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机械隔离——性器官的不相容性——可能是阻止个体相互繁殖的最简单方法。无论是生殖器官的形状、位置还是大小的差异都会阻止个体之间的结合,当性器官不能结合在一起时,交配是不可能发生的。
在工厂中,机械隔离的工作方式有点不同。由于大小和形状与植物繁殖无关,机械隔离通常是由于使用不同的传粉者进行植物传粉而产生的。例如,一种为蜜蜂授粉而构建的植物将与依赖蜂鸟传播花粉的花朵不兼容。虽然这仍然是不同形状的结果,但重要的不是实际配子的形状,而是花朵形状和传粉者的不相容性。
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不同的物种往往有不同的繁殖季节。女性生育周期的时间安排可能导致暂时隔离。相似的物种可能在生理上是相容的,但由于它们的交配季节发生在一年中的不同时间,它们可能仍然不能繁殖。如果一个物种的雌性在一个月内可以生育,但雄性在一年中的那个时候不能繁殖,这可能导致两个物种之间的生殖隔离。
有时,非常相似物种的交配季节有些重叠。如果物种生活在不同的地区,没有杂交的机会,这一点尤其正确。然而,研究表明,生活在同一地区的相似物种通常没有重叠交配的阶段,即使它们在不同的环境中也有重叠交配的阶段。最有可能的是,这是一种适应性质,旨在减少对资源和配偶的竞争。
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物种间另一种类型的前合子隔离与个体的行为有关,特别是交配时的行为。即使不同物种的两个种群在机械上和时间上都是相容的,它们的实际交配仪式行为也足以使物种之间保持生殖隔离。
交配仪式,以及其他必要的交配行为,如交配叫声和舞蹈,对于同一物种的雄性和雌性来说是非常必要的,以表明是时候繁殖了。如果交配仪式被拒绝或不被承认,那么就不会发生交配,物种将在繁殖上彼此隔离。
例如,蓝脚鲣鸟有一种非常复杂的交配舞蹈,雄性必须表演这种舞蹈来向雌性求爱。雌性会接受或拒绝雄性的进步,然而,其他没有相同交配舞蹈的鸟类将被雌性完全忽略,这意味着它们没有机会与雌性蓝脚鲣鸟繁殖。
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即使是亲缘关系非常密切的物种也对它们的生活和繁殖地点有偏好。有时,这些繁殖活动的首选地点在物种之间是不相容的,这导致了所谓的栖息地隔离。显然,如果两个不同物种的个体生活在彼此很远的地方,就没有机会繁殖。这种生殖隔离导致了更进一步的物种形成。
然而,即使是生活在同一地区的不同物种,也可能因其偏爱的繁殖地点而不兼容。有些鸟更喜欢某种树,甚至是同一棵树的不同部分来产卵和筑巢。如果该地区有类似种类的鸟类,它们会选择不同的地点,不会杂交。这使得物种彼此分离,无法相互繁殖。
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配子分离确保只有同一物种的精子可以穿透该物种的卵子,而没有其他物种。在有性生殖过程中,雌性卵子与雄性精子融合,共同形成合子。如果精子和卵子不相容,就不能受精。由于卵子释放出一些化学信号,精子甚至可能不会被吸引。另一个阻碍融合的因素是精子由于自身的化学成分而不能穿透卵子。这些原因中的任何一个都足以阻止融合并阻止合子的形成。
这种生殖隔离对于在水中外部繁殖的物种尤为重要。例如,大多数鱼类的雌性只是将它们的卵释放到它们喜欢的繁殖地的水中。然后,该物种的雄性鱼类会出现,并在卵上释放精子使其受精。然而,由于这是在液体环境中发生的,一些精子被水分子带走并分散。如果没有合适的配子分离机制,任何精子都可以与任何卵子融合,这将导致任何物种的杂交后代在当时的水中交配。
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