Kako predzigotna izolacija vodi do novih vrst

Pet mehanizmov, ki spodbujajo evolucijo

Christian Wilt / Getty Images

Mehanska izolacija – nezdružljivost spolnih organov – je verjetno najpreprostejši način, da posameznikom preprečimo medsebojno razmnoževanje. Ne glede na to, ali gre za obliko reproduktivnih organov, lokacijo ali razlike v velikosti, ki osebkom onemogočajo parjenje, ko se spolni organi ne prilegajo skupaj, do parjenja verjetno ne bo prišlo.

V rastlinah deluje mehanska izolacija nekoliko drugače. Ker velikost in oblika nista pomembni za razmnoževanje rastlin, je mehanska izolacija običajno posledica uporabe drugega opraševalca za rastline. Na primer, rastlina, ki je strukturirana za opraševanje čebel ne bo združljiv z rožami, ki se zanašajo na kolibriji da širijo svoj cvetni prah. Čeprav je to še vedno posledica različnih oblik, ni pomembna oblika dejanskih gamet, temveč nezdružljivost oblike cvetov in opraševalca.

02 od 05

Časovna izolacija

Danita Delimont / Getty Images

Različne vrste imajo običajno različne sezone gnezdenja. Časovni razpored ženskih plodnih ciklov lahko povzroči začasno izolacijo. Podobne vrste so lahko fizično združljive, vendar se še vedno morda ne bodo razmnoževale, ker se njihove sezone parjenja pojavljajo v različnih obdobjih leta. Če so samice ene vrste v določenem mesecu plodne, samci pa se v tistem času leta ne morejo razmnoževati, lahko to privede do reproduktivne izolacije med vrstama.

Včasih se paritvene sezone zelo podobnih vrst nekoliko prekrivajo. To še posebej velja, če vrste živijo na različnih območjih in ne puščajo možnosti za hibridizacijo. Vendar se je izkazalo, da podobne vrste, ki živijo na istem območju, na splošno nimajo faz prekrivajočega se parjenja, tudi če imajo, ko so v različnih okoljih. Najverjetneje je to prilagoditvena narava, namenjena zmanjšanju konkurence za vire in partnerje.

03 od 05

Vedenjska izolacija

Fotografija Jessie Reeder / Getty Images

Druga vrsta predzigotske izolacije med vrstami je povezana z vedenjem posameznikov in zlasti z vedenjem v času parjenja. Tudi če sta dve populaciji različnih vrst mehansko in časovno združljivi, je lahko njuno dejansko paritveno ritualno vedenje dovolj, da ohranita vrsto v reproduktivni izolaciji druga od druge.

Paritveni rituali, skupaj z drugimi potrebnimi paritvenimi vedenji – kot so paritveni klici in plesi – so zelo potrebni za samce in samice iste vrste, da pokažejo, da je čas za razmnoževanje. Če je ritual parjenja zavrnjen ali ne priznan, potem do parjenja ne bo prišlo in vrsti bosta reproduktivno izolirani druga od druge.

Na primer, modronogi ptič ima zelo dodelan paritveni ples, ki ga morajo izvesti samci, da bi pridobili samico. Samica bo bodisi sprejela ali zavrnila napredovanje samca, vendar pa bo samica druge vrste ptic, ki nimajo enakega paritvenega plesa, popolnoma prezrla – kar pomeni, da nimajo nobene možnosti za razmnoževanje s samico modronogega tulca.

04 od 05

Izolacija habitata

Martin Harvey / Getty Images

Celo zelo sorodne vrste imajo prednost glede tega, kje živijo in kje se razmnožujejo. Včasih so te prednostne lokacije za razmnoževalne dogodke nezdružljive med vrstami, kar vodi do tako imenovane izolacije habitata. Očitno je, da če posamezniki dveh različnih vrst ne živijo blizu drug drugega, ne bo možnosti za razmnoževanje. Ta vrsta reprodukcijske izolacije vodi do nadaljnje speciacije.

Vendar pa tudi različne vrste, ki živijo na istem območju, morda niso združljive zaradi prednostnega kraja razmnoževanja. Nekatere ptice imajo raje določeno vrsto drevesa ali celo različne dele istega drevesa, da odložijo jajca in naredijo gnezda. Če so na tem območju podobne vrste ptic, bodo izbrale različne lokacije in se ne bodo križale. Zaradi tega sta vrsti ločeni in se med seboj ne moreta razmnoževati.​

05 od 05

Igralna izolacija

Raimundo Fernandez Diez ?Getty Images

Gametska izolacija zagotavlja, da samo semenčice iste vrste lahko prodrejo v jajčece te vrste in nobena druga. Med spolnim razmnoževanjem se žensko jajčece spoji s semenčico moškega in skupaj tvorita zigoto. Če semenčica in jajčece nista združljiva, do oploditve ne more priti. Zaradi nekaterih kemičnih signalov, ki jih sprošča jajčece, semenčic morda sploh ne pritegne. Drug dejavnik, ki preprečuje zlitje, je sperma, ki zaradi lastne kemične sestave ne more prodreti v jajčece. Vsak od teh razlogov zadostuje, da onemogoči fuzijo in prepreči nastanek zigote.

Ta vrsta reprodukcijske izolacije je še posebej pomembna za vrste, ki se razmnožujejo zunaj vode. Na primer, samice večine ribjih vrst preprosto izpustijo jajčeca v vodo svojega želenega območja razmnoževanja. Nato pridejo ribji samci te vrste in spustijo svojo spermo preko jajčec, da jih oplodijo. Ker pa to poteka v tekočem okolju, molekule vode odnesejo nekaj sperme in se razpršijo. Če ne bi bilo vzpostavljenih mehanizmov gametske izolacije, bi se lahko katera koli semenčica spojila s katerim koli jajčecem, kar bi povzročilo hibride katere koli vrste, ki bi se takrat parila v tamkajšnji vodi.