EKOLOGICKÁ IZOLACE: MECHANISMUS A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Organická izolace je mechanismus, se kterým je zabráněno výskytu křížení mezi dvěma druhy, které by mohly produkovat hybridní potomstvo. Hybridní potomek je výsledkem směsi dvou jedinců různých druhů.

Například, mezek nebo mezek je hybridní zvíře, které pochází z křížení osla (Equus africanus asinus) s klisnou (Equus ferus caballus). Toto zvíře sdílí některé rysy s oběma rodiči.

Obrázek 1. Mule. Zdroj: Pixabay.com

Také hinny je hybridní druh, který je výsledkem křížení osla s koněm. Mezky a mulice mají různé geny. Mezka je silnějším a větším zvířetem, než je svinstvo, a obě jsou téměř vždy sterilní. Ve vzácných případech plodnosti v mezích a mulích jsou mladí lidé slabí a velmi podváhu, s malou šancí na přežití.

Existuje 5 ekologických izolačních procesů, které slouží k zamezení hybridů nebo smíšených potomků dvou různých druhů: ekologická izolace, dočasná izolace, behaviorální izolace, prostorová izolace a mechanická / chemická izolace.

Ekologický izolační mechanismus

Ekologická izolace nebo izolace stanoviště je jedním z 5 izolačních mechanismů, které zabraňují křížení mezi různými druhy, před vytvořením zygoty nebo vajíčka (preigotický izolační mechanismus).

K tomuto mechanismu dochází, když dva druhy, které by se mohly geneticky křížit, mají reprodukční bariéry, protože žijí v různých oblastech. Takto mohou různé populace zabírat stejné území, ale žít na různých stanovištích, a proto se fyzicky nesetkávají.

Kromě jiných izolačních mechanismů se ekologická izolace vyhýbá produkci hybridních druhů, které nezvýhodňují růst a vývoj biologických populací, protože většina hybridních jedinců je sterilní, to znamená, že nejsou schopni se množit.

U druhů zapojených do hybridního křížení se má za to, že výdaje na energii nejsou úspěšné. Navíc tyto reprodukční izolační mechanismy hrají ve speciaci klíčovou selektivní roli.

Speciace je proces, kterým se vytvářejí nové druhy. Speciační proces je ten, který vytvořil rozmanitost organismů nebo biologickou rozmanitost.

Příklady ekologické izolace

Níže uvádíme několik příkladů ekologické izolace.

Ekologická izolace u savců

V Indii jsou tygr (Panthera tigris) a lev (Panthera leo), dva druhy stejné rodiny (Felidae), které mají schopnost křížení.

Tygr však žije v džungli a lev žije v pastvinách; protože tyto dva druhy žijí na různých stanovištích, nedochází k jejich fyzickému setkání. Každý druh, lev i tygr, je izolován ve svých stanovištích.

Ekologická izolace u hmyzu

Skupina Anopheles maculipennis se skládá ze 6 druhů komárů, z nichž některé jsou spojeny s přenosem malárie. Přestože je těchto 6 druhů velmi podobných a morfologicky nerozeznatelných, mohou zřídka produkovat hybridy, protože jsou izolovány pro svou reprodukci a křížení, zčásti reprodukcí na různých stanovištích.

Zatímco některé druhy Anopheles maculipennis chovají v brakické vodě, jiné to ve sladké vodě. Mezi druhy, které se spojují ve sladkých vodách, jsou některé, které tak dělají v tekoucích vodách, a jiné, které upřednostňují stojaté vody.

Ekologická izolace u ptáků

Jedním z nejvíce citovaných příkladů ekologické izolace je případ dvou úzce souvisejících ptáků rodu Turdus, jako je běžný kos (Turdus merula) a kos s bílou čepicí (Turdus torquatus).

Obrázek 2. Společný kos černý. (Turdus merula). Zdroj: AnemoneProjectors

Populace T. merula, druhu, který obývá lesní dřeviny v lesích a městských zahradách, je ekologicky izolován od druhu T. torquatus, který se rozmnožuje ve vysokohorských oblastech. Šance, že tyto druhy produkují hybrid, jsou tedy prakticky nulové.

Obrázek 3. Kos s bílou čepicí (Turdus torquatus). Zdroj: Andrej Chudý ze Slovenska

Ekologická izolace obojživelníků

Reprodukční ekologická izolace je také pozorována u různých druhů žab. Jeden z mnoha příkladů tohoto případu se nachází v Severní Americe.

V Severní Americe je populace žáby severní (Rana aurora) izolována od populace americké býky (Rana catesbeiana), protože bývalí kamarádi v pomíjivých, rychle se pohybujících vodních tocích, a to druhé. dělá v trvalých studnách nebo rybnících.

V Austrálii se v pouštním prostředí nachází žába krucifixu (Notaden bennettii) a žába pouštního stromu (Litoria rubella). Je však velmi nepravděpodobné, že se budou párovat, protože žába krucifixu žije pod zemí a na povrch se pohybuje pouze, když prší, zatímco žába pouštního stromu je druh stromu.

Ekologická izolace v rybách

Další zajímavý příklad tohoto typu ekologické reprodukční izolace je pozorován u ostnatých ryb z čeledi Gasterosteidae. Tyto ryby mají podlouhlé a jemné tělo (fusiform), se 2 až 16 páteřemi ve své hřbetní oblasti a nemají stupnice, i když některé druhy mají jakousi kostnatou desku.

Zatímco sladkovodní druhy ryb Gasterosteidae žijí v tekoucích vodách po celý rok, mořské druhy nalezené v moři v zimě migrují do ústí řek na jaře a v létě, aby se párily.

V tomto případě je faktorem, který působí jako reprodukční bariéra, která zabraňuje křížení obou skupin, přizpůsobení různým koncentracím solí.

Ekologická izolace v rostlinách

Další příklad ekologické izolace se vyskytuje v případě dvou druhů rostlin pavouka rodu Tradescantia, rostliny pavouka Ohio (Tradescantia ohiensis) a klikaté rostliny pavouka (Tradescantia subaspera).

Obě rostliny žijí ve společných zeměpisných oblastech, ale kvůli rozdílům v přírodních stanovištích se nemohou křížit. T. ohiensis roste ve slunných oblastech, zatímco T. subaspera preferuje stinné oblasti se slabým sluncem.

Navíc tyto rostliny kvetou v různých ročních obdobích, to znamená, že také představují dočasnou izolaci.

Můžeme dojít k závěru, že v ekologické izolaci dochází k separaci skupin organismů v důsledku změn jejich ekologie nebo změn prostředí, ve kterém žijí.

Reference

1. Bradburd, GS, Ralph, PL a Coop, GM (2018). Rozlišování účinků geografické a ekologické izolace na genetickou diferenciaci. 67 (11): 3258-3273. doi: 10,1111 / evo 12193
2. Fraser, IC, Morrison, AK, McC Hogg, A., Macaya. EC, van Sebille, E. a další. (2018). Ekologická izolace Antarktidy bude narušena rozptylem a oteplováním způsobeným bouří. Změna klimatu v přírodě. 8: 704–708.
3. Gray, LN, ječmen, AJ, Poe, S., Thomson, RC, Nieto - Montes de Oca, A. a Wang, IJ (2018). Fylogeografie rozsáhlého ještěrkového komplexu odráží vzorce geografické i ekologické izolace. Molekulární ekologie nápis. doi: 10,1111 / mec.14970
4. Hodges, SA a Arnold, ML (2018). Květinová a ekologická izolace mezi Aquilegia formosa a Aquilegia pubescens. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 91 (7): 2493-2496. Doi: 10,1073 / pnas.91.7.2493
5. Schaefer, M. (1972). Ekologická izolace a význam konkurence, doložená distribučním vzorcem lykosidů pobřežní krajiny. Ekologie. 9 (2): 171-202. doi: 10,1007 / BF00345881