Isolering (biologi)

I biologi refererer isolation til den såkaldte reproduktive isolation , dette er afbrydelsen af genstrømmen mellem populationer af den samme art.Disse kan derefter ikke længere producere frugtbare afkom med medlemmer af andre populationer, som den biologiske definition af en art kræver. Det er derfor en vigtig proces i dannelsen af ​​nye arter .

Isolering sker på forskellige måder:

  • Geografisk isolation er den rumlige adskillelse af populationer af den samme art
  • Økologisk isolation er besættelse af forskellige økologiske nicher af populationer af samme art i samme område

Nogle andre faktorer, der kan forårsage isolation, diskuteres i evolutionær biologi, men deres betydning er endnu ikke klar. Således kan assortativ parring muligvis isolere forskellige grupper inden for en befolkning fra hinanden via seksuel selektion og således også forårsage en opdeling i flere populationer uden at disse også behøver at være rumligt isoleret.

Geografisk og økologisk adskillelse isolerer forskellige populationer af en art fra hinanden, som efterfølgende under visse omstændigheder kan udvikle sig til nye arter. Imidlertid er denne isolation oprindeligt reversibel (reversibel), når fornyet kontakt er etableret. Komplet reproduktiv isolation, hvor adskillelsen opretholdes selv med direkte kontakt, er kun resultatet af isoleringsmekanismer, der har udviklet sig senere.

Reproduktiv isolation

Se også: Isolationsmekanismer

Reproduktiv isolation stammer fra mutationer i en organisms generative system, der forårsager en afbrydelse af genstrømmen mellem organismerne i en art.

Denne type isolation er især vigtig i organismer, der reproducerer seksuelt. Dette inkluderer mange dyr, planter og protister , men også bakterier, der kan udveksle gener gennem konjugering .

Som präzygotisch eller progam mekanismer kaldes, som en parring eller befrugtning og dermed dannelsen af ​​en zygote forhindrer: Du kan henvise til forskellige niveauer i det generative system:

  • Mekanisk isolering : mekanisk inkompatibilitet mellem kønsorganerne (" nøgle- og låseprincip ")
  • Temporal og rumlig isolation : Ændringer i reproduktionstimingen: parring , rille eller blomstring finder sted på forskellige tidspunkter af dagen eller året. I rumlig isolation er parringsstederne forskellige steder.
  • Etologisk isolation : ændringer i sociale udløsere og adfærd i frieri , kopulation og yngelpleje
    • Afrikanske enke fugle (Viduinae) som ynglende parasitter er indstillet som unger til sangen af deres respektive værts forældre (se social læring og tradition ). Ved denne sang genkender de deres yngleværter og deres parringspartnere i ynglesæsonen. Afhængigt af de forskellige værter har enkefuglene på denne måde forskellige slægter, der er reproduktivt isoleret fra hinanden.
    • Hannerne i de vestlige australske søheste ( Hippocampus subelongatus ) parrer sig altid med hunner af samme kropsstørrelse. På denne måde optimerer begge køn deres reproduktive succes. Det er en ulempe for en stor kvinde at vælge en mindre partner, da hun ikke kan rumme alle sine modne æg i yngelposen. For en større mand ville ulempen være, at hans yngelpose ikke ville blive brugt optimalt. Så hvis store med store og små med små konstant parrer sig, fører det til en opdeling i to typer på lang sigt. Denne hypotese kunne understøttes på baggrund af genetiske data.
  • Gametisk isolering : kemisk inkompatibilitet mellem sæd og æg .

Postzygotisk eller metagamisk er mekanismer, der tillader parring eller befrugtning, men forhindrer dem i at blive vellykket; H. afkomene er enten ikke levedygtige eller (alvorligt) ugunstigt stillede.

  • Den hybride organisme dør, før kønsmodningen.
  • Hybriderne producerer ikke kimceller, der kan befrugtes. Dette sker eksempelvis, når antallet af kromosomer i de faderlige og maternelle kromosom sæt forskellige, og problemer opstår med reduktion division meiose .
  • Afkom af hybrider er ikke levedygtige eller frugtbare. Eksempel: Mules er skabt af en krydsning mellem en æsel hingst og en hest hoppe . Kvindelige muldyr kan ikke producere afkom med hest eller æselhingste. Muldyr oprettes ved at krydse en æselhoppe og en hesthingst. De er for det meste sterile. Vandfrøen Rana esculenta (hybrid mellem havfrø og lille vandfrø ) får derimod sin vitalitet ved tilbagekrydsning med en af ​​de to forældrearter.

Økologisk isolation

Forskellige populationer af en art lever i det samme område, men bruger ressourcerne på forskellige måder, så de har skabt forskellige økologiske nicher . Dette kan opdele befolkningen og i sidste ende føre til dannelse af to separate arter. De forskellige nicher af underpopulationer i samme habitat fører kun til fremkomsten af ​​nye arter, hvis reproduktionsevnen mellem dem er begrænset eller afbrudt af yderligere ændringer i karakteristika.

Geografisk isolering ( adskillelse )

Her er to populationer adskilt fra hinanden ved geografiske barrierer. Hvis der forekommer mutationer i de forskellige populationer, der fører til reproduktiv isolation, er nye arter blevet etableret. Dette kaldes allopatrisk speciering .

Hvilke barrierer der er effektive afhænger af, hvordan organismerne spredes. Havene repræsenterer en barriere for landdyr uden fly, men ikke for kokospalmen . Andre barrierer kan være bjerge, floder og ørkener.

Bjergdannelse, kontinentaldrift og istider er ændringer, der er langsomme. Genstrømningen mellem nabopopulationer er næppe begrænset over lange perioder. Først når barrieren er stor nok, kan befolkningerne udvikle sig forskelligt.

Den nuværende geografiske fordeling af nært beslægtede arter eller forekomsten af ​​endemiske arter samt viden om geologiske og klimatologiske ændringer og muligheden for deres datering muliggør bestemmelse af de tidsperioder, hvor nye arter kan opstå fra en forældereart.

Eksempel:

  • Kontinental drift : Pungdyr , Madagaskar fauna
  • Istid : nært beslægtede højalpine plantearter i Alperne og i Skandinavien , der opstod fra en bestandspopulation under istiden og bevægede sig med gletscherne, der i den varme periode faldt mod syd på den ene side og mod nord som organismer tilpasset til kolde klimaer, "varmen mellem Alperne og Skandinavien" -Barrier “er i øjeblikket ikke i stand til at overvinde.

Da geografisk isolering ikke er et obligatorisk krav til reproduktiv isolation, behøver det ikke altid ledsages af klare morfologiske ændringer:

I USA er der søstearter af Drosophila , der ikke kan skelnes morfologisk og ikke kan krydses. I Hawaii , Drosophila kan arter findes der er geografisk adskilt fra hinanden, er væsentligt forskellige i morfologi, og alligevel kan krydses med hinanden.

Dette er en af ​​grundene til, at familietræer, der kun er baseret på fortolkningen af ​​de morfologiske fund, er tvetydige og diskuteres. Men gennem yderligere undersøgelser af de tilsvarende nylige arter kan mulighederne for forskellige stamtavler begrænses.

Se også