U panmiktičkim organizmima (seksualno razmnožavajući), vrsta je skup organizama koji su slični po čitavom nizu karakteristika, sposobnih da se slobodno ukrštaju sa formiranjem plodnog potomstva. Koncept izolacije koristi se u kontekstu mikroevolucije ili, kako se još naziva, specijacije. Reproduktivna izolacija započinje proces formiranja nove vrste i završava ga. Ali neće svi oblici ovog fenomena dovesti do pojave nove vrste, kao što ni svaka izolacija ne dovodi do konačnog reproduktivnog razdvajanja populacija.
Izolacioni mehanizmi u evoluciji
Unutar jedne vrste, pojedinci postoje u grupama - populacijama. Upravo populacije kao jedinica mikroevolucije služe kao materijal za formiranje novih vrsta koje se razlikuju od prvobitnih. Unutar vrste dolazi do razmjene genetskog materijala između populacija u procesu reprodukcije. Šta se zovereproduktivni kapacitet organizama. Kada je iz nekog razloga ova razmjena između populacija unutar iste vrste ograničena ili potpuno nemoguća, kažu da je nastupila reproduktivna izolacija. Definicija ovog evolucijskog mehanizma je da pojedinci različitih populacija ne mogu proizvesti potomstvo. Istorija nastanka nove vrste je lanac različitih tipova reproduktivne izolacije, koji se međusobno zamenjuju ili preklapaju, čineći podjelu populacija nepovratnom.
Reproduktivna izolacija: klasifikacija
Postoji nekoliko koncepata u klasifikaciji varijanti izolacije stanovništva. Različiti kriterijumi koji se uzimaju kao glavna karakteristika daju određenu zabunu ovom pitanju. Uzmimo kao osnovu da je reproduktivna izolacija kao trajno ograničenje panmiksije (slobodnog križanja) posljednja faza koja završava specijaciju. Zagovornici ovog pogleda na izolaciju koja stvara vrste bili su poznati evolucijski biolozi F. G. Dobzhansky (1900-1975) i E. Mayr (1904-2005). Mehanizmi reproduktivne izolacije u ovom pristupu bit će podijeljeni u tri grupe:
- prostorna podjela (geografska);
- ekološka izolacija (mehanizmi okoline);
- odgovarajući reproduktivni mehanizam, uključujući pre-kopulaciju (prije formiranja zigota) i post-kopulaciju (dolazi do parenja, ali jaje ili nije oplođeno ili umire, ili su hibridi sterilni) barijere.
Bilo koji mehanizam postiže ograničenjepanmiksija: potpuna ili djelomična. Razmotrimo ukratko oblike reproduktivne izolacije u svakoj grupi. Primjeri koji ih ilustriraju pomoći će vam da shvatite suštinu određene forme.
Prostorni mehanizmi izolacije stanovništva
Mehanizam izolacije povezan je sa raznim promjenama u pejzažu (pojava barijere u obliku planinskih lanaca ili rijeka) ili sa širenjem vrste na ogromnim teritorijama. Kada je protok gena između odvojenih populacija poremećen, dolazi do reproduktivne izolacije. Najpoznatijim primjerom takvog fenomena s formiranjem novih vrsta može se smatrati otočna vrsta vijuga otočja Galapagos, koja je postala jedan od primjera za djelo Charlesa Darwina "Porijeklo vrsta putem prirodne selekcije". Ili primjer plave svrake, od kojih jedna populacija živi u Kini, a druga u Španiji.
Mehanizmi ekološke izolacije
Razlozi za ovu vrstu reproduktivne izolacije vezani su za razliku u uslovima za reprodukciju populacija iste vrste koje žive simetrično, odnosno na istoj teritoriji. Na primjer, sezone razmnožavanja ili cvatnje se ne poklapaju. Na kalifornijskoj obali postoje dvije vrste borova simetrično: jedna vrsta baca polen u februaru, a druga u aprilu. Sezonska ekološka izolacija za njih je postala reproduktivna. Primjer reproduktivne izolacije, ali koja je rezultat različitih prehrambenih baza, pokazuju tri vrste antarktičkih foka koje potječu od istog filogenetskog pretka. Foka Weddell jede samo ribu, foka leopard jede pingvine i foke, a foka Ross jedeglavonošci.
Prekopulacijski oblici reproduktivne izolacije
Mehanička izolacija - neefikasnost parenja uzrokovana različitom strukturom reproduktivnih ili kopulacijskih organa. Na primjer, različite vrste kadulje imaju različite oblike cvjetova i oprašuju ih druge pčele. Ista korelacija postoji između orhideja i kolibrija. Parenje Drosophila muhe među vrstama dovodi do ozljede ili čak smrti partnera.
Etološka izolacija - neparenje zbog razlika u seksualnom ponašanju (u udvaranju, pjevanju, plesu, sjaju ili razlikama u feromonima). Na primjer, blisko srodne vrste krijesnica, kada pozivaju ženku na parenje, trepću drugačije (s različitom učestalošću i trajanjem). U ovom kontekstu mogu se spomenuti i pjesme specifične za vrste u vrapcima i žabama. I svi znaju za rituale parenja ptica.
Gametička izolacija - nedostatak interakcije gameta ili smrt gameta. Postojanje ove vrste izolacije je eksperimentalno dokazano. Na primjer, dvije vrste morskih ježeva s vanjskom oplodnjom ukrstili su američki genetičari Denis i Brachet. Jaje je bilo oplođeno, ali embrion je umro u ranoj fazi gastrulacije.
Oblici reproduktivne izolacije nakon kopulacije
Ovo se odnosi na neviabilnost oplođenog jajeta i smrt embriona u ranim fazama ontogeneze. Ili smrt rođenog mladunčeta (ili pojedinca) prije puberteta. Koncept vrlo blizak gametikuizolacija.
Sterilnost hibrida
Kod većine životinja, preživjeli interspecifični hibridi su sterilni, odnosno nisu sposobni da daju potomstvo. Izuzetak mogu biti polusterilni hibridi. Mehanizam ove pojave je prilično složen, zasnovan na genskim, hromozomskim ili citološkim uzrocima. Navest ćemo samo primjere međuvrsnih hibrida koji su svima poznati.
Hibrid magarac i kobila - mazga. Veći je od magarca i manji od konja, a osim toga, životinje je lakše držati. Hibridi blisko srodnih podvrsta psa i vuka (vuk, poluvuk) imaju razvijeniji instinkt i izdržljivost od običnih pasa. Mnoge akvarijske ribe su hibridne forme (šareni aulonocari). Lijepe su, veće od roditeljskih oblika, ali prilikom kupovine treba navesti porijeklo ribe, inače nećete čekati potomstvo. Svima je poznato da su sjemenke kultiviranih biljaka (paradajz, krastavci) označene simbolom F-1 hibridne forme. Plodovi ovih biljaka ne ostavljaju se za sjeme.
