Reproduktive Isolation: Mechanismen und Konsequenzen (mit Beispielen)
Reproduktive Isolation oder reproduktive Isolation umfasst verschiedene Mechanismen, die zur Sterilität zwischen zwei Populationen von Individuen führen. Mit anderen Worten, die Kreuzung zweier reproduktiv isolierter Arten bringt keine Nachkommen hervor oder die Nachkommen sind nicht lebensfähig.
Die Isolierung kann vor der Zygotenbildung erfolgen, da die Populationen keine Lebensräume teilen, weil sie p haben
Der Prozess der Speziation - Bildung neuer Arten - wird normalerweise in drei aufeinanderfolgende Schritte unterteilt: Zuerst tritt eine Stufe der Isolierung der Populationen auf, dann kommt es zu einer Divergenz bestimmter Charaktere oder Merkmale und schließlich zur reproduktiven Isolierung.
Sobald der Genfluss zwischen diesen beiden Populationen beseitigt ist, erfolgt eine evolutionäre Isolierung.
Mechanismen der reproduktiven Isolierung
Je nachdem, wann die Barrieren der reproduktiven Isolation wirken, können sie als prezygot und postzygot klassifiziert werden. Der erste Akt vor der Bildung der Zygote.
Zu den prezygoten Barrieren gehört jedes Ereignis, das die Kopulation zwischen zwei Arten verhindert, sei es vorübergehende Isolierung, Isolierung nach Lebensraum oder Ressourcendifferenzierung oder Isolierung nach Verhalten oder Ethologie.
In diese Kategorie fällt auch die physiologische oder mechanische Unverträglichkeit der Geschlechtsorgane der Arten, die sie zu reproduzieren versuchen.
Im Gegensatz dazu umfassen postzigotische Barrieren alle Ereignisse, die verhindern, dass hybride Zygoten ein normales Leben entwickeln, da sie eine geringe biologische Wirksamkeit oder Fitness aufweisen.
Temporäre prezygotische Barrieren
Ein Beispiel für eine vorübergehende Isolierung sind Insekten der Gattung Magicicada. In diesen Zikaden gibt es eine Art mit einem Lebenszyklus von 13 Jahren und eine andere Art mit einem Lebenszyklus von bis zu 17 Jahren.
Die Imagines der Arten tauchen je nach Art alle 13 oder 17 Jahre auf der Erde auf. Da es keine zeitliche Synchronisation gibt, gibt es keine Möglichkeit, sich zwischen beiden Arten zu paaren.
Ethologische prezotistische Barrieren
Es ist dasselbe Genre, es gibt eine prezigotische Isolation des ethologischen Typs. Der von jeder Art erzeugte Klang ist einzigartig und kann von anderen nicht erkannt werden.
Obwohl die Begegnung zweier Personen unterschiedlichen Geschlechts stattfindet, werden sie nicht als potenzielle Sexualpartner anerkannt.
Mechanische prezygotische Barrieren
Mechanische Isolation tritt aufgrund von Unverträglichkeiten zwischen den Genitalien auf. Die Geschlechtsorgane ähneln einem Schließmechanismus, in den sie perfekt passen müssen. Falls sie nicht passen, ist die Kopulation nicht erfolgreich.
Prezygotische Barrieren durch Lebensraumdifferenzierung
Diese Art der Barriere tritt auf, wenn zwei Arten eine ausgeprägte Präferenz für eine bestimmte Ressource aufweisen. Die Barriere wird akzentuiert, wenn die Kopulationsereignisse in dieser Zone auftreten.
Zum Beispiel haben Salamander der Gattung Ambystoma Mitglieder, die sich in Teichen vermehren, und diese kreuzen sich nicht mit Individuen, die in Strömen brüten.
Postzigotische Barrieren: Mortalität, Unmöglichkeit und Sterilität von Hybriden
Wenn eine der vorherigen prezigotischen Barrieren versagt, kann der Hybrid die Folgen einer reproduktiven Isolation erleiden.
Die Zygoten, die durch die Kreuzung zweier verschiedener Arten entstehen, werden als Hybriden bezeichnet und können sich im Laufe ihres Lebens nicht entwickeln oder absterben.
Rolle von Selektion und Gendrift
Aus genetischer Sicht können die Hemmnisse für die Reproduktion folgende Ursachen haben: genetische Divergenz, zytoplasmatische Inkompatibilität oder zytologische Divergenz.
Damit die Evolution von Fortpflanzungsbarrieren stattfinden kann, müssen die folgenden Kräfte vorhanden sein: natürliche Selektion und Gendrift. Diese wirken, wenn der Genfluss in zwei Populationen einer Art reduziert wurde.
Gen oder Gendrift
Die Gendrift ist eine evolutionäre Kraft, die bestimmte Allele zufällig festlegt, während andere - aus den gleichen stochastischen Gründen - aus der Bevölkerung verschwinden. Dieser Mechanismus hat stärkere Auswirkungen, wenn er auf kleine Populationen (mit wenigen Individuen) einwirkt.
Wenn zwei Populationen isoliert werden, wirkt die Gendrift auf unterschiedliche Weise: Erstens ist der "Teil" der Population, der isoliert bleibt, eine nicht zufällige Stichprobe, dh die Allele sind nicht zu gleichen Teilen vertreten. Dann verstärkt die Fixierung und der zufällige Verlust von Allelen die Divergenz zwischen den Populationen.
Natürliche Auslese
Damit der Speziationsprozess fortgesetzt werden kann, müssen zwischen den untersuchten Populationen sehr ausgeprägte genetische Unterschiede bestehen. Natürliche Selektion hat einen wichtigen Einfluss auf die Entwicklung dieser Divergenz, wenn sich die Populationen in einem neuen Umfeld befinden.
Ein klassisches Beispiel für die Rolle der natürlichen Selektion ist die Artbildung von Apfel- und Dornenfliegen. Die Bevölkerungsgruppen trennen sich, da die Auswahl bei der Auswahl der Lebensmittel nach ihren Vorlieben erfolgt.
Diese Art führt fast alle Schritte ihres Lebenszyklus neben dem Baum aus, von dem sie frisst. Daher fragte sich eine Gruppe von Forschern, ob die Fliegen, die die Apfelbäume parasitierten, zur gleichen Population der Dornenfliegen gehörten.
Um diese Hypothese zu testen, verwendeten die Forscher eine Technik namens "Proteinelektrophorese" und gelangten zu dem Schluss, dass es statistisch signifikante Unterschiede zwischen den Fliegen gab, die in verschiedenen Bäumen lebten.
Dies liegt daran, dass Fliegen eine wichtige Präferenz für ihre Obstsorte aufweisen. Darüber hinaus findet die Paarung im Baum statt, wodurch der Genfluss mit der Population der anderen Früchte verhindert wird.
Die sexuelle Auslese
Sexuelle Selektion bezieht sich auf die Charaktere, die an der Gewinnung eines Partners beteiligt sind. Die Art und Weise oder die Schlüsselelemente, mit denen ein Individuum seinen Partner auswählt, scheinen entscheidend für die Unterscheidung zwischen Populationen und der Funktion als Barriere zu sein.
Die Lieder in den Amphibien sind ein unverzichtbares Merkmal für die Wahl des Paares und bei einigen Arten wirkt die Häufigkeit des Liedes als Fortpflanzungsbarriere. Ebenso spielt die Färbung eine grundlegende Rolle bei der reproduktiven Isolierung einer bestimmten Fischklasse.
Folgen
Die Folge der reproduktiven Isolierung ist die Artbildung neuer Arten. Die Barrieren der reproduktiven Isolierung treten auf, nachdem die Trennung von zwei Populationen erfolgt ist, und diese entstehen durch natürliche Selektion oder Gendrift.
Die Folge der Speziation ist wiederum die enorme Vielfalt der verschiedenen Abstammungslinien lebender Organismen. In Taxa, die sexuelle Fortpflanzung besitzen, stellt jeder Zweig seines Stammbaums ein Speziationsereignis dar, bei dem jede Population reproduktiv isoliert wurde.
Daher wird die Speziation als Brücke zwischen Mikroevolution und Makroevolution angesehen.
