Isolamento reprodutivo: mecanismos e consequências (com exemplos)
Isolamento reprodutivo ou isolamento reprodutivo englobam diferentes mecanismos que resultam em esterilidade entre duas populações de indivíduos. Em outras palavras, o cruzamento de duas espécies reprodutivamente isoladas não produz descendentes ou os descendentes não são viáveis.
O isolamento pode ocorrer antes da formação do zigoto, porque as populações não compartilham habitats,
O processo de especiação - formação de novas espécies - é geralmente dividido em três etapas sucessivas: primeiro ocorre um estágio de isolamento das populações, então ocorre a divergência de certos caracteres ou traços e finalmente 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 do isolamento reprodutivo atuam, elas podem ser classificadas como pré-zigóticas e pós-zigóticas. O primeiro ato 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.
Nessa categoria também estão a incompatibilidade fisiológica ou mecânica dos órgãos sexuais das espécies que eles estão tentando reproduzir.
Em contraste, as barreiras pós-zigóticas abrangem todos os eventos que impedem que os zigotos híbridos desenvolvam uma vida normal, pois têm baixa eficácia biológica ou adequação.
Barreiras pré-zigóticas 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.
As imagens das espécies emergem da terra, a cada 13 ou 17 anos, dependendo da espécie. Como não há sincronização temporal, não há oportunidade de acasalamento entre as duas espécies.
Barreiras preconcebidas etológicas
É este mesmo gênero, há isolamento prézigótico do tipo etológico. O som produzido por cada espécie é único e não pode ser reconhecido por outros.
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 genitais. Os órgãos sexuais se assemelham a um mecanismo de bloqueio de chave, onde eles devem se encaixar perfeitamente. Caso não caibam, a copulação não é bem sucedida.
Barreiras prezygotic pela diferenciação do habitat
Esse tipo de barreira ocorre quando duas espécies exibem uma preferência marcada por um determinado recurso. A barreira é acentuada quando os eventos de cópula ocorrem na dita zona.
Por exemplo, as salamandras do gênero Ambystoma possuem membros que se reproduzem em lagoas, e estas não se cruzam com indivíduos que se reproduzem em riachos.
Barreiras pós-zigóticas: mortalidade, inviabilidade e esterilidade dos híbridos
Se alguma das barreiras pré -zigóticas anteriores falhar, o híbrido pode sofrer as consequências do isolamento reprodutivo.
Os zigotos produzidos pelo cruzamento de duas espécies diferentes são conhecidos como híbridos e estes podem não se desenvolver ou morrer no curso de suas vidas.
Papel da seleção e desvio de genes
Do ponto de vista da genética, as barreiras à reprodução podem ser baseadas 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. Estes atuam quando o fluxo gênico foi reduzido em duas populações de uma espécie.
Gene ou gene drift
A deriva do gene é uma força evolutiva que aleatoriamente estabelece certos alelos, enquanto outros - pelas mesmas razões estocásticas - desaparecem da população. Esse mecanismo tem efeitos mais pronunciados quando atua em populações pequenas (com poucos indivíduos).
Quando duas populações são isoladas, o desvio do gene atua de diferentes maneiras: primeiro, a "porção" da população que permanece isolada é uma amostra não aleatória, ou seja, os alelos não são representados em igual 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 existam 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 de moscas de maçã e espinheiro. As populações estão se separando desde que a seleção está agindo de acordo com suas preferências ao escolher a comida.
Esta espécie realiza quase todos os passos do seu ciclo de vida ao lado da árvore da qual se alimenta. Portanto, um grupo de pesquisadores se perguntou se as moscas que parasitavam as macieiras pertenciam à mesma população das moscas espinhosas.
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 mostram uma preferência importante pelo tipo de fruta. Além disso, o acasalamento ocorre na árvore, impedindo o fluxo de genes com a população das outras frutas.
A seleção sexual
A seleção sexual refere-se aos personagens envolvidos no processo de obtenção de um parceiro. O modo ou os elementos-chave que um indivíduo usa para escolher seu parceiro parecem ser fundamentais para a diferenciação entre populações e funcionam como uma barreira.
As canções dos anfíbios são uma característica indispensável para a escolha do casal e, em algumas espécies, a freqüência da música atua como uma barreira reprodutiva. Igualmente, a coloração desempenha um papel fundamental no isolamento reprodutivo de uma determinada classe de peixe.
Consequências
A consequência do isolamento reprodutivo é a especiação - formação de novas espécies. As barreiras do isolamento reprodutivo ocorrem após a separação de duas populações e estas evoluem através da seleção natural ou da deriva genética.
Por sua vez, a consequência da especiação é a enorme diversidade nas diferentes linhagens dos organismos vivos. Em taxa que possuem reprodução sexuada, cada ramo de sua árvore filogenética representa um evento de especiação, onde cada população foi reprodutivamente isolada.
Assim, a especiação é considerada a ponte entre a microevolução e a macroevolução.
