Isolamento reprodutivo: mecanismos, consequências (exemplos) - Ciência - 2023

Contente

o isolamento reprodutivo ou o isolamento reprodutivo engloba diferentes mecanismos que resultam na esterilidade entre duas populações de indivíduos. Em outras palavras, o cruzamento de duas espécies isoladas reprodutivamente não produz descendentes ou os descendentes não são viáveis.

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 formação do mesmo, onde o zigoto pode morrer ou se desenvolver em um indivíduo estéril.

O processo de especiação - a formação de novas espécies - é normalmente dividido em três etapas sucessivas: primeiro, ocorre um estágio de isolamento da população, depois ocorre a divergência de certos caracteres ou traços e, por último, ocorre o isolamento reprodutivo.

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

Mecanismos de isolamento reprodutivo

Dependendo de quando as barreiras de isolamento reprodutivo atuam, elas podem ser classificadas como pré-zigóticas e pós-zigóticas. O primeiro age antes da formação do zigoto.

As barreiras pré-zigóticas incluem qualquer evento que impeça a cópula entre duas espécies, seja isolamento temporário, isolamento por habitat ou diferenciação de recursos e isolamento por comportamento ou etologia.

Nesta categoria estão também as incompatibilidades fisiológicas ou mecânicas dos órgãos sexuais das espécies que estão tentando se reproduzir.

Em contraste, as barreiras pós-zigóticas englobam todos os eventos que impedem os zigotos híbridos de desenvolver uma vida normal, pois têm baixa eficácia biológica ou ginástica.

Barreiras pré-zigóticas temporárias

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

As imagos das espécies emergem do solo, a cada 13 ou 17 anos, dependendo da espécie. Como não há sincronização de tempo, não há oportunidade de acasalamento entre as duas espécies.

Barreiras etológicas pré-zigóticas

É desse mesmo gênero, há isolamento pré-zigótico do tipo etológico. O som que cada espécie produz é único para esta espécie 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 pré-zigóticas mecânicas

O isolamento mecânico ocorre devido à incompatibilidade entre os órgãos genitais. Os órgãos sexuais se assemelham a um mecanismo de fechadura e chave, onde devem se encaixar perfeitamente. No caso de não caberem, a cópula não é bem-sucedida.

Barreiras pré-zigóticas devido à diferenciação de habitat

Este tipo de barreira ocorre quando duas espécies apresentam uma preferência acentuada por um determinado recurso. A barreira é acentuada quando ocorrem eventos de cópula nessa área.

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

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

Se qualquer uma das barreiras pré-zigóticas acima falhar, o híbrido pode sofrer as consequências do isolamento reprodutivo.

Os zigotos, produto do cruzamento de duas espécies diferentes, são conhecidos como híbridos e podem não se desenvolver ou morrer durante a vida.

Papel da seleção e deriva do gene

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

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

Gene ou deriva genética

A deriva genética é uma força evolucionária 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 gênica atua de maneiras diferentes: primeiro, a “porção” da população que permanece isolada é uma amostra não aleatória, ou seja, os alelos não são representados em proporções iguais. Então, a fixação aleatória e a perda de alelos aumentam a divergência entre as populações.

Seleção natural

Para que o processo de especiação continue, é necessário que haja diferenças genéticas muito marcantes 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 maçã e da mosca do espinheiro. As populações estão se separando porque a seleção está agindo em suas preferências na hora de escolher os alimentos.

Esta espécie realiza quase todas as etapas do seu ciclo de vida com a árvore da qual se alimenta. Por isso, um grupo de pesquisadores questionou se as moscas que parasitaram as macieiras pertenciam à mesma população das moscas espinheiro.

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

Isso ocorre porque as moscas apresentam uma preferência significativa pelo tipo de fruta. Além disso, o acasalamento ocorre na árvore, impedindo o fluxo gênico com a população da outra fruta.

Seleção sexual

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

O canto dos anfíbios é uma característica indispensável para a escolha do companheiro e em algumas espécies a frequência do canto funciona como 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 estas evoluem por seleção natural ou deriva genética.

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

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

Referências

Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Análise evolutiva. Prentice Hall
Futuyma, D. J. (2005). Evolução . Sinauer.
Gallardo, M. H. (2011). Evolução. O curso da vida. Editorial Médica Panamericana.
Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., & Garrison, C. (2001). Princípios integrados de zoologia. McGraw-Hill.
Ridley, M. (2004) Evolução. Terceira edição. Publicação Blackwell.
Soler, M. (2002). Evolução: a base da Biologia. Projeto Sul.