Nitko neće poreći da je stvarnost oko nas skladna i savršena. Nije važno u što ili u koga osoba vjeruje, ali oko sebe ne vidi samo ljepotu i raznolikost, već i skladan poredak u kojem nema mjesta kaosu. Posebno se jasno očituje svrhovitost u svijetu živih bića. Sve što je slabo, ružno, nesposobno za reprodukciju zdravog potomstva pomete djelovanjem evolucijskih čimbenika, prvenstveno prirodne selekcije. Ne posljednju ulogu u tome igra takav biološki proces kao što je reproduktivna izolacija.
Ovo, kao i druge oblike obrambenih mehanizama koji čuvaju genetski fond biljnih, životinjskih i ljudskih zajednica, razmotrit ćemo u ovom radu.
Prijenos nasljednih karakteristika glavno je svojstvo žive tvari
Razmnožavanje je najvažniji proces, zahvaljujući kojem je moguće samo postojanje fenomena životana tlu. Bez obzira na razinu njegove organizacije, od protozoa do sisavaca, oplodnja (u biljkama - oprašivanje), koja dovodi do pojave održivog, plodnog potomstva, događa se samo između jedinki koje pripadaju populaciji iste biološke vrste. Očito, postoje prirodni izolacijski mehanizmi koji kontroliraju kopulaciju ili oprašivanje.
Naravno, nije isključena mogućnost međuvrsnog križanja. Javljaju se i u prirodnim uvjetima i umjetno se provode - od strane čovjeka, ali uvijek dovode do pojave potomaka s oslabljenom održivošću ili sterilnih hibrida. Dovoljno je podsjetiti se na sterilne mazge - potomke dobivene križanjem magarca i kobile. Kao što vidite, ovdje djeluju određene sile, koje se mogu smatrati određenim vrstama izolacijskih mehanizama. Definirajmo ih detaljnije.
Klasifikacija procesa koji vode do stabilnosti genskog fonda populacija
U evolucijskoj doktrini, koja je proizvod zajedničkog znanstvenog rada takvih prirodnih znanstvenika kao što su Ch. Darwin, A. N. Severtsov, G. Spencer, smatra sljedeće široko rasprostranjene pojave koje pridonose stabilnosti postojanja bioloških vrsta: to je geografska, reproduktivna i ekološka izolacija. Sekcija biologije - populacijska genetika bavi se proučavanjem promjena koje se događaju u genskom fondu zajednica živih organizama. Oni su rezultat čimbenika kao što su životni valovi i genetski drift.
Navedena grana biologije utvrđuje ulogu zaštitnih čimbenika u cilju očuvanja konzervativnosti kariotipova jedinki u populaciji i sprječavanja međupopulacijskih križanja. Zatim ćemo saznati koji se mehanizmi izolacije nazivaju ekološki i koji je njihov značaj u održavanju nepromijenjenog sastava gena u populaciji.
Uloga okolišnih uvjeta u očuvanju genskog fonda zajednica živih organizama
Kao rezultat filogeneze - povijesnog razvoja vrste, njezini pojedinci formiraju populacije koje žive unutar granica određenog teritorija, zvanog raspon. Biljni i životinjski organizmi su u interakciji s čimbenicima okoliša, kao i sa zajednicama drugih vrsta koje žive na određenom teritoriju, odnosno zauzimaju određenu ekološku nišu. Kako bi se smanjila ozbiljnost natjecanja između populacija iste vrste, postoje određeni izolacijski mehanizmi koji osiguravaju, na primjer, da se zahtjevi obiju skupina u pogledu vrste hrane razlikuju. Dakle, graška buba tvori dvije zajednice insekata: jedna se hrani sjemenkama graška, a druga grahom.
Tijekom reproduktivnog razdoblja, zbog činjenice da krmni usjevi rastu u različitim zonama, organizmi dviju populacija se ne križaju.
Vrijeme reprodukcije i njihova važnost u osiguravanju genetske stabilnosti populacije
Čimbenicima koji značajno ometaju ili čak potpuno sprječavaju oprašivanje ili kopulaciju između organizama istog sustavakategoriju, možemo uključiti izolacijske mehanizme koji kontroliraju vrijeme reprodukcije jedinki. Na primjer, cvatnja livade modrice, koja raste u ušćima rijeka, u korelaciji je s vremenom završetka proljetne poplave. Biljke koje žive izravno na obali, a tijekom razdoblja poplava dugo vremena pod vodom, cvjetaju kasnije od onih pojedinaca koji su kratko vrijeme bili pod utjecajem poplave ili uopće nisu bili poplavljeni. Iz očitih razloga ne postoji panmiksija (unakrsno oprašivanje) između biljaka koje žive na različitim dijelovima livade, jer njihov pelud sazrijeva u različito vrijeme. Kao rezultat toga nastaje nekoliko populacija livada livadske trave, koje se razlikuju u pogledu reprodukcije.
Evolucijska uloga izolacije
Populacijska 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. Ta će se razlika prije svega odnositi na oblike prilagodbe na abiotske čimbenike okoliša. O čemu ovisi?
Složeno djelovanje raznih vrsta izolacije
Temelji se na međusobno povezanim mehanizmima ekološke i reproduktivne izolacije. Biologija, posebno njezin dio - teorija evolucije, otkriva njihov utjecaj na manifestaciju takvog globalnog procesa kao što je divergencija, tj.divergencija znakova i svojstava organizama. Ona je u osnovi mikroevolucije, procesa koji dovodi do stvaranja prve podvrste, a potom i novih bioloških vrsta u prirodi.
Kako nastaje geografska izolacija
I u botanici i u zoologiji, znanstvenici obraćaju ozbiljnu pozornost na faktor koji smanjuje vjerojatnost slobodnog križanja između jedinki iste vrste na gotovo nulu. To se zove geografska izolacija. Pokazalo se da je oštra promjena terena nužno popraćena pojavom prepreka koje dovode do kardinalnih razlika u organizmima.
Te se, prije svega, vremena sazrijevanja gameta, vremena kopulacije ili oprašivanja. Svi ovi čimbenici mogu se kombinirati pod jednim pojmom – reprodukcijska izolacija. Koje su posljedice za postojanje populacije do koje to dovodi?
Nepodudarnosti
Znanstvenici su otkrili da populacije organizama s inicijalno sličnim genomima s vremenom stječu sve više i više divergentnih obilježja zbog nestanka i jedne zalihe hrane i mogućnosti slobodnog križanja. Nesavladive fizičke barijere u obliku kontinentalnih lomova, izdizanja planinskih lanaca i izljeva rijeka izoliraju zajednice pojedinaca jedne od drugih. To je način na koji se priroda razvija. Primjeri u nastavku ilustriraju geografsku izolaciju kao važan mehanizam za specijaciju. Dakle, skupine tobolčarskih sisavaca u Australiji, nakon odvajanja od drevnog kopna Gondvane, imaju značajneanatomske i fiziološke razlike od modernih europskih životinjskih vrsta koje su nastale nakon velike glacijacije.
Ch. Darwin o mehanizmima specijacije
Svjetski poznati tvorac teorije prirodne selekcije, engleski prirodoslovac Charles Darwin, identificirao je pokretačke snage evolucije koje su dovele do pojave novih klasa, redova i obitelji živih organizama. Također u svojim spisima, znanstvenik je opisao geografske i ekološke mehanizme izolacije. Primjere njihove manifestacije crpio je iz zapažanja tijekom svog poznatog putovanja oko svijeta. Darwin je vidio i nacrtao razne vrste zeba koje žive na otočju Galapagos. Ptice su imale kardinalne razlike u obliku kljuna, veličini tijela i jele su različitu hranu.
Pri križanju između jedinki potpuno se gubi sposobnost stvaranja plodnog potomstva. Prema istraživaču, velike udaljenosti između otoka 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 smjer evolucije, koji vodi stvaranju novih bioloških vrsta, po kojima se cijela živa priroda kreće naprijed. Primjeri koje smo gore razmotrili dokazuju važnu ulogu prostornih mehanizama koji sprječavaju vjerojatnost križanja između organizama različitih populacija, što u konačnici dovodi do pojave novih sustavnih jedinica.
