Изучение состава ДНК - это важная задача. Наличие подобной информации позволяет выявлять характерные признаки всех живых организмов, изучать их.
Определение
Вид представляет собой основную форму организации земной жизни. Именно его считают главной единицей классификации биологических объектов. Те проблемы, которые связаны с данным термином, лучше анализировать в историческом аспекте.
Страницы истории
Термин «вид» с древних времен применялся для характеристики объектов. Карл Линней (шведский натуралист) предложил применять этот термин для характеристики дискретности биологического разнообразия.
При выделении видов учитывались различия между особями по минимальному количеству внешних параметров. Данный метод был назван типологическим подходом. При причислении особи к какому-то виду сравнивали его признаки с описанием тех видов, которые уже были известны.
В тех случаях, когда не удавалось провести сравнение по готовым диагнозам, описывали новый вид. В некоторых случаях возникали казусные ситуации: самки и самцы, принадлежащие к одному виду, описывались как представители разных классов.
К концу XIX века, когда уже было достаточно информации о млекопитающих и птицах, живущих на нашей планете, были выявлены основные проблемы типологического подхода.
В прошлом веке существенное развитие получила генетика, поэтому вид стал рассматриваться в качестве популяции, имеющей уникальный сходный генофонд, имеющий определенную «систему защиты» его целостности.
Именно в XX веке сходство по биохимическим параметрам стало основой концепции вида, автором которой стал Эрнст Майер. Подобная теория детально описывала биохимический критерий вида.
Реальность и вид
В книге Ч. Дарвина «Происхождение видов» идет речь о возможности взаимного превращения видов, постепенному «зарождению» организмов с новыми признаками.
Критерии вида
Под ними подразумевают сумму некоторых признаков, присущих только одному виду. У каждого есть свои характерные параметры, которые необходимо разобрать подробнее.
Физиологический критерий состоит в сходстве процессов жизнедеятельности, к примеру, размножения. Не предполагается скрещивание между представителями разных видов.
Морфологический критерий предполагает аналогию во внешнем и внутреннем строении особей одного вида.
Биохимический критерий вида связан со специфичностью нуклеиновых кислот и белков.
Предполагает какой-то конкретный набор хромосом, отличающихся по структуре, сложности строения.
Этологический критерий связан с ареалом обитания. Для каждого вида характерны свои области нахождения в природной среде.
Главные черты
Вид считают качественной ступенью живой природы. Он может существовать в виде результата различных внутривидовых отношений, обеспечивающих его эволюцию и воспроизводство. Его основной чертой является некая стабильность генофонда, которая поддерживается репродуктивной изоляцией одних особей от иных схожих видов.
Для поддержания единства используется свободное скрещивание между особями, приводящее к постоянному потоку генов внутри родового сообщества.
Каждый вид на протяжении нескольких поколений адаптируется в условиях определенной местности. Биохимический критерий вида предполагает постепенную перестройку его генетической структуры, вызванную эволюционными мутациями, рекомбинациями, естественным отбором. Подобные процессы приводят к неоднородности вида, его распаду на расы, популяции, подвиды.
Для достижения генетической обособленности необходимо разделение родственных групп морями, пустынями, горными хребтами.
Биохимический критерий вида связан также с экологической изоляцией, заключающейся в несовпадении сроков размножения, обитание животных в разных ярусах биоценоза.
Если происходит межвидовое скрещивание либо появляются гибриды с ослабленными характеристиками, то это является показателем качественной обособленности вида, его реальности. К. А. Тимирязев считал, что вид - это строго определенная категория, которая не предполагает модификаций, а потому не существует в реальной природе.
Этологический критерий объясняет процесс эволюции в живых организмах.
Популяция
Биохимический критерий вида, примеры которого можно рассмотреть для разных популяций, имеет особое значение для развития вида. В рамках ареала особи одного вида распространяются неравномерно, поскольку в живой природе нет одинаковых условий для размножения и существования.
К примеру, колонии кротов распространяются только в отдельных луговинах. Происходит естественный распад населения вида на популяции. Но подобные разграничения не убирают возможности скрещивания между особями, располагающимися на пограничных участках.
Физиологический критерий связан и с тем, что подвергается существенным колебаниям в разные сезоны, годы. Популяция представляет собой форму существования в определенных условиях среды, ее по праву считают единицей эволюции.
Они существуют на протяжении длительного временного промежутка на какой-то части ареала, в некоторой степени обособлены от иных популяций. В чем проявляется биохимический критерий вида? При наличии у особей одной популяции существенного количества сходных признаков, допускается внутреннее скрещивание. Несмотря на подобный процесс, популяции характеризуются генетической неоднородностью из-за постоянно появляющейся наследственной изменчивости.
Дарвиновская дивергенция
Как объясняет теория расхождения признаков свойств потомков биохимический критерий вида? Примеры разных популяций доказывают возможность существования при внешней однородности значительного количества отличий в генетических признаках. Именно это дает возможность популяции эволюционировать. Выживать в условиях жесткого естественного отбора.
Типы видов
Разделение осуществляется на основе двух критериев:
- морфологического, который предполагает выявление отличий между видами;
- оценивающей степень генетической индивидуальности.
При описании новых видов часто появляются некоторые сложности, которые связаны с незавершенностью и постепенностью процесса видообразования, а также с неоднозначным соответствием критериев между собой.
Биохимический критерий которого имеет разные трактовки, позволяет выделять такие «типы»:
- монотипический отличается неразорванным обширным ареалом, на котором слабо выражается географическая изменчивость;
- политипический подразумевает включение сразу нескольких подвидов, изолированных географически;
- полиморфный предполагает существование внутри одной популяции нескольких морфо-групп особей, которые существенно различаются по окраске, но могут скрещиваться. Генетическая основа явления полиморфизма достаточно проста: отличия между морфами объясняется воздействием различных аллелей одного гена.
Примеры полиморфизма
Адаптационный полиморфизм можно рассмотреть на примере богомола. Для него характерно существование бурой и зеленой морфы. Первый вариант сложно обнаружить на зеленых растениях, а вторая отлично маскируется в сухой траве, ветках деревьев. При пересаживании богомолов данного вида на иной фон наблюдался адаптационный полиморфизм.
Гибридогенный полиморфизм рассмотрим на примере испанской каменки. Самцы данного вида в черногорлой и белогорлой морфах. В зависимости от особенностей ареала подобное соотношение имеет определенные отличия. В результате лабораторных исследований была выдвинута гипотеза об образовании черногорлой морфы в процессе гибридизации с каменкой-плешанкой.
Виды-двойники
Они могут обитать совместно, но между ними не происходит скрещивания, наблюдаются слабые морфологические отличия. Проблема отличия подобных видов определяется сложностью выделения их диагностических характеристик, так как подобные виды-двойники отлично разбираются в своей «таксономии».
Подобное явление характерно для тех групп животных, которые используют при поиске партнера запах, к примеру, грызуны, насекомые. Лишь в некоторых случаях подобное явление наблюдается у организмов, пользующихся акустической и зрительной сигнализацией.
Клесты сосновик и еловик являются примером видов-двойников среди птиц. Для них характерно совместное обитание на большой территории, которая охватывает Скандинавский полуостров и Северную Европу. Но, несмотря на это, для птиц не характерно скрещивание между собой. Основные морфологические различия между ними состоят в размерах клюва, он существенно толще у сосновика.
Полувиды
Учитывая, что процесс видообразования является длительным и тернистым, могут появляться такие формы, у которых довольно проблематично выделить статус. Они не стали отдельным видом, но их вполне можно назвать полувидом, так как между ними существенные морфологические отличия. Биологи именуют подобные формы «пограничными случаями», «полувидами». В природе они встречаются достаточно часто. Например, в Средней Азии обычный воробей сосуществует вместе с черногрудым воробьем, близким ему по характеристикам, но имеющий иную окраску.
Несмотря на один ареал обитания, не происходит гибридизации между ними. В Италии существует иная форма воробья, которая появилась в результате гибридизации испанского и домового. В Испании они существуют совместно, но гибриды считаются редким явлением.
В заключение
Для того чтобы исследовать многообразие жизни, человек должен был создать определенную систему классификации организмов для подразделения их на отдельные виды. Вид является минимальной структурной единицей, которая сложилась исторически.
Ее характеризуют как совокупность особей, сходных по физиологическим, морфологическим, биохимическим признакам, дающих качественное потомство, приспособленное к конкретным условиям среды. Подобные признаки позволяют биологам вести четкую классификацию живых организмов.
ВНУТРИПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА И КРИТЕРИИ ВИДА
Вид как основная систематическая единица
Все многообразие животного мира, в том числе и ихтиофауна, состоит из видов (Species), каждый из которых является основной систематической единицей. Впервые с возможной полнотой генетическое родство отдельных классов, отрядов и семейств рыб было показано академиком Л.С. Бергом в 1916 г.
Согласно Л.С. Бергу, вид - это совокупность (сообщество) особей, занимающих свойственную им географическую область, обладающих определенными морфологическими признаками, которые передаются по наследству и благодаря которым данный вид отличается от близких ему видов.
Виды - это непрерывно сменяющиеся множества особей, обладающие общими свойствами в строении, отправлении (функциях) органов и образе жизни. Самовоспроизводство себе подобных, т. е. особей, обладающих теми же видовыми признаками и свойствами, что и родители, - это основное характерное свойство видов. Самовоспроизводство себе подобных особей может продолжаться так продолжительно, как долго будет существовать среда, к которой приспособлен вид в процессе своего становления. Все особи вида могут скрещиваться и давать потомство. Вид характеризуется относительной морфологической стабильностью, что является результатом приспособления к комплексу внешних условий, под воздействием которых он формируется и живет.
Строение особей вида и их морфологические признаки - это не конгломерат случайных свойств, а взаимосвязанная единая система, что относится и к физиологическим, и к экологическим признакам. Каждый признак связан с определенной функцией, способной меняться в онтогенезе. Если у свободного эмбриона (предличинки многих карповых) плавниковая складка выполняет функцию органа дыхания, то с переходом к личиночному образу жизни непарные плавники превращаются в органы движения.
Изменчивость в пределах вида не выходит за границы морфологической специфики. Вид занимает определенную область (ареал) и относительно стабилен во времени. Раз возникнув, он достаточно устойчиво сохраняет свои видовые свойства и признаки в течение всей истории.
Критерии вида
Морфологический критерий
Морфологический критерий включает характеристики строения органов и тканей вида. Для характеристики видов могут быть успешно использованы признаки, отражающие приспособления к условиям среды обитания. Так, например, наиболее четкие морфологические различия у разных видов сигов в строении и положении рта, числе жаберных тычинок связаны с различиями в характере питания. У многих видов наиболее явственные отличия наблюдаются по признакам, связанным с характером, местами и сроками размножения (например, дальневосточные лососи рода Oncorhynchus).
Характеризуя отдельные виды, необходимо использовать не только признаки, связанные с особенностями питания (строение и положение рта, нижнеглоточных зубов, характера кишечного тракта и др.), но и признаки, связанные с движением (например, число чешуи в боковой линии) и со строением плавников - их формой, числом лучей. Кроме того, большое значение имеют анатомические признаки; строение черепа (сельдевые, тресковые, лососевые), строение тел позвонков (тресковые), число пилорических придатков (кефалевые) и т.д. В число морфологических признаков входит и характер кариотипа: число хромосом, величина хромосом и другие особенности их строения.
Природа создала живой мир так, что каждый тип организмов отличается от другого по способу питания, а также по территории проживания. Если взять, например, птиц, то можно проследить, что между синицей, гаечкой, лазоревкой имеются видимые различия в выборе насекомых для обеспечения себя питанием, а также в процессах добычи пропитания. Кто-то выискивает себе еду в коре дерева, а кто-то - в листьях растений. При этом все они относятся к роду синиц.
Конечно, экологический критерий не является многофункциональным по признакам, ведь наука доказала, что и некоторые животные различных видов могут иметь идентичные свойства по данному критерию. К примеру, все поедают мелких ракообразных, и образ жизни у них также совпадает, хотя обитают они в разных морях.
Что такое вид?
Разберемся детально, что же означает сам В ученом мире он предполагает совокупность живых существ и растений, имеющих способность скрещиваться между собой, а также иметь потомство.
Вид попадает под определение так как в наши дни он представляет собой именно группу родственных органических образований, у которых одинаковая первопричина возникновения, но в данный момент они наделены определенными признаками морфологического, физиологического и биохимического характера, отмежеванных естественным либо искусственным отбором от остальных видовых групп и адаптированных под определенную среду обитания.
Образование новых видов
Как происходит создание видов? - главные двигатели образования новых типов. В первом случае подразумевается возникновение качественно новых семейных групп и отрядов, появившихся вследствие длительных микроэволюционных изменений. Во втором же происходит сложный процесс мутаций, которые постепенно отделяют целые семейства и отряды, образуя новые виды. И в этом случае они становятся обособленным комплексом организмов.
То есть, благодаря микроэволюции, которую еще определяют как "надвидовую", виды еще сильнее разобщаются по своим качествам, трансформируясь в группы с одинаковым набором признаков. Это можно понять на примере экологического критерия вида: существует и твердого сорта, значит, в общем смысле это род пшеницы, а есть зерна ржи, пшеницы и ячменя, и все они являются представителями семейства злаковых. Отсюда можно сделать вывод, что все образцы любых семейств произошли от какого-либо общего предка, благодаря микроэволюционным процессам, случившимся в самой популяции данного прародителя.
Из чего состоит экологический критерий вида
Определением является комплексное воздействие экологических признаков на вид в его ареале. Данные признаки подразделяются на группы: биотические факторы (когда живые организмы влияют друг на друга, например, путем опыления растений пчелами), абиотические факторы (влияние температуры, влажности, света, рельефа, почвы, солености воды, ветра и так далее на развитие живых организмов) и антропогенные факторы (воздействие человека на окружающую флору и фауну).
У всех видов животного и растительного мира образуются конструктивные признаки адаптации к окружающей среде в течение эволюции, причем характер среды обитания для всего вида одинаков. Какие примеры экологического критерия вида можно привести, если рассматривать его с указанной точки зрения? Единство вида связано со свободным скрещиванием особей. Плюс историческое развитие показывает, что со временем у вида может появиться совершенно новая адаптация, к примеру подача определенных сигналов друг другу при возникновении какой-либо ситуации, либо появление групповой защиты от врагов.
Примером экологического критерия вида может являться изоляция. То есть, когда у одного и того же вида экологические условия различны, отличия в их поведении и морфологической структуре будут значительны. Хорошей иллюстрацией являются городские и деревенские стрижи. Если их посадить в одну клетку, то потомства не будет, ведь за время жизни в разных экологических условиях особи данного вида выработали у себя различные морфологические, физиологические и другие признаки. Но они продолжают оставаться под "крышей" одного и того же вида, и это является примером экологического критерия вида животных.
Растительный мир в экологическом критерии
Примерами экологического критерия вида у растений являются те, которые могут образовывать несколько экотипов, одни из них будут проживать на равнинах, а другие - в горной местности. К таким относится, например, зверобой, отдельные виды которого благодаря микроэволюции быстро приспособились к новым условиям произрастания.
Влияние внешней среды на эволюцию вида
Известный исследователь Ламарк считал, что наибольшее влияние на живой организм имеет неорганическая среда, то есть ее физический и химический составы (температура, климатические условия, водные ресурсы, почвенный состав и так далее). Все, что попадало под их воздействие, могло изменять виды живых организмов, придавая им признаки, присущие данной экологической нише. Вследствие вынужденной адаптации животное (растение) начинало видоизменяться, тем самым образуя новый вид либо подвид. Это можно назвать примером экологического критерия вида.
Температурный режим в рамках экологического критерия
Примером вида по экологическому критерию может являться живой организм, приспособленный к разным температурным режимам. Во время адаптации происходит биохимическое изменение внутренних органов и тканей. В связи с тем, что животные могут жить в низких, высоких либо колеблющихся температурах, происходит их разделение на группы: хладнокровные, теплокровные и гетеротермные.
Учитывая, что источниками тепла являются как внешние, так и внутренние факторы, то, рассматривая первую группу на примере ящериц, можно заметить, что они предпочитают греться под солнцем, нежели прятаться в тени. Значит, их внутренняя способность терморегуляции очень низкая. Находясь под тепловым потоком, температуру тела они повышают достаточно быстро. Однако путем испарения накопившейся влаги ящерица может ее снизить до комфортной. Такие виды являются организмами низшего развития. Но несмотря на это существовать при низких температурах без внешнего тепла они не смогут.
Из примеров биологии: экологический критерий вида теплокровной группы включает практически всех млекопитающих и птиц. Терморегуляция в их телах происходит на физическом (дыхание, испарение и другое) и химическом (интенсивность в обмене веществ) плане. Помимо всего, теплокровные организмы могут дрожать, тем самым повышая температуру своего тела, у животных с перьями и подшерстком теплоизоляция наступает при их поднятии. Холодному ветру или жаркому солнцу таким организмам приходится искать альтернативу: тень прохлады или хорошее укрытие от обморожения.
Третья группа является промежуточным этапом между двумя первыми. Сюда относят обычно виды примитивных животных и птиц, а также те живые организмы, которые имеют свой период спячки, то есть сами могут контролировать температуру тела, снижать либо повышать ее. Как пример можно взять сурка, который зимой, впадая в спячку, опускает температуру тела до шести градусов, а в активный период жизни повышает до человеческой.
Влияние почвы на развитие вида
Помимо климатических условий, очень важное значение для вида имеет почвенная среда ареала. В этом случае за пример экологического критерия вида можно взять представителей подземных жителей. Маленькие "землекопы" имеют только одну функцию для выживания - это как можно лучше и глубже вырыть себе жилище, чтобы ни один хищник их не достал.
Пользуются они своими конечностями, которые приспособлены под определенный вид почвы, то есть с изменением места жительства в виде почвенного грунта, конечности со времен должны подстроиться. Все живые организмы, подобные кроту, имеют схожее строение лап, также проживание под землей адаптировало животное к нехватке кислорода и удушью, а это неизбежная ситуация.
Значение атмосферных осадков на примере экологического критерия вида
Особенными отличиями в строении организма обладают существа, приспособившиеся к снежному покрову, частым дождевым осадкам, граду, повышенной влажности и так далее. В биологии экологическим критерием вида будет являться изменение животного покрова под цвет снега. Это происходит у птиц, зайцев, например белая куропатка превращается действительно в белую, меняя перьевое оперение.
Зимняя "одежда" намного теплее, а постоянное пребывание в снегу увеличивает теплообмен. Каким образом? Оказывается, под толщей снега температура воздуха намного выше, чем за его пределами. Поэтому медведи, впадающие в спячку, прекрасно переносят зиму, ночуя в снежных берлогах. Для передвижения по снегу у организмов вырабатываются специальные приспособления на конечностях, будь то острые когти, для хождения по льду или перепончатые лапы для передвижения по тропическим затопленным лесам.
Так как экология на планете постоянно меняется, то процессы микроэволюции, во время которых живые существа приспосабливаются к новым условиям проживания, продолжаются.
Совокупность свойств и общих черт, присущих одному виду, называется критерием вида. Обычно используют от шести до десяти критериев определения вида.
Систематизация
Вид - систематическая или таксономическая единица, имеющая общую характеристику и объединяющая на её основе группу живых организмов. Чтобы выделить биологическую группу в один вид, следует учитывать ряд особенностей, связанных не только с отличительными внешними чертами, но и с условиями проживания, поведением, распространением и т. д.
Понятие «вид» использовалось для объединения внешне сходных животных в группы. К концу XVII века скопилось много сведений о видовом разнообразии, и система классификации требовала пересмотра.
Карл Линней в XVIII веке объединил виды в роды, а роды - в отряды и классы. Он предложил бинарную номенклатуру обозначений, что помогло значительно сократить названия видов. По Линнею названия стали складываться из двух слов - названий рода и вида.
Рис. 1. Карл Линней.
Линней смог систематизировать видовое разнообразие, но сам ошибочно распределял животных по видам, опираясь в основном на внешние данные. Например, относил самца и самку утки к разным видам. Тем не менее, Линней внёс огромный вклад в изучение видового разнообразия:
ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой
- классифицировал растения по половой принадлежности (двудомные, однодомные, многодомные);
- выделил шесть классов в животном царстве;
- отнёс человека к классу приматов;
- описал около 6000 животных;
- впервые провёл опыты по гибридизации растений.
Позднее появилась биологическая концепция вида, подтверждающая, что классификация по видам является естественной, генетически обусловленной, а не искусственной, созданной людьми для удобства систематизации. По сути, вид является неделимой единицей биосферы.
Несмотря на возможности современной науки, многие виды до сих пор не описаны. По данным на 2011 год описано около 1,7 млн. видов. При этом в мире насчитывается 8,7 млн. видов растений и животных.
Критерии
По критериям можно определить, относятся особи к одному или к разным видам. В первую очередь выделяют морфологический критерий вида, т.е. представители разных видов должны отличаться внешним и внутренним строением.
Однако зачастую этого критерия недостаточно, чтобы выделить группу живых организмов в отдельный вид. Особи могут отличаться поведением, образом жизни, генетикой, поэтому важно учитывать совокупность критериев и не делать выводов на основе одного признака.
Рис. 2. Морфологическое сходство видов усачей.
В таблице “Критерии видов” описаны наиболее важные критерии, по совокупности которых можно распознать вид.
|
Название |
Описание |
Примеры |
|
Морфологический |
Сходство внешнего и внутреннего строения и отличие от других видов. Не следует путать с половым диморфизмом |
Синицы лазоревка и московка |
|
Физиологический |
Сходство жизненных процессов в клетках и органах, способность к одному типу размножения |
Различие состава инсулина у быка, лошади, свиньи |
|
Биохимический |
Состав белков, нуклеотидов, биохимические реакции и т.д. |
Растения, синтезируемые разные вещества - алкалоиды, эфирные масла, флавоноиды |
|
Экологический |
Единая экологическая ниша для одного вида |
Промежуточный хозяин бычьего цепня - только крупный рогатый скот |
|
Этологический |
Поведение, особенно в брачный период |
Привлечение партнёра своего вида особым пением у птиц |
|
Географический |
Расселение на одном ареале |
Ареалы горбатых китов и дельфинов не совпадают |
|
Генетический |
Определённый кариотип - сходство числа, форм, размера хромосом |
Генотип людей состоит из 46 хромосом |
|
Репродуктивный |
Особи одного вида могут скрещиваться только между собой, репродуктивная изоляция |
Сперма мухи дрозофилы, попадая в самку не своего вида, уничтожается иммунными клетками |
|
Исторический |
Совокупность генетических, географических, эволюционных данных об одном виде |
Наличие общего предка и расхождений в эволюции |
Ни один из критериев не является абсолютным и имеет исключения из правил:
- внешне не схожие виды имеют одинаковый набор хромосом (капуста и редька - по 18), при этом внутри вида могут наблюдаться мутации и встречаться популяции с отличным набором хромосом;
- чёрные крысы (виды-двойники) морфологически идентичны, но генетически - нет, а, следовательно, не могут давать потомства;
- в некоторых случаях скрещиваются особи разных видов (львы и тигры);
- ареалы зачастую пересекаются или являются разорванными (западноевропейский и восточносибирский ареал сороки).
Гибридизация - один из рычагов эволюции. Однако для успешного скрещивания и получения плодовитого потомства должны совпадать многие критерии - генетика, биохимия, физиология. Иначе потомство будет нежизнеспособным.
Рис. 3. Лигр - гибрид льва и тигрицы.
Что мы узнали?
Из урока биологии 11 класса узнали о понятии вида и критериях его определения, рассмотрели девять основных критериев с приведёнными примерами. Критерии следует рассматривать в совокупности. Только при соблюдении нескольких критериев можно объединить сходные организмы в вид.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.3 . Всего получено оценок: 158.