Видообразование-источник возникновения многообразия в живой природе

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального  образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Институт искусств

Кафедра дизайна  интерьера

Филиал в  г. Омске

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине: «Концепции современного естествознания»

Тема: «Видообразование-источник возникновения многообразия в живой природе».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студ. гр. Ом – 118С ИД                                                                 А. Б. Гладышева

Проверил:                                                                                   О. Ю. Мельникова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Омск 2010 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….…3

1. ВИДООБРАЗОВАНИЕ - РЕЗУЛЬТАТ МИКРОЭВОЛЮЦИИ…4

1. ВИДООБРАЗОВАНИЕ - ИСТОЧНИК ВОЗНИКНОВЕНИЯ МНОГООБРАЗИЯ В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ…………………….4

2. ОСНОВНЫЕ ПУТИ И СПОСОБЫ ВИДООБРАЗОВАНИЯ……6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….11

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………….12

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Под влиянием давления различных элементарных эволюционных факторов внутри видового ареала то в одной, то в другой популяции возникают устойчивые изменения генотипического состава популяций. Неко- 
торые из этих элементарных эволюционных явлений могут в дальнейшем углубляться. При более сильной изоляции такие эволюционные явления могут накапливаться в популяциях под действием отбора.

Проведем  анализ подробнее.

 

3. ВИДООБРАЗОВАНИЕ – РЕЗУЛЬТАТ МИКРОЭВОЛЮЦИИ

1. 1. ВИДООБРАЗОВАНИЕ -- ИСТОЧНИК ВОЗНИКНОВЕНИЯ МНОГООБРАЗИЯ В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ

 

Пока особи из разных популяций внутри вида хоть изредка могут скрещиваться вприроде друг с другом и давать плодовитое потомство (т. е. пока существует поток генетической информации между разными по пуляциями внутри вида), вид остается единым как сложная интегрированная система. Однако в результате возникновения сильного давления изоляции этот поток генетической информации может прерваться. Тогда оказавшиеся в изоляции части видового населения, накопив изменения под влиянием действующих эволюционных факторов, могут перестать скрещиваться при последующих встречах, станут генетически самостоятельными.

Возникновение такой изоляции между разными частями видового населения означает разделение одного вида на два — процесс видообразования. Видообразование — это разделение (во времени и пространстве) прежде единого вида на два или несколько. Другими словами, 
видообразование — это превращение одной генетически открытой системы 
(какими являются по отношению друг к другу популяции и их группы внутри вида) в две или более генетически закрытые (или обязательно устойчивые) системы. Видообразование происходит в результате постоянно совершающихся внутри вида процессов микроэволюции.

Все хорошо изученные микроэволюционные процессы протекают в совокупностях скрещивающихся и генетически перемеши- 
вающихся особей. Только в такой системе возможно образование бесчисленного множества различных генетических комбина- 
ций, являющихся основой для эффективного действия естественного отбора. Однако скрещивания и происходящая вследствие этого нивелировка различий затрудняют эволюционную дифференцировку более или 
менее крупных совокупностей особей (популяций и их групп) в пределах одного вида. Образование нового вида создает обычно непреодолимые в природных условиях изоляционные барьеры, которые позволяют сохранять специфические адаптации каждого вида и в конечном итоге определяют воз- 
можность сохранения и увеличения многообразия прявления живого на планете. 

2. ОСНОВНЫЕ ПУТИ И СПОСОБЫ ВИДООБРАЗОВАНИЯ

В территориальном аспекте в пространстве новый вид может возникнуть из одной или группы смежных популяций, расположенных на периферии ареала исходного вида. Такое видообразование называется аллопатрическим (от греч. alios — иной, patris — родина). В других случаях новый вид может возникнуть внутри ареала исходного вида, как бы внутри вида; этот путь ви- 
дообразования называется симпатрическим (от греч. sym — вместе, patris — родина). В филогенетическом аспекте (во времени) новый вид может возникнуть посредством постепенного изменения одного и того же вида во времени, без какой-либо дивергенции исходных групп. Такое видообразование называется филетическим.

Новый вид  может возникнуть путем разделения единого предкового вида (дивергентное видообразование). Наконец, новый вид может возникнуть в результате гибридизации двух уже существующих видов — гибридогенное видообразование. Кратко опишем эти основные пути видообразования.

Аллоиатрическое видообразование (называемое иногда географическим) . При аллопатрическом видообразовании новые виды могут возникнуть путем фрагментации, распадения ареала широко распространенного родительского вида.  Другой способ аллопатрического видообразования — видообразование при расселении исходного вида, в процессе которого все более удаленные от 
центра расселения периферийные популяции и их группы, интенсивно преобразуясь в новых условиях, становятся родоначальниками видов. Примеры, аналогичные видообразованию в группе больших чаек, известны 
и для других птиц, некоторых рептилий, амфибий, насекомых.

В основе аллопатрнческого видообразования лежат те или иные формы пространственной изоляции, и этот путь видообразования всегда сравнительно медленный, происходящий на протяжении сотен тысяч поколений. Именно за такие длительные промежутки времени в изолированных частях населения вида вырабатываются те биологические особенности, которые приводят к репродуктивной самостоятельности даже при нарушении первичной изолирующей преграды. Аллопатическое видообразование всегда связано с историей формирования видового ареала.

Симпатрическое  видообразование.

 При видообразовании симпатрическим путем новый вид возникает внутри ареала исходного вида.

Первый  способ симпатрического видообразования — возникновение новых видов при быстром изменении кариотипа, например при автополиплоидии. Известны группы близких видов (обычно растений) с 
кратными числами хромосом. Так, например, в роде хризантем 
(Chrysanthemum) все формы имеют число 
хромосом, кратное 9, 18, 27, 36, 45, ..., 90. В родах табака (Nicotiana) и картофеля (Solanum) основное, исходное, число хро- 
мосом равно 12, но имеются формы с 24, 48, 72 хромосомами. В таких случаях можно предположить, что видообразование шло путем автополиплоидии — посредством удвоения, утроения, учетверения и т. д.  основного набора хромосом предковых видов. Процессы полиплоидизации хорошо воспроизводятся в эксперименте посредством задержки расхождения хромосом в мейозе в результате воздействия, например, колхицином. Известно, что полиплоиды могут возникать и в природных условиях. Возникшие полиплоидные особи могут давать жизнеспособное потомство лишь при скрещивании с особями, несущими то же число 
хромосом (или при самоопылении). В течение немногих поколений в том случае, если полиплоидные формы успешно проходят «контроль» естественного отбора и оказываются лучше исходной диплоидной, они мо- 
гут распространиться и сосуществовать совместно с породившим их видом 
или, что бывает чаще, просто вытеснить его.

Полиплоидные формы, как правило, крупнее и способны существовать в более суровых физико-географических условиях. Именно поэтому в высокогорьях и в Арктике число полиплоидных видов растений рез- 
ко увеличено. Среди животных полиплоидия при видообразовании играет 
несравненно меньшую роль, чем у растений, и во всех случаях связана с партеногенетическим способом размножения (например, у иглокожих, членистоногих, аннелид и других беспозвоночных).

Второй  способ симпатрического видообразования — путем гибридизации с последующим удвоением числа хромосом — аллополиплоидия .

Наконец, последним, достаточно изученным способом симпатрического видообразования является возникновение новых форм в результате сезонной изоляции. Известно существование ярко выраженных сезонных рас у растений, например у погремка Alectorolophus major, ранне- 
цветущие и позднецветущие формы которого полностью репродуктнвно изолированы друг от друга, и, если условие отбора сохраняется, лишь вопрос времени — когда эти формы приобретут ранг новых видов. Аналогично положение с яровыми и озимыми расами проходных рыб; возможно, что эти 
формы уже являются разными видами, очень схожими морфологически, но изолированными генетически (виды-двойники).

Особенность симпатрического пути видообразования — возникновение новых видов, морфофизиологически близких к исходному виду. Так, при полиплоидии увеличиваются размеры, но общий облик растений сохраняется, как правило, неизменным; при хромосомных перестройках наблюдается та же картина ;при экологической (сезонной) изоляции возникающие формы также обычно оказываются морфологически слабо раз- 
личимыми. Лишь в случае гибридогенного возникновения видов появляется новая видовая форма, отличная от каждого из родительских видов (но также имеющая признаки, характерные для двух исходных видов).

Филетическое  видообразование.

При филетическом видообразовании вид, весь в целом изменяясь в чреде поколений, превращается в новый вид, который можно выделить, сопоставляя морфологические характеристики этих групп.

Филетическое  видообразование включает стазигенез — развитие вида во времени с постепенным изменением одной и той же экологической ниши, и анагенез — развитие вида с приобретением каких-то новых принципиальных приспособлений, позволяющих ему образовать совершенно новую, более широкую экологическую нишу.

Ясно, что в этом случае возможно лишь сопоставление морфологических характеристик. так как изучать результаты филетической эволюции можно лишь с привлечением палеонтологического материала. При этом всегда остается возможность того, что на каком-то этапе эволюции от единого филетического ствола могли дивергировать другие группы и филетическое видообразование могло оказаться на самом деле дивергентным. Поэтому в «чистом виде» филетическая эволюция, видимо, возможна лишь как идеализированное и упрощенное отражение эволюционного процесса 
на одном из отрезков жизни вида (фратрии).

Заметим, что границы между отдельными видами в филетическом ряду форм провести невозможно — она всегда будет условной.

Дивергентное видообразование (кладогенез).

 Ч. Дарвин считал этот тип видообразования самым распространенным 
(единственный рисунок в «Происхождении видов» посвящен именно этому типу видообразования).

Гибридогенное видообразование (синтезогенез или сингенез).

Этот  тип видообразования обычен у растений: по некоторым подсчетам, более 50% видов растений представляют собой гибридогенные формы - аллополиплоиды. Укажем лишь на некоторые. Культурная слива (Prunus

domestica) с 2n ⁼48 возникла путем гибридизации терна (P. spinosa, 2п =32) с 
алычой (P. divaricata, 2п = 16) с последующим удвоением числа хромосом. Некоторые виды пикульннка, малины, табака, брюквы, полыни, ириса и других растений — такие же аллополиплоиды гибридогенного проис- 
хождения.

Интересен случай возникновения нового симпатрического вида у Spartina 
townsendii (2п =120) на основе гибридизации с последующим удвоением числа хромосом местного английского вида S. Stricta (2п = 50) и завезенной в 70-х годах XIX в. из Северной Америки S. Alternifolia (2п = 70). Сейчас ареал этого вида интенсивно расширяется за счет сокращения ареала местного европейского вида. Другой пример гибридогенного вида, возникшего симпатрнчески,— рябинокизильник (Sorbo - cotaneaster), сочетающий признаки рябины и кизильника и распространенный в середине 50-х годов в лесах южной Якутии по берегам среднего течения р. Алдан (К.М. Завадский). В результате гибридогенного видообразования особенно часто могут образовываться комплексы видов (или так называемых полувидов), связанных между собой гибридизацией,— сингамеоны (В. Грант). В случае таких гибридных комплексов иногда бывает трудно обнаружить четкие границы между отдельными видами, хотя виды как устойчивые генетические системы выделяются вполне определенно.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

Результатом микроэволюционных событий, происходящих в популяциях (как элементарных единицах эволюционного процесса), являются формирование элементарных адаптивных явлений и видообразование. С возникновением нового вида прекращаются нивелировки различий, достиг- 
нутых отдельными популяциями или их группами. Однако в недрах нового вида микроэволюционные процессы продолжают протекать беспрерывно.

Взаимодействие  элементарных событий на внутривидовом уровне, роль отдельных эволюционных факторов, значение популяции как элементарной единицы эволюционного процесса хорошо изучены. Конечно, в области микроэволюции ясна лишь принципиальная схема процесса. Знание ее позво- 
ляет понимать идущие в природе процессы, но не дает еще возможности перейти к настоящему управлению процессом эволюции. Для такого перехода, составляющего главную практическую цель изучения эволюции, необходимо выполнить по крайней мере два условия. Во-первых, необходимо накопить множество данных по реально осуществляемым в 
природе микроэволюционным событиям (таким, как диапазоны величин давления отдельных эволюционных факторов, эффекты их взаимодействия, типичные и предельные параметры популяции как элементарной единицы эволюции и др.), что даст возможность разработать рабочие модели управления эволюцией отдельных видов. Во-вторых, для перехода к управлению эволюционным процессом необходимо развитие нового раздела эволюционной теории — учения об эволюции биогеоценозов.