§ 40 Процессы видообразования

Видообразование — сложнейший процесс в развитии живой материи. Воз­никновение нового вида всегда сопровождается разрывом связей с родитель­ским видом и превращением в новую, обособленную совокупность популяций и организмов. Новый вид может образоваться из одной популяции или группы смежных популяций.

Возникновение нового вида — центральное событие эволюции.

Проблема видообразования принципиально была решена Ч. Дарвином, показавшим роль дивергенции (расхождения признаков), естественного отбо­ра и острой внутривидовой конкуренции между организмами.

По современным представлениям, видообразование осуществляется бла­годаря популяциям, накопившим в себе устойчивые генотипические и фенотипические различия приспособительного характера. Эти различия в результате приводят к изоляции популяции и образованию нового, самостоятельного вида. Эволюционные процессы, протекающие в популяциях на основе наследствен­ной изменчивости под контролем естественного отбора и приводящие к обра­зованию новых видов, называют микроэволюцией.

Образование видов определяется многими причинами. В одних случаях это происходит в результате пространственно-территориальной (географиче­ской) изоляции, препятствующей регулярному обмену генетической инфор­мацией. В других случаях этот процесс может быть вызван расселением вида в новые условия за пределы его ареала. В третьих случаях образование нового вида может быть обусловлено биологической (репродуктивной) изоляцией, возникшей внезапно, например, из-за полиплоидии или мутации. Микроэво­люция представляет собой магистральный путь увеличения многообразия ви­дов на Земле и общей «суммы жизни» в биосфере.

Микроэволюция приводит к изменению генофонда популяции внутри вида и к образованию новых видов на Земле.

Новые виды могут возникать из смежных популяций на разных террито­риях либо внутри ареала исходного вида.

Географическое (аллопатрическое) видообразование возникает в ре­зультате пространственно-территориальной изоляции одной популяции или группы популяций вида. Например, отдельные популяции в ареале вида могут быть разъединены горами, реками, пустынями, автострадами, застройками и другими ландшафтными барьерами, затрудняющими частый обмен генами между популяциями.

Географической изоляцией Ч. Дарвин объяснял появление разнообра­зия дарвиновых вьюрков на нескольких островах Галапагосского архипелага в Тихом океане. Вероятно, дарвиновы вьюрки — это потомки нескольких осо­бей вьюрков из Южной Америки, случайно унесенных в море во время бури, осевших и сохранившихся на Галапагосских островах. Попавшие туда вьюрки стали основателями популяций на разных островах. Изолированные друг от друга, эти популяции спустя некоторое время обособились в новые самостоя­тельные виды.

Унесенные ветром вьюрки, попав на отдельный остров Галапагосского архипелага, оказались в среде, отличающейся от той среды, которую они поки­нули. В то же время они столкнулись с условиями того конкретного острова, куда случайно попали. Под давлением естественного отбора популяции вьюрков эволюционировали на разных островах в разных направлениях. В этом про­цессе они приобрели необычный внешний вид, строение клюва и своеобраз­ные повадки, особенно в добывании пищи.

То же происходит при расселении вида на большую территорию. В ре­зультате более удаленные от центра расселения периферийные популяции и их группы, интенсивно преобразуясь в связи с освоением новых мест обита­ния, становятся родоначальниками новых видов. Примером могут служить ви­ды одуванчика на территории Евразии или судака, населяющего водоемы Евро­пы (рис. 51).

Судак обыкновенный (Stizostedion lucioperka) имеет огромный ареол. Он распрост­ранен в бассейнах Балтийского, Черного, Азовского и Каспийского морей. Населяет реки, чистые озера и моря. В соленые воды морей судак заходит на откорм, но не­рестится только в пресной воде. Судак берш (S. volgensis] живет в реках бассейнов Каспийского, Азовского и Черного морей, но встречается там главным образом в ни­зовье и среднем течении рек, где и нерестится. В море на откорм далеко не захо­дит, держится преимуществен­но пресных вод. Берш по размерам меньше судака обыкновенного, и на нижней челюсти у него нет клыков. Судак морской (S. marinusj — крупный, но отличается от судака обыкновенного и берша меньшим размером глаз, меньшим числом ветвистых лучей в спинном плавнике. В отличие от других судаков, судак морской совсем не заходит в реки, избегает опресненных районов и нерестится в море на каменистых участках прибрежья.

Характерно, что эти виды судака могут одновременно находиться в одних и тех же водных бассейнах, но не скрещиваются между собой, поскольку уже изолирова­лись друг от друга.

Новые виды могут возникать также вследствие прерывистости (мозаичности) ареала. Примером такого процесса служит возникновение близкородствен­ных видов одуванчика от широко распространенного родительского вида.

Исходный вид одуванчика миллионы лет назад занимал огромную территорию всего континента Евразии. Изменение почвенно-климатических условий на этой террито­рии, появление гор, степей, пустынь, засоленных и сырых почв обусловили возникно­вение многочисленных видов одуванчика (более 200 видов), обитающих в холодной, умеренной и субтропической зонах. Широко распространившийся вид одуванчик обыкновенный (Taraxacum officinale) сохранился на лугах, лесных полянах, у обочин дорог и в сорных местах около жилья. Одуванчик кок-сагыз (Т. kok-saghyz) сформи­ровался в условиях жаркого засушливого климата на твердой солоноватой почве. В отличие от одуванчика обыкновенного, у одуванчика кок-сагыз листья узкие, глубоко рассеченные, а в млечных сосудах корня содержится значительный процент каучука. В высокогорье, на холодных альпийских лугах Центрального Тянь-Шаня, сформиро­вался вид одуванчик розовый (Т. roseum), внешне очень похожий на вид одуванчик обыкновенный, но с соцветиями из розовых язычковых цветков.

Географическое видообразование всегда протекает довольно медленно. Этот процесс идет на протяжении сотен тысяч поколений особей популяции. Только за такие большие промежутки времени в изолированных популяциях вида с помощью их организмов вырабатываются особые признаки и свойства, которые приводят к репродуктивной изоляции.

Симпатрическое (биологическое) видообразование происходит в пре­делах ареала исходного вида в результате биологической изоляции. Оно осуще­ствляется на основе территориально единой популяции, у которой имеются четко различающиеся формы особей. Возникновение новых видов при симпатрическом видообразовании может происходить различными путями.

Один из них — возникновение новых видов при быстром изменении гено­типа. Это происходит, например, при полиплоидии, когда новые формы ока­зываются сразу генетически изолированными от родительского вида.

Если случайно возникшие в природе полиплоиды способны дать жизнеспособное по­томство и устоять в естественном отборе, то они могут быстро распространиться и со­существовать рядом с исходным видом. Этот способ видообразования часто встреча­ется у растений и простейших. У многоклеточных животных он наблюдается редко — лишь у некоторых беспозвоночных, например у дождевого червя.

Новые виды могут возникать и при гибридизации с последующим удвоени­ем числа хромосом. Так возникли многие культурные виды растений. Например, культурная слива (Prunus domestica) создана гибридизацией терна (Pr. spinosa) с алычой (Pr. divaricata)c последующим удвоением хромосом.

Другой путь симпатрического видообразования обусловлен экологиче­скими событиями, например: сезонной изоляцией популяций внутри вида; изоляцией из-за выработки иных пищеварительных ферментов в связи с пере­ходом на питание другим видом растений (часто наблюдается у тлей); изоляци­ей, вызванной появлением особого поведения у особей.

Морфологические различия близких видов (например, окраска, размеры) также могут обусловливать возникновение новых видов.

Виды, возникшие симпатрическим (биологическим) путем, обычно очень похожи по внешним морфофизиологическим признакам на исход­ный вид.

1. Охарактеризуйте основные отличия аллопатрического (географиче­ского) и симпатрического (биологического) типов видообразования.

2*. Подумайте.

• Какова роль случайности в эволюции видов?

• Происходит ли видообразование в современную эпоху?

3. Найдите ошибку в утверждениях. Сформулируйте их правильно.

• Процессы изменения вида в ходе естественного отбора называют микроэволюцией.

• Процесс возникновения нового вида, который сопровождается раз­рывом связи с родительским видом, называют дивергенцией.