9.Isolamento Reprodutivo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA
Mecanismos de Isolamento 
Reprodutivo
GBI 117 – BASES GENÉTICAS DA EVOLUÇÃO
Reprodutivo
UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA
Mecanismos de Isolamento 
Reprodutivo
BASES GENÉTICAS DA EVOLUÇÃO
Reprodutivo
 O que são espécies?
 Por que elas existem?
 Como elas se mantêm
 Como surgem as
Bases Genéticas da Evolução
espécies?
existem?
mantêm isoladas?
as espécies?
 Conceito tipológico ou fenético:
O que são espécies?
• Taxonomistas
• Caracteres morfológicos
Bases Genéticas da Evolução
• Caracteres fenéticos: observados
incluindo caracteres microscópicos
• Dificuldade na classificação – variação
Conceito tipológico ou fenético:
O que são espécies?
observados ou medidos nos organismos
microscópicos e fisiológicos (Ridley, 2004).
variação fenotípica
 Conceito biológico:
O que são espécies?
• Evolucionistas
• Grupos de populações
intercruzantes que estão isoladas
Bases Genéticas da Evolução
intercruzantes que estão isoladas
outros grupos (Mayr, 1942)
• Indivíduos da mesma espécie
gênico comum.
O que são espécies?
reais ou potencialmente
isoladas reprodutivamente deisoladas reprodutivamente de
espécie participam de um pool
Conceito biológico vs. Conceito tipológico
O que são espécies?
• Gênero Eucaliptus
• Tipologistas: Eucaliptus grandis
• Evolucionistas: constituem-se
Bases Genéticas da Evolução
• Evolucionistas: constituem-se
Conceito biológico vs. Conceito tipológico
O que são espécies?
grandis e Eucaliptus urophyla
se na mesma espéciese na mesma espécie
O que são espécies?
Espécies crípticas ou irmãs:
Populações morfologicamente similares ou idênticas que são 
isoladas reprodutivamente.
 Conceito ecológico:
Bases Genéticas da Evolução
• Espécie é um grupo de indivíduos
determinado nicho no ambiente
O que são espécies?
Populações morfologicamente similares ou idênticas que são 
indivíduos adaptados a um
ambiente.
“A espécie é com efeito, um desafio
maturidade do darwinismo,
Por que as espécies existem?
alcançar unanimidade sobre
sobre seu significado biológico
táxons de espécie.” (Mayr, 2006
desafio fascinante. Apesar da
darwinismo, ainda estamos longe de
Por que as espécies existem?
a origem de novas espécies,
biológico e sobre a delimitação dos
2006)
• O que aconteceria se
partilhassem de um mesmo
Por que as espécies existem?
• Não existiriam espécies definidas
• O número de indivíduos
cada geração de acasalamento
• A espécie é uma unidade
se todos os seres vivos
mesmo conjunto gênico?
Por que as espécies existem?
definidas
indivíduos com menor adaptação a
acasalamento seria enorme
unidade de evolução
Como as espécies se mantêm isoladas?
• Isolamento geográfico
Como as espécies se mantêm isoladas?
O sagüi-spix 
(S.f.fusxixollis) ocupa 
a margem esquerda 
do rio
Rio Juruá
Brasil
O sagüi-branco 
(S.f.melanoleucus) em sua 
maior parte povoa a 
margem direita do rio
O sagüi-selado(S.fusxixollis 
intermadiates) está distribuído ao longo 
de ambas as margens por causa dos 
desvios no curso do rio
O isolamento geográfico pode fazer com que duas populações sejam geneticamente distintas. O 
mapa mostra a distribuição de subespécies diferentes de “saguis
parte superior do Rio Juruá a oeste da Bacia Amazônica, no Brasil (as subespécies são distinguidas 
pelos padrões de cor da pelagem e por genótipos mitocondriais). As partes mais largas inferiores do 
rio são uma barreira efetiva à dispersão dos sagüis e, as populações de cada margem são distintas. 
Próximo as cabeceiras, contudo, a retificação de braços do rio deixou algumas populações da 
margens direta na margem esquerda, onde as duas subespécies hibridizaram.
Isolamento Geográfico
branco 
(S.f.melanoleucus) em sua 
maior parte povoa a 
margem direita do rio
pode fazer com que duas populações sejam geneticamente distintas. O 
mapa mostra a distribuição de subespécies diferentes de “saguis-selados”(Saguinus fuscicollis) na 
parte superior do Rio Juruá a oeste da Bacia Amazônica, no Brasil (as subespécies são distinguidas 
pelos padrões de cor da pelagem e por genótipos mitocondriais). As partes mais largas inferiores do 
rio são uma barreira efetiva à dispersão dos sagüis e, as populações de cada margem são distintas. 
Próximo as cabeceiras, contudo, a retificação de braços do rio deixou algumas populações da 
margens direta na margem esquerda, onde as duas subespécies hibridizaram.
• Mecanismos de isolamento reprodutivo
São barreiras que impossibilitam
indivíduos de espécies diferentes
Como as espécies se mantêm isoladas?
• Isolamento geográfico
indivíduos de espécies diferentes
 Pré-zigóticos – Impedem ou restringem a fertilização.
 Pós-zigóticos – Atuam no embrião e/ou indivíduos híbridos 
impedindo o seu desenvolvimento ou reduzindo a fertilidade 
do híbrido obtido.
reprodutivo
impossibilitam a troca de alelos entre
diferentes.
Como as espécies se mantêm isoladas?
diferentes.
Impedem ou restringem a fertilização.
Atuam no embrião e/ou indivíduos híbridos 
impedindo o seu desenvolvimento ou reduzindo a fertilidade 
Mecanismos de Isolamento Pré
A) Isolamento Ecológico ou de Habitat
As populações envolvidas ocorrem em habitats diferentes, na 
mesma região
Quercus velutina (Carvalho Negro) 
– solos bem drenados, terras altas.
Quercus coccínea
–
ácidos.
Mecanismos de Isolamento Pré-zigóticos
Isolamento Ecológico ou de Habitat
As populações envolvidas ocorrem em habitats diferentes, na 
Quercus coccínea (Carvalho Escarlate) 
– solos mal drenados, brejos, solos 
ácidos.
Artostaphylos mariposa
Ocorre em altitudes de até 1.400 m, 
em regiões secas e expostas
Artostaphylos patula
Ocorre em altitudes > de 1.400 m 
em áreas protegidas
B) Isolamento Temporal ou Sazonal
As épocas de acasalamento ou de florescimento ocorrem 
em estações diferentes
Mecanismos de Isolamento Pré
• Dendrobium – flores abrem de manhã
estímulo ambiental – tempestade súbita
após o estímulo, a outra espécie nove
após.
B) Isolamento Temporal ou Sazonal
As épocas de acasalamento ou de florescimento ocorrem 
Mecanismos de Isolamento Pré-zigóticos
manhã e murcham à tarde. Florescimento
súbita. Uma espécie floresce oito dias
nove dias e uma terceira 10 ou 11 dias
Cigarras - Gênero Magicicada
 Ciclo de vida longo – período jovem
anos no solo.
 Eclodem tudo de uma vez, geralmente
 As espécies diferem na duração do
Estima-se 13 espécies com ciclos
Gênero Magicicada
jovem sedentário dura de 13 a 17
geralmente em setembro/outubro.
do período jovem (larva).
ciclos de 17 anos e 5 com 13 anos.
Cattleya labiata
Estas orquídeas podem viver na
mantêm-se isoladas porque a
janeiro a fevereiro e a C. chocoensis
junho.
Cattleya chocoensis
na mesma árvore e as espécies
Cattleya labiata – floresce de
chocoensis – floresce de maio a
Comportamentos diferentes e incompatíveis entre as 
espécies antes do acasalamento
Nas aves, quais os principais fatores de atração sexual?
Mecanismos de Isolamento Pré
C) Isolamento Sexual ou Etológico
Comportamentos diferentes e incompatíveis entre as 
espécies antes do acasalamento
Nas aves, quais os principais fatores de atração sexual?
Mecanismos de Isolamento Pré-zigóticos
C) Isolamento Sexual ou Etológico
Aves – o reconhecimento do macho
ambiente da corte.
Ptilonorhynchidae 
pela fêmea pode ser pelo ninho ou
João-de-barro 
guacho 
Padrão de vôo e emissão fluorescente diferenciada em distintas 
espécies de vagalumesPadrão de vôo e emissão fluorescente diferenciada em distintas 
espécies de vagalumes
FeromôniosFeromônios
D) Isolamento Mecânico
A falta de correspondência
partes das flores impede a cópula
Mecanismos de Isolamento Pré
Erva-de-rato – plantas tóxicas que ocorrem em pastagens.
Asclepias 
curassavica
Asclepias tuberosas
física entre genitálias ou entre
cópula ou a transferência de pólen
Mecanismos de Isolamento Pré-zigóticos
plantas tóxicas que ocorrem em pastagens.
Asclepias 
curassavica
Asclepias speciosa
Incompatibilidade de 
polinização
E) Isolamento por Polinizadores Diferentes
Em plantas floríferas, espécies
especializadas em atrair diferentes
F) Isolamento Gamético
Em organismos com fertilização
Mecanismos de Isolamento Pré
Em organismos com fertilização
externa, os gametas masculinos
femininos podem não se atrair
organismos com fertilização interna,
os gametas ou gametófitos de
espécie podem ser inviáveis
dutos sexuais.
E) Isolamento por Polinizadores Diferentes
espécies relacionadas podem ser
diferentes insetos como polinizadores
fertilização
Mecanismos de Isolamento Pré-zigóticos
fertilização
masculinos e
atrair. Em
interna,
de uma
inviáveis nos
Nicotiana 
obtusifolia
Mecanismos de Isolamento Pós
A) Inviabilidade ou Fraqueza do Híbrido
Os zigotos híbridos têm viabilidade reduzida ou são inviáveis
xx
Linum perenne
Não germinam – embrião não consegue 
romper o invólucro da semente nas 
condições naturais
Mecanismos de Isolamento Pós-zigóticos
Inviabilidade ou Fraqueza do Híbrido
Os zigotos híbridos têm viabilidade reduzida ou são inviáveis
Linum austriacum
embrião não consegue 
romper o invólucro da semente nas 
condições naturais
Jumento
Mecanismos de Isolamento Pós
B) Esterilidade Estrutural do Híbrido
A F1 híbrida não consegue produzir gametas funcionais de 
um ou de ambos os sexos
meiosemeiose
fertilização
Égua
Mecanismos de Isolamento Pós-zigóticos
B) Esterilidade Estrutural do Híbrido
híbrida não consegue produzir gametas funcionais de 
meiose
meiosismeiosis
fertilização
Mecanismos de Isolamento Pós
C) Esterilidade Segregacional do Híbrido
Os híbridos são estéreis devido
os gametas, para cromossomos
cromossomos ou combinações
D) Desmoronamento do Híbrido ou Deterioração da F
A F2 ou os híbridos retrocruzados têm viabilidade ou 
fertilidade reduzida
Mecanismos de Isolamento Pós-zigóticos
C) Esterilidade Segregacional do Híbrido
devido à segregação anormal para
cromossomos inteiros, segmentos de
combinações de genes
D) Desmoronamento do Híbrido ou Deterioração da F2
ou os híbridos retrocruzados têm viabilidade ou