При панмиктични организми (възпроизвеждащи се по полов път), видът е съвкупност от организми, които са сходни в цял набор от характеристики, способни свободно да се кръстосват с образуването на плодородно потомство. Концепцията за изолация се използва в контекста на микроеволюцията или, както още се нарича, видообразуване. Репродуктивната изолация започва процеса на формиране на нов вид и го завършва. Но не всички форми на това явление ще доведат до появата на нов вид, както не всяка изолация води до окончателно репродуктивно разделяне на популациите.
Механизми за изолация в еволюцията
В един вид индивидите съществуват в групи - популации. Именно популациите като единица на микроеволюцията служат като материал за образуването на нови видове, които са различни от оригиналните. В рамките на един вид се осъществява обмен на генетичен материал между популациите в процеса на размножаване. Какво се наричарепродуктивната способност на организмите. Когато по някаква причина този обмен между популации в рамките на един и същи вид е ограничен или напълно невъзможен, те казват, че е настъпила репродуктивна изолация. Дефиницията на този еволюционен механизъм е, че индивиди от различни популации не могат да произведат потомство. Историята на появата на нов вид е верига от различни видове репродуктивна изолация, заместващи или припокриващи се един друг, което прави разделянето на популациите необратимо.
Репродуктивна изолация: класификация
Има няколко концепции в класификацията на разновидностите на изолация на населението. Различни критерии, взети като основна характеристика, добавят известно объркване към този проблем. Нека вземем за основа, че репродуктивната изолация като постоянно ограничение на панмиксията (свободно кръстосване) е последният етап, който завършва видообразуването. Привърженици на този възглед за видообразуваща изолация са известни еволюционни биолози F. G. Dobzhansky (1900-1975) и E. Mayr (1904-2005). Механизмите на репродуктивна изолация при този подход ще бъдат разделени на три групи:
- пространствено разделение (географско);
- изолация на околната среда (механизми на околната среда);
- правилен репродуктивен механизъм, включително пред-копулация (преди образуването на зигота) и след-копулация (настъпва чифтосване, но яйцеклетката или не е оплодена, или умира, или хибридите са стерилни) бариери.
Всеки механизъм постига ограничениепанмиксия: пълна или частична. Нека разгледаме накратко формите на репродуктивна изолация във всяка група. Примерите, които ги илюстрират, ще ви помогнат да разберете същността на определена форма.
Пространствени механизми на изолация на населението
Механизмът на изолация е свързан с различни промени в ландшафта (поява на бариера под формата на планински вериги или реки) или с разпространението на вида върху обширни територии. Когато потокът от гени между отделените популации е нарушен, настъпва репродуктивна изолация. Най-известният пример за подобно явление с образуването на нови видове може да се счита за островните видове връхчета на островите Галапагос, които станаха един от примерите за работата на Чарлз Дарвин „Произходът на видовете чрез естествен подбор“. Или пример за синя сврака, едната популация от която живее в Китай, а другата в Испания.
Механизми за екологична изолация
Причините за този тип репродуктивна изолация са свързани с разликата в условията за размножаване на популации от един и същи вид, живеещи симетрично, тоест на една и съща територия. Например сезоните на размножаване или цъфтеж не съвпадат. На калифорнийското крайбрежие два вида борове съществуват симетрично: единият вид хвърля прашец през февруари, а другият през април. Сезонната екологична изолация е станала репродуктивна за тях. Пример за репродуктивна изолация, но резултат от различни хранителни бази, е демонстриран от три вида антарктически тюлени, произлезли от един и същ филогенетичен прародител. Тюленът Уедел яде само риба, тюленът леопард яде пингвини и тюлени, а тюленът Рос ядеглавоноги.
Прекопулационни форми на репродуктивна изолация
Механична изолация - неефективността на чифтосването, причинена от различната структура на репродуктивните или копулационните органи. Например различните видове градински чай имат различни форми на цветя и се опрашват от други пчели. Същата корелация съществува между орхидеи и колибри. Чифтосването на мухи дрозофила между видовете води до нараняване или дори смърт на партньора.
Етологична изолация - не чифтосване поради различия в сексуалното поведение (при ухажване, пеене, танци, светещи или разлики във феромоните). Например, близките видове светулки, когато канят женска за чифтосване, мигат по различен начин (с различна честота и продължителност). В този контекст могат да бъдат споменати и специфични за видовете песни при врабчета и жаби. И всеки знае за ритуалите за чифтосване на птиците.
Игрова изолация - липса на взаимодействие на гамети или смърт на гамети. Съществуването на този вид изолация е доказано експериментално. Например два вида морски таралежи с външно оплождане са кръстосани от американските генетици Денис и Браше. Яйцеклетката беше оплодена, но ембрионът умря в ранните етапи на гаструлация.
Посткопулационни форми на репродуктивна изолация
Това се отнася до нежизнеспособността на оплодената яйцеклетка и смъртта на ембриона в ранните етапи на онтогенезата. Или смъртта на родено малко (или индивид) преди достигане на пубертета. Много близка концепция до гаметикаизолация.
Стерилност на хибридите
При повечето животни оцелелите междувидови хибриди са стерилни, тоест не са способни да произвеждат потомство. Изключение могат да бъдат полустерилни хибриди. Механизмът на това явление е доста сложен, базиран на генни, хромозомни или цитологични причини. Ще дадем само примери за междувидови хибриди, които са известни на всички.
Хибрид магаре и кобила - муле. По-голям е от магаре и по-малък от кон, а освен това животните са по-лесни за отглеждане. Хибридите от тясно свързани подвидове куче и вълк (вълк, полувълк) имат по-развит инстинкт и издръжливост от обикновените кучета. Много от аквариумните риби са хибридни форми (цветни аулонокари). Те са красиви, по-големи от родителските форми, но когато купувате, трябва да посочите произхода на рибата, в противен случай няма да чакате потомство. Всеки знае, че семената на културни растения (домати, краставици), маркирани със символа F-1, са хибридни форми. Плодовете на тези растения не се оставят на семена.
