Isolamento reprodutivo: mecanismos, consequências (exemplos)

O isolamento reprodutivo ou isolamento reprodutivo inclui vários mecanismos que resultam em esterilidade entre duas populações de indivíduos. Em outras palavras, o cruzamento de duas espécies reprodutivamente isoladas não produz descendência ou descendência não é viável.

O isolamento pode ocorrer antes da formação do zigoto, porque as populações não compartilham habitats, porque têm preferências diferentes ou porque seus órgãos reprodutivos não são compatíveis; ou após a sua formação, onde o zigoto pode morrer ou se desenvolver em um indivíduo estéril.

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Fonte: pixabay.com

O processo de especiação – formação de novas espécies – geralmente é dividido em três etapas sucessivas: primeiro ocorre um estágio de isolamento das populações, depois ocorre a divergência de certos caracteres ou características e, finalmente, ocorre o isolamento reprodutivo.

Uma vez eliminado o fluxo de genes entre essas duas populações, ocorre o isolamento evolutivo.

Mecanismos de isolamento reprodutivo

Dependendo do momento em que as barreiras do isolamento reprodutivo atuam, elas podem ser classificadas em pré-zigóticos e pós-zigóticos. O primeiro ato antes da formação do zigoto.

Barreiras pré-zigóticas incluem qualquer evento que evite a relação sexual entre duas espécies, chamado isolamento temporário, isolamento do habitat ou diferenciação de recursos e isolamento do comportamento ou da etologia.

Nesta categoria também estão a incompatibilidade fisiológica ou mecânica dos órgãos sexuais das espécies que estão tentando se reproduzir.

Por outro lado, as barreiras pós-zigóticas abrangem todos os eventos que impedem que os zigotos híbridos desenvolvam uma vida normal, pois apresentam baixa eficiência biológica ou de condicionamento físico.

Barreiras Prezigóticas Temporárias

Um exemplo de isolamento temporário ocorre em insetos do gênero Magicicada. Nestas cigarras, há uma espécie com um ciclo de vida de 13 anos e outra espécie cujo ciclo se estende até 17 anos.

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As imagens das espécies emergem da terra, a cada 13 ou 17 anos, dependendo da espécie. Como não há sincronização temporária, não há oportunidade para acasalar entre as duas espécies.

Barreiras etológicas pré-zigoticas

É esse mesmo gênero, há isolamento prézigótico do tipo etológico. O som produzido por cada espécie é único e não pode ser reconhecido por outras.

Embora ocorra o encontro de dois indivíduos de sexos diferentes, eles não serão reconhecidos como potenciais parceiros sexuais.

Barreiras Mecânicas Prezigóticas

O isolamento mecânico ocorre devido à incompatibilidade entre os órgãos genitais. Os órgãos sexuais se assemelham a um mecanismo de chave e fechadura, onde devem se encaixar perfeitamente. Caso não se encaixem, a relação sexual não é bem sucedida.

Barreiras pré-zigóticas devido à diferenciação de habitat

Esse tipo de barreira ocorre quando duas espécies exibem uma preferência acentuada por um determinado recurso. A barreira é acentuada quando ocorrem eventos de acoplamento nessa área.

Por exemplo, salamandras do gênero Ambystoma têm membros que se reproduzem em lagoas, e estes não se cruzam com indivíduos que se reproduzem em riachos.

Barreiras pós-zigóticas: mortalidade, inviabilidade e esterilidade de híbridos

Se alguma das barreiras pré-zigóticas anteriores falhar, o híbrido poderá sofrer as consequências do isolamento reprodutivo.

Os zigotos resultantes do cruzamento de duas espécies diferentes são conhecidos como híbridos e podem não se desenvolver ou morrer no decorrer de sua vida.

Papel da seleção e desvio genético

Do ponto de vista da genética, as barreiras à reprodução podem basear-se em: divergência genética, incompatibilidade citoplasmática ou divergência citológica.

Para que a evolução das barreiras reprodutivas ocorra, as seguintes forças devem estar presentes: seleção natural e desvio de genes. Eles agem quando o fluxo gênico em duas populações de uma espécie é reduzido.

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Gene ou deriva genética

A deriva genética é uma força evolutiva que fixa aleatoriamente certos alelos, enquanto outros – pelas mesmas razões estocásticas – desaparecem da população. Esse mecanismo tem efeitos mais pronunciados quando atua em pequenas populações (com poucos indivíduos).

Quando duas populações são isoladas, a deriva genética age de maneiras diferentes: primeiro, a “porção” da população isolada é uma amostra não aleatória, ou seja, os alelos não são representados na mesma proporção. Então, a fixação e a perda aleatória de alelos aumentam a divergência entre as populações.

Seleção natural

Para que o processo de especiação continue, é necessário que haja diferenças genéticas muito acentuadas entre as populações estudadas. A seleção natural tem um efeito importante no desenvolvimento dessa divergência se as populações ocuparem um novo ambiente.

Um exemplo clássico para ilustrar o papel da seleção natural é a especiação da mosca da maçã e do espinheiro. As populações estão se separando conforme a seleção está agindo de acordo com suas preferências ao escolher alimentos.

Esta espécie realiza quase todas as etapas do seu ciclo de vida ao lado da árvore em que se alimenta. Portanto, um grupo de pesquisadores perguntou se as moscas que parasitavam macieiras pertenciam à mesma população de moscas de espinheiro.

Para testar essa hipótese, os pesquisadores aplicaram uma técnica chamada “eletroforese de proteínas” e concluíram que havia diferenças estatisticamente significativas entre as moscas que viviam em diferentes árvores.

Isso ocorre porque as moscas mostram uma preferência importante por seu tipo de fruta. Além disso, o acasalamento ocorre na árvore, impedindo o fluxo de genes com a população das outras frutas.

Seleção sexual

Seleção sexual refere-se aos personagens envolvidos no processo de obtenção de um parceiro. A maneira ou os elementos-chave que um indivíduo usa para escolher seu parceiro parecem ser a chave para a diferenciação entre populações e funcionam como uma barreira.

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As canções nos anfíbios são uma característica indispensável para a eleição do casal e, em algumas espécies, a frequência da música atua como uma barreira reprodutiva. Da mesma forma, a coloração desempenha um papel fundamental no isolamento reprodutivo de uma determinada classe de peixes.

Consequências

A consequência do isolamento reprodutivo é a especiação – formação de novas espécies. Barreiras de isolamento reprodutivo ocorrem após a separação de duas populações e evoluem através da seleção natural ou desvio de genes.

Por sua vez, a conseqüência da especiação é a enorme diversidade nas diferentes linhagens de organismos vivos. Nos táxons que têm reprodução sexual, cada ramo de sua árvore filogenética representa um evento de especiação, onde cada população foi isolada reprodutivamente.

Assim, a especiação é considerada como a ponte entre microevolução e macroevolução.

Referências

  1. Freeman, S. e Herron, JC (2002). análise evolutiva . Prentice Hall
  2. Futuyma, DJ (2005). Evolução . Sinauer
  3. Gallardo, MH (2011). Evolução O curso da vida . Editorial médico pan-americano.
  4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC e Garrison, C. (2001). Princípios integrados de zoologia . McGraw-Hill
  5. Ridley, M. (2004) Evolution. Terceira edição Publicação de Blackwell.
  6. Soler, M. (2002). Evolução: a base da biologia . Projeto Sul

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