A panmiktikus (ivarosan szaporodó) organizmusokban a faj olyan organizmusok összessége, amelyek számos jellemzőjükben hasonlóak, és képesek szabadon kereszteződni termékeny utódképzéssel. Az izoláció fogalmát a mikroevolúció, vagy más néven speciáció kontextusában használják. A szaporodási izoláció elindítja egy új faj kialakulásának folyamatát, és befejezi azt. De ennek a jelenségnek nem minden formája vezet új fajok kialakulásához, ahogyan nem minden elszigeteltség is vezet a populációk végső szaporodási elválásához.
Elszigetelő mechanizmusok az evolúcióban
Egy fajon belül az egyedek csoportokban – populációkban – léteznek. A populációk, mint a mikroevolúció egységei, az eredetitől eltérő új fajok kialakulásához szolgálnak anyagként. Egy fajon belül genetikai anyagcsere megy végbe a populációk között a szaporodási folyamat során. Mit neveznekaz élőlények szaporodási képessége. Amikor valamilyen oknál fogva ez az azonos fajon belüli populációk közötti csere korlátozott vagy teljesen lehetetlen, azt mondják, hogy a szaporodási elszigeteltség beállt. Ennek az evolúciós mechanizmusnak az a meghatározása, hogy a különböző populációkhoz tartozó egyedek nem tudnak utódokat nemzeni. Egy új faj megjelenésének története a reproduktív izoláció különböző típusainak láncolata, amelyek helyettesítik vagy átfedik egymást, visszafordíthatatlanná téve a populációk felosztását.
Reproduktív izoláció: osztályozás
Több fogalom létezik a populációi elszigeteltség fajtáinak osztályozásában. A fő jellemzőnek tartott különféle kritériumok némi zavart okoznak ebben a kérdésben. Vegyük alapul, hogy a szaporodási izoláció, mint a panmixia (szabad keresztezés) állandó korlátozása az utolsó szakasz, amely befejezi a speciációt. A fajképző izoláció ezen nézetének hívei F. G. Dobzhansky (1900-1975) és E. Mayr (1904-2005) jól ismert evolúcióbiológusok voltak. Ebben a megközelítésben a reproduktív izoláció mechanizmusai három csoportra oszthatók:
- térbeli felosztás (földrajzi);
- környezeti elszigeteltség (környezeti mechanizmusok);
- megfelelő szaporodási mechanizmus, beleértve a párzás előtti (a zigóta kialakulása előtt) és a párosítás utáni (párosodás megtörténik, de a pete vagy nem termékenyül meg, vagy elpusztul, vagy a hibridek sterilek) akadályokat.
Minden mechanizmus elér egy határtpanmixia: teljes vagy részleges. Tekintsük röviden a reproduktív izoláció formáit az egyes csoportokban. Az ezeket illusztráló példák segítenek megérteni egy adott űrlap lényegét.
A lakossági elszigeteltség térbeli mechanizmusai
Az elszigeteltség mechanizmusa a táj különböző változásaival (hegyláncok vagy folyók formájában gát megjelenése) vagy a faj hatalmas területeken való elterjedésével jár. Ha a gének áramlása az elválasztott populációk között megzavarodik, reproduktív izoláció következik be. Az új fajok kialakulásával járó ilyen jelenség leghíresebb példája a Galápagos-szigetek szálfű szigetfaja, amely Charles Darwin „A fajok eredete természetes kiválasztódás útján” című művének egyik példája lett. Vagy egy példa egy kék szarára, amelynek egyik populációja Kínában, a másik Spanyolországban él.
Ökológiai elszigetelő mechanizmusok
Az ilyen típusú szaporodási elszigeteltség okai az azonos fajok szimmetrikusan, azaz ugyanazon a területen élő populációi szaporodási körülményeinek különbségével kapcsolatosak. Például a szaporodási vagy virágzási időszakok nem esnek egybe. A kaliforniai tengerparton kétféle fenyő létezik szimmetrikusan: az egyik faj februárban, a másik áprilisban ontja a virágport. A szezonális ökológiai elszigeteltség reproduktívvá vált számukra. A reproduktív izoláció egy példája, amely azonban különböző táplálékalapokból ered, három antarktiszi fókafajt mutat be, amelyek ugyanazon filogenetikai őstől származnak. A Weddell-fóka csak halat eszik, a leopárdfóka pingvineket és fókákat, a Ross-fóka pediglábasfejűek.
A reproduktív izoláció prekopulációs formái
Mechanikai izoláció – a párosodás hatástalansága, amelyet a szaporodási vagy párzási szervek eltérő szerkezete okoz. Például a különböző típusú zsályák különböző virágformájúak, és más méhek beporozzák őket. Ugyanez a korreláció van az orchideák és a kolibri között. A Drosophila repül a fajok közötti párosodás a partner sérüléséhez vagy akár halálához is vezethet.
Etológiai elszigeteltség – nem párosodás a szexuális viselkedés (udvarlás, éneklés, tánc, izzás vagy a feromonok különbségei) miatt. Például a közeli rokon szentjánosbogarak, amikor párosodásra hívják a nőstényt, másképp villognak (különböző gyakorisággal és időtartammal). Ebben az összefüggésben megemlíthetők a verebekben és a békákban előforduló fajspecifikus énekek is. És mindenki ismeri a madarak párzási rituáléit.
Gametikus izoláció – az ivarsejtek interakciójának hiánya vagy az ivarsejtek elpusztulása. Az ilyen típusú izoláció létezését kísérletileg igazolták. Például két külső megtermékenyítésű tengeri sünfajt kereszteztek Denis és Brachet amerikai genetikusok. A petesejt megtermékenyült, de az embrió a gasztruláció korai szakaszában elpusztult.
A reproduktív izoláció párzás utáni formái
Ez a megtermékenyített petesejt életképtelenségére és az embrió elhalására vonatkozik az ontogenezis korai szakaszában. Vagy egy született kölyök (vagy egyed) halála a pubertás elérése előtt. Nagyon közel áll a gametic koncepcióhozszigetelés.
A hibridek sterilitása
A legtöbb állatban a túlélő interspecifikus hibridek sterilek, vagyis nem képesek utódnemzésre. Kivételt képezhetnek a félsteril hibridek. Ennek a jelenségnek a mechanizmusa meglehetősen összetett, gén-, kromoszómális vagy citológiai okokon alapul. Csak példákat adunk az interspecifikus hibridekre, amelyeket mindenki ismer.
Hibrid szamár és kanca – öszvér. Nagyobb, mint egy szamár és kisebb, mint egy ló, ráadásul az állatokat könnyebb tartani. A kutya és a farkas szorosan összefüggő alfajának hibridjei (farkaskutya, félfarkas) fejlettebb ösztönökkel és kitartással rendelkeznek, mint a közönséges kutyák. Az akváriumi halak közül sok hibrid fajta (színes aulonocar). Szépek, nagyobbak, mint a szülői formák, de vásárláskor érdemes megadni a hal eredetét, különben nem várunk utódokat. Mindenki tudja, hogy az F-1 jellel jelölt kultúrnövények (paradicsom, uborka) magjai hibrid formák. Ezeknek a növényeknek a termését nem hagyjuk magozni.
