22124

Биологический вид

Лекция

Биология и генетика

Количество часов: 2 Биологический вид История развития концепции вида. Современные концепции вида Критерии вида Структура и общие признаки вида История развития концепции вида. Современные концепции вида Вид является одной из основных форм организации жизни на Земле и основной единицей классификации биологического разнообразия. Есть группы с огромным числом видов и группы даже высокого таксономического ранга представленные немногими видами в современной фауне и флоре.

Русский

2013-08-04

95 KB

49 чел.

PAGE  7

Лекция № 8. 

Количество часов: 2

Биологический вид

  1.  История развития концепции вида. Современные концепции вида
  2.  Критерии вида
  3.  Структура и общие признаки вида

  1.  История развития концепции вида. Современные концепции вида

Вид является одной из основных форм организации жизни на Земле и основной единицей классификации биологического разнообразия. Разнообразие современных видов огромно. По различным оценкам в настоящее время на Земле обитает около 2-2,5 млн. видов (до 1,5-2 млн. видов животных и до 500 тыс. видов растений). Процесс описания новых видов непрерывно продолжается. Каждый год описываются сотни и тысячи новых видов насекомых и других беспозвоночных животных, микроорганизмов. Распределение видов по классам, семействам и родам очень неравномерно. Есть группы с огромным числом видов и группы – даже высокого таксономического ранга, – представленные немногими видами в современной фауне и флоре. Например, целый подкласс рептилий представлен лишь одним видом – гаттерией.

Так число видов насекомых составляет около 80% от общего числа видов животных. Отношение числа водных видов растений (около 8%) к числу сухопутных (около 92%) совпадает с таковым в мире животных (соответственно 7 и 93%). Как вы считаете, в чем заключаются причины этого явления?

В тоже время современное видовое разнообразие значительно меньше числа вымерших видов. Из-за хозяйственной деятельности человека ежегодно вымирает огромное число видов. Поскольку сохранение биоразнообразия – непременное условие существования человечества, то эта проблема сегодня становится глобальной. А для того, чтобы охранять следует знать, что мы охраняем. Понятие "вид" до сих пор остается одним из наиболее сложных и неоднозначных биологических понятий. Проблемы, связанные с понятием биологического вида легче понять, рассматривая их в историческом аспекте.

Термин «вид» был впервые применен Аристотелем (384-322 гг. до н. э.). Однако, эта категория была логической, а не биологической. Современному пониманию вида у Аристотеля соответствует понятие «порода». Аристотель описал около 500 пород животных. Эта трактовка вида просуществовала вплоть до XVII в.

Научное изучение вида началось с работ английского ботаника Дж. Рэя Historia plantarum», 1686), сформулировавшем представление о биологическом виде. Ему же принадлежит честь введения в биологию термина « вид » – species (от латинского speciere – рассматриваю, разглядываю). По Дж. Рэю «Видовое тождество быка и коровы, мужчины и женщины вытекает из того, что они происходят от одинаковых родителей; у растений точно также самый верный признак принадлежности к одному виду есть происхождение от одного и того же растения. Формы, принадлежащие к различным видам, сохраняют неизменный характер своего вида и никогда один вид не возникает из семян другого и наоборот. Таким образом, Дж. Рей (1686) сформулировал представление о биологическом виде, как о совокупности организмов, отличающихся друг от друга не сильнее, чем различаются дети одной пары родителей. Тем самым Рей превратил логическую категорию в биологическую.

Однако основной классификационной единицей биологии вид стал только в результате работ К. Линнея. К. Линней заложил основы современной систематики живых организмов (Система природы, 1735). К.Линней установил, что в пределах вида многие существенные признаки меняются постепенно, так что их можно выстроить в непрерывный ряд. Однако между двумя разными видами можно обнаружить разрыв постепенности в распределении признаков. В этой связи К. Линней рассматривал виды как объективно существующие группы живых организмов, достаточно легко отличимые друг от друга. Выделение видов в то время происходило на основе различий между особями по ограниченному числу внешних признаков. Этот подход к изучению вида получил название типологического. Согласно типологической концепции вид – это совокупность особей, тождественных между собой по видовому признаку. Каждый вид отделен от других видов – хиатусом – перерывом в постепенности изменения признаков. Как совокупности организмов виды реально существуют в природе.

В практической систематике типологическая концепция означала необходимость сравнения особи с типовым экземпляром вида – голотипом (типовым экземпляром). Голотип – особь, по которой вид был впервые описан. Сравнение проводилось по внешним признакам, доступным для наблюдения без расчленения особи. Это позволяло пользоваться музейными коллекциями и создавать их, сохраняя голотипы. Если признаки не удавалось соотнести ни с одним из существующих видовых диагнозов, то по данному экземпляру описывался новый вид. Вместе с тем в вопросе о происхождении видов К. Линней, как и Дж. Рэй, придерживался креационизма, считая, что все особи любого вида суть потомки одной первоначально созданной пары и после акта творения на Земле не появлялся ни один новый вид.

В первой половине XIX в. стали складываться представления об изменении вида в процессе развития живой природы. Возникла дилемма: либо виды без эволюции, либо эволюция без видов. Жан-Батист Ламарк отрицал реальность существования видов. Противопоставляя эволюцию неизменности видов, Ламарк создал номиналистическую концепцию вида. Nomen – имя, название. Виды не реальны. Существуют только их названия, придуманные людьми для собственного удобства, в природе существуют только особи. Ч. Дарвин в одних высказываниях считал их "искусственными понятиями, придуманными ради удобства", в других – признавал реальность существования видов.

К концу XIX века стали очевидны недостатки типологического подхода: Выяснилось, что животные из разных мест порой хоть и незначительно, но достаточно надежно отличаются друг от друга. В соответствии с установленными правилами им надо было присваивать статус самостоятельных видов. Число новых видов росло лавинообразно. Наряду с этим крепло сомнение: стоит ли различным популяциям близкородственных животных присваивать видовой статус только на том основании, что они слегка друг от друга отличаются? Формирование в первой половине XX века синтетической теории эволюции привело к пересмотру ряда определений и концепций в систематике. Таким образом, возникла популяционная (биологическая) концепция вида.

Биологическая концепция вида. Биологическая концепция сформировалась в 30-х-60-х годах XX в. на базе синтетической теории эволюции и данных по структуре видов. С наибольшей полнотой она разработана в книге Майра «Зоологический вид и эволюция» (1968).

Майр сформулировал биологическую концепцию в виде трех пунктов:

  1.  виды определяются не различиями, а обособленностью;
  2.  виды состоят не из независимых особей, а из популяций;
  3.  виды определяют, исходя из их отношения к популяциям других видов. Решающим критерием является не плодовитость при скрещивании, а репродуктивная изоляция».

Таким образом, согласно биологической концепции вид – это группа фактически или потенциально скрещивающихся популяций, репродуктивно изолированных от других таких же популяций. Эту концепцию также называют политипической.

Положительной стороной биологической концепции является ясная теоретическая база, хорошо разработанная в трудах Майра и других сторонников этой концепции. Вместе с тем, эта концепция неприменима для видов, размножающихся половым путем и в палеонтологии.

Морфологическая концепция вида сформировалась на базе типологической, точнее, на базе многомерного политипического вида. В тоже время она представляет собой шаг вперед, по сравнению с этими концепциями.

Согласно ей вид – это совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенную область –  ареал.

Таким образом, в современной литературе обсуждаются и применяются в основном две концепции вида: биологическая и морфологическая (таксономическая).

  1.  Критерии вида

Современная биология разработала ряд критериев, которые позволяют отличать один вид от другого (критерии – это признаки, по которым виды отличаются друг от друга). К ним относятся морфологический, физиологический, биохимический, экологический, географический, репродуктивный и генетический. Следует отметить, что ни один из этих критериев в отдельности недостаточен для определения вида. Это связано с тем, что большинство видов является политипическими, т.е. состоящими из нескольких популяций, в различной степени отличающихся друг от друга. Поэтому установление видовой принадлежности проводится по совокупности всех или большинства критериев.

Морфологический критерий. Это один из важнейших и древнейших критериев, в основе которого лежит сходство внешнего и внутреннего строения особей одного вида. С его помощью легко определяются особи вида, которые не являются близкородственными (кошка-собака и т. д.). В тоже время существуют виды, сходные морфологически, но в природе надежно разделенные репродуктивной изоляцией (виды-двойники). Например, два вида черных крыс: у одного вида в кариотипе 38 хромосом, у другого – 42. Другой пример относится к комплексу видов-двойников, прежде объединяемых под названием «малярийный комар» (Anopheles таculipennis). В одних регионах он предпочитает кормиться на человеке, в других – на домашних животных; в одних районах он размножается в солоноватой воде, в других –  только в пресной и т. д. Изучение показало, что существует не один, а шесть видов-двойников. Внешне они почти неразличимы, известные пока различия касаются особенностей структуры яиц, числа и ветвистости щетинок у личинок. Сложность различения таких видов связана со сложностью выделения или неудобстве использования их диагностических признаков. Сами виды-двойники прекрасно разбираются в собственной "таксономии". Чаще виды-двойники встречаются среди групп животных, использующих для поиска полового партнера запах (насекомые, грызуны) и реже – у тех, которые пользуются зрительной и акустической сигнализацией (птицы).Клесты еловик и сосновик являются одним из немногочисленных примеров видов-двойников среди птиц. Обитая совместно на значительной территории, охватывающую Северную Европу и Скандинавский полуостров, эти виды не скрещиваются друг с другом. Морфологические различия между ними, незначительные и весьма ненадежные, выражаются в размерах клюва: у сосновика он несколько толще, чем у еловика"

Следовательно, для определения видовой принадлежности одного морфологического критерия недостаточно. В тоже время этот критерий полностью сохраняет свое значение и по настоящее время, поскольку изучение видов всегда начинается с описания внешних признаков особей.

Физиологический критерий. В основе этого критерия лежит сходство всех  процессов жизнедеятельности (питание, дыхание, выделение) у особей одного вида. Вместе с тем многие виды характеризуются сходством некоторых физиологических показателей. Так у ряда арктических рыб интенсивность обмена и общая активность такие же, как у рыб, обитающих в тропических водах.

Биохимический критерий. Основан на сравнении органических макромолекул у различных видов, в первую очередь, сравнении ДНК и белков. По сходству в строении ДНК и белков можно судить о том, насколько близкими в систематическом отношении являются те или иные виды. Однако в ряде случаев этот критерий также является недостаточным.

Экологический критерий. В основу экологического критерия положена приспособленность каждого вида к определенным экологическим факторам. Например, белый медведь приспособлен к одним экологическим факторам, бурый - к другим. В тоже время несколько видов могут занимать очень сходные экологические ниши, а внутри вида часто обнаруживается изменчивость по экологическим предпочтениям.

Географический критерий. Это территория, на которой обитает данный вид (ареал). У некоторых видов-эндемиков ареал небольшой, есть виды-космополиты, распространенные повсеместно. Но ареалы многих видов перекрываются, а отдельные популяции одного вида могут быть отделены друг от друга значительными расстояниями. Поэтому этот критерий также не является решающим.

Репродуктивный критерий. Наиболее существенной характеристикой вида является нескрещиваемость его с другими видами. Однако имеются примеры нарушения барьеров нескрещиваемости, наблюдаемых при межвидовой гибридизации.

Генетический критерий. Отражает характерный для каждого вида набор хромосом, строго определенное их число, размеры и форму. Это один из важнейших критериев. Особи разных видов имеют разные наборы хромосом, поэтому они не могут скрещиваться и ограничены друг от друга в природных условиях. Так, анализ хромосомного набора позволил разделить прежде воспринимавшийся как единый вид полевки обыкновенной на 4 вида: обыкновенная полевка  46 хромосом, восточноевропейская – 54 хромосомы, киргизская – 54 хромосомы, но иной морфологии, чем у восточноевропейской полевки, и закаспийская – 52 хромосомы. К сожалению, этот критерий также не является универсальным. Встречаются случаи, когда относительно далекие виды (например, почти все представители семейства кошачьих) имеют одинаковые кариотипы. С другой стороны, локальные популяции одного вида (например, обыкновенной бурозубки) могут значительно различаться по числу и форме хромосом. Поэтому этот критерий также не может считаться главным.

  1.  Структура и общие признаки вида.

Подавляющее большинство видов являются политипическими, т.е. дифференцированными на группы. Степень их политипии обычно возрастает с увеличением ареала, а также зависит от разнообразия условий среды в отдельных частях ареала. В настоящее время вопрос о структурных единицах вида не решен окончательно. Удобно пользоваться следующей системой внутрипопуляционных единиц:

Полувид. При изучении видового разнообразия можно обнаружить формы, которые еще не являются самостоятельными видами, поскольку они гибридизируют в природе, но это уже и не подвиды, так как морфологические различия между ними весьма существенны. Такие формы называются "пограничными случаями", "проблемными видами" или "полувидами". Формально им приписываются бинарные латинские названия, как у "нормальных" видов.

Подвид представляет собой совокупность популяций или одну суперпопуляцию, обитающих на территории с более или менее сходными условиями среды.

Экотип – локальная экологическая раса, признаки которой определяются местом обитания. Это понятие в основном используется ботаниками.

Локальная популяция – относительно обособленная группа, стабильно занимающая определенную определенную часть ареала и относительно изолированная от других популяций своего вида.

Экоэлемент – представляет собой единицу популяции, отличающимися морфофизиологическими признаками, обусловленными особенностями экологических условий узкого местообитания. Экоэлементы могут воспроизводиться вне популяций.

Изореагент – группа морфологически сходных организмов, одинако реагирующах на воздействия внешней среды. Изореагетнты не могут сохранять конкурентоспособности вне популяций

Биотип – группа особей, имеющих одинаковый генотип. Один биотип отличается от другого одной или несколькими мутациями. Биотип является самой элементарной единицей популяции.

В зависимости от места обитания внутривидовые единицы делят на аллопатрические и симпатрические группы.

Аллопатрические группы – это внутривидовые формы, обитающие на разных территориях.

Симпатрические группы– это внутривидовые формы, обитающие на одной общей территории.

Аллопатричность и симпатричность видов в большинстве случаев связаны с тем, какая форма изоляции (географическая или биологическая) играла основную роль при образовании данного вида.

В палеонтологии популяции разделены между собой не пространственно, а во времени. Во времени исходный вид может существенно измениться. Но поскольку эти изменения носят постепенный характер, а палеонтологические данные не всегда полны, то очень сложно провести границу между предковым видом и видом-потомком. Поэтому для обозначения понятия вид во времени используют дополнительный термин

Филетическая линия (фратрия) – это непрерывный ряд последовательных во времени популяций, каждая из которых является потомком предыдущей и предком последующей.

У агамных и партеногенетических форм видом считают систему близких биотипов, населяющих определенное пространство и связанных общностью эволюционной судьбы.

Иногда группа популяций замыкается в кольцо, охватывающее горный массив или земной шар. В таком случае может оказаться, что "хорошие" (обитающие совместно и не гибридизирующие) виды связаны друг с другом цепью подвидов. Такие формы носят название кольцевой вид. Примером кольцевого вида является ситуация с большой синицей. Этот вид широко распространен в Евразии. В этом ареале выделено свыше 30 подвидов большой синицы. Подвиды, соседствующие друг с другом, легко скрещиваются. Однако подвиды, обитающие в отдаленных частях ареала, не скрещиваются, т.е. ведут себя как различные виды. С другой стороны, они связаны через цепь легко скрещивающихся промежуточных популяций, т.е возможен поток генов.

Завадским К. М. (1968) предложено выделять 10 общих признаков вида:

1. Численность. Каждый вид имеет свой уровень численности, среднее значение которого составляет его качественную характеристику.

2. Тип организации. Каждый вид обладает единым типом организации, проявляющимся в сходстве обменных реакций, процессов морфогенеза, внутреннего и внешнего строения особей, а также сходство внутривидовых отношений.

3. Воспроизведение. Вид – самостоятельно воспроизводящаяся единица, способная в процессе размножения сохранять свою целостность во времени.

4. Дискретность. Виды различным образом отграничены друг от друга и представляют собой биологические отдельности, существующие и эволюционирующие как более или менее обособленные образования.

5. Экологическая определенность. Каждый вид имеет комплекс приспособлений к конкретным условиям существования, занимая определенное место в экологических системах.

6. Географическая определенность. Все виды расселены определенных территориях, и ареалы являются важной частью характеристики.

7. Многообразие форм. Любой вид в той или иной степени дифференцирован, т. е. обладает определенной внутренней структурой. Взаимосвязь разнородных форм, входящих в состав вида обеспечивает его целостность, и в связи с этим вид выступает как система, состоящая из определенных структурных единиц.

8. Историчность. Историчность вида проявляется во временном существовании. Изменения среды могут привести у эволюционному развитию или вымиранию вида.

9. Устойчивость. У особей, составляющих вид, продолжительность жизни ограничена. Вид как таковой способен существовать очень длительное время.

10. Целостность. Вид – целостная единица, элементы которой объединены внутренними связями. Это не аддитивное образование, а система, целостность которой обеспечивается общевидовыми адаптациями и определенными внутривидовыми отношениями.

Все рассмотренные общие признаки присутствуют у любого вида. Однако у различных видов эти признаки выражены в различной степени. Степень выраженности этих признаков будет также зависеть от стадии их развития. Так у недавно возникших видов может быть слабо выражена дискретность.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

85006. Лесные и торфяные пожары и их характеристика 33.21 KB
  Лесные и торфяные пожары и их характеристика Цель урока. Познакомить обучаемых с опасным природным явлением биологического происхождения лесными пожарами показать основные причины возникновения лесных пожаров особо подчеркнуть что в 80 случаев лесные пожары возникают по вине человека. Изучаемые вопросы Характеристика лесных пожаров и основных причин их возникновения. Классификация лесных пожаров.
85007. Профилактика лесных и торфяных пожаров, защита населения 33.49 KB
  Профилактика лесных и торфяных пожаров защита населения Цель урока. Сформировать у учащихся убеждение в том что лучшей профилактикой возникновения лесных пожаров является соблюдение каждым человеком правил пожарной безопасности в лесу. Изучаемые вопросы Профилактические мероприятия по предотвращению возникновения лесных пожаров. Основной причиной лесных пожаров является безответственное поведение людей которые не проявляют в лесу должной осторожности при пользовании огнем и нарушают правила пожарной безопасности.
85008. Эпидемия 31.55 KB
  Сформировать у учащихся цельное представление об инфекционных заболеваниях и путях распространения инфекции. Изучаемые вопросы Инфекционные болезни и пути распространения инфекции. Дать определение понятию инфекционные болезни привести классификацию инфекционных заболеваний в зависимости от способа передачи инфекции и по источнику возбудителя инфекции. Рассмотреть причины возникновения инфекционных болезней и пути распространения инфекции.
85009. Эпизоотии и эпифитотии, противоэпизоотические и противоэпифитотические мероприятия 31.43 KB
  Дать краткую информацию об инфекционных заболеваниях растений рассмотреть явления эпифитотии панфитотии. Наиболее опасными болезнями растений являются стеблевая ржавчина пшеницы ржи желтая ржавчина пшеницы фитофтороз картофеля. Для защиты растений от инфекционных болезней важно соблюдение правил агротехники на всех этапах сельскохозяйственных работ связанных с растениеводством. Проводят также следующие мероприятия: выведение устойчивых к болезням сортов сельскохозяйственных растений; уничтожение очагов инфекции; химическую обработку...
85010. Общие понятия о здоровье как основной ценности человека 31.7 KB
  Общие понятия о здоровье как основной ценности человека Цель урока. Сформировать у учащихся цельное представление о здоровье человека как об индивидуальной и общественной ценности обратив их внимание на основные показатели которые характеризуют уровень здоровья. Привести их к пониманию что здоровье человека неотделимо от его жизнедеятельности. Изучаемые вопросы Здоровье человека и основные показатели характеризующие его уровень.
85011. Индивидуальное здоровье человека, его физическая, духовная и социальная сущность 32.16 KB
  Индивидуальное здоровье человека его физическая духовная и социальная сущность Цель урока. Сформировать у них цельное представление об основных элементах образа жизни человека оказывающих влияние на формирование его духовного физического и социального благополучия а также убеждение в том что каждый человек несет ответственность за свое здоровье и благополучие. Изучаемые вопросы Основные составляющие индивидуального здоровья человека. Некоторые элементы образа жизни человека обеспечивающие его духовное физическое и социальное...
85012. Здоровый образ жизни как необходимое условие сохранения и укрепления здоровья 33.02 KB
  Здоровый образ жизни как необходимое условие сохранения и укрепления здоровья Цель урока. Сформировать у учащихся целостное представление о том что здоровый образ жизни это индивидуальная система поведения человека обеспечивающая ему физическое духовное и социальное благополучие что для ее формирования необходимо устойчивое желание и стремление быть здоровым нужны постоянные собственные усилия и немалые. Изучаемые вопросы Здоровый образ жизни индивидуальная система поведения человека способствующая укреплению и сохранению здоровья....
85013. Здоровый образ жизни и профилактика основных неинфекционных заболеваний 32.71 KB
  Здоровый образ жизни и профилактика основных неинфекционных заболеваний Цель урока. Основные причины возникновения неинфекционных заболеваний. Общие меры профилактики неинфекционных заболеваний. При анализе причин смертности населения России прослеживается отчетливая тенденция к увеличению смертности от неинфекционных заболеваний которые составляют 80 случаев в том числе болезни системы кровообращения более 53 а злокачественные образования около 18.
85014. Вредные привычки. Влияние вредных привычек на здоровье 31.25 KB
  Вредные привычки и их влияние на здоровье Цель урока. Сформировать у обучаемых убеждение что так называемые вредные привычки приравниваются к серьезному заболеванию трудно поддающемуся лечению. Эти привычки называют вредными. Контрольные вопросы Что такое вредные привычки Что такое наркомания и наркотическая зависимость Как развивается наркотическая зависимость Почему привыкание к употреблению алкоголя можно считать наркоманией К каким последствиям приводят курение употребление алкоголя и наркотиков Домашнее задание Изучите 7.