ÖKOLÓGIAI SZIGETELÉS: MECHANIZMUS ÉS PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2026

A szerves szigetelés olyan mechanizmus, amellyel elkerülhető a fajok közötti keresztezés, amely hibrid utódokat eredményezhet. A hibrid utódok különféle fajokból álló két egyed keverékének eredménye.

Például az öszvér vagy az öszvér egy hibrid állat, amely egy szamár (Equus africanus asinus) és egy kanca (Equus ferus caballus) keresztezésének eredményeként származik. Ennek az állatnak van néhány vonása mindkét szülő fajjal.

1. ábra. Öszvér. Forrás: Pixabay.com

Ezenkívül a hintán egy hibrid faj, amely egy szamár és egy ló keresztezéséből származik. Az öszvérek és a szamárürészek gének eltérőek. Az öszvér erősebb és nagyobb állat, mint a hátsó, és mindkettő szinte mindig steril. Az öszvér és a lófehérje termékenységének ritka eseteiben a fiatalok gyengék és nagyon alsúlyosak, kevés esélyük van a túlélésre.

Öt ökológiai izolációs folyamat működik, amely két különböző faj hibrid vagy vegyes utódjainak megakadályozását szolgálja: ökológiai elszigetelés, ideiglenes elszigetelés, viselkedésbeli elszigetelés, térbeli elszigetelés és mechanikai / kémiai izolálás.

Ökológiai izolációs mechanizmus

Az ökológiai vagy az élőhely-elkülönítés egyike annak az 5 izolációs mechanizmusnak, amely megakadályozza a fajok közötti kereszteződést a zigóta vagy tojás kialakulása előtt (preigotikus izolációs mechanizmus).

Ez a mechanizmus akkor fordul elő, amikor két, genetikailag keresztező fajnak reprodukciós akadályai vannak, mivel különböző területeken élnek. Így a különböző populációk elfoglalhatják ugyanazt a területet, de eltérő élőhelyeken élhetnek, és ezért fizikailag nem találkoznak egymással.

Az egyéb elkülönítési mechanizmusok mellett az ökológiai izolálás elkerüli a hibrid fajok előállítását, amelyek nem támogatják a biológiai populációk növekedését és fejlődését, mivel a legtöbb hibrid egyed steril, vagyis nem képes reprodukálni.

A hibrid keresztezésben részt vevő fajok energiaköltségeinek úgy tekintik, hogy nem sikerül. Ezenkívül ezek a reproduktív izolációs mechanizmusok döntő szerepet játszanak a specifikációban.

A specifikáció az a folyamat, amellyel új fajok alakulnak ki. A specifikációs folyamat az, amely a szervezetek sokféleségét vagy a biológiai sokféleséget eredményezi.

Példák az ökológiai szigetelésre

Az alábbiakban bemutatunk néhány példát az ökológiai szigetelésre.

Ökológiai izoláció az emlősökben

Indiában vannak a tigris (Panthera tigris) és az oroszlán (Panthera leo), ugyanabba a családba tartozó két faj (Felidae), amelyek képesek keresztezni.

A tigris azonban a dzsungelben és az oroszlán a gyepekben él; mivel a két faj különböző élőhelyeken él, fizikai találkozásuk nem fordul elő. Mindegyik faj, mind az oroszlán, mind a tigris, élőhelyeiben izolált.

Rovarok ökológiai izolálása

Az Anopheles maculipennis csoport 6 szúnyogfajból áll, amelyek közül néhány a malária terjedésével jár. Noha ez a 6 faj nagyon hasonló és morfológiai szempontból megkülönböztethetetlen, ritkán képesek hibridjeket előállítani, mivel szaporodásuk és keresztezésük miatt izoláltak, részben különféle élőhelyekben történő szaporodással.

Míg az Anopheles maculipennis egyes fajai sós vízben szaporodnak, mások édesvízben. Az édesvizekben párosuló fajok közül néhányan folyó vizekben teszik ezt, és mások inkább a stagnáló vizet részesítik előnyben.

Ökológiai elszigeteltség a madarakban

Az ökológiai elszigeteltség egyik leginkább idézett példája a Turdus nemzetségbe szorosan kapcsolódó két madár, például a közönséges feketerigó (Turdus merula) és a fehérsapkás feketerigó (Turdus torquatus).

2. ábra. Férfi közös feketerigó. (Turdus merula). Forrás: AnemoneProjectors

Az erdőkben és a városi kertekben a fafajtákat lakó T. merula populációja ökológiailag el van különítve a T. torquatus-tól, amely a magas hegyvidéki területeken nő. Ezért ezen fajok esélye hibrid előállítására gyakorlatilag nulla.

3. ábra Fehér sapkás feketerigó (Turdus torquatus). Forrás: Andrej Chudý, Szlovákia

Kétéltűek ökológiai izolálása

A reproduktív ökológiai elszigetelődést a békák különféle fajain is megfigyelték. Az eset sok példája Észak-Amerikában található.

Észak-Amerikában az északi vörös lábú béka (Rana aurora) populációját elkülönítik az amerikai bikabéka (Rana catesbeiana) populációjából, mivel az előbbiek rövidtávú, gyorsan mozgó vízfolyásokban társulnak, az utóbbi pedig ezt teszi. állandó kutakban vagy tavakban.

Ausztráliában a feszület béka (Notaden bennettii) és a sivatagi leveli béka (Litoria rubella) található sivatagi környezetben. Nagyon valószínűtlen, hogy párosulnak, mivel a feszülettel rendelkező béka a föld alatt él, és csak esővel mozog a felszínre, míg a sivatagi leveli béka fafaj.

Ökológiai izoláció a halakban

Az ökológiai szaporodás elkülönítésének egy másik érdekes példája a Gasterosteidae család tüskés halaiban figyelhető meg. Ezeknek a halaknak hosszúkás és finom testük van (fusiform), a hátsó részükben 2-16 tüskék vannak, és nincs pikkelyük, bár néhány fajnak van egyfajta csontos páncélja.

Míg az édesvízi Gasterosteidae halfajok az év folyamán folyó vizekben élnek, a télen a tengeren talált tengeri fajok tavasszal és nyáron a folyó torkolataiba vándorolnak, hogy párosodjanak.

Ebben az esetben a reproduktív gátként működő tényező, amely megakadályozza a két csoport kereszteződését, az alkalmazkodás a különböző sókoncentrációkhoz.

Növények ökológiai szigetelése

Az ökológiai izoláció másik példája a Tradescantia nemzetségbe tartozó pókfélék két fajának, az Ohio-pók növény (Tradescantia ohiensis) és a cikk-cakk pók növény (Tradescantia subaspera) esetében fordul elő.

Mindkét növény közös földrajzi területeken él, de az élőhelyek eltérése miatt nem képesek keresztezni egymást. A T. ohiensis napos területeken nő, míg a T. subaspera inkább árnyékos területeket részesít, ahol kevés a nap.

Ezenkívül ezek a növények az év különböző időszakaiban virágznak, vagyis átmenetileg elszigeteltek is.

Megállapíthatjuk, hogy az ökológiai elszigeteltségben az organizmuscsoportok szétválasztása az ökológiájuk megváltozása vagy a környezet, amelyben élnek, eredményeként következik be.

Irodalom

1. Bradburd, GS, Ralph, PL és Coop, GM (2018). A földrajzi és ökológiai elszigeteltség genetikai differenciációra gyakorolt ​​hatásainak szétválasztása. 67 (11): 3258-3273. doi: 10.1111 / evo.12193
2. Fraser, IC, Morrison, AK, McC Hogg, A., Macaya. EC, van Sebille, E. és mások. (2018). Az Antarktisz ökológiai elszigeteltségét megszakítják a vihar által vezérelt terjedés és a felmelegedés. Természeti éghajlatváltozás. 8: 704–708.
3. Grey, LN, árpa, AJ, Poe, S., Thomson, RC, Nieto - Montes de Oca, A. és Wang, IJ (2018). Az elterjedt gyíkkomplex filogeográfiája tükrözi mind a földrajzi, mind az ökológiai elszigeteltség mintáit. Molekuláris ökológia banner. doi: 10.1111 / mec.14970
4. Hodges, SA és Arnold, ML (2018). Virág- és ökológiai izoláció az Aquilegia formosa és az Aquilegia pubescens között. Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratai. 91 (7): 2493-2496. Doi: 10.1073 / pnas.91.7.2493
5. Schaefer, M. (1972). Az ökológiai elszigeteltség és a verseny fontossága, amelyet a tengerparti táj likozidjainak megoszlási mintája szemléltet. Oecology. 9 (2): 171-202. doi: 10.1007 / BF00345881