Behavioral Isolation | Definition & Example

De verschillende paringsrituelen van diersoorten creëren uiterst krachtige voortplantingsbarrières, sexuele of Behavioral isolation genoemd, die ogenschijnlijk gelijksoortige soorten isoleert in de meerderheid van de groepen van het dierenrijk. Bij tweehuizige soorten moeten mannetjes en wijfjes op zoek gaan naar een partner, zich in elkaars nabijheid bevinden, de complexe paringsrituelen uitvoeren en tenslotte copuleren of hun gameten in de omgeving vrijlaten om zich voort te planten.

Paarddansen, het gezang van mannetjes om wijfjes aan te trekken of het wederzijds verzorgen van paartjes zijn allemaal voorbeelden van typisch baltsgedrag dat zowel herkenning als voortplantingsisolatie mogelijk maakt. Dit komt doordat elk van de stadia van de balts afhangt van het gedrag van de partner. Het mannetje gaat pas over tot de tweede fase als het vrouwtje bepaalde reacties in haar gedrag vertoont.

Behavioral Isolation Definition

Hij gaat pas over naar het derde stadium als zij een tweede belangrijk gedrag vertoont. De gedragingen van beiden hangen met elkaar samen, worden in de tijd gesynchroniseerd en leiden uiteindelijk tot copulatie of het vrijlaten van gameten in de omgeving. Geen enkel dier dat fysiologisch niet geschikt is voor bevruchting kan deze veeleisende keten van gedragingen voltooien. In feite is het kleinste verschil in de paringspatronen van twee soorten voldoende om paring te verhinderen (een specifiek zangpatroon fungeert bijvoorbeeld als isolatiemechanisme bij verschillende soorten sprinkhanen van het genus Chorthippus). Zelfs wanneer er minimale morfologische verschillen tussen soorten bestaan, kunnen verschillen in gedrag voldoende zijn om paring te verhinderen. Drosophila melanogaster en D. simulans bijvoorbeeld, die wegens hun morfologische gelijkenis als tweeling-soorten worden beschouwd, paren niet, zelfs niet wanneer zij samen in een laboratorium worden gehouden. Drosophila ananassae en D. pallidosaar zijn tweelingsoorten uit Melanesië. In het wild produceren zij zelden hybriden, hoewel het in het laboratorium mogelijk is vruchtbare nakomelingen te produceren. Uit studies van hun seksueel gedrag blijkt dat de mannetjes de wijfjes van beide soorten het hof maken, maar dat de wijfjes een uitgesproken voorkeur vertonen voor paring met mannetjes van hun eigen soort. Er is een verschillend regulerend gebied gevonden op chromosoom II van beide soorten dat het keuzegedrag van de vrouwtjes beïnvloedt.

Feromonen spelen een belangrijke rol bij de seksuele isolatie van insectensoorten. Deze verbindingen dienen om individuen van dezelfde soort en van hetzelfde of verschillend geslacht te identificeren. Verdampte moleculen van vluchtige feromonen kunnen dienen als een wijdverbreid chemisch signaal. In andere gevallen kunnen feromonen alleen op korte afstand of door contact worden waargenomen.

Wat is gedragsisolatie

Bij soorten van de melanogastergroep van Drosophila bestaan de feromonen van de wijfjes uit mengsels van verschillende verbindingen, waarbij er een duidelijk dimorfisme is in het type en/of de hoeveelheid van de aanwezige verbindingen voor elk geslacht. Bovendien zijn er verschillen in de hoeveelheid en kwaliteit van de samenstellende verbindingen tussen verwante soorten; aangenomen wordt dat de feromonen dienen om onderscheid te maken tussen individuen van elke soort. Een voorbeeld van de rol van feromonen bij seksuele isolatie is te vinden bij de “maïsboorders” van het geslacht Ostrinia. Er zijn twee tweeling-soorten in Europa die elkaar af en toe kruisen. De vrouwtjes van beide soorten produceren feromonen die een vluchtige verbinding bevatten met twee isomeren, E en Z; 99% van de door de vrouwtjes van de ene soort geproduceerde verbinding is van het E-isomeer, terwijl de vrouwtjes van de andere soort 99% van het Z-isomeer produceren. De mannetjes van hun kant detecteren bijna uitsluitend het isomeer dat door de wijfjes van hun soort wordt uitgestoten, zodat hybridisatie, hoewel mogelijk, schaars is. De waarneming van de mannetjes wordt gecontroleerd door één gen, verschillend van het gen voor de produktie van isomeren, de heterozygote mannetjes vertonen een matige reactie op de geur van beide types. In dit geval veroorzaken slechts 2 “loci” het effect van ethologische isolatie tussen soorten die genetisch zeer vergelijkbaar zijn.

Seksuele isolatie tussen twee soorten kan asymmetrisch zijn. Dit kan het geval zijn wanneer bij de paring die nakomelingen voortbrengt, slechts één van de twee soorten als de vrouwelijke stamvader fungeert en de andere als de mannelijke, terwijl de wederkerige kruising niet plaatsvindt. Zo vertoont bijvoorbeeld de helft van de wolven die in het gebied van de Grote Meren in Amerika zijn getest, mitochondriale DNA-sequenties van coyotes, terwijl mitochondriaal DNA van wolven nooit in coyotepopulaties wordt aangetroffen. Dit weerspiegelt waarschijnlijk een asymmetrie in de paring tussen soorten als gevolg van het verschil in grootte tussen de twee soorten: mannetjeswolven profiteren van hun grotere omvang om te paren met vrouwtjescoyotes, terwijl vrouwtjeswolven en mannetjescoyotes niet paren.

Voorbeeld van gedragsmatige isolatie

Elke groep heeft zijn eigen karakteristieke baltsritueel. Dit uitvoerige, complexe paringsritueel isoleert hen van nauw verwante soorten en helpt hen de juiste paringspartner te vinden. De blauwvoetgent (Sula nebouxii) bijvoorbeeld deelt zijn habitat met verscheidene andere soorten van het geslacht Sula, maar ondanks al hun gelijkenissen paart hij nooit met hen. In dit geval wordt de gedragsmatige isolatie vergemakkelijkt door het uitgebreide baltsritueel dat uniek is voor deze soort. De vrouwelijke blauwvoetgent kiest een paringspartner pas nadat zij het hele baltsritueel heeft gevolgd.

Hoe leidt gedragsisolatie tot soortvorming?

Voor stel dat we één populatie van sterk op elkaar lijkende organismen hebben die zich met elkaar kunnen voortplanten. Al deze organismen zouden als één soort worden beschouwd. Maar als sommige vrouwtjes alleen paren met mannetjes in de populatie die een specifiek geluid kunnen maken, wordt dit gedragsisolatie genoemd.

Gedragsisolatie kan na verloop van tijd tot soortdifferentiatie leiden. Naarmate de tijd verstrijkt, gaan de subgroepen steeds meer verschillen, totdat ze niet meer in staat zijn om met elkaar te kruisen.

Als er eenmaal soortvorming optreedt, zorgen de isolerende gedragingen ervoor dat er alleen nog maar paringen plaatsvinden tussen leden van dezelfde soort, doordat het gemakkelijk is om potentiële partners te herkennen. Dit voorkomt ook de verspilling van energie en tijd aan het zoeken naar en paren met individuen die geen vruchtbare of levensvatbare nakomelingen zullen voortbrengen.

Waarom is gedragsmatige isolatie gunstig?

Het beperken van het aantal potentiële partners en het verkleinen van de genenpoel is niet altijd gunstig voor een organisme. Maar hoewel gedragsisolatie een negatief effect kan hebben op een individu, komt het de soort als geheel ten goede. De druk die een hele populatie op het milieu uitoefent, leidt tot kleine veranderingen die kunnen leiden tot gedragsisolatie en vervolgens (mogelijk) tot soortvorming.

Vogels staan erom bekend dat ze de vreemdste paringsrituelen hebben. Bekijk de video hieronder om slechts één voorbeeld te zien!