Никой няма да отрече, че реалността около нас е хармонична и съвършена. Няма значение в какво или в кого вярва човек, но около себе си той вижда не само красота и разнообразие, но и хармоничен ред, в който няма място за хаос. Особено ясно се проявява целесъобразността в света на живите същества. Всичко слабо, грозно, неспособно да възпроизведе здраво потомство е пометено от действието на еволюционните фактори, преди всичко естествения подбор. Не последната роля в него играе такъв биологичен процес като репродуктивната изолация.
Това, както и други форми на защитни механизми, които пазят генофонда на растителни, животински и човешки общности, ще разгледаме в тази статия.
Предаване на наследствени характеристики е основното свойство на живата материя
Възпроизвеждането е най-важният процес, благодарение на който е възможно самото съществуване на феномена на животаНа земята. Независимо от нивото на неговата организация, от протозои до бозайници, оплождането (при растенията - опрашване), водещо до появата на жизнеспособно, плодородно потомство, се случва само между индивиди, принадлежащи към популация от един и същ биологичен вид. Очевидно има естествени изолиращи механизми, които контролират копулацията или опрашването.
Разбира се, не е изключена възможността за случаи на междувидово кръстосване. Те се срещат както в естествени условия, така и се извършват изкуствено - от човека, но винаги водят до появата на потомство с отслабена жизнеспособност или стерилни хибриди. Достатъчно е да си припомним стерилните мулета - потомците, получени от кръстосването на магаре и кобила. Както виждате, тук действат определени сили, които могат да се разглеждат като определени видове изолиращи механизми. Нека ги дефинираме по-подробно.
Класификация на процесите, водещи до стабилност на генофонда на популациите
В еволюционната доктрина, която е продукт на съвместната научна работа на такива естествени учени като Ч. Дарвин, А. Н. Северцов, Г. Спенсър, разглежда следните широко разпространени явления, които допринасят за стабилността на съществуването на биологични видове: това е географска, репродуктивна и екологична изолация. Разделът биология - популационна генетика се занимава с изучаване на промените, настъпващи в генофонда на съобществата на живите организми. Те са резултат от фактори като жизнени вълни и генетичен дрейф.
Горещият клон на биологията установява ролята на защитните фактори, насочени към запазване на консерватизма на кариотипите на индивидите в една популация и предотвратяване на междупопулационни кръстосвания. След това ще разберем какви изолиращи механизми се наричат екологични и какво е тяхното значение за поддържане на непроменен състав на гените в популацията.
Ролята на условията на околната среда в опазването на генофонда на общностите от живи организми
В резултат на филогенезата - историческото развитие на един вид, неговите индивиди образуват популации, които живеят в границите на определена територия, наречена ареал. Растителните и животинските организми взаимодействат с фактори на околната среда, както и с общности от други видове, които живеят на дадена територия, тоест заемат определена екологична ниша. За да се намали тежестта на конкуренцията между популациите от един и същи вид, съществуват определени изолиращи механизми, които гарантират, например, че изискванията на двете групи по отношение на вида храна се различават. Така граховият бръмбар образува две общности от насекоми: едната се храни със семена от грах, а другата с боб.
По време на репродуктивния период, поради факта, че фуражните култури растат в различни зони, организмите на двете популации не се кръстосват.
Времето на размножаване и тяхното значение за осигуряване на генетичната стабилност на популацията
Към факторите, които значително възпрепятстват или дори напълно предотвратяват опрашването или копулацията между организми от една и съща систематичнакатегория, можем да включим изолиращи механизми, които контролират времето на размножаване на индивидите. Например, цъфтежът на ливадата синя трева, растяща в устията на реките, е свързан с времето на края на пролетното наводнение. Растенията, живеещи директно на брега и по време на периода на наводнение дълго време под вода, цъфтят по-късно от онези индивиди, които са били под влиянието на наводнението за кратко време или изобщо не са били наводнени. По очевидни причини няма панмиксия (кръстосано опрашване) между растенията, живеещи в различни части на ливадата, тъй като прашецът им узрява по различно време. В резултат на това се образуват няколко популации от ливадни тревни ливади, които се различават по отношение на размножаване.
Еволюционната роля на изолацията
Популационната генетика установи факта, че невъзможността на процеса на обмен на гени между организми от различни раси или общности води до факта, че в генотипите на индивидите възникват напълно различни видове мутации и честотата на възникване на както доминантните, така и рецесивните алели също се променят. Това води до факта, че генофондовете на популациите все повече се различават един от друг. Това несъответствие ще се отнася преди всичко до формите на адаптация към абиотичните фактори на околната среда. От какво зависи?
Сложно действие на различни видове изолации
Той се основава на взаимосвързани екологични и репродуктивни изолационни механизми. Биологията, по-специално нейният раздел - теорията на еволюцията, разкрива тяхното влияние върху проявата на такъв глобален процес като дивергенция, т.е.разминаване на признаци и свойства на организмите. Той е в основата на микроеволюцията, процес, който води до образуването на първо подвидове, а след това и нови биологични видове в природата.
Как възниква географска изолация
Както в ботаниката, така и в зоологията учените обръщат сериозно внимание на фактора, който намалява почти до нула вероятността от свободно кръстосване между индивиди от един и същи вид. Нарича се географска изолация. Оказа се, че рязката промяна на терена непременно е придружена от появата на препятствия, водещи до кардинални различия в организмите.
Те се отнасят преди всичко до времето на узряване на гаметите, времето на копулация или опрашване. Всички тези фактори могат да се обединят под един термин - репродуктивна изолация. Какви са последствията за съществуването на населението, до което води?
Несъответствия
Учените са открили, че популациите от организми с първоначално сходни геноми придобиват все по-разнопосочни характеристики с течение на времето поради изчезването както на един единствен хранителен запас, така и на възможността за свободно кръстосване. Непреодолими физически бариери под формата на континентални проломи, издигане на планински вериги и преливане на реки изолират общностите от индивиди един от друг. Така се развива природата. Примерите по-долу илюстрират географската изолация като важен механизъм за видообразуване. Така групите торбести бозайници в Австралия, след отделянето й от древния континент Гондвана, имат значителнианатомични и физиологични различия от съвременните европейски животински видове, възникнали след Великото заледяване.
Ch. Дарвин за механизмите на видообразуване
Световноизвестният създател на теорията за естествения подбор, английският натуралист Чарлз Дарвин, идентифицира движещите сили на еволюцията, водещи до появата на нови класове, разреди и семейства от живи организми. Също в своите писания ученият описва географските и екологичните изолиращи механизми. Той черпи примери за тяхното проявление от наблюдения, направени по време на известното му околосветско пътуване. Дарвин видял и нарисувал различни видове чинки, живеещи на островите Галапагос. Птиците имаха кардинални разлики във формата на човката, размера на тялото и ядяха различни храни.
При кръстосване между индивиди напълно се губи способността да образуват плодородно потомство. Според изследователя големите разстояния между островите и различията във флората и фауната им довели до образуването на няколко подвида, които след това се превърнали в самостоятелни видове. Разгледахме още една посока на еволюция, водеща до образуването на нови биологични видове, по които цялата жива природа се движи напред. Примерите, които разгледахме по-горе, доказват важната роля на пространствените механизми, които предотвратяват вероятността от кръстосвания между организми от различни популации, което в крайна сметка води до появата на нови систематични единици.
