Κανείς δεν θα αρνηθεί ότι η πραγματικότητα γύρω μας είναι αρμονική και τέλεια. Δεν έχει σημασία σε τι ή σε ποιον πιστεύει ένα άτομο, αλλά γύρω του βλέπει όχι μόνο την ομορφιά και την ποικιλομορφία, αλλά και μια αρμονική τάξη στην οποία δεν υπάρχει χώρος για χάος. Ιδιαίτερα ξεκάθαρη σκοπιμότητα εκδηλώνεται στον κόσμο των έμβιων όντων. Κάθε τι αδύναμο, άσχημο, ανίκανο να αναπαράγει υγιείς απογόνους παρασύρεται από τη δράση εξελικτικών παραγόντων, κυρίως της φυσικής επιλογής. Δεν παίζει τον τελευταίο ρόλο σε αυτό μια βιολογική διαδικασία όπως η αναπαραγωγική απομόνωση.
Αυτό, καθώς και άλλες μορφές αμυντικών μηχανισμών που προστατεύουν τη γονιδιακή δεξαμενή των φυτικών, ζωικών και ανθρώπινων κοινοτήτων, θα εξετάσουμε σε αυτό το άρθρο.
Η μετάδοση κληρονομικών χαρακτηριστικών είναι η κύρια ιδιότητα της ζωντανής ύλης
Η αναπαραγωγή είναι η πιο σημαντική διαδικασία, χάρη στην οποία είναι δυνατή η ίδια η ύπαρξη του φαινομένου της ζωήςστο ΕΔΑΦΟΣ. Ανεξάρτητα από το επίπεδο οργάνωσής του, από πρωτόζωα έως θηλαστικά, η γονιμοποίηση (στα φυτά - επικονίαση), που οδηγεί στην εμφάνιση βιώσιμων, γόνιμων απογόνων, συμβαίνει μόνο μεταξύ ατόμων που ανήκουν σε πληθυσμό του ίδιου βιολογικού είδους. Προφανώς, υπάρχουν φυσικοί μηχανισμοί απομόνωσης που ελέγχουν τη σύζευξη ή την επικονίαση.
Βεβαίως, δεν αποκλείεται το ενδεχόμενο περιπτώσεων διειδικής διασταύρωσης. Εμφανίζονται τόσο σε φυσικές συνθήκες όσο και πραγματοποιούνται τεχνητά - από τον άνθρωπο, αλλά πάντα οδηγούν στην εμφάνιση είτε απογόνων με εξασθενημένη βιωσιμότητα είτε στείρων υβριδίων. Αρκεί να θυμηθούμε τα στείρα μουλάρια - τους απογόνους που αποκτήθηκαν από τη διασταύρωση ενός γαϊδάρου και μιας φοράδας. Όπως μπορείτε να δείτε, ορισμένες δυνάμεις δρουν εδώ, οι οποίες μπορούν να θεωρηθούν ως ορισμένοι τύποι μηχανισμών απομόνωσης. Ας τα ορίσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες.
Ταξινόμηση διεργασιών που οδηγούν στη σταθερότητα της γονιδιακής δεξαμενής πληθυσμών
Στο εξελικτικό δόγμα, το οποίο είναι προϊόν της κοινής επιστημονικής εργασίας φυσικών επιστημόνων όπως ο Ch. Darwin, A. N. Ο Severtsov, G. Spencer, θεωρεί τα ακόλουθα ευρέως διαδεδομένα φαινόμενα που συμβάλλουν στη σταθερότητα της ύπαρξης βιολογικών ειδών: πρόκειται για γεωγραφική, αναπαραγωγική και οικολογική απομόνωση. Το τμήμα της βιολογίας - πληθυσμιακής γενετικής, ασχολείται με τη μελέτη των αλλαγών που συμβαίνουν στη γονιδιακή δεξαμενή κοινοτήτων ζωντανών οργανισμών. Είναι το αποτέλεσμα παραγόντων όπως τα κύματα ζωής και η γενετική μετατόπιση.
Ο παραπάνω κλάδος της βιολογίας καθιερώνει το ρόλο των προστατευτικών παραγόντων που στοχεύουν στη διατήρηση του συντηρητισμού των καρυοτύπων των ατόμων σε έναν πληθυσμό και στην πρόληψη των διασταυρώσεων μεταξύ πληθυσμών. Στη συνέχεια, θα μάθουμε ποιοι μηχανισμοί απομόνωσης ονομάζονται οικολογικοί και ποια είναι η σημασία τους για τη διατήρηση της αμετάβλητης σύνθεσης των γονιδίων σε έναν πληθυσμό.
Ο ρόλος των περιβαλλοντικών συνθηκών στη διατήρηση της γονιδιακής δεξαμενής των κοινοτήτων ζωντανών οργανισμών
Ως αποτέλεσμα της φυλογένεσης - της ιστορικής ανάπτυξης ενός είδους, τα άτομα του σχηματίζουν πληθυσμούς που ζουν εντός των ορίων μιας συγκεκριμένης επικράτειας, που ονομάζεται περιοχή. Οι φυτικοί και ζωικοί οργανισμοί αλληλεπιδρούν με περιβαλλοντικούς παράγοντες, καθώς και με κοινότητες άλλων ειδών που ζουν σε μια δεδομένη περιοχή, δηλαδή καταλαμβάνουν μια ορισμένη οικολογική θέση. Για να μειωθεί η ένταση του ανταγωνισμού μεταξύ πληθυσμών του ίδιου είδους, υπάρχουν ορισμένοι μηχανισμοί απομόνωσης που διασφαλίζουν, για παράδειγμα, ότι οι απαιτήσεις και των δύο ομάδων σχετικά με το είδος της τροφής διαφέρουν. Έτσι, το σκαθάρι μπιζελιού σχηματίζει δύο κοινότητες εντόμων: η μία τρέφεται με σπόρους μπιζελιού και η άλλη με φασόλια.
Κατά την αναπαραγωγική περίοδο, λόγω του γεγονότος ότι οι κτηνοτροφικές καλλιέργειες αναπτύσσονται σε διαφορετικές ζώνες, οι οργανισμοί των δύο πληθυσμών δεν διασταυρώνονται.
Ο χρόνος της αναπαραγωγής και η σημασία τους για τη διασφάλιση της γενετικής σταθερότητας του πληθυσμού
Στους παράγοντες που εμποδίζουν σημαντικά ή ακόμη και αποτρέπουν πλήρως την επικονίαση ή τη συσσώρευση μεταξύ οργανισμών της ίδιας συστηματικήςκατηγορία, μπορούμε να συμπεριλάβουμε μηχανισμούς απομόνωσης που ελέγχουν το χρονοδιάγραμμα αναπαραγωγής των ατόμων. Για παράδειγμα, η ανθοφορία του λιβαδιού bluegrass, που αναπτύσσεται στις εκβολές των ποταμών, συσχετίζεται με την εποχή του τέλους της ανοιξιάτικης πλημμύρας. Τα φυτά που ζουν απευθείας στην ακτή και κατά την περίοδο της πλημμύρας για μεγάλο χρονικό διάστημα κάτω από το νερό, ανθίζουν αργότερα από εκείνα τα άτομα που ήταν υπό την επίδραση της πλημμύρας για μικρό χρονικό διάστημα ή δεν πλημμύρισαν καθόλου. Για προφανείς λόγους, δεν υπάρχει πανμιξία (διασταυρούμενη επικονίαση) μεταξύ των φυτών που ζουν σε διαφορετικά σημεία του λιβαδιού, αφού η γύρη τους ωριμάζει σε διαφορετικούς χρόνους. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται αρκετοί πληθυσμοί λιβαδιού λιβαδιού, που διαφέρουν ως προς την αναπαραγωγή.
Ο εξελικτικός ρόλος της απομόνωσης
Η γενετική του πληθυσμού έχει αποδείξει το γεγονός ότι η αδυναμία της διαδικασίας ανταλλαγής γονιδίων μεταξύ οργανισμών διαφορετικών φυλών ή κοινοτήτων οδηγεί στο γεγονός ότι συμβαίνουν εντελώς διαφορετικοί τύποι μεταλλάξεων στους γονότυπους των ατόμων και στη συχνότητα εμφάνισης Τόσο τα κυρίαρχα όσο και τα υπολειπόμενα αλληλόμορφα αλλάζουν επίσης. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι οι δεξαμενές γονιδίων των πληθυσμών διαφέρουν ολοένα και περισσότερο μεταξύ τους. Αυτή η απόκλιση θα αφορά, πρώτα απ' όλα, μορφές προσαρμογής σε αβιοτικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες. Από τι εξαρτάται;
Σύνθετη δράση διαφόρων τύπων μόνωσης
Βασίζεται σε διασυνδεδεμένους οικολογικούς και αναπαραγωγικούς μηχανισμούς απομόνωσης. Η βιολογία, ειδικότερα, το τμήμα της - η θεωρία της εξέλιξης, αποκαλύπτει την επιρροή τους στην εκδήλωση μιας τέτοιας παγκόσμιας διαδικασίας όπως η απόκλιση, δηλαδήαπόκλιση σημείων και ιδιοτήτων των οργανισμών. Βρίσκεται στη βάση της μικροεξέλιξης, μιας διαδικασίας που οδηγεί στον σχηματισμό πρώτα υποειδών και στη συνέχεια νέων βιολογικών ειδών στη φύση.
Πώς συμβαίνει η γεωγραφική απομόνωση
Τόσο στη βοτανική όσο και στη ζωολογία, οι επιστήμονες δίνουν σοβαρή προσοχή στον παράγοντα που μειώνει σχεδόν στο μηδέν την πιθανότητα ελεύθερης διασταύρωσης μεταξύ ατόμων του ίδιου είδους. Ονομάζεται γεωγραφική απομόνωση. Αποδείχθηκε ότι μια απότομη αλλαγή στο έδαφος συνοδεύεται απαραίτητα από την εμφάνιση εμποδίων που οδηγούν σε βασικές διαφορές στους οργανισμούς.
Αφορούν, πρώτα απ' όλα, τον χρόνο ωρίμανσης των γαμετών, τον χρόνο σύζευξης ή επικονίασης. Όλοι αυτοί οι παράγοντες μπορούν να συνδυαστούν κάτω από έναν όρο - αναπαραγωγική απομόνωση. Ποιες είναι οι συνέπειες για την ύπαρξη του πληθυσμού στον οποίο οδηγεί;
Αποκλίσεις
Επιστήμονες ανακάλυψαν ότι πληθυσμοί οργανισμών με αρχικά παρόμοια γονιδιώματα αποκτούν όλο και περισσότερα αποκλίνοντα χαρακτηριστικά με την πάροδο του χρόνου λόγω της εξαφάνισης τόσο μιας μοναδικής τροφής όσο και της δυνατότητας ελεύθερης διασταύρωσης. Τα ανυπέρβλητα φυσικά εμπόδια με τη μορφή ηπειρωτικών σπασμών, ανύψωσης οροσειρών και υπερχείλισης ποταμών απομονώνουν κοινότητες ατόμων η μία από την άλλη. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο αναπτύσσεται η φύση. Τα παρακάτω παραδείγματα απεικονίζουν τη γεωγραφική απομόνωση ως σημαντικό μηχανισμό για την ειδογένεση. Έτσι, ομάδες μαρσιποφόρων θηλαστικών στην Αυστραλία, μετά τον χωρισμό της από την αρχαία ηπειρωτική χώρα της Γκοντβάνα, έχουν σημαντικέςανατομικές και φυσιολογικές διαφορές από τα σύγχρονα ευρωπαϊκά ζωικά είδη που προέκυψαν μετά τον μεγάλο παγετώνα.
Κεφ. Ο Δαρβίνος για τους μηχανισμούς της ειδογένεσης
Ο παγκοσμίως διάσημος δημιουργός της θεωρίας της φυσικής επιλογής, ο Άγγλος φυσιοδίφης Κάρολος Δαρβίνος, προσδιόρισε τις κινητήριες δυνάμεις της εξέλιξης, που οδήγησαν στην εμφάνιση νέων τάξεων, τάξεων και οικογενειών ζωντανών οργανισμών. Επίσης στα γραπτά του, ο επιστήμονας περιέγραψε τους γεωγραφικούς και περιβαλλοντικούς μηχανισμούς απομόνωσης. Αντλούσε παραδείγματα της εκδήλωσής τους από παρατηρήσεις που έγιναν κατά τη διάρκεια του διάσημου ταξιδιού του σε όλο τον κόσμο. Ο Δαρβίνος είδε και σχεδίασε διάφορους τύπους σπίνων που ζούσαν στα νησιά Γκαλαπάγκος. Τα πουλιά είχαν βασικές διαφορές στο σχήμα του ράμφους, στο μέγεθος του σώματος και έτρωγαν διαφορετικές τροφές.
Όταν η διασταύρωση μεταξύ ατόμων έχασε εντελώς την ικανότητα να σχηματίζουν γόνιμους απογόνους. Σύμφωνα με τον ερευνητή, οι μεγάλες αποστάσεις μεταξύ των νησιών και οι διαφορές στη χλωρίδα και την πανίδα τους οδήγησαν στον σχηματισμό αρκετών υποειδών, τα οποία στη συνέχεια μετατράπηκαν σε ανεξάρτητα είδη. Έχουμε εξετάσει μια ακόμη κατεύθυνση εξέλιξης, που οδηγεί στο σχηματισμό νέων βιολογικών ειδών, κατά μήκος των οποίων προχωρά όλη η ζωντανή φύση. Τα παραδείγματα που εξετάσαμε παραπάνω αποδεικνύουν τον σημαντικό ρόλο των χωρικών μηχανισμών που αποτρέπουν την πιθανότητα διασταυρώσεων μεταξύ οργανισμών διαφορετικών πληθυσμών, κάτι που τελικά οδηγεί στην εμφάνιση νέων συστηματικών μονάδων.
