Тип, критерии за тип. Преглед

Принадлежността на индивидите към определен вид се определя въз основа на редица критерии.

Типови критерии- това са различни таксономични (диагностични) признаци, които са характерни за един вид, но липсват при други видове. Набор от характеристики, чрез които един вид може надеждно да се разграничи от други видове, се нарича видов радикал (N.I. Vavilov).

Видовите критерии са разделени на основни (които се използват за почти всички видове) и допълнителни (които са трудни за използване за всички видове).

Основни критерии на вида

1. Морфологичен критерий на вида. Въз основа на наличието на морфологични признаци, характерни за един вид, но липсващи при други видове.

Например: при обикновената усойница ноздрата е разположена в центъра на носния щит, а при всички останали усойници (носата, малоазийската, степната, кавказката, усойницата) ноздрата е изместена към ръба на носния щит.

Видове близнаци. По този начин близкородствените видове могат да се различават по фини характеристики. Има видове близнаци, които са толкова сходни, че е много трудно да се използва морфологичен критерий за разграничаването им. Например, видовете маларийни комари всъщност са представени от девет много подобни видове. Тези видове се различават морфологично само по устройството на репродуктивните структури (например цветът на яйцата при някои видове е гладкосив, при други - на петна или ивици), по броя и разклоненията на космите по крайниците на ларвите , и в размера и формата на крилните люспи.

При животните видовете близнаци се срещат сред гризачи, птици, много нисши гръбначни (риби, земноводни, влечуги), много членестоноги (ракообразни, акари, пеперуди, двукрили, правокрили, ципокрили), мекотели, червеи, червеи, гъби и др.

Бележки за видовете братя (Mayr, 1968).

1. Няма ясно разграничение между обикновени видове(“морфовид”) и видове близнаци: просто при видовете близнаци морфологичните разлики са изразени в минимална степен. Очевидно формирането на видовете братя и сестри се подчинява на същите закони като видообразуването като цяло и еволюционните промени в групите видове братя и сестри се случват със същата скорост, както при морфовидовете.

2. Родствените видове, когато са подложени на внимателно изследване, обикновено показват разлики в редица малки морфологични признаци (например мъжките насекоми, принадлежащи към различни видове, ясно се различават по структурата на техните копулационни органи).

3. Реструктурирането на генотипа (по-точно генофонда), водещо до взаимна репродуктивна изолация, не е задължително да е придружено от видими промени в морфологията.

4. При животните видовете братя и сестри са по-чести, ако морфологичните разлики имат по-малко влияние върху формирането на двойки за чифтосване (например, ако разпознаването използва обоняние или слух); ако животните разчитат повече на зрението (повечето птици), тогава видовете близнаци са по-рядко срещани.

5. Стабилността на морфологичното сходство на видовете близнаци се дължи на съществуването на определени механизми на морфогенетична хомеостаза.

В същото време съществуват значителни индивидуални морфологични различия в рамките на видовете. Например обикновената усойница е представена от много цветни форми (черни, сиви, синкави, зеленикави, червеникави и други нюанси). Тези характеристики не могат да се използват за разграничаване на видовете.

2. Географски критерий. Въз основа на това какво заема всеки вид определена територия(или водна площ) - географска област. Например в Европа някои видове маларийни комари (род Anopheles) обитават Средиземно море, други - планините на Европа, Северна Европа, Южна Европа.

Географският критерий обаче не винаги е приложим. местообитания различни видовемогат да се припокриват и след това един тип плавно преминава в друг. В този случай се образува верига от заместващи видове (супервидове или серии), границите между които често могат да бъдат установени само чрез специални изследвания (например сребриста чайка, черноклюна чайка, западна чайка, калифорнийска чайка).

3. Екологичен критерий. Въз основа на факта, че два вида не могат да заемат един екологична ниша. Следователно всеки вид се характеризира със собствена връзка с околната среда.

За животните, вместо понятието „екологична ниша“, често се използва понятието „адаптивна зона“. За растенията често се използва понятието „едафо-фитоценотична зона“.

Адаптивна зона- това е определен тип местообитание с характерен набор от специфични условия на околната среда, включително вида на местообитанието (вода, земя-въздух, почва, организъм) и неговите специфични характеристики (например в местообитание земя-въздух - общото количество слънчева радиация, валежи, релеф, атмосферна циркулация, разпределение на тези фактори по сезони и др.). В биогеографски аспект адаптивните зони съответстват на най-големите подразделения на биосферата - биоми, които представляват съвкупност от живи организми в комбинация с определени условия на живот в обширни ландшафтно-географски зони. Различните групи организми обаче използват ресурсите на околната среда по различен начин и се адаптират към тях по различен начин. Следователно в рамките на биома на иглолистно-широколистната горска зона умерен поясМогат да се разграничат адаптивни зони на едри охраняващи хищници (рис), големи настигащи хищници (вълк), малки катерещи се по дърветата хищници (куница), дребни сухоземни хищници (невестулка) и др. По този начин адаптивната зона е екологична концепция, заемайки междинна позиция между местообитанието и екологичната ниша.

Едафо-фитоценотичен район- това е набор от биоинертни фактори (предимно почвата, които са неразделна функция от механичния състав на почвата, топографията, естеството на влагата, влиянието на растителността и активността на микроорганизмите) и биотични фактори (предимно съвкупността от растителни видове) от природата, които съставляват непосредствената среда на областта на интерес като нас.

В рамките на един и същи вид обаче различни индивиди могат да заемат различни екологични ниши. Групи от такива индивиди се наричат ​​екотипове. Например един екотип на белия бор обитава блата (блатен бор), друг - пясъчни дюни, а трети - заравнени площи с тераси от борова гора.

Набор от екотипове, които образуват една генетична система (например, способни да се кръстосват един с друг, за да образуват пълноценно потомство), често се нарича ековид.

Допълнителни критерии за тип

4. Физиолого-биохимичен критерий. Въз основа на факта, че различните видове могат да се различават в аминокиселинния състав на протеините. Въз основа на този критерий например се разграничават някои видове чайки (херинга, черноклюна, западна, калифорнийска).

В същото време в рамките на един вид има променливост в структурата на много ензими (протеинов полиморфизъм) и различните видове могат да имат подобни протеини.

5. Цитогенетичен (кариотипен) критерий. Основава се на факта, че всеки вид се характеризира с определен кариотип - броя и формата на метафазните хромозоми. Например, всички твърди пшеници имат 28 хромозоми в своя диплоиден набор, а всички меки пшеници имат 42 хромозоми.

Различните видове обаче могат да имат много сходни кариотипове: например повечето видове от семейството на котките имат 2n=38. В същото време може да се наблюдава хромозомен полиморфизъм в рамките на един вид. Например лосовете от евразийския подвид имат 2n=68, а лосовете от северноамериканските видове имат 2n=70 (в кариотипа на северноамериканския лос има 2 по-малко метацентрика и 4 повече акроцентрика). Някои видове имат хромозомни раси, например черният плъх има 42 хромозоми (Азия, Мавриций), 40 хромозоми (Цейлон) и 38 хромозоми (Океания).

6. Физиологичен и репродуктивен критерий. Тя се основава на факта, че индивиди от един и същи вид могат да се кръстосват помежду си, за да образуват плодородно потомство, подобно на родителите си, а индивиди от различни видове, живеещи заедно, не се кръстосват или тяхното потомство е безплодно.

Въпреки това е известно, че междувидовата хибридизация често се среща в природата: в много растения (например върба), редица видове риби, земноводни, птици и бозайници (например вълци и кучета). В същото време в рамките на един и същ вид може да има групи, които са репродуктивно изолирани една от друга.

Тихоокеанската сьомга (розова сьомга, сьомга и др.) живее две години и хвърля хайвер само преди да умре. Следователно, потомците на индивиди, които са се размножили през 1990 г., ще се размножават само през 1992, 1994, 1996 („четна“ раса), а потомците на индивиди, които са се размножили през 1991 г., ще се размножават само през 1993, 1995, 1997 („четна“ раса) .нечетно" състезание). Една „четна“ раса не може да се кръстосва с „нечетна“.

7. Етологичен критерий. Свързани с междувидови различия в поведението при животните. При птиците анализът на песента се използва широко за разпознаване на видове. В зависимост от естеството на произвежданите звуци се различават различните видове насекоми. Различните видове светулки в Северна Америка се различават по честотата и цвета на своите светлинни проблясъци.

8. Исторически критерий. Въз основа на изследване на историята на даден вид или група от видове. Този критерий е комплексен по своята същност, тъй като включва сравнителен анализ на съвременните ареали на видовете, анализ

ВЪТРЕШНОПОПУЛАЦИОННА СТРУКТУРА И ВИДОВИ КРИТЕРИИ

Видът като основна систематична единица

Цялото разнообразие на животинския свят, включително ихтиофауната, се състои от видове (Species), всеки от които е основен систематична единица. За първи път, с възможна пълнота, генетичната връзка на отделните класове, разреди и семейства риби е показана от академик L.S. Берг през 1916 г

Според Л.С. Берг, видът е колекция (общност) от индивиди, заемащи тяхната характеристика географска област, притежаващи определени морфологични характеристики, които се унаследяват и благодарение на които този видсе различава от сродните видове.

Видовете непрекъснато променят набори от индивиди, които имат общи свойствав структурата, функцията (функциите) на органите и начина на живот. Самовъзпроизвеждане на собствен вид, т.е. индивиди, притежаващи същото видови характеристикии свойства като родителите - това е основното характерно свойство на вида. Самовъзпроизвеждането на подобни индивиди може да продължи, докато съществува средата, към която видът е адаптиран в процеса на своето формиране. Всички индивиди от един вид могат да се кръстосват и да създават потомство. Видът се характеризира с относителна морфологична стабилност, която е резултат от адаптация към комплекса външни условия, под въздействието на които се формира и живее.

Структурата на индивидите от даден вид и техните морфологични характеристики не е конгломерат от произволни свойства, а взаимосвързани една система, което се отнася както за физиологичните, така и за екологичните характеристики. Всяка черта е свързана със специфична функция, която може да се промени по време на онтогенезата. Ако в свободен ембрион (предварителни ларви на много циприниди) гънката на перките служи като дихателен орган, тогава с прехода към ларвен начин на живот нечифтни перкисе превръщат в органи на движение.

Изменчивостта в рамките на вида не излиза извън границите на морфологичната специфика. Видът заема определена територия (ареал) и е относително устойчив във времето. Веднъж възникнал, той доста стабилно запазва своите видови свойства и характеристики през цялата история.

Типови критерии

Морфологичен критерий

Морфологичният критерий включва характеристики на структурата на органите и тъканите на вида. За характеризиране на видовете могат успешно да се използват черти, които отразяват адаптациите към условията на околната среда. Например, най-ясните морфологични разлики между различните видове бели риби в структурата и положението на устата и броя на хрилете са свързани с разликите в моделите на хранене. При много видове най-очевидните разлики се наблюдават в характеристиките, свързани с природата, местата и времето на размножаване (например далекоизточната сьомга от рода Oncorhynchus).

Характеризиращ отделни видове, е необходимо да се използват не само знаци, свързани с хранителните навици (структурата и положението на устата, долните фарингеални зъби, естеството на чревния тракт и др.), но и знаци, свързани с движението (например броя на люспи в страничната линия) и със структурата на перките - тяхната форма, брой на лъчите. Освен това, голямо значениеимат анатомични характеристики; структурата на черепа (херинга, треска, сьомга), структурата на телата на прешлените (треска), броят на пилорните придатъци (кефал) и др. Морфологичните характеристики също включват естеството на кариотипа: броя на хромозомите, размера на хромозомите и други характеристики на тяхната структура.

Природата е създала живия свят по такъв начин, че всеки вид организми се различава от другия по начина си на хранене, както и по своята територия на обитаване. Ако вземем птиците, например, можем да видим, че има видими разлики между синигерите, пилетата и сините синигери в избора на насекоми, които да си осигуряват храна, както и в процесите на получаване на храна. Някои хора търсят храна в кората на дървото, докато други търсят храна в листата на растенията. Освен това всички те принадлежат към рода цици.

Разбира се, екологичният критерий не е многофункционален по отношение на характеристиките, тъй като науката е доказала, че някои животни от различни видове могат да имат идентични свойства според този критерий. Например, всички те ядат малки ракообразни и начинът им на живот също е еднакъв, въпреки че живеят в различни морета.

Какво е вид?

Нека разгледаме подробно какво означава sam.В научния свят това включва колекция от живи същества и растения, които имат способността да се кръстосват помежду си и също да имат потомство.

Видът попада в определението, тъй като днес той представлява именно група сродни органични образувания, които имат една и съща първопричина за възникване, но в този моментте са надарени с определени характеристики от морфологично, физиологично и биохимично естество, отделени чрез естествен или изкуствен подбор от други групи видове и адаптирани към специфично местообитание.

Образуване на нови видове

Как се създават изгледи? - основните двигатели на формирането на нови типове. В първия случай се подразбира появата на качествено нови семейни групи и редове, възникнали в резултат на дългосрочни микроеволюционни промени. Във втория протича сложен процес на мутации, които постепенно отделят цели семейства и разреди, образувайки нови видове. И в този случай те се превръщат в отделен комплекс от организми.

Тоест, благодарение на микроеволюцията, която също се определя като „надспецифична“, видовете стават още по-разделени по своите качества, трансформирайки се в групи с еднакъв набор от характеристики. Това може да се разбере на примера на екологичния критерий на даден вид: има и твърд сорт, което означава, в общ смисъл, това е род пшеница и има зърна от ръж, пшеница и ечемик, и всички от тях са представители на семейство житни. От това можем да заключим, че всички проби от всякакви семейства са произлезли от някакъв общ прародител, благодарение на микроеволюционните процеси, настъпили в популацията на самия този прародител.

В какво се състои екологичният критерий на вида?

Дефиницията е комплексното въздействие на характеристиките на околната среда върху даден вид в неговия ареал. Тези характеристики са разделени на групи: биотични фактори (когато живите организми си влияят взаимно, например чрез опрашване на растения от пчели), абиотични фактори (влиянието на температурата, влажността, светлината, релефа, почвата, солеността на водата, вятъра и т. върху развитието на живите организми) и антропогенни фактори (въздействието на човека върху околната флораи фауна).

Всички видове от животинския и растителния свят развиват конструктивни признаци на адаптация към околната среда по време на еволюцията, а естеството на местообитанието е еднакво за целия вид. Какви примери за екологичен критерий за даден вид могат да бъдат дадени, ако го разгледаме от тази гледна точка? Единството на вида е свързано със свободното кръстосване на индивиди. Освен това историческото развитие показва, че с течение на времето един вид може да развие напълно нова адаптация, например изпращане на определени сигнали един към друг, когато възникне ситуация, или появата на групова защита срещу врагове.

Пример за екологичен критерий за вид би била изолацията. Тоест, когато един и същи вид има различни екологични условия, разликите в тяхното поведение и морфологична структура ще бъдат значителни. Добра илюстрация са градските и селските бързолети. Ако бъдат поставени в една клетка, тогава няма да има потомство, тъй като по време на живота си в различни условия на околната среда индивидите от този вид са развили различни морфологични, физиологични и други характеристики. Но те продължават да остават под "покрива" на същия вид и това е пример за екологичния критерий на животински вид.

Флора в екологични критерии

Примери за екологичния критерий на даден вид в растенията са тези, които могат да образуват няколко екотипа, някои от които ще живеят в равнините, а други в планините. Те включват, например, жълт кантарион, някои видове от които, благодарение на микроеволюцията, бързо се адаптират към новите условия на отглеждане.

Влиянието на външната среда върху еволюцията на вида

Известният изследовател Ламарк вярваше в това най-голямо влияниевърху живия организъм има неорганична среда, тоест неговата физическа и химически състави(температура, климатични условия, водни ресурси, състав на почвата и т.н.). Всичко, което попада под тяхното влияние, може да промени видовете живи организми, като им придаде характеристики, присъщи на дадена екологична ниша. Поради принудителна адаптация, животното (растението) започна да се променя, като по този начин се формира новият видили subsp. Това може да се нарече пример за екологичен критерий за вид.

Температурни условия в рамките на екологичните критерии

Пример за вид според екологичните критерии може да бъде жив организъм, приспособен към различни температурни условия. По време на адаптацията настъпва биохимична промяна вътрешни органии тъкани. Поради факта, че животните могат да живеят при ниски, високи или променливи температури, те се разделят на групи: студенокръвни, топлокръвни и хетеротермни.

Като се има предвид, че източниците на топлина са както външни, така и вътрешни фактори, тогава, като се има предвид първата група, използвайки примера на гущерите, може да се забележи, че те предпочитат да се пекат на слънце, вместо да се крият в сенките. Това означава, че вътрешната им способност за терморегулация е много ниска. Подложени на топлинен поток, те повишават телесната си температура доста бързо. Въпреки това, изпарявайки натрупаната влага, гущерът може да я намали до комфортно ниво. Такива видове са организми с по-ниско развитие. Но въпреки това съществуват с ниски температуриТе няма да могат да го направят без външна топлина.

От примери от биологията: екологичният критерий за вид от групата на топлокръвните включва почти всички бозайници и птици. Терморегулацията в телата им се осъществява на физическо (дишане, изпарение и т.н.) и химично (интензивност на метаболизма) ниво. Освен това топлокръвните организми могат да треперят, като по този начин повишават телесната си температура; при животни с пера и под козина се получава топлоизолация, когато са повдигнати. В лицето на студен вятър или горещо слънце, такива организми трябва да търсят алтернатива: сянка на прохлада или добър подслон от измръзване.

Третата група е междинен етап между първите две. Това обикновено включва видове примитивни животни и птици, както и онези живи организми, които имат свой собствен период на хибернация, тоест те самите могат да контролират телесната температура, да я понижават или повишават. Като пример можем да вземем мармота, който през зимата при зимен сън понижава телесната си температура до шест градуса, а през активния период от живота си се повишава до човешка.

Влиянието на почвата върху развитието на вида

Освен това климатични условия, е много важно за вида почвена средадиапазон. В този случай можем да вземем представители на подземни жители. Малките "копачи" имат само една функция за оцеляване - да копаят дома си възможно най-добре и дълбоко, така че никой хищник да не може да ги достигне.

Те използват своите крайници, които са адаптирани към определен тип почва, тоест с промяна на мястото на пребиваване под формата на почва, крайниците трябва да се адаптират с течение на времето. Всички живи организми, като къртица, имат подобна структура на лапите и животът под земята е адаптирал животното към липса на кислород и задушаване и това е неизбежна ситуация.

Значението на валежите, като се използва пример за екологичен критерий от типа

Същества, които са се адаптирали към снежна покривка, чести валежи, градушка, висока влажност и т.н., имат специални разлики в структурата на тялото. В биологията екологичният критерий за даден вид ще бъде промяната в животинската покривка, за да съответства на цвета на снега. Това се случва при птици, зайци, например бяла яребица всъщност става бяла, променяйки оперението на перата си.

Зимните „дрехи“ са много по-топли, а постоянното излагане на сняг увеличава преноса на топлина. как? Оказва се, че под дебелия сняг температурата на въздуха е много по-висока, отколкото извън него. Ето защо зимуващите мечки оцеляват добре през зимата, прекарвайки нощта в снежни бърлоги. За да се движат през снега, организмите развиват специални адаптации на крайниците си, било то остри нокти за ходене по лед или ципести крака за придвижване през тропически наводнени гори.

Тъй като екологията на планетата непрекъснато се променя, процесите на микроеволюция, по време на които живите същества се адаптират към нови условия на живот, продължават.

Определение на вида

По всяко време различни изследователи са имали свои собствени възгледи за вида като такъв. Жан-Батист Ламарк признава само групи от индивиди, живеещи в определени условия, тоест популации. Карл Лейней, макар да признаваше реалността на видовете, отричаше факта на еволюцията.

Според Чарлз Дарвин и неговите последователи видовете всъщност съществуват като съвкупност от индивиди. Всеки вид е повече или по-малко ясно отделен от другите и има определени свойства и местообитание. В резултат на еволюцията видовете се променят. Всеки вид се предшества от цяла верига от предшественици, образуващи филогенетична серия.

Съвременната биологична концепция дава следната дефиниция на вида:

Определение 1

Видът е съвкупност от популации от индивиди, подобни един на друг по структура, функции, място в биогеоценозата (екологична ниша), които обитават определена част от биосферата (ареал), кръстосват се свободно, дават плодовито потомство и не се хибридизират с други видове.

Но в напоследъктезата за невъзможността за хибридизация с други видове е ревизирана. Учените са спрели да разглеждат видовете като генетично затворени системи. Някои видове могат да се кръстосват и да произвеждат плодородно хибридно потомство. Но това е само изключение от общия модел.

Типови критерии

За да се разграничи ясно един вид от друг, таксономистите (класификатори) разработиха ясен списък от правила и характеристики. Тези характеристики се наричат ​​видови критерии. Нека ги разгледаме по-отблизо.

• Морфологичният критерий се основава на анализ на наличието или отсъствието на сходство във външни или вътрешни характеристики на индивиди от един и същи вид (от структурата на хромозомите до структурните характеристики на отделните органи и техните части). Морфологичните характеристики, уникални за даден вид, се наричат ​​диагностични.
• Генетичният критерий е броят на хромозомите, характерни за всеки вид, техният размер и форма. Този критерий позволява да се преценят основните, ключови характеристики на вида.
• Физиологичният критерий се основава на анализ на приликите и разликите в жизнените процеси на организмите. Те включват способността да угарят и да раждат плодородно потомство.
• Биохимичният критерий е характеристиките на структурата и състава на макромолекулите (предимно протеини) и хода химична реакция, характерни за индивидите от този вид.
• Географският критерий е, че индивидите от един вид заемат определена част от биосферата, която се различава от ареалите на близкородствените видове. Но този критерий не може да бъде решаващ, тъй като има видове. Разпространен навсякъде (често с човешка помощ) - например някои гризачи или насекоми вредители.
• Екологичният критерий предполага комбинация от фактори външна среда, в които живее видът. Условията за живот във всяко едно място са уникални и неподражаеми. Те влияят на живеещите там организми и предизвикват у тях приспособителни реакции. Всеки вид заема своя собствена екологична ниша в биогеоценозата.

Бележка 1

За да се определи ясно и надеждно видовата идентичност на даден индивид, не е достатъчно да се използва всеки един критерий. Само тяхната комбинация и взаимно потвърждаване може да даде истинско описание на вида.

Целостта на вида

Както вече знаем, видовете съществуват под формата на популации. Всяка от тези популации е повлияна движещи силиеволюцията се е приспособила към живот в определени условия (адаптирана). Благодарение на това обстоятелство видът се състои от многобройни популации. Заема широк ареал, въпреки разнообразието от природни условия в неговите граници.

Бележка 2

Но въпреки това всеки вид, състоящ се от една популация и съставен от тях голямо количество, представлява едно цяло. Тази цялост се постига чрез изолирането на един вид от останалите.

Целостта на вида се определя и от връзките между отделните му индивиди (в ято, стадо, семейство). Цялата тази система различни връзкиосигурява съществуването на вида като цялостна система.

В процеса на еволюция индивидите от всеки вид могат да развият взаимни адаптации (грижа за потомството, комуникационна система, защита от врагове). Понякога видовите адаптации могат да доведат до смъртта на отделни индивиди, но те се оказват полезен на външен видв общи линии.

Генетичният (цитогенетичен) критерий на вида, заедно с други, се използва за разграничаване на елементарните систематични групи, анализ на състоянието на вида. В тази статия ще разгледаме характеристиките на критерия, както и трудностите, които може да срещне изследователят, който го прилага.

В различните клонове на биологичната наука видовете се определят по свой начин. От еволюционна гледна точка можем да кажем, че един вид е колекция от индивиди, които имат прилики външна структураИ вътрешна организация, физиологични и биохимични процеси, способни на неограничено кръстосване, оставяйки плодородно потомство и генетично изолирани от подобни групи.

Един вид може да бъде представен от една или няколко популации и съответно да има цялостен или разчленен ареал (територия/хабитат)

Типова номенклатура

Всеки вид има свое име. Според правилата на бинарната номенклатура се състои от две думи: съществително и прилагателно. Съществителното е родово име, а прилагателното е конкретно име. Например, в името "Dandelion officinalis", видът "лечебен" е един от представителите на растенията от рода "Глухарче".

Индивидите от сродни видове в рамките на рода имат някои разлики във външния вид, физиологията и предпочитанията към околната среда. Но ако те са твърде сходни, тогава видовата им идентичност се определя от генетичния критерий на вида въз основа на анализа на кариотипите.

Защо един вид има нужда от критерии?

Карл Линей, който пръв дава съвременни имена и описва много видове живи организми, ги смята за непроменени и непроменливи. Тоест, всички индивиди отговарят на един вид образ и всяко отклонение от него е грешка в осъществяването на видовата идея.

От първата половина на 19-ти век Чарлз Дарвин и неговите последователи се застъпват за напълно различна концепция за видовете. В съответствие с това видът е вариабилен, разнороден и включва преходни форми. Постоянството на вида е относително, зависи от променливостта на условията заобикаляща среда. Елементарната единица на съществуване на вида е популацията. Той е репродуктивно изолиран и отговаря на генетичния критерий на вида.

Като се има предвид хетерогенността на индивидите от един и същи вид, за учените може да бъде трудно да определят видовата идентичност на организмите или да ги разпределят между систематични групи.

Морфологични и генетични критерии на вида, биохимични, физиологични, географски, екологични, поведенчески (етологични) - всичко това са комплекси от различия между видовете. Те определят изолацията на систематичните групи, тяхната репродуктивна дискретност. И от тях може да се разграничи един вид от друг, да се установи степента на тяхната връзка и позиция в биологичната система.

Характеристики на генетичния критерий на вида

Същността на тази характеристика е, че всички индивиди от един и същи вид имат еднакъв кариотип.

Кариотипът е вид хромозомен „паспорт“ на организма; той се определя от броя на хромозомите, присъстващи в зрелите соматични клетки на тялото, техния размер и структурни характеристики:

• съотношение на дължината на рамото на хромозомата;
• позицията на центромерите в тях;
• наличието на вторични стеснения и сателити.

Индивиди, принадлежащи към различни видове, няма да могат да се кръстосват. Дори ако е възможно да се получи потомство, както при магаре и кон, тигър и лъв, тогава междувидовите хибриди няма да бъдат плодородни. Това се обяснява с факта, че половините на генотипа не са еднакви и не може да се получи конюгация между хромозомите, така че гаметите не се образуват.

На снимката: муле - стерилен хибридмагаре и кобила.

Обект на изследване - кариотип

Човешкият кариотип е представен от 46 хромозоми. При повечето изследвани видове броят на отделните ДНК молекули в ядрото, които образуват хромозоми, попада в диапазона от 12 до 50. Но има и изключения. Плодовата муха Drosophila има 8 хромозоми в клетъчните си ядра, а дребният представител на семейство Lepidoptera Lysandra има диплоиден хромозомен набор от 380.

Електронна микрография на кондензирани хромозоми, която позволява да се оцени тяхната форма и размер, отразява кариотипа. Анализът на кариотипа като част от изследването на генетичните критерии, както и сравнението на кариотипите един с друг, помага да се определи видовата идентичност на организмите.

Когато два вида са като едно

Обща характеристика на критериите за тип е, че те не са абсолютни. Това означава, че използването само на един от тях може да не е достатъчно за точно определение. Организми, които външно не се различават един от друг, могат да се окажат представители на различни видове. Тук на помощ на морфологичния идва генетичният критерий. Примери за двойници:

1. Днес има два известни вида черни плъхове, които преди това бяха идентифицирани като един поради външна идентичност.
2. Има най-малко 15 вида маларийни комари, които се различават само чрез цитогенетичен анализ.
3. IN Северна АмерикаОткрити са 17 вида щурци, които имат генетични различия, но фенотипно са класифицирани като един вид.
4. Смята се, че сред всички видове птици има 5% двойници, за идентифицирането на които трябва да се използва генетичен критерий.
5. Объркването в таксономията на планинските бовиди е изяснено благодарение на кариологичния анализ. Идентифицирани са три типа кариотипове (муфлоните имат 2n=54, архарите и архарите имат 56, уриалите имат по 58 хромозоми).

Един вид черен плъх има 42 хромозоми, кариотипът на друг е представен от 38 ДНК молекули.

Когато един поглед е като два

За видови групи с голяма площ на разпространение и брой индивиди, когато в тях има географска изолация или индивидите имат широка екологична валентност, е характерно наличието на индивиди с различни кариотипове. Това явление е друг вариант на изключения в генетичните критерии на вида.

Примери за хромозомен и геномен полиморфизъм са често срещани при рибите:

• при дъговата пъстърва броят на хромозомите варира от 58 до 64;
• две кариоморфи с 52 и 54 хромозоми са открити в беломорска херинга;
• с диплоиден набор от 50 хромозоми, представители на различни популации на сребърни каракуди имат 100 (тетраплоиди), 150 (хексаплоиди), 200 (октаплоиди) хромозоми.

Полиплоидните форми се срещат както в растенията (козя върба), така и в насекомите (дърносици). Домашните мишки и джербилите могат да имат различен брой хромозоми, които не са кратни на диплоидния набор.

Удвоява се по кариотип

Представители различни класовеи видове, могат да се появят кариотипове с еднакъв брой хромозоми. Има много повече такива съвпадения сред представители на едни и същи семейства и родове:

1. Горилите, орангутаните и шимпанзетата имат кариотип, състоящ се от 48 хромозоми. Разликите не могат да бъдат определени по външен вид, тук трябва да сравните реда на нуклеотидите.
2. Има малки разлики в кариотипите на северноамериканския бизон и европейския бизон. И двете имат 60 хромозоми в диплоиден набор. Те ще бъдат класифицирани като един вид, ако се анализират само по генетични критерии.
3. Примери за генетични близнаци се срещат и сред растенията, особено в семействата. Сред върбите дори е възможно да се получат междувидови хибриди.

За да се идентифицират фините разлики в генетичния материал при такива видове, е необходимо да се определят генните последователности и реда, в който са вмъкнати.

Влияние на мутациите върху критериалния анализ

Броят на хромозомите в кариотипа може да се промени в резултат на геномни мутации - анеуплоидия или еуплоидия.

При анеуплоидията в кариотипа се появяват една или повече допълнителни хромозоми и може също да има брой хромозоми, по-малък от този на пълноправен индивид. Причината за това разстройство е неразделянето на хромозомите на етапа на образуване на гамети.

Фигурата показва пример за анеуплоидия при хора (синдром на Даун).

Зиготите с намален брой хромозоми, като правило, не започват да се фрагментират. И полизомичните организми (с „допълнителни“ хромозоми) може да се окажат жизнеспособни. В случай на тризомия (2n+1) или пентазомия (2n+3), нечетен брой хромозоми ще означава аномалия. Тетразомията (2n+2) може да доведе до действителна грешка при определяне на вида въз основа на генетични критерии.

Умножаването на кариотипа - полиплоидията - също може да подведе изследователя, когато кариотипът на мутанта представлява сбор от няколко диплоидни комплекта хромозоми.

Критерий Трудност: Неуловима ДНК

Диаметърът на ДНК веригата в неусукано състояние е 2 nm. Генетичният критерий определя кариотипа в периода, предшестващ клетъчното делене, когато тънките ДНК молекули многократно се спирализират (кондензират) и образуват плътни пръчковидни структури - хромозоми. Дебелината на една хромозома е средно 700 nm.

Училищните и университетските лаборатории обикновено са оборудвани с микроскопи с ниско увеличение (от 8 до 100), в които не е възможно да се изследват детайлите на кариотипа. Разделителната способност на светлинния микроскоп, освен това, позволява всякакви голямо увеличениевиждат обекти с дължина поне половината от най-късата светлинна вълна. Най-късата дължина е за вълни лилаво(400 nm). Това означава, че най-малкият обект, видим в светлинен микроскоп, ще бъде от 200 nm.

Оказва се, че цветният декондензиран хроматин ще изглежда като мътни области и хромозомите ще се виждат без детайли. Електронен микроскоп с разделителна способност от 0,5 nm ви позволява ясно да видите и сравните различни кариотипове. Като се има предвид дебелината на нишковидната ДНК (2 nm), тя ще бъде ясно видима под такова устройство.

Цитогенетичен критерий в училище

Поради описаните по-горе причини, използването на микропредметни стъкла за лабораторна работаСпоред генетичния критерий на вида е неподходящо. В задачите можете да използвате снимки на хромозоми, получени под електронен микроскоп. За удобство на снимката отделните хромозоми са комбинирани в хомоложни двойки и подредени по ред. Тази диаграма се нарича кариограма.

Примерно задание за лабораторна работа

Упражнение. Разгледайте дадените снимки на кариотипове, сравнете ги и направете заключение дали индивидите принадлежат към един или два вида.

Снимки на кариотипове за сравнение в лабораторна работа.

Работа по задача. Пребройте общия брой хромозоми във всяка снимка на кариотип. Ако съвпадат, сравнете ги по външен вид. Ако не е представена кариограма, сред хромозомите средна дължинанамерете най-късия и най-дългия в двете изображения, сравнете ги по размер и местоположение на центромера. Направете заключение за разликите/приликите на кариотипите.

Отговори на задачата:

1. Ако броят, размерът и формата на хромозомите съвпадат, тогава двата индивида, чийто генетичен материал е представен за изследване, принадлежат към един и същи вид.
2. Ако броят на хромозомите се различава два пъти и на двете снимки се открият хромозоми с еднакъв размер и форма, тогава най-вероятно индивидите са представители на един и същи вид. Това ще бъдат кариотипове на диплоидни и тетраплоидни форми.
3. Ако броят на хромозомите не е еднакъв (разлика с една или две), но като цяло формата и размерът на хромозомите на двата кариотипа са еднакви, говорим за нормални и мутантни форми на един и същи вид (феноменът на анеуплоидия).
4. Ако броят на хромозомите е различен, както и несъответствието между характеристиките на размера и формата, критерият ще класифицира представените индивиди като два различни вида.

Заключението трябва да посочи дали е възможно да се определи видовата идентичност на индивидите въз основа на генетичния критерий (и само него).

Отговор: невъзможно е, тъй като всеки видов критерий, включително генетичен, има изключения и може да даде грешен резултат при определяне. Точността може да бъде гарантирана само чрез прилагане на набор от критерии за тип.