ISOLEMENT REPRODUCTIF: MÉCANISMES, CONSÉQUENCES (EXEMPLES) - LA BIOLOGIE - 2025

L' isolement reproductif ou l' isolement reproductif comprend divers mécanismes qui entraînent la stérilité entre deux populations d'individus. En d'autres termes, le croisement de deux espèces isolées sur le plan de la reproduction ne produit pas de descendance ou les descendants ne sont pas viables.

L'isolement peut se produire avant la formation des zygotes, parce que les populations ne partagent pas les habitats, parce qu'elles ont des préférences différentes, ou parce que leurs organes reproducteurs ne sont pas compatibles; ou après la formation de celui-ci, où le zygote peut mourir ou se développer chez un individu stérile.

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Le processus de spéciation - formation de nouvelles espèces - est généralement divisé en trois étapes successives: d'abord, une étape d'isolement des populations se produit, puis la divergence de certains caractères ou traits se produit et enfin, l'isolement reproductif se produit.

Une fois que le flux génétique entre ces deux populations a été éliminé, l'isolement évolutif se produit.

Mécanismes d'isolement reproductif

Selon le moment où les barrières d'isolement reproductif agissent, elles peuvent être classées comme prézygotes et postzygotiques. Les premiers agissent avant la formation du zygote.

Les barrières prézygotes comprennent tout événement qui empêche la copulation entre deux espèces, appelez cela l'isolement temporaire, l'isolement par l'habitat ou la différenciation des ressources, et l'isolement par le comportement ou l'éthologie.

Dans cette catégorie se trouvent également l'incompatibilité physiologique ou mécanique des organes sexuels des espèces qui tentent de se reproduire.

En revanche, les barrières postzygotiques englobent tous les événements qui empêchent les zygotes hybrides de développer une vie normale, car ils ont une faible efficacité biologique ou de fitness.

Barrières prezygotiques temporaires

Un exemple d'isolement temporaire se produit chez les insectes du genre Magicicada. Dans ces cigales, il y a une espèce avec un cycle de vie de 13 ans et une autre espèce dont le cycle s'étend jusqu'à 17 ans.

Les imagos de l'espèce émergent du sol, tous les 13 ou 17 ans, selon les espèces. Comme il n'y a pas de synchronisation temporelle, il n'y a pas d'opportunité d'accouplement entre les deux espèces.

Barrières éthologiques prezygotes

C'est ce même genre, il y a un isolement prezygotique de type éthologique. Le son produit par chaque espèce est unique à cette espèce et ne peut être reconnu par les autres.

Bien que la rencontre de deux individus de sexes différents ait lieu, ils ne seront pas reconnus comme des partenaires sexuels potentiels.

Barrières prezygotiques mécaniques

L'isolement mécanique se produit en raison d'une incompatibilité entre les organes génitaux. Les organes sexuels ressemblent à un mécanisme de verrouillage et de clé, où ils doivent s'emboîter parfaitement. Dans le cas où ils ne correspondent pas, la copulation ne réussit pas.

Barrières prézygotes dues à la différenciation de l'habitat

Ce type de barrière se produit lorsque deux espèces manifestent une préférence marquée pour une certaine ressource. La barrière est accentuée lorsque des événements de copulation se produisent dans cette zone.

Par exemple, les salamandres du genre Ambystoma ont des membres qui se reproduisent dans les étangs, et ceux-ci ne se reproduisent pas avec des individus qui se reproduisent dans les ruisseaux.

Barrières postzygotiques: mortalité, infaisabilité et stérilité des hybrides

Si l'une des barrières prezygotiques ci-dessus échoue, l'hybride peut subir les conséquences de l'isolement reproductif.

Les zygotes issus du croisement de deux espèces différentes sont appelés hybrides et ceux-ci peuvent ne pas se développer ou mourir au cours de leur vie.

Rôle de la sélection et de la dérive génétique

Du point de vue génétique, les barrières à la reproduction peuvent être basées sur: la divergence génétique, l'incompatibilité cytoplasmique ou la divergence cytologique.

Pour que l'évolution des barrières reproductives se produise, les forces suivantes doivent être présentes: la sélection naturelle et la dérive génétique. Ceux-ci agissent lorsque le flux génétique a été réduit dans deux populations d'une espèce.

Gène ou dérive génétique

La dérive génique est une force évolutive qui fixe aléatoirement certains allèles, tandis que d'autres - pour les mêmes raisons stochastiques - disparaissent de la population. Ce mécanisme a des effets plus prononcés lorsqu'il agit sur de petites populations (avec peu d'individus).

Lorsque deux populations sont isolées, la dérive génétique agit de manière différente: premièrement, la «partie» de la population qui reste isolée est un échantillon non aléatoire, c'est-à-dire que les allèles ne sont pas représentés dans des proportions égales. Ensuite, la fixation aléatoire et la perte d'allèles renforce la divergence entre les populations.

Sélection naturelle

Pour que le processus de spéciation se poursuive, il est nécessaire qu'il y ait des différences génétiques très marquées entre les populations étudiées. La sélection naturelle a un effet majeur sur le développement de cette divergence si les populations occupent un nouvel environnement.

Un exemple classique pour illustrer le rôle de la sélection naturelle est la spéciation de la mouche de la pomme et de l'aubépine. Les populations se séparent car la sélection agit sur leurs préférences lors du choix des aliments.

Cette espèce effectue presque toutes les étapes de son cycle de vie avec l'arbre dont elle se nourrit. Pour cette raison, un groupe de chercheurs s'est demandé si les mouches qui parasitaient les pommiers appartenaient à la même population que les mouches d'aubépine.

Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont appliqué une technique appelée «électrophorèse des protéines» et ont pu conclure qu'il y avait des différences statistiquement significatives entre les mouches qui vivaient dans différents arbres.

Cela se produit parce que les mouches montrent une préférence significative pour leur type de fruit. En outre, l'accouplement se produit sur l'arbre, empêchant le flux de gènes avec la population de l'autre fruit.

Sélection sexuelle

La sélection sexuelle fait référence aux personnages impliqués dans le processus d'obtention d'un partenaire. La manière ou les éléments clés qu'un individu utilise pour choisir son partenaire semblent être la clé de la différenciation entre les populations et fonctionnent comme une barrière.

Les chants chez les amphibiens sont une caractéristique essentielle pour le choix du partenaire et chez certaines espèces la fréquence du chant agit comme une barrière à la reproduction. De même, la coloration joue un rôle fondamental dans l'isolement reproductif d'une certaine classe de poissons.

Conséquences

La conséquence de l'isolement reproductif est la spéciation - formation de nouvelles espèces. Les barrières d'isolement reproductif se produisent après la séparation de deux populations et celles-ci évoluent par sélection naturelle ou dérive génétique.

À son tour, la conséquence de la spéciation est l'énorme diversité des différentes lignées d'organismes vivants. Chez les taxons qui ont une reproduction sexuée, chaque branche de leur arbre phylogénétique représente un événement de spéciation, où chaque population a été isolée sur le plan de la reproduction.

Ainsi, la spéciation est considérée comme le pont entre microévolution et macroévolution.

Références

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