Mekanisme isolasi dalam biologi. Jenis mekanisme isolasi, contohnya

Tidak ada yang akan menyangkal bahwa realitas di sekitar kita harmonis dan sempurna. Tidak masalah apa atau siapa orang yang percaya, tapi di sekitarnya dia tidak hanya melihat keindahan dan keragaman, tapi juga tatanan yang harmonis, di mana tidak ada tempat untuk kekacauan. Terlebih jelas, kemanfaatan yang jelas diwujudkan dalam dunia makhluk hidup. Semua lemah, jelek, tidak mampu mereproduksi keturunan sehat ditolak oleh tindakan faktor evolusi, terutama, oleh seleksi alam. Tidak sedikit peran di dalamnya dimainkan oleh proses biologis, seperti isolasi reproduksi.

Ini, dan juga bentuk mekanisme perlindungan lainnya yang melindungi gen genangan tanaman, hewan dan komunitas manusia, kita akan pertimbangkan dalam makalah ini.

Pengalihan ciri turun-temurun adalah harta utama materi hidup

Reproduksi adalah proses yang paling penting, berkat mana keberadaan fenomena kehidupan di Bumi itu dimungkinkan. Terlepas dari tingkat organisasinya, mulai dari yang paling sederhana dan berakhir dengan mamalia, pemupukan (dalam tumbuhan - penyerbukan), yang menyebabkan munculnya keturunan yang subur dan layak, hanya terjadi di antara individu-individu yang termasuk dalam populasi spesies biologis yang sama. Jelas, ada mekanisme isolasi alami yang mengendalikan kopulasi atau penyerbukan.

Tentu saja, kemungkinan penyeberangan interspesifik tidak dikecualikan. Mereka terjadi baik dalam kondisi alami dan dilakukan secara artifisial - oleh manusia, namun selalu menyebabkan munculnya keturunan dengan kelayakan yang lemah, atau hibrida steril. Cukup untuk mengingat bagal tanpa hasil - keturunan yang diperoleh dari persimpangan keledai dan kuda betina. Seperti yang bisa kita lihat, kekuatan tertentu bertindak di sini, yang dapat dianggap sebagai semacam mekanisme pengisolasian. Mari kita definisikan mereka secara lebih rinci.

Klasifikasi proses menuju stabilitas kolam gen populasi

Dalam pengajaran evolusioner, yang merupakan hasil karya ilmiah bersama ilmuwan alam seperti Charles Darwin, A.N. Severtsov, G. Spencer, pertimbangkan hal berikut, fenomena yang meluas yang berkontribusi pada stabilitas keberadaan spesies biologis: isolasi geografis, reproduksi dan ekologi. Bagian biologi - genetika populasi, terlibat dalam mempelajari perubahan yang terjadi di kolam gen komunitas organisme hidup. Mereka adalah konsekuensi dari tindakan faktor-faktor seperti gelombang kehidupan dan pergeseran gen.

Cabang biologi di atas menetapkan peran faktor pelindung yang bertujuan melestarikan konservatisme kariotipe individu populasi dan mencegah penyeberangan antar-populasi. Selanjutnya, kita akan mengetahui mekanisme isolasi apa yang disebut ekologi, dan apa pentingnya mereka mempertahankan komposisi gen yang tidak berubah dalam populasi.

Peran kondisi lingkungan dalam konservasi kumpulan gen komunitas organisme hidup

Sebagai hasil dari filogenesis - perkembangan historis spesies, individu-individu, membentuk populasi yang mendiami batas-batas wilayah tertentu, disebut daerah tersebut. Organisme nabati dan hewan berinteraksi dengan faktor lingkungan, serta dengan komunitas spesies lain yang tinggal di wilayah tertentu, yaitu, mereka menempati ceruk ekologi tertentu. Untuk mengurangi intensitas persaingan antara populasi spesies yang sama , ada beberapa mekanisme pengisolasian tertentu yang menjamin, misalnya, perbedaan antara kebutuhan kedua kelompok untuk jenis makanan. Jadi, kumbang kacang kumbang membentuk dua komunitas serangga: satu feed pada biji kacang polong, kacang lain.

Selama periode reproduksi, karena tanaman pakan ternak tumbuh di berbagai zona, organisme dari kedua populasi tersebut tidak saling kawin satu sama lain.

Waktu reproduksi dan signifikansinya dalam memastikan stabilitas genetik populasi

Faktor-faktor yang secara signifikan mempersulit, atau bahkan benar-benar menekan penyerbukan atau persetubuhan antara organisme dari satu kategori yang sistematis, termasuk mekanisme pengisolasian yang mengendalikan waktu reproduksi individu. Misalnya, pembungaan padang rumput padang rumput yang tumbuh di muara sungai berkorelasi dengan masa penghentian banjir musim semi. Tanaman yang hidup langsung di pantai, dan selama banjir untuk waktu yang lama di bawah air, mekar lebih lambat dari orang-orang yang berada di bawah pengaruh air tinggi jangka pendek, atau, pada umumnya tidak kebanjiran. Untuk alasan yang jelas, panmixia (penyerbukan silang) antara tanaman yang tinggal di tempat yang berbeda di padang rumput tidak ada, karena pematangan polen terjadi pada waktu yang berbeda. Akibatnya, beberapa populasi meadowgrass terbentuk, berbeda dalam hal waktu reproduksi.

Peran evolusioner isolasi

Genetika populasi telah menetapkan fakta bahwa kemustahilan proses pertukaran gen antara organisme dari ras atau komunitas yang berbeda mengarah pada fakta bahwa jenis mutasi yang sama sekali berbeda terjadi pada genotipe individu, dan frekuensi terjadinya alel dominan dan resesif bervariasi. Hal ini menyebabkan fakta bahwa kumpulan gen populasi semakin berbeda di antara mereka sendiri. Ketidaksesuaian ini akan menjadi perhatian, pertama-tama, bentuk adaptasi terhadap faktor abiotik lingkungan. Apa bedanya?

Tindakan kompleks dari berbagai jenis isolasi

Hal ini didasarkan pada mekanisme isolasi ekologi dan reproduksi yang saling terkait. Biologi, khususnya, pembagiannya - teori evolusi, mengungkapkan pengaruhnya terhadap manifestasi proses global semacam itu sebagai perbedaan, yaitu perbedaan karakteristik dan sifat organisme. Ini mendasari mikroevolusi - proses yang mengarah pada pembentukan subspesies terlebih dahulu, dan kemudian, dan spesies biologis baru di alam.

Bagaimana isolasi geografis muncul?

Baik di botani maupun di bidang zoologi, para ilmuan memperhatikan faktor dengan serius, yang mengurangi hampir nol kemungkinan persilangan bebas antara individu dari spesies yang sama. Ini menerima nama isolasi geografis. Ternyata perubahan tajam di medan selalu disertai dengan munculnya rintangan, yang menyebabkan munculnya perbedaan kardinal pada organisme.

Mereka berhubungan, pertama-tama, dengan pematangan gamet, waktu sanggama atau penyerbukan. Semua faktor ini dapat dikombinasikan dalam satu istilah - isolasi reproduksi. Apa akibat adanya populasi?

Variasi karakteristik

Para ilmuwan telah menetapkan bahwa populasi organisme yang pada awalnya memiliki genom serupa, seiring berjalannya waktu, menjadi ciri yang semakin berbeda karena lenyapnya, sebagai makanan tunggal, dan kemungkinan persilangan bebas. Hambatan fisik yang tak tertahankan dalam bentuk kesalahan kontinental, peningkatan rentang gunung, banjir sungai mengisolasi komunitas individu satu sama lain. Begitulah sifat hidup berkembang. Contoh di bawah menggambarkan isolasi geografis sebagai mekanisme penting untuk spesiasi. Dengan demikian, kelompok mamalia marsupial di Australia, setelah pemisahannya dari benua kuno Gondwana, memiliki perbedaan anatomi dan fisiologis yang signifikan dari spesies hewan Eropa modern yang muncul setelah Glacions Besar.

Charles Darwin pada mekanisme spesiasi

Pencipta alam yang terkenal di dunia dari teori seleksi alam, naturalis Inggris Charles Darwin, menentukan kekuatan pendorong evolusi, yang menyebabkan munculnya kelas baru, perintah dan keluarga organisme hidup. Juga dalam tulisannya ilmuwan tersebut menggambarkan mekanisme pengisolasian geografis dan ekologis. Contoh manifestasi mereka, dia menggambar dari pengamatan yang dilakukan selama perjalanannya yang terkenal di seluruh dunia. Darwin melihat dan membuat sketsa berbagai jenis burung finch yang mendiami Kepulauan Galapagos. Burung memiliki perbedaan kardinal dalam bentuk paruh, ukuran batang tubuh, dan memberi makan berbagai makanan.

Saat persimpangan di antara mereka sendiri, individu benar-benar kehilangan kemampuan mereka untuk membentuk keturunan yang subur. Menurut peneliti, jarak yang jauh antara pulau-pulau dan perbedaan flora dan fauna mereka menyebabkan terbentuknya beberapa subspesies, kemudian berubah menjadi spesies independen. Kami telah mempertimbangkan satu arah evolusi lagi, yang mengarah pada pembentukan spesies biologis baru, di mana seluruh sifat hidup yang ada maju. Contoh-contoh yang dibahas di atas membuktikan peran penting mekanisme spasial yang mencegah kemungkinan penyeberangan antara organisme dari populasi yang berbeda, yang pada akhirnya mengarah pada munculnya unit-unit sistematis baru.