§ 29. Вид. Критерии вида. Морфологические критерии вида растений
Урок онлайн. Вид. Критерии вида — Современные уроки биологии
ПОПУЛЯЦИОННО-ВИДОВОЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ
Рассмотренные ранее биологические явления и механизмы, относящиеся к молекулярно-генетическому, клеточному и онтогенетическому уровням организации жизни, в пространственном отношении ограничивались отдельно взятым организмом (многоклеточным или, одноклеточным, прокариотическим или эукариотическим), а во временном — его онтогенезом, или жизненным циклом. Популяционно-видовой уровень организации относится к категории надорганизменных.
Жизнь представлена отдельными видами, являющимися совокупностями организмов, которые обладают свойствами наследственности и изменчивости.
Эти свойства становятся основой эволюционного процесса. Механизмами, обусловливающими такой результат, являются избирательная выживаемость и избирательное размножение особей, принадлежащих к одному виду. В природных условиях особенно интенсивно размножение происходит в популяциях, которые являются минимальными самовоспроизводящимися группами особей внутри вида.
Каждый из некогда существовавших или ныне живущих видов представляет собой итог определенного цикла эволюционных преобразований на популяционно-видовом уровне, закрепленный изначально в его генофонде. Последний отличается двумя важными качествами. Во-первых, он содержит биологическую информацию о том, как данному виду выжить и оставить потомство в определенных условиях окружающей среды, а во-вторых, обладает способностью к частичному изменению содержания заключенной в нем биологической информации. Последнее является основой эволюционной и экологической пластичности вида, т.е. возможности приспособиться к существованию в иных условиях, меняющихся в историческом времени или от территории к территории. Популяционная структура вида, приводящая к распаду генофонда вида на генофонды популяций, способствует проявлению в исторической судьбе вида в зависимости от обстоятельств обоих отмеченных качеств генофонда — консервативности и пластичности.
Таким образом, общебиологическое значение популяционно-видового уровня состоит в реализации элементарных механизмов эволюционного процесса, обусловливающих видообразование.
Значение происходящего на популяционно-видовом уровне для здравоохранения определяется наличием наследственных болезней, заболеваний с очевидной наследственной предрасположенностью, а также выраженными особенностями генофондов разных популяций людей. Процессы, происходящие на этом уровне, в сочетании с экологическими особенностями различных территорий составляют основу перспективного направления современной медицины — эпидемиологии неинфекционных болезней.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ВИД. ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА ВИДА.
1. ПОНЯТИЕ О ВИДЕ
Видом называют совокупность особей, сходных по основным морфологическим и функциональным признакам, кариотипу, поведенческим реакциям, имеющих общее происхождение, заселяющих определенную территорию (ареал), в природных условиях скрещивающихся исключительно между собой и при этом производящих плодовитое потомство.
Видовая принадлежность особи определяется по соответствию ее перечисленным критериям: морфологическому, физиолого-биохимическому, цитогенетическому, этологическому, экологическому и др. Наиболее важные признаки вида — его генетическая (репродуктивная) изоляция, заключающаяся в нескрещиваемости особей данного вида с представителями других видов, а также генетическая устойчивость в природных условиях, приводящая к независимости эволюционной судьбы.
Со времен К. Линнея вид является основной единицей систематики. Особое положение вида среди других систематических единиц (таксонов) обусловливается тем, что это та группировка, в которой отдельные особи существуют реально. В составе вида в природных условиях особь рождается, достигает половой зрелости и выполняет свою главную биологическую функцию: участвуя в репродукции, обеспечивает продолжение рода. В отличие от вида таксоны надвидового ранга, такие, как род, отряд, семейство, класс, тип, не являются ареной реальной жизни организмов. Выделение их в естественной системе органического мира отражает результаты предшествующих этапов исторического развития живой природы. Распределение организмов по надвидовым таксонам указывает на степень их филогенетического родства.
Важнейшим фактором объединения организмов в виды служит половой процесс. Представители одного вида, скрещиваясь друг с другом, обмениваются наследственным материалом. Это ведет к перекомбинации в каждом поколении генов (аллелей), составляющих генотипы отдельных особей. В результате достигаются нивелировка различий между организмами внутри вида и длительное сохранение основных морфологических, физиологических и прочих признаков, отличающих один вид от другого. Благодаря половому процессу происходит также объединение генов (аллелей), распределенных по генотипам разных особей, в общий генофонд (аллелофонд)1 вида. Этот генофонд заключает в себе весь объем наследственной информации, которым располагает вид на определенном этапе его существования.
Определение вида, приведенное выше, не может быть применено к размножающимся бесполым путем агамным (некоторые микроорганизмы, синезеленые водоросли), самооплодотворяющимся и строго партеногетическим организмам. Группировки таких организмов, эквивалентные виду, выделяют по сходству фенотипов, общности ареала, близости генотипов по происхождению. Практическое использование понятия «вид» даже у организмов с половым размножением нередко затруднено. Это обусловлено динамичностью видов, проявляющейся во внутривидовой изменчивости, «размытости» границ ареала, образовании и распаде внутривидовых группировок различного объема и состава (популяций, рас, подвидов). Динамичность видов является следствием действия элементарных эволюционных факторов.
2. ПОНЯТИЕ О ПОПУЛЯЦИИ
В природных условиях организмы одного вида расселены неравномерно. Имеет место чередование участков повышенной и пониженной концентрации особей. В результате вид распадается на группировки или популяции, соответствующие зонам более плотного заселения. «Радиусы индивидуальной активности» отдельных особей ограничены. Так, виноградная улитка способна преодолеть расстояние в несколько десятков метров, ондатра —в несколько сотен метров, песец — в несколько сотен километров. Благодаря этому размножение (репродуктивные ареалы) в основном приурочено к территориям с повышенной плотностью организмов.
Вероятность случайных скрещиваний (панмиксии), обусловливающих из поколения в поколение эффективную перекомбинацию генов, внутри «сгущений» оказывается выше, чем в зонах между ними и для вида в целом. Таким образом, в репродуктивном процессе генофонд вида представлен генофондами популяций.
Популяцией называют минимальную самовоспроизводящуюся группу особей одного вида, населяющих определенную территорию (ареал) достаточно долго (в течение многих поколений). В популяции фактически осуществляется сравнительно высокий уровень панмиксии, и она в определенной степени отделена от других популяций той или иной формой изоляции.
2.1. Экологическая характеристика популяции
Экологически популяция характеризуется величиной, оцениваемой по занимаемой территории (ареалу), численности особей, возрастному и половому составу. Размеры ареала зависят от радиусов индивидуальной активности организмов данного вида и особенностей природных условий на соответствующей территории. Численность особей в популяциях организмов разных видов различается. Так, количество стрекоз Leucorrhinia albifrons в популяции на одном из подмосковных озер достигало 30 000, тогда как численность земляной улитки Cepaea nemoralis оценивалась в 1000 экземпляров. Существуют минимальные значения численности, при которых популяция способна поддерживать себя во времени. Сокращение численности ниже этого минимума приводит к вымиранию популяции.
Величина популяции постоянно колеблется, что зависит от изменений экологической ситуации. Так, осенью благоприятного по кормовым условиям года популяция диких кроликов на одном из островов у юго-западного побережья Англии состояла из 10 000 особей. После холодной малокормной зимы число особей снизилось до 100.
Возрастная структура популяций организмов разных видов варьирует в зависимости от продолжительности жизни, интенсивности размножения, возраста достижения половой зрелости. В зависимости от вида организмов она может быть то более, то менее сложной. Так, у стадных млекопитающих, например дельфинов белух Delphinapterus leucas, в популяции одновременно находятся детеныши текущего года рождения, подросший молодняк прошлого года рождения, половозрелые, но, как правило, не размножающиеся животные в возрасте 2—3 лет, взрослые размножающиеся особи в возрасте 4—20 лет. С другой стороны, у землероек Sorex весной рождаются 1—2 приплода, вслед за чем взрослые особи вымирают, так что осенью вся популяция состоит из молодых неполовозрелых животных.
Половой состав популяций обусловливается эволюционно закрепленными механизмами формирования первичного (на момент зачатия), вторичного (на момент рождения) и третичного (во взрослом состоянии) соотношения полов. В качестве примера рассмотрим изменение полового состава популяции людей. На момент рождения оно составляет 106 мальчиков на 100 девочек, в возрасте 16—18 лет выравнивается, в возрасте 50 лет насчитывает 85 мужчин на 100 женщин, а в возрасте 80 лет — 50 мужчин на 100 женщин.
2.2. Генетические характеристики популяции
Генетически популяция характеризуется ее генофондом (аллелофондом). Он представлен совокупностью аллелей, образующих генотипы организмов данной популяции. Генофонды природных популяций отличает наследственное разнообразие (генетическая гетерогенность, или полиморфизм), генетическое единство, динамическое равновесие доли особей с разными генотипами.
Наследственное разнообразие заключается в присутствии в генофонде одновременно различных аллелей отдельных генов. Первично оно создается мутационным процессом. Мутации, будучи обычно рецессивными и не влияя на фенотипы гетерозиготных организмов, сохраняются в генофондах популяций в скрытом от естественного отбора состоянии. Накапливаясь, они образуют резерв наследственной изменчивости. Благодаря комбинативной изменчивости этот резерв используется для создания в каждом поколении новых комбинаций аллелей. Объем такого резерва огромен. Так, при скрещивании организмов, различающихся по 1000 локусов1, каждый из которых представлен десятью аллелями, количество вариантов генотипов достигает 101000, что превосходит число электронов во Вселенной.
Генетическое единство популяции обусловливается достаточным уровнем панмиксии. В условиях случайного подбора скрещивающихся особей источником аллелей для генотипов организмов последовательных поколений является весь генофонд популяции. Генетическое единство проявляется также в общей генотипической изменчивости популяции при изменении условий существования, что обусловливает как выживание вида, так и образование новых видов.
2.3. Частоты аллелей. Закон Харди — Вайнберга
В пределах генофонда популяции доля генотипов, содержащих разные аллели одного гена; при соблюдении некоторых условий из поколения в поколение не изменяется. Эти условия описываются основным законом популяционной генетики, сформулированным в 1908 г. английским математиком Дж. Харди и немецким врачом-генетиком Г. Вайнбергом. «В популяции из бесконечно большого числа свободно скрещивающихся особей в отсутствие мутаций, избирательной миграции организмов с различными генотипами и давления естественного отбора первоначальные частоты аллелей сохраняются из поколения в поколение».
Допустим, что в генофонде популяции, удовлетворяющей описанным условиям, некий ген представлен аллелями А1 и А2, обнаруживаемыми с частотой р и q. Так как других аллелей в данном генофонде не встречается, то р+q = 1. При этом q = 1—р.
Соответственно особи данной популяции образуют р гамет с аллелем А1 и q гамет с аллелем А2. Если скрещивания происходят случайным образом, то доля половых клеток, соединяющихся с гаметами А1, равна р, а доля половых клеток, соединяющихся с гаметами A2, — q. Возникающее в результате описанного цикла размножения поколение F1 образовано генотипами AlA1, A1A2, A2A2, количество которых соотносится как (р + q) (р + q) = р2 + 2pq + q2 (рис. 10.2). По достижении половой зрелости особи AlAi и АгА2 образуют по одному типу гамет — A1 или A2 — с частотой, пропорциональной числу организмов указанных генотипов (р и q). Особи A1A2 образуют оба типа гамет с равной частотой 2pq/2.
Таким образом, доля гамет A1 в поколении F1 составит р2 + 2pq/2 = р2 + р(1—р) = p, а доля гамет А2 будет равна q2 + 2pq/2 = q2 + + q(l-q) = q.
Так как частоты гамет с разными аллелями в поколении fi в сравнении с родительским поколением не изменены, поколение F2 будет представлено организмами с генотипами AlA1, A1A2 и А2А2 в том же соотношении р2 + 2pq + q2. Благодаря этому очередной цикл размножения произойдет при наличии р гамет A1 и q гамет А2. Аналогичные расчеты можно провести для локусов с любым числом аллелей. В основе сохранения частот аллелей лежат статистические закономерности случайных событий в больших выборках.
Уравнение Харди—Вайнберга в том виде, в котором оно рассмотрено выше, справедливо для аутосомных генов. Для генов, сцепленных с полом, равновесные частоты генотипов AlA1, A1A2 и А2А2 совпадают с таковыми для аутосомных генов: р2 + 2pq + q2. Для самцов (в случае гетерогаметного пола) в силу их гемизиготности возможны лишь два генотипа A1— или А2 —, которые воспроизводятся с частотой, равной частоте соответствующих аллелей у самок в предшествующем поколении: р и q. Из этого следует, что фенотипы, определяемые рецессивными аллелями сцепленных с хромосомой Х генов, у самцов встречаются чаще, чем у самок.
Так, при частоте аллеля гемофилии, равной 0,0001, это заболевание у мужчин данной популяции наблюдается в 10 000 раз чаще, чем у женщин (1 на 10 тыс. у первых и 1 на 100 млн. у вторых).
Еще одно следствие общего порядка заключается в том, что в случае неравенства частоты аллеля у самцов и самок разность между частотами в следующем поколении уменьшается вдвое, причем меняется знак этой разницы. Обычно требуется несколько поколений для того, чтобы возникло равновесное состояние частот у обоих полов. Указанное состояние для аутосомных генов достигается за одно поколение.
Закон Харди — Вайнберга описывает условия генетической стабильности популяции. Популяцию, генофонд которой не изменяется в ряду поколений, называют менделевской. Генетическая стабильность менделевских популяций ставит их вне процесса эволюции, так как в таких условиях приостанавливается действие естественного отбора. Выделение менделевских популяций имеет чисто теоретическое значение. В природе эти популяции не встречаются. В законе Харди — Вайнберга перечислены условия, закономерно изменяющие генофонды популяций. К указанному результату приводят, например, факторы, ограничивающие свободное скрещивание (панмиксию), такие, как конечная численность организмов в популяции, изоляционные барьеры, препятствующие случайному подбору брачных пар. Генетическая инертность преодолевается также благодаря мутациям, притоку в популяцию или оттоку из нее особей с определенными генотипами, отбору.
2.4. Место видов и популяций в эволюционном процессе
Вследствие общей адаптивной (приспособительной) направленности эволюции виды, возникающие в результате этого процесса, являются совокупностями организмов, так или иначе приспособленных к определенной среде. Эта приспособленность сохраняется на протяжении длительного ряда поколений благодаря наличию в генофондах и передаче потомству при размножении соответствующей биологической информации. Из этого следует, что при мало меняющихся условиях обитания сохранность вида во времени зависит от стабильности, консерватизма его генофонда. С другой стороны, стабильные генофонды не обеспечивают выживания в случае изменения условий жизни в историческом развитии планеты. Такие генофонды дают меньше возможностей для расширения ареала вида и освоения новых экологических ниш в текущий исторический период.
Популяционная структура вида позволяет совместить долговременность приспособлений, сформировавшихся на предшествующих этапах развития, с эволюционными и экологическими перспективами. Генофонд вида фактически распадается на генофонды популяций, каждый из которых отличается собственным направлением изменчивости. Популяции — это генетически открытые в рамках вида группировки организмов.
Межпопуляционные миграции особей, сколь бы незначительными они ни были, препятствуют углублению различий и объединяют популяции в единую систему вида. Однако в случае длительной изоляции некоторых популяций от остальной части вида первоначально минимальные различия нарастают. В конечном итоге это приводит к генетической (репродуктивной) изоляции, что и означает появление нового вида. В эволюционный процесс непосредственно включены отдельные популяции, а завершается он образованием вида.
Таким образом, популяция является элементарной эволюционной единицей, тогда как вид — качественным этапом эволюции, закрепляющим ее существенный результат.
biology-online.ru
Вид. Критерии вида. Относительный характер критериев вида
1. Что такое критерии вида?
Критерии вида — ряд признаков, которые позволяют отличить один вид от другого.
2. Какие критерии вида вам известны?
3. Что называют ареалом вида?
Ареал – территория, которую занимает вид.
4. Что понимают современные учёные под биологическим видом?
Биологический вид — это совокупность особей, способных в природных условиях скрещиваться с образованием плодовитого потомства, населяющих определённый ареал, обладающих рядом общих морфологических, физиологических и других признаков.
- Составьте список известных вам видов растений и/или животных. Попытайтесь сгруппировать их по степени морфологического сходства.
Деревья: дуб, клен, осина, ель, береза, сосна, липа, тополь.
Кустарники: сирень, калина, шиповник, рябина.
Рыбы: щука, лещ, плотва, окунь, карась, форель.
- Докажите относительный характер критериев вида.
Ни один из критериев вида не является абсолютным. Лишь в совокупности критерии позволяют с достаточной надёжностью установить принадлежность организма к тому или иному виду. Так например растения вида Ромашка лекарственная легко спутать по внешнему виду (соцветия) с растениями вида Пупавка полевая. Хотя в действительности эти виды растений относятся к разным родам. Таким образом легко доказать относительный характер морфологического критерия вида.
Подумайте:
- По каким физиологическим признакам могут различаться особи одного вида?
Особи одного вида могут отличаться по морфологическим признакам (размерами тела, цветом шерсти/оперения и пр.) и физиологическим (неспособность особей одного вида скрещиваться между собой в силу репродуктивной изоляции).
resheba.com
Вид. Критерии вида - Статья
Вид. Критерии вида
Вертьянов С. Ю.
Различить надвидовые таксоны, как правило, довольно легко, но четкое разграничение самих видов встречает определенные трудности. Часть видов занимает географически разделенные области обитания (ареалы) и потому не скрещивается, а в искусственных условиях дает плодовитое потомство. Линнеевское краткое определение вида как группы особей, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство, неприменимо к организмам, размножающимся партеногенетически или бесполым путем (бактерии и одноклеточные животные, многие высшие растения), а также к вымершим формам.
Совокупность отличительных признаков вида называют его критерием.
Морфологический критерий основан на сходстве особей одного вида по комплексу признаков внешнего и внутреннего строения. Морфологический критерий один из основных, но в ряде случаев морфологического сходства оказывается недостаточно. Малярийным комаром ранее называли шесть не скрещивающихся похожих видов, из которых только один разносит малярию. Существуют так называемые виды-двойники. Два вида черных крыс, внешне практически неразличимых, живут раздельно и не скрещиваются. Самцы многих существ, например птиц (снегирей, фазанов), внешне мало похожи на самок. Взрослые самец и самка нитехвостого угря так непохожи, что ученые полвека помещали их в разные роды, а иногда даже в разные семейства и подпорядки.
Физиолого-биохимический критерий
В его основе лежит сходство процессов жизнедеятельности особей одного вида. Часть видов грызунов обладает способностью впадать в спячку, у других она отсутствует. Многие близкие виды растений различаются по способности синтезировать и накапливать определенные вещества. Биохимический анализ позволяет различить виды одноклеточных организмов, не размножающихся половым путем. Бациллы сибирской язвы, например, вырабатывают белки, которые не встречаются у других видов бактерий.
Возможности физиолого-биохимического критерия имеют ограничения. Часть белков обладает не только видовой, но и индивидуальной специфичностью. Существуют биохимические признаки, одинаковые у представителей не только разных видов, но даже отрядов и типов. Сходным образом могут протекать у разных видов и физиологические процессы. Так, интенсивность обмена веществ у некоторых арктических рыб такая же, как у других видов рыб южных морей.
Генетический критерий
Все особи одного вида обладают сходным кариотипом. Особи разных видов имеют разные хромосомные наборы, не могут скрещиваться и живут в естественных условиях отдельно друг от друга. У двух видов-двойников черных крыс разное количество хромосом 38 и 42. Кариотипы шимпанзе, горилл и орангутанов различаются расположением генов в гомологичных хромосомах. Аналогичны отличия кариотипов зубра и бизона, имеющих в диплоидном наборе по 60 хромосом. Различия в генетическом аппарате некоторых видов могут быть еще более тонкими и состоять, например, в разном характере включения и выключения отдельных генов. Применение только генетического критерия иногда оказывается недостаточным. Один вид долгоносика объединяет диплоидные, триплоидные и тетраплоидные формы, домовая мышь также имеет различные наборы хромосом, а ген ядерного белка-гистона Н1 человека отличается от гомологичного ему гена гороха всего одним нуклеотидом. В геноме растений, животных и человека обнаружены такие изменчивые последовательности ДНК, что по ним у людей можно различать братьев и сестер.
Репродуктивный критерий
(Лат. reproducere воспроизводить) основан на способности особей одного вида давать плодовитое потомство. Важную роль при скрещивании играет поведение особей брачный ритуал, видоспецифические звуки (пение птиц, стрекотание кузнечиков). По характеру поведения особи узнают брачного партнера своего вида. Особи сходных видов могут не скрещиваться по причине несоответствия поведения при спаривании или несовпадения мест размножения. Так, самки одного вида лягушек мечут икру по берегам рек и озер, а другого в лужах. Похожие виды могут не скрещиваться из-за различия брачных периодов или сроков спаривания при обитании в разных климатических условиях. Разные сроки цветения у растений препятствуют перекрестному опылению и служат критерием принадлежности к разным видам.
Репродуктивный критерий тесно связан с генетическим и физиологическим критериями. Жизнеспособность гамет зависит от осуществимости конъюгации хромосом в мейозе, а значит, от сходства или различия кариотипов скрещивающихся особей. Резко понижает возможность скрещивания различие в суточной физиологической активности (дневной или ночной образ жизни).
Применение только репродуктивного критерия не всегда позволяет четко разграничить виды. Существуют виды, хорошо различимые по морфологическому критерию, но дающие при скрещивании плодовитое потомство. Из птиц это некоторые виды канареек, зябликов, из растений разновидности ив и тополей. Представитель отряда парнокопытных бизон обитает в степях и лесостепях Северной Америки и никогда в естественных условиях не встречается с зубром, обитающим в лесах Европы. В условиях зоопарка эти виды дают плодовитое потомство. Так была восстановлена популяция европейских зубров, практически истребленная во время мировых войн. Скрещиваются и дают плодовитое потомство яки и крупный рогатый скот, белые и бурые медведи, волки и собаки, соболи и куницы. В царстве растений межвидовые гибриды вст
www.studsell.com
| Микроэволюцией учёные называют процесс видообразования, т. е. появления новых видов организмов. Вид, его критерии и структура Вид – одно из основных и сложнейших понятий в биологии. Это понятие позволяет не только систематизировать огромное разнообразие живых организмов на Земле, но и решить вопрос о путях, причинах, а также механизмах видообразования и эволюции живой природы. Вид – реально существующая генетически неделимая единица живого мира. Понятие о виде лежит в основе эволюционной теории Ч. Дарвина. Каждый вид обладает характерным для него жизненным циклом, в рамках которого происходят определенные процессы роста и развития тел особей, изменения в проявлениях взаимоотношений организмов со средой и чередование способов их воспроизводства. История введения термина «вид»
Вид состоит из популяций. Общность генов, унаследованных от предков и характеризующих данный вид, поддерживается между популяциями с помощью особей. Изменения в популяциях приводят к изменению вида. Вид – основная структурная единица в системе организмов, качественный этап эволюции жизни. В начале 60–х гг. XX в. американский ученый–эволюционист Э. Майр предложил "биологическую концепцию" вида, выдвинув такие идеи:
Взгляды Майра укрепили понятие о виде как о многообразной политипической системе, состоящей из различных внутривидовых структурных подразделений – популяций. Идея политипического вида в настоящее время признана всеми учеными–эволюционистами в разных странах, а учение об эволюции раскрывается на основе популяционной концепции. Строгого определения понятия "вид" в биологии пока еще не создано. Чаще всего вид рассматривается как совокупность особей, сходных по строению и физиологическим особенностям, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство, занимающих в природе определённую территорию — ареал. Благодаря различным популяциям вид полнее использует многообразие среды на территории своего ареала и потому оказывается лучше приспособленным к условиям обитания. При этом вид выступает как целостное и самостоятельное природное образование, характеризующееся своей историей становления, особой эволюционной "судьбой". Совокупность отличительных признаков вида называют его критерием. Для характеристики вида используют пять основных критериев (признаков): морфологический, физиолого–биохимический, экологический, географический и репродуктивный.
Морфологический критерий оказывается недостаточным для выделения видов в природе. Существуют виды–двойники, не имеющие заметных морфологических различий, но в природе не скрещивающихся между собой из–за разных хромосомных наборов. Например, до 15 внешне не различимых видов–двойников малярийных комаров, 2 вида чёрных крыс (38–хромосомный вид связан с индоевропейской цивилизацией, 42–хромосомный вид связан с монголоидными цивилизациями). Физиолого–биохимический критерий фиксирует неодинаковость химических свойств разных видов. Так, все виды смородины специфичны по составу белков, сахаров и других органических соединений в клетках растений, что легко выявляется даже по вкусовым качествам их плодов, по аромату цветков, плодов, листьев, почек, коры. Представители разных видов, как правило, не скрещиваются по причине физиологической изоляции, например, имеют разные сроки размножения, созревания. Однако физиологический критерий относителен, поскольку между некоторыми видами возможна гибридизация, в результате которой возникает плодовитое потомство (канарейки, зяблики, зайцы, тополя, ивы).
Характеристика ареала вида – важнейший видовой признак (размеры, форма), так как связан с историей возникновения вида. Однако существуют виды с совпадающими ареалами или виды–космополиты, занимающие огромные пространства в биосфере. Поэтому одного географического критерия недостаточно для установления видовой принадлежности. Экологический критерий позволяет различать виды по комплексу абиотических и биотических условий, в которых они сформировались, приспособившись к жизни. Так, смородина черная возникла в условиях значительного почвенного увлажнения, ее естественные заросли нередко встречаются по берегам рек, в низинах на заливных лугах, тогда как смородина золотистая сформировалась в засушливых условиях остепненных предгорий и на влажных местах не произрастает. В искусственных насаждениях (в садах и парках) эти оба вида иногда выращиваются рядом, но они цветут в разные сроки: смородина черная цветет ранней весной, смородина золотистая – в первой половине лета. Все особи одного вида отличаются от особей другого вида способом питания, местом обитания. Например, разные виды синиц: большая синица, лазоревка, московка, гаичка – питаются разными насекомыми и добывают пищу на коре или в трещинах коры, в пазухах листьев или на кончиках веток. Но экологический критерий нельзя считать универсальным критерием вида. Известно, что некоторые виды имеют сходные экологические особенности, например, все виды усатых китов питаются планктонными ракообразными. Репродуктивный критерий обусловливает репродуктивную (генетическую) изоляцию вида от других, даже близкородственных. Все виды имеют особые механизмы, защищающие их генофонд от притока чужеродных генов. Это достигается главным образом особенностями генотипа у особей каждого вида – количеством и строением его хромосом. Генетический критерий является наиболее значимым, так как именно он контролирует репродуктивную изоляцию вида. Изоляция видов достигается и рядом других вспомогательных механизмов, например несовпадением сроков размножения у разных видов, различием ритуального поведения при скрещивании, наблюдаемого у многих животных, морфологическими различиями органов воспроизведения и др. Если же, например, у растений произойдет случайное опыление цветка пыльцой другого вида или у животных – случайное спаривание, то в преобладающем большинстве случаев мужские половые клетки в новой для них среде погибнут, не осуществив (обычно даже не достигнув яйцеклетки) оплодотворения. Изредка в природе встречается межвидовое скрещивание. Однако возникшие таким путем гибриды оказываются или нежизнеспособными и вскоре гибнут, или бесплодными.
Каждый вид представляет собой генетически замкнутую систему, репродуктивно изолированную от других видов. Реально вид существует в форме популяций. И хотя вид является единой генетической системой, его генофонд представлен генофондами популяций. Накопившись со временем в большом количестве, новые вариации генов в генофонде какой-либо популяции могут привести к ее изоляции от других популяций этого вида. Таким путем возникают новые виды. Вот почему популяцию как наименьшее подразделение вида, изменяющееся во времени, считают элементарной единицей эволюции. Вид – центральное звено и главный качественный этап процесса эволюции, представляет собой наименьшую неделимую, генетически закрытую и устойчивую систему в живой природе. С одной стороны вид как результат эволюции целостен, приспособлен к данной среде, стабилен и генетически обособлен от других видов. С другой – как этап эволюционного процесса он динамичен и имеет нечёткие границы вследствие своей изменчивости. < Предыдущая страница "Физиологические адаптации" Следующая страница "Элементарные эволюционные факторы" > | Календарь
СтатистикаОнлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 | |||||
Морфологический критерий позволяет различать разные виды по внешним и внутренним признакам. Например, род смородина содержит несколько хорошо различающихся между собой по внешнему облику видов смородины: черная, красная, золотистая, альпийская, тяньшанская, красивая и др. У них различная окраска цветков и плодов, на побеге по-разному располагаются соцветия, имеются некоторые отличия и в форме листьев.
Географический критерий свидетельствует, что каждый вид обладает своим ареалом. Например, ареалом смородины черной являются северные регионы Евразии, тогда как ареалом смородины золотистой – центральные территории Северной Америки, смородины тяньшанской – лесной пояс гор Центрального Тянь-Шаня в Средней Азии.
biolicey2vrn.ru
Вид и его критерии | Биология
По каким признакам и свойствам организмы объединяют в виды?
Развитие представлений о виде. Понятие «вид» – одно из самых сложных в биологии. Впервые термин «вид» использовал английский систематик Дж. Рей в 1693 г. Он различал виды по двум признакам: все особи одного вида имеют практически одинаковые черты строения и все они могут свободно скрещиваться, передавая свои свойства потомкам.
Учение о виде развил шведский ученый К. Линней, назвав вид совокупностью сходных по строению особей, дающих плодовитое потомство. В частности, он дал описание 10 тыс. видов растений и более 2 тыс. видов животных. К. Линней разработал биологическую номенклатуру (перечень названий), предложив бинарные (состоящие из двух слав) названия видам растений и животных на латинском языке, первым словом обозначая род, а вторым – видовую принадлежность. К. Линней выдвинул принцип иерархичности систематических категорий (таксонов): виды объединяются в роды, роды – в отряды, отряды – в классы и т. д.
К. Линней считал, что виды (группы родственных организмов) реально существуют в природе, они неизменны и их число постоянно. Хотя в последних своих трудах он уже допускал возникновение новых видов, которое стало возможным в результате гибридизации ранее существовавших видов.
Главным критерием вида К. Линней выдвигал морфологический – особенности внешнего и внутреннего строения организмов.
Современник К. Линнея французский естествоиспытатель Ж. Бюффон считал, что к одному виду относятся только те особи, которые при скрещивании дают плодовитое потомство. Межвидовые гибриды бесплодны. Этот критерий нескрещиваемости особей разных видов упоминается и сейчас во многих определениях вида. Так была заложена научная основа для дальнейшего изучения природы, способствующая формированию подлинно исторического взгляда на природу.
В первой четверти XIX в. французский ученый Ж. Б. Ламарк разработал систему классификации растений и животных. Он пришел к выводу, что виды постоянно изменяются и поэтому реально не существуют. Иначе говоря, он признавал реальным существование только особей, а виды считал созданием человеческого разума.
Учение о виде было обогащено и развито взглядами Ч. Дарвина. Ученый считал, что вид реально существует, обладает совокупностью признаков и в то же время изменяется под действием естественного отбора. Вместе с тем в трудах Ч. Дарвина иногда встречаются противоречивые высказывания. Например: «Термин "вид" я считаю совершенно произвольным, придуманным ради удобства, для обозначения группы особей, близко между собой схожих».
Современное определение понятия «вид». Оно сложилось благодаря трудам многих ученых только к середине XX в.
Современное представление о виде заключается в том, что виды реальны, хотя различия между ними не всегда заметны. Все особи одного вида имеют общую генетическую программу, которая возникла в ходе предшествующей биологической эволюции.
В обобщенной форме можно дать следующее определение: вид – это исторически сложившаяся совокупность особей, сходных по морфологическим, физиологическим и биохимическим свойствам; свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенную область – ареал.
Критерии вида. Каждый вид живых организмов обладает совокупностью черт, особенностей, свойств, т. е. признаками. Признаки, которыми виды отличаются друг ст друга, называются критериями вида. Критерии отражают наиболее характерные для вида признаки. Назовем основные из них.
Морфологический критерий характеризует сходные особенности внешнего и внутреннего строения особей одного вида. Морфологические признаки очень изменчивы. Например, сосны, растущие в лесу и на открытых пространствах, выглядят по-разному.
Физиологический критерий определяет сходство процессов жизнедеятельности у особей одного вида (питание, обмен веществ, размножение, биологические ритмы и др.).
Биохимический критерий отражает сходство биохимических признаков особей одного вида, их способность синтезировать, накапливать, использовать определенные химические соединения.
Экологический критерий характеризует совокупность условий окружающей среды, в которой существует вид (место и роль в цепях питания, особенности температурного режима, влажность, освещение, кислотность и газовый состав среды и т. д.).
Этологический критерий отражает особенности поведения особей, выявляемые при определении видовой принадлежности животного организма.
Географический критерий определяет ареал обитания, т. е. область распространения вида в природе.
Генетический критерий основан на том, что каждый вид имеет свойственный ему набор хромосом, их определенное число и структуру. Иначе говоря, особи одного вида обладают одинаковым кариотипом. Например, у человека диплоидный набор хромосом (2n) составляет 46 хромосом.
Генетический критерий характеризует вид как целостную генетическую систему, составляющую генофонд вида. т. е. совокупность генотипов всех относящихся к данному виду особей.
Нельзя определить видовую принадлежность особи по одному критерию. Нередко для определения вида используют внешние признаки, т. е. морфологический критерий.
Однако существуют виды-двойники, которые внешне почти не отличаются друг от друга, хотя в природе изолированы и не скрещиваются между собой. Например, восточноевропейская попевка имеет 54 хромосомы, а обыкновенная попевка – 46, хотя по внешнему виду они не отличаются друг от друга.
Естественно, что разное количество хромосом у видов-двойников служит непреодолимым препятствием для их скрещивания. В Европе встречается 15 видов-двойников комаров, ранее объединяемых под названием «малярийный комар». Доля видов-двойников среди млекопитающих достигает 10%.
Генетический критерий достаточно надежен. Но иногда встречаются виды, имеющие сходные наборы хромосом. Кроме того, в пределах вида могут быть широко распространены наследственные изменения (мутации), приводящие к изменению числа хромосом, что затрудняет точное определение принадлежности особи к тому или иному виду.
Итак, каждый критерий в отдельности не может быть основанием для определения вида; только в совокупности они позволяют точно выявить видовую принадлежность особи.
Американский биолог Э. Майр считал, что «вид – это группа скрещивающихся или обладающих такой возможностью популяций, которая репродуктивно изолирована от других подобных групп».
Современные представления о виде сталкиваются с некоторыми трудностями. В частности, осложняется применение понятия «вид» для организмов, имеющих бесполое или партеногенетическое размножение и для самооплодотворяющихся гермафродитов.
Из предыдущих разделов школьной биологии вам известно, что вид– основная структурная и классификационная единица в системе живых организмов. В настоящее время насчитывают более 600 тыс. видов растений и свыше 1 млн 600 тыс. видов животных, обитающих на Земле. Биологи-систематики объединяют виды в более крупные систематические группы – роды, семейства, отряды, классы и т. д.
Вопросы и задания
- Как складывались научные представления о виде'?
- Сравните представления о виде К. Линнея, Ж. Б Ламарка, Ч. Дарвина.
- Что означает понятие «критерий вида»?
- Дайте характеристику критериям вида.
- Какой критерий является основным при определении вида растений с помощью словаря-определителя?
- Почему использование только одного из критериев вида не позволяет определить видовую принадлежность особей?
- Какие изолирующие механизмы отделяют один вид от другого?
- Какие трудности имеются при определении вида? Ответ обоснуйте.
blgy.ru
