生殖前隔离即阻碍交配或杂种形成的隔离。有以下情形:
1.生态的或栖息场所的不同(Ecological or habitat isolation)
很多植物种生长在不同的土壤条件中,导致发生生殖隔离。例如,美国加州产的鼠李科的一种灌木沙棘(Ceanothus jepsonii)只生长在潮湿的土壤中,其近缘种C.cuneatus和C.ramulosus对生存土壤的要求却并不那样严格,尽管它们与前者相邻生存,可是自然杂种非常稀少,说明发生了生殖隔离或在很大程度上发生了生殖隔离。可是行人工交配则可产生杂种。动物也有这样的情形。
2.交配季节不同(Seasonal or temporal isolation)
季节性隔离亦属生态隔离,有可能进行交配的个体由于繁殖期的不同,而失去交配的机会。如松树Pinus radiate和P.muricata两个种都生长在美国加州,可是它们的花粉散落期不同,从而造成有效的隔离。两种蟾蜍Bufo americanus和近缘种 B.fowleri前者栖息在森林,后者栖息在草原,它们的生态环境是不同的。另外,两者的发情期虽然都在初春,可是交配时间不同,前者交配的时间稍稍早些,因而发生生殖隔离。有一种蟋蟀(Scapsiedus aspersus)有夏季型与秋季型之分,两者生活史是不同的。夏季型在5—7月变为成虫,卵立刻孵化,幼虫过冬;而秋季型是在8月末到10月变为成虫,卵过冬。这样,夏季型与秋季型两者成虫的生殖期错开了,在自然界中就不可能交配。可是,把它们饲养在实验室里,调节环境条件,使之同时羽化,就完全可以交配并能产生具有孕性的杂种。
3.性的或行为的隔离(Sexual or ethological isolation)
这种隔离在动物中常见,并且是非常重要的隔离机制。交配行为中,交配一方雌或雄对交配的另一方所发出的视觉、听觉、触觉、嗅觉等性刺激信号及其应答,具有严格的种特异性。仅就视觉的情形举例说明。如萤火虫,视觉的性刺激对于交配是否成功起着关键作用。视觉刺激包括颜色、形状、模样等。不同种的萤火虫,雄性发出的光,其颜色、发光的长度及间隔均不同。每个种有其特异性,对于雄虫应答的雌虫所发出的光也具有严格的种特异性,从而保证了只有同一个物种的萤火虫,其雌虫与雄虫才能交配。
行有性生殖的雌雄动物为留下后代,首先两者要相会,而后双方产生好感,最终达到交尾。在一些鸟类中,有着特殊的称之为“礼仪舞蹈”(ritual dance)的交配行为。即使在近缘种之间,其“礼仪舞蹈”也是有微妙区别的,因而起到生殖隔离的作用。果蝇在交配之前,雄蝇在雌蝇的周围转来转去,可理解为是讨雌性喜欢的“舞蹈”,并以翅膀扇动发出特殊的频率可谓之“求爱歌”(love song)给雌蝇以视觉、听觉的刺激,雄性的这种求爱动作谓之展示(display)。雌蝇依据雄蝇求爱的“舞蹈”动作及求爱歌的频率以决定是否与其交尾。此属于行为遗传学研究的领域,已积累了很多成果。如Drosophila melanogaster与D.similans是近缘物种,在形态上很难区分,可是Drosophila melanogaster雄蝇的求爱歌与D.similans雄蝇的求爱歌是不同的,所以两个种不能交配。蝉(知了)和蟋蟀的雄虫所发出的求爱歌,在不同种间也是有着微妙差别的,从而达到生殖隔离的效果。
4.机械的隔离(Mechanical isolation)
由于动物生殖器或植物花器之大小、形状、结构的不同所造成的生殖隔离。甲虫目步行虫亚族(Carabina)的成员,其雌雄性生殖器官的结构完全呈“锁与钥匙”(lock and key)的关系。不同的种,其雌雄生殖器结构不配套,所以不能交配(R.Ishikawa,1973; Sota & Kubota,1998)。蜗牛,其壳有左卷的和右卷之别。本来,左卷的雄的只能与左卷的雌的交配;右卷的雄的只能与右卷的雌的交配。这是因为左卷种的与右卷种的生殖口在彼此体轴的反对侧,不能立体交配,从而两者作为不同的种进化着。研究蜗牛的日本学者浅见等人(1994)在其实验室里只饲养右卷的种而没有左卷的种,可是他们从右卷的蜗牛中发现了左卷的突变类型,并使之逐渐形成为群体。蜗牛壳的右卷与左卷是由一个基因所造成的。蜗牛壳的这个例子是同域内种分化的好例证。
5.媒介昆虫不同导致虫媒花的生殖隔离(Isolation by different pollinators)
近缘的有花植物,由于其媒介昆虫的不同,而不能进行受粉。生长在加州的萨尔维亚属的两种植物Salvia mellifaera和S.apiana是近缘物种,可是为它们传媒的昆虫不同,前者由包括蜜蜂在内的至少有12种小昆虫为之传递花粉,而后者则只有一种大的蜂为之传粉,所以两个种是不能交配的(Grant &Grant,1964)。
6.配子隔离(Gametic isolation)
多发生在行体外受精的生物身上,如生活在海水中的一些海产动物行体外受精,为了保证同种受精,雌雄配子所分泌出的引诱配子结合的化学物质是因种而异的。不同种其配子分泌出的引诱结合的物质是不吻合的,所以不能受精。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。