Niko neće poreći da je stvarnost oko nas harmonična i savršena. Nije važno u šta i kome čovek veruje, ali oko sebe vidi ne samo lepotu i raznolikost, već i skladan poredak u kojem nema mesta haosu. Posebno se jasno očituje svrsishodnost u svijetu živih bića. Sve što je slabo, ružno, nesposobno za reprodukciju zdravog potomstva, odneseno je djelovanjem evolucijskih faktora, prvenstveno prirodne selekcije. Ne posljednju ulogu u tome igra takav biološki proces kao što je reproduktivna izolacija.
Ovo, kao i druge oblike odbrambenih mehanizama koji čuvaju genetski fond biljnih, životinjskih i ljudskih zajednica, razmotrićemo u ovom radu.
Prenošenje nasljednih karakteristika je glavno svojstvo žive tvari
Razmnožavanje je najvažniji proces, zahvaljujući kojem je moguće samo postojanje fenomena životana zemlji. Bez obzira na nivo njegove organizacije, od protozoa do sisara, oplodnja (kod biljaka – oprašivanje), koja dovodi do pojave održivog, plodnog potomstva, događa se samo između jedinki koje pripadaju populaciji iste biološke vrste. Očigledno, postoje prirodni izolacijski mehanizmi koji kontroliraju kopulaciju ili oprašivanje.
Naravno, nije isključena mogućnost međuvrsnog ukrštanja. Javljaju se kako u prirodnim uvjetima, tako i umjetno - od strane čovjeka, ali uvijek dovode do pojave potomaka sa oslabljenom održivošću ili sterilnih hibrida. Dovoljno je prisjetiti se sterilnih mazgi - potomaka dobivenih ukrštanjem magarca i kobile. Kao što vidite, ovdje djeluju određene sile, koje se mogu smatrati određenim vrstama izolacijskih mehanizama. Hajde da ih detaljnije definišemo.
Klasifikacija procesa koji vode do stabilnosti genofonda populacija
U evolucijskoj doktrini, koja je proizvod zajedničkog naučnog rada takvih prirodnih naučnika kao što su Ch. Darwin, A. N. Severtsov, G. Spencer, razmatra sljedeće široko rasprostranjene pojave koje doprinose stabilnosti postojanja bioloških vrsta: to je geografska, reproduktivna i ekološka izolacija. Sekcija biologije - populacijska genetika bavi se proučavanjem promjena koje se dešavaju u genskom fondu zajednica živih organizama. Oni su rezultat faktora kao što su životni talasi i genetski drift.
Navedena grana biologije utvrđuje ulogu zaštitnih faktora u cilju očuvanja konzervativnosti kariotipova jedinki u populaciji i sprečavanja međupopulacijskog ukrštanja. Zatim ćemo saznati koji se mehanizmi izolacije nazivaju ekološki i kakav je njihov značaj u održavanju nepromijenjenog sastava gena u populaciji.
Uloga uslova okoline u očuvanju genofonda zajednica živih organizama
Kao rezultat filogeneze - istorijskog razvoja vrste, njene jedinke formiraju populacije koje žive unutar granica određene teritorije, koja se naziva raspon. Biljni i životinjski organizmi su u interakciji sa faktorima životne sredine, kao i sa zajednicama drugih vrsta koje žive na datoj teritoriji, odnosno zauzimaju određenu ekološku nišu. Da bi se smanjila oštrina konkurencije između populacija iste vrste, postoje određeni izolacijski mehanizmi koji osiguravaju, na primjer, da se zahtjevi obje grupe u pogledu vrste hrane razlikuju. Dakle, graška buba formira dvije zajednice insekata: jedna se hrani sjemenkama graška, druga pasuljem.
Tokom reproduktivnog perioda, zbog činjenice da krmni usjevi rastu u različitim zonama, organizmi ove dvije populacije se ne križaju.
Vrijeme reprodukcije i njihov značaj u osiguravanju genetske stabilnosti populacije
Na faktore koji značajno ometaju, ili čak potpuno sprječavaju oprašivanje ili kopulaciju između organizama istog sistematskogkategoriju, možemo uključiti izolacijske mehanizme koji kontroliraju vrijeme reprodukcije jedinki. Na primjer, cvjetanje livade bluegrass, koja raste u ušćima rijeka, u korelaciji je sa vremenom završetka proljetne poplave. Biljke koje žive direktno na obali, a tokom perioda poplava dugo vremena pod vodom, cvjetaju kasnije od onih jedinki koje su kratko vrijeme bile pod utjecajem poplave ili uopće nisu bile poplavljene. Iz očiglednih razloga ne postoji panmiksija (unakrsno oprašivanje) između biljaka koje žive na različitim dijelovima livade, jer njihov polen sazrijeva u različito vrijeme. Kao rezultat, formira se nekoliko populacija livada livadske trave, koje se razlikuju u pogledu reprodukcije.
Evolucijska uloga izolacije
Populaciona genetika utvrdila je činjenicu da nemogućnost procesa razmjene gena između organizama različitih rasa ili zajednica dovodi do toga da se u genotipovima jedinki javljaju potpuno različite vrste mutacija, te učestalost pojavljivanja mijenjaju se i dominantni i recesivni aleli. To dovodi do činjenice da se genetski fondovi populacija sve više razlikuju jedni od drugih. Ovo neslaganje će se, prije svega, odnositi na oblike adaptacije na abiotske faktore sredine. Od čega zavisi?
Složeno djelovanje raznih vrsta izolacije
Zasnovan je na međusobno povezanim mehanizmima ekološke i reproduktivne izolacije. Biologija, posebno njen dio - teorija evolucije, otkriva njihov utjecaj na manifestaciju takvog globalnog procesa kao što je divergencija, tj.divergenciju znakova i svojstava organizama. Ona leži u osnovi mikroevolucije, procesa koji dovodi do formiranja prve podvrste, a potom i novih bioloških vrsta u prirodi.
Kako nastaje geografska izolacija
I u botanici i u zoologiji, naučnici obraćaju ozbiljnu pažnju na faktor koji smanjuje vjerovatnoću slobodnog ukrštanja između jedinki iste vrste na skoro nulu. To se zove geografska izolacija. Pokazalo se da je oštra promjena terena nužno praćena pojavom prepreka koje dovode do kardinalnih razlika u organizmima.
Te se, prije svega, vremena sazrijevanja gameta, vremena kopulacije ili oprašivanja. Svi ovi faktori mogu se spojiti pod jednim pojmom - reproduktivna izolacija. Kakve su posljedice po egzistenciju populacije kojoj to dovodi?
Nepodudarnosti
Naučnici su otkrili da populacije organizama sa inicijalno sličnim genomima vremenom dobijaju sve više i više divergentnih karakteristika zbog nestanka i jedne zalihe hrane i mogućnosti slobodnog ukrštanja. Nesavladive fizičke barijere u vidu kontinentalnih lomova, izdizanja planinskih lanaca i izlivanja rijeka izoluju zajednice pojedinaca jedne od drugih. Ovo je način na koji se priroda razvija. Primjeri u nastavku ilustriraju geografsku izolaciju kao važan mehanizam za specijaciju. Dakle, grupe tobolčarskih sisara u Australiji, nakon njenog odvajanja od drevnog kopna Gondvane, imaju značajneanatomske i fiziološke razlike od modernih evropskih životinjskih vrsta koje su nastale nakon velike glacijacije.
Ch. Darwin o mehanizmima specijacije
Svjetski poznati tvorac teorije prirodne selekcije, engleski prirodnjak Charles Darwin, identificirao je pokretačke snage evolucije, koje su dovele do pojave novih klasa, redova i porodica živih organizama. Takođe u svojim spisima, naučnik je opisao geografske i ekološke mehanizme izolacije. On je izvukao primjere njihovog ispoljavanja iz zapažanja tokom njegovog čuvenog putovanja oko svijeta. Darwin je vidio i nacrtao razne vrste zeba koje žive na otocima Galapagos. Ptice su imale kardinalne razlike u obliku kljuna, veličini tijela i jele su različitu hranu.
Prilikom ukrštanja između jedinki potpuno se gubi sposobnost formiranja plodnog potomstva. Prema istraživaču, velike udaljenosti između ostrva i razlike u njihovoj flori i fauni dovele su do formiranja nekoliko podvrsta, koje su se potom pretvorile u samostalne vrste. Razmotrili smo još jedan pravac evolucije, koji vodi ka formiranju novih bioloških vrsta, po kojima se cijela živa priroda kreće naprijed. Primjeri koje smo gore razmotrili dokazuju važnu ulogu prostornih mehanizama koji sprječavaju vjerovatnoću ukrštanja organizama različitih populacija, što u konačnici dovodi do pojave novih sistematskih jedinica.
