REPRODUKČNÍ IZOLACE: MECHANISMY, DŮSLEDKY (PŘÍKLADY) - BIOLOGIE - 2025

Reprodukční izolace nebo reprodukční izolace zahrnuje různé mechanismy, které vedou do sterility mezi dvěma populacemi jednotlivců. Jinými slovy, křížení dvou reprodukčně izolovaných druhů neprodukuje potomstvo nebo potomci nejsou životaschopní.

K izolaci může dojít před vznikem zygoty, protože populace nesdílejí stanoviště, protože mají různé preference nebo protože jejich reprodukční orgány nejsou kompatibilní; nebo po jejich vytvoření, kde zygota může zemřít nebo se vyvinout u sterilního jedince.

Zdroj: pixabay.com

Proces speciace - tvorba nových druhů - se obvykle dělí do tří po sobě jdoucích kroků: nejprve nastává fáze izolace populací, poté divergence určitých znaků nebo zvláštností a nakonec reprodukční izolace.

Jakmile byl tok genů mezi těmito dvěma populacemi eliminován, dochází k evoluční izolaci.

Reprodukční izolační mechanismy

V závislosti na tom, kdy působí reprodukční izolační bariéry, lze je klasifikovat jako prezygotické a postzygotické. Bývalý akt před vznikem zygoty.

Prezygotické bariéry zahrnují jakoukoli událost, která zabraňuje kopulaci mezi dvěma druhy, nazývá to dočasná izolace, izolace podle lokality nebo diferenciace zdrojů a izolace chováním nebo etologií.

Do této kategorie patří také fyziologická nebo mechanická nekompatibilita pohlavních orgánů druhů, které se snaží rozmnožovat.

Naproti tomu postzygotické bariéry zahrnují všechny události, které brání hybridním zygotům ve vývoji normálního života, protože mají nízkou biologickou nebo kondiční účinnost.

Dočasné prezygotické bariéry

Příklad dočasné izolace se vyskytuje u hmyzu rodu Magicicada. V těchto cikádách je druh se životním cyklem 13 let a další druh, jehož cyklus se prodlužuje až 17 let.

Obrázky tohoto druhu se vynoří ze země každých 13 nebo 17 let v závislosti na druhu. Protože neexistuje časová synchronizace, neexistuje mezi nimi žádná možnost páření.

Etologické prezygózní bariéry

Je to stejný rod, existuje prezygotická izolace etologického typu. Zvuk, který každý druh produkuje, je pro tento druh jedinečný a ostatní ho nemohou rozeznat.

Přestože dochází ke setkávání dvou jedinců různého pohlaví, nebudou uznáni jako potenciální sexuální partneři.

Mechanické prezygotické bariéry

K mechanické izolaci dochází kvůli nekompatibilitě mezi pohlavními orgány. Sexuální orgány se podobají mechanismu zámku a klíče, kde se musí dokonale hodit. V případě, že se nehodí, není kopírování úspěšné.

Prezygotické bariéry kvůli diferenciaci stanovišť

K tomuto typu bariéry dochází, když dva druhy vykazují výraznou preferenci pro určitý zdroj. Bariéra je zvýrazněna, když se v této oblasti vyskytnou kopulace.

Například mloci rodu Ambystoma mají členy, kteří se chovají v rybnících, a tito nejsou křížení s jednotlivci, kteří se chovají v potokech.

Postzygotické bariéry: úmrtnost, neomylnost a sterilita hybridů

Pokud některá z výše uvedených prezygotických bariér selže, hybrid může utrpět následky reprodukční izolace.

Produkt zygoty křížení dvou různých druhů je známý jako hybridy a ty se během svého života nemohou vyvinout nebo zemřít.

Role selekce a drift genů

Z hlediska genetiky mohou být překážky reprodukce založeny na: genetické divergenci, cytoplazmatické nekompatibilitě nebo cytologické divergenci.

Aby došlo k vývoji reprodukčních bariér, musí být přítomny následující síly: přirozený výběr a genetický drift. Působí, když byl tok genů snížen ve dvou populacích druhu.

Genový nebo genetický drift

Genový drift je evoluční síla, která náhodně fixuje určité alely, zatímco jiné - ze stejných stochastických důvodů - zmizí z populace. Tento mechanismus má výraznější účinky, když působí v malých populacích (s několika jedinci).

Když jsou izolovány dvě populace, genetický drift působí různými způsoby: zaprvé „část“ populace, která zůstává izolovaná, je náhodný vzorek, to znamená, že alely nejsou zastoupeny ve stejném poměru. Náhodná fixace a ztráta alel zvyšuje divergenci mezi populacemi.

Přírodní výběr

Aby spekulační proces pokračoval, je nutné, aby mezi sledovanými populacemi existovaly velmi výrazné genetické rozdíly. Přirozený výběr má zásadní vliv na vývoj této divergence, pokud populace zaujímají nové prostředí.

Klasickým příkladem pro ilustraci role přirozeného výběru je speciace mušky jablečné a hlohové. Obyvatelstvo se odděluje, protože výběr při výběru jídla jedná podle jejich preferencí.

Tento druh provádí téměř všechny kroky svého životního cyklu se stromem, ze kterého se živí. Z tohoto důvodu se skupina vědců zajímala, zda mouchy, které parazitovaly jabloně, patří do stejné populace jako mouchy hlohové.

K testování této hypotézy vědci použili techniku ​​zvanou "proteinová elektroforéza" a byli schopni dojít k závěru, že mezi mouchami, které žily v různých stromech, existují statisticky významné rozdíly.

K tomu dochází, protože mouchy vykazují významnou preferenci pro svůj druh ovoce. Kromě toho dochází ke páření na stromě, což zabraňuje toku genů s populací jiného ovoce.

Sexuální výběr

Sexuální výběr se týká postav zapojených do procesu získání partnera. Zdá se, že způsob nebo klíčové prvky, které jednotlivec používá k výběru svého partnera, je klíčem k rozlišení populace a funguje jako bariéra.

Písně u obojživelníků jsou základní charakteristikou výběru partnera a u některých druhů působí frekvence reprodukce jako reprodukční bariéra. Stejně tak zbarvení hraje zásadní roli v reprodukční izolaci určitých druhů ryb.

Důsledky

Důsledkem reprodukční izolace je spekulace - tvorba nových druhů. Reprodukční izolační bariéry se vyskytují po oddělení dvou populací, které se vyvíjejí přirozenou selekcí nebo genovým driftem.

Důsledkem spekulace je zase obrovská rozmanitost v různých liniích živých organismů. V taxónech, které mají sexuální reprodukci, každá větev jejich fylogenetického stromu představuje speciační událost, kde byla každá populace reprodukčně izolována.

Spekulace je tedy považována za most mezi mikroevolucí a makroevolucí.

Reference

1. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evoluční analýza. Prentice hala
2. Futuyma, DJ (2005). Vývoj. Sinauer.
3. Gallardo, MH (2011). Vývoj. Průběh života. Editorial Médica Panamericana.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrované základy zoologie. McGraw-Hill.
5. Ridley, M. (2004) Evolution. Třetí edice. Vydavatelství Blackwell.
6. Soler, M. (2002). Evoluce: základ biologie. Jižní projekt.