З репродуктивної ізоляції популяцій одного виду починається, нею триває і повною ізоляцією закінчується, утворення нових видів будь-яких організмів на нашій планеті. Репродуктивна ізоляція – це альфа і омега еволюції життя на Землі.

Теорія ізоляції

Для панмиктических рослин і тварин (тих, хто розмножується статевим шляхом) поняття "вид" об'єднує сукупність організмів, подібних за багатьма ознаками, що живуть на певній території і здатних до повноцінного відтворення. Це передбачає вільне схрещування і поява плідного потомства. Репродуктивна ізоляція - це повне або часткове обмеження вільного схрещування. Так само під ізоляцією, пов'язаної з процесами розмноження, розуміють і відтворення стерильного гібридного потомства.

Класифікація ізоляції в біології

Сьогодні різні вчені – еволюціоністи пропонують різні системи класифікації видів, форм і механізмів біологічної ізоляції. Існують системи, що беруть в основу часовий фактор або повноту виник не схрещування. Візьмемо за основу найбільш поширений принцип систематизації знань про ізоляцію, запропонований відомим біологом - еволюціоністом Ф. Р. Добржанским (1900-1975). Всі види ізоляції розрізняються за механізмом їх виникнення:

географічна ізоляція популяцій;

екологічна;

власне біологічна.

Розглянемо більш детально форми репродуктивної ізоляції.

Географічне обмеження

Географічна репродуктивна ізоляція - це обмеження у вільному схрещуванні організмів, викликані змінами геологічної природи (поява гірських перешкод, зміни русла річок) або розселенні виду на великі території. В цьому випадку відбувається узагальнення групи організмів, замикання дрейфу та обміну генами всередині відокремленої групи. Найбільш відомий приклад – галапагоських в'юрків, різні види яких характерні для кожного острова. Саме ці птахи наштовхнули Чарльза Дарвіна на написання його праці «Походження видів шляхом природного відбору».

Ізоляція середовищем та умовами проживання

Саме фактори середовища лежать в основі екологічної репродуктивної ізоляції популяцій одного виду, що існують на одній території. Такими чинниками може бути розбіжність часу розмноження або кормових особливостей особин. Деякі вчені вважають, що ця форма не є репродуктивна ізоляція. Це часткове обмеження, не приводить до неможливості схрещування. І хоча, думки вчених розходяться, приклади в природі існують. На узбережжі Арктики живе три види тюленів. Всі вони походять від єдиного філогенетичного предка. Але тюлені Росса харчуються виключно головоногими молюсками, морські леопарди – жорстокі мисливці на пінгвінів і інших тюленів, а тюлень Вітта їсть тільки рибу. І вони не схрещуються між собою, хоча і дуже схожі зовні.

Власне репродуктивна ізоляція

Власне репродуктивна ізоляція – це та форма, яка безпосередньо прив'язана до особливостей репродуктивного процесу. І тут виділяють докопуляционний і послекопуляционний механізми, що перешкоджають у відтворенні собі подібних.
Деякі вчені називають всі види ізоляцій біологічними або репродуктивними і включають механізми географічної та екологічної ізоляції в групу докопулятивной репродуктивної ізоляції.

Докопуляционнние механізми

Це механізми ізоляції, пов'язані з неможливістю спарювання. Виділяють три форми:

Этологичекая, пов'язана з особливостями сексуальної поведінки репродуктивна ізоляція. Приклади: ритуальне шлюбна поведінка птахів, різна ритмічність миготінь у світлячків, характер і тембр шлюбних звуків у жаб, відмінність у жінок (речовини хімічної комунікації) великих кішок.

Механічна ізоляція пов'язана з відмінностями в будові органів розмноження. Наприклад, відмінності в будові квітки орхідей призводять до можливості їх запилення конкретним видом колібрі. Те ж характерно і для різних видів знайомого всім шавлії. У тварин зустрічається рідко. Приміром, у дрозофіл парування різних видів призводить до травмування або навіть смерті партнера.

Відсутність взаємодії статевих клітин (гамет) називають гаметической ізоляцією. Доведено експериментально в лабораторіях і зоопарках. У такому разі спарювання відбувається, але зигота не запліднюється.

Види послекопулятивной репродуктивної ізоляції

Поняття близьке до останнього виду докопулятивной ізоляції, але в даному випадку зародок утворюється. Однак він гине на перших етапах онтогенезу, або гине до настання статевої зрілості, або гібридні особини стерильні. Механізм загибелі і стерильності гібридів складний, пов'язаний з генними, хромосомними або цитологічними особливостями. Приклади гібридів різних видів відомі. Близькоспоріднені гібриди, як виняток, можуть бути здібними до репродукції. Але тоді в біології спостерігається явище виродження гібридних форм – кожне наступне покоління гібридів стає все більш ослабленим і поступово вироджується.

Біологічне значення репродуктивної ізоляції

Не всі форми ізоляції популяцій призводять до утворення нових видів. Але першим кроком у видообразовании завжди стає часткова або повна ізоляція популяцій або групи організмів. З плином часу, коли обмін генним матеріалом, замкнутим у відокремленій групі, накопичує генетичні відмінності від інших груп даного виду, репродуктивна ізоляція стає все більш значущою і повною. При накопиченні достатньої кількості відмінностей в геномах кажуть, що утворився новий вигляд. В біології не все так просто, іноді виділити групу організмів в новий вид буває досить складно. Тим не менше кожен улов глибоководних тралів приносить дослідникам-океанологам представників, ще не відомих сучасній систематиці.