Neviens nenoliegs, ka realitāte mums apkārt ir harmoniska un perfekta. Nav svarīgi, kam un kam cilvēks tic, bet ap sevi viņš redz ne tikai skaistumu un daudzveidību, bet arī harmonisku kārtību, kurā nav vietas haosam. Īpaši skaidri skaidra lietderība izpaužas dzīvo būtņu pasaulē. Viss vājais, neglītais, kas nespēj vairot veselīgus pēcnācējus, tiek aizslaucīts evolūcijas faktoru, galvenokārt dabiskās atlases, darbības rezultātā. Ne pēdējo lomu tajā spēlē tāds bioloģisks process kā reproduktīvā izolācija.
Tas, kā arī citi aizsardzības mehānismu veidi, kas aizsargā augu, dzīvnieku un cilvēku kopienu genofondu, tiks aplūkoti šajā rakstā.
Iedzimto īpašību pārnešana ir galvenā dzīvās vielas īpašība
Reproducēšana ir vissvarīgākais process, pateicoties kuram ir iespējama pati dzīvības fenomena pastāvēšanauz zemes. Neatkarīgi no tās organizācijas līmeņa, sākot no vienšūņiem līdz zīdītājiem, apaugļošanās (augos - apputeksnēšana), kas noved pie dzīvotspējīgu, auglīgu pēcnācēju parādīšanās, notiek tikai starp indivīdiem, kas pieder vienas un tās pašas bioloģiskās sugas populācijai. Acīmredzot pastāv dabiski izolācijas mehānismi, kas kontrolē pārošanos vai apputeksnēšanos.
Protams, nav izslēgta starpsugu krustošanās gadījumu iespējamība. Tie notiek gan dabiskos apstākļos, gan mākslīgi - cilvēks, bet vienmēr noved pie vai nu pēcnācēju ar novājinātu dzīvotspēju, vai sterilu hibrīdu parādīšanās. Pietiek atgādināt sterilos mūļus - pēcnācējus, kas iegūti ēzeļa un ķēves krustojumā. Kā redzat, šeit darbojas noteikti spēki, kurus var uzskatīt par noteikta veida izolācijas mehānismiem. Definēsim tos sīkāk.
To procesu klasifikācija, kas nodrošina populāciju genofonda stabilitāti
Evolūcijas doktrīnā, kas ir tādu dabaszinātnieku kopīgā zinātniskā darba rezultāts kā Ch. Darvins, A. N. Severtsovs, G. Spensers, uzskata šādas plaši izplatītas parādības, kas veicina bioloģisko sugu pastāvēšanas stabilitāti: tā ir ģeogrāfiskā, reproduktīvā un ekoloģiskā izolācija. Bioloģijas – populācijas ģenētikas daļa nodarbojas ar dzīvo organismu kopienu genofonda izmaiņu izpēti. Tos izraisa tādi faktori kā dzīvības viļņi un ģenētiskā novirze.
Iepriekšminētā bioloģijas nozare nosaka aizsargfaktoru lomu, lai saglabātu indivīdu kariotipu konservatīvismu populācijā un novērstu starppopulāciju šķērsošanu. Tālāk noskaidrosim, kādus izolācijas mehānismus sauc par ekoloģiskiem un kāda ir to nozīme nemainīga gēnu sastāva saglabāšanā populācijā.
Vides apstākļu nozīme dzīvo organismu kopienu genofonda saglabāšanā
Filoģenēzes - sugas vēsturiskās attīstības rezultātā tās indivīdi veido populācijas, kas dzīvo noteiktas teritorijas robežās, ko sauc par areālu. Augu un dzīvnieku organismi mijiedarbojas ar vides faktoriem, kā arī ar citu sugu kopienām, kas dzīvo noteiktā teritorijā, tas ir, ieņem noteiktu ekoloģisko nišu. Lai mazinātu konkurences nopietnību starp vienas sugas populācijām, ir noteikti izolācijas mehānismi, kas nodrošina, piemēram, to, ka abu grupu prasības attiecībā uz barības veidu atšķiras. Tādējādi zirņu vabole veido divas kukaiņu kopienas: viena barojas ar zirņu sēklām, otra ar pupiņām.
Reproduktīvā periodā, ņemot vērā to, ka lopbarības kultūras aug dažādās zonās, abu populāciju organismi nekrustojas.
Vairošanās laiks un to nozīme populācijas ģenētiskās stabilitātes nodrošināšanā
Uz faktoriem, kas būtiski kavē vai pat pilnībā novērš apputeksnēšanos vai kopušanos starp vienas un tās pašas sistemātiskas organismiemkategorijā, mēs varam iekļaut izolācijas mehānismus, kas kontrolē indivīdu vairošanās laiku. Piemēram, upju grīvās augošās zilgļavas pļavas ziedēšana korelē ar pavasara palu beigu laiku. Tie augi, kas dzīvo tieši krastā un applūšanas periodā ilgstoši zem ūdens, uzzied vēlāk nekā tie īpatņi, kuri plūdu ietekmē bija īslaicīgi vai nebija appludināti vispār. Acīmredzamu iemeslu dēļ starp augiem, kas dzīvo dažādās pļavas daļās, nav panmiksijas (starpapputes), jo to ziedputekšņi nogatavojas dažādos laikos. Rezultātā veidojas vairākas pļavu zālāju pļavas populācijas, kas atšķiras vairošanās ziņā.
Izolācijas evolucionārā loma
Populācijas ģenētika ir konstatējusi faktu, ka gēnu apmaiņas procesa neiespējamība starp dažādu rasu vai kopienu organismiem noved pie tā, ka indivīdu genotipos notiek pilnīgi dažāda veida mutācijas, un to rašanās biežums. mainās arī dominējošās un recesīvās alēles. Tas noved pie tā, ka populāciju gēnu kopas arvien vairāk atšķiras viena no otras. Šī neatbilstība, pirmkārt, attieksies uz pielāgošanās veidiem abiotiskajiem vides faktoriem. No kā tas ir atkarīgs?
Dažādu izolācijas veidu kompleksa darbība
Tas pamatā ir savstarpēji saistīti ekoloģiskās un reproduktīvās izolācijas mehānismi. Bioloģija, jo īpaši tās sadaļa - evolūcijas teorija, atklāj to ietekmi uz tāda globāla procesa izpausmēm kā diverģence, tas irorganismu pazīmju un īpašību diverģence. Tas ir pamatā mikroevolūcijai, procesam, kura rezultātā dabā veidojas pirmās pasugas un pēc tam jaunas bioloģiskās sugas.
Kā notiek ģeogrāfiskā izolācija
Gan botānikā, gan zooloģijā zinātnieki pievērš nopietnu uzmanību faktoram, kas samazina vienas sugas indivīdu brīvas krustošanās iespējamību gandrīz līdz nullei. To sauc par ģeogrāfisko izolāciju. Izrādījās, ka krasas reljefa izmaiņas obligāti pavada šķēršļu parādīšanās, kas izraisa kardinālas organismu atšķirības.
Tie, pirmkārt, attiecas uz gametu nobriešanas laiku, kopulācijas vai apputeksnēšanas laiku. Visus šos faktorus var apvienot vienā terminā - reproduktīvā izolācija. Kādas sekas tas rada iedzīvotāju pastāvēšanai?
Neatbilstības
Zinātnieki ir atklājuši, ka organismu populācijas ar sākotnēji līdzīgiem genomiem laika gaitā iegūst arvien atšķirīgākas iezīmes, jo pazūd gan vienots barības krājums, gan brīvas krustošanās iespēja. Nepārvarami fiziski šķēršļi kontinentālo pārtraukumu, kalnu grēdu pacēluma un upju pārplūdes veidā izolē indivīdu kopienas vienu no otras. Tas ir veids, kā daba attīstās. Tālāk sniegtie piemēri ilustrē ģeogrāfisko izolāciju kā svarīgu specifikācijas mehānismu. Tādējādi marsupial zīdītāju grupām Austrālijā pēc atdalīšanas no senās Gondvānas cietzemes ir ievērojamasanatomiskās un fizioloģiskās atšķirības no mūsdienu Eiropas dzīvnieku sugām, kas radās pēc Lielā apledojuma.
Ch. Darvins par specifikācijas mehānismiem
Pasaulē slavenais dabiskās atlases teorijas veidotājs, angļu dabaszinātnieks Čārlzs Darvins, identificēja evolūcijas virzītājspēkus, kas noveda pie jaunu dzīvo organismu šķiru, kārtu un ģimeņu rašanās. Arī savos rakstos zinātnieks aprakstīja ģeogrāfiskos un vides izolācijas mehānismus. To izpausmes piemērus viņš smēla no novērojumiem, kas veikti viņa slavenā ceļojuma laikā apkārt pasaulei. Darvins redzēja un zīmēja dažādu veidu žubītes, kas dzīvo Galapagu salās. Putniem bija kardinālas atšķirības knābja formā, ķermeņa lielumā, un tie ēda dažādus ēdienus.
Krustojoties starp indivīdiem pilnībā zaudēja spēju veidot auglīgus pēcnācējus. Pēc pētnieka domām, lielie attālumi starp salām un to floras un faunas atšķirības izraisīja vairāku pasugu veidošanos, kuras pēc tam pārvērtās par neatkarīgām sugām. Mēs esam apsvēruši vēl vienu evolūcijas virzienu, kas noved pie jaunu bioloģisko sugu veidošanās, pa kurām visa dzīvā daba virzās uz priekšu. Iepriekš aplūkotie piemēri pierāda telpisko mehānismu svarīgo lomu, kas novērš dažādu populāciju organismu krustošanās iespējamību, kas galu galā noved pie jaunu sistemātisku vienību rašanās.
