ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИЗОЛЯЦИЯ: МЕХАНИЗМ И ПРИМЕРЫ - БИОЛОГИЯ - 2025

Органическая изоляция представляет собой механизм , с помощью которого возникновение скрещивания между двумя видами исключается , что может производить гибридное потомство. Гибридное потомство - это результат смешения двух особей разных видов.

Например, мул или мул - это гибридное животное, которое произошло в результате скрещивания осла (Equus africanus asinus) с кобылой (Equus ferus caballus). Это животное имеет некоторые общие черты с обоими родительскими видами.

Рисунок 1. Мул. Источник: Pixabay.com

Кроме того, лошак - это гибридный вид, полученный в результате скрещивания осла с лошадью. У мулов и лошаков разные гены. Мул - более сильное и крупное животное, чем лошак, и оба почти всегда бесплодны. В редких случаях плодовитости у мулов и лошаков детеныши слабы и имеют очень низкий вес, и у них мало шансов на выживание.

Существует 5 процессов экологической изоляции, которые служат для предотвращения появления гибридных или смешанных потомков у двух разных видов: экологическая изоляция, временная изоляция, поведенческая изоляция, пространственная изоляция и механическая / химическая изоляция.

Механизм экологической изоляции

Экологическая изоляция или изоляция среды обитания - один из 5 механизмов изоляции, которые предотвращают скрещивание между различными видами до образования зиготы или яйца (механизм изоляции преиготных животных).

Этот механизм возникает, когда два вида, которые могут генетически скрещиваться, имеют репродуктивные барьеры, потому что они живут в разных районах. Таким образом разные популяции могут занимать одну и ту же территорию, но жить в разных средах обитания и, следовательно, физически не встречаться друг с другом.

В дополнение к другим механизмам изоляции, экологическая изоляция позволяет избежать образования гибридных видов, которые не способствуют росту и развитию биологических популяций, поскольку большинство гибридных особей бесплодны, то есть они неспособны к воспроизводству.

Считается, что виды, участвующие в гибридном скрещивании, расходуют энергию безуспешно. Кроме того, эти механизмы репродуктивной изоляции играют решающую избирательную роль в видообразовании.

Видообразование - это процесс образования новых видов. Процесс видообразования - это процесс, который породил разнообразие организмов или биологическое разнообразие.

Примеры экологической изоляции

Ниже приведены несколько примеров экологической изоляции.

Экологическая изоляция у млекопитающих

В Индии есть тигр (Panthera tigris) и лев (Panthera leo), два вида одного семейства (Felidae), которые могут скрещиваться.

Однако тигр живет в джунглях, а лев - на лугах; поскольку эти два вида живут в разных средах обитания, их физического столкновения не происходит. Каждый вид, как лев, так и тигр, изолирован в своей среде обитания.

Экологическая изоляция у насекомых

Группа Anopheles maculipennis состоит из 6 видов комаров, некоторые из которых связаны с переносом малярии. Хотя эти 6 видов очень похожи и морфологически неотличимы, они редко могут давать гибриды, потому что они изолированы для их воспроизводства и скрещивания, отчасти путем воспроизводства в разных средах обитания.

В то время как некоторые виды Anopheles maculipennis размножаются в солоноватой воде, другие - в пресной. Среди видов, которые спариваются в пресных водах, есть некоторые, которые делают это в проточных водах, а другие предпочитают стоячие воды.

Экологическая изоляция птиц

Один из наиболее цитируемых примеров экологической изоляции - это случай двух близкородственных птиц из рода Turdus, таких как обыкновенный черный дрозд (Turdus merula) и белый дрозд (Turdus torquatus).

Рисунок 2. Самец обыкновенного дрозда. (Turdus merula). Источник: AnemoneProjectors

Популяция T. merula, вида, населяющего древесные породы в лесах и городских садах, экологически изолирована от T. torquatus, вида, который гнездится в высокогорных районах. Следовательно, шансы, что эти виды произведут гибрид, практически равны нулю.

Рисунок 3. Белошапочный дрозд (Turdus torquatus). Источник: Андрей Худы из Словакии

Экологическая изоляция амфибий

Репродуктивная экологическая изоляция наблюдается и у разных видов лягушек. Один из многих примеров этого случая можно найти в Северной Америке.

В Северной Америке популяция северной красноногой лягушки (Rana aurora) изолирована от популяции американской лягушки-быка (Rana catesbeiana), так как первая спаривается в эфемерных, быстро движущихся потоках воды, а вторая делает это. делает в постоянных колодцах или прудах.

В Австралии лягушка-распятие (Notaden bennettii) и древесная лягушка пустыни (Litoria rubella) обитают в пустынях. Однако вероятность спаривания у них весьма мала, поскольку лягушка-распятие живет под землей и поднимается на поверхность только во время дождя, а древесная лягушка пустыни относится к древесным породам.

Экологическая изоляция рыб

Еще один интересный пример такого типа экологической репродуктивной изоляции наблюдается у колючих рыб семейства Gasterosteidae. Эти рыбы имеют удлиненное и тонкое тело (веретенообразное), с 2-16 шипами в спинной области и без чешуи, хотя у некоторых видов есть своего рода костяная пластина.

В то время как пресноводные виды Gasterosteidae живут в проточных водах в течение всего года, морские виды, обитающие в море зимой, мигрируют в устья рек весной и летом для спаривания.

В этом случае фактором, который действует как репродуктивный барьер, препятствующий скрещиванию двух групп, является адаптация к разным концентрациям соли.

Экологическая изоляция растений

Другой пример экологической изоляции имеет место в случае двух видов паукообразных растений рода Tradescantia, паука из Огайо (Tradescantia ohiensis) и паука зигзагообразного типа (Tradescantia subaspera).

Оба растения живут в общих географических областях, но не могут скрещиваться из-за разницы в местообитаниях. T. ohiensis растет на солнечных участках, а T. subaspera предпочитает тенистые участки с небольшим количеством солнца.

Кроме того, эти растения цветут в разное время года, то есть они также представляют собой временную изоляцию.

Можно сделать вывод, что в экологической изоляции разделение на группы организмов происходит в результате изменения их экологии или изменений среды, в которой они живут.

Ссылки

1. Брэдбурд, Г.С., Ральф, П.Л. и Куп, Г.М. (2018). Разоблачение влияния географической и экологической изоляции на генетическую дифференциацию. 67 (11): 3258-3273. DOI: 10.1111 / evo.12193
2. Фрейзер, И.К., Моррисон, А.К., МакКи Хогг, А., Макая. EC, van Sebille, E. et al. (2018). Экологическая изоляция Антарктиды будет нарушена штормовым рассеянием и потеплением. Изменение климата природы. 8: 704–708.
3. Грей, Л.Н., Ячмень, А.Дж., По, С., Томсон, Р.К., Ньето - Монтес де Ока, А. и Ван, И.Дж. (2018). Филогеография широко распространенного комплекса ящериц отражает закономерности как географической, так и экологической изоляции. Баннер молекулярной экологии. DOI: 10.1111 / mec.14970
4. Ходжес, С.А. и Арнольд, М.Л. (2018). Цветочная и экологическая изоляция между Aquilegia formosa и Aquilegia pubescens. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 91 (7): 2493-2496. Doi: 10.1073 / pnas.91.7.2493
5. Шефер, М. (1972). Экологическая изоляция и важность конкуренции, примером которой является распределение ликозидов в прибрежном ландшафте. Oecology. 9 (2): 171-202. DOI: 10.1007 / BF00345881