Isolamento riproduttivo: meccanismi e conseguenze (con esempi)

L'isolamento riproduttivo o l' isolamento riproduttivo comprende diversi meccanismi che si traducono in sterilità tra due popolazioni di individui. In altre parole, l'incrocio di due specie riproduttivamente isolate non produce figli o la prole non è vitale.

L'isolamento può verificarsi prima della formazione dello zigote, perché le popolazioni non condividono gli habitat, perché hanno p

Il processo di speciazione - la formazione di nuove specie - è solitamente diviso in tre fasi successive: prima si verifica uno stadio di isolamento delle popolazioni, quindi si verifica la divergenza di alcuni caratteri o tratti e infine si verifica l'isolamento riproduttivo.

Una volta eliminato il flusso genico tra queste due popolazioni, si verifica l'isolamento evolutivo.

Meccanismi di isolamento riproduttivo

A seconda di quando agiscono le barriere dell'isolamento riproduttivo, possono essere classificati come prezigoti e post-zigotici. Il primo atto prima della formazione dello zigote.

Le barriere prezygotiche includono qualsiasi evento che impedisca la copulazione tra due specie, sia che si tratti di isolamento temporaneo, isolamento per differenziazione dell'habitat o delle risorse, sia isolamento per comportamento o etologia.

In questa categoria vi sono anche l'incompatibilità fisiologica o meccanica degli organi sessuali della specie che stanno cercando di riprodurre.

Al contrario, le barriere post-zigotiche comprendono tutti gli eventi che impediscono agli zigoti ibridi di sviluppare una vita normale, poiché hanno bassa efficacia o idoneità biologica .

Barriere prezygotic temporanee

Un esempio di isolamento temporaneo si verifica negli insetti del genere Magicicada. In queste cicale esiste una specie con un ciclo vitale di 13 anni e un'altra specie il cui ciclo si estende fino a 17 anni.

Gli imagos della specie emergono dalla terra, ogni 13 o 17 anni, a seconda della specie. Poiché non esiste una sincronizzazione temporale, non vi è alcuna possibilità di accoppiamento tra le due specie.

Ostacoli prezotistici etologici

È lo stesso genere, c'è l'isolamento prezigotico del tipo etologico. Il suono prodotto da ogni specie è unico e non può essere riconosciuto da altri.

Sebbene l'incontro di due individui di sesso diverso avvenga, essi non saranno riconosciuti come potenziali partner sessuali.

Barriere prezygotiche meccaniche

L'isolamento meccanico si verifica a causa dell'incompatibilità tra i genitali. Gli organi sessuali assomigliano a un meccanismo di serratura a chiave, dove devono adattarsi perfettamente. Nel caso in cui non si adattino, la copulazione non ha successo.

Barriere prezygotiche per differenziazione dell'habitat

Questo tipo di barriera si verifica quando due specie mostrano una marcata preferenza per una determinata risorsa. La barriera è accentuata quando si verificano eventi di copulazione in detta zona.

Ad esempio, le salamandre del genere Ambystoma hanno membri che si riproducono in stagni, e questi non si incrociano con individui che si riproducono nei torrenti.

Barriere post-zigotiche: mortalità, infallibilità e sterilità degli ibridi

Se una qualsiasi delle precedenti barriere prezigotiche fallisce, l'ibrido può subire le conseguenze dell'isolamento riproduttivo.

Gli zigoti prodotti dall'incrocio di due specie diverse sono noti come ibridi e questi non possono svilupparsi o morire nel corso della loro vita.

Ruolo della selezione e della deriva dei geni

Dal punto di vista della genetica, le barriere alla riproduzione possono essere basate su: divergenza genetica, incompatibilità citoplasmatica o divergenza citologica.

Perché l'evoluzione delle barriere riproduttive si verifichi, devono essere presenti le seguenti forze: selezione naturale e deriva dei geni. Questi agiscono quando il flusso genico è stato ridotto in due popolazioni di una specie.

Gene o deriva genica

La deriva genetica è una forza evolutiva che imposta casualmente alcuni alleli, mentre altri - per le stesse ragioni stocastiche - scompaiono dalla popolazione. Questo meccanismo ha effetti più pronunciati quando agisce su piccole popolazioni (con poche persone).

Quando due popolazioni sono isolate, la deriva del gene agisce in modi diversi: in primo luogo, la "porzione" della popolazione che rimane isolata è un campione non casuale, cioè gli alleli non sono rappresentati in proporzioni uguali. Quindi, la fissazione e la perdita casuale di alleli aumenta la divergenza tra le popolazioni.

Selezione naturale

Affinché il processo di speciazione continui, è necessario che vi siano differenze genetiche molto marcate tra le popolazioni studiate. La selezione naturale ha un effetto importante sullo sviluppo di questa divergenza se le popolazioni occupano un nuovo ambiente.

Un classico esempio per illustrare il ruolo della selezione naturale è la speciazione delle mosche di Apple e di Thornbug. Le popolazioni si stanno separando poiché la selezione agisce in base alle loro preferenze quando scelgono il cibo.

Questa specie esegue quasi tutti i passaggi del suo ciclo di vita accanto all'albero da cui si nutre. Pertanto, un gruppo di ricercatori si è chiesto se le mosche che hanno parassitato i meli appartenessero alla stessa popolazione delle mosche.

Per verificare questa ipotesi, i ricercatori hanno applicato una tecnica chiamata "elettroforesi delle proteine" e sono stati in grado di concludere che c'erano differenze statisticamente significative tra le mosche che vivevano in alberi diversi.

Ciò si verifica perché le mosche mostrano una preferenza importante per il loro tipo di frutto. Inoltre, l'accoppiamento avviene nell'albero, impedendo il flusso di geni con la popolazione dell'altro frutto.

La selezione sessuale

La selezione sessuale si riferisce ai personaggi coinvolti nel processo di acquisizione di un partner. La via o gli elementi chiave che un individuo usa per scegliere il proprio partner sembrano essere la chiave per la differenziazione tra le popolazioni e funzionano come una barriera.

Le canzoni negli anfibi sono una caratteristica indispensabile per la scelta della coppia e in alcune specie la frequenza della canzone funge da barriera riproduttiva. Allo stesso modo, la colorazione gioca un ruolo fondamentale nell'isolamento riproduttivo di una certa classe di pesci.

urto

La conseguenza dell'isolamento riproduttivo è la speciazione - la formazione di nuove specie. Le barriere dell'isolamento riproduttivo si verificano dopo la separazione di due popolazioni e queste si evolvono attraverso la selezione naturale o la deriva dei geni.

A sua volta, la conseguenza della speciazione è l'enorme diversità nei diversi lignaggi degli organismi viventi. Nei taxa che possiedono la riproduzione sessuale, ogni ramo del suo albero filogenetico rappresenta un evento di speciazione, in cui ogni popolazione è stata isolata in modo riproduttivo.

Quindi, la speciazione è considerata il ponte tra microevoluzione e macroevoluzione.

riferimenti