какие изоляции бывают в биологии
Изоляция (генетика популяций)
Изоля́ция (в генетике популяций) — исключение или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Изоляция является элементарным эволюционным фактором, действующим на микроэволюционном уровне и приводит к видообразованию.
По характеру изолирующих барьеров классифицируют географическую и репродуктивную (биологическую) изоляцию.
Содержание
Географическая изоляция
Географическая изоляция — обособление определенной популяции от других популяций того же вида каким-либо труднопреодолимым географическим препятствием. Подобная изоляция может возникнуть в результате изменения географических условий в пределах ареала вида или при расселении групп особей за пределы ареала, когда «популяции основателей» могут закрепиться в некоторых обособленных районах с благоприятными для них условиями внешней среды. Географическая изоляция — один из важных факторов видообразования, так как она препятствует скрещиванию и тем самым обмену генетической информацией между обособленными популяциями.
Репродуктивная изоляция
Репродуктивная (биологическая) изоляция приводит к нарушению свободного скрещивания или образованию стерильного потомства. Классифицируют экологическую, этологическую, временную, анатомо-морфо-физиологическую и генетическую репродуктивную изоляцию. При этологическом характере репродуктивной изоляции для особей разных популяций снижается вероятность оплодотворения ввиду различий в образе жизни и поведения, например, у разных видов птиц отличаются ритуалы ухаживания и брачные песни. При экологическом характере — различаются, условия обитания живых организмов, например, популяции рыб нерестятся в разных местах. При временной изоляции отличаются сроки размножения. При анатомо-морфо-физиологической репродуктивной изоляции у живых организмов возникают различия в строении, размерах отдельных органов половой системы, или возникают различия в биохимических аспектах репродуктивной функции. При генетическом характере репродуктивной изоляции возникают несовместимые гаметы или появляются гибриды с пониженной жизнеспособностью, плодовитостью или стерильностью. [1]
Перечисленные формы репродуктивной изоляции возникают независимо друг от друга и могут сочетаться в любых комбинациях. Однако, именно генетическую изоляцию считают одной из самых важных форм репродуктивной изоляции, так как остальные формы репродуктивной изоляции при видообразовании, в конечном итоге, ведут именно к возникновению независимости генофондов двух популяций. Возникновению репродуктивной изоляции часто способствует длительная географическая изоляция.
Факторы эволюции
Мутационный процесс
Большинство мутаций возникает спонтанно и вредит организму. Часть мутаций являются рецессивными, поэтому не проявляются и передаются многим поколениям, накапливаясь в генофонде популяции.
Популяционные волны
Особенно весомым фактором эволюции популяционные волны выступают в небольших популяциях. Их участие в эволюционном процессе основано на явлении дрейфа генов.
Такое повышение встречаемости аллелей возникает в результате близкородственных браков: проявляются редкие гены, которые часто приводят к заболеваниям.
Изоляция
Изоляцией называют невозможность или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Вследствие этого, генофонды двух популяций становятся независимыми друг от друга. Внутри каждой популяции происходит генотипическая дифференцировка из-за их разобщенности.
Естественный отбор
Иногда безобидные животные, в результате приспособления к внешней среде, приобретают окраску тела, напоминающую окраску опасных хищных животных. Примером может послужить внешнее сходство мухи из семейства журчалок с осой.
Многие хорошо защищенные, ядовитые виды в ходе естественного отбора получили яркую, так называемую предупреждающую окраску. Эта окраска предупреждает хищников об опасности. Если хищник съест такое ядовитое животное, то рискует получить тяжелую интоксикацию и погибнуть.
Необходимо осознавать относительность приспособленности к окружающей среде. Она помогает выживать лишь при определенных условиях, и, если условия меняются, то окраска может оказаться вовсе не полезной, но даже и вредной. К примеру, при таянии снега заяц-беляк становится еще более заметен на голой земле.
Самая ожесточенная борьба. Происходит между особями, принадлежащими к одному виду. Благодаря внутривидовой борьбе происходит половой отбор: к размножению редко допускаются неприспособленные особи, род продолжают лучшие из лучших.
В изменяющихся условиях внешней среды выживают наиболее приспособленные особи. Примером такой борьбы являются сезонные миграции птиц, зимняя спячка у животных.
Формы естественного отбора
Открыт И.И. Шмальгаузеном. Стабилизирующий отбор приводит к сужению нормы реакции, устраняя отклонения от нее. В результате преимущество получают особи, обладающие средней степенью признака, который характерен для вида или популяции. Этот отбор действует при стабильных (неизменных) условиях среды.
Примером действия стабилизирующего отбора может послужить буря: во время бури чаще всего выживают птицы со средней длиной крыла, тогда как особи с слишком короткими, или слишком длинными крыльями погибают.
Движущий естественный отбор приводит к смещению нормы реакции, в результате чего изменяется среднее значение признака. Этот вид отбора действует при изменяющихся условиях среды.
Направлен на сохранение в популяции крайних значений признаков, не благоприятствует среднему промежуточному значению признака. В результате в популяции сохраняется более чем одно значение признака.
Типичным примером является появление в луговых сообществах раноцветущих и поздноцветущих растений. В результате летних покосов, особи со средним значением признака, у которых цветение приходит на середину лета, постепенно исчезают из популяции растений. Выживают и размножаются только те растения, у которых цветение происходит до или после покосов.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Какие изоляции бывают в биологии
Область биологии описывает «изоляцию» как процесс, посредством которого двум видам, которые могли бы иначе произвести гибридное потомство, препятствуют сделать это. Существует пять процессов изоляции, которые препятствуют скрещиванию двух видов: экологический, временной, поведенческий, механический / химический и географический.
Экологическая Изоляция
Экологическая изоляция, или среда обитания, происходит, когда два вида, которые могли бы скрещиваться, этого не делают, потому что виды живут в разных областях. Например, в Индии и лев, и тигр существуют и способны к скрещиванию; однако лев живет на пастбищах, а тигр живет в лесу. Два вида живут в разных средах обитания и не будут встречаться друг с другом: каждый изолирован от других видов.
Временная изоляция
Поведенческая изоляция
Поведенческая изоляция относится к тому факту, что многие виды выполняют разные ритуалы спаривания. Это общий барьер между животными. Например, некоторые виды сверчков будут спариваться только с мужчинами, которые производят определенную песню спаривания. Другие виды ритуалов могут включать в себя брачный танец или испускание аромата. Эти подсказки игнорируются видами, не привыкшими к ритуалу.
Механическая или химическая изоляция
Механическая изоляция вызывается структурами или химическими барьерами, которые удерживают виды изолированными друг от друга. Например, у цветковых растений форма цветка будет соответствовать естественному опылителю. Растения, которые не имеют правильной формы для опылителя, не получат передачу пыльцы. Кроме того, определенные химические барьеры препятствуют образованию гамет. Эти химические барьеры позволяют сперматозоидам только нужного вида оплодотворять яйцеклетку.
Географическая изоляция
Географическая изоляция относится к существующим физическим барьерам, препятствующим спариванию двух видов. Например, вид обезьяны, который находится на острове, не может размножаться с другим видом обезьяны на материке. Вода и расстояние между двумя видами держат их изолированными друг от друга и лишают их возможности размножаться.
Изоляция в биологии. Определение. Примеры.
Понятие изоляции в биологии может быть репродуктивным или географическим. Результат, впрочем, в обоих случаях схожий, пусть и не одинаковый – исключение возможности к скрещиванию, или же затруднение этого процесса. Соответственно, в биологии изоляция рассматривается, как один из элементарных эволюционных факторов, и в конечном счёте она приводит к образованию новых видов.
Репродуктивная изоляция в биологии
Существуют различные виды репродуктивной изоляции, различающиеся причинами. При этом результат у них один и тот же – невозможность скрещивания представителей родственных видов, или же значительное затруднение этого процесса.
Формы репродуктивной изоляции
Читайте также:
Основные направления и пути эволюции
Формы естественного отбора
Дрейф генов
Формы искусственного отбора
Географическая изоляция в биологии
Именно географическая изоляция является одним из самых распространённых факторов эволюции. Какая-либо популяция, отделённая от других географическими препятствиями вроде гор, рек и морей, начинает развиваться другим путём. При этом может произойти разделение популяции на подвиды, которые постепенно займут вакантные экологические ниши. Примером могут служить лемуры разных видов, которые в наше время сохранились только на острове Мадагаскар. В далёком прошлом эти приматы водились и на материковой части Африки, но там они вымерли, не выдержав конкурентной борьбы за существование с другими приматами, то есть с обезьянами. Но из-за географической изоляции их популяция на Мадагаскаре уцелела, и сейчас в разных уголках этого острова обитают разные виды лемуров.
Оцените статью и поделитесь ей в соцсетях!
Средний рейтинг: 4.8 / 5. Количество оценок: 18