REPRODUCTIEVE ISOLATIE: MECHANISMEN, GEVOLGEN (VOORBEELDEN) - BIOLOGIE - 2025

De reproductieve isolatie of reproductieve isolatie omvat verschillende mechanismen die resulteren in onvruchtbaarheid tussen twee populaties individuen. Met andere woorden, de kruising van twee reproductief geïsoleerde soorten levert geen nakomelingen op of de nakomelingen zijn niet levensvatbaar.

Isolatie kan plaatsvinden vóór de vorming van zygoten, omdat populaties geen habitats delen, omdat ze verschillende voorkeuren hebben, of omdat hun voortplantingsorganen niet compatibel zijn; of na de vorming ervan, waar de zygote kan sterven of zich kan ontwikkelen in een steriel individu.

Bron: pixabay.com

Het soortvormingsproces - de vorming van nieuwe soorten - is meestal onderverdeeld in drie opeenvolgende stappen: eerst vindt er een populatie-isolatiefase plaats, daarna treedt de divergentie van bepaalde kenmerken of eigenschappen op en ten slotte vindt reproductieve isolatie plaats.

Zodra de genstroom tussen deze twee populaties is geëlimineerd, vindt evolutionaire isolatie plaats.

Reproductieve isolatiemechanismen

Afhankelijk van wanneer de reproductieve isolatiebarrières werken, kunnen ze worden geclassificeerd als prezygoot en postzygoot. De eerste handeling vóór de vorming van de zygote.

Prezygote barrières omvatten elke gebeurtenis die copulatie tussen twee soorten voorkomt, noem het tijdelijke isolatie, isolatie door habitat of differentiatie van hulpbronnen en isolatie door gedrag of ethologie.

In deze categorie vallen ook de fysiologische of mechanische incompatibiliteit van de geslachtsorganen van de soort die zich probeert voort te planten.

Postzygote barrières daarentegen omvatten alle gebeurtenissen die voorkomen dat hybride zygoten een normaal leven ontwikkelen, aangezien ze een lage biologische of fitnesseffectiviteit hebben.

Tijdelijke prezygote barrières

Een voorbeeld van tijdelijke isolatie komt voor bij insecten van het geslacht Magicicada. In deze krekels is er een soort met een levenscyclus van 13 jaar en een andere soort waarvan de cyclus zich uitstrekt tot 17 jaar.

De imago's van de soort komen uit de grond, elke 13 of 17 jaar, afhankelijk van de soort. Omdat er geen tijdsynchronisatie is, is er geen paringsmogelijkheid tussen de twee soorten.

Ethologische prezygote barrières

Het is hetzelfde geslacht, er is prezygote isolatie van het ethologische type. Het geluid dat elke soort produceert, is uniek voor deze soort en kan niet door anderen worden herkend.

Hoewel de ontmoeting tussen twee personen van verschillende geslachten plaatsvindt, zullen ze niet als potentiële seksuele partners worden herkend.

Mechanische prezygote barrières

Mechanische isolatie treedt op vanwege incompatibiliteit tussen de geslachtsorganen. Geslachtsorganen lijken op een slot- en sleutelmechanisme, waarbij ze perfect in elkaar moeten passen. In het geval dat ze niet passen, is de copulatie niet succesvol.

Prezygote barrières door differentiatie van habitats

Dit type barrière treedt op wanneer twee soorten een duidelijke voorkeur hebben voor een bepaalde bron. De barrière wordt geaccentueerd wanneer er copulatiegebeurtenissen plaatsvinden in dat gebied.

Salamanders van het geslacht Ambystoma hebben bijvoorbeeld leden die broeden in vijvers, en deze kruisen zich niet met individuen die in beken broeden.

Postzygote barrières: mortaliteit, onhaalbaarheid en onvruchtbaarheid van hybriden

Als een van de bovenstaande prezygote barrières faalt, kan de hybride de gevolgen ondervinden van reproductieve isolatie.

De zygoten die het product zijn van de kruising van twee verschillende soorten staan ​​bekend als hybriden en deze zullen in de loop van hun leven mogelijk niet ontwikkelen of afsterven.

Rol van selectie en gen-drift

Vanuit het oogpunt van genetica kunnen barrières voor reproductie gebaseerd zijn op: genetische divergentie, cytoplasmatische incompatibiliteit of cytologische divergentie.

Om de evolutie van reproductieve barrières te laten plaatsvinden, moeten de volgende krachten aanwezig zijn: natuurlijke selectie en genetische drift. Deze werken wanneer de genstroom is verminderd in twee populaties van een soort.

Gen- of genetische afwijking

Gene drift is een evolutionaire kracht die willekeurig bepaalde allelen fixeert, terwijl andere - om dezelfde stochastische redenen - uit de populatie verdwijnen. Dit mechanisme heeft meer uitgesproken effecten wanneer het in kleine populaties werkt (met weinig individuen).

Wanneer twee populaties worden geïsoleerd, werkt genafwijking op verschillende manieren: ten eerste is het "deel" van de populatie dat geïsoleerd blijft een niet-willekeurige steekproef, dat wil zeggen dat de allelen niet in gelijke verhoudingen worden weergegeven. Vervolgens vergroot de willekeurige fixatie en het verlies van allelen de divergentie tussen populaties.

Natuurlijke selectie

Om het soortvormingsproces voort te zetten, is het noodzakelijk dat er zeer duidelijke genetische verschillen zijn tussen de bestudeerde populaties. Natuurlijke selectie heeft een grote invloed op de ontwikkeling van deze divergentie als populaties een nieuwe omgeving innemen.

Een klassiek voorbeeld om de rol van natuurlijke selectie te illustreren, is de soortvorming van de appel- en meidoornvlieg. Populaties zijn aan het scheiden omdat selectie handelt op basis van hun voorkeuren bij het kiezen van voedsel.

Deze soort voert bijna alle stappen van zijn levenscyclus uit met de boom waarvan hij zich voedt. Om deze reden vroeg een groep onderzoekers zich af of de vliegen die in appelbomen parasiteerden tot dezelfde populatie behoorden als de meidoornvliegen.

Om deze hypothese te testen, pasten de onderzoekers een techniek toe die "proteïne-elektroforese" wordt genoemd en ze konden concluderen dat er statistisch significante verschillen waren tussen de vliegen die in verschillende bomen leefden.

Dit komt doordat de vliegen een grote voorkeur hebben voor hun fruitsoort. Bovendien vindt er paring plaats op de boom, waardoor genstroom met de populatie van de andere vrucht wordt voorkomen.

Seksuele selectie

Seksuele selectie verwijst naar de karakters die betrokken zijn bij het verkrijgen van een partner. De manier of de belangrijkste elementen die een individu gebruikt om zijn partner te kiezen, lijken de sleutel te zijn tot het onderscheid tussen populaties en functioneren als een barrière.

De liederen bij amfibieën zijn een essentieel kenmerk voor de partnerkeuze en bij sommige soorten fungeert de frequentie van het lied als een reproductieve barrière. Evenzo speelt kleuring een fundamentele rol bij de reproductieve isolatie van een bepaalde klasse vissen.

Gevolgen

Het gevolg van reproductieve isolatie is soortvorming - vorming van nieuwe soorten. Reproductieve isolatiebarrières treden op nadat de scheiding van twee populaties heeft plaatsgevonden en deze evolueren door natuurlijke selectie of genafwijking.

Het gevolg van soortvorming is op zijn beurt de enorme diversiteit in de verschillende geslachten van levende organismen. In taxa die seksuele voortplanting hebben, vertegenwoordigt elke tak van hun fylogenetische boom een ​​soortvorming, waarbij elke populatie reproductief is geïsoleerd.

Speciatie wordt dus beschouwd als de brug tussen micro-evolutie en macro-evolutie.

Referenties

1. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionaire analyse. Prentice hal
2. Futuyma, DJ (2005). Evolutie. Sinauer.
3. Gallardo, MH (2011). Evolutie. De loop van het leven. Redactioneel Médica Panamericana.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw-Hill.
5. Ridley, M. (2004) Evolutie. Derde editie. Blackwell publiceren.
6. Soler, M. (2002). Evolutie: de basis van biologie. Zuid-project.