Nessuno negherà che la re altà intorno a noi è armoniosa e perfetta. Non importa in cosa o in chi una persona crede, ma intorno a lui vede non solo bellezza e diversità, ma anche un ordine armonioso in cui non c'è posto per il caos. Un'opportunità particolarmente chiara si manifesta nel mondo degli esseri viventi. Tutto ciò che è debole, brutto, incapace di riprodurre una prole sana viene spazzato via dall'azione di fattori evolutivi, in primis la selezione naturale. Non l'ultimo ruolo 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 documento.
La trasmissione delle caratteristiche ereditarie è la principale proprietà della materia vivente
La riproduzione è il processo più importante, grazie al quale è possibile l'esistenza stessa del fenomeno della vitaper terra. Indipendentemente dal livello della sua organizzazione, dai protozoi ai mammiferi, la fecondazione (nelle piante - impollinazione), che porta alla comparsa di prole vitale e fertile, avviene solo tra individui appartenenti a una popolazione della stessa specie biologica. Ovviamente esistono meccanismi di isolamento naturali che controllano la copulazione o l'impollinazione.
Naturalmente non è esclusa la possibilità di casi di incrocio interspecifico. Si verificano sia in condizioni naturali che vengono eseguiti artificialmente - dall'uomo, ma portano sempre alla comparsa di prole con vitalità indebolita o ibridi sterili. Basti ricordare i muli sterili, i discendenti ottenuti dall'incrocio di un asino e di una cavalla. Come puoi vedere, qui sono all'opera alcune forze, che possono essere considerate come certi tipi di meccanismi di isolamento. Definiamoli più in dettaglio.
Classificazione dei processi che portano alla stabilità del pool genetico delle popolazioni
Nella dottrina evolutiva, che è un prodotto del lavoro scientifico congiunto di scienziati naturali come Ch. Darwin, A. N. Severtsov, G. Spencer, considera i seguenti fenomeni diffusi che contribuiscono alla stabilità dell'esistenza di specie biologiche: questo è l'isolamento geografico, riproduttivo ed ecologico. La sezione di biologia - genetica delle popolazioni, è impegnata nello studio dei cambiamenti che si verificano nel pool genetico delle comunità di organismi viventi. Sono il risultato di fattori come le onde di vita e la deriva genetica.
Il suddetto ramo della biologia stabilisce il ruolo dei fattori protettivi volti a preservare il conservatorismo dei cariotipi degli individui in una popolazione e prevenire gli incroci tra le popolazioni. Successivamente, scopriremo quali meccanismi di isolamento sono chiamati ecologici e qual è il loro significato nel mantenere in alterata la composizione dei geni in una popolazione.
Il ruolo delle condizioni ambientali nella conservazione del patrimonio genetico delle comunità di organismi viventi
Come risultato della filogenesi - lo sviluppo storico di una specie, i suoi individui formano popolazioni che vivono entro i confini di un determinato territorio, chiamato intervallo. Gli organismi vegetali e animali interagiscono con fattori ambientali, nonché con comunità di altre specie che vivono in un determinato territorio, ovvero occupano una determinata nicchia ecologica. Per ridurre la gravità della competizione tra popolazioni della stessa specie, esistono alcuni meccanismi di isolamento che garantiscono, ad esempio, che i requisiti di entrambi i gruppi per quanto riguarda il tipo di cibo differiscano. Pertanto, lo scarabeo dei piselli forma due comunità di insetti: uno si nutre di semi di pisello, l' altro 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.
I tempi della riproduzione e la loro importanza nel garantire la stabilità genetica della popolazione
Ai fattori che impediscono in modo significativo, o addirittura impediscono completamente l'impollinazione o la copulazione tra organismi della stessa sistematicacategoria, possiamo includere meccanismi di isolamento che controllano i tempi di riproduzione degli individui. Ad esempio, la fioritura del prato bluegrass, che cresce alla foce dei fiumi, è correlata al momento della fine dell'alluvione primaverile. Le piante che vivono direttamente sulla riva e durante il periodo di inondazione per lungo tempo sott'acqua, fioriscono più tardi di quegli individui che sono stati sotto l'influenza dell'inondazione per un breve periodo o non sono stati affatto allagati. Per ovvie ragioni, non c'è panmixia (impollinazione incrociata) tra piante che vivono in diverse parti del prato, poiché il loro polline matura in tempi diversi. Di conseguenza, si formano diverse popolazioni di prati, che differiscono in termini di riproduzione.
Il ruolo evolutivo dell'isolamento
La genetica di popolazione ha stabilito il fatto che l'impossibilità del processo di scambio di geni tra organismi di razze o comunità diverse porta al fatto che nei genotipi degli individui si verificano tipi completamente diversi di mutazioni e la frequenza cambiano anche gli alleli dominanti e recessivi. Ciò porta al fatto che i pool genetici delle popolazioni sono sempre più diversi l'uno dall' altro. Questa discrepanza riguarderà, in primo luogo, le forme di adattamento a fattori ambientali abiotici. Da cosa dipende?
Azione complessa di vari tipi di isolamento
Si basa su meccanismi di isolamento ecologico e riproduttivo interconnessi. La biologia, in particolare, la sua sezione - la teoria dell'evoluzione, rivela la loro influenza sulla manifestazione di un processo globale come la divergenza, cioèdivergenza di segni e proprietà degli organismi. È alla base della microevoluzione, un processo che porta alla formazione di prima sottospecie e poi di nuove specie biologiche in natura.
Come avviene l'isolamento geografico
Sia in botanica che in zoologia, gli scienziati prestano molta attenzione al fattore che riduce quasi a zero la probabilità di incroci liberi tra individui della stessa specie. Si chiama isolamento geografico. Si è scoperto che un brusco cambiamento del terreno è necessariamente accompagnato dalla comparsa di ostacoli che portano a differenze cardinali negli organismi.
Riguardano innanzitutto i tempi di maturazione dei gameti, il tempo di copulazione o di impollinazione. Tutti questi fattori possono essere combinati in un unico termine: isolamento riproduttivo. Quali sono le conseguenze per l'esistenza della popolazione a cui porta?
Discrepanze
Gli scienziati hanno scoperto che popolazioni di organismi con genomi inizialmente simili acquisiscono nel tempo caratteristiche sempre più divergenti a causa della scomparsa sia di un singolo approvvigionamento alimentare che della possibilità di incroci liberi. Barriere fisiche insormontabili sotto forma di rotture continentali, sollevamento di catene montuose e straripamenti dei fiumi isolano le comunità di individui l'una dall' altra. Questo è il modo in cui si sviluppa la natura. Gli esempi seguenti illustrano l'isolamento geografico come un importante meccanismo di speciazione. Pertanto, i gruppi di mammiferi marsupiali in Australia, dopo la sua separazione dall'antica terraferma del Gondwana, hanno significatividifferenze anatomiche e fisiologiche dalle specie animali europee moderne sorte dopo la Grande Glaciazione.
Cap. Darwin sui meccanismi di speciazione
Il creatore di fama mondiale della teoria della selezione naturale, il naturalista inglese Charles Darwin, identificò le forze trainanti 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 e ambientale. Trasse esempi della loro manifestazione dalle osservazioni fatte durante il suo famoso viaggio intorno al mondo. Darwin vide e disegnò vari tipi di fringuelli che vivevano nelle isole Galapagos. Gli uccelli avevano differenze cardinali nella forma del becco, nelle dimensioni del corpo e mangiavano cibi diversi.
Quando l'incrocio tra individui ha perso completamente la capacità di formare una prole fertile. Secondo il ricercatore, le grandi distanze tra le isole e le differenze nella loro flora e fauna hanno portato alla formazione di diverse sottospecie, che poi si sono trasformate in specie indipendenti. Abbiamo considerato un' altra direzione dell'evoluzione, che porta alla formazione di nuove specie biologiche, lungo la quale tutta la natura vivente avanza. Gli esempi che abbiamo considerato sopra dimostrano l'importante ruolo dei meccanismi spaziali che impediscono la probabilità di incroci tra organismi di diverse popolazioni, che alla fine portano all'emergere di nuove unità sistematiche.
