Процесите на образуване на нови видове в естественото видообразуване. Образуване на нови видове

Образуването на нови видове в природата е последният етап на микроеволюцията. Под влияние на еволюционни фактори с водеща роля естествен подборпротича процес на трансформация на генетично отворени вътрешновидови популации в генетично стабилни видове системи. Между индивиди от различни популации в рамките на един вид е възможен процесът на кръстосване и оставяне на плодовито потомство. Докато има поток от гени между популациите в рамките на един вид, генофондът на видовете е единна система. В резултат на изолирането на популациите, преминаването между различни форми спира, няма обмен наследствена информацияи популации или групи от популации стават независими генетични системи.

Видът се счита за качествен етап в еволюционния процес, тъй като е най-малката генетично стабилна суперорганизмична система в живата природа. В хода на видообразуването се осъществяват основно два процеса: възникване на адаптации към промените в условията на околната среда и изолиране на базата на изолиране на нови видове. Ако изхождаме от територията на заселване на оригиналния вид, тогава можем да различим два основни начина на видообразуване: алопатричен и симпатричен.

Алопатричната или географската спецификация е свързана с пространствената изолация на различни групи и може да се осъществи главно чрез миграция или разчленяване на ареала от различни бариери (реки, планини, почви, климат и др.) поради микроеволюционни процеси, може да доведе до образуването на нови видове. Пример за видова диференциация в процеса на миграция може да бъде сложен комплекс от популации и подвидове на вида голям синигер. Разпространението на този вид от Европа на Изток протича по два начина: на север към Далечния изток и на юг около планинските райони на Централна Азия. На Далеч на изтокима евразийски и източноазиатски подвидове, които не дават хибриди, когато живеят заедно. В процеса на уреждане между тях възникна репродуктивна бариера.

Видообразуването чрез фрагментиране на родителския вид isal може да се проследи на примера с появата на видовете момина сълза. Горската момина сълза е била широко разпространена в Евразия преди няколко милиона години, но поради заледяването районът й се е разделил на няколко територии. Към днешна дата са се образували няколко нови вида.

Природата около нас е богата на различни видове организми. Много видове са толкова сходни един с друг, че само специалист може да ги различи. И все пак това е точно различни видове, тъй като не дават общо потомство. Как може да се е образувало такова нещо голям бройвидове на Земята? Има няколко милиона от тях на планетата.

Два основни пътя на видообразуване

Според теорията на еволюцията всички видове живи организми произлизат от един общ прародител: микроскопичен жив съсирек. Този организъм не само еволюира, но и даде нови видове, което според учените се случи по два основни начина:

1. Географски (алопатрични).
2. Екологична (симпатрична).

В резултат на това се появиха различни видове микроорганизми, както и членестоноги, риби, птици, бозайници и много други представители на биосферата.

Географското видообразуване е процесът на образуване на нови видове в области, изолирани един от друг. Като такава може да няма изолация под формата на планини и реки, но условията на околната среда в биотопите се различават толкова много, че организмите не се преместват в съседни територии.

Екологичното видообразуване е образуването на нови видове в припокриващи се или припокриващи се местообитания. В този случай екологичните характеристики на видовете са тези, които им пречат да се кръстосват. Популациите заемат различни екологични ниши. Новообразуваните видове в този случай ще бъдат наречени симпатрични.

Видове географска спецификация

Примерите за географско видообразуване са свързани с две причини за отделянето на популациите една от друга:

1. В местообитанието на вида е възникнала пречка, която организмите не могат да преодолеят. Това могат да бъдат планини, образувани в резултат на движението на литосферните плочи. Така Уралските планини разделят Евразия на Европа и Азия. Тези части на света се различават значително по видовия състав. Това е пример за географска спецификация.
2. Разширяването на местообитанието на вида е толкова голямо, че популациите имат малък контакт помежду си. Този пример за географско (алопатрично) видообразуване става особено поразителен, ако впоследствие броят на индивидите от вида намалява. В този случай популациите са допълнително разделени по разстояние. Избирайки най-благоприятните местообитания, те оставят необитаеми по-неблагоприятни територии, което в този случай се превръща в пречка за общуване и пресичане на индивиди.

Образуване на видове при наличие на различни условия на околната среда

С разширяването на местообитанието на вида се увеличава и броят на различните биотопи на територията. Например, африканският слон е обитавал два вида биотопи: гора и савана. Така се образуваха два подвида.

Пример за географско видообразуване е образуването на видове в различни климатични условия. Например, тя е много различна от северната лисица - арктическа лисица. Лисицата фенек живее в пустинни райони. Има малък размер на тялото, но ушните миди са с голяма площ за по-добър пренос на топлина от тялото.

Чинки от Галапагоските острови

В биологията има специален пример за географско видообразуване. Това образование различни видовечинки на островите Галапагос. Смята се, че птиците са донесени на островите от континента случайно, от вятъра. Обитавани дълго време на островите, получените популации се развиват отделно, тъй като има значително разстояние между областите. В същото време птиците от различни острови избраха различна храна: растителни семена, кактус или пулпа от насекоми. Някои видове птици събират насекоми от повърхността на листата (необходим е клюн, огънат надолу); докато други го получават изпод кората (тези представители имат дълъг, тесен и прав клюн, като кълвач). Този пример за географско видообразуване показва как са се развили различни форми на клюн. На единия остров клюнът е дебел и къс, на другия е по-тесен и по-дълъг, на третия е огънат. Общо 14 вида чинки от 4 рода са формирани от един вид, дошъл на отдалечени от континентите острови. Близкият Кокосов остров има свой собствен вид, кокосовата чинка, която е ендемична за острова.

Пример за географски вид: катерица

Нашите голяма планетапоказва различни климатични условия. Те предизвикват образуването на нови подвидове, а след това и видове растения и животни при заселване на големи площи. Катерицата е отличен пример за географско видообразуване. Животните от този род се заселват в Евразия, Северна и Южна Америка... Общо в света има около 30 вида катерици от рода Sciurus. Катерици, открити на американския континент, не се срещат в Евразия. Въпреки това, на територията на Русия обикновената катерица е образувала повече от 40 подвида. Това е предпоставка за образуването на нови видове. Обикновените подвидове катерици живеят в Европа и умеренАзия и се различават един от друг по размер и цвят на козината.

Ендеми на езерото Байкал

Ярък пример за географско видообразуване са ендемитите на езерото Байкал. Байкал е отделен от други водни тела в продължение на няколко милиона години. Изненадващо е, че във водите на езерото Байкал има повече ендемити, отколкото други видове. Например, пречистващата вода на най-голямото езеро в света представлява 80% от биомасата на зоопланктона на езерото Байкал. Епишура - ендемичен омул, прозрачна риба голомянка, байкалски тюлен са известни представители на езерото.

Байкал е оценен от експерти от цял ​​свят заради огромните си запаси от чистота прясна водаи ендемичния видов състав на неговите обитатели.

Африкански и индийски слонове - пример за географски вид

Африканските и индийските слонове, които някога са произлезли от общ прародител, лесно се разграничават един от друг. Африканският слон е по-голям, има голяма площуши, както и долната устна на багажника. Освен това характерът на африканския слон е такъв, че този вид не се поддава на обучение и опитомяване.

Австралия - територията на древните бозайници

Цялата територия на Австралия е пример за географски вид. Континентът се отдели от Азия преди много милиони години. Тук най-добре са запазени представители на древната фауна.

Торбестите са междинно звено между плацентите. Те раждат бебета с размери 2 - 3 сантиметра, а след това ги носят в чанта или сред гънките на кожата на корема, тъй като плацентата, която свързва майката и потомството, е слабо развита. На останалите континенти представителите на плацентата почти изместиха торбестите. В Австралия древните представители на животинския свят са много разнообразни. Освен това те заеха всички местообитания. Стада кенгура пасат по ливадите, листата на коала евкалипт копаят земята в горите, а торбестите куници (по друг начин ги наричат ​​торбести котки) скачат по дърветата.

Торбестите мишки се въртят под покривката на гората. В Австралия има торбести опосум, торбести мармот вомбат, лисица кузу и яде мравки

Наскоро торбестият вълк беше унищожен от човек и куче динго. Имената на торбестите животни съвпадат с имената на представители на плацентарните бозайници. Въпреки това, те са получили такива имена само за далечна външна прилика. Например връзката между торбесто животно и домашна мишка е по-далечна, отколкото между мишка и котка.

В Австралия има много плацентарни бозайници, но те са представени само от два разреда: гризачи и прилепи. Именно защото много други по-големи представители на висши бозайници не са навлезли на територията, фауната на торбестите оцелява.

Яйценосните бозайници - пример за географски вид - са ендемични за Австралия. Птичето и ехидната са още по-древни бозайници, които все още снасят яйца, но вече хранят малките си с мляко. Континентът е дом на един вид птицечовка и пет вида ехидни.

Има много примери за географска и екологична спецификация. Защото всички видове организми са се появили географски или екологично. Примерите за географско видообразуване са особено често срещани.

Таблицата по-долу показва последователността на етапите във формирането на животински видове.

По този начин голямото разнообразие от условия на околната среда и огромната повърхност на нашата планета водят до богатство на света на дивата природа.

Спецификация

Разнообразието от видове, които съществуват в природата, е огромно, общият им брой е няколко милиона. От времето на появата на живота на Земята броят на видовете, които някога са съществували, според експертите, е вероятно 50-100 пъти по-голям. Очевидно е, че всички съществуващи и изчезнали видове са имали предци, които са им дали произход. Процесът на образуване на нови видове от предците се нарича видообразуване.

Пътища на видообразуване.Има три основни пътя, водещи до появата на нови видове. Първият е трансформиране на съществуващи възгледи. В хода на еволюцията вид А се променя и се превръща в вид Б. Този процес се нарича филетиченвидообразуване и не предполага промяна в броя на видовете. Вторият начин е свързан със сливането на два съществуващи вида A и B и образуването на нов вид C. В този случай те говорят за хибридогененпроизхода на вида. Третият път на видообразуване се дължи на дивергенция(разделяне) на един вид предци на няколко независимо развиващи се вида. Именно по този път вървеше основно еволюцията на биоразнообразието на Земята. Терминът "видообразуване" в тесния смисъл на тази дума означава увеличаване на броя на видовете.

Изолацията като спусък за видообразуване.Всеки вид е затворена генетична система. Индивидите от един и същи вид могат да се кръстосват помежду си и да дават плодородно потомство, а представители на различни видове изобщо не се кръстосват, а ако се кръстосват, тогава не дават потомство, а ако го правят, тогава това потомство е стерилно. Следователно дивергентното видообразуване трябва да бъде предшествано от появата на изолирани популации в рамките на родовите видове. Има различни форми на вътрешновидова изолация.

Пространствена изолациясе среща между популации, далеч отдалечени от другите или разделени от географски бариери. За много сухоземни животни моретата и реките служат като непреодолими бариери за разпространение, а земните маси за водни обекти. Ясно е, че и разстоянието, и непреодолимостта на бариерата са относителни понятия. Те се определят от биологията на вида. За заседнали видове животни, като охлюви, разстоянието от няколкостотин метра е достатъчно за изолация. В същото време между популациите на растения, опрашвани от вятъра, обменът на цветен прашец се извършва в продължение на десетки и стотици километри. За някои видове малък поток служи като непреодолима бариера, докато други лесно пресичат широки реки и морета.

Освен пространствена изолация има и екологична изолация... Тази форма на биологична изолация се основава на разнообразието от организми по отношение на тяхната екология на размножаване и предпочитано местообитание. Обикновено предпочитат да се размножават или на определени места, или в определени часове. Например в езерото Севан са открити 6 изолирани популации от един и същи вид пъстърва, които имат различни места за хвърляне на хайвера в реките и потоците, които хранят езерото. В други случаи временната изолация е от решаващо значение. Популациите на четни и нечетни години в тихоокеанската сьомга са убедителен пример. Цикълът на развитие на тези риби е две години, след което те се издигат до горните течения на реките, вливащи се в океана, хвърлят хайвера си и умират. Популации от четни и нечетни години могат да живеят в съседство една до друга, но въпреки това те почти никога не се кръстосват.

Дългосрочната вътрешновидова изолация води до факта, че всяка популация се развива независимо. Мутациите, които възникват в една популация, не могат да проникнат в друга. Дрейфът на гените води до факта, че различни набори от алели са фиксирани в различни популации. Естественият подбор пренарежда генетичната структура на всяка изолирана популация по свой начин, адаптирайки всяка от тях към местните условия.

Дори ако условията, при които живеят две изолирани популации, са напълно идентични и подборът и в двете популации следва едни и същи черти, в една и съща посока, резултатите от такава селекция могат да се окажат напълно различни, следователно, за едни и същи и едни и същи Факторът на околната среда може да бъде настанен по различни начини. Ако популациите са изолирани, тогава всяка от тях върви по своя път. Един от най-ярките примери от този вид е феноменът мимикрия. Много видове ядливи животни имитират оцветяването на негодни за консумация животни. В същото време различни изолирани популации на един широко разпространен имитиращ вид имитират окраската на различни моделни видове, а именно тези, с които живеят на една и съща територия.

Независимата еволюция на изолираните популации води до увеличаване на генетичните различия между тях. Те все по-малко си приличат по редица морфологични, физиологични и поведенчески характеристики. Това от своя страна води до появата на биологични механизми за изолация и до видообразуване.

Методи на спецификация

В зависимост от това къде и как се случва репродуктивната изолация между оригиналния и нововъзникващия вид или вид, има 2 основни режима на видообразуване. Алопатрични(от гръцки. allos- друг, patris- родина) видообразуването възниква, когато възникващите видове са пространствено разделени, отделени един от друг и от оригиналния вид чрез непреодолими географски бариери. Учените предполагат, че в специални случаи може да възникне репродуктивна изолация между определени индивиди и останалата част от населението в рамките на една и съща територия. Този метод на видообразуване се нарича симпатичен(от гръцки. син- заедно, patris- роден край).

Алопатричнивидообразуване.Пространствена изолация може да възникне по време на разпространението на даден вид в неговия ареал. В пика на изобилието миграцията на индивидите обикновено се засилва и ареалът на видовете се разширява. По време на периода на намаляване на числеността тази област е фрагментирана и преди това голяма единична популация се разпада на поредица от малки, частично изолирани популации. Глобалните промени в климата, появата на ледници или пустини, континентален дрейф, планинско изграждане, промени в речните канали - всички тези събития също могат да доведат до фрагментиране на местообитанията. В исторически времена фрагментацията на местообитанията на много животни и растения е била причинена от човешка дейност. Изсичането на горите, разораването на ниви, изграждането на железопътни и магистрални пътища, газо- и нефтопроводи доведоха до факта, че много популации бяха откъснати едно от друго, броят им намаля, а обменът на мигранти между тях рязко намаля.

Две популации от един и същи вид, живеещи в различни краища на неговия ареал, могат да се различават една от друга по морфология, физиология и поведение толкова значително, колкото различните сродни видове. По правило не знаем дали представители на екстремни популации са способни да се кръстосват и да произвеждат плодородно потомство, просто защото никога не се срещат помежду си в природата.

Когато учените отглеждат представители на толкова географски отдалечени популации в лабораторията, те често откриват известна степен на несъвместимост помежду си. Например, мускусната землеройка заема огромна площ в Южна Азия. Доказано е, че женските от населението на Бангладеш не се кръстосват в лабораторията с мъжки от Япония. Причината е, че бангладешките земерии са три пъти по-големи от японските. В лабораторията бяха получени хибриди между землеройки от Непал и Шри Ланка, но хибридните мъжки се оказаха стерилни поради сериозни нарушения в мейозата. По този начин отдалечените популации от един и същи вид са репродуктивно изолирани една от друга. В същото време в различните популации се развиват различни механизми на тази изолация. В единия случай това са разлики в размера на тялото, които правят невъзможни междупопулационни кръстосвания, в другия – несъвместимостта на генетичните системи, които контролират сдвояването на хромозомите в мейозата, което води до стерилност на хибридите. Ако две популации се окажат географски изолирани една от друга за дълго време и не "проверят" своите генофонди за съвместимост, тогава те в крайна сметка могат да станат генетично несъвместими, дори ако живеят в едни и същи условия.

Има обаче няколко случая, когато в природата може да се наблюдава репродуктивна изолация между маргинални популации от един и същи вид. По бреговете на Северно и Балтийско море има два вида чайки - херинга и чайка. Те се различават един от друг и не се кръстосват, въпреки че заемат една и съща територия. По всички критерии това са различни видове. От друга страна обаче откриваме верига от свързани популации от един и същи вид, разпространени на изток в северната част на Евразия и на запад през Гренландия и Северна Америка... Може да се мисли, че някога в района на Берингово море е имало изконно население, което постепенно се заселва както на запад, така и на изток около Северния ледовит океан. Тъй като те се заселват в местните популации, въпреки обмена на мигранти, генетичните различия се натрупват. По времето, когато ареалът на този вид се затвори на Запад, тези различия станаха толкова значителни, че осигуриха надеждна репродуктивна изолация на маргиналните популации. Този пример показва как постепенното натрупване на генетични различия между географски отдалечени популации води до видообразуване.

Класическият пример за алопатрично видообразуване е ендемичните видове, които произхождат от островите. Чинките на островите Галапагос, описани за първи път от Чарлз Дарвин, са доказателство за ефективността на алопатричното видообразуване. Молекулярният анализ на тяхната ДНК показва, че с цялото удивително морфологично разнообразие на видовете дарвинови чинки, всички те са потомци на един единствен континентален вид. Неговите представители дойдоха на Галапагос преди няколко милиона години и дадоха началото на четири основни линии. Молекулният часовник на еволюцията ни позволява да установим последователността на тяхното разминаване. Най-древната от тях е линията на насекомоядни чинки. По-късно се появи линия от чинки – вегетарианци, които се хранят с цветни листенца, пъпки и плодове. След това от тази линия излязоха още двама, с по-мощни човки. Дървесните чинки ги използвали за извличане на насекоми от стволовете на дърветата, а смлените чинки, за да се хранят с твърди семена. Образуването на различни видове чинки става на различни острови и по този начин следва пътя на алопатричното видообразуване.

Симпатриченвидообразуване.Повечето учени са съгласни, че алопатричното видообразуване е основната причина за много животински растителни видове. Известни са обаче примери за обитаване на няколко (а понякога и много) тясно свързани вида на една и съща територия. Например, в африканското езеро Виктория, образувано само преди 12 хиляди години, живеят повече от 500 вида цихлиди, които се различават един от друг по морфология, начин на живот, поведение и редица други характеристики. Молекулярно-генетичният анализ показва, че всички те произлизат от един общ прародител.

Много ендемични видове безгръбначни и риби са се появили в езерото Байкал. Особено показателно е разнообразието от амфиподи – около 250 ендемични вида, които може да са произлезли от един вид прародител. Трудно е да се предположи, че в рамките на такива затворени и сравнително малки биосистеми е имало място за дългосрочна географска изолация на местните популации, което може да доведе до алопатрично видообразуване.

За да се обясни този вид явления, беше предложена хипотеза симпатиченвидообразуване. Тя предполага, че репродуктивната изолация може да възникне в рамките на една и съща област. Изложени са няколко хипотези как се случва това.

Репродуктивната изолация може да възникне въз основа на геномни и хромозомни пренареждания. Например, полиплоидията може да бъде надежден и ефективен метод за репродуктивна изолация. Хибридите между растенията с различна степен на плоидност са почти винаги стерилни. Тук обаче възниква сериозен проблем. Ако пренареждането причинява стерилитет в хетерозиготите, тогава то практически няма шанс да се размножи и разпространи в популацията. Този проблем е доста лесно разрешен, ако носителят на пренареждането може да се размножава вегетативно. В този случай в рамките на една и съща територия доста бързо се появява група негови потомци, които могат да се кръстосват помежду си и са репродуктивно изолирани от останалата популация, живееща на същата територия. Вероятно затова полиплоидията често се среща при растителни видове, способни на вегетативно размножаване, и при животни, способни на партеногенеза, и изключително рядко при видове със сексуално размножаване.

Една от възможностите за симпатрично видообразуване е хибридогененвидообразуване... В този случай частичното преодоляване на бариерата на репродуктивната изолация между два симпатрични вида може да доведе до появата на нов вид, който е изолиран от двата родителски вида. Някои партеногенетични видове гущери и алополиплоидни растителни видове са доказателство в полза на този път на видообразуване.

Половият подбор изигра много важна роля в бързото видообразуване на цихлидните риби в африканските езера. Огромното вътрешновидово разнообразие от оцветяване на рибите послужи като основа за бързото разминаване на местни или семейни групи според характеристиките на техните сексуални предпочитания и в крайна сметка на видообразуването.

Не бива обаче да се смята, че алопатричното и симпатричното видообразуване са взаимно изключващи се пътища на еволюция. В рамките на общия непрекъснат обхват на даден вид винаги има микрогеографска хетерогенност. Някои зони в рамките на ареала не са подходящи за повечето индивиди, но някои представители на същия вид, поради генетичните си характеристики, могат да живеят и да се размножават в тези райони. Ако такива местни групи съществуват достатъчно дълго в относителна изолация от останалите, те могат да дадат началото на нови видове.

1. Назовете основните начини на видообразуване.

2. Какви фактори могат да доведат до изолиране на популациите?

3. Как дългосрочната изолация влияе върху генетичната структура на изолираните популации?

4. На какви механизми се основава алопатричното видообразуване?

5. Дайте примери за алопатрично видообразуване. Колко разпространено е в природата?

6. Кога възниква симпатричното видообразуване?

7. Дайте примери за симпатрично видообразуване.

8. Опитайте се да обясните разнообразието на видовете цихлиди на езерото Виктория от гледна точка на алопатрични и симпатрични модели на видообразуване.

Микроеволюционните процеси, протичащи в популациите, не се ограничават до формирането на адаптации, те могат да доведат до образуването на нови видове.

Дарвин за видообразуването

Самото заглавие на книгата на Чарлз Дарвин „Произходът на видовете чрез естествен подбор“ отговаря на въпроса как са възникнали видовете в природата.

Чарлз Дарвин изгражда схемата за видообразуване въз основа на принципите на монофилията и дивергенцията, изтъкнати от него. Монофилията е произходът на потомци от един прародител. Дивергенцията е разделянето на родителската форма на две или повече дъщери, внуци и други видове.

Най-интензивната конкуренция трябва да се проведе между най-подобно подредените индивиди от даден вид (поради сходството на жизнените им потребности). Ето защо дъщерните форми, които са се отклонили от средното състояние, ще се окажат в по-благоприятни условия. Те получават изгоден шанс за оцеляване и размножаване. Напротив, предците и междинните форми, по-подобни една на друга, имат малък шанс да спечелят в борбата за съществуване. В резултат на това от общ прародител в хода на еволюцията трябва да произлизат все по-разнообразни и различни потомци.

Изолацията е ключов фактор за видообразуването

При сексуално възпроизвеждащите се организми видът представлява сложна мозайка от популации. Докато индивидите от различни популации в рамките на един вид могат поне от време на време да се кръстосват в природата и да дават плодовито потомство, тоест докато съществува поток от генетична информация между популациите, видът остава интегрална и единна система. Въпреки това, в резултат на силен натиск на изолация, потокът от гени може да бъде прекъснат и изолираните популации, натрупали промени под въздействието на винаги действащи елементарни еволюционни фактори, могат да спрат кръстосването при последващи срещи. Появата на репродуктивна изолация между различните популации означава разделяне на един вид на два. С други думи, в този случай се отбелязва процесът на видообразуване. Това означава, че въпросът как се формират новите видове е идентичен с въпроса как възниква репродуктивната изолация между популациите в рамките на един вид.

Най-изследваният начин на формиране на видовете е постепенното видообразуване, което се осъществява в процеса на микроеволюция. Това води до постепенно разминаване на популациите в рамките на един вид до пълното отделяне на младите дъщерни видове, което е в съответствие с класическата дарвинистка концепция за произхода на видовете.

Ориз. 28. Ролята на географската изолация в видообразуването:

1, 2 - началните етапи в видообразуването (вид L е разделен на четири популации, едната от които е отделена с планински вериги от другите популации); 3- заобикаляйки планинската верига от юг, населението Аотново се доближи до популацията на S., но тъй като те не се кръстосват, те се считат за отделни видове Аи д

Постепенното видообразуване, в зависимост от естеството на изолацията, може да бъде географско или екологично.

Географска спецификация

Най-често срещаният и най-изучаван е географски начин на видообразуване.Най-видният съвременен еволюционист Ернст Майр има голям принос за неговото изследване.

Постепенното видообразуване е бавен процес и затова се изследва чрез изучаване на естествените популации на всички етапи на трансформация във видове. Незаменимо условие за този начин на видообразуване е географската изолация. Географски изолирани популации (изолати) могат да бъдат разположени в целия обхват на вида, където има бариери, но най-голяма стойностЗа видообразуване изолати се образуват по краищата на хребетите, на островите на архипелази, в планините, тъй като при тези условия се възпрепятства потока на гени и има големи разлики в условията на местообитание.

Но дори ако популациите не са значително отдалечени една от друга, местообитанието на една популация ще се различава от всички останали по отношение на растителност, почва, височина на терена над морското равнище и други условия. Тези различия ще доведат до различни посоки на естествения подбор, което от своя страна ще доведе до разпространение и наследствено консолидиране на тези характеристики. които осигуряват оцеляване при тези условия. Живородният гущер живее от горите на Карелия на север до Украйна на юг. В южните популации гущерите често снасят яйца, а на север раждат живи малки, тъй като яйцата нямат време да се развият през студеното и кратко лято.

Да се ​​върнем към географските изолации. Представете си население, което през целия си живот Голям бройпоколения, напълно изолирани от други популации от същия вид. Поради липсата на генен поток, генофондът на такава популация става независим, честотата на поява на различни алели в нея се избира чрез естествен подбор спрямо условията на живот. Постепенно в генофонда ще се натрупват нови мутации и естественият подбор в крайна сметка ще доведе до появата на толкова много различия между тази популация и други популации от същия вид, че възможността за успешно кръстосване ще изчезне - ще дойде репродуктивна изолация.

Спецификата на местните условия, съответната посока на селекция и продължителна изолация обясняват съществуването на ендемични видове. И така, в езерото Байкал живеят много видове мекотели, ракообразни, риби, червеи, които не се срещат никъде другаде, тъй като в продължение на около 20 милиона години езерото е изолирано от други водни басейни от планински вериги. Ендемичните видове на много от островите на Океания също са резултат от географски вид.

Островите са естествените лаборатории на еволюцията. Организмите навлизат в островите по различни начини. Ч. Дарвин по време на експедицията на "Бийгъл" взема въздушни проби в открития океан, в които открива спори, семена, насекоми, паяжини, пренасяни от вятъра. Известно е, че семена, спори на растения, акари, яйца от насекоми и дори рибни яйца могат да се пренасят върху лапите и перата на птиците. Моряците неведнъж са виждали естествени салове от преплетени растения, които са били толкова огромни, че са били сбъркани с острови и картографирани. Тези естествени салове могат да превозват малки бозайници, влечуги, насекоми, паяци, стоножки, охлюви и други същества.

Салът е често срещано средство, с което животните достигат до островите. Плаващ дънер или куп клони могат да транспортират цяла популация от малки животни: мекотели, насекоми, влечуги. По този начин гущерите стигнаха до тихоокеанските острови. Веднъж попаднали на островите, сухоземните растения и животни, често неспособни да останат на вода или да плуват, се оказаха изолирани в своя островен свят. В каква посока действа естественият подбор върху островните видове? Тук се наблюдават четири основни тенденции: гигантизъм, джуджество, безкрилност и вътрешновидово разнообразие.

Много островни животни, особено птици и влечуги, растат до големи размери. На островите са живели най-големите птици, които някога са съществували на Земята: моа в Нова Зеландия и епиорнис (птици слон) в Мадагаскар. Моа достигна височина от три метра, тоест бяха почти около 250 кг, а яйцата - 7 кг!

Epiornis не бяха толкова високи като гигантите моа, но почти два пъти по-тежки и снасяха яйца с диаметър до 35 см, едно такова яйце е равно по обем на 180 пилешки яйца. Интересното е, че гигантизмът на тези нелетящи птици, както наскоро беше установено при изследването на мозъчни отливки, се дължи на мутации, довели до прекомерно развитие на хипофизната жлеза. Гигантизмът не се ограничаваше само до животните. Обикновените и познати растения имат своите големи представители на островите. Някои храсти и треви са добри като дървета, като живовляк на Канарските острови, бръшлян в Нова Зеландия. На остров Сокотра в Индийския океан има ендемични дървета с чудовищно развити стволове, в които се съхранява вода, те са свързани със семейството на пъпеши и краставици.

В развитието на някои животни, главно бозайници, е отразена обратната тенденция. Вече говорихме за слоновете-джуджета на средиземноморските острови. Друг пример за това е понито (кон джудже) на Шетландските острови. След като намалиха размера си, бозайниците разшириха обхвата си, така да се каже.

Още един поразителен Характеристикаостровни животни - загуба на способността за летене. Изолацията на острова не пощади дори птиците. Гигантските птици, за които вече стана дума, нямат крила, маскарените додо, галапагоските корморани и новозеландските кивита не могат да летят. В Нова Зеландия има и безкрил папагал, който гнезди в дупки. Очевидно големите птици, при липса на хищници и с изобилие от храна, всъщност не се нуждаеха от полетни качества и постепенно, въз основа на натрупването на мутации и естествения подбор, те ги загубиха.

Безкрилите насекоми също са често срещани на океанските острови, тъй като крилатите често са били вдигани от вятъра и умират в океана.

При островните животни може да се наблюдава и адаптивно разнообразие. Достатъчно е да си припомним галапагоските чинки и хавайските цветарки, всеки вид от които е ограничен до определен остров и е специализиран в начина на хранене, което изключва конкуренцията и видовете съществуват един до друг.

И накрая, жителите на островите като цяло са много лековерни. Това се обяснява с факта, че при липса на естествени хищни врагове животните губят наследствените поведенчески умения, свързани със защитния страх.

Дълго време географската изолация допринася за запазването на ендемичната флора и фауна на островите. Но безопасността на живота на островите приключи в деня, когато първият кораб се появи на хоризонта. Всъщност, както онези островни животни, които поради липсата на междувидова борба, достигнаха гигантски размери, така и тези, които преди факта на ожесточена конкуренция оцелеха, при различни видове - всички те се оказаха невъоръжени преди появата на човека. Под неговите удари списъкът на островните видове бързо се превърна в списък с некролози. Най-големи загуби са понесени от безкрили птици:

изчезнали моа, епиорнис, додо и др. Лесно е да се разбере, че видовете, които не могат да летят, са най-лесната плячка за хората и техните спътници – кучета и котки. Въвеждането на нови видове на островите, случайно или умишлено въведени от хората, изигра фатална роля. Още през 17-18 век. екипажите на корабите оставиха кози и прасета на островите, за да си осигурят храна за бъдещето. Тези изоставени животни унищожават местната флора толкова интензивно, че много растителни видове почти напълно изчезват, а с тях изчезват и животните: насекоми, птици, влечуги, някои бозайници, на които растенията служат като храна и подслон.

Чарлз Дарвин и А. Уолъс осъзнават, че островите са нещо като отворена книга, разказваща за еволюцията на живота на Земята. Тази книга ни дава важен урок: естествените местообитания на живите същества са уязвими и те са в голяма опасност, когато се появи човек.

Екологична спецификация

Същността на екологичното видообразуване се крие във факта, че нова форма, възникваща в рамките на една популация, първо живее в същия район с родителското население. Но такава комбинация от местообитания се оказва временна, тъй като в резултат на непрекъснато нарастващата конкуренция разминаването на популациите в различните местообитания е неизбежно.

Ориз. 31. Появата на сезонни раси на голямата дрънкалка - пример за екологично видообразуване

Този процес протича сравнително лесно на базата на установения преди това вътрепопулационен полиморфизъм, който се засилва от различни методи на репродуктивна изолация (несъответствие във времето на размножаване, разлика в местообитанията). Например по неокосени ливади сред природата цяла лято цъфти голяма дрънкалка. Но от година на година започнаха да косят тревата по ливадите посред лято. Всички дрънкалки, които цъфтят по това време, не успяха да произведат семена. Естественият подбор, свързан с стопанската дейност на човека, запазва и оставя семена само на онези растения, които или цъфтят преди началото на коситбата, или след коситбата. И двамата растат на една и съща поляна, но нямат възможност за кръстосване. Така е възникнал подвидът едра дрънкалка, изолиран по време на цъфтеж (фиг. 31).

Възможността за екологично видообразуване се потвърждава от наличието на много близки видове с припокриващи се и дори напълно съвпадащи ареали.

На ранни стадииеволюцията, географското и екологичното видообразуване действат заедно, като се заместват и допълват взаимно. Първичната географска изолация може да допринесе за ефектите от екологичната изолация, което затруднява ясното дефиниране на границите на всеки вид видообразуване.

Внезапно видообразуване

Наред с постепенното видообразуване има и внезапно. Този път на формиране на видовете по едно време беше противопоставен на дарвинисткия. Синтетичната теория на еволюцията премахва съществуващите противоречия между дарвинизма и генетиката, позволявайки, в допълнение към постепенната дивергентна еволюция, форма на внезапно видообразуване чрез полиплоидия. хибридизация, големи хромозомни мутации. Някои тясно свързани видове (обикновено растения) се различават по множество хромозоми. И така, видовете картофи имат хромозомни набори от 12, 24, 48, 72l. Това предполага, че един от пътищата на видообразуване е полиплоидията – удвояване, утрояване и т.н. на първоначалния брой хромозоми на родовия вид. Такива процеси бяха възпроизведени експериментално чрез забавяне на разделянето на хромозомите в мейозата в резултат на излагане на колхицин. Полиплоидите са склонни да бъдат по-жизнеспособни и изглежда са в състояние да изместят родителските видове. Сред животните полиплоидията като форма на видообразуване играе значително по-малка роля и се среща при някои червеи и насекоми. При други групи животни хромозомното видообразуване играе важна роля, базирана на процесите на фиксиране на големи хромозомни мутации, които осигуряват репродуктивна изолация на потомството от родителската форма.

Хибридизацията с последващо удвояване на броя на хромозомите също принадлежи към внезапното видообразуване. Възможността за хибридно-генен произход на видовете е призната дори от К-Линей и други ботаници от неговото поколение. Експериментални доказателства за тази възможност и начини за преодоляване на стерилността на междувидовите хибриди обаче са открити едва през 1920-1932 г. Известни са класическите експерименти за синтеза на междуродов хибрид между репички и зеле, извършени от ученика на Н. И. Вавилов - Г. Д. Карпеченко, и ресинтеза (пресъздаване на видове с цел установяване на произхода им) на култивирана слива чрез хибридизация на трън и череша. Такива хибридогенни видове са описани за редица култивирани и диви растителни видове.

Следователно има различни начини за видообразуване. Ясно е, че в случай на големи хромозомни пренареждания, полиплоидия и хибридизация, когато репродуктивната изолация настъпва почти веднага, видообразуването настъпва почти внезапно. Разбира се, образуването на изолация ще бъде последвано от дълъг избор на малки мутации, но първоначалният акт, подобен на скок, е основен. Всички начини и форми на процеса на видообразуване водят до разнообразие от видове в природата.



С промяна в условията на живот броят на индивидуалните различия в индивидите от един и същи вид в резултат на естествения подбор се увеличава и се отбелязва разминаване на характерите в рамките на вида. В резултат на това в рамките на един вид се образуват няколко групи с различни характеристики и свойства. Естествено, борбата за съществуване в повечето случаи ще доведе до постепенното изчезване на междинните форми и оцеляването на тези, които са се приспособили към променената среда. По този начин от един родителски вид към исторически процессе образуват няколко нови вида.

Според учението на Дарвин новите видове възникват поради наследяване от поколение на поколение и постепенно натрупване на незначителни изменения, придобити от организмите в онтогенезата. В резултат на приспособяването на организмите в рамките на един вид към различни условия се образуват няколко нови вида. На фиг. 40 показва появата на три нови вида от тип А и два нови вида от тип Б. Както се вижда от фигурата, промените в новия вид А от своя страна доведоха до образуването на 14 нови вида. В някои случаи се появяват нови видове в резултат на постепенна промяна в родителския вид. Пример за това е образуването на видове E 10, F 10 с постепенна промяна на видовете E, F.