Презентация_видообразование.ppt
- Количество слайдов: 33
Логическая (философская) концепция. Вид – это категория мышления, некий класс к которому принадлежат все объекты, обладающие определенными общими свойствами. Вид – «species» , от глагола «specere» - смотреть, разглядывать, т. е. вид – это то, что можно различить, выделить. Морфологическая концепция вида. Типологическая концепция. Вид – это совокупность особей, сходных по своим морфологическим признакам. Вид – это неделимая категория и неизменная во времени. В систематике - «голотип» и «паратипы» . На данной концепции построены все определеители.
Политипическая концепция вида Вид – это система подвидов, каждый из которых занимает определенную область в переделах видового ареала. 21 форма длиннохвостой синицы, подвиды: 1 – Aegithalos caudatus alpinus; 2 – Aeg. c. trphronotus; 3 – Aeg. c. irbii; 4 – Aeg. c. rosaceus; 5– Aeg. c. europaeus; 6 – Aeg. c. caudatus; 7 – Aeg. c. japonicus; 8 – Aeg. c. passakei; 9 – Aeg. c. major; 10 – Aeg. c. tauricus; 11 – Aeg. c. italiae; 12 – Aeg. c. glaucogularis; 13 – Aeg. c. trivirgatus; 14 – Aeg. c. magnus; 15 – Aeg. c. macedonicus. Непрервывность изменчивости признаков или признака нарушена хиатусом (разрывом). Типологические виды разделены хиатусами. Где граница между видом и подвидом?
Биологическая концепция вида Вид - это совокупность популяций, особи которых в природных условиях могут скрещиваться между собой, но репродуктивно изолированных от популяций других видов. Вид - это совокупность организмов явно обособленная и четко ограниченная от других таких же совокупностей, хотя бы по одному из следующих критериев: ØМорфологическому, ØЭтолого-экологическому, ØФизиолого-биохимическому, ØРепродуктивному.
Высшие таксономические категории Это абстрактные логические категории. Реально в природе существует только виды. В основе таксономии – иерархическая система категорий, в которой группы на каждом уровне образуются путем объединения групп, стоящий на одну ступень ниже. .
Репродуктивные изолирующие механизмы. В целом изолирующие механизмы подразделяются на два основных типа. 1. Презиготические механизмы, т. е. предшествующие образованию зиготы, создающие препятствия для спаривания особей, относящихся к разным популяциям. 2. Постзиготические механизмы, действующие после образования зиготы, приводящие к снижению жизнеспособности или плодовитости гибридного потомства.
Презиготические изолирующие механизмы подразделяют на группы в зависимости от факторов, создающих препятствие для спаривания особей: 1. Экологическая изоляция обеспечивается экологическими факторами, когда популяции занимают одну и ту же территорию, но различные местообитания и поэтому не встречаются друг с другом. 2. Временная изоляция — разным временем размножения, если спаривание у животных или цветение у растений происходит в разное время года или в разное время суток. 3. Этологическая, или поведенческая, изоляция — разным поведением в период размножения, что приводит к отсутствию взаимной привлекательности самца и самки. 4. Механическая изоляция обусловлена различиями в размерах или форме половых органов или же в строении цветков 5. Гаметическая изоляция: гаметы самки и самца не взаимодействуют друг с другом или сперматозойды утрачивают жизнеспособность в половых путях самки или на рыльце пестика
На Гавайских островах обитает два вида фруктовых мушек, которые внешне очень похожи. Оба вида обитают в одних и тех же местах, питаясь соком одного и того же древесного растения. Однако их экологическое положение различно. §Первый вид проводит жизнь в кроне деревьев, питаясь соком, стекающим по стволам и ветвям верхних ярусов. §Второй — в лесной подстилке, отыскивая лужицы накапавшего с дерева сока. Скрещивания между этими видами никогда не происходит из-за пространственной разобщенности, которая возникает вследствие разной экологической специализации.
Интересный пример поведенческой изоляции демонстрируют некоторые виды светлячков. Для каждого из совместно обитающих видов характерна своя световая траектория и свои типы испускаемых световых сигналов. Траектории могут быть зигзагообразными, прямыми или в форме петли, а световые пульсации короткими или длинными в виде устойчивых отблесков. При спаривании особи подбирают друга, строго ориентируясь на тип светового сигнала.
Различные виды реагируют на одни и те же факторы по-разному, что является причиной несовпадения сроков размножения. На рисунке показаны различия в сроках размножения у разных видов амфибий, живущих в одних и тех же районах. У животных с наружным оплодотворением (морских звезд и некоторых видов моллюсков) роль изолирующих факторов играют видоспецифичные различия в строении рецепторов, которые обеспечивают слияние половых клеток. У животных с внутренним оплодотворением эту роль выполняют различия в строении половых органов.
Постзиготические изолирующие механизмы также подразделяются на группы в зависимости от того: §приводят ли они к нарушениям развития самих гибридов и в конечном счете к их нежизнеспособности §к неспособности гибридов производить полноценные гаметы. Межвидовые гибриды обычно быстро погибают или остаются бесплодными. Мул — гибрид лошади и осла, лошак — гибрид жеребца и ослицы стерильны, не могут произвести потомство из-за того, что его набор хромосом несбалансирован (не проходит мейоз). Бесплодны гибриды • зайца-беляка и зайца-русака, куницы и соболя. Обычно репродуктивная изоляция между видами поддерживается несколькими механизмами. Временная изоляция чаще встречается у растений, а этологическая — у животных
Наступление моря может привести к изоляции участков суши и популяций, обитающих на них, что является одной из причин образования новых видов
Основные способы видообразования: I—филетическое, II— дивергентное (истинное)
МЕХАНИЗМЫ 1. Микроэволюционные процессы. 2. Интрогрессия - приобретение генов другого вида при межвидовой гибридизации (естественная и искуственная). Механизм: • образование гибридов первого поколения • возвратное скрещивание с одним или обоими родительскими видами. Если возвратное скрещивание происходит многократно а ряде последовательных поколений, то возникает поток генов из генетической системы одного вида в генетическую систему другого вида. Накапливаемые генетические изменения проводят к филетическому видообразованию. Наиболее распространена у растений.
Примеры филетического видообразования в ряду ископаемых европейских слонов по ламеллярному индексу (количеству эмали на зубах).
Интересный пример усиления гибридизации между родственными видами описан в 1973 г. Л. С. Рябовым: в Воронежской области за последние 13 лет отмечено свыше 100 особей-гибридов волка и домашней собаки, причем наблюдается тенденция к увеличению числа этих гибридов и расширению зоны гибридизации. Известно, что обычные отношения волка и собаки в целом антагонистичны - волки нередко нападают на собак, используя их как добычу. Изменения взаимоотношений этих двух видов, по мнению Л. С. Рябова, связаны с сокращением численности волков и нарушением нормального соотношения числа самцов и самок в их популяциях. Интрогрессивная гибридизация может способствовать усилению наследственной изменчивости родственных видов, обогащая их генофонды новыми аллелями.
БЫСТРОЕ ВИДООБРАЗОВАНИЕ Генетические механизмы: • Фиксация хромосомных перестроек; • Полиплоидия: üаутополиплоидия, üаллополиплоидия – сетчатое видообразование.
Опыты Г. Д. Карпетченко Амфидиплоид — плодовитый гибридный организм, сочетающий полные диплоидные наборы хромосом обоих родительских видов. Рафанобрассика ((Raphano-Brassica )- амфидиплоид между капустой и редькой.
В настоящее время считается, что зеленые лягушки в Восточной Европе представлены тремя таксонами : • лягушка озерная (R. ridibunda Pallas, 1771) • прудовая (R. lessonae Camerano, 1882) это «хорошие» , «менделевские» виды, • съедобная лягушка (R. kl. esculenta Linneus, 1758) – результат гибридизации указанных выше родительских видов; она имеет большой современный ареал – от Франции до Поволжья, – и большинством специалистов признается в качестве самостоятельного вида. Для данного комплекса характерно необычное видообразование, механизмы которого включают : • гибридизацию, • полуклональное (мероклональное) наследование, • полиплоидию • разнообразие состава популяционных систем, где R. esculenta может быть представлена как одним, так и двумя полами
Симпатрическое видообразование связано с зарождением нового вида в рамках исходной популяции. Такое зарождение может происходить в результате экологической (например, пищевой) специализации, поэтому данную форму видообразования часто называют экологической Полагают, что пять видов синиц образовались в связи с пищевой специализацией: по выбору мест кормежки, по составу поедаемых кормов, по способам их поиска и добычи. Cиница большая долбит ветви и древесные стволы; мелкие виды (лазоревка) — только стебли травянистых растений. Самые мелкие виды (московки, хохлатые синицы) чаще обследуют в поисках корма концевые ветви деревьев. Синица большая питается крупными насекомыми; лазоревка, гаичка и московка добывают мелких насекомых в щелях коры и в почках; хохлатая синица питается семенами хвойных деревьев.
. Цихлиды из африканского озера Ньяса - золотые меланохромисы (Melanochromis auratus). Симпатрическое видообразование • В африканском оз. Виктория обитает около 500 эндемичных видов рыб (из семейства цихлидовых) с различающимися экологическими нишами. Есть питающиеся планктоном; есть настоящие хищники, нападающие на других рыб; а есть специализирующиеся на питании моллюсками и даже икрой других видов. • Судя по молекулярно-генетическим данным, эти виды цихлид — близкие родственники, а образование всего веера наблюдаемых форм произошло совсем недавно, поскольку 15 тыс. лет назад оз. Виктория, по свидетельствам геологов, полностью высыхало. (Правда, в последнее время появились сведения о том, что начало дивергенции видов уходит в более далекое прошлое — до 200 тыс. лет назад. ) • В озерах Виктория и Малави (Ньяса) число видов цихлид необычайно велико, а в реках озерных бассейнов очень мало.
Симпатрическое видообразование форель Озеро Севан
Симпатрическое видообразование Alectorolo phus major - погремок весенний Погремок осенний На нескашиваемых лугах большой погремок (Alectorolophus major) цветет на протяжении всего лета. Регулярное скашивание травы в середине лета привело к образованию двух экологических рас этого растения, различающиеся по срокам цветения. За несколько десятилетий независимой эволюции у них сформировались и морфологические различия: у весенней расы цветы желтые, у осенней - оранжевые. Помимо этих двух форм возникла еще одна, засоряющая посевы ржи. Созревание семян у этой формы погремка приурочено к срокам жатвы, коробочки перестали открываться, а у семян редуцировались летучки, в результате чего они не отсеиваются от зерен ржи.
Одна из форм — однолетник, растущий в более или менее сухих местах. Цветет ранней весной. Вторая представлена многолетними растениями, которые многочисленны во влажных, тенистых прибрежных полосах. Время цветения сдвинуто на летний сезон, а ранняя весна предназначена для накопления зеленой массы. Эти два экотипа, разобщены по времени цветения, и это препятствует их скрещиванию, то есть имеет место предзиготическая изоляция Два экотипа губастика крапчатого — обитатель влажных прибрежий (слева) и более сухих ландшафтов (справа). Разделение на эти экотипы произошло в том числе благодаря инверсии генов, отвечающих за сроки цветения. Американские ученые экспериментально доказали, что хромосомные инверсии способствуют симпатрическому видообразованию. Они подавляют рекомбинацию набора генов с полезными мутациями, потому варианты с инверсией получают преимущество и быстро распространяются в подходящих местообитаниях. Материалом для доказательства послужили популяции губастика крапчатого, которые, получив инверсию, захватившую гены сроков цветения, разделились сообразно местным климатическим условиям.
О меньшей приспособленности межвидовых гибридов Agapornis rоseicollis – розовощёкий неразлучник Симпатрические виды …поведение, связанное с постройкой гнезда, у разных видов неразлучников. Особи одного вида, Agapornis personata, отрывают кусочки материала для гнезда и переносят их к гнезду в клюве. Представители другого вида, А. rоseicollis, не держат их в клюве, а засовывают под боковые перья. Исследованные Дилгером гибриды F 1 обнаружили смешанный тип поведения, при котором птицы пытались засунуть материал для гнезда в перья, затем вынимали его, брали их в клюв, а потом все начиналось сначала. Таким образом, их поведение представляло собой малоэффективную смесь из двух типов целесообразного поведения родительских форм.
Парапатрическое видообразование
Аллопатрическое видообразование
Аллопатрическое видообразование Грандиозные четвертичные колебания климата привели к фрагментации ареалов из-за наступления ледников, затем вторичное расширение ареалов в межледниковья - приводят к вспышкам видообразования.
Ареал комплекса больших белоголовых чаек охватывает широким кольцом северное полушарие земного шара. В пределах комплекса выделяют до 15 различных форм, различающихся по окраске спины и крыльев, цветом ног и окологлазничного кольца. Их таксономический статус невозможно точно установить, так как обитающие совместно и негибридизирующие виды (серебристая чайка, чайка-клуша, хохотунья) оказываются связанными друг с другом цепью гибридизирующих подвидов.
серебристая чайка клуша хохотунья
Аллопатрическое видообразование Parus maior minor Кольцевой ареал большой синицы Parus maior: I – P. maior; II – P. maior minor III – P. maior cinereus, IV – P. maior boxha renis, V – переходные популяции (maior cinereus), VI - переходные популяции (cinereus minor), VII – перекрывание ареалов maior и minor Встретившиеся в Приамурье подвиды большой синицы не скрещиваются


