Redoslijed formiranja novih vrsta u prirodi. Specijacija je proces nastanka novih tipova ernsta. Mikroevolucija - evolucijske promjene unutar vrste

Speciation

Raznolikost vrsta koje postoje u prirodi je ogromna, njihov ukupan broj je nekoliko miliona. Od pojave života na Zemlji, vjeruje se da je broj vrsta koje su ikada postojale vjerovatno 50-100 puta veći. Očigledno je da su sve sada postojeće i izumrle vrste imale pretke koji su im dali početak. Proces formiranja novih vrsta od predaka naziva se specijacija.

Načini specijacije. Postoje tri glavna puta koji vode do pojave novih vrsta. Prvi od njih je transformacija postojećih pogleda. U toku evolucije, vrsta A se menja i pretvara u vrstu B. Ovaj proces se naziva phyletic specijacija i ne podrazumijeva promjenu broja vrsta. Drugi način je povezan sa spajanjem dva postojeća tipa A i B i formiranjem novog tipa C. Istovremeno se govori o hibridogena porijeklo vrsta. Treći način specijacije je zbog divergenciju(podjela) jedne vrste predaka na nekoliko vrsta koje se nezavisno razvijaju. Tim putem se uglavnom odvijala evolucija biodiverziteta na Zemlji. Izraz "speciacija" u užem smislu riječi znači povećanje broja vrsta.

Izolacija kao okidač za specijaciju. Svaka vrsta je zatvoreni genetski sistem. Jedinke iste vrste mogu se međusobno križati i stvarati plodno potomstvo, ali se predstavnici različitih vrsta uopće ne križaju, a ako se križaju onda ne daju potomstvo, a ako daju, onda je potomstvo sterilno. Stoga divergentnoj specijaciji mora prethoditi pojava izolovanih populacija unutar vrsta predaka. Postoje različiti oblici intraspecifične izolacije.

Prostorna izolacija javlja se između populacija koje su udaljene jedna od druge ili razdvojene geografskim barijerama. Za mnoge kopnene životinje, mora i rijeke služe kao nepremostive barijere za distribuciju, za vodene životinje - kopnene mase. Jasno je da su i udaljenost i nepremostivost barijere relativni koncepti. One su određene biologijom vrste. Za sjedeće životinjske vrste, poput puževa, udaljenost od nekoliko stotina metara je dovoljna za izolaciju. Istovremeno, između populacija biljaka koje se oprašuju vjetrom, dolazi do razmjene polena na desetinama i stotinama kilometara. Za neke vrste, mali potok služi kao neprobojna barijera, dok druge lako prelaze široke rijeke i mora.

Osim prostorne izolacije, postoji i ekološka izolacija. Ovaj oblik biološke izolacije zasniva se na raznolikosti organizama u njihovoj ekologiji uzgoja i preferiranom staništu. Obično preferiraju razmnožavanje ili na određenim mjestima ili u određeno vrijeme. Na primjer, u jezeru Sevan je pronađeno 6 izolovanih populacija iste vrste pastrmke, sa različitim mrestištima u rijekama i potocima koji hrane jezero. U drugim slučajevima, privremena izolacija je ključna. Uvjerljiv primjer su populacije parnih i neparnih godina pacifičkog lososa. Ciklus razvoja ovih riba je dvije godine, nakon čega se dižu do gornjih tokova rijeka koje se ulivaju u ocean, mrešću se i uginu. Populacije parnih i neparnih godina mogu živjeti jedna pored druge, ali se gotovo nikada ne križaju.

Produžena intraspecifična izolacija dovodi do činjenice da se svaka populacija razvija samostalno. Mutacije koje se javljaju u jednoj populaciji ne mogu ući u drugu. Genetski drift dovodi do činjenice da su različiti skupovi alela fiksirani u različitim populacijama. Prirodna selekcija preuređuje genetsku strukturu svake izolirane populacije na svoj način, prilagođavajući svaku od njih lokalnim uvjetima.

Čak i ako su uvjeti u kojima žive dvije izolirane populacije potpuno identični, a selekcija u obje populacije teče istim putem, u istom smjeru, rezultati takve selekcije mogu se pokazati potpuno različitim, dakle, za jednu te istu isti faktor okoline može se prilagoditi na različite načine. Ako su populacije izolirane, onda svaka od njih ide svojim putem. Jedan od najupečatljivijih primjera ove vrste je fenomen mimikrije. Mnoge vrste jestivih životinja oponašaju boju nejestivih. Istovremeno, različite izolirane populacije jedne široko rasprostranjene mimičke vrste oponašaju obojenost različitih modelnih vrsta, odnosno onih s kojima žive na istoj teritoriji.

Nezavisna evolucija izolovanih populacija dovodi do povećanja genetskih razlika među njima. Oni postaju sve manje slični jedni drugima u nizu morfoloških, fizioloških i bihevioralnih osobina. To, pak, dovodi do pojave bioloških mehanizama izolacije i specijacije.

Metode specijacije

Ovisno o tome gdje i kako dolazi do reproduktivne izolacije između izvornih i novih vrsta ili vrsta, postoje 2 glavne metode specijacije. alopatrijski(iz grčkog. allos- drugi, patris- domovina) specijacija nastaje kada su vrste u nastajanju prostorno izolirane, odvojene jedna od druge i od izvorne vrste geografskim barijerama koje je teško savladati. Naučnici sugeriraju da u posebnim slučajevima može doći do reproduktivne izolacije između određenih jedinki i ostatka populacije na istoj teritoriji. Ova vrsta vizualizacije se zove sympatric(iz grčkog. sin- zajedno, patris- domovina).

alopatrijskispeciation. Prostorna izolacija može nastati kako se vrsta širi na svom području. Na vrhuncu brojnosti, migracija jedinki obično se povećava, a raspon vrsta se širi. Tokom perioda opadanja populacije, ovaj raspon je fragmentiran i ranije velika pojedinačna populacija se raspada na niz malih, djelomično izolovanih populacija. Globalne klimatske promjene, pojavljivanje glečera ili pustinja, zanošenje kontinenata, izgradnja planina, promjene u riječnim kanalima - svi ovi događaji također mogu dovesti do fragmentacije staništa. U povijesnim vremenima, fragmentacija raspona mnogih životinja i biljaka bila je posljedica ljudskih aktivnosti. Krčenje šuma, oranje polja, postavljanje željezničkih i autoputeva, plinovoda i naftovoda doveli su do toga da su mnoge populacije međusobno odsječene, njihov broj se smanjio, a razmjena migranata između njih naglo opala.

Dvije populacije iste vrste koje žive na različitim rubovima njenog raspona mogu se međusobno razlikovati po morfologiji, fiziologiji i ponašanju jednako značajno kao i različite srodne vrste. Po pravilu, ne znamo da li su predstavnici ekstremnih populacija u stanju da se križaju i daju plodno potomstvo, jednostavno zato što se u prirodi nikada ne susreću.

Kada naučnici ukrštaju članove tako geografski udaljenih populacija u laboratoriji, često pronađu određeni stepen nekompatibilnosti jedni s drugima. Na primjer, mošusna rovka zauzima veliko područje u južnoj Aziji. Pokazalo se da se ženke iz populacije koja nastanjuje Bangladeš ne križaju u laboratoriji sa mužjacima iz Japana. Razlog je taj što su bangladeške rovke tri puta veće od japanskih. U laboratoriji su dobiveni hibridi između rovki iz Nepala i Šri Lanke, međutim, hibridni mužjaci su se ispostavili sterilni zbog ozbiljnih poremećaja u mejozi. Dakle, udaljene populacije iste vrste su reproduktivno izolirane jedna od druge. Istovremeno se u različitim populacijama razvijaju različiti mehanizmi ove izolacije. U jednom slučaju to su razlike u veličini tijela koje onemogućuju međupopulacijsko ukrštanje, u drugom nekompatibilnost genetskih sistema koji kontrolišu sparivanje hromozoma u mejozi, što dovodi do steriliteta hibrida. Ako su dvije populacije geografski izolirane jedna od druge tokom dugog vremenskog perioda i ne "provjere" svoje genske fondove za kompatibilnost, tada mogu na kraju postati genetski nekompatibilne, čak i ako žive u istim uvjetima.

Međutim, postoji nekoliko slučajeva u kojima se u prirodi može uočiti reproduktivna izolacija između marginalnih populacija iste vrste. Na obalama sjevera i Baltic Seas Postoje dvije vrste galebova - galeb haringe i galeb s leđima. Razlikuju se jedni od drugih i ne križaju se, iako zauzimaju istu teritoriju. Po svim kriterijima, to su različite vrste. Međutim, s druge strane nalazimo lanac srodnih populacija iste vrste raspoređenih na istok preko sjeverne Euroazije i na zapad preko Grenlanda i sjeverna amerika. Može se pretpostaviti da je jedno vrijeme na području Beringovog mora postojala populacija predaka, koja se postepeno naseljavala i na zapad i na istok oko Arktičkog oceana. U procesu naseljavanja lokalnih populacija, uprkos razmjeni migranata, nagomilale su se genetske razlike. U vrijeme kada se na Zapadu zatvorio raspon ove vrste, ove su razlike postale toliko značajne da su osigurale pouzdanu reproduktivnu izolaciju marginalnih populacija. Ovaj primjer pokazuje kako postepeno gomilanje genetskih razlika između geografski udaljenih populacija dovodi do specijacije.

Klasičan primjer alopatrijske specijacije je endemska vrsta koja je nastala na otocima. Zebe na ostrvima Galapagos, koje je prvi put opisao Charles Darwin, dokaz su efikasnosti alopatrijskih specijacija. Molekularna analiza njihove DNK pokazuje da su uz svu nevjerovatnu morfološku raznolikost Darwinovih zeba, sve one potomci jedne kontinentalne vrste. Njegovi predstavnici došli su na Galapagos prije nekoliko miliona godina i dali su početak četiri glavne linije. Molekularni sat evolucije omogućava da se utvrdi redoslijed njihove divergencije. Najstariji od njih je linija zeba kukaca. Kasnije se pojavila linija zeba - vegetarijanaca koji se hrane laticama cvijeća, pupoljcima i plodovima. Zatim su se iz ove linije izdvojila još dva, sa snažnijim kljunovima. Zebe su ih koristile za vađenje insekata iz stabala drveća, a mljevene zebe da se hrane tvrdim sjemenkama. Formiranje različitih tipova zeba odvijalo se na različitim otocima i tako se nastavilo putem alopatrijske specijacije.

sympatricspeciation. Većina naučnika se slaže da je alopatrijska specijacija bila glavni razlog za pojavu mnogih životinjskih biljnih vrsta. Međutim, poznati su primjeri naseljavanja nekoliko (a ponekad i mnogih) blisko povezanih vrsta na istom području. Na primjer, u afričkom jezeru Viktorija, koje je nastalo prije samo 12 tisuća godina, živi više od 500 vrsta riba ciklida, koje se međusobno razlikuju po morfologiji, načinu života, ponašanju i nizu drugih karakteristika. Molekularno-genetička analiza pokazuje da svi potiču od jednog zajedničkog pretka.

Mnoge endemske vrste beskičmenjaka i riba nastale su u Bajkalskom jezeru. Posebno je indikativna raznolikost amfipoda - oko 250 endemskih vrsta, koje su možda nastale od jedne vrste predaka. Teško je pretpostaviti da je unutar tako zatvorenih i relativno malih biosistema postojalo mjesto za dugotrajnu geografsku izolaciju lokalnih populacija, što bi moglo dovesti do alopatrijske specijacije.

Da bi se objasnila ova vrsta fenomena, predložena je hipoteza sympatric speciation. To sugerira da se reproduktivna izolacija može dogoditi unutar jedne teritorije. Izneseno je nekoliko hipoteza o tome kako se to događa.

Reproduktivna izolacija može nastati na osnovu genomskih i hromozomskih preuređivanja. Na primjer, poliploidija može poslužiti kao pouzdan i efikasan metod reproduktivne izolacije. Hibridi između biljaka sa različitim stepenom ploidnosti su skoro uvek sterilni. Ovdje, međutim, nastaje ozbiljan problem. Ako preuređenje uzrokuje sterilitet kod heterozigota, onda praktički nema šanse da se umnožava i širi u populaciji. Ovaj problem se prilično lako rješava ako se nosač rearanžiranja može razmnožavati vegetativno. U ovom slučaju, unutar iste teritorije, vrlo brzo se pojavljuje grupa njegovih potomaka, koji su u stanju da se međusobno križaju i reproduktivno su izolirani od ostatka populacije koja živi na istoj teritoriji. Očigledno, zbog toga se poliploidija često nalazi u biljnim vrstama sposobnim za vegetativnu reprodukciju i kod životinja sposobnih za partenogenezu, a izuzetno rijetko u vrstama sa spolnim razmnožavanjem.

Jedna od varijanti simpatrijske specijacije je hibridogenaspeciation. U ovom slučaju, djelomično prevladavanje barijere reproduktivne izolacije između dvije simpatrijske vrste može dovesti do pojave nove vrste, koja je izolirana od obje roditeljske vrste. Dokazi u prilog ovakvom načinu specijacije su neke partenogenetske vrste guštera, alopoliploidne biljne vrste.

Seksualna selekcija je odigrala vrlo važnu ulogu u brzoj specijaciji riba ciklida u afričkim jezerima. Ogromna intraspecifična raznolikost boja riba poslužila je kao osnova za brzu divergenciju lokalnih ili porodičnih grupa prema karakteristikama njihovih seksualnih preferencija i, u konačnici, specijaciji.

Međutim, ne treba misliti da su alopatrijska i simpatrijska specijacija međusobno isključivi putevi evolucije. Uvijek postoji mikrogeografska heterogenost unutar zajedničkog kontinuiranog raspona vrste. Pojedina područja unutar raspona nisu pogodna za većinu jedinki, međutim, pojedinačni predstavnici iste vrste, zbog svojih genetskih karakteristika, mogu živjeti i razmnožavati se na ovim područjima. Ako takve lokalne grupe postoje dovoljno dugo u relativnoj izolaciji od drugih, mogu dovesti do novih vrsta.

1. Navedite glavne načine specijacije.

2. Koji faktori mogu dovesti do izolacije populacija?

3. Kako dugotrajna izolacija utiče na genetsku strukturu izolovanih populacija?

4. Na kojim se mehanizmima zasniva alopatrijska specijacija?

5. Navedite primjere alopatrijskih specijacija. Koliko je rasprostranjen u prirodi?

6. Kada se javlja simpatična specijacija?

7. Navedite primjere simpatrijske specijacije.

8. Pokušajte objasniti raznolikost vrsta ciklida jezera Victoria u smislu alopatrijskih i simpatrijskih modela specijacije.

Biologija. Opća biologija. 11. razred. Osnovni nivo Sivoglazov Vladislav Ivanovič

11. Specijacija kao rezultat evolucije

Zapamtite!

Šta je pogled?

Koje vrste drevnih biljaka i životinja poznajete?

Kakvu ulogu izolacija igra u evoluciji?

Speciation je proces nastanka novih vrsta. Trenutno uključeno globus postoji nekoliko miliona različitih vrsta, a za cijelo vrijeme postojanja Zemlje, prema naučnicima, bilo ih je 50-100 puta više. Kako je nastala sva ta ogromna raznolikost?

Metode specijacije. Poznati američki zoolog i evolucionista Ernst Mayr dao je veliki doprinos rješavanju problema specijacije. On je izdvojio tri glavna načina specijacije (sl. 34).

Prvi način je pretvaranje jedne vrste u drugu (A u B). Istovremeno, ukupan broj vrsta se ne mijenja, jer se postepeno jedna vrsta zamjenjuje drugom, novom vrstom.

Druga metoda se zasniva na hibridizaciji dvije vrste, što rezultira formiranjem treće, nove vrste (interspecifična formacija). Izvorne vrste po pravilu ne nestaju, pa se ukupan broj vrsta povećava (+1). Primjer takve specijacije je pojava kulturne šljive (2 n= 48) kao rezultat hibridizacije zavoja (2 n= 32) i trešnje (2 n = 16).

Rice. 34. Tri glavna načina specijacije

Treći metod, koji je Mayr nazvao istinskom specijacijom, povezan je sa divergencijom (divergencijom) karaktera. Ovu metodu je proučavao i detaljno opisao C. Darwin. Ako izvorne i novoformirane vrste ostanu održive, broj vrsta se povećava. Tako je nastala većina vrsta.

Načini specijacije. Ako se jedinke koje pripadaju različitim populacijama unutar iste vrste ukrštaju i formiraju plodno potomstvo, vrsta je jedinstvena cjelina. Protok gena između intraspecifičnih populacija čini jedan genski fond jedne vrste. Za formiranje nove vrste potrebno je da između populacija nastane izolacija. Kao rezultat toga, prestaje razmjena gena između izolovanih populacija, gomilaju se međupopulacijske razlike, što kasnije može dovesti do transformacije takvih populacija u nezavisne genetske sisteme, prvo vrste, a potom i veće taksone (Sl. 35).

Ovisno o mehanizmu izolacije, mogu se razlikovati dva glavna načina specijacije: geografski i ekološki.

Rice. 35. Pojava izolacije između populacija može dovesti do stvaranja novih vrsta

Geografska speciacija . Sa prostornom izolacijom populacija dolazi do geografske specijacije. Ako je određena populacija migrirala izvan područja izvorne vrste, izgubila kontakt s populacijama drugih vrsta i našla se u drugim uvjetima, akumulacija adaptacija na ove nove uvjete staništa može dovesti do stvaranja nove vrste.

Također, geografska specijacija može nastati kada se originalni integralni raspon roditeljske vrste podijeli na nekoliko izoliranih nezavisnih područja. Takva izolacija nastaje kao rezultat globalnih geoloških procesa: pomeranja kontinenata, izgradnje planina, formiranja vodenih barijera, itd. Klasičan primjer takve specijacije su zebe, koje je Darwin proučavao na raznim ostrvima Galapagos.

Primjer specijacije fragmentacijom (od lat. fragmentum - ulomak, komad) raspona matične vrste je pojava različitih vrsta đurđevka (sl. 36). Prije nekoliko miliona godina, izvorna vrsta predaka đurđevka bila je široko rasprostranjena u šumama Evroazije, ali se zbog glacijacije njen raspon podijelio na nekoliko nezavisnih teritorija. Đurđevak je sačuvan samo na teritorijama koje glečer nije zahvatio: na jugu Dalekog istoka, na Zakavkazu i na jugu Evrope. Kasnije su se ove tri izolirane populacije razvijale neovisno, što je dovelo do formiranja nekoliko novih vrsta, koje su se razlikovale po veličini i boji listova i vjenčića.

Rice. 36. Specifikacija putem fragmentacije raspona roditeljske vrste. Formiranje različitih vrsta đurđevka

Specijacija se odvija veoma sporo, tokom stotina hiljada i miliona godina, kao rezultat smene stotina hiljada generacija. Ako pratimo proces uzastopnog odvajanja kopnenih fragmenata iz jednog drevnog kontinenta, možemo identificirati jasnu korelaciju. Ostrva i kontinenti, koji imaju dužu istoriju samostalnog postojanja, mnogo se više razlikuju u flori i fauni.

ekološka specijacija. Ekološka specijacija se javlja unutar raspona izvorne vrste. To se može dogoditi na nekoliko načina. Jedan od njih je brza pojava novih vrsta višestrukim povećanjem broja hromozoma ( poliploidizacija). Na primjer, izvorni tip duhana ima 12 hromozoma, ali su poznati oblici sa 24, 48, 72 hromozoma.

Druga metoda se zasniva na ekološkoj izolaciji vrsta. U ovom slučaju, razlike u uvjetima staništa služe kao izolacijske barijere, zbog čega se formiraju ekološke podvrste koje preferiraju određene ekološke niše. U budućnosti, takve podvrste mogu dovesti do novih nezavisnih vrsta (§ 5, različite vrste hrastova koji rastu na različitim tlima).

Sličan način specijacije javlja se i kod životinja. Na primjer, jabučna mušica ima dvije ekološke grupe koje se više vole hraniti i razmnožavati dvije različite vrste biljaka - glog i stablo jabuke. Kako se ispostavilo, prepoznavanje i preferencija domaćina kontroliše jedan gen. Stoga, mutacija koja je nastala u ovom genu može pokrenuti formiranje ekoloških rasa, zatim podvrsta, a zatim vrsta. Dokaz da je specijacija potpuna je pojava reproduktivne izolacije (nemogućnost ukrštanja) čak i kada nestanu izolacijske barijere.

Rezultirajuća nova vrsta kasnije ulazi u složene međuvrsne odnose, koji određuju njenu kasniju sudbinu: prosperitet, smrt ili propadanje u nove vrste.

Pregledajte pitanja i zadatke

1. Uporedite tri glavna načina specijacije.

2. Opišite mehanizme glavnih puteva specijacije.

3. Koju ulogu igra izolacija u procesu specijacije?

4. Navedite primjere geografske i ekološke specijacije.

5. Kakav je značaj prostorne izolacije za formiranje novih vrsta?

Razmisli! Izvrši!

Objasni zašto su hibridi različitih biljnih vrsta češći u prirodi od različitih životinjskih vrsta.

Rad sa računarom

Pogledajte elektronsku aplikaciju. Proučite materijal i ispunite zadatke.

Saznati više

Specifikacija unutar raspona izvorne vrste. Trenutno, mnogi naučnici dijele specijacije koje se javljaju unutar raspona izvorne vrste na dvije opcije. Specijacija zasnovana na ekološkoj izolaciji vrsta, u kojoj se vodeća promjena preferencija i aktivnosti samih jedinki naziva simpatična specijacija. Druga opcija je parapatrijska specijacija, koji se javlja poliploidizacijom ili drugim genetskim promjenama. U ovom slučaju, novi oblici nastaju unutar jedne generacije, odnosno genetska izolacija dolazi odmah. Da bi dokazali svoju konkurentnost, pojedinci sa modifikovanim genetskim aparatom moraju izdržati žestoku konkurenciju sa drugim jedinkama dobro prilagođenim uslovima života. Stoga je ova vrsta specijacije ograničene vrijednosti. Izuzetak su slučajevi pojave u poliploidnim oblicima biljaka koji se brzo šire zbog vegetativne reprodukcije.

Vrste evolucijskih promjena. Glavni tipovi evolucijskih promjena su divergencija, konvergencija, paralelizam i filetska evolucija.

Divergencija. Divergencija(od latinskog divergantia - divergencija) je najčešći tip evolucijskog procesa. Koncept divergencije uveo je Charles Darwin, shvatajući ga kao divergenciju karakteristika u procesu evolucije. U ovom slučaju, formiranje dvije ili više taksona, koje potiču od zajedničkog pretka. Takva divergencija karaktera i grupa nastaje ako se životni uslovi grupe kćeri promijene. Na primjer, pojava udova tipa poluge s pet prstiju pomogla je drevnim kralježnjacima da ovladaju kopnenim okruženjem. Međutim, ovisno o načinu života i tipu staništa, udovi različitih grupa kralježnjaka pretrpjeli su značajne promjene i sada obavljaju različite funkcije (vidi sliku 6). Takvi organi koji imaju zajedničko porijeklo i obavljaju različite ili slične funkcije nazivaju se homolognih organa(vidi takođe § 13).

Konvergencija. Konvergencija- ovo je vrsta evolucijske promjene, zbog koje se slične osobine javljaju u organizmima koji nisu međusobno povezani, odnosno imaju različito porijeklo. Do konvergencije najčešće dolazi kada različite vrste organizama naseljavaju slične tipove staništa (Sl. 37). Dakle, konvergentna sličnost je rezultat adaptacije na iste uslove okoline. Riblje škrge i škrge rakova su slične, obavljaju respiratorne funkcije. Međutim, škrge ribe razvijaju se na pregradama između škržnih proreza koji prodiru u ždrijelo, a škrge raka su filiformni izdanci ekstremiteta prsnog koša. Krila leptira i slepih miševa, oči ljudi i hobotnica, udovi krtica i medvjeda (Sl. 38) - svi ovi organi su formirani od različitih embrionalnih rudimenata. Organi koji obavljaju slične funkcije, ali imaju različito porijeklo nazivaju se slično(vidi takođe § 13).

Rice. 37. Astrophytum star kaktus iz Teksasa (desno) i mljeverica Euphorbia obesa iz Južna Afrika(lijevo). Dvije vrste žive u sličnom smislu prirodni uslovi i stekao slične oblike zbog konvergentne evolucije. Štaviše, oni pripadaju ne samo različitim porodicama, već i različitim redovima. Unatoč povoljnim uvjetima, kaktusi su gotovo potpuno odsutni u Africi.

Paralelizam. Paralelizam- Ovo je vrsta evolucijske promjene, čiji je rezultat formiranje sličnih osobina u srodnim oblicima. Na primjer, kitovi i peronošci, neovisno jedan o drugom, preselili su se u život u vodenom okruženju i stekli odgovarajuće adaptacije - peraje. Sisavci tropskog pojasa, koji žive na različitim kontinentima, u sličnim klimatskim uslovima, imaju određenu opštu sličnost (Sl. 39).

Rice. 38. Slična tijela

Rice. 39. Paralelizam u strukturi tijela sisara koji nastanjuju prašume Afrike i Južne Amerike: pangolin (lijevo) i džinovski armadillo (desno)

filetska evolucija. Filetska evolucija- ovo je vrsta evolucijske transformacije u kojoj se taksoni predaka postupno transformiraju u nove (kćerke) svojte bez formiranja bočnih grana. U ovom slučaju formira se kontinuirani niz svojti, u kojem je svaki potomak prethodnog i predak sljedećeg.

Iz knjige Vještačko poboljšanje čula mirisa kod službenih pasa autor Krušinski Leonid Viktorovič

Rezultat istraživanja Utjecaj fenamina na oštrinu mirisa. Kod pasa je oštrina mirisa preliminarno procijenjena pomoću diferencirajućih kutija. Odmah nakon toga davan je fenamin (u tabletama) u dozama od 0,01 do 0,02 g. U različitim intervalima (od 40 min.

Iz knjige Volk [Problemi ontogeneze ponašanja, problemi i način ponovnog uvođenja] autor Badridze Jason Konstantinovič

Rezultat razvoja reakcije izbjegavanja stranaca Faze i brzina razvoja reakcije izbjegavanja u razne vrsteživotinje su prikazane u tabelama 11, 12, 13, 14. Tabela 11. Vukovi (n=22). Faze i brzina razvijanja reakcije na izbjegavanje stranaca. Tabela 12. Faze i brzina

Iz knjige Farmaceutska i prehrambena mafija by Brower Louis

Rezultat: diskreditacija alopatske medicine Dvadeset godina monopol zvaničnih onkologa L. Schwartzenberga, L. Israela i G. Matea bio je neograničen i nije izazivao nikakve zahtjeve. Danas ti isti onkolozi javno priznaju svoju krivicu.

Iz knjige Evolucija autor Jenkins Morton

ALOPATRIJSKA SPECIFIKACIJA Način na koji nastaju nove vrste zavisi od geografske lokacije. Većina vrsta pojavljuje se kao rezultat alopatrijske specijacije (allo - drugi, patris - domovina), odnosno kao rezultat geografskog odvajanja

Iz knjige Biologija [Kompletan vodič za pripremu za ispit] autor Lerner Georgij Isaakovič

SIMPATRIJSKA SPECIFIKACIJA Simpatrijska specijacija se javlja unutar jedne populacije (sim - zajedno, patris - domovina). Manje je uobičajen od alopatrijskog. Ovaj termin se odnosi na proces formiranja različitih vrsta unutar jedne konstante

Iz knjige Osnovi psihofiziologije autor Alexandrov Yuri

Iz knjige Evolucija [ Classic Ideas u svjetlu novih otkrića] autor Markov Aleksandar Vladimirovič

Iz knjige Logika slučajnosti [O prirodi i poreklu biološke evolucije] autor Kunin Evgenij Viktorovič

2.2. Rezultat je faktor koji formira sistem Najvažniji događaj u razvoju TPS-a bila je definicija faktora koji formira sistem (rezultat sistema), koji je shvaćen kao koristan adaptivni efekat u odnosu „organizam-okruženje“ postignuto tokom implementacije sistema.

Iz knjige Šta ako je Lamark u pravu? Imunogenetika i evolucija autor Steele Edward

Specijacija je osobna stvar za svakoga. Simpatrijska specijacija, u teoriji, treba početi s činjenicom da se različite jedinke iste vrste počnu prilagođavati različitim ekološkim nišama unutar zajedničkog područja. Uređaj mora biti uparen sa

Iz knjige Antropologija i koncepti biologije autor Kurčanov Nikolaj Anatolijevič

Specijacija oko nas Moderna biosfera je puna primjera specijacije koja se dešava "ovdje i sada". Sve ove bezbrojne sporne vrste, poluvrste, supervrste, prstenaste vrste, kompleksi vrsta i "jata vrsta" nisu ništa drugo nego primjeri.

Iz knjige Tajne seksa [Muškarac i žena u ogledalu evolucije] autor Butovskaya Marina Lvovna

Evolucija vida boja i specijacija Vizija kod ciklida igra važnu ulogu u odabiru partnera: mužjaci svake vrste imaju svoju posebnu odjeću, a ženke su dobro upućene u nijanse svoje boje. Vid se može posebno podesiti na spektralne karakteristike

Iz autorove knjige

Poglavlje 1 Osnove evolucije: Darwin i sintetička teorija evolucije Per. A. Nadiryan U ovom i sljedećem poglavlju, Kratki opis sadašnje stanje evolucijske biologije, kakvo je bilo prije 1995. godine, kada je nastao novi smjer nauke - komparativna genomika.

Iz autorove knjige

Poglavlje 2 Od sintetičke teorije evolucije do evolucijske genomike: različiti mehanizmi i putevi evolucije Per. A. Nesterova U ovom poglavlju nastavićemo našu raspravu o evolucionoj biologiji u periodu pre pojave genomike. Mnogi pravci razvoja o kojima se raspravljalo nisu bili

Iz autorove knjige

Specijacija i konvergencija Sada bismo željeli prodiskutirati implikacije Lamarckove hipoteze povratne veze soma-germline za teoriju specijacije i konvergencije. Pored katastrofalnog izumiranja vrsta, na primjer, zbog pada meteorita ili

Iz autorove knjige

5.3. Specijacija Proces formiranja novih vrsta, koji se odvija na osnovu transformacije populacije, naziva se specijacijom. Jasno je da je nemoguće proučavati specijaciju bez definicije vrste i kriterijuma za njen izbor. Vrsta je osnovni koncept u

Iz autorove knjige

Rodne razlike u strukturi mozga kao rezultat usmjerene evolucije Rodne razlike u kognitivnim funkcijama, zajedno s drugim psihološkim funkcijama, vjerovatno su nastale tokom ljudske evolucije zbog različitih reproduktivnih strategija kod muškaraca i

Kako se uslovi života menjaju, menja se i pravac prirodne selekcije. Ako grupe jedinki jedne široko rasprostranjene vrste padaju u različite uvjete ili počnu, na primjer, loviti različit plijen, tada će selekcija u tim grupama ići u različitim smjerovima. To će dovesti do stvaranja raznih uređaja u njima. Kao rezultat, iz jednog pogleda kroz prirodna selekcija formira se nekoliko novih vrsta, odnosno izvršiće se proces specijacije. Da bi to ilustrirao, Darwin daje dijagram divergencije ili divergencije znakova.

U shemi, velika slova (A, B, C, D, itd.) ispod donje linije konvencionalno označavaju pojedinačne vrste istog roda. Paralelne linije odozdo prema gore (od I do XIV) simboliziraju smjenu generacija u vremenu. Darwin uslovno prihvata da hiljadu generacija prelazi iz jedne linije u drugu. Isprekidane linije usmjerene odozdo prema gore ilustruju istorijsku sudbinu ovih generacija u različitim fazama razvoja. Što je veća udaljenost između isprekidanih linija koje prelaze jednu paralelnu liniju, veća je razlika između divergentnih grupa jedinki u odgovarajućoj generaciji (II linija) nego između tačaka a5 i m5 (V linija). To znači da je početna nesklad (razlika) između dvije grupe potomaka (a2 i m2) zajedničke izvorne vrste A, koja je nastala tokom 2000 generacija, manja od razlika koje su se razvile nakon 5000 generacija (a5 i m5). Stoga, kaže Darwin, možemo pretpostaviti da su grupe a2 i m2 još dvije varijante istog opšti pogled, a grupe a5 i m5 će već biti dvije nove vrste koje imaju zajedničkog pretka (vrsta A).

Dakle, prema Darwinu, nove vrste nastaju nizom međukoraka: prvo, dva (ili više) varijeteta nastaju unutar jedne vrste; ove sorte, nastavljajući da se razlikuju u svojim karakterima, postupno postaju podvrste i, konačno, nove vrste. Raznovrsnost je korak ka formiranju nove vrste. U isto vrijeme, prema shemi divergencije, u pravilu jedna stara vrsta stvara ne jednu, već nekoliko vrsta.

Divergentna priroda Specijacija se javlja zato što početna razlika između organizama unutar vrste povećava njenu brojnost. Darwin ilustruje ovu poentu ovim primjerom: ukupan broj vukova počinje rasti kako različite porodice ovog grabežljivca počinju loviti različit plijen. Neki vukovi "specijalizirani" za stoku, drugi za divlje životinje. Kao rezultat toga, ukupan broj vukova raste. Među njima postoje različiti pravci prirodne selekcije i kao posledica toga - divergencija.

Vratimo se na šemu divergencije. U toku evolucije nastaju i novi pravci selekcije (isprekidane linije od vrste A i vrste I granaju se mnogo puta). Ispostavilo se da su neke od ovih loza slijepe ulice: njihovi potomci ne prežive do sadašnjosti (XIV linija) i izumiru, potisnuti ih prilagođenijim vrstama. Ne ostavljajte iza sebe potomstvo (tj. izumiru) i mnoge izvorne vrste. A neke (linija F na dijagramu) opstaju do sadašnjosti, gotovo bez promjene svojih karakteristika.

U završnoj fazi razmatranog procesa, novonastale vrste pokazuju različite stepene sličnosti. Na liniji XIV jasno je vidljivo 5 grupa vrsta koje su najbliže jedna drugoj. Razlog za ovu blizinu, kao što se jasno vidi iz dijagrama, je blizak odnos ovih vrsta. Sistematičar, kombinujući blisko srodne vrste u jednu rod, čime se odražava srodnost zajedničkog porijekla ovih vrsta.

porođaj zauzvrat, oni se udružuju u porodice, porodice u redove, itd. Šema divergencije pokazuje da je i u ovom slučaju osnova takvih asocijacija sam proces evolucije. Ako je blisko srodna, vrsta će pripadati istom rodu; ako je udaljenija, pripadaće istoj porodici. Konačno, veoma udaljene vrste će spadati u različite klase istog tipa. To bi značilo da sve vrste istog tipa imaju na kraju jednog zajedničkog pretka, samo što je ovaj predak izuzetno star.

Dakle, moderni sistemi biljaka i životinja odražavaju određeni stupanj evolucije. Istovremeno, važno je zapamtiti da su moderne vrste koje opisuju taksonomisti sada stvarne, ali istorijski privremene: nekada su bile samo podvrste; u nekoj dalekoj budućnosti mogu postati rodovi koji objedinjuju grupe novih srodnih vrsta; ove nove buduće vrste u modernim vremenima su samo podvrste ili varijeteti. Dakle, shema divergencije objašnjava kako je evolucija osnova moderne taksonomije. Istovremeno, pokazuje da divergencija neminovno dovodi do pojave raznih organskih oblika u prirodi.

Shema divergencije pomaže u razumijevanju još jednog važnog pitanja. Općenito povećanje raznolikosti organskih oblika uvelike otežava odnose koji nastaju između organizama u prirodi. Stoga, tokom istorijski razvoj najveće koristi primaju, po pravilu, najorganizovanije forme. Tako se vrši opći progresivni razvoj biljnog i životinjskog svijeta na Zemlji od nižih ka višim oblicima.

Međutim, u slučajevima kada se uslovi života ne usložnjavaju, već ostaju praktično nepromijenjeni, organizmi se čuvaju bez daljnjih komplikacija.

Uz divergenciju, rezultat evolucije može biti i suprotan rezultat - konvergencija, odnosno konvergencija karakteristika. Konvergencija nastaje jednosmjernim djelovanjem prirodne selekcije u organizmima koji su sistematski udaljeni jedan od drugog, kada ti organizmi žive u sličnim uvjetima. Primjer konvergentne sličnosti je aerodinamičan oblik tijela morskog psa (ribe), ihtiosaura (izumrli, vratni vodeni gmaz) i delfina (vodeni sisavac). Sličnost oblika tijela ovdje je uzrokovana neuskom porodicom. već jednosmjernim djelovanjem prirodne selekcije u istoj vodenoj sredini, gdje je takav oblik koristan i za ribe i za delfine.

Tako se na osnovu djelovanja prirodne selekcije formira relativna kondicija, formiraju se nove vrste, raste opća raznolikost organskih oblika u prirodi, te se odvija progresivni razvoj životinjskog i biljnog svijeta na Zemlji.

Formiranje vrsta je važna faza u evoluciji. Počinje u populacijama zasićenim mutacijama koje se stalno pojavljuju, koje, kada se slobodno križaju, formiraju nove genotipove i fenotipove (vidi poglavlje "Osnove genetike i selekcije"). To dovodi do razilaženja karaktera među pojedincima ove populacije - divergencije(55). Početna populacija čini grupu oblika sa različitim stepenom odstupanja osobina.

Organizmi sa izmijenjenim osobinama sposobni su razviti nova staništa i povećati svoj broj. Jedinke s ekstremnim odstupanjima kontrasta imaju najveće šanse da prežive i ostave plodno potomstvo. Srednji oblici se više takmiče i brže izumiru. Dakle, u izvornoj populaciji nastaju nove grupe, iz kojih se prvo formiraju nove populacije, a zatim, uz naknadnu divergenciju, nove podvrste i vrste. Princip divergencije objašnjava porijeklo raznolikosti životnih oblika. Slično, Darwin je objasnio formiranje rodova, porodica, redova itd.

Postoje dva načina specijacije: geografski i ekološki.

Geografska speciacija povezano sa širenjem areala izvorne vrste ili njenom podjelom na izolirane dijelove raznim prirodnim barijerama (rijeke, planine, itd.). Širenjem raspona vrste, jedinke populacija susreću se sa novim zemljišnim i klimatskim uslovima, sa drugačijom životinjom i flora. U novom neobične uslove one osobe čiji genotipovi najviše odgovaraju ovim uslovima preživeće i ostaviti potomstvo. To dovodi do promjene genofonda, formiranja novih populacija, a u budućnosti i do pojave podvrsta i vrsta.

Izolacija populacija, sprječavajući slobodno ukrštanje, također dovodi do promjene genofonda populacija, a potom i do stvaranja novih populacija, podvrsta i vrsta. Centri porijekla su primjer geografske izolacije. kultivisane biljke(vidi odjeljak "Izbor"). Odvajanje ovih žarišta jedno od drugog grebenima, pustinjama i okeanima doprinijelo je njihovoj izolaciji i autonomnom formiranju flore u njima, što je dovelo do izuzetne raznolikosti srodnih biljaka u njima.

Ekološka specijacija povezana sa naseljavanjem novih staništa (ekoloških niša) u okviru svoje vrste. Istovremeno, male grupe iste populacije mogu se naći u ekološkim uvjetima neuobičajenim za njih unutar raspona njihove vrste. Novi uslovi će doprinijeti identifikaciji i konsolidaciji novih mutacija i promjeni smjera prirodne selekcije, što će dovesti do promjene genofonda, do još veće izolacije populacija, a potom i do formiranja novih populacija, podvrste i vrste prilagođene novim specifičnim uslovima.

Primjer za to je pet vrsta ljutika koje su se razvile u različitim stanišnim uvjetima (56):

1. tvrdolisni ranunculus - vodena biljka;
2. ranunculus raste na vlažnim tlima;
3. zlatni ljutić - na livadama, baštama, uz puteve;
4. kasubijski ljutić (kašubski) - u šumama i parkovima;
5. ranunculus otrovan - na vrlo vlažnim mjestima.

Elementarni evolucijski faktori.

Evolucijski proces koji se odvija u populaciji, koji dovodi do promjene genetske strukture populacije i usmjerava se prirodnom selekcijom, naziva se mikroevolucija. Počinje u populaciji koja se sastoji od jedinki s nejednakim genotipovima. Ukupnost svih genotipova u populaciji se naziva genski fond. Kada je izložen raznim elementarni faktori evolucijom, genetski fond populacije se mijenja.

Ovi faktori mogu biti sljedeći:

1. pojava novih nasljednih promjena – mutacija i kombinacija koje dovode do pojave novih genotipova u populacijama;
2. populacijske fluktuacije, tzv talasi stanovništva. Mogu nastati u vezi sa sezonskim promjenama (jednogodišnje biljke, insekti), sa sigurnošću hrane (masovno razmnožavanje glodara), sa prirodnim katastrofama (suše, poplave, požari). Populacijski valovi mijenjaju koncentraciju pojedinačnih gena. Tokom opadanja populacije, neki geni mogu nestati, a sa novim povećanjem populacije, drugi geni mogu povećati svoju koncentraciju;
3. geografski ili biološka izolacija populacije koje stvaraju prepreke slobodnom ukrštanju, što dovodi do razlika u genskom sastavu različitih populacija i do njihove izolacije.

Sve ove promjene u genskom fondu su slučajne prirode, višesmjerne su. Jedini selektivni i vodeći faktor u evoluciji je prirodna selekcija, koja u promjenjivim uvjetima odabire i povećava broj jedinki čiji je genotip usklađeniji sa specifičnim uvjetima okoline i smanjuje broj jedinki sa genotipom koji je manje primjeren za ovu sredinu. . Raznolikost vrsta rezultat je divergencije karaktera i vodeće kreativne uloge prirodne selekcije.

Prirodna selekcija obično dovodi do postepenog usložnjavanja i povećanja organizacije živih oblika, njihove relativne prilagodljivosti uslovima postojanja i raznolikosti vrsta.

Vrste učestvuju u evolucijskim procesima u formiranju viših sistematskih grupa. Ovaj proces se naziva makroevolucija ili supraspecifična evolucija. U makroevoluciji se odvijaju isti procesi kao i u specijaciji - divergencija karaktera, borba za postojanje i prirodna selekcija.

Promjenom životnih uvjeta povećava se broj individualnih razlika između jedinki iste vrste kao rezultat prirodne selekcije, a primjećuje se i divergencija karaktera unutar vrste. Kao rezultat toga, unutar jedne vrste formira se nekoliko grupa s različitim karakteristikama i svojstvima. Naravno, borba za egzistenciju će u većini slučajeva dovesti do postepenog izumiranja međuformi i opstanka onih koji su se prilagodili promijenjenom okruženju. Na taj način se od jedne roditeljske vrste u istorijskom procesu formira nekoliko novih vrsta.

Prema Darwinu, nove vrste nastaju nasljeđivanjem s generacije na generaciju i postupnim nakupljanjem manjih promjena koje su organizmi stekli u ontogenezi. Kao rezultat prilagođavanja organizama unutar iste vrste na različitim uslovima formira se nekoliko novih vrsta. Na sl. 40 odražava pojavu tri nove vrste iz vrste A i dvije nove vrste iz vrste B. Kao što se može vidjeti sa slike, promjene u novoj vrsti A dovele su do formiranja 14 novih vrsta. U nekim slučajevima nove vrste nastaju kao rezultat postupne promjene roditeljske vrste. Primjer za to je formiranje vrsta E 10, F 10 s postepenom promjenom vrsta E, F.