Вид. Популяция – единица вида

Понятие вида. Проблема вида является одной из центральных проблем эволюционного учения. Вплоть до ХVII в. исследователи опирались на представление о виде, созданное Аристотелем, который называл видом совокупность сходных особей. Аналогичный подход был использован и К. Линнеем, который правильно считал, что виды – универсальные, дискретные и реально существующие в природе образования. Создавая свою классификацию органического мира, К. Линней распределял виды по внешним – формальным – признакам.

Ж. Б. Ламарк построил свою систему, в которой он проводил иной принцип эволюционного родства. Однако, выдвинув великую идею о развитии мира, он не смог правильно оценить изменчивость видов и сделал вывод об искусственности термина «вид», придуманного учеными для удобства классификации. Ч. Дарвин, как и многие его последователи, также столкнулся с этой проблемой. В своих работах он то признавал «хорошо разграниченные виды», то говорил о «придуманности» этого термина.

Современные представления о виде сложились только к середине ХХ в рамках синтетической теории эволюции. «Вид –это совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей; имеющих общее происхождение; свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство; приспособленных к определенным условиям среды и занимающих в природе определенную область – ареал». Таким образом, вид нужно изучать, рассматривая признаки в комплексе. В связи с этим особое значение имеет вопрос о критериях вида, т. е. его отличительных особенностях. Выделяют следующие критерии вида: 1) морфологический; 2) генетический; 3) физиологический; 4) биохимический; 5) географический; 6) экологический.

Морфологический критерий – сходство внешних и внутренних признаков и свойств. Это наиболее простой и наглядный, но недостаточный критерий. Особи в пределах вида иногда настолько изменчивы, что, пользуясь только морфологическим критерием, не всегда возможно отграничить вид. Вместе с тем существуют виды, морфологически почти сходные, но разные, самостоятельные: представители их не скрещиваются между собой. Это виды-двойники.

Генетический критерий – характерный для каждого вида набор хромосом по их числу, форме и др. Этот критерий достаточно устойчив, помогает разграничить виды-двойники. Например, с помощью этого критерия было выделено два вида черных крыс с 38 и 42 хромосомами; открыто 6 новых видов малярийного комара, раньше считавшихся одним видом. Но и этот критерий не абсолютен, т. к. и в пределах вида могут возникать различия в числе и строении хромосом (хромосомные и геномные мутации).

Физиологический критерий – сходство всех процессов жизнедеятельности (обмена веществ, роста, дифференцировки).

Биохимический критерий – общность биохимических реакций. Известно, что различные органические вещества синтезируются определенными группами организмов. Например, бобовые синтезируют азотсодержащие вещества, пасленовые – алколоиды, млекопитающие имеют сходную последовательность аминокислот в молекуле инсулина.

Географический критерий – определенный ареал, занимаемый видом в природе. Увеличение ареала – биологический прогресс, т.к. расширяется кормовая база, снижается конкуренция, повышается выживаемость вида, возрастает численность и разнообразие видов, что способствует стабилизации вида.

Экологический критерий – местообитание вида (экологическая ниша). В природе нет двух видов, обладающих совершенно одинаковой адаптацией, поэтому каждый вид существует в конкретных условиях среды. Например, лютик едкий растет на полях и лугах, лютик ползучий – во влажных местах, лютик жгучий – по берегам рек, озер.

Для установления видовой принадлежности необходимо использовать совокупность критериев вида.

Целостность вида. Самое существенное свойство вида заключается в его обособленности от других, даже близких видов, одного и того же рода. Например, ворон обыкновенный и ворона серая относятся к разным видам, или береза бородавчатая и береза карликовая – разные виды. Обособленность видов достигается особенностями размножения: разные места обитания, сроки, поведение в этот период, нежизнеспособность или бесплодие межвидовых гибридов. Особи одного вида не могут жить обособленно от особей этого же вида. У них вырабатываются взаимные приспособления: особенности строения материнского организма и эмбриона, система сигнализации и ее восприятия и т. д. Видовые особенности иногда могут повредить отдельным особям этого вида, но они полезны для вида в целом (речной окунь питается своей молодью, но благодаря этому регулируется его численность в водоеме и вида в целом).

Популяция. Особи любого вида распространены в своем ареале неравномерно, а определенными устойчивыми гpуппами – популяциями. Эта неравномерность распределения особей объясняется тем, что условия существования в пределах ареала не везде равноценны, и представители любого вида концентрируются на участках с наиболее благоприятными условиями (близость воды, микроклимат, кормовые объекты, другие виды и т. д.).

Популяция – это совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, длительно существующих на определенной части ареала и относительно обособленной от других популяций этого вида различными формами изоляции. Особи одной популяции имеют наибольшее сходство по всем признакам, поэтому возможность скрещивания внутри популяции выше, чем между особями соседних популяций. Каждая популяция характеризуется плотностью, численностью, возрастным составом.

Плотность популяции – количество ее особей, приходящихся на единицу площади. Численность популяции –общее количество особей данной популяции. Возрастной состав – определяется соотношением молодых (вегетативных), зрелых (генеративных) и старых (сенильных) особей.

Показатели популяции подвергаются значительным колебаниям в результате изменения условий среды, в различные годы и сезоны. В связи с условиями среды ареалы популяции могут быть различными. Например, в лесном сообществе ареал популяции чабреца ползучего 0,01 га, а в луговом – 0,1 га. Численность популяции также колеблется. Из истории известны мышиные годы, годы саранчи, чумы, холеры а за ними наблюдалось снижение численности этих популяций. Такие колебания численности популяции называются популяционными волнами или волнами жизни. Важное значение в поддержании устойчивости популяции имеет ее возрастной состав, который тоже может меняться.

Главным объединяющим фактором в популяции является свободное скрещивание (панмиксия). Ограничение свободы скрещиваний организмов называют изоляцией. В зависимости от природы факторов ограничения панмиксии различают следующие виды изоляции: 1) географическую; 2) биологическую; 3) генетическую.

Географическая изоляция заключается в пространственном разобщении популяций благодаря особенностям ландшафта в пределах ареала вида (горы, моря, пустыни – разделение барьерами или разделение значительным расстоянием).

Биологическая изоляция возникает вследствие внутривидовых различий организмов. Выделяют несколько форм биологической изоляции: экологическую, этологическую, физическую.

К экологической изоляции приводят особенности состава пищи, разные сроки спаривания, гнездования; у паразитов – использование в качестве хозяев организмов разных видов. Длительная экологическая изоляция способствует дивергенции популяций вплоть до образования новых видов.

Этологическая (поведенческая) изоляция существует благодаря особенностям ритуала ухаживания, окраски, запахов, «пения» самцов и самок.

При физической (механической) изоляции препятствием к скрещиванию могут быть различия в строении органов размножения или просто разные размеры тела. У растений такая форма изоляции возникает из-за приспособления цветка к определенному виду опылителей.

Генетическая (репродуктивная) изоляция заключается в несовместимости гамет, гибели зигот, стерильности или малой жизнеспособности гибридов. Этот вид изоляции создает наиболее жесткие, иногда непреодолимые барьеры для скрещивания.

Таким образом, являясь формой существования вида, популяция обеспечивает приспособленность его к конкретным условиям среды, т. е. любой вид экологически специфичен. У каждого вида в процессе эволюции выработались взаимные приспособления, обеспечивающие существование вида как целостной системы.