Изолирующие механизмы

Генетические преграды, приводящие к ограничению обмена генами между популяциями, называются изолирующими механизмами. Проявление таких ограничений связано с выработкой приспособленности одной популяции к жизни в одном ареале и свидетельствует об образовании отдельного подвида или вида.

Что это?

Фактором изолирующего механизма является репродуктивная изоляция, обусловленная неспособностью скрещиваться с представителями соседней популяции или нежизнеспособностью, стерильностью потомства. Изолирование одной популяции от другой приводит к видообразованию. Этому способствует естественный отбор.

Происходящие в пределах одной популяции процессы, приводящие к образованию вида, называются микроэволюцией.

Изменению особей в популяции и накапливанию полезных адаптаций чаще всего обусловлено изменениями внешней среды. В связи с этим различают два способа образования вида:

  • географический (аллотропический);
  • экологический (симпатрический).

Географическое образование видов связано с территориальной изоляцией. Две группы животных или растений никогда не встретятся, т.к. их разъединяют горы, моря, пустыни. Оставаясь в пределах одного ареала, популяция доводит до совершенства приспособленности и становится отдельным видом.

Рис. 1. Телеутка и североамериканская белка.

Экологический способ образования видов связан с множеством биологических факторов. Ареалы популяций могут пересекаться, но каждая популяция при этом занимает отдельную экологическую нишу, постепенно вырабатывая обособленный образ жизни.

Виды

Географическая или экологическая изоляция в первую очередь препятствует скрещиванию разных популяций. Поэтому различают два вида изолирующих механизмов:

  • предзиготический – препятствуют образованию зиготы;
  • постзиготический – действуют после образования зиготы.

Рис. 2. Разные способы ухаживания у птиц.

Подробнее факторы видов описаны в таблице “Изолирующие механизмы”.

Вид

Факторы

Описание

Примеры

Предзиготический

Сезонность

Несовпадение брачных периодов или сезонов цветения у разных популяций

Сосна лучистая и сосна стройная произрастают в одних лесах Калифорнии, но никогда не скрещиваются, т.к. опыление происходит в разное время. Размножение амфибий, живущих в одном районе, приходится на разные месяцы в зависимости от вида

Места обитания

Живущие по соседству виды занимают различные экологические ниши и не пересекаются

Гавайские дрозофилы питаются соком фруктовых деревьев, но обитают в разных местах. Один вид живёт в кронах деревьев и питается соком со стволов. Второй вид – в лесной подстилке, питаясь фруктовыми лужицами у подножий деревьев

Поведение

Сложное поведение ухаживания, на которое реагируют только представители одного вида

Светлячки спариваются, ориентируясь на особые световые траектории партнёров, по которым распознают особь своего вида. Многие птицы выработали сложные ритуалы ухаживания, привлекая самок исключительно своего вида

Морфология

Особенности строения репродуктивной системы и гамет. Спаривание физически возможно только между представителями одного вида и затруднено между особями разных видов

При наружном оплодотворении морских звёзд у разных видов различаются белки, связывающие сперматозоид и яйцеклетку. Слияние гамет возможно только при совпадении белков-реагентов. При внутреннем оплодотворении важно различие в строении половых органов и половых путей

Постзиготический

Нежизнеспособность

Образованные гибриды не доживают до половой зрелости и быстро погибают

Северные и южные популяции леопардовой лягушки дают нежизнеспособное потомство

Стерильность

Поколение гибридов оказывается полностью стерильным и не может давать потомства

Гибрид лошади и осла – стерильный мул

Неполноценность

Первое потомство оказывается фертильным, второе – полуфертильным или полностью стерильным

Гибридизация хлопчатника во втором поколении даёт карликовые растения, многие из которых стерильны

Мул

Рис. 3. Мул.

Обычно несколько факторов действуют одновременно, создавая полную изоляцию популяции и способствуя формированию вида.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса биологии узнали об изолирующих механизмах, препятствующих образованию гибридов и помогающих появляться новым обособленным видам. Выработанные в ходе естественного отбора особенности поведения, строения половых органов, образа жизни мешают свободному скрещиванию между разными видами. Если оплодотворение по каким-то причинам всё же произошло, то гибриды, как правило, рождаются нежизнеспособными или стерильными.

Тест по теме

Предметы