Chez les organismes panmictiques (se reproduisant sexuellement), une espèce est un ensemble d'organismes similaires dans toute une gamme de caractéristiques, capables de se croiser librement avec la formation d'une progéniture fertile. Le concept d'isolement est utilisé dans le contexte de la microévolution ou, comme on l'appelle aussi, de la spéciation. L'isolement reproductif commence le processus de formation d'une nouvelle espèce et le termine. Mais toutes les formes de ce phénomène ne conduiront pas à l'émergence d'une nouvelle espèce, tout comme tout isolement ne conduit pas à la séparation reproductive finale des populations.
Mécanismes d'isolement dans l'évolution
À l'intérieur d'une espèce, les individus existent en groupes - les populations. Ce sont les populations en tant qu'unité de microévolution qui servent de matériau à la formation de nouvelles espèces différentes des originales. Au sein d'une espèce, un échange de matériel génétique se produit entre les populations en cours de reproduction. Qu'est-ce qu'on appellecapacité de reproduction des organismes. Lorsque, pour une raison quelconque, cet échange entre populations au sein d'une même espèce est limité ou totalement impossible, on dit que l'isolement reproductif s'est installé. La définition de ce mécanisme évolutif est que les individus de populations différentes ne peuvent pas produire de progéniture. L'histoire de l'émergence d'une nouvelle espèce est une chaîne de différents types d'isolement reproductif, se remplaçant ou se chevauchant, rendant la division des populations irréversible.
Isolement reproductif: classification
Il existe plusieurs concepts dans la classification des variétés d'isolement de la population. Divers critères pris comme caractéristique principale ajoutent une certaine confusion à cette question. Partons du principe que l'isolement reproductif comme restriction permanente de la panmixie (croisement libre) est la dernière étape qui achève la spéciation. Les partisans de cette vision de l'isolement formant des espèces étaient les biologistes évolutionnistes bien connus F. G. Dobzhansky (1900-1975) et E. Mayr (1904-2005). Les mécanismes de l'isolement reproductif dans cette approche seront divisés en trois groupes:
- division spatiale (géographique);
- isolement environnemental (mécanismes environnementaux);
- mécanisme reproducteur approprié, y compris les barrières pré-copulation (avant la formation d'un zygote) et post-copulation (l'accouplement a lieu, mais l'ovule n'est pas fécondé ou meurt, ou les hybrides sont stériles).
Tout mécanisme atteint une limitepanmixie: totale ou partielle. Considérons brièvement les formes d'isolement reproductif dans chaque groupe. Des exemples les illustrant vous aideront à comprendre l'essence d'une forme particulière.
Mécanismes spatiaux de l'isolement des populations
Le mécanisme d'isolement est associé à diverses modifications du paysage (apparition d'une barrière sous forme de chaînes de montagnes ou de rivières) ou à la propagation de l'espèce sur de vastes territoires. Lorsque le flux de gènes entre les populations séparées est perturbé, l'isolement reproductif se produit. L'exemple le plus célèbre d'un tel phénomène avec la formation de nouvelles espèces peut être considéré comme les espèces insulaires de liserons des îles Galapagos, qui sont devenues l'un des exemples de l'ouvrage de Charles Darwin "L'origine des espèces au moyen de la sélection naturelle". Ou un exemple de pie bleue, dont une population vit en Chine et l'autre en Espagne.
Mécanismes d'isolation écologique
Les raisons de ce type d'isolement reproductif sont liées à la différence des conditions de reproduction des populations d'une même espèce vivant symétriquement, c'est-à-dire sur le même territoire. Par exemple, les saisons de reproduction ou de floraison ne coïncident pas. Sur la côte californienne, deux types de pins existent symétriquement: l'une émet du pollen en février et l'autre en avril. L'isolement écologique saisonnier est devenu pour eux reproductif. Un exemple d'isolement reproductif, mais résultant de bases alimentaires différentes, est démontré par trois espèces de phoques antarctiques descendant du même ancêtre phylogénétique. Le phoque de Weddell ne mange que du poisson, le phoque léopard mange des pingouins et des phoques, et le phoque de Ross mangecéphalopodes.
Formes précopulatoires d'isolement reproductif
Isolation mécanique - l'inefficacité de l'accouplement causée par la structure différente des organes reproducteurs ou copulateurs. Par exemple, différents types de sauge ont des formes de fleurs différentes et sont pollinisées par d'autres abeilles. La même corrélation existe entre les orchidées et les colibris. La drosophile vole l'accouplement interspécifique entraîne des blessures ou même la mort du partenaire.
Isolement éthologique - pas d'accouplement en raison de différences de comportement sexuel (dans la parade nuptiale, le chant, la danse, l'éclat ou les différences de phéromones). Par exemple, des espèces de lucioles étroitement apparentées, lorsqu'elles invitent une femelle à s'accoupler, clignotent différemment (avec une fréquence et une durée différentes). Les chants spécifiques à l'espèce chez les moineaux et les grenouilles peuvent également être mentionnés dans ce contexte. Et tout le monde connaît les rituels d'accouplement des oiseaux.
Isolement gamétique - absence d'interaction des gamètes ou mort des gamètes. L'existence de ce type d'isolement a été prouvée expérimentalement. Par exemple, deux espèces d'oursins à fécondation externe ont été croisées par les généticiens américains Denis et Brachet. L'ovule a été fécondé, mais l'embryon est mort au début de la gastrulation.
Formes d'isolement reproductif post-copulation
Il s'agit de la non-viabilité de l'ovule fécondé et de la mort de l'embryon aux premiers stades de l'ontogenèse. Ou la mort d'un ourson né (ou d'un individu) avant d'atteindre la puberté. Concept très proche de la gamétiqueisolation.
Stérilité des hybrides
Chez la plupart des animaux, les hybrides interspécifiques survivants sont stériles, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas capables de produire une progéniture. Une exception peut être les hybrides semi-stériles. Le mécanisme de ce phénomène est assez complexe, basé sur des causes génétiques, chromosomiques ou cytologiques. Nous ne donnerons que des exemples d'hybrides interspécifiques connus de tous.
Hybride âne et jument - mulet. Il est plus gros qu'un âne et plus petit qu'un cheval, et en plus, les animaux sont plus faciles à garder. Les hybrides de sous-espèces étroitement apparentées d'un chien et d'un loup (chien-loup, demi-loup) ont un instinct et une endurance plus développés que les chiens ordinaires. Beaucoup de poissons d'aquarium sont des formes hybrides (aulonocars colorés). Ils sont beaux, plus grands que les formes parentales, mais lors de l'achat, vous devez spécifier l'origine du poisson, sinon vous n'attendrez pas la progéniture. Tout le monde sait que les graines de plantes cultivées (tomates, concombres) marquées du symbole F-1 sont des formes hybrides. Les fruits de ces plantes ne sont pas laissés pour semer.
