54. Эволюционное учение.

а) Вид как единица систематики.

Понятие вида. Основной, элементарной и реально существующей единицей органического мира, или иначе — универсальной формой существования жизни, является вид (от лат. species — взгляд, образ).

Вид — исторически сложившаяся совокупность популяций, особи которых обладают наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, могут свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство, приспособлены к определенным условиям жизни и занимают определенную область — ареал.

Особи, принадлежащие к одному виду, не скрещиваются с особями другого вида, характеризуются генетической общностью, единством происхождения. Вид существует во времени: он возникает, распространяется (в период расцвета), может сохраняться неопределенно долгое время в устойчивом, почти неизменном состоянии (реликтовые виды) или непрерывно изменяться. Одни виды со временем исчезают, не оставляя новых ветвей. Другие дают начало новым видам.

Вид как таксономическая категория. Вид — основная категория биологической классификации. Понятие «вид» впервые было введено в конце 17 в. английским ботаником Джоном Реем (1627—1709), отметившим, что разные виды отличаются по внешнему и внутреннему строению и не скрещиваются между собой.

б) Перечислите основные формы видообразования (симпатрическое, аллопатрическое). Примеры.

В зависимости от того, где и как возникает репродуктивная изоляция между исходным и нарождающимся видом или видами, выделяют 2 основных способа видообразования. Аллопатрическое (от греч. allos – другой, patris- родина) видообразование происходит в том случае, когда нарождающиеся виды оказываются пространственно разобщенными, отделенными друг от друга и от исходного вида труднопреодолимыми географическими барьерами. Ученые предполагают, что в особых случаях репродуктивная изоляция может возникнуть между определенными особями и всей остальной популяцией в пределах одной территории. Такой способ видообразования называют симпатрическим (от греч. syn – вместе, patris- родина).

Классический пример аллопатрического видообразования — эндемичные виды, возникшие на островах. Вьюрки на Галапагосских островах, описанные впервые Ч. Дарвином, — свидетельство эффективности аллопатрического видообразования. Молекулярный анализ их ДНК показывает, что при всем удивительном морфологическом многообразии видов Дарвиновых вьюрков, все они являются потомками одного единственного континентального вида. Его представители попали на Галапагоссы несколько миллионов лет назад и дали начало четырем основным линиям.

Симпатрическое: известны примеры обитания нескольких (а иногда и многих) близкородственных видов на одной территории. Например, в африканском озере Виктория, которое образовались всего 12 тыс. лет назад, обитают более 500 видов рыб-цихлид, отличающиеся друг от друга по морфологии, образу жизни, поведению и ряду других признаков. Молекулярно-генетический анализ показывает, что все они произошли от одного общего предка.

в) Критерии вида. Структура вида

Критерии вида. Признаки, по которым один вид можно отличить от другого, называют критериями вида.

Критерии вида — совокупность определенных признаков, свойственных только одному какому-либо виду.

• Морфологический - Сходство внешнего и внутреннего строения особей одного вида; характеристика особенностей строения представителей одного вида

• Физиологический - Сходство всех процессов жизнедеятельности, и прежде всего размножения. Представители разных видов, как правило, не скрещиваются или их потомство бесплодно

• Биохимический - Видовая специфичность белков и нуклеиновых кислот

• Генетический - Каждый вид характеризуется определенным, присущим только ему набором хромосом, их структурой и дифференцированной окраской

• Эколого-географический - Ареал обитания и непосредственная среда обитания — экологическая ниша. Каждый вид имеет свою собственную нишу обитания и ареал распространения.

Структура вида состоит из след. единиц:

• полувид — географич. или экологич. раса, к-рая почти достигла состояния “молодого вида”, характеризующаяся достаточной морфофизиологич., географич., экологич., а в ряде случаев и репродуктивной особенностями

• подвиды — территориально разобщенные географич. расы, приспособленные к определенному местообитанию и отличающиеся морфофизиологич. признаками (напр., ель обыкновенная образует европейскую, финскую и сибирскую расы, или подвиды; обыкновенная белка на территории СССР имеет более 20 подвидов, отличающихся окраской, размерами и качеством меха)

• экотипы — экологич. расы, приспособленные к тем или иным условиям и имеющие свои морфофизиологич. признаки (напр., выделяют лесную и парковую расу черного дрозда, экотипы растений кислых и щелочных почв и т. п.)

• популяция — относительно обособленная на определенной территории группа свободноскрещивающихся особей, способная длительное время существовать, воспроизводиться, эволюционировать; популяции вида возникают в результате естественного отбора. Каждая популяция также имеет свою внутреннюю структуру.

г) Роль изоляции в процессе видообразования. Генофонд вида.

Изоляция — процесс, при котором ограничивается или исключается свободное скрещивание между особями одного вида из разных популяций. Изоляция является ключевым фактором видообразования и влияет на генетическое разнообразие популяций.

Изоляция играет ключевую роль в процессе видообразования. Она препятствует обмену генетической информации между популяциями, что ведёт к накоплению генетических различий и возникновению новых видов. Бывают:

— Географическая изоляция — разделение популяций физическими преградами (горы, реки).

— Репродуктивная изоляция — биологические различия, препятствующие скрещиванию (разные времена размножения, поведенческие особенности).

Генофонд вида — это совокупность всех генов, присутствующих у определённой популяции организмов. Он содержит информацию о наследственных признаках всех особей данной популяции.

Генофонд не статичен, он постоянно меняется под воздействием различных факторов, включая изоляцию. Новые гены, возникающие в результате мутаций, могут закрепляться в генофонде, приводя к появлению новых признаков и, в конечном итоге, к видообразованию.

д) Репродуктивная изоляция. Роль полового процесса при интеграции особей в систему вида.

Репродуктивная изоляция — нарушение свободного скрещивания или образование стерильного потомства между популяциями. Включает в себя:

• Экологическую изоляцию — различия в условиях обитания, например, популяции рыб нерестятся в разных местах.

• Этологическую изоляцию — различия в поведении, такие как брачные ритуалы и песни у птиц.

• Временную изоляцию — несоответствие периодов размножения.

• Механическую изоляцию — различия в строении репродуктивных органов.

• Генетическую изоляцию — несовместимость гамет или стерильность гибридов.

Половой процесс играет важную роль в интеграции особей в систему вида, так как увеличивает генетическое разнообразие потомства и способствует приспособлению вида к меняющимся условиям среды.

Этот процесс происходит благодаря объединению генетического материала двух родителей — гамет. В результате образуется диплоидная зигота, из которой развивается новый организм, генетически отличающийся от родительских особей.