გენეტიკური იზოლაცია და ევოლუცია

ახალი სახეობის გაჩენა მნიშვნელოვანი მოვლენაა ევოლუცია. როგორც წესი, ეს ნელი პროცესია, როდესაც ორი პოპულაცია თანდათან უფრო და უფრო განსხვავდება ერთმანეთისგან, სანამ ვეღარ შეძლებენ შეჯვარებას.

იმისათვის, რომ პოპულაციები ასე დაშორდნენ, ისინი უნდა იყვნენ გენეტიკურად იზოლირებული - სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ისინი იშვიათად ან არასდროს უნდა დაწყვილდნენ ერთმანეთთან.

გარეშე გენეტიკური იზოლაცია ევოლუციაში შეჯვარება გამოიწვევს გენების გაცვლას პოპულაციებს შორის და მინიმუმამდე შემცირდება მათ შორის განსხვავებები, რათა ისინი არ დაშორდნენ.

პოპულაციები შეიძლება გენეტიკურად იზოლირდნენ ერთმანეთისგან რამდენიმე სხვადასხვა გზით.

უმარტივესი სახის გენეტიკური იზოლაცია ხდება ალოპატრია, ან გეოგრაფიული გამიჯვნა, სადაც ორი პოპულაცია გამოყოფილია გარკვეული სახის ფიზიკური ბარიერით, ამიტომ მათ ვერ შეძლებენ ინდივიდების გაცვლას და დაწყვილებას.

თუ მცენარის თესლი ქარმა გაიტაცა და მისი მშობლიური მცენარედან ასობით კილომეტრის მოშორებით დასრულდა, მაგალითად, ის იპოვის ახალ მოსახლეობას, რომელიც ვერ შეერევა ძველს, რადგან ისინი ძალიან შორს არიან გარდა. ახლა ორ პოპულაციას შეუძლია თანდათან დაიშალა და განვითარდეს, სანამ ისინი იმდენად განსხვავდებიან, რომ ისინი სხვადასხვა სახეობაა.

ყველაზე ცნობილი მაგალითია გალაპაგოსის კუნძულების ფინჯნები.

ფინჩებს მხოლოდ ძალიან იშვიათად შეუძლიათ ერთი კუნძულიდან მეორეზე გადასვლა ოკეანის წყლის გამო სხვადასხვა კუნძულებზე მოსახლეობა მეტწილად იზოლირებულია და თანდათანობით გადაიქცა ცალკე სახეობები.

ზოგჯერ დაწყვილებას ფიზიკური ბარიერები არ აქვს, მაგრამ მოსახლეობას შეუძლია თანდათანობით დაიყოს გენეტიკურად იზოლირებულ ჯგუფებად, რადგან ადამიანები უფრო მეტად წყდებიან მეზობლებთან. ამგვარ პროცესს ეწოდება პარაპატრული სპეციაცია.

ერთი დაფიქსირებული მაგალითია Anthoxanthum odoratumან კამეჩის ბალახი. ბალახის ზოგიერთი სახეობა უფრო მეტად იტანს მძიმე მეტალების დაბინძურებას, ვიდრე სხვები და ამიტომ შეიძლება გაიზარდოს დაბინძურებული ნიადაგის მქონე მაღაროებთან.

მიუხედავად იმისა, რომ ამ ჯიშებს თეორიულად შეეძლოთ კამეჩის ბალახს სხვა დაბინძურებული რეგიონების შეჯვარება, პრაქტიკაში ისინი ჩვეულებრივ იქცევიან მრავლდება ექსკლუზიურად ახლო მეზობლებთან, ამიტომ მაღაროებთან ახლოს აყვავებული ჯიშები თანდათან განსხვავდება სხვათაგან პოპულაციები.

შიგნით სიმპათიური სპეციაცია, ქვე-პოპულაცია თანდათან ხდება გენეტიკურად იზოლირებული, რადგან ის იყენებს ახალ რესურსს მის გარემოში.

ყველაზე გავრცელებული მაგალითია ვაშლის მაგოტი. თავდაპირველად, ეს ბუზები კვერცხებს დებდნენ მხოლოდ კუნთებზე, მაგრამ როდესაც ამერიკელმა კოლონისტებმა შემოიტანეს ვაშლის ხეები, ბუზებმაც დაიწყეს კვერცხების დადება.

ზოგადად, ამ სახეობის ქალებს მოსწონთ კვერცხის დადება იმავე სახის ხილზე, რომელზეც გაიზარდნენ, და მამაკაცი უპირატესობას ანიჭებს ქალებს, რომლებსაც მოსწონთ მათი ტიპის ნაყოფი. ასე რომ, კუნელებზე გაზრდილი ქალი და მამაკაცი ერთმანეთს ეწყვილება, მაგრამ არა ვაშლზე გაზრდილი მამაკაცი და ქალი.

დროთა განმავლობაში, ამ შეღავათებმა თანდათანობით გამოიწვია ორი ცალკეული ქვე-პოპულაცია, რომლებიც გენეტიკურად განსხვავდებიან ერთმანეთისგან, მიუხედავად იმისა, რომ მათ აქვთ იგივე ტერიტორია.

მას შემდეგ, რაც ორი პოპულაცია გამოიყოფა გენეტიკურად, მათ შეუძლიათ ერთმანეთისაგან განსხვავებები ორი მექანიზმიდან: ბუნებრივი გადარჩევა ან გენეტიკური დრეიფი. ეს ასევე არის რეპროდუქციული იზოლაციის მაგალითი.

• Ბუნებრივი გადარჩევა: გარემოზე ზეწოლა, როგორიცაა დაავადებები ან შეზღუდული რესურსები, უზრუნველყოფს რომ გარკვეული გენების მქონე პირებს უფრო მეტი შთამომავლობა დატოვონ ვიდრე სხვები. შესაბამისად, ეს გენები დროთა განმავლობაში უფრო მეტად გვხვდება პოპულაციაში.
• გენეტიკური დრეიფი: შემთხვევითი მოვლენა, როგორიცაა ქარიშხალი, არაელექტიურად ასუფთავებს ინდივიდებს ისე, რომ ზოგიერთი გენი უფრო გახდება გავრცელებული, ზოგი - აღმოიფხვრა - არა იმიტომ, რომ ეს გენები სხვებზე უკეთესია ან უარესი, არამედ იმიტომ, რომ შემთხვევითი მოვლენა განადგურდა ინდივიდებს მათი ტარება.
  

გენეტიკური დრიფტის ერთ-ერთი საერთო მაგალითია დამფუძნებლის ეფექტი, სადაც რამდენიმე პიროვნება თავს იჩენს და ქმნის ახალ მოსახლეობას. მაშინაც კი, თუ გენი, რომელთაც ეს ინდივიდები ატარებენ, იშვიათი იყო ძველ პოპულაციაში, ახლა ისინი ახალში გავრცელებული იქნება.