Ako prezygotická izolácia vedie k novým druhom

Päť mechanizmov, ktoré podporujú evolúciu

Christian Wilt / Getty Images

Mechanická izolácia – nezlučiteľnosť pohlavných orgánov – je pravdepodobne najjednoduchší spôsob, ako zabrániť jedincom, aby sa navzájom rozmnožovali. Či už je to tvar reprodukčných orgánov, umiestnenie alebo rozdiely vo veľkosti, ktoré bránia jednotlivcom v spojení, keď pohlavné orgány nezapadajú do seba, nie je pravdepodobné, že dôjde k páreniu.

V rastlinách funguje mechanická izolácia trochu inak. Keďže veľkosť a tvar nie sú dôležité pre reprodukciu rastlín, mechanická izolácia zvyčajne vyplýva z použitia iného opeľovača pre rastliny. Napríklad rastlina, ktorá je štruktúrovaná pre opelenie včiel nebude kompatibilný s kvetmi, ktoré sa spoliehajú na kolibríky na šírenie ich peľu. Aj keď je to stále výsledkom rôznych tvarov, nezáleží na tvare skutočných gamét, ale skôr na nezlučiteľnosti tvaru kvetu a opeľovača.

02 z 05

Časová izolácia

Danita Delimont / Getty Images

Rôzne druhy majú tendenciu mať rôzne obdobia rozmnožovania. Načasovanie cyklov ženskej plodnosti môže viesť k dočasnej izolácii. Podobné druhy môžu byť fyzicky kompatibilné, ale stále sa nemusia rozmnožovať kvôli obdobiam párenia, ktoré sa vyskytujú v rôznych obdobiach roka. Ak sú samice jedného druhu počas daného mesiaca plodné, ale samce nie sú v danom ročnom období schopné rozmnožovania, môže to viesť k reprodukčnej izolácii medzi týmito dvoma druhmi.

Niekedy sa obdobia párenia veľmi podobných druhov trochu prekrývajú. To platí najmä vtedy, ak tieto druhy žijú v rôznych oblastiach a nemajú žiadnu šancu na hybridizáciu. Ukázalo sa však, že podobné druhy, ktoré žijú v rovnakej oblasti, vo všeobecnosti nemajú fázy prekrývajúceho sa párenia, aj keď sú v odlišných prostrediach. S najväčšou pravdepodobnosťou ide o adaptačný charakter určený na zníženie konkurencie o zdroje a partnerov.

03 z 05

Behaviorálna izolácia

Fotografia Jessie Reeder / Getty Images

Ďalší typ prezygotnej izolácie medzi druhmi súvisí so správaním jednotlivcov a najmä so správaním v čase párenia. Aj keď sú dve populácie rôznych druhov mechanicky aj časovo kompatibilné, ich skutočné rituálne správanie pri párení by mohlo stačiť na to, aby druh udržal v reprodukčnej izolácii jeden od druhého.

Párenie rituály, spolu s ďalšími nevyhnutnými párenie správanie - ako párenie hovory a tance - sú veľmi potrebné pre mužov a žien rovnakého druhu, aby naznačili, že je čas na rozmnožovanie. Ak je rituál párenia odmietnutý alebo nerozpoznaný, nedôjde k páreniu a druhy budú reprodukčne izolované jeden od druhého.

Napríklad, vtáčik modronohý má veľmi prepracovaný páriaci tanec, ktorý musia samci predvádzať, aby si naklonili samicu. Samica buď prijme, alebo odmietne návrhy samca, avšak ostatné druhy vtákov, ktoré nemajú rovnaký páriaci tanec, samica úplne ignoruje – to znamená, že nemajú šancu rozmnožiť sa so samicou modronohého syka.

04 z 05

Izolácia biotopov

Martin Harvey / Getty Images

Dokonca aj veľmi príbuzné druhy majú preferencie, pokiaľ ide o to, kde žijú a kde sa rozmnožujú. Niekedy sú tieto preferované miesta pre reprodukčné udalosti medzi druhmi nezlučiteľné, čo vedie k tomu, čo je známe ako izolácia biotopov. Je zrejmé, že ak jedinci dvoch rôznych druhov nebudú žiť nikde blízko seba, nebude existovať príležitosť na rozmnožovanie. Tento typ reprodukčnej izolácie vedie k ešte ďalšej speciácii.

Avšak ani rôzne druhy, ktoré žijú na rovnakom mieste, nemusia byť kompatibilné kvôli preferovanému miestu rozmnožovania. Existujú vtáky, ktoré uprednostňujú určitý druh stromu alebo dokonca rôzne časti toho istého stromu na kladenie vajíčok a vytváranie hniezd. Ak sú v okolí podobné druhy vtákov, vyberú si iné lokality a nebudú sa krížiť. To udržuje druhy oddelené a neschopné sa navzájom reprodukovať.​

05 z 05

Gametická izolácia

Raimundo Fernandez Diez – Getty Images

Gametická izolácia zaisťuje, že iba spermie toho istého druhu môžu preniknúť do vajíčka tohto druhu a žiadne iné. Pri pohlavnom rozmnožovaní dochádza k splynutiu ženského vajíčka s mužskou spermiou a spolu vytvárajú zygotu. Ak spermie a vajíčko nie sú kompatibilné, nemôže dôjsť k oplodneniu. Kvôli niektorým chemickým signálom, ktoré vajíčko uvoľňuje, spermie k nemu ani nemusia byť priťahované. Ďalším faktorom, ktorý bráni splynutiu, je spermia, ktorá nemôže preniknúť do vajíčka kvôli svojmu vlastnému chemickému zloženiu. Každý z týchto dôvodov je dostatočný na to, aby zmaril fúziu a zabránil vytvoreniu zygoty.

Tento typ reprodukčnej izolácie je dôležitý najmä pre druhy, ktoré sa rozmnožujú externe vo vode. Napríklad samice väčšiny druhov rýb jednoducho vypustia svoje vajíčka do vody v preferovanom mieste chovu. Samce rýb tohto druhu potom prídu a uvoľnia svoje spermie cez vajíčka, aby ich oplodnili. Keďže sa to však deje v tekutom prostredí, časť spermií je zmietnutá molekulami vody a rozptýlená. Ak by neexistovali mechanizmy na izoláciu gamét, každá spermia by sa mohla zlúčiť s akýmkoľvek vajíčkom, čo by viedlo k hybridom akéhokoľvek druhu, ktorý sa v tom čase páril vo vode.