רביית כלאיים
גנטיקה ואקולוגיה > בידוד רבייתי

צורות שונות של בידוד רבייתי מקשות על רביית כלאיים, על הולדת בני-כלאיים ועל פוריותם, ואף מונעות אותן לחלוטין בין אוכלוסיות רחוקות מדי זו מזו מבחינה גנטית. המשותף לכל הצורות השונות של בידוד רבייתי הוא שאותם תכונות ומנגנונים אשר התפתחו באבולוציה מכיוון שהם מעודדים רבייה מינית בין אורגניזמים קרובים זה לזה, נוטים להתפתח באופן בלתי-תלוי בין אוכלוסיות שאינן מתרבות באופן רגיל זו עם זו. ככל שהאוכלוסיות רחוקות יותר זו מזו מבחינה גנטית, פירושו שעברו דורות רבים יותר מאז האב הקדמון המשותף האחרון שלהן. במהלך דורות אלו עשויים להתפתח ולהצטבר יותר תכונות ומנגנונים אשר ייחודיים לרבייה המינית של כל אחת מן האוכלוסיות, ולפיכך יגרמו לחוסר-התאמה גדולה יותר ברביית כלאיים ביניהן.
הביולוג האבולוציוני ארנסט מאייר חילק צורות בידוד רבייתי לפרה-זיגוטיות - אלו הפועלות לפני ההפריה - ולפוסט זיגוטיות - אלו הפועלות לאחר ההפריה. הצורה הפשוטה ביותר של בידוד רבייתי פרה-זיגוטי היא תחומי תפוצה שונים של מינים, אשר מונעים פגישה ביניהם ולפיכך רביית כלאיים. בין מינים סימפטריים החיים באותו אזור תפוצה עדיין עשויים להיווצר מחסומי רבייה עקב בית גידול או נישה אקולוגית שונים. למשל, תחומי התפוצה של הקוצן המצוי והקוצן הזהוב חופפים בנגב ובמדבר יהודה, אך כאשר קוצנים זהובים מריחים קוצנים מצויים בסביבתם הם עוברים לדפוס פעולה יומי כדי שלא להתחרות עם הקוצן המצוי הלילי. חוסר משיכה מינית בין מינים גם הוא עשוי למנוע הפריה הדדית, למשל עקב התפתחות של פרומוני מין שונים מבחינה כימית, של מראה חיצוני שונה, או של התנהגות חיזור שונה. בצמחים בעלי פרחים, עונת פריחה שונה עשויה למנוע האבקת פרח ממין אחד באבקנים של פרח ממין אחר. במינים רבים התפתחו פרחים אשר בצבעם, בריחם ובמבנה שלהם מושכים רק מיני מאביקים מסוימים. למשל, בסוג הפיקוס כל מין מואבק רק על ידי מין ספציפי של צרעה, מנגנון המונע האבקה בין מינים שונים אפילו באותה עונת פריחה. חוסר התאמה בין תאי מין (Gamete Compatibility) עשוי למנוע חדירתו של תא זרע לתא הביצית של אוכלוסייה שונה מאוד. בהכלאות מלאכותיות בחקלאות או במדע, ניתן להשתמש בהפריה מלאכותית כדי להתגבר על מנגנוני בידוד רבייתי פרה-זיגוטי.
בבידוד רבייתי פוסט-זיגוטי נכללים מקרים שבהם הופרתה ביצית בזרע, אך אי-ההתאמה בין אוכלוסיות ההורים פוגעת בעובר בן הכלאיים או בצאצאיו. מקרים שבהם התפתחות העובר מופרעת נפוצים בבני-כלאיים של צמחים בעלי פרחים ממינים רחוקים זה מזה. במקרים אחרים העובר בן-הכלאיים מתפתח באופן תקין אך פוריותו נפגעת, למשל עקב אי-התאמה בין ההורים במספר והרכב הכרומוזומים. דוגמה מפורסמת היא הכלאה של חמור (62=2n כרומוזומים) עם סוסה (64=2n כרומוזומים), שהתוצר שלה הוא פרד בעל מספר אי-זוגי של 63 כרומוזומים וכמעט תמיד עקר. עם זאת, לא כל הבדל במספר הכרומוזומים בין ההורים מוביל לעקרות של בן הכלאיים. למשל, לסוסי פרז'וואלסקי 66=2n כרומוזומים, ולמרות זאת הם מולידים בני-כלאיים פוריים עם סוסי בית. בצמחים ובבעלי-חיים המסוגלים להתרבות ברבייה אל מינית, גם בני-כלאיים שאינם פוריים מינית עשויים להמשיך ולהתרבות, למשל נענע חריפה מתרבה בטבע ברביה וגטטיבית.
ככל שהמרחק הגנטי בין אוכלוסיות גדול יותר, הבידוד הרבייתי ביניהם חזק יותר, והסיכויים לרביית כלאיים פורייה או אף בלתי-פורייה הם קטנים יותר, אפילו בסיוע הפריה מלאכותית ובאמצעים מלאכותיים אחרים, עד כדי אפסיים במינים השייכים למשפחות וסדרות שונות. למשל, ניסיונות הרבעה של גני חיות ומגדלי חתולים מקצועיים בעשרות השנים האחרונות הובילו ליצירת בני-כלאיים רבים בין מיני משפחת החתוליים. מרבית בני הכלאיים הפוריים הם כתוצאה מהרבעת מינים קרובים בתוך אותו הסוג, כגון בין חתול הבית, חתול בר אירופי וחתול ביצות (כולם מן הסוג Felis), ומיעוטם מסוגים שונים השייכים לאותה תת-משפחה, כגון הסרוואל והקרקל (מן הסוגים Caracal ו-Leptailurus). אך ידוע רק על מקרה אחד של בני-כלאיים בין שתי תת-המשפחות של חתוליים, חתולים קטנים וחתולים גדולים - הפומפארד בין הפומה לנמר - והם בלתי-פוריים. אפילו במחקרים גנטיים לא נמצאה עדות למקרה יחיד של רביית כלאיים בין משפחת החתוליים למשפחה אחרת של בעלי-חיים.
טקסון המין פותח כדי לתאר אוכלוסיות מבודדות רבייתית זו מזו, ולפיכך כלל אצבע מקורב הוא שבני-כלאיים בני מינים שונים השייכים לאותו סוג מתרחשים אך בלתי-פוריים, ובני כלאיים בין סוגים שונים אף אינם מתרחשים. אך לכלל אצבע זה יוצאי-דופן רבים, ולא נהוג לשנות הגדרות טקסונומיות מינים וסוגים בעקבות מידע חדש על מקרים של רביית כלאיים ביניהם.