Гипермаркет знаний>>Биология>>Биология 10 класс>> Изолирующие механизмы

Изолирующие механизмы

1.    В чем причина отличия организмов, обнаруженных Ч. Дарвином на Галапагосских островах, от близкородственных форм на материке?
2.    Какие природные факторы изолируют некоторые популяции организмов от других популяций того же вида?

Репродуктивная изоляция.

Естественный отбор может приводить к возникновению и закреплению генетических свойств, отличающих популяции друг от друга. Как уже говорилось, внешне это проявляется в форме адаптаций (приспособлений) к конкретным условиям жизни. Например, популяции атлантической сельди в различных районах океана размножаются в разное время года. Имеются весенне-, летне-, осенне- и зимненерестующие сельди.

Размножение каждой из них зависит от развития мелкого планктона, которым питаются личинки сельди. Популяции сельди размножаются обособленно в разные сезоны, так как в разных широтах массовое развитие планктона происходит в разное время года (весной, летом, осенью или зимой). Эти популяции относятся к одному виду и, несмотря на небольшие внешние различия и разные сроки размножения, могут скрещиваться и давать плодовитое потомство. Возможно, в будущем различия между ними достигнут такой степени, которая приведет к утрате способности особей разных популяций свободно скрещиваться друг с другом, или к репродуктивной изоляции между ними.

Какие механизмы лежат в основе репродуктивной изоляции? Происходит ли это просто в силу географического разобщения или существуют иные механизмы? Ответы на эти вопросы дают ключ к пониманию механизмов видообразования.

Изолирующие механизмы.

В целом изолирующие механизмы подразделяются на два основных типа. К первому относят предзиготические механизмы, т. е. предшествующие образованию зиготы, создающие препятствия для спаривания особей, относящихся к разным популяциям. Ко второму типу относят постзиготические механизмы, действующие после образования зиготы, приводящие к снижению жизнеспособности или плодовитости гибридного потомства.

Предзиготические изолирующие механизмы подразделяют на группы в зависимости от факторов, создающих препятствие для спаривания особей.

Экологическая изоляция обеспечивается экологическими факторами, когда популяции занимают одну и ту же территорию, но различные местообитания и поэтому не встречаются друг с другом. Временная изоляция — разным временем размножения, если спаривание у животных или цветение у растений происходит в разное время года или в разное время суток. Этологическая, или поведенческая, изоляция — разным поведением в период размножения, что приводит к отсутствию взаимной привлекательности самца и самки. Наконец, различиями в размерах или форме половых органов или же в строении цветков достигается механическая изоляция.

Рассмотрим примеры. На Гавайских островах обитает два вида фруктовых мушек, которые внешне очень похожи. Оба вида обитают в одних и тех же местах, питаясь соком одного и того же древесного растения. Однако их экологическое положение различно. Первый вид проводит жизнь в кроне деревьев, питаясь соком, стекающим по стволам и ветвям верхних ярусов, а второй — в лесной подстилке, отыскивая лужицы накапавшего с дерева сока. Скрещивания между этими зидами никогда не происходит из-за пространственной разобщенности, которая возникает вследствие разной экологической специализации.

Интересный пример поведенческой изоляции демонстрируют некоторые виды светлячков. Для каждого из совместно обитающих видов характерна своя световая траектория и свои типы испускаемых световых сигналов.

Траектории могут быть зигзагообразными, прямыми или в форме петли, а световые пульсации короткими или длинными в виде устойчивых отблесков (рис. 79). При спаривании особи подбирают друг друга, строго ориентируясь на тип светового сигнала. Этот пример показывает, что изоляция между популяциями может закрепляться путем формирования определенных типов поведения (выработки рефлекторных реакций лишь на сигналы того определенного типа).

У многих животных период размножения начинается при строго определенных сочетаниях внешних факторов (например, температуры или освещенности). Эти факторы действуют как сигналы к началу спаривания.

Различные виды реагируют на одни и те же факторы по-разному, что является причиной несовпадения сроков размножения. На рисунке 80 показаны различия в сроках размножения у разных видов амфибий, живущих в одних и тех же районах.

У животных с наружным оплодотворением (морских звезд и некоторых видов моллюсков) роль изолирующих факторов играют различия в строении специальных белковых молекул, которые связывают друг с другом сперму и яйцеклетки. Находясь на поверхности яйцеклеток, эти молекулы реагируют лишь на сперматозоиды «своего» вида, что исключает возможность слияния половых продуктов разных видов. У животных с внутренним оплодотворением эту роль выполняют различия в строении половых органов.

Постзиготические изолирующие механизмы также подразделяются на группы в зависимости от того, приводят ли они к нарушениям развития самих гибридов и в конечном счете к их нежизнеспособности или к неспособности гибридов производить полноценные гаметы.

Межвидовые гибриды обычно быстро погибают или остаются бесплодными. Например, мул — гибрид лошади и осла стерилен, он не может произвести потомство из-за того, что его набор хромосом препятствует нормальному прохождению мейоза, Бесплодны гибриды •зайца-беляка и зайца-русака, куницы и соболя.

Обычно репродуктивная изоляция между видами поддерживается несколькими механизмами. Временная изоляция чаще встречается у растений, а этологическая — у животных.

Репродуктивная изоляция. Изолирующие механизмы: предзиготические,  постзиготические.

1.    Что такое изолирующие механизмы? В чем значение изолирующих механизмов?
2.    Какие виды изолирующих механизмов вам известны? Приведите примеры.
3.    Почему гибриды различных видов организмов стерильны?

Человек часто получает гибриды путем скрещивания разных видов. В рыбоводных хозяйствах, например, разводят бестера — гибрид белуги и стерляди. Во многих странах на сельскохозяйственных работах используют выносливого мула — гибрид лошади (кобылы) и осла (самца), а в Китае — лошака — гибрид ослицы с жеребцом, несмотря на то, что лошак отличается строптивостью, злобным нравом и плохо приручается. Обсудите, могут ли гибридные формы, попав в дикую природу, привести к заметным изменениям генофонда диких популяций или нарушить экологическое равновесие.

Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 10 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта

_{Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроков с Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса}

Содержание урока
 конспект уроку и опорный каркас                      
 презентация урока 
 акселеративные методы и интерактивные технологии
 закрытые упражнения (только для использования учителями)
 оценивание 

Практика
 задачи и упражнения,самопроверка 
 практикумы, лабораторные, кейсы
 уровень сложности задач: обычный, высокий, олимпиадный
 домашнее задание 

Иллюстрации
 иллюстрации: видеоклипы, аудио, фотографии, графики, таблицы, комикси, мультимедиа
 рефераты
 фишки для любознательных
 шпаргалки
 юмор, притчи, приколы, присказки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 внешнее независимое тестирование (ВНТ)
 учебники основные и дополнительные 
 тематические праздники, слоганы 
 статьи 
 национальные особенности
 словарь терминов                          
 прочие 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год 
 методические рекомендации 
 программы
 обсуждения

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.