Μηχανισμοί απομόνωσης στη βιολογία. Τύποι μονωτικών μηχανισμών, παραδείγματα

Κανείς δεν θα αρνηθεί ότι το περιβάλλον γύρω μαςη πραγματικότητα είναι αρμονική και τέλεια. Δεν έχει σημασία τι ή σε ποιον πιστεύει κάποιος, αλλά γύρω του βλέπει όχι μόνο την ομορφιά και την ποικιλομορφία αλλά και μια αρμονική τάξη στην οποία δεν υπάρχει χώρος για το χάος. Ιδιαίτερα σαφώς, μια σαφής σκοπιμότητα εκδηλώνεται στον κόσμο των ζωντανών όντων. Όλοι οι αδύναμοι, άσχημοι, ανίκανοι να αναπαραχθούν υγιείς απογόνους απορρίπτονται από τη δράση των παραγόντων εξέλιξης, πάνω απ 'όλα, από τη φυσική επιλογή. Ούτε το μικρότερο ρόλο σε αυτό παίζει μια βιολογική διαδικασία, όπως η αναπαραγωγική απομόνωση.

Αυτό, όπως και άλλες μορφές προστατευτικών μηχανισμών που προστατεύουν την γενετική δεξαμενή φυτικών, ζωικών και ανθρώπινων κοινοτήτων, θα εξετάσουμε σε αυτό το έγγραφο.

Η μεταφορά κληρονομικών χαρακτηριστικών είναι η κύρια ιδιότητα της ζωντανής ύλης

Η αναπαραγωγή είναι η πιο σημαντική διαδικασία, χάρη στηνπου είναι η ίδια η ύπαρξη του φαινομένου της ζωής στη Γη. Ανεξάρτητα από το επίπεδο της οργάνωσής της, ξεκινώντας από το πιο απλό και τελειώνει με τα θηλαστικά, η γονιμοποίηση (των φυτών - επικονίαση), που οδηγεί στην εμφάνιση ενός βιώσιμου, γόνιμους απογόνους, εμφανίζεται μόνο ανάμεσα στα άτομα που ανήκουν στον πληθυσμό του ίδιου είδους. Είναι προφανές ότι υπάρχουν φυσικοί μηχανισμοί μονωτικό τον έλεγχο της επικονίασης ή συνουσία.

Φυσικά, η δυνατότητα των περιπτώσεωνδιασταυρούμενη διασταύρωση. Εμφανίζονται τόσο σε φυσικές συνθήκες και πραγματοποιούνται τεχνητά - από τον άνθρωπο, αλλά πάντοτε οδηγούν στην εμφάνιση είτε απογόνων με εξασθενημένη βιωσιμότητα, είτε αποστειρωμένων υβριδίων. Αρκεί να υπενθυμίσουμε τα άφθονα μουλάρια - απόγονοι που προέρχονται από τη διέλευση του γαϊδουριού και της φοράδας. Όπως βλέπουμε, εδώ ενεργούν ορισμένες δυνάμεις, οι οποίες μπορούν να θεωρηθούν ως ορισμένοι τύποι μηχανισμών απομόνωσης. Ας τους καθορίσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες.

Ταξινόμηση των διαδικασιών που οδηγούν στη σταθερότητα της ομάδας γονιδίων των πληθυσμών

Στην εξελικτική διδασκαλία, που είναι προϊόνκοινό επιστημονικό έργο τέτοιων φυσικών επιστημόνων όπως ο Charles Darwin, A.N. Severtsov, G. Spencer, θεωρούν τα ακόλουθα, ευρέως διαδεδομένα φαινόμενα που συμβάλλουν στη σταθερότητα της ύπαρξης βιολογικών ειδών: γεωγραφική, αναπαραγωγική και οικολογική απομόνωση. Η βιολογία των τμημάτων - η γενετική του πληθυσμού, ασχολείται με τη μελέτη των αλλαγών που συμβαίνουν στο γονίδιο των κοινοτήτων των ζωντανών οργανισμών. Είναι η συνέπεια της δράσης τέτοιων παραγόντων όπως τα κύματα της ζωής και η παραμόρφωση των γονιδίων.

Ο παραπάνω κλάδος της βιολογίας καθιερώνει το ρόλο τουπροστατευτικούς παράγοντες που αποσκοπούν στη διατήρηση του συντηρητισμού των καρυότυπων ατόμων του πληθυσμού και στην παρεμπόδιση των διασταυρώσεων μεταξύ των πληθυσμών. Στη συνέχεια, θα μάθουμε ποιοι μηχανισμοί απομόνωσης καλούνται οικολογικοί και ποια είναι η σημασία τους για τη διατήρηση της αμετάβλητης σύνθεσης των γονιδίων στον πληθυσμό.

Ο ρόλος των περιβαλλοντικών συνθηκών στη διατήρηση της γονιδιωματικής κοινότητας των ζωντανών οργανισμών

Ως αποτέλεσμα της φυλογενέσεως - ιστορικής ανάπτυξηςτα είδη, τα άτομα του, σχηματίζουν πληθυσμούς που κατοικούν στα όρια μιας συγκεκριμένης περιοχής, που ονομάζεται περιοχή. Οι οργανισμοί των φυτών και των ζώων αλληλεπιδρούν με περιβαλλοντικούς παράγοντες, καθώς και με άλλες κοινότητες άλλων ειδών που ζουν σε μια συγκεκριμένη περιοχή, δηλαδή κατέχουν μια συγκεκριμένη οικολογική θέση. Για να μειωθεί η ένταση του ανταγωνισμού μεταξύ των πληθυσμών του ίδιου είδους, υπάρχουν ορισμένοι μηχανισμοί απομόνωσης που εξασφαλίζουν, για παράδειγμα, μια διαφορά μεταξύ των απαιτήσεων και των δύο ομάδων για τον τύπο τροφής. Έτσι, το σκαθάρι μπιζελιών σχηματίζει δύο κοινότητες εντόμων: το ένα τρέφονται με σπόρους μπιζελιών, ένα άλλο φασόλια.

Κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγικής περιόδου, λόγω του γεγονότος ότι οι καλλιέργειες χορτονομών αναπτύσσονται σε διαφορετικές ζώνες, οι οργανισμοί των δύο πληθυσμών δεν αλληλοεπικαλύπτονται μεταξύ τους.

Ο χρόνος αναπαραγωγής και η σημασία τους για τη διασφάλιση της γενετικής σταθερότητας του πληθυσμού

Για παράγοντες που παρεμποδίζουν σημαντικά, ή ακόμη καικαταστέλλουν πλήρως την επικονίαση ή ζευγάρωμα μεταξύ οργανισμών Μια συστηματική κατηγορίες περιλαμβάνουν την απομόνωση μηχανισμούς που ελέγχουν τον χρονισμό της αναπαραγωγής των ατόμων. Για παράδειγμα, ανθοφορία χόρτο λιβάδι, το οποίο αναπτύσσεται σε εκβολές ποταμών, συνακόλουθα συνδέονται με την προσωρινή διακοπή της πλημμύρας την άνοιξη. Τα φυτά που ζουν ακριβώς πάνω στην παραλία και κατά την περίοδο των πλημμυρών έχει μήκος κάτω από το νερό, ανθίζουν αργότερα από ό, τι τα άτομα που ήταν κάτω από την επιρροή των βραχυπρόθεσμων πλημμύρα, ή δεν τις πλημμύρες. Για προφανείς λόγους panmixia (cross-επικονίαση) μεταξύ των φυτών που ζουν σε διαφορετικά μέρη από τα λιβάδια, λείπει, δεδομένου ότι η ωρίμανση της γύρης που συμβαίνουν σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται αρκετοί πληθυσμοί λιβαδικών λιβαδιών, που διαφέρουν ως προς τον χρόνο αναπαραγωγής.

Εξέλιξη του ρόλου της απομόνωσης

Η γενετική του πληθυσμού δημιούργησε το γεγονός ότιη αδυναμία της διαδικασίας της ανταλλαγής γονιδίων μεταξύ οργανισμών διαφορετικών φυλών ή κοινοτήτων οδηγεί στο γεγονός ότι εντελώς διαφορετικοί τύποι μεταλλάξεων εμφανίζονται στους γονοτύπους των ατόμων και η συχνότητα εμφάνισης τόσο των κυρίαρχων όσο και των υπολειπόμενων αλληλόμορφων ποικίλλει. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι οι ομάδες γονιδίων των πληθυσμών διαφέρουν όλο και περισσότερο μεταξύ τους. Αυτή η διαφορά θα αφορά, πρώτον, τις μορφές προσαρμογής στους αβιοτικούς παράγοντες του περιβάλλοντος. Από τι εξαρτάται;

Πολύπλοκη δράση διαφόρων τύπων μόνωσης

Βασίζεται σε αλληλένδετεςοικολογικούς και αναπαραγωγικούς μηχανισμούς απομόνωσης. Η βιολογία, ειδικότερα, η διαίρεσή της - η θεωρία της εξέλιξης, αποκαλύπτει την επιρροή τους στην εκδήλωση μιας τέτοιας παγκόσμιας διαδικασίας, όπως η απόκλιση, δηλαδή η απόκλιση των σημείων και ιδιοτήτων των οργανισμών. Υποστηρίζει τη μικροεπεξεργασία - μια διαδικασία που οδηγεί στο σχηματισμό υποείδους πρώτα, και στη συνέχεια, και νέα βιολογικά είδη στη φύση.

Πώς συμβαίνει η γεωγραφική απομόνωση;

Τόσο στη βοτανική όσο και στη ζωολογία, οι επιστήμονες πληρώνουνδίνεται ιδιαίτερη προσοχή στον παράγοντα, ο οποίος μειώνει σχεδόν στο μηδέν την πιθανότητα ελεύθερης διέλευσης μεταξύ ατόμων του ίδιου είδους. Έλαβε το όνομα της γεωγραφικής απομόνωσης. Αποδείχθηκε ότι μια έντονη αλλαγή στο έδαφος συνοδεύεται απαραιτήτως από την εμφάνιση εμποδίων που οδηγούν στην εμφάνιση καρδιακών διαφορών στους οργανισμούς.

Αναφέρονται, πρώτα απ 'όλα, στην ωρίμανσηγαμέτες, χρόνος συσσώρευσης ή επικονίαση. Όλοι αυτοί οι παράγοντες μπορούν να συνδυαστούν με έναν όρο - αναπαραγωγική απομόνωση. Ποιες είναι οι συνέπειες για την ύπαρξη του πληθυσμού;

Διακύμανση των χαρακτηριστικών

Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι οι πληθυσμοί οργανισμών,έχοντας αρχικά παρόμοια γονιδιώματα, με την πάροδο του χρόνου, αυξάνεται σε αποκλίνοντα χαρακτηριστικά λόγω της εξαφάνισης ως ενιαία παροχή τροφίμων, και η δυνατότητα ελεύθερης διέλευσης. Ανυπέρβλητα φυσικά εμπόδια, με τη μορφή των καταγμάτων των ηπείρων, αυξάνοντας τις οροσειρές, ποτάμια χυθεί απομονωμένη κοινότητα των ατόμων από κάθε άλλο. Έτσι αναπτύσσεται η ζωντανή φύση. Τα παραδείγματα που δίδονται στη συνέχεια επεξηγούν γεωγραφική απομόνωση ως ένα σημαντικό μηχανισμό της ειδογένεσης. Έτσι, οι ομάδα της Αυστραλίας μαρσιποφόρα θηλαστικά μετά το χωρισμό του από την αρχαία ήπειρο της Γκοντβάνα, έχουν σημαντικές ανατομικές και φυσιολογικές διαφορές από τα σύγχρονα ευρωπαϊκά είδη που προέκυψαν μετά τη Μεγάλη παγετώνων.

Charles Darwin σχετικά με τους μηχανισμούς της ειδίκευσης

Ο παγκοσμίου φήμης δημιουργός της θεωρίας του φυσικούη επιλογή, ο αγγλικός φυσιοδίφης Τσαρλς Ντάργουιν, καθορίζουν τις κινητήριες δυνάμεις της εξέλιξης, οδηγώντας στην εμφάνιση νέων τάξεων, τάξεων και οικογενειών ζωντανών οργανισμών. Επίσης, στα κείμενά του, ο επιστήμονας περιέγραψε γεωγραφικούς και οικολογικούς μηχανισμούς απομόνωσης. Παραδείγματα της εκδήλωσής τους, επέστησε από τις παρατηρήσεις που έγιναν κατά τη διάρκεια του διάσημου γύρου του κόσμου ταξίδι. Ο Δαρβίνος είδε και σκιαγράφησε τα διάφορα είδη σπίνων που κατοικούν στα νησιά Γκαλαπάγκος. Τα πουλιά είχαν τις βασικές διαφορές στο σχήμα του ράμφους, το μέγεθος του κορμού και τροφοδότησαν διάφορα τρόφιμα.

Όταν διασχίζουν ο ένας τον άλλον εντελώςέχασε την ικανότητα να σχηματίζει γόνιμους απογόνους. Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι μεγάλες αποστάσεις μεταξύ των νησιών και την ποικιλία της χλωρίδας και της πανίδας τους οδήγησε στο σχηματισμό των πολλών υποειδών, στη συνέχεια εξελίχθηκε σε ξεχωριστά είδη. Έχουμε εξετάσει μια ακόμη κατεύθυνση της εξέλιξης, που οδηγεί στο σχηματισμό νέων βιολογικών ειδών, κατά μήκος των οποίων προχωρεί ολόκληρη η υπάρχουσα ζωή. Τα παραδείγματα που έχουμε συζητήσει παραπάνω, καταδεικνύουν το σημαντικό ρόλο των χωρικών μηχανισμών για την πρόληψη της πιθανότητας διασταυρώσεις μεταξύ των διαφορετικών πληθυσμών των οργανισμών που τελικά οδηγεί στην εμφάνιση νέων συστηματικών μονάδων.