Aislamiento (biología)
El aislamiento se refiere en biología al llamado aislamiento reproductivo , es decir, la interrupción del flujo de genes entre poblaciones de una misma especie, que ya no pueden producir descendencia fértil con miembros de otras poblaciones, como exige la definición biológica de una especie . Por tanto, es un proceso fundamental en la formación de nuevas especies .
El aislamiento se produce de diferentes formas:
- El aislamiento geográfico es la separación espacial de poblaciones de la misma especie.
- El aislamiento ecológico es la ocupación de diferentes nichos ecológicos por poblaciones de la misma especie en la misma zona.
Algunos otros factores que pueden causar aislamiento se discuten en biología evolutiva, pero su significado aún no está claro. Por lo tanto, el apareamiento selectivo puede aislar a diferentes grupos dentro de una población entre sí a través de la selección sexual y, por lo tanto, también causar una división en varias poblaciones sin que estas también tengan que estar aisladas espacialmente.
La separación geográfica y ecológica aísla diferentes poblaciones de una especie entre sí, que posteriormente pueden convertirse en nuevas especies en determinadas circunstancias. Sin embargo, este aislamiento es inicialmente reversible (reversible) cuando se establece un nuevo contacto. El aislamiento reproductivo completo, en el que la separación se mantiene incluso con el contacto directo, es solo el resultado de mecanismos de aislamiento que han evolucionado posteriormente.
Aislamiento reproductivo
Ver también: Mecanismos de aislamiento
El aislamiento reproductivo surge de mutaciones en el sistema generativo de un organismo que provocan una interrupción del flujo de genes entre los organismos de una especie.
Este tipo de aislamiento es particularmente importante en organismos que se reproducen sexualmente. Esto incluye muchos animales, plantas y protistas , pero también bacterias que pueden intercambiar genes mediante la conjugación .
Como se denominan mecanismos präzygotisch o progam , que un apareamiento o fertilización y por lo tanto la formación de un cigoto previenen: Puede referirse a varios niveles del sistema generativo:
- Aislamiento mecánico: incompatibilidad mecánica de los órganos sexuales (" principio de llave y cerradura ")
- Aislamiento temporal y espacial : Cambios en el momento de la reproducción: el apareamiento , el celo o la floración tienen lugar en diferentes momentos del día o del año. En aislamiento espacial, las ubicaciones de apareamiento están en diferentes lugares.
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Aislamiento etológico : cambios en los desencadenantes sociales y comportamientos durante el cortejo , la cópula y el cuidado de la cría.
- Las aves viudas africanas (Viduinae) como parásitos reproductores se colocan como polluelos al canto de sus respectivos padres anfitriones (ver aprendizaje social y tradición ). Con esta canción, reconocen a sus huéspedes de cría y a sus compañeros de apareamiento durante la temporada de reproducción. De esta forma, dependiendo de los diferentes hospedadores, las aves viudas tienen diferentes linajes, que se aíslan reproductivamente entre sí.
- Los machos de los caballitos de mar de Australia Occidental ( Hippocampus subelongatus ) siempre se aparean con hembras de tamaño corporal similar. De esta forma, ambos sexos optimizan su éxito reproductivo. Es una desventaja para una hembra grande elegir una pareja más pequeña, ya que no puede acomodar todos sus huevos maduros en la bolsa de cría. Para un macho más grande, la desventaja sería que su bolsa de cría no se usaría de manera óptima. Entonces, si lo grande con lo grande y lo pequeño con lo pequeño se aparean constantemente, esto conduce a una división en dos tipos a largo plazo. Esta hipótesis podría sustentarse sobre la base de datos genéticos.
- Aislamiento gamético : incompatibilidad química de espermatozoides y óvulos .
Los postzigóticos o metagámicos son mecanismos que permiten el apareamiento o la fertilización, pero impiden que tengan éxito; H. la descendencia no es viable o está (gravemente) en desventaja.
- El organismo híbrido muere antes de alcanzar la madurez sexual.
- Los híbridos no producen ninguna célula germinal capaz de fertilizarse. Esto ocurre, por ejemplo, cuando el número de cromosomas en los conjuntos de cromosomas paternos y maternos difiere y surgen problemas con la meiosis de la división de reducción .
- La descendencia de híbridos no es viable ni fértil. Ejemplo: Mules se crean mediante el cruce de un burro semental y un caballo yegua . Las mulas no pueden tener descendencia con sementales de caballo o burro. Las mulas se crean cruzando una yegua burra y un semental. En su mayoría son estériles. La rana de agua Rana esculenta (híbrido entre la rana de mar y la rana de agua pequeña ), por otro lado, obtiene su vitalidad del retrocruzamiento con una de las dos especies parentales.
Aislamiento ecológico
Diferentes poblaciones de una especie viven en la misma zona, pero utilizan los recursos de diferentes formas, por lo que han creado diferentes nichos ecológicos . Esto puede dividir la población y finalmente conducir a la formación de dos especies separadas. Los diferentes nichos de subpoblaciones en el mismo hábitat solo conducen al surgimiento de nuevas especies si la capacidad reproductiva entre ellas se ve restringida o interrumpida por cambios adicionales en las características.
Aislamiento geográfico ( separación )
Aquí dos poblaciones están separadas entre sí por barreras geográficas. Si se producen mutaciones en las diversas poblaciones que conducen al aislamiento reproductivo, se han establecido nuevas especies. A esto se le llama especiación alopátrica .
Qué barreras son efectivas depende de cómo se propagan los organismos. Los océanos representan una barrera para los animales terrestres no voladores, pero no para la palma de coco . Otras barreras pueden ser montañas, ríos y desiertos.
La formación de montañas, la deriva continental y las edades de hielo son cambios que tardan en producirse. El flujo de genes entre poblaciones vecinas apenas está restringido durante largos períodos de tiempo. Solo cuando la barrera es lo suficientemente grande, las poblaciones pueden desarrollarse de manera diferente.
La distribución geográfica actual de especies estrechamente relacionadas o la ocurrencia de especies endémicas, así como el conocimiento de los cambios geológicos y climatológicos y la posibilidad de fecharlos permiten determinar los períodos de tiempo en los que pueden surgir nuevas especies de una especie parental.
Ejemplo:
- Deriva continental : marsupiales , fauna de Madagascar
- Edad de Hielo : especies de plantas altas alpinas estrechamente relacionadas en los Alpes y en Escandinavia , que surgieron de una población común durante la Edad de Hielo y se trasladaron con los glaciares que retrocedieron en el período cálido hacia el sur por un lado y hacia el norte como organismos adaptados a climas fríos, el "calor entre los Alpes y Escandinavia". -Barrier "no se puede superar por el momento.
Dado que el aislamiento geográfico no es un requisito obligatorio para el aislamiento reproductivo, no siempre tiene que ir acompañado de cambios morfológicos claros:
En los EE. UU. Hay especies hermanas de Drosophila que son morfológicamente indistinguibles y no se pueden cruzar. En Hawái , se pueden encontrar especies de Drosophila que están geográficamente separadas unas de otras, difieren significativamente en morfología y, sin embargo, pueden cruzarse entre sí.
Ésta es una de las razones por las que los árboles genealógicos basados únicamente en la interpretación de los hallazgos morfológicos son ambiguos y se discuten. Sin embargo, a través de investigaciones adicionales de las correspondientes especies recientes, las posibilidades de diferentes genealogías pueden ser limitadas.