Nessuno negherà che l'ambiente circostantela realtà è armoniosa e perfetta. Non importa cosa o in chi una persona crede, ma intorno a lui vede non solo bellezza e varietà, ma anche un ordine armonioso, in cui non c'è posto per il caos. L'evidente opportunità si manifesta in modo particolarmente chiaro nel mondo degli esseri viventi. Tutto ciò che è debole, brutto e incapace di riprodurre una prole sana viene spazzato via dall'azione di fattori evolutivi, principalmente dalla selezione naturale. Non ultimo ruolo in esso è svolto da un processo biologico come l'isolamento riproduttivo.
Questo, così come altre forme di meccanismi di difesa che proteggono il pool genetico delle comunità vegetali, animali e umane, considereremo in questo lavoro.
La riproduzione è il processo più importante, grazie aquale è possibile l'esistenza stessa del fenomeno della vita sulla Terra. Indipendentemente dal livello della sua organizzazione, dai protozoi ai mammiferi, la fertilizzazione (nelle piante - impollinazione), che porta all'emergere di una prole vitale e fertile, avviene solo tra individui appartenenti alla popolazione della stessa specie biologica. Ovviamente, ci sono meccanismi di isolamento naturali che controllano la copulazione o l'impollinazione.
Naturalmente, la possibilità di casi non è esclusa.incrocio interspecifico. Si verificano sia in condizioni naturali che vengono eseguiti artificialmente - dall'uomo, ma portano sempre alla comparsa di una prole con una vitalità indebolita o di ibridi sterili. Basti ricordare i muli sterili, la prole ottenuta dall'incrocio di un asino e una giumenta. Come puoi vedere, qui agiscono alcune forze, che possono essere considerate come alcuni tipi di meccanismi di isolamento. Definiamoli in modo più dettagliato.
Nell'insegnamento evolutivo questo è un prodottolavoro scientifico congiunto di naturalisti come Ch. Darwin, AN. Severtsov, G. Spencer, ha considerato i seguenti fenomeni diffusi che contribuiscono alla stabilità dell'esistenza di specie biologiche: è l'isolamento geografico, riproduttivo ed ecologico. La sezione di biologia - genetica delle popolazioni, è impegnata nello studio dei cambiamenti nel pool genetico delle comunità di organismi viventi. Sono il risultato di fattori come le onde di vita e la deriva genetica.
La succitata branca della biologia stabilisce il ruolofattori protettivi volti a preservare il conservatorismo dei cariotipi degli individui nella popolazione e prevenire incroci di interpopolazione. Successivamente, scopriremo quali meccanismi di isolamento sono chiamati ecologici e qual è il loro significato nel mantenere una composizione costante di geni in una popolazione.
Come risultato della filogenesi - sviluppo storicospecie, i suoi individui, formano popolazioni che vivono entro i confini di un determinato territorio, chiamato area. Gli organismi vegetali e animali interagiscono con fattori ambientali, nonché con comunità di altre specie che vivono in un dato territorio, cioè occupano una certa nicchia ecologica. Al fine di ridurre la gravità della competizione tra popolazioni della stessa specie biologica, esistono alcuni meccanismi di isolamento che assicurano, ad esempio, la divergenza delle esigenze di entrambi i gruppi riguardo al tipo di alimento. Ad esempio, il coleottero del tonchio dei piselli forma due comunità di insetti: una si nutre di semi di pisello, l'altra di fagioli.
Durante il periodo riproduttivo, a causa del fatto che le colture foraggere crescono in zone diverse, gli organismi delle due popolazioni non si incrociano tra loro.
A fattori che complicano significativamente, o addiritturasopprimendo completamente l'impollinazione o la copulazione tra organismi della stessa categoria sistematica, si possono attribuire i meccanismi di isolamento che controllano i tempi di riproduzione degli individui. Ad esempio, la fioritura del prato bluegrass che cresce alle foci dei fiumi è correlata al momento in cui si interrompe l'inondazione primaverile. Le piante che vivono direttamente sulla riva e durante il periodo di piena sono sott'acqua per molto tempo, fioriscono più tardi di quegli individui che sono stati sotto l'influenza del diluvio per un breve periodo o che non si sono allagati affatto. Per ovvie ragioni, non c'è panmixia (impollinazione incrociata) tra piante che vivono in parti diverse del prato, poiché la maturazione del polline avviene in momenti diversi. Di conseguenza, si formano diverse popolazioni di prato bluegrass, che differiscono in termini di riproduzione.
La genetica della popolazione ha stabilito il fatto chel'impossibilità del processo di scambio genico tra organismi di razze o comunità diverse porta al fatto che si verificano tipi di mutazioni completamente diversi nei genotipi degli individui e la frequenza di occorrenza di alleli sia dominanti che recessivi cambia. Ciò porta al fatto che i pool genetici delle popolazioni sono sempre più diversi tra loro. Questa discrepanza riguarderà, prima di tutto, le forme di adattamento a fattori ambientali abiotici. Da cosa dipende?
Si basa su interconnessimeccanismi di isolamento ecologico e riproduttivo. La biologia, in particolare, la sua sezione - la teoria dell'evoluzione, rivela la loro influenza sulla manifestazione di un processo globale come la divergenza, cioè la divergenza di segni e proprietà degli organismi. È alla base della microevoluzione, un processo che porta alla formazione della prima sottospecie e poi di nuove specie biologiche in natura.
Sia in botanica che in zoologia, gli scienziati paganoseria attenzione ad un fattore che riduce quasi a zero la probabilità di incrocio libero tra individui della stessa specie. Si chiama isolamento geografico. Si è scoperto che un brusco cambiamento nel terreno è necessariamente accompagnato dalla comparsa di ostacoli che portano all'emergere di differenze cardinali negli organismi.
Si riferiscono principalmente ai tempi di maturazionegameti, tempo di copulazione o impollinazione. Tutti questi fattori possono essere combinati con un termine: isolamento riproduttivo. Quali sono le conseguenze per l'esistenza della popolazione a cui conduce?
Gli scienziati hanno scoperto che le popolazioni di organismiavendo genomi inizialmente simili, nel tempo acquisiscono caratteristiche sempre più divergenti per la scomparsa sia di un'unica base alimentare sia per la possibilità di incrocio libero. Barriere fisiche insormontabili sotto forma di faglie continentali, catene montuose innalzate, inondazioni fluviali isolano le comunità di individui l'una dall'altra. È così che si sviluppa la fauna selvatica. Gli esempi seguenti illustrano l'isolamento geografico come un meccanismo importante per la speciazione. Pertanto, i gruppi di mammiferi marsupiali dell'Australia, dopo la sua separazione dall'antica terraferma del Gondwana, presentano significative differenze anatomiche e fisiologiche dalle moderne specie animali europee sorte dopo la Grande Glaciazione.
Creatore di fama mondiale della teoria del naturaleselezione, il naturalista inglese Charles Darwin, identificò le forze motrici dell'evoluzione, portando all'emergere di nuove classi, ordini e famiglie di organismi viventi. Anche nei suoi scritti, lo scienziato ha descritto i meccanismi di isolamento geografico ed ecologico. Ha tratto esempi della loro manifestazione dalle osservazioni fatte durante il suo famoso viaggio intorno al mondo. Darwin ha visto e abbozzato varie specie di fringuelli trovati nelle Isole Galapagos. Gli uccelli avevano differenze drammatiche nella forma del becco, nelle dimensioni del corpo e mangiavano cibi diversi.
Quando si incrociano, individui completamentehanno perso la capacità di formare prole fertile. Come credeva il ricercatore, le grandi distanze tra le isole e le differenze nella loro flora e fauna hanno portato alla formazione di diverse sottospecie, che si sono poi trasformate in specie indipendenti. Abbiamo considerato un'altra direzione dell'evoluzione, che porta alla formazione di nuove specie biologiche, lungo le quali si muove tutta la natura vivente attualmente esistente. Gli esempi che abbiamo considerato sopra dimostrano l'importante ruolo dei meccanismi spaziali che prevengono la probabilità di incroci tra organismi di diverse popolazioni, che alla fine porta all'emergere di nuove unità sistematiche.
