آليات العزل في علم الأحياء. أنواع آليات العزل، أمثلة

لا أحد ينكر أن الواقع المحيط بنا هو متناغم والكمال. لا يهم ما أو في الشخص الذي يعتقد، ولكن من حوله يرى ليس فقط الجمال والتنوع، ولكن أيضا أمر متناغم، حيث لا يوجد مكان للفوضى. ومن الواضح بشكل خاص أن هناك فائدة واضحة تتجلى في عالم الكائنات الحية. كل الضعفاء، القبيح، غير القادر على استنساخ ذرية صحية يرفضه عمل عوامل التطور، قبل كل شيء، عن طريق الانتقاء الطبيعي. وليس أقل دور في ذلك لعبت من قبل عملية بيولوجية، مثل العزلة الإنجابية.

هذا، فضلا عن أشكال أخرى من آليات الحماية التي تحمي الجينات من المجتمعات النباتية والحيوانية والبشرية، وسوف ننظر في هذه الورقة.

نقل السمات الوراثية هو العقار الرئيسي للمادة الحية

إن الاستنساخ هو أهم عملية يمكن بفضلها وجود ظاهرة الحياة على الأرض. وبصرف النظر عن مستوى تنظيمها، بدءا من أبسط وتنتهي مع الثدييات، والتسميد (في النباتات - التلقيح)، مما يؤدي إلى ظهور قابلة للحياة، والنسيج الخصيب، يحدث فقط بين الأفراد الذين ينتمون إلى السكان من نفس الأنواع البيولوجية. ومن الواضح أن هناك آليات العزلة الطبيعية التي تتحكم في الجماع أو التلقيح.

وبطبيعة الحال، لا يستبعد احتمال وجود معابر بين الفئات. وهي تحدث في الظروف الطبيعية على حد سواء، ويتم تنفيذها بشكل مصطنع - من قبل الإنسان، ولكن يؤدي دائما إلى ظهور إما ذرية مع ضعف القدرة على البقاء، أو الهجينة العقيمة. ويكفي أن نذكر البغال - من أحفاد المثليين التي تم الحصول عليها من عبور الحمار والفرس. وكما نستطيع أن نرى، تعمل بعض القوى هنا، والتي يمكن اعتبارها بعض أنواع آليات العزل. دعونا نحددها بمزيد من التفصيل.

تصنيف العمليات التي تؤدي إلى استقرار تجمع الجينات من السكان

في التدريس التطوري، الذي هو نتاج العمل العلمي المشترك من العلماء الطبيعي مثل تشارلز داروين، A.N. سيفرتسوف، G. سبنسر، والنظر في الظواهر التالية، على نطاق واسع تسهم في استقرار وجود الأنواع البيولوجية: الجغرافية والتناسلية والإيكولوجية العزلة. علم الأحياء القسم - علم الوراثة السكان، وتشارك في دراسة التغيرات التي تحدث في تجمع الجينات من مجتمعات الكائنات الحية. وهي نتيجة لعمل عوامل مثل موجات الحياة وانجراف الجينات.

ويحدد فرع البيولوجيا المذكور أعلاه دور العوامل الوقائية التي تهدف إلى الحفاظ على المحافظة على الأنماط القلبية لأفراد السكان ومنع المعابر بين السكان. بعد ذلك، سنكتشف ما هي آليات العزل التي تسمى الايكولوجية، وما هي أهميتها في الحفاظ على تكوين الجينات دون تغيير في السكان.

دور الظروف البيئية في الحفاظ على تجمع الجينات من مجتمعات الكائنات الحية

نتيجة للتطور النشوء - التطور التاريخي للأنواع، أفرادها، شكل السكان الذين يسكنون حدود إقليم معين، ودعا المنطقة. تتفاعل الكائنات النباتية والحيوانية مع العوامل البيئية، وكذلك مع المجتمعات من الأنواع الأخرى التي تعيش في إقليم معين، أي أنها تحتل مكانة بيئية معينة. وللحد من شدة المنافسة بين السكان من نفس النوع، هناك آليات عزل معينة تضمن، على سبيل المثال، وجود تناقض بين متطلبات المجموعتين بالنسبة لنوع الطعام. لذلك، خنافس البازلاء خنفساء تشكل مجموعتين من الحشرات: واحد يتغذى على بذور البازلاء، وآخر - الفاصوليا.

في الفترة التناسلية، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن المحاصيل العلف تنمو في مناطق مختلفة، والكائنات الحية من السكان اثنين لا تتداخل مع بعضها البعض.

توقيت التكاثر وأهميتها في ضمان الاستقرار الجيني للسكان

العوامل التي تعقد بشكل كبير، أو حتى قمع تماما التلقيح أو التآزر بين الكائنات الحية من فئة واحدة منهجية، وتشمل عزل الآليات التي تتحكم في توقيت تكاثر الأفراد. فعلى سبيل المثال، يرتبط ازدهار المروج المزروعة بالمروج في مصبات الأنهار بانهيار فصل الفيضانات في الربيع. النباتات التي تعيش مباشرة على الشاطئ، وخلال الفيضانات لفترة طويلة تحت الماء، تتفتح في وقت لاحق من أولئك الذين كانوا تحت تأثير المياه على المدى القصير على المدى القصير، أو على الإطلاق، لم تغمرها المياه. لأسباب واضحة، بانميكسيا (عبر التلقيح) بين النباتات التي تعيش في أماكن مختلفة من المرج غائبة، كما يحدث نضج حبوب اللقاح في أوقات مختلفة. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل العديد من السكان من المروج، تختلف من حيث وقت التكاثر.

الدور التطوري للعزلة

وقد أثبتت علم الوراثة السكانية حقيقة أن استحالة عملية تبادل الجينات بين الكائنات من مختلف الأجناس أو المجتمعات يؤدي إلى حقيقة أن أنواع مختلفة تماما من الطفرات تحدث في الأنماط الجينية للأفراد، وتيرة حدوث كل من الأليلات المهيمنة المتنحية تختلف. وهذا يؤدي إلى حقيقة أن مجموعات الجينات من السكان تختلف بشكل متزايد فيما بينها. وسيتعلق هذا التناقض، أولا وقبل كل شيء، بأشكال التكيف مع العوامل غير الحيوية للبيئة. ما الذي يعتمد عليه؟

عمل معقدة من أنواع مختلفة من العزل

وهي تقوم على آليات عزل إيكولوجية وإنجابية مترابطة. وعلم الأحياء، على وجه الخصوص، تقسيمها - نظرية التطور، يكشف عن تأثيرها على مظهر هذه العملية العالمية مثل الاختلاف، أي الاختلاف في خصائص وخصائص الكائنات الحية. انها تكمن وراء التحول الجزئي - العملية التي تؤدي إلى تكوين السلالات أولا، وبعد ذلك، والأنواع البيولوجية الجديدة في الطبيعة.

كيف تنشأ العزلة الجغرافية؟

وفي علم النبات وفي علم الحيوان على حد سواء، يولي العلماء اهتماما جديا للعامل، مما يقلل إلى ما يقرب من الصفر احتمال العبور الحر بين الأفراد من نفس النوع. وتلقى اسم العزلة الجغرافية. اتضح أن التغيير الحاد في التضاريس يصاحب بالضرورة ظهور العقبات، مما يؤدي إلى ظهور الاختلافات الأساسية في الكائنات الحية.

وهي تتعلق، أولا وقبل كل شيء، بنضج الأمشاج، وقت التجميع أو التلقيح. ويمكن الجمع بين كل هذه العوامل في مصطلح واحد - العزلة الإنجابية. ما هي العواقب المترتبة على وجود السكان؟

الاختلاف في الخصائص

وقد أثبت العلماء أن أعداد الكائنات الحية التي لها جينومات مماثلة في البداية، مع مرور الوقت، أصبحت صفات متباينة بشكل متزايد بسبب الاختفاء، كقاعدة غذائية واحدة، وإمكانية العبور الحر. فالحواجز المادية التي لا تقاوم في شكل أخطاء قارية، وارتفاعات سلاسل الجبال، وفيضانات الأنهار تعزل مجتمعات الأفراد عن بعضها البعض. هذه هي الطريقة التي تتطور فيها الطبيعة الحية. وتوضح الأمثلة الواردة أدناه العزلة الجغرافية بوصفها آلية هامة للأنواع. وهكذا، فإن مجموعات الثدييات الجرابية في أستراليا، بعد انفصالها عن قارة غوندوانا القديمة، لديها اختلافات تشريحية وفسيولوجية كبيرة من الأنواع الأوروبية الحديثة من الحيوانات التي نشأت بعد غلاسياتيون العظمى.

تشارلز داروين على آليات الانتماء

المبدع المشهور عالميا لنظرية الانتقاء الطبيعي، عالم الطبيعة الإنجليزية تشارلز داروين، قرر القوى الدافعة للتطور، مما أدى إلى ظهور فئات جديدة وأوامر وعائلات الكائنات الحية. كما وصف العلماء في كتاباته آليات العزل الجغرافية والبيئية. ومن الأمثلة على مظاهرها، استمد من الملاحظات التي ألقيت خلال رحلته الشهيرة حول العالم. رأى داروين ورسم أنواع مختلفة من الزعانف التي تعيش في جزر غالاباغوس. وكانت الطيور الاختلافات الكاردينال في شكل منقار، وحجم الجذع، وتغذية مختلف الأطعمة.

عندما عبروا بين أنفسهم، فقد الأفراد تماما قدرتها على تكوين ذرية خصبة. ووفقا للباحث، فإن المسافات الكبيرة بين الجزر والاختلافات في النباتات والحيوانات أدت إلى تكوين عدة أنواع فرعية، ثم تحولت إلى أنواع مستقلة. لقد نظرنا في اتجاه واحد أكثر من التطور، مما يؤدي إلى تشكيل أنواع بيولوجية جديدة، على طول الطبيعة الحية الحالية كلها تتقدم. الأمثلة التي نوقشت أعلاه تثبت الدور الهام للآليات المكانية التي تحول دون احتمالية المعابر بين الكائنات الحية لمختلف المجموعات السكانية، الأمر الذي يؤدي في النهاية إلى ظهور وحدات منهجية جديدة.