Видообразование

Микроэволюционные процессы, протекающие в популяциях, не сводятся только к формированию приспособлений, они могут приводить к образованию новых видов.

Видообразование – разделение (во времени и пространстве) прежде одного вида на два или несколько, или это превращение генетически открытых систем в генетически закрытые системы.

Большой вклад в понимании вопроса видообразования внес Э. Майр (1942). В настоящее время выделяют пять основных путей появления новых видов:

1. Аллопатрическое (географическое) видообразование – это процесс возникновения нового вида из одной или группы смежных популяций, расположенных на периферии ареала исходного вида. Связано с пространственной изоляцией, расширением исходного родительского вида и расчленение его на изолированные части различными естественными географическими преградами.

При расширении ареала вида особи популяций встречаются с новыми почвенно-климатическими условиями, с иными животным и растительным миром. В новых условиях будут выживать и оставлять потомство те особи, генотипы которых соответствуют этим условиям. Это ведет к изменению генофонда, образованию новых популяций, а в дальнейшем к возникновению новых видов.

Географические барьеры (реки, моря, горы, ледники) могут препятствовать потоку генов. В результате длительного территориального разобщения может произойти генетическая изоляция популяций и образование самостоятельных видов. Так, например, в результате разрыва ареала образовались многие виды лиственниц, сосен и др.

Аллопатрическое видообразование происходит на протяжении сотен тысяч поколение, т. е. сравнительно медленно.

2. Парапатрическое (экологическое) видообразование – это такой тип видообразования, при котором одна из популяций вида занимает новую экологическую нишу, постепенно изолируясь от остальных популяций этого вида. При этом группы одной популяции могут попадать в необычные для них экологические условия, которые будут способствовать выявлению и закреплению новых мутаций и изменению направления естественного отбора. Это приведет к изменению генофонда, к большому обособлению популяций, а затем к образованию новых популяций, подвидов и видов, приспособленных к новым конкретным условиям.

В настоящее время активно наблюдается процесс парапатрического видообразования, например чайки, собирающие корм во время вспашки земли, скворца, переставшие мигрировать и собирающие корм круглогодично вдоль железнодорожного полотна.

3. Симпатрическое (биологическое) видообразование – это возникновение нового вида внутри ареала исходного вида. Оно может протекать путем полиплоидизации, гибридизации с последующим удвоением числа хромосом и репродуктивной изоляцией особей в результате хромосомных перестроек.

При скрещивании особей из двух соседних популяций образуются гибриды с низкой фертильностью, что препятствует скрещиванию и обмену генами между двумя исходными популяциями. Это может привести к образованию новых видов.

Одной из форм симпатрического видообразования является межвидовая гибридизация, при которой новый вид возникает в результате скрещивания между особями разных видов. В настоящее время известно немало видов, гибридогенное происхождение и аллополиплоидный характер генома которых достоверно доказан. Например, плодовитый межвидовой тетраплоидный гибрид капусты с редькой образован за счет хромосомной мутации с удвоением числа хромосом каждого из видов – 4n = 36. При этом исходные виды не исчезают.

4. Филетическое видообразование – весь вид в целом изменяется в череде поколений, превращаясь в новый вид, который можно выделить сопоставляя морфологические характеристики этих групп (например вид А в ходе эволюции преобразуется в вид В). Не сопровождается изменение числа видов. Например, филогенетический ряд происхождения лошади.

5. Гибридогенное происхождение вида – выражается в слиянии двух существующих видов А и В с образованием нового вида С, при этом наблюдается исчезновение родительских видов.

6. Дивергентное видообразование – наиболее распространенное, основано на процессе образования новых видов в результате разделения единой предковой формы путем дивергенции. От исходного вида берет начало ряд форм, но не все они получают дальнейшее развитие. В результате данного типа видообразования происходит увеличение числа видов. Примером выступают галапагоские вьюрки, гавайские цветочницы и др.

Обязательным условием видообразования является прекращение обмена генами между популяциями, т. е. генетическая изоляция популяций в течение длительного времени. Это способствуют различные репродуктивно-изолирующие механизмы:

• сезонная изоляция – брачный сезон или сроки цветения видов в разное время года;

• эколого-географическая изоляция – наличие гор, рек, пустынь или существование различных местообитаний видов;

• этологическая изоляция – различия в особенностях поведения, ритуале ухаживания;

• физиологическая изоляция – различия в строении полового аппарата, сроках и повадках спаривания и невозможность копуляции;

• генетическая изоляция – стерильность, гибель зигот и гибридов.

Таким образом, практически любое видообразование идет по схеме: обособление популяций + накопление мутаций + изоляция → изменение признаков → образование подвида → репродуктивная изоляция → образование вида.