Izolační mechanismy v biologii. Typy izolačních mechanismů, příklady

Nikdo nebude popírat, že skutečnost, která nás obklopuje, je harmonická a dokonalá. Nezáleží na tom, co nebo komu člověk věří, ale kolem něj vidí nejen krásu a rozmanitost, ale také harmonický pořádek, v němž není místo pro chaos. Zvláště jasně, jasná účelnost se projevuje ve světě živých bytostí. Všechny slabé, ošklivé, neschopné reprodukovat zdravé potomstvo jsou odmítány působením evolučních faktorů, především přirozeným výběrem. Ani nejmenší roli v něm hraje takový biologický proces, jako je reprodukční izolace.

Toto, stejně jako jiné formy ochranných mechanismů, které chrání genetický fond rostlinných, živočišných a lidských společenstev, se budeme zabývat v tomto článku.

Přenos dědičných vlastností je hlavní vlastností živé hmoty

Reprodukce - nejdůležitější proces, při kterém samotná existence fenoménu možného života na Zemi. Bez ohledu na úroveň své organizace, počínaje od těch nejjednodušších až po savce, hnojení (rostlin - opylování), což vede ke vzniku životaschopné, plodné potomstvo, nastane jen mezi jednotlivci, které patří k populaci stejného druhu. Je zřejmé, že existují přirozené izolační mechanizmy kontrolující opylení nebo páření.

Samozřejmě není vyloučena možnost mezispecifických přechodů. Vyskytují se v přírodních podmínkách a jsou uměle prováděny člověkem, ale vždy vedou k výskytu buď potomků s oslabenou životaschopností, nebo sterilních hybridů. Stačí, abychom si vzpomínali na neplodné mulice - potomky získané při překročení osla a klisny. Jak vidíme, působí zde určité síly, které lze považovat za určité typy izolačních mechanismů. Dejme je podrobněji.

Klasifikace procesů vedoucích ke stabilitě genofondu populací

V evoluční výuce, která je výsledkem společné vědecké práce takových přírodních vědců jako Charles Darwin, A.N. Severtsov a G. Spencer považují následující rozšířené jevy, které přispívají k stabilitě existence biologických druhů: geografická, reprodukční a ekologická izolace. Sekce biologie - populační genetika se zabývá studiem změn, které se vyskytují v genofondu společenství živých organismů. Jsou důsledkem působení takových faktorů, jako jsou vlny života a drift genů.

Výše uvedené odvětví biologie stanoví úlohu ochranných faktorů, jejichž cílem je zachování konzervatismus karyotyp jednotlivců v populaci a prevenci mezi populace křížů. Dále se dozvíme, jaké izolační mechanismy se nazývají ekologické a jaký je jejich význam pro zachování nezměněného složení genů v populaci.

Role environmentálních podmínek při ochraně genofondu společenstev živých organismů

V důsledku fylogeneze - historický vývoj druhu, jeho jedinců, tvoří populace obývající hranice určitého území, nazývané oblast. Rostlinné a živočišné organismy interagují s faktory prostředí, stejně jako s komunitami jiných druhů, které žijí na daném území, tj. Zaujímají určité ekologické místo. Snížit intenzitu konkurence mezi jednotlivými populacemi biologické druhy, existují určité izolační mechanismy, které zajišťují například nesoulad mezi požadavky obou skupin na typ potraviny. Takže brouka brouka tvoří dvě komunity hmyzu: jedna se živí semenem hrách, druhá - fazole.

Během reprodukčního období, vzhledem k tomu, že krmné plodiny rostou v různých zónách, se organismy obou populací vzájemně nerozlučují.

Načasování reprodukce a jejich význam pro zajištění genetické stability obyvatelstva

Mezi faktory, které významně poškodit nebo dokonce úplně potlačit opylení nebo kopulace mezi organismy systematicky kategorie zahrnují izolaci mechanismy, které řídí načasování reprodukce jednotlivců. Například kvetoucí louky, které rostou v ústí řek, souvisí s dobou jarního ukončení povodní. Rostliny, které žijí přímo na pláži a v období před povodněmi je dlouho pod vodou, kvetou později než těch jedinců, kteří byli pod vlivem krátkodobého povodně, nebo bez záplavy. Ze zřejmých důvodů panmiktická populace (křížení) mezi rostlinami žijících v různých částech luk, chybí, protože zrání pylu, které se vyskytují v různých časech. V důsledku toho se vytváří několik populací loukovitých řezníků, které se liší v podmínkách reprodukčního času.

Evoluční role izolace

Populační genetika stanovila, že neschopnost procesu výměny genů mezi organismy různých ras nebo komunity, vede k tomu, že genotypy jednotlivců nastat zcela odlišné typy mutací, a mění četnost výskytu jako dominantní a recesivní alely. To vede k tomu, že genetické skupiny populací se mezi sebou stále více liší. Tato nesrovnalost se nejprve týká forem přizpůsobení se abiotickým faktorům životního prostředí. Na čem to závisí?

Komplexní působení různých typů izolace

Je založen na vzájemně propojených ekologických a reprodukčních izolačních mechanismech. Biologie, zejména její rozdělení - teorie evoluce, odhaluje jejich vliv na projev takového globálního procesu, jako je divergence, to jest divergence znaků a vlastností organismů. Základem je mikroevoluce - proces vedoucí nejprve ke vzniku poddruhů a poté i nové biologické druhy v přírodě.

Jak se vyskytuje geografická izolace?

V botanice, zoologii a vědci věnují velkou pozornost na faktory, které snižují téměř na nulu pravděpodobnost volného křížení mezi jedinci stejného druhu. Obdržel název zeměpisné izolace. Ukázalo se, že prudká změna terénu je nezbytně doprovázena vznikem překážek, které vedou ke vzniku hlavních rozdílů v organismech.

Nejprve se týká zrání gamét, doby kopulace nebo opylení. Všechny tyto faktory lze kombinovat v jednom pojmu - reprodukční izolace. Jaké jsou důsledky pro existenci obyvatelstva?

Změna charakteristik

Vědci zjistili, že populace organismů, které mají podobné genomy zpočátku, v průběhu času stává velkým odlišné rysy kvůli zmizení jako jediný zásobování potravinami a možnost volného přechodu. Neodolatelné fyzické bariéry ve formě kontinentálních chyb, zvedání pohoří, povodně řek izolují společenství jednotlivců od sebe navzájem. Tak se rozvíjí živá příroda. Níže uvedené příklady ilustrují geografickou izolaci jako důležitý mechanismus pro speciaci. To znamená, že skupina australské vačnatce savci po jeho oddělení od starobylého kontinentu Gondwana, mají významné anatomické a fyziologické odlišnosti od moderních evropských druhů, které se objevily po Velké zalednění.

Charles Darwin o mechanismech speciation

Světoznámý tvůrce teorie přirozeného výběru, anglický přírodovědec Charles Darwin, určila hnací síly evoluce, což vede ke vzniku nových tříd, objednávek a rodin žijících organismů. Také ve svých spisech popsal vědec geografické a ekologické izolační mechanismy. Příklady jejich projevu vyvodil z pozorování provedených během jeho slavné cesty kolem světa. Darwin viděl a nakreslil různé druhy sklípků, které obývají ostrovy Galapágy. Ptáci měli kardinální rozdíly ve tvaru zobáku, velikost kufru a krmili různé druhy potravin.

Při přechodu mezi sebou jednotlivci zcela ztratili svou schopnost tvořit úrodná potomka. Podle výzkumníků, velké vzdálenosti mezi ostrovy a různorodost jejich flóry a fauny vedla k vytvoření několika poddruhů, pak se vyvinul do samostatné druhy. Uvažovali jsme o jednom dalším směru evoluce, který vede k tvorbě nových biologických druhů, v jejichž průběhu postupuje celá živá příroda. Příklady jsme je uvedeno výše, ukazují na významnou úlohu prostorových mechanismů, aby se zabránilo nebezpečí křížení mezi různými populacemi organismů, které nakonec vede ke vzniku nových systematických jednotek.