IZOLAREA REPRODUCERII: MECANISME, CONSECINȚE (EXEMPLE) - BIOLOGIE - 2025

Izolarea reproductivă sau izolarea reproductivă include diverse mecanisme care duc la sterilitate între două populații de indivizi. Cu alte cuvinte, încrucișarea a două specii izolate reproductiv nu produce descendență sau descendența nu este viabilă.

Izolarea poate avea loc înainte de formarea zigotului, deoarece populațiile nu împart habitatele, deoarece au preferințe diferite sau pentru că organele lor de reproducere nu sunt compatibile; sau după formarea aceluiași, unde zigotul poate muri sau se poate dezvolta la un individ steril.

Sursa: pixabay.com

Procesul de specializare - formarea de noi specii - este de obicei împărțit în trei etape succesive: mai întâi, se produce o etapă de izolare a populației, apoi se produce divergența anumitor caractere sau trăsături și, în sfârșit, se produce izolarea reproductivă.

Odată ce fluxul de gene între aceste două populații a fost eliminat, are loc izolarea evolutivă.

Mecanisme de izolare reproductivă

În funcție de momentul în care acționează barierele de izolare reproductivă, acestea pot fi clasificate ca prezigotice și postigotice. Primele acționează înainte de formarea zigotului.

Barierele prezigotice includ orice eveniment care împiedică copularea între două specii, îl numesc izolarea temporară, izolarea prin habitat sau diferențierea resurselor și izolarea prin comportament sau etologie.

În această categorie fac parte și incompatibilitatea fiziologică sau mecanică a organelor sexuale ale speciilor care încearcă să se reproducă.

În schimb, barierele postzigotice cuprind toate evenimentele care împiedică zigoturile hibride să-și dezvolte o viață normală, deoarece au o eficiență biologică sau fitness scăzută.

Bariere temporale prezigotice

Un exemplu de izolare temporară apare la insectele din genul Magicicada. În aceste cicatrici există o specie cu un ciclu de viață de 13 ani și o altă specie al cărei ciclu se extinde până la 17 ani.

Imaginile speciei apar din pământ, la fiecare 13 sau 17 ani, în funcție de specie. Deoarece nu există sincronizare de timp, nu există nicio posibilitate de împerechere între cele două specii.

Bariere prezygous etologice

Este același gen, există o izolare prezigotică de tipul etologic. Sunetul pe care îl produce fiecare specie este unic pentru această specie și nu poate fi recunoscut de către alții.

Deși are loc întâlnirea a doi indivizi de sex diferit, ei nu vor fi recunoscuți ca potențiali parteneri sexuali.

Bariere mecanice prezigotice

Izolarea mecanică apare din cauza incompatibilității între organele genitale. Organele sexuale seamănă cu un mecanism de blocare și cheie, unde trebuie să se potrivească perfect. În cazul în care acestea nu se potrivesc, copularea nu are succes.

Bariere prezigotice datorate diferențierii habitatului

Acest tip de barieră apare atunci când două specii prezintă o preferință marcată pentru o anumită resursă. Bariera este accentuată atunci când evenimentele de copulare apar în acea zonă.

De exemplu, salamandrele din genul Ambystoma au membri care cresc în bălți, iar acestea nu se împletesc cu indivizi care cresc în pârâuri.

Bariere postzigotice: mortalitate, inviabilitate și sterilitate a hibrizilor

Dacă oricare dintre barierele prezigotice de mai sus eșuează, hibridul poate suferi consecințele izolării reproductive.

Produsul zigotelor la încrucișarea a două specii diferite sunt cunoscuți sub denumirea de hibrizi și este posibil ca aceștia să nu se dezvolte sau să moară în cursul vieții lor.

Rolul selecției și derivării genelor

Din punct de vedere al geneticii, barierele în materie de reproducere se pot baza pe: divergența genetică, incompatibilitatea citoplasmatică sau divergența citologică.

Pentru ca evoluția barierelor de reproducere să apară, trebuie să existe următoarele forțe: selecția naturală și deriva genetică. Acestea acționează atunci când fluxul genic a fost redus în două populații ale unei specii.

Gene sau derivă genetică

Deriva de gene este o forță evolutivă care fixează aleatoriu anumite alele, în timp ce altele - din aceleași motive stocastice - dispar din populație. Acest mecanism are efecte mai pronunțate atunci când acționează în populații mici (cu puțini indivizi).

Când două populații sunt izolate, derivă genică acționează în moduri diferite: în primul rând, „porțiunea” populației care rămâne izolată este un eșantion non-aleatoriu, adică alelele nu sunt reprezentate în proporții egale. Apoi, fixarea aleatorie și pierderea alelelor sporesc divergența între populații.

Selecție naturală

Pentru ca procesul de specializare să continue, este necesar să existe diferențe genetice foarte marcate între populațiile studiate. Selecția naturală are un efect major asupra dezvoltării acestei divergențe dacă populațiile ocupă un nou mediu.

Un exemplu clasic pentru a ilustra rolul selecției naturale este specializarea muștei și a mustului de păducel. Populațiile se separă pe măsură ce selecția acționează la preferințele lor atunci când aleg mâncarea.

Această specie realizează aproape toate etapele ciclului său de viață cu arborele din care se hrănește. Din acest motiv, un grup de cercetători s-au întrebat dacă muștele care au parazitizat mărul aparțin aceleiași populații ca zboara păducel.

Pentru a testa această ipoteză, cercetătorii au aplicat o tehnică numită „electroforeză proteică” și au putut concluziona că există diferențe semnificative statistic între muștele care trăiau în diferiți arbori.

Acest lucru se întâmplă deoarece muștele prezintă o preferință semnificativă pentru tipul lor de fructe. Mai mult, împerecherea are loc pe copac, împiedicând curgerea genelor cu populația celorlalte fructe.

Selecția sexuală

Selecția sexuală se referă la personajele implicate în procesul de obținere a unui partener. Modul sau elementele cheie pe care un individ le folosește pentru a-și alege partenerul par a fi cheia diferențierii dintre populații și funcționează ca o barieră.

Cântecele din amfibieni sunt o caracteristică esențială pentru alegerea matei, iar la unele specii frecvența cântecului acționează ca o barieră de reproducere. De asemenea, colorația joacă un rol fundamental în izolarea reproductivă a unei anumite clase de pești.

Consecințe

Consecința izolării reproductive este speciația - formarea de noi specii. Barierele de izolare reproductivă apar după separarea a două populații și acestea evoluează prin selecție naturală sau derivă genică.

La rândul său, consecința specializării este enorma diversitate a diferitelor linii ale organismelor vii. În taxonii care au reproducere sexuală, fiecare ramură a arborelui lor filogenetic reprezintă un eveniment de specializare, în care fiecare populație a fost izolată în mod reproductiv.

Astfel, speciația este considerată puntea dintre microevoluție și macroevoluție.

Referințe

1. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analiza evolutivă. Sala Prentice
2. Futuyma, DJ (2005). Evoluţie. Sinauer.
3. Gallardo, MH (2011). Evoluţie. Cursul vieții. Editorial Médica Panamericana.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Principii integrate de zoologie. McGraw-Hill.
5. Ridley, M. (2004) Evoluție. A treia editie. Editura Blackwell.
6. Soler, M. (2002). Evoluție: baza Biologiei. Proiectul Sud.