U panmiktických organismů (pohlavně se rozmnožujících) je druh soubor organismů, které jsou si podobné v celé řadě znaků, schopné se volně křížit s tvorbou plodného potomstva. Pojem izolace se používá v souvislosti s mikroevolucí nebo, jak se také nazývá, speciace. Reprodukční izolace začíná proces formování nového druhu a končí jej. Ale ne všechny formy tohoto jevu povedou ke vzniku nového druhu, stejně jako ne každá izolace vede ke konečnému reprodukčnímu oddělení populací.
Mechanismy izolace v evoluci
Uvnitř jednoho druhu existují jedinci ve skupinách – populacích. Právě populace jako jednotka mikroevoluce slouží jako materiál pro vznik nových druhů, které jsou odlišné od původních. V rámci druhu dochází k výměně genetického materiálu mezi populacemi v procesu reprodukce. Jak se říkáreprodukční schopnost organismů. Když je z nějakého důvodu tato výměna mezi populacemi v rámci stejného druhu omezená nebo zcela nemožná, říkají, že nastala reprodukční izolace. Definice tohoto evolučního mechanismu je taková, že jedinci různých populací nemohou produkovat potomky. Historie vzniku nového druhu je řetězem různých typů reprodukční izolace, které se navzájem nahrazují nebo překrývají, takže rozdělení populací je nevratné.
Reprodukční izolace: klasifikace
V klasifikaci odrůd populační izolace existuje několik konceptů. Různá kritéria braná jako hlavní rys vnášejí do tohoto problému určitý zmatek. Vezměme si za základ, že reprodukční izolace jako trvalé omezení panmixie (volné křížení) je posledním stádiem, které dokončí speciaci. Zastánci tohoto pohledu na druhotvornou izolaci byli známí evoluční biologové F. G. Dobzhansky (1900-1975) a E. Mayr (1904-2005). Mechanismy reprodukční izolace v tomto přístupu budou rozděleny do tří skupin:
- prostorové rozdělení (geografické);
- environmentální izolace (environmentální mechanismy);
- správný reprodukční mechanismus, včetně bariér před kopulací (před vytvořením zygoty) a po kopulaci (dojde k páření, ale vajíčko buď není oplodněno, nebo zemře, nebo jsou hybridi sterilní).
Jakýkoli mechanismus dosáhne limitupanmixie: úplná nebo částečná. Podívejme se krátce na formy reprodukční izolace v každé skupině. Příklady, které je ilustrují, vám pomohou pochopit podstatu konkrétní formy.
Prostorové mechanismy izolace populace
Mechanismus izolace je spojen s různými změnami v krajině (vznik bariéry v podobě pohoří nebo řek) nebo s rozšířením druhu na rozlehlá území. Když je tok genů mezi oddělenými populacemi narušen, dochází k reprodukční izolaci. Za nejznámější příklad takového jevu s tvorbou nových druhů lze považovat ostrovní druh svlačec Galapágských ostrovů, který se stal jedním z příkladů pro práci Charlese Darwina „O původu druhů pomocí přirozeného výběru“. Nebo příklad modré straky, jejíž jedna populace žije v Číně a druhá ve Španělsku.
Mechanismy ekologické izolace
Důvody tohoto typu reprodukční izolace souvisí s rozdílnými podmínkami pro reprodukci populací stejného druhu žijících symetricky, tedy na stejném území. Například období rozmnožování nebo kvetení se neshodují. Na kalifornském pobřeží existují symetricky dva druhy borovic: jeden druh vrhá pyl v únoru a druhý v dubnu. Sezónní ekologická izolace se pro ně stala reprodukční. Příklad reprodukční izolace, která však vyplývá z různých potravinových základů, demonstrují tři druhy antarktických tuleňů pocházejících ze stejného fylogenetického předka. Tuleň Weddell žere pouze ryby, tuleň leopardí tučňáky a tuleně a tuleň Ross žerehlavonožci.
Prekopulační formy reprodukční izolace
Mechanická izolace – neúčinnost páření způsobená odlišnou strukturou reprodukčních nebo kopulačních orgánů. Například různé druhy šalvěje mají různé tvary květů a jsou opylovány jinými včelami. Stejná korelace existuje mezi orchidejemi a kolibříky. Drosophila mouchy mezidruhové páření vede ke zranění nebo dokonce smrti partnera.
Etologická izolace – nepáření kvůli rozdílům v sexuálním chování (v námluvách, zpěvu, tanci, září nebo rozdílech ve feromonech). Například blízce příbuzné druhy světlušek při pozvání samice k páření různě mrkají (s různou frekvencí a délkou trvání). V této souvislosti lze zmínit i druhově specifické písně u vrabců a žab. A každý ví o rituálech páření ptáků.
Gametická izolace – nedostatek interakce gamet nebo smrt gamet. Existence tohoto typu izolace byla experimentálně prokázána. Například dva druhy mořských ježků s vnějším oplodněním zkřížili američtí genetici Denis a Brachet. Vajíčko bylo oplodněno, ale embryo zemřelo v raných fázích gastrulace.
Postkopulační formy reprodukční izolace
To se týká neživotaschopnosti oplodněného vajíčka a smrti embrya v raných fázích ontogeneze. Nebo smrt narozeného mláděte (nebo jedince) před dosažením puberty. Velmi blízký koncept gameticizolace.
Sterilita hybridů
U většiny zvířat jsou přežívající mezidruhoví hybridi sterilní, to znamená, že nejsou schopni produkovat potomstvo. Výjimkou mohou být semisterilní hybridy. Mechanismus tohoto jevu je poměrně složitý, vychází z genových, chromozomálních nebo cytologických příčin. Uvedeme pouze příklady mezidruhových hybridů, které zná každý.
Hybridní osel a klisna - mezek. Je větší než osel a menší než kůň a kromě toho se zvířata snadněji chovají. Kříženci blízce příbuzných poddruhů psa a vlka (vlčák, poloviční vlk) mají vyvinutější instinkt a vytrvalost než běžní psi. Mnohé z akvarijních ryb jsou hybridní formy (barevné aulonokary). Jsou krásné, větší než rodičovské formy, ale při nákupu byste měli upřesnit původ ryb, jinak se potomků nedočkáte. Každý ví, že semena kulturních rostlin (rajčata, okurky) označená symbolem F-1 jsou hybridní formy. Plody těchto rostlin nejsou ponechány k semeni.
