4 что такое географическая изоляция приведите примеры

Преимущества, недостатки и примеры географической изоляции

географическая изоляция это термин, используемый в эволюционной биологии и экологии для обозначения пространственного разделения группы организмов. Это может произойти из-за природных явлений, таких как изменения в геологии региона или искусственных сооружений.

В большинстве случаев виды изолируются наличием естественных барьеров различных типов, в том числе океанов, озер, гор, что может резко сократить контакты между особями популяции..

Как только две группы людей разделяются, две среды, которым они были подвержены, оказывают различное избирательное давление на людей, заставляя их идти по разным эволюционным путям..

Эволюционные силы естественного отбора и дрейфа генов вызовут изменения в частотах аллелей новых групп, отличая их от родительской популяции..

В зависимости от величины разделения и продолжительности, может происходить событие видообразования: образование новых видов, что увеличивает разнообразие группы..

Точно так же изоляция может также привести к исчезновению группы особей либо из-за отсутствия генетического разнообразия, либо из-за процессов инбридинга..

• 1 Преимущества и недостатки
  • 1.1 Спецификация
  • 1.2 Аллопатрическое видообразование
  • 1.3 Вымирание
• 2 примера
  • 2.1 Выделение и видообразование в белке антилопы в Большом каньоне Колорадо
  • 2.2 Выделение и видообразование у рыб реки Конго
• 3 Ссылки

Преимущества и недостатки

Географическая изоляция организмов может быть переведена в два процесса: видообразование, где появляются новые виды, или исчезновение группы, которая пережила изоляцию.

Далее мы подробно опишем каждый из процессов, понимая видообразование как «преимущество», поскольку оно увеличивает разнообразие и исчезновение как «недостаток»:

видообразование

Процесс формирования новых видов представляет интерес для биологов-эволюционистов. Орнитолог Эрнст Майр внес огромный вклад в описание этого явления. По словам Майра, на видообразование влияют два фактора: изоляция и генетическая дивергенция участвующих лиц..

Во-первых, чтобы две популяции могли дифференцироваться в достаточной степени, чтобы считаться видами, поток генов между ними должен быть прерван. Другими словами, они не должны воспроизводить.

Во-вторых, генетическая дивергенция должна проявляться в течение периода изоляции таким образом, чтобы, если люди снова встретятся — из-за разрушения барьера, который первоначально их разделял, — процесс размножения не будет эффективным, и у их потомков будет фитнес относительно ниже, чем их родители.

Эффективность процесса географической изоляции для создания видообразования зависит от нескольких факторов, присущих разделяющей группе, таких как способность двигаться.

Аллопатрическое видообразование

Событие географической изоляции, которое приводит к процессам видообразования посредством отделения непреодолимого барьера, называется аллопатрическим видообразованием, термин, происходящий от греческих корней, который буквально означает «в другой стране».

Как только виды физически изолированы, они сталкиваются с различными условиями окружающей среды и избирательным давлением, которое ведет их по различным эволюционным путям..

Возьмите в качестве гипотетического примера популяцию ящериц, которая изолирована рекой, климатические условия на левой стороне могут быть более прохладными, чем на правой стороне. Таким образом, механизмы естественного отбора и дрейфа генов будут действовать независимо, что приведет к прогрессирующей дифференциации ящериц.

Таким образом, индивидуумы приобретают различные характеристики, экологические, этологические, физиологические, среди прочих, по сравнению с родительскими видами. В том случае, когда изолирующий барьер был достаточным, чтобы успокоить событие видообразования, не должно быть никакого потока генов, если два получающихся вида снова собираются вместе.

Среди биологов существует консенсус, подтверждающий важность аллопатрического видообразования для генерации новых видов, поскольку он эффективно ограничивает поток генов между организмами..

вымирание

Когда разделение людей происходит из-за барьеров, которые не могут быть преодолены, некоторые группы могут исчезнуть.

При отделении от родительских видов разнообразие группы может быть низким, и оно может не адаптироваться к новым нагрузкам, вызванным новой средой, с которой они сталкиваются..

Точно так же, если население, которое было разделено, представлено небольшим количеством людей, инбридинг (скрещивание между близкими родственниками) может иметь негативные последствия.

Сам Чарльз Дарвин уже знал о негативных последствиях инбридинга для естественных популяций. При скрещивании близких родственников существует большая вероятность того, что определенные вредные аллели экспрессируются.

Например, если в семье есть ген для определенной патологии, который экспрессируется только тогда, когда у индивидуума есть оба аллеля (гомозиготный рецессивный) и скрещивание двух братьев и сестер, существует большая вероятность того, что потомство несет оба аллеля для заболевания, в отличие от скрещивание с человеком, который не несет указанный вредный аллель.

Аналогичным образом, когда человеческие конструкции лишают животных возможности путешествовать в желаемые места, их популяция может уменьшаться из-за недостатка пищи..

примеров

Выделение и видообразование в белке антилопы в Большом каньоне Колорадо

В Гранд-Каньоне находится формация необычайных размеров, которая в течение 2000 лет ваялась рекой Колорадо. Это расположено в северной Аризоне Соединенных Штатов.

В этом регионе есть два вида белки, которые, согласно исследованиям, являются продуктом аллопатрического видообразования. Один из видов обитает в левом регионе, а другой в правом, на минимальном расстоянии друг от друга. Тем не менее, два вида не способны пересечь.

Напротив, виды, которые имеют способность свободно перемещаться по обеим сторонам каньона, не показали никаких признаков видообразования..

Выделение и видообразование у рыб реки Конго

Может быть трудно применить концепции, описанные для водных видов до сих пор. Однако это возможно.

Цихлиды — это семейство рыб, которые характеризуются огромным разнообразием в реке Конго. Эта особенность привлекла внимание ихтиологов, которые пытались понять, почему река была заселена столь многими видами и какие факторы способствовали массовым событиям видообразования.

Изучив конформацию реки, ученые пришли к выводу, что гидрология реки, вызванная ее турбулентными водами, функционировала в качестве барьеров, препятствующих контакту — и, следовательно, потоку генов — видов рыб, которые были очень близко.

Источник

4 что такое географическая изоляция приведите примеры

Подробное решение Раздел стр. 144 по биологии для учащихся 9 класса, авторов С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, И.Б. Агафонова, Н.И. Сонин 2016

Вопрос 1. Представьте в виде схемы многообразие элементарных эволюционных факторов.

К элементарным эволюционным факторам относят: мутационный процесс, дрейф генов, популяционные волны и изоляция.

Вопрос 2. Какую роль играют мутации в процессе эволюции?

Источником наследственной изменчивости являются мутации. В ходе полового размножения мутации могут широко распространяться в популяциях. Большинство организмов гетерозиготно по многим генам, т. е. в его клетках парные хромосомы несут разные аллели одного и того же гена.

Мутационный процесс – источник резерва наследственной изменчивости популяций. Поддерживая высокую степень генетического разнообразия популяций, он создаёт основу для действия естественного отбора.

Вопрос 3. В чём проявляется относительность полезности и вредности мутаций? Приведите примеры.

Для понимания эволюционных преобразований важно помнить, что мутации, вредные в одних условиях, могут повышать жизнеспособность в других условиях среды. Мутация, обусловливающая недоразвитие или полное отсутствие крыльев у насекомых, безусловно, вредна в обычных условиях, и бескрылые особи быстро вытесняются нормальными. Но на океанических островах и горных перевалах, где дуют сильные ветры, такие насекомые имеют преимущество перед особями с нормально развитыми крыльями.

Вопрос 4. Какие процессы приводят к изменению частоты встречаемости генов в популяциях?

Природные катастрофы – лесные или степные пожары, наводнения и т. п. – вызывают массовую неизбирательную гибель организмов, особенно малоподвижных форм (растения, моллюски, рептилии, земноводные и др.). Особи, избежавшие гибели, остаются в живых благодаря чистой случайности. В популяции, пережившей катастрофическое снижение численности, частоты генов будут иными, чем в исходной популяции. Вслед за спадом численности в оставшейся немногочисленной группе начинается массовое размножение. Генетический состав этой группы определит структуру всей популяции в период её расцвета. При этом некоторые мутации могут совсем исчезнуть, а концентрация других – резко повыситься.

Вопрос 5. Почему разные популяции одного и того же вида отличаются по частоте встречаемости различных вариантов генов?

В разных популяциях одного вида частота мутантных генов неодинакова. Практически нет двух популяций с совершенно одинаковой частотой встречаемости мутантных признаков. Эти различия могут быть обусловлены тем, что популяции обитают в неодинаковых условиях внешней среды. Направленное изменение частоты генов в популяциях обусловлено действием естественного отбора. Но и близко расположенные, соседние популяции могут отличаться друг от друга столь же значительно, как и далеко расположенные. Это объясняется тем, что в популяциях ряд процессов приводит к так называемому дрейфу генов – ненаправленному, случайному изменению частоты генов, или, другими словами, их генетической структуры.

Вопрос 6. Приведите пример географической изоляции популяций в регионе, где вы проживаете.

Река, протекающая на территории района, разделяет популяцию хвоща приречного.

Вопрос 7. Что такое микроэволюция?

Изменения популяций в ходе естественного отбора, ведущие к видообразованию, называют микроэволюцией.

Источник

приведите примеры географической изоляции

Ответы 1

Географическую изоляцию создают большие расстояния между ареалами, занимаемыми популяциями, водные препятствия, препятствия на суше, образование гор. Допустим, что в таких случаях какая-либо популяция одного вида продолжительное время не имеет связи с другими популяциями, относящимися к этому виду. В связи с тем, что к этой популяции не присоединяются особи из соседних популяций, её генофонд теперь становится независимым. Естественно, что и в ней, как и в других популяциях данного вида, могут возникать новые мутации. В результате естественного отбора среди них накапливаются аллели, соответствующие этим условиям. Продолжающаяся длительное время географическая изоляция популяции приводит в конечном итоге к биологической изоляции, т. е. к нескрещиваемости с особями других популяций этого вида.

Примеры образования новых видов вследствие географической изоляции весьма многочисленны.

Например, в озере Байкал существуют многочисленные виды моллюсков, ракообразных, рыб и червей, которые нигде больше не встречаются. Это объясняется, главным образом, тем, что 20 млн лет назад озеро Байкал было отделено от других водных бассейнов в результате образования гор. Точно так же обитающий в Сырдарье и Амударье вид рыб — лжелопатонос — появился в результате географической изоляции. Лжелопатонос относится к древним осетровым, и близкие к нему виды рыб встречаются в реке Миссисипи (Северная Америка).

Наглядным примером видообразования в направлении географической изоляции является также род хлопчатника. Виды этого рода отделялись друг от друга начиная с мелового периода и распространились по Америке, Азии и Австралии.

Источник

Географическая изоляция

Географическая изоляция — это пространственная, территориальная, климатическая изоляция, возникающая вследствие прекращения миграции (потока генов) и панмиксии географическими преградами. В качестве географических преград могут выступать океанические и морские проливы, реки для сухопутных организмов и суша — для водных.

Биологическая изоляция — это биологические барьеры межпопуляционному скрещиванию. Известны два механизма репродуктивной изоляции: презиготические и постзиготические. Презиготические механизмы препятствуют скрещиванию индивидов различных популяций и тем самым исключают возможность появления гибридного потомства. В презиготической изоляции выделяют следующие формы:

Экологическая изоляция — изоляция вследствие экологического разобщения. Популяции живут на общей территории, но в различных местах обитания и поэтому друг с другом не встречаются. В горах обычны два вида традесканции: один на скалистых вершинах, другой — в тенистых лесах.

Временная изоляция — изоляция вследствие разновременности половой активности или цветения. Максимум кладок серебристой чайки приходится на последнюю треть апреля, а у восточной клуши — не раньше середины мая.

Этологическая изоляция — неспаривание вследствие различий в сексуальном поведении (в ухаживании, пении, танцах, свечении, демонстрациях). Брачная окраска, поведение и сигналы самцов воспринимаются только самками того же вида. У млекопитающих важную роль играют химические сигналы.

Механическая изоляция — безрезультатность спаривания вследствие разного строения половых органов. Межвидовые спаривания у дрозофилы приводят к травмам и даже к смерти партнеров. Шалфеи различаются строением цветка и поэтому опыляются разными видами пчел.

Гаметическая изоляция — отсутствие таксиса между гаметами или же гибель микрогамет в половых путях самки или в рыльцах цветков. Постзиготическая репродуктивная изоляция возникает вследствие:

нежизнеспособность гибридов: зигота развивается в гибрид, обладающий пониженной жизнеспособностью (гибнет зародыш на разных стадиях развития, гибнет молодой организм, гибрид не достигает половой зрелости);

стерильность гибридов: гибриды жизнеспособны, но они не образуют полноценных гамет;

вырождение гибридов — разрушение гибридов: гибриды дают потомков, жизнеспособность и плодовитость которых понижена.

У растений репродуктивная изоляция заключается в следующем:

Пыльца другого вида не прорастает на рыльцах цветков другого вида.

Пыльца прорастает, но пыльцевые трубки растут медленно.

Оплодотворение происходит, но зародыш гибнет на разных стадиях эмбриогенеза и жизнеспособное семя не образуется.

Пыльники у гибридов недоразвиты, либо они не открываются.

Происходит нарушение мейоза при образовании гамет.

Значение изоляции: нарушает панмиксию, усиливает в изолятах инбридинг, закрепляет генотипическую дифференцировку, усиливает генотипическую дифференцировку, ведет к формированию нескольких популяций из одной исходной.

Дрейф генов – это случайное повышение частоты какого-то аллея в результате нескольких совпадающих событий, имеющих стохастический характер. Дрейф генов характерен для редко встречающихся признаков (или болезней), которые не отметаются отбором, из-за него патологические гены могут долго сохраняться в роду или в небольшой по размеру популяции.

Тип: Круглые черви (Nemathelminthes)

Класс: Собственно круглые черви (Nematoda)

Морфология: Передний конец тела этого червя вытянут. В нем находится только пищевод. Задняя часть тела утолщена, здесь располагаются кишка и половая система. Общая длина паразита 3—5 см. Яйца светлые овальные, прозрачные, с двумя характерными пробочками, длиной до 50 мм.

Цикл развития: Власоглав поселяется в слепой и восходящей части толстой кишки, прикрепляясь к стенке передним концом тела и питаясь кровью и тканевой жидкостью из глубоких слоев слизистой оболочки. Яйца, выводимые с фекалиями, в почве достигают инвазионности за 3—4 недели.

Пути заражения :Заражение человека осуществляется при проглатывании инвазионных яиц. Половой зрелости паразиты достигают в кишке уже через несколько недель. Патогенное действие власоглава связано с интоксикацией хозяина продуктами жизнедеятельности и с нарушением функции кишечника. При массивной инвазии, возможны местные воспалительные явления, а также головные боли, головокружение и даже судороги.

В связи с тем что власоглав не питается содержимым кишечника и плотно прикреплен к его стенке, выведение этого паразита из организма человека более сложно по сравнению с многими другими геогельминтами.

4.Почему мужчины более предрасположены к облысению чем женщины? — ген облысения у муж доминантный.

Облысение – это обусловленная генами особенность мужчин, передается из поколения в поколение. Основной причиной облысения является тестостерон (мужской половой гормон), воздействующий на волосяные луковицы. Луковицы слабеют, волосы выпадают, каждый последующий волос становится все тоньше и тоньше, процесс роста волос прекращается.

Лысеть мужчины начинают в лобной и теменной зонах – там больше всего рецепторов, чувствительных к тестостерону. Их количество передается от деда или дядьки по материнской линии, избежать потери волос, если это генетически заложено – нельзя

Источник