Izolácia je evolučný faktor. Reprodukčná izolácia v evolučnej biológii je mechanizmus, ktorý bráni výmene génov medzi populáciami. Separácia genofondov populácií v niekt. Prezentácia formulára izolácie z biológie

Snímka 2

Izolácia je veľmi dôležitým evolučným faktorom, pretože vedie k rozdielom v charakteristikách jedincov v rámci toho istého druhu a bráni jedincom rôznych druhov vo vzájomnom krížení.

Snímka 3

Druhy izolácie

Primárna izolácia:

  • Geografická
  • Ekologické

Sekundárna izolácia:

  • Komplexné rituálne párenie (behaviorálne)
  • Morfologické (mechanické)
  • Fyziologické (gametické)

  • Snímka 4

    Geografická izolácia

    • Jeho podstata spočíva v roztrhnutí jediného biotopu, v ktorom druh žil, na časti, ktoré spolu nekomunikujú.
    • Dôvody: neprekonateľné bariéry medzi oblasťami osídlenia, t.j. vytváranie hôr alebo riek, úžin alebo prielivov, vyhladzovanie obyvateľstva v určitých oblastiach atď. Postupom času to vedie k výrazným rozdielom v ich genotypovej štruktúre a k oslabeniu až úplnému zastaveniu výmeny génov medzi populáciami.
    • Výsledkom geografickej izolácie je, že jednotlivé populácie sa izolujú, takže voľné kríženie jedincov z rôznych častí areálu sa ukazuje ako nemožné alebo mimoriadne náročné.

  • Snímka 5

    Príklad geografickej izolácie

    Galapágy majú veľké množstvo endemických vtákov. Napríklad známe pinky, ktoré tvoria samostatnú podčeľaď (Geospizinae), ktorá zahŕňa 12 druhov patriacich do niekoľkých rodov. Tieto vtáky sa vyvinuli na Galapágoch z niektorých juhoamerických druhov, prispôsobili sa rôznym druhom potravy, čo zanechalo stopy na tvorbe zobákov u rôznych druhov.

  • Snímka 6

    Galapágy pinky

    • Veľký kaktusový púť Galapágy Journey.
    • Cesta Ground Finch Galapágy.

  • Snímka 7

    Environmentálna izolácia

    • Podstata: zástupcovia rôznych populácií sa nemôžu krížiť a populácie sa izolujú.
    • Dôvod: kontaktu jedincov bránia rôzne biotopy populácií. Tento typ izolácie je založený na rozdieloch v preferenciách zvierat alebo rastlín usadiť sa na určitom mieste a krížiť sa v presne vymedzenom ročnom období. Niektoré lososovité ryby sa napríklad neresia ročne, ale každý druhý rok. Jedna populácia rýb sa navyše rozmnožuje v rovnakej oblasti neresenia v párny rok a ďalšia v nepárny rok.
    • Výsledok: prekážka kríženia jedincov z rôznych populácií, počiatočné štádium divergencie populácie.

  • Snímka 8

    Príklad environmentálnej izolácie

    • Biotyp "A" s jesenným neresom sa rozmnožuje od začiatku novembra do konca decembra v blízkosti severozápadných brehov jazera v hĺbkach 0,5-5 m.
    • Biotyp "B" sa rodil od polovice januára do konca marca v juhovýchodnej časti jazera a v Ardánskom zálive vo veľkých hĺbkach - až 22 m V porovnaní s inými rasami mal zimný Ishkhan najvyššiu plodnosť - od roku 1422 na 8700 vajec. Jeho tempo rastu bolo tiež oveľa vyššie. Zimný Ishkhan sa živil výlučne obojživelníkmi.
    • Sevanský pstruh

  • Snímka 9

    Jazero Sevan

  • Snímka 10

    Sekundárna izolácia

    • Reprodukčná izolácia je etologická izolácia (je charakteristická len pre zvieratá a je založená na geneticky naprogramovaných zložitých rituáloch na identifikáciu partnera na párenie, napríklad známy prúd tetrova).
    • Morfologická izolácia (spojená s farbou a veľkosťou jedincov, so štrukturálnymi znakmi pohlavných orgánov).
    • Fyziologická izolácia (smrť gamét alebo ich neschopnosť oplodniť sa pri zavlečení jedincov iných druhov).

  • Snímka 11

    • Záver: rôzne typy izolácie na jednej strane vytvárajú predpoklady pre divergenciu populácií a následnú speciáciu a na druhej strane prispievajú k zachovaniu genetickej štruktúry druhu.

    • Zobraziť všetky snímky


    Popisy snímok:

    ŠPECIÁCIA AKO VÝSLEDOK MIKREOVOLÚCIE
    MIKROEVOLÚCIA, súbor evolučných procesov prebiehajúcich v rámci samostatných alebo susediacich populácií druhu, vedúcich k zmenám v genetickej štruktúre týchto populácií, vzniku rozdielov medzi organizmami a vzniku nových druhov.
    Speciácia je kvalitatívnym štádiom evolučného procesu. To znamená, že mikroevolúcia končí tvorbou druhov a začína makroevolúcia.
    Podmienky pre špecifikáciu
    Počas speciácie funguje prirodzený výber, prispôsobovanie populácií podmienkam ich biotopu a reprodukčná izolácia, izolácia genofondov populácií a vďaka tejto izolácii zabezpečuje divergenciu druhov, čiže divergenciu.
    Rozmanitosť druhov, ktoré existujú v prírode, je obrovská, ich celkový počet je niekoľko miliónov. Od vzniku života na Zemi je počet druhov, ktoré kedy existovali, podľa odborníkov pravdepodobne 50-100-krát väčší.
    Speciačné cesty
    Speciačné cesty. Zľava doprava – fyletická speciácia; hybridogénny pôvod druhu C, divergentná speciácia.
    Speciačné cesty
    Prvým je transformácia existujúcich druhov (fyletická speciácia). Druhá cesta je spojená s fúziou dvoch existujúcich druhov A a B a vznikom nového druhu C (hybridogénny pôvod) Tretia cesta je spôsobená divergenciou (rozdelením) jedného rodového druhu na niekoľko nezávisle sa vyvíjajúcich druhov. Toto je cesta, ktorou sa uberala evolúcia.
    Každý druh je uzavretý genetický systém. Zástupcovia rôznych druhov sa nekrížia a ak sa krížia, buď neprinesú potomstvo, alebo sú tieto potomky neplodné. Preto divergentnej speciácii musí predchádzať vznik izolovaných populácií v rámci rodových druhov.
    Formy vnútrodruhovej izolácie
    K priestorovej izolácii dochádza medzi populáciami, ktoré sú od seba ďaleko alebo sú oddelené geografickými bariérami. Ekologická izolácia - forma biologickej izolácie je založená na rozmanitosti organizmov v ich reprodukčnej ekológii a preferovanom prostredí.
    Dlhodobá vnútrodruhová izolácia vedie k tomu, že každá populácia sa vyvíja samostatne. To vedie ku genetickým rozdielom. Populácie sú si čoraz menej podobné v množstve morfologických, fyziologických a behaviorálnych charakteristík, čo vedie k vzniku biologických mechanizmov izolácie a speciácie.
    Metódy speciácie
    geografické alebo alopatrické
    ekologické alebo sympatické
    Alopatrická (geografická) špecifikácia
    Speciácia na rôznych územiach je spôsobená geografickou (priestorovou) izoláciou. Dôvodom takejto izolácie môžu byť veľké rieky pre suchozemské živočíchy, hory pre nížinné živočíchy a podobné prekážky, ktoré bránia migrácii živočíchov alebo distribúcii semien rastlín. Veľké vzdialenosti oddeľujúce populácie majú rovnaký význam.
    Spôsobené rozdelením areálu druhu na niekoľko izolovaných častí. Navyše selekcia môže pôsobiť odlišne na každú takúto časť a účinky genetického driftu a procesu mutácie budú jasne odlišné. Potom sa časom v izolovaných častiach nahromadia nové genotypy a fenotypy. Jednotlivci v rôznych častiach predtým zjednoteného areálu môžu zmeniť svoju ekologickú niku. Pri takýchto historických procesoch môže stupeň divergencie skupín dosiahnuť druhovú úroveň.
    Napríklad:
    Májová konvalinka - bežná v európskom Rusku
    Konvalinka, rastúca na Primorskom území a na Ďalekom východe (má tvrdšie, voskovité listy a červenkasté stopky.)
    Pstruh
    Sťahovavé ryby z čeľade lososovitých. Dĺžka do 1 m, hmotnosť do 13 kg; Kaspický losos - do 51 kg. Žije v pobrežných vodách európskych morí vrátane Čierneho, Kaspického, Baltského a Aralského mora. Ide do riek, aby sa rozmnožil. Cenný predmet rybolovu a chovu. Sladkovodné formy pstruha potočného.
    Alopatrická (geografická) speciácia sa vyskytuje veľmi pomaly, v priebehu stoviek tisíc generácií.
    Geografická izolácia
    Pozoruje sa, keď je pôvodný areál druhu rozdelený rôznymi prírodnými prekážkami. V dôsledku toho sa oddelené populácie nemôžu navzájom voľne krížiť, čo vedie k rôznym poddruhom.
    Geografická izolácia
    Poddruh pstruha potočného: Baltské čiernomorské Kaspické more
    Sympatická (ekologická) špecifikácia
    Začína sa rozdelením primárne jedinej populácie na dve alebo viac skupín organizmov, ktoré sa potom ďalej rozchádzajú. Môže k tomu dôjsť v dôsledku ekologickej špecializácie.
    Vyskytuje sa v areáli pôvodného druhu v dôsledku biologickej izolácie Uskutočňuje sa na základe územne jednotnej populácie, ktorá má zreteľne odlišné formy jedincov. Vznik nových druhov môže prebiehať rôznymi spôsobmi
    Napríklad: v africkom Viktóriinom jazere, ktoré vzniklo len pred 12 000 rokmi, žije viac ako 500 druhov cichlíd, ktoré sa navzájom líšia morfológiou, životným štýlom, správaním a množstvom ďalších vlastností.
    Druhy vznikajúce prostredníctvom sympatrickej speciácie sa často nazývajú „ekologické rasy“.
    Pravidelné kosenie trávy v polovici leta viedlo k vytvoreniu dvoch ekologických rás tejto rastliny, ktoré sa líšia časom kvitnutia: jarná rasa má žlté kvety a jesenná rasa má oranžové kvety. Dozrievanie semien v tretej forme hrkálky je načasované tak, aby sa zhodovalo so zberom.
    Veľká hrkálka
    Chrobák vŕbový má dve ekologické rasy - „vŕbu“ a „brezu“. Chrobáky a larvy vŕbovej rasy sú schopné sa živiť iba listami vŕby;
    Ekologická izolácia sa pozoruje, keď sa biotopy rôznych foriem jedného druhu alebo niekoľkých blízko príbuzných druhov, napríklad lesných (vľavo) a lúčnych (vpravo), nezhodujú.
    Ekologická špecifikácia
    Niekedy sa v rámci jedného biotopu jednotlivé populácie (1-5) líšia v podmienkach biotopu. Z tohto dôvodu sa mení fenológia jedincov a následne aj ich morfológia.
    Metódy sympatickej špeciácie:
    Polyploidia Vzdialená hybridizácia Chromozomálne preskupenie
    Polyploidia
    Nové druhy môžu vzniknúť v dôsledku polyploidizácie – náhleho zvýšenia počtu chromozómov. Pestovaná slivka teda vznikla krížením trnky a slivky čerešňovej s následným zdvojnásobením počtu chromozómov u hybridov.
    Vzdialená hybridizácia
    V prírode môže dôjsť aj k vzdialenej hybridizácii medzi druhmi s následným zdvojením chromozómov v genóme. Napríklad pozdĺž brehov rieky Aldan rastie malá populácia jaseňa horského, ktorý pochádza z medzidruhového kríženca jaseňa a skalníka.
    Cotoneaster jarabina je druh získaný medzidruhovým krížením. Úzko lokálny endemit Jakutska.
    Predpokladá sa, že viac ako 1/3 všetkých druhov kvitnúcich rastlín je hybridogénneho pôvodu. Experimentálne bolo dokázané, že ide o pôvod druhov slivka, malina, pšenica, kapusta, bavlník, modráčica, nakladaná tráva, rutabaga, tabak, palina, kosatce atď.
    CHROMOZOMÁLNA REŠTRUKTURÁCIA
    K reprodukčnej izolácii môže dôjsť aj v dôsledku chromozomálnych preskupení, ktoré vedú k vzniku nových druhov v rastlinách aj zvieratách.
    Mutantné formy ovocnej mušky Drosophila
    Vlastnosti sympatickej špeciácie
    Takto vzniknuté nové druhy sú navonok (morfologicky) najčastejšie veľmi blízke pôvodnému druhu Len v prípade hybridogénneho výskytu môže vzniknúť nová forma, odlišná od materskej.

    Reprodukčná izolácia v evolučnej biológii je mechanizmus, ktorý bráni výmene génov medzi populáciami. Rozdelenie genofondov populácií v niektorých prípadoch vedie k vzniku nových druhov. Reprodukčnú izoláciu možno dosiahnuť zabránením oplodnenia alebo produkciou neživotaschopných alebo sterilných hybridov, ako sú muly alebo mulice. (Mulca je kríženec koňa a osla, hinny je kríženec osla a kobyly).



    Sú známe dva mechanizmy reprodukčnej izolácie: prezygotický a postzygotický. Prezygotické mechanizmy, ktoré predchádzajú vzniku zygoty, vytvárajú prekážky pri párení jedincov patriacich do rôznych populácií. Postzygotický akt po vytvorení zygoty, ktorý vedie k zníženiu životaschopnosti alebo plodnosti hybridného potomstva.


    V prezygotickej izolácii sa rozlišujú tieto formy: 1) Ekologická izolácia 2) Dočasná izolácia 3) Etologická izolácia 4) Mechanická izolácia 5) Gametická Postzygotická reprodukčná izolácia nastáva v dôsledku: 1) neživotaschopnosti hybridov: zygota sa vyvinie na hybrid s znížená životaschopnosť (embryo odumiera v rôznych štádiách vývoja, odumiera mladý organizmus, hybrid nedosiahne pohlavnú dospelosť); 2) sterilita hybridov: hybridy sú životaschopné, ale netvoria plnohodnotné gaméty; 3) degenerácia hybridov: hybridy produkujú potomkov, ktorých životaschopnosť a plodnosť sú znížené.


    1) Ekologická izolácia - izolácia v dôsledku oddelenia prostredia. Populácie žijú na spoločnom území, ale v rôznych biotopoch, a preto sa navzájom nestretávajú. Quercus coccinea preferuje vlhké, zle odvodnené pôdy. Quercus velutina preferuje suché, dobre priepustné pôdy.




    3) Etologická izolácia je spojená s charakteristikami správania samíc a samcov počas reprodukcie. Zložitý rituál identifikácie páriaceho partnera je geneticky naprogramovaný a takmer úplne vylučuje možnosť párenia s jedincami iného druhu. Keď nastane chvíľa rozmnožovania, samce začnú aktívne dvoriť svojim samičkám. Ak budete pozorovať vtáky v období párenia, môžete sledovať, ako samec dvorí samičke, respektíve pred ňou tancuje páriaci tanec s natiahnutým chvostom.








    2) sterilita hybridov. CMS v kukurici (cytoplazmatická samčia sterilita). Kukurica je jednodomá rastlina; Jej samičie kvety sa zhromažďujú v spadixe, zatiaľ čo jej samčie kvety sa zhromažďujú v metline. Niekedy sa v metline nachádza nedostatočne vyvinutý peľ obsahujúci sterilný peľ. Ukázalo sa, že sterilitu peľu určujú určité znaky cytoplazmy.



    Snímka 1

    Izolácia je evolučný faktor. Prácu dokončila študentka 11. ročníka Natalya Vasilyeva 2011

    Snímka 2

    Izolácia je veľmi dôležitým evolučným faktorom, pretože vedie k rozdielom v charakteristikách jedincov v rámci toho istého druhu a bráni jedincom rôznych druhov vo vzájomnom krížení.

    Snímka 3

    Typy izolácie Primárna izolácia: Geografická Ekologická Sekundárna izolácia: Komplexné rituálne párenie (behaviorálne) Morfologické (mechanické) Fyziologické (gametické)

    Snímka 4

    Geografická izolácia Jej podstatou je roztrhnutie jedinej oblasti, v ktorej tento druh žil, na časti, ktoré spolu nekomunikujú. Dôvody: neprekonateľné bariéry medzi oblasťami osídlenia, t.j. vytváranie hôr alebo riek, úžin alebo prielivov, vyhladzovanie obyvateľstva v určitých oblastiach atď. Postupom času to vedie k výrazným rozdielom v ich genotypovej štruktúre a k oslabeniu až úplnému zastaveniu výmeny génov medzi populáciami. Výsledkom geografickej izolácie je, že jednotlivé populácie sa izolujú, takže voľné kríženie jedincov z rôznych častí areálu sa ukazuje ako nemožné alebo mimoriadne náročné.

    Snímka 5

    Príklad geografickej izolácie Galapágy majú veľký počet endemických vtákov. Napríklad známe pinky, ktoré tvoria samostatnú podčeľaď (Geospizinae), ktorá zahŕňa 12 druhov patriacich do niekoľkých rodov. Tieto vtáky sa vyvinuli na Galapágoch z niektorých juhoamerických druhov, prispôsobili sa rôznym druhom potravy, čo zanechalo stopy na tvorbe zobákov u rôznych druhov.

    Snímka 6

    Galapágy Finches Veľký kaktusový púť Galapágy Journey. Ground Finch Galapágy Cesta.

    Snímka 7

    Ekologická izolácia Esencia: zástupcovia rôznych populácií sa nemôžu krížiť a populácie sa izolujú. Dôvod: kontaktu jedincov bránia rôzne biotopy populácií. Tento typ izolácie je založený na rozdieloch v preferenciách zvierat alebo rastlín usadiť sa na určitom mieste a krížiť sa v presne vymedzenom ročnom období. Niektoré lososovité ryby sa napríklad neresia ročne, ale každý druhý rok. Jedna populácia rýb sa navyše rozmnožuje v rovnakej oblasti neresenia v párny rok a ďalšia v nepárny rok. Výsledok: prekážka kríženia jedincov z rôznych populácií, počiatočné štádium populačnej divergencie.

    Snímka 8

    Príklad ekologickej izolácie Biotyp „A“ s jesenným výterom od začiatku novembra do konca decembra na severozápadných brehoch jazera v hĺbkach 0,5-5 m Biotyp „B“ sa vytieral od polovice januára do konca marca v juhovýchodnej časti jazera a v Ardánskom zálive vo veľkých hĺbkach - až 22 m V porovnaní s inými rasami mal najvyššiu plodnosť zimný Ishkhan - od 1422 do 8700 vajec. Jeho tempo rastu bolo tiež oveľa vyššie. Zimný Ishkhan sa živil výlučne obojživelníkmi. Sevanský pstruh
    Súvisiace publikácie