Пути видообразования

Выделяют три основных пути, ведущих к появлению новых видов.

Первый из них — преобразование существующих видов. В ходе

эволюции вид А меняется и превращается в вид В. Такой процесс называется филетическим видообразованием и не предполагает

изменения числа видов.

Второй путь связан со слиянием двух существующих видов А и В и образованием нового вида С. При этом говорят о гибридогенном

происхождении видов.

Третий путь видообразования обусловлен дивергенцией (разделением) одного предкового вида на несколько независимо эволюционирующих видов. Именно по этому пути и шла в основном эволюция биоразнообразия на Земле. Термин «видообразование» в узком смысле этого слова означает увеличение числа видов.

Изоляция как пусковой механизм видообразования

Изоляция (в генетике популяций) — исключение или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида.

Изоляция является элементарным эволюционным фактором, действующим на микроэволюционном уровне, и приводит к видообразованию.

По характеру изолирующих барьеров классифицируют географическую и репродуктивную (биологическую) изоляцию.

Географическая изоляция

Наиболее распространенный способ территориального разобщения популяций или групп популяций. Причинами ее могут быть географические факторы (горные хребты, водные преграды, места или биоценозы, неблагоприятные для жизни вида, разделение расстоянием, ограничение "радиуса индивидуальной активности" и др. барьеры) - географическая изоляция

Аллопатрическое (a) и симпатрическое (b) видообразование.

В СТЭ выделяют два способа

видообразования:

географическое,

или

аллопатрическое экологическое, или симпатрическое.

Аллопатрическое

видообразование

Аллопатрическое (географическое) видообразование

Вызывается разделением ареала вида на несколько изолированных частей. Возникновение географических преград (горных хребтов, морских проливов и пр.) приводит к возникновению изолятов — географически изолированных популяций.

При этом на каждую такую часть отбор может действовать по-разному, а эффекты дрейфа генов и мутационного процесса будут явно отличаться. Тогда со временем в изолированных частях будут накапливаться новые генотипы и фенотипы. Особи в разных частях ранее единого ареала могут изменить свою экологическую нишу. При таких исторических процессах степень расхождения групп может достигнуть видового уровня.

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.

Наиболее древняя из них - линия насекомоядных вьюрков. Позднее выделилась линия вьюрков – вегетарианцев, которые питаются лепестками цветов, почками и плодами. Затем от этой линии выделилось еще две, с более мощными клювами. Древесные вьюрки использовали их для извлечения насекомых из стволов деревьев, а наземные для питания твердыми семенами. Образование разных видов вьюрков происходило на разных островах и шло, таким образом, по пути аллопатрического видообразования.

Галапагосские вьюрки

Симпатрическое (экологическое) видообразование

Связано с расхождением групп особей одного вида и обитающих на одном ареале по экологическим признакам. При этом особи с промежуточными характеристиками оказываются менее приспособленными.

Расходящиеся группы формируют новые виды.

•возникновение новых видов при быстром изменении кариотипа путём полиплоидизации. Известны группы близких видов, обычно растений, с кратным числом хромосом.

•гибридизация с последующим удвоением числа хромосом. Сейчас известно немало видов, гибридогенное происхождение и характер генома которых может считаться экспериментально доказанным.

•возникновение репродуктивной изоляции особей внутри первоначально единой популяции в результате фрагментации или слияния хромосом и других хромосомных перестроек. Этот способ распространён как у растений, так и у животных. Особенностью симпатрического пути видообразования является то, что он приводит к возникновению новых видов, всегда морфологически близких к исходному виду. Лишь в случае гибридогенного возникновения видов появляется новая видовая форма, отличная от каждой из родительских.

Видообразование рыб

Исследователи работали в Никарагуа, где изучали рыб Amphilophus cf. citrinellus, обитающих в затопленном водой кратере. Они обратили внимание на один вид цихлид - две популяции этих рыб добывали пищу различными способами и заметно отличались друг от друга внешне.

Рыбы из одной популяции имели вытянутую узкую голову и очень толстые губы. Эти физические особенности помогали рыбам поедать насекомых и личинок, прятавшихся в трещинах в скальных стенках кратера - вытянутый череп позволял глубоко проникать в трещины, а толстые губы служили подушкой, защищающей цихлид от острых сколов.

Рыбы из второй популяции не имели столь толстых губ, но зато обладали более крепкими челюстями и дополнительными зубами. Их основным источником пищи служили имеющие раковины моллюски.

Ученые отмечают, что цихлиды приобрели столь заметные физические отличия очень быстро - примерно за 100 поколений. Большинство существующих сегодня моделей видообразования предполагают, что подобные изменения накапливаются приблизительно за 10 тысяч поколений. И хотя существуют теории, отводящие на видообразование всего десятки поколений, до сих пор ученым не приходилось сталкиваться с такой скоростью в природе.

Цихлиды из двух найденных в Никарагуа популяций в лаборатории были способны скрещиваться и давать плодовитое потомство - то есть они все еще относятся к одному виду. Однако в природе цихлиды с тонкими и толстыми губами практически никогда не скрещивались. Такая репродуктивная изоляция - один из основных факторов, способствующих разделению одного вида на два.