Trong các sinh vật giao phối (sinh sản hữu tính), loài là một tập hợp các sinh vật giống nhau về toàn bộ các đặc điểm, có khả năng giao phối tự do để hình thành con cái có khả năng sinh sản. Khái niệm cô lập được sử dụng trong bối cảnh của tiến hóa vi mô hay còn được gọi là đặc tả. Cách li sinh sản bắt đầu quá trình hình thành loài mới và kết thúc quá trình đó. Nhưng không phải tất cả các dạng của hiện tượng này đều dẫn đến sự xuất hiện của một loài mới, cũng như không phải mọi sự cách ly đều dẫn đến sự phân ly sinh sản cuối cùng của các quần thể.
Cơ chế cách ly trong quá trình tiến hóa
Bên trong một loài, các cá thể tồn tại thành từng nhóm - quần thể. Quần thể là một đơn vị của quá trình tiến hóa vi mô được dùng làm nguyên liệu để hình thành các loài mới khác với các loài ban đầu. Trong một loài, sự trao đổi vật chất di truyền xảy ra giữa các quần thể trong quá trình sinh sản. Được gọi là gìsức sinh sản của sinh vật. Khi vì một lý do nào đó, sự trao đổi này giữa các quần thể trong cùng một loài bị hạn chế hoặc hoàn toàn không thể xảy ra, họ nói rằng sự cách ly sinh sản đã bắt đầu. Định nghĩa của cơ chế tiến hóa này là các cá thể của các quần thể khác nhau không thể sinh ra con cái. Lịch sử hình thành loài mới là một chuỗi các kiểu cách li sinh sản khác nhau, thay thế hoặc chồng lấn lẫn nhau, làm cho sự phân chia quần thể không thể đảo ngược được.
Cách ly sinh sản: phân loại
Có một số khái niệm trong việc phân loại các giống cách ly quần thể. Nhiều tiêu chí khác nhau được lấy làm đặc điểm chính gây ra một số nhầm lẫn cho vấn đề này. Chúng ta hãy lấy làm cơ sở rằng sự cách ly sinh sản như là một hạn chế vĩnh viễn của panmixia (lai tự do) là giai đoạn cuối cùng hoàn thành việc chỉ định. Những người ủng hộ quan điểm này về cách ly hình thành loài là các nhà sinh học tiến hóa nổi tiếng F. G. Dobzhansky (1900-1975) và E. Mayr (1904-2005). Các cơ chế cách ly sinh sản trong cách tiếp cận này sẽ được chia thành ba nhóm:
- phân chia không gian (địa lý);
- cách ly môi trường (cơ chế môi trường);
- cơ chế sinh sản phù hợp, bao gồm cả trước giao phối (trước khi hình thành hợp tử) và sau giao phối (xảy ra giao phối, nhưng trứng không được thụ tinh hoặc chết, hoặc con lai bị vô sinh).
Bất kỳ cơ chế nào cũng đạt được giới hạnpanmixia: toàn bộ hoặc một phần. Chúng ta hãy xem xét ngắn gọn các hình thức cách li sinh sản trong mỗi nhóm. Các ví dụ minh họa chúng sẽ giúp bạn hiểu bản chất của một hình thức cụ thể.
Cơ chế không gian của sự cách ly quần thể
Cơ chế cách ly có liên quan đến những thay đổi khác nhau của cảnh quan (sự xuất hiện của rào cản dưới dạng dãy núi hoặc sông) hoặc với sự lây lan của các loài trên các vùng lãnh thổ rộng lớn. Khi dòng gen giữa các quần thể phân li bị rối loạn thì xảy ra hiện tượng cách li sinh sản. Ví dụ nổi tiếng nhất về hiện tượng như vậy với sự hình thành các loài mới có thể được coi là các loài hải đảo của quần đảo Galapagos, nơi đã trở thành một trong những ví dụ cho công trình của Charles Darwin "Nguồn gốc của các loài bằng các phương tiện chọn lọc tự nhiên". Hoặc ví dụ về một con chim ác là xanh, một quần thể sống ở Trung Quốc và một quần thể khác ở Tây Ban Nha.
Cơ chế cách ly sinh thái
Lý do của kiểu cách li sinh sản này có liên quan đến sự khác biệt về điều kiện sinh sản của các quần thể cùng loài sống đối xứng, tức là trên cùng một lãnh thổ. Ví dụ, các mùa sinh sản hoặc ra hoa không trùng nhau. Trên bờ biển California, hai loại thông tồn tại đối xứng: một loài rụng phấn vào tháng Hai và loài còn lại vào tháng Tư. Sự cách ly sinh thái theo mùa đã trở thành sinh sản đối với chúng. Một ví dụ về sự cách ly sinh sản, nhưng xuất phát từ các cơ sở thức ăn khác nhau, được chứng minh bởi ba loài hải cẩu Nam Cực có nguồn gốc từ cùng một tổ tiên phát sinh loài. Hải cẩu Weddell chỉ ăn cá, hải cẩu báo ăn chim cánh cụt và hải cẩu, còn hải cẩu Ross ănđộng vật chân đầu.
Các hình thức cách ly sinh sản tiền bào thai
Cách ly cơ học - tình trạng giao phối không hiệu quả do cấu trúc khác nhau của cơ quan sinh sản hoặc cơ quan giao phối. Ví dụ, các loại cây xô thơm khác nhau có hình dạng hoa khác nhau và được thụ phấn bởi các loài ong khác. Mối tương quan tương tự cũng tồn tại giữa hoa lan và chim ruồi. Giao phối giữa các loài ruồi Drosophila dẫn đến thương tích hoặc thậm chí tử vong cho bạn tình.
Cách ly theo thần thoại - không giao phối do sự khác biệt về hành vi tình dục (về tán tỉnh, ca hát, khiêu vũ, phát sáng hoặc khác biệt về kích thích tố). Ví dụ, các loài đom đóm có quan hệ họ hàng gần, khi mời một con cái giao phối, chúng sẽ chớp mắt khác nhau (với tần suất và thời lượng khác nhau). Các bài hát dành riêng cho loài chim sẻ và ếch cũng có thể được đề cập trong bối cảnh này. Và mọi người đều biết về nghi thức giao phối của các loài chim.
Cách li giao tử - thiếu tương tác giao tử hoặc giao tử chết. Sự tồn tại của kiểu cô lập này đã được chứng minh bằng thực nghiệm. Ví dụ, hai loài nhím biển thụ tinh ngoài đã được lai bởi các nhà di truyền học người Mỹ Denis và Brachet. Trứng đã được thụ tinh, nhưng phôi bị chết trong giai đoạn đầu của quá trình đông máu.
Các hình thức cách ly sinh sản sau giao phối
Điều này đề cập đến khả năng không thể tồn tại của trứng đã thụ tinh và sự chết của phôi trong giai đoạn đầu của quá trình hình thành. Hoặc cái chết của một con (hoặc cá thể) sinh ra trước khi đến tuổi dậy thì. Khái niệm rất gần với gameticcách nhiệt.
Vô trùng lai
Ở hầu hết các loài động vật, các con lai giữa các loài còn sót lại là bất dục, tức là chúng không có khả năng sinh ra con cái. Một ngoại lệ có thể là con lai bán bất dục. Cơ chế của hiện tượng này khá phức tạp, dựa trên nguyên nhân gen, nhiễm sắc thể hoặc tế bào học. Chúng tôi sẽ chỉ đưa ra các ví dụ về các giống lai giữa các loài đặc biệt mà mọi người đã biết.
Lừa lai và ngựa cái - la. Nó lớn hơn lừa và nhỏ hơn ngựa, ngoài ra các loài động vật này cũng dễ nuôi hơn. Những con lai giữa phân loài có quan hệ họ hàng gần chó và chó sói (chó sói, chó lai nửa sói) có bản năng và sức bền phát triển hơn chó thường. Nhiều loài cá cảnh là dạng lai (aulonocars nhiều màu sắc). Chúng có hình thức đẹp, to hơn cá bố mẹ nhưng khi mua nên ghi rõ nguồn gốc xuất xứ của cá, nếu không sẽ không chờ được con. Mọi người đều biết rằng hạt của cây trồng (cà chua, dưa chuột) được ký hiệu F-1 là dạng lai. Quả của những cây này không được để hạt.
