U panmiktičkim organizmima (spolno razmnožavajući), vrsta je skup organizama koji su slični u cijelom nizu karakteristika, sposobnih za slobodno križanje s stvaranjem 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 odvajanja populacija.
Izolacijski mehanizmi u evoluciji
Unutar jedne vrste, pojedinci postoje u skupinama - populacijama. Upravo populacije kao jedinica mikroevolucije služe kao materijal za stvaranje novih vrsta koje se razlikuju od izvornih. Unutar vrste dolazi do razmjene genetskog materijala između populacija u procesu razmnožavanja. Što se zovereproduktivni kapacitet organizama. Kada je iz nekog razloga ta 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. Povijest nastanka nove vrste lanac je različitih vrsta reproduktivne izolacije, koji se međusobno zamjenjuju ili preklapaju, čineći podjelu populacija nepovratnom.
Reproduktivna izolacija: klasifikacija
Postoji nekoliko koncepata u klasifikaciji varijanti izolacije stanovništva. Različiti kriteriji uzeti kao glavna značajka dodaju određenu zbrku ovom pitanju. Uzmimo kao osnovu da je reprodukcijska izolacija kao trajno ograničenje panmiksije (slobodnog križanja) posljednja faza koja dovršava specijaciju. Zagovornici ovog stajališta o izolaciji 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 skupine:
- prostorna podjela (geografska);
- izolacija okoliša (mehanizmi okoliša);
- 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) prepreke.
Bilo koji mehanizam postiže granicupanmiksija: potpuna ili djelomična. Razmotrimo ukratko oblike reproduktivne izolacije u svakoj skupini. Primjeri koji ih ilustriraju pomoći će vam da shvatite bit određenog oblika.
Prostorni mehanizmi izolacije stanovništva
Mehanizam izolacije povezan je s raznim promjenama u krajoliku (pojava barijere u obliku planinskih lanaca ili rijeka) ili s širenjem vrste na golemim područjima. Kada se poremeti protok gena između odvojenih populacija, dolazi do reproduktivne izolacije. Najpoznatijim primjerom takvog fenomena s nastankom novih vrsta može se smatrati otočna vrsta vijuga otočja Galapagos, koja je postala jedan od primjera za djelo Charlesa Darwina "Podrijetlo vrsta putem prirodne selekcije". Ili primjer plave svrake, od kojih jedna populacija živi u Kini, a druga u Španjolskoj.
Ekološki izolacijski mehanizmi
Razlozi za ovu vrstu reproduktivne izolacije vezani su za razliku u uvjetima za razmnožavanje populacija iste vrste koje žive simetrično, odnosno na istom teritoriju. Na primjer, sezone razmnožavanja ili cvatnje se ne podudaraju. Na kalifornijskoj obali postoje dvije vrste borova simetrično: jedna vrsta baca pelud u veljači, a druga u travnju. Sezonska ekološka izolacija za njih je postala reproduktivna. Primjer reproduktivne izolacije, ali koja proizlazi iz različitih prehrambenih baza, pokazuju tri vrste antarktičkih tuljana koji potječu od istog filogenetskog pretka. Tuljan Weddell jede samo ribu, tuljan leopard jede pingvine i tuljane, a tuljan Ross jedeglavonošci.
Prekopulacijski oblici reproduktivne izolacije
Mehanička izolacija - neučinkovitost 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 ozljeda ili čak smrti partnera.
Etološka izolacija - ne parenje 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 tom 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. Eksperimentalno je dokazano postojanje ove vrste izolacije. Primjerice, dvije vrste morskih ježeva s vanjskom oplodnjom ukrstili su američki genetičari Denis i Brachet. Jaje je bilo oplođeno, ali embrij je umro u ranoj fazi gastrulacije.
Oblici reproduktivne izolacije nakon kopulacije
Ovo se odnosi na neviabilnost oplođenog jajašca i smrt embrija u ranim fazama ontogeneze. Ili smrt rođenog mladunčeta (ili pojedinca) prije puberteta. Koncept vrlo blizak gametikuizolacija.
Sterilnost hibrida
U većine životinja, preživjeli interspecifični hibridi su sterilni, odnosno nisu sposobni proizvesti potomstvo. Iznimka mogu biti polusterilni hibridi. Mehanizam ovog fenomena je prilično složen, temelji se na genskim, kromosomskim 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 hibridni oblici (šareni aulonocari). Lijepe su, veće su od roditeljskih oblika, ali pri kupnji trebate navesti podrijetlo ribe, inače nećete čekati potomstvo. Svima je poznato da su sjemenke kultiviranih biljaka (rajčice, krastavci) označene simbolom F-1 hibridni oblici. Plodovi ovih biljaka ne ostavljaju se sjeme.
