ISOLAMENTO RIPRODUTTIVO: MECCANISMI, CONSEGUENZE (ESEMPI) - BIOLOGIA - 2024

L' isolamento riproduttivo o isolamento riproduttivo include vari meccanismi che determinano la sterilità tra due popolazioni di individui. In altre parole, l'incrocio di due specie riproduttivamente isolate non produce prole o la prole non è vitale.

L'isolamento può avvenire prima della formazione dello zigote, perché le popolazioni non condividono habitat, perché hanno preferenze diverse, o perché i loro organi riproduttivi non sono compatibili; o dopo la formazione dello stesso, dove lo zigote può morire o svilupparsi in un individuo sterile.

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Il processo di speciazione - formazione di nuove specie - è solitamente suddiviso in tre fasi successive: prima si verifica uno stadio di isolamento delle popolazioni, poi si verifica la divergenza di alcuni caratteri o tratti e infine si verifica l'isolamento riproduttivo.

Una volta che il flusso genico tra queste due popolazioni è stato eliminato, si verifica l'isolamento evolutivo.

Meccanismi di isolamento riproduttivo

A seconda di quando agiscono le barriere dell'isolamento riproduttivo, possono essere classificate come prezigoti e postzigoti. Il primo atto prima della formazione dello zigote.

Le barriere prezygotiche includono qualsiasi evento che impedisca la copulazione tra due specie, chiamiamolo isolamento temporaneo, isolamento per habitat o differenziazione delle risorse e isolamento per comportamento o etologia.

In questa categoria rientrano anche le incompatibilità fisiologiche o meccaniche degli organi sessuali delle specie che stanno cercando di riprodursi.

Al contrario, le barriere postzigoti comprendono tutti gli eventi che impediscono agli zigoti ibridi di sviluppare una vita normale, poiché hanno una bassa efficacia biologica o fitness.

Barriere prezygotiche temporanee

Un esempio di isolamento temporaneo si verifica negli insetti del genere Magicicada. In queste cicale esiste una specie con un ciclo di vita di 13 anni e un'altra specie il cui ciclo si estende fino a 17 anni.

Le immagini della specie emergono dal terreno, ogni 13 o 17 anni, a seconda della specie. Non essendoci sincronizzazione temporale, non c'è possibilità di accoppiamento tra le due specie.

Barriere prezigoti etologiche

È questo stesso genere, c'è un isolamento prezygotico di tipo etologico. Il suono che ogni specie produce è unico per questa specie e non può essere riconosciuto dagli altri.

Sebbene avvenga l'incontro di due individui di sesso diverso, non saranno riconosciuti come potenziali partner sessuali.

Barriere meccaniche prezygotiche

L'isolamento meccanico si verifica a causa dell'incompatibilità tra i genitali. Gli organi sessuali assomigliano a un meccanismo di serratura e chiave, dove devono combaciare perfettamente. Nel caso in cui non si adattino, la copulazione non ha successo.

Barriere prezygotiche dovute alla differenziazione dell'habitat

Questo tipo di barriera si verifica quando due specie mostrano una spiccata preferenza per una determinata risorsa. La barriera si accentua quando si verificano eventi di copulazione in quella zona.

Ad esempio, le salamandre del genere Ambystoma hanno membri che si riproducono negli stagni e questi non si incrociano con individui che si riproducono nei torrenti.

Barriere postzigoti: mortalità, infattibilità e sterilità degli ibridi

Se una qualsiasi delle barriere prezygotiche di cui sopra fallisce, l'ibrido può subire le conseguenze dell'isolamento riproduttivo.

Gli zigoti prodotti dall'incrocio di due specie diverse sono noti come ibridi e questi potrebbero non svilupparsi o morire nel corso della loro vita.

Ruolo della selezione e deriva genica

Dal punto di vista della genetica, le barriere alla riproduzione possono essere basate su: divergenza genetica, incompatibilità citoplasmatica o divergenza citologica.

Affinché si verifichi l'evoluzione delle barriere riproduttive, devono essere presenti le seguenti forze: selezione naturale e deriva genetica. Questi agiscono quando il flusso genico è stato ridotto in due popolazioni di una specie.

Gene o deriva genetica

La deriva genica è una forza evolutiva che fissa in modo casuale alcuni alleli, mentre altri - per le stesse ragioni stocastiche - scompaiono dalla popolazione. Questo meccanismo ha effetti più pronunciati quando agisce in piccole popolazioni (con pochi individui).

Quando due popolazioni sono isolate, la deriva genica agisce in modi diversi: in primo luogo, la "porzione" della popolazione che rimane isolata è un campione non casuale, cioè gli alleli non sono rappresentati in proporzioni uguali. Quindi, la fissazione casuale e la perdita di alleli aumenta la divergenza tra le popolazioni.

Selezione naturale

Affinché il processo di speciazione continui, è necessario che vi siano differenze genetiche molto marcate tra le popolazioni studiate. La selezione naturale ha un effetto importante sullo sviluppo di questa divergenza se le popolazioni occupano un nuovo ambiente.

Un classico esempio per illustrare il ruolo della selezione naturale è la speciazione della mosca della mela e del biancospino. Le popolazioni si stanno separando poiché la selezione agisce in base alle loro preferenze nella scelta del cibo.

Questa specie esegue quasi tutte le fasi del suo ciclo vitale con l'albero di cui si nutre. Per questo motivo, un gruppo di ricercatori ha chiesto se le mosche che hanno parassitato i meli appartenessero alla stessa popolazione delle mosche del biancospino.

Per verificare questa ipotesi, i ricercatori hanno applicato una tecnica chiamata "elettroforesi proteica" e sono stati in grado di concludere che c'erano differenze statisticamente significative tra le mosche che vivevano in alberi diversi.

Ciò si verifica perché le mosche mostrano una preferenza significativa per il loro tipo di frutta. Inoltre, l'accoppiamento avviene sull'albero, impedendo il flusso genico con la popolazione dell'altro frutto.

Selezione sessuale

La selezione sessuale si riferisce ai personaggi coinvolti nel processo di ottenimento di un compagno. Il modo o gli elementi chiave che un individuo usa per scegliere il proprio partner sembrano essere la chiave per la differenziazione tra le popolazioni e funzionano come una barriera.

I canti negli anfibi sono una caratteristica essenziale per la scelta del compagno e in alcune specie la frequenza del canto funge da barriera riproduttiva. Allo stesso modo, la colorazione gioca un ruolo fondamentale nell'isolamento riproduttivo di una certa classe di pesci.

conseguenze

La conseguenza dell'isolamento riproduttivo è la speciazione - formazione di nuove specie. Le barriere di isolamento riproduttivo si verificano dopo la separazione di due popolazioni e queste si evolvono attraverso la selezione naturale o la deriva genica.

A sua volta, la conseguenza della speciazione è l'enorme diversità nei diversi lignaggi degli organismi viventi. Nei taxa che hanno riproduzione sessuale, ogni ramo del loro albero filogenetico rappresenta un evento di speciazione, in cui ogni popolazione è stata isolata riproduttivamente.

Pertanto, la speciazione è considerata come il ponte tra microevoluzione e macroevoluzione.

Riferimenti

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