CÁCH NHIỆT SINH THÁI: CƠ CHẾ VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC - 2025

Sự cách ly hữu cơ là một cơ chế giúp tránh được sự giao phối giữa hai loài có thể tạo ra con lai. Con lai là kết quả của sự hỗn hợp của hai cá thể thuộc các loài khác nhau.

Ví dụ, con la hay con la là một loài động vật lai có nguồn gốc là kết quả của sự lai giữa lừa (Equus africanus asinus) với ngựa cái (Equus ferus caballus). Con vật này chia sẻ một số đặc điểm với cả hai loài bố mẹ.

Hình 1. Con la. Nguồn: Pixabay.com

Ngoài ra, hinny là một loài lai tạo là kết quả của việc lai giữa lừa với ngựa. Con la và con hinnies có các gen khác nhau. Con la là một con vật khỏe và lớn hơn con la, và cả hai hầu như luôn luôn vô sinh. Trong một số trường hợp hiếm hoi về khả năng sinh sản của la và hinnies, con non yếu và rất nhẹ cân, có rất ít cơ hội sống sót.

Có 5 quá trình cách ly sinh thái phục vụ chức năng ngăn cản hai loài khác nhau có con lai hoặc con lai: cách ly sinh thái, cách ly tạm thời, cách ly tập tính, cách ly không gian và cách ly cơ học / hóa học.

Cơ chế cách ly sinh thái

Cách li sinh thái hoặc môi trường sống là một trong 5 cơ chế cách li ngăn cản sự giao phối giữa các loài khác nhau, trước khi hình thành hợp tử hoặc trứng (cơ chế cách li tiền sinh vật).

Cơ chế này xảy ra khi hai loài có thể lai tạp về mặt di truyền có rào cản sinh sản vì chúng sống ở các khu vực khác nhau. Đây là cách các quần thể khác nhau có thể chiếm cùng một lãnh thổ nhưng sống trong các môi trường sống khác nhau, và do đó không gặp nhau về mặt vật lý.

Ngoài các cơ chế cách ly khác, cách ly sinh thái tránh tạo ra các loài lai không có lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của quần thể sinh vật, vì hầu hết các cá thể lai là bất dục, tức là chúng không có khả năng sinh sản.

Các loài tham gia vào phép lai được coi là có chi tiêu năng lượng không thành công. Ngoài ra, các cơ chế cách ly sinh sản này đóng một vai trò chọn lọc quan trọng trong quá trình xác định.

Đặc điểm là quá trình hình thành loài mới. Quá trình xác định loài là quá trình hình thành nên sự đa dạng của sinh vật hay sự đa dạng sinh học.

Ví dụ về cách nhiệt sinh thái

Dưới đây là một số ví dụ về cách nhiệt sinh thái.

Cách ly sinh thái ở động vật có vú

Ở Ấn Độ có hổ (Panthera tigris) và sư tử (Panthera leo), hai loài cùng họ (Felidae), có khả năng lai tạo.

Tuy nhiên, hổ sống trong rừng rậm và sư tử sống ở đồng cỏ; vì hai loài sống trong các môi trường sống khác nhau, cuộc gặp gỡ thể chất của chúng không xảy ra. Mỗi loài, cả sư tử và hổ, đều bị cô lập trong môi trường sống của chúng.

Cách ly sinh thái ở côn trùng

Nhóm Anopheles maculipennis bao gồm 6 loài muỗi, một số loài có liên quan đến việc truyền bệnh sốt rét. Mặc dù 6 loài này rất giống nhau và không thể phân biệt được về mặt hình thái, chúng hiếm khi có thể tạo ra con lai, bởi vì chúng bị cô lập để sinh sản và giao phối, một phần do sinh sản trong các môi trường sống khác nhau.

Trong khi một số loài Anopheles maculipennis sinh sản ở nước lợ, những loài khác lại sinh sản ở nước ngọt. Trong số các loài giao phối ở vùng nước ngọt, có một số loài giao phối ở vùng nước chảy và những loài khác thích vùng nước tù đọng.

Cách ly sinh thái ở chim

Một trong những ví dụ được trích dẫn nhiều nhất về sự cách ly sinh thái là trường hợp của hai loài chim có quan hệ họ hàng gần gũi với chi Turdus, chẳng hạn như chim đen thường (Turdus merula) và chim đen mũ trắng (Turdus torquatus).

Hình 2. Chim đen thường đực. (Turdus merula). Nguồn: AnemoneProjectors

Quần thể T. merula, một loài sống ở các khu vực cây gỗ trong rừng và vườn đô thị, được phân lập về mặt sinh thái với T. torquatus, một loài sinh sản ở các vùng núi cao. Do đó, cơ hội của những loài này tạo ra một con lai thực tế là không.

Hình 3. Chim đen mũ trắng (Turdus torquatus). Nguồn: Andrej Chudý từ Slovakia

Cách ly sinh thái ở lưỡng cư

Sự cách ly sinh thái sinh sản cũng được quan sát thấy ở các loài ếch khác nhau. Một trong nhiều ví dụ về trường hợp này được tìm thấy ở Bắc Mỹ.

Ở Bắc Mỹ, quần thể ếch chân đỏ phương bắc (Rana aurora) bị cô lập với quần thể ễnh ương châu Mỹ (Rana catesbeiana), vì những người bạn tình trước đây sống trong những dòng nước chảy nhanh, phù du và loài sau này làm như vậy. làm trong giếng hoặc ao vĩnh viễn.

Ở Úc, ếch cây thánh giá (Notaden bennettii) và ếch cây sa mạc (Litoria rubella) được tìm thấy trong môi trường sa mạc. Tuy nhiên, chúng rất khó giao phối vì ếch cây thánh giá sống dưới mặt đất và chỉ di chuyển lên bề mặt khi trời mưa, trong khi ếch cây sa mạc là một loài cây.

Cách ly sinh thái ở cá

Một ví dụ thú vị khác về kiểu cách ly sinh thái sinh thái này được quan sát thấy ở cá gai thuộc họ Gasterosteidae. Những con cá này có cơ thể thon dài và mịn (fusiform), với 2 đến 16 gai ở vùng lưng và không có vảy, mặc dù một số loài có một loại giáp mảng xương.

Trong khi các loài cá thuộc họ cá nước ngọt Gasterosteidae sống ở vùng nước chảy quanh năm, các loài cá sống ở biển vào mùa đông lại di cư đến các cửa sông vào mùa xuân và mùa hè để giao phối.

Trong trường hợp này, yếu tố hoạt động như một rào cản sinh sản ngăn cản hai nhóm giao phối với nhau là sự thích nghi với các nồng độ muối khác nhau.

Cách nhiệt sinh thái trong thực vật

Một ví dụ khác về sự cách ly sinh thái xảy ra trong trường hợp của hai loài cây nhện thuộc chi Tradescantia, cây nhện Ohio (Tradescantia ohiensis) và cây nhện ngoằn ngoèo (Tradescantia subaspera).

Cả hai loài thực vật đều sống ở các khu vực địa lý chung, nhưng không thể giao phối với nhau do sự khác biệt về môi trường sống. T. ohiensis phát triển ở những nơi nhiều nắng, trong khi T. subaspera thích những nơi râm mát, ít nắng.

Ngoài ra, những loài cây này nở hoa vào các thời điểm khác nhau trong năm, tức là chúng cũng thể hiện sự cô lập tạm thời.

Chúng ta có thể kết luận rằng trong sự cách ly sinh thái, sự tách biệt của các nhóm sinh vật xảy ra do những thay đổi trong hệ sinh thái của chúng hoặc những thay đổi của môi trường mà chúng sống.

Người giới thiệu

1. Bradburd, GS, Ralph, PL và Coop, GM (2018). Phân biệt ảnh hưởng của cách li địa lý và sinh thái đối với sự khác biệt di truyền. 67 (11): 3258-3273. doi: 10.1111 / evo.12193
2. Fraser, IC, Morrison, AK, McC Hogg, A., Macaya. EC, van Sebille, E. và tất cả. (2018). Sự cô lập sinh thái của Nam Cực sẽ bị phá vỡ bởi sự phân tán và ấm lên do bão. Biến đổi khí hậu tự nhiên. 8: 704–708.
3. Grey, LN, Barley, AJ, Poe, S., Thomson, RC, Nieto - Montes de Oca, A. và Wang, IJ (2018). Phylogeography của một quần thể thằn lằn rộng rãi phản ánh các kiểu cách ly cả về địa lý và sinh thái. Biểu ngữ sinh thái phân tử. doi: 10.1111 / mec.14970
4. Hodges, SA và Arnold, ML (2018). Phân lập hoa và sinh thái giữa Aquilegia formosa và Aquilegia pubescens. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ. 91 (7): 2493-2496. Doi: 10.1073 / pnas.91.7.2493
5. Schaefer, M. (1972). Sự cô lập về hệ sinh thái và tầm quan trọng của cạnh tranh, được minh chứng bởi mô hình phân bố của các lycosid của cảnh quan ven biển. Khoa tử cung. 9 (2): 171-202. doi: 10.1007 / BF00345881