באורגניזמים פאנמיקטיים (רבייה מינית), מין הוא קבוצה של אורגניזמים הדומים במגוון שלם של מאפיינים, המסוגלים להתרבות בחופשיות עם היווצרות צאצאים פוריים. המושג של בידוד משמש בהקשר של מיקרו-אבולוציה או, כפי שהוא נקרא גם, speciation. בידוד רבייה מתחיל תהליך היווצרות של מין חדש ומסיים אותו. אבל לא כל הצורות של תופעה זו יובילו להופעתו של מין חדש, בדיוק כפי שלא כל בידוד מוביל להפרדה רבייתית סופית של אוכלוסיות.
מנגנוני בידוד בהתפתחות
בתוך מין אחד, פרטים קיימים בקבוצות - אוכלוסיות. אוכלוסיות כיחידה של מיקרו-אבולוציה משמשות כחומר להיווצרות מינים חדשים שונים מהמקוריים. בתוך מין מתרחשת חילופי חומר גנטי בין אוכלוסיות בתהליך רבייה. מה נקראיכולת רבייה של אורגניזמים. כאשר מסיבה כלשהי חילוף זה בין אוכלוסיות בתוך אותו מין מוגבל או בלתי אפשרי לחלוטין, הם אומרים שהבידוד הרביתי החל. ההגדרה של מנגנון אבולוציוני זה היא שפרטים מאוכלוסיות שונות אינם יכולים להביא צאצאים. ההיסטוריה של הופעתו של מין חדש היא שרשרת של סוגים שונים של בידוד רבייה, המחליפים או חופפים זה את זה, מה שהופך את חלוקת האוכלוסיות לבלתי הפיכה.
בידוד רבייה: סיווג
יש כמה מושגים בסיווג של זנים של בידוד אוכלוסין. קריטריונים שונים שנלקחו כמאפיין העיקרי מוסיפים קצת בלבול לנושא זה. הבה ניקח כבסיס כי בידוד רבייה כהגבלה קבועה של פאנמיקסיה (חצייה חופשית) הוא השלב האחרון שמסיים את ההתארגנות. המצדדים בהשקפה זו של בידוד יוצר מינים היו הביולוגים האבולוציוניים הידועים F. G. Dobzhansky (1900-1975) ו-E. Mayr (1904-2005). מנגנוני בידוד הרבייה בגישה זו יחולקו לשלוש קבוצות:
- חלוקה מרחבית (גיאוגרפית);
- בידוד סביבתי (מנגנונים סביבתיים);
- מנגנון רבייה תקין, כולל מחסומים קדם-הזדווגות (לפני היווצרות זיגוטה) ואחרי-הזדווגות (מתרחשת, אבל הביצית לא מופרית או מתה, או שהכלאיים הם סטריליים).
כל מנגנון משיג גבולpanmixia: מלא או חלקי. הבה נבחן בקצרה צורות של בידוד רבייה בכל קבוצה. דוגמאות הממחישות אותן יעזרו לך להבין את המהות של צורה מסוימת.
מנגנונים מרחביים של בידוד אוכלוסיה
מנגנון הבידוד קשור לשינויים שונים בנוף (הופעה של מחסום בצורת רכסי הרים או נהרות) או להתפשטות המין על פני שטחים עצומים. כאשר זרימת הגנים בין האוכלוסיות המופרדות מופרעת, מתרחש בידוד רבייה. הדוגמה המפורסמת ביותר לתופעה כזו עם היווצרות מינים חדשים יכולה להיחשב כמיני האיים של עשבונים של איי גלפגוס, שהפכו לאחת הדוגמאות ליצירתו של צ'ארלס דרווין "מקור המינים באמצעות ברירה טבעית". או דוגמה של מגפית כחולה, שאוכלוסיה אחת שלו חיה בסין והשנייה בספרד.
מנגנוני בידוד אקולוגי
הסיבות לסוג זה של בידוד רבייה קשורות להבדל בתנאי הרבייה של אוכלוסיות מאותו מין החיות באופן סימטרי, כלומר באותה טריטוריה. לדוגמה, עונות הרבייה או הפריחה אינן חופפות. בחוף קליפורניה קיימים שני סוגים של אורנים באופן סימטרי: מין אחד משיל אבקה בפברואר, והשני באפריל. בידוד אקולוגי עונתי הפך לרבייה עבורם. דוגמה לבידוד רבייה, אך נובע מבסיסי מזון שונים, מודגמת על ידי שלושה מינים של כלבי ים אנטארקטיים שצאצאים מאותו אב פילוגנטי. כלב ים וודל אוכל רק דגים, כלב ים נמר אוכל פינגווינים וכלבי ים, וכלב ים רוס אוכלcephalopods.
צורות טרום-זוגיות של בידוד רבייה
בידוד מכני - חוסר היעילות של ההזדווגות הנגרמת על ידי המבנה השונה של איברי הרבייה או הזדווגות. לדוגמה, לסוגים שונים של מרווה צורות פרחים שונות והם מואבקים על ידי דבורים אחרות. מתאם זהה קיים בין סחלבים ויונקי דבש. הזדווגות בין מינים של זבובי תסיסנית מובילה לפציעה או אפילו למוות של בן הזוג.
בידוד אתולוגי - לא הזדווגות עקב הבדלים בהתנהגות מינית (בחיזורים, שירה, ריקוד, זוהר או הבדלים בפרומונים). לדוגמה, מינים קרובים של גחליליות, כאשר מזמינים נקבה להזדווגות, ממצמצים אחרת (בתדירות ומשך שונה). ניתן להזכיר בהקשר זה גם שירים ספציפיים למין בדרורים ובצפרדעים. וכולם יודעים על טקסי ההזדווגות של ציפורים.
בידוד גמטי - היעדר אינטראקציה של גמטות או מוות של גמטות. קיומו של סוג זה של בידוד הוכח בניסוי. לדוגמה, שני מינים של קיפודי ים עם הפריה חיצונית נחצו על ידי הגנטיקאים האמריקאים דניס ובראצ'ט. הביצית הופרתה, אך העובר מת בשלבים המוקדמים של גסטרולציה.
צורות של בידוד רבייה לאחר הזיווג
זה מתייחס לאי-כדאיות של הביצית המופרית ולמות העובר בשלבים המוקדמים של אונטוגנזה. או מותו של גור (או יחיד) שנולד לפני שהגיע לגיל ההתבגרות. מושג קרוב מאוד לגימטיקהבידוד.
סטריליות של כלאיים
ברוב החיות, הכלאיים הבין-ספציפיים ששרדו הם סטריליים, כלומר אינם מסוגלים להוליד צאצאים. חריג עשוי להיות כלאיים סטריליים למחצה. המנגנון של תופעה זו מורכב למדי, מבוסס על גנים, גורמים כרומוזומליים או ציטולוגיים. ניתן רק דוגמאות של הכלאות בין-ספציפיות המוכרות לכולם.
חמור וסוסה היברידיים - פרד. הוא גדול מחמור וקטן מסוס, וחוץ מזה, יותר קל להחזיק את החיות. להיברידיות של תת-מינים קרובים של כלב וזאב (כלב זאב, חצי זאב) יש אינסטינקט וסיבולת מפותחים יותר מאשר לכלבים רגילים. רבים מדגי האקווריום הם צורות היברידיות (אולונוקארים צבעוניים). הם יפים, גדולים יותר מצורות הוריות, אבל בקנייה כדאי לציין את מקור הדג, אחרת לא תחכה לצאצאים. כולם יודעים שזרעים של צמחים מתורבתים (עגבניות, מלפפונים) המסומנים בסמל F-1 הם צורות היברידיות. את הפירות של הצמחים האלה לא משאירים לזרע.
