Экологическое и географическое видообразование

ГАПОУ СО «Калининский техникум агробизнеса»

Экологическое и географическое видообразование

Подготовила: преподаватель биологии высшей квалификационной категории Данилова Т.В.

• МИКРОЭВОЛЮЦИЯ , совокупность эволюционных процессов, протекающих внутри отдельных или смежных популяций вида, приводящих к изменению генетической структуры этих популяций, возникновению различий между организмами и образованию новых видов.

• Видообразование – это качественный этап эволюционного процесса .
• Это означает, что образованием видов завершается микроэволюция и начинается макроэволюция.

• При видообразовании действуют естественный отбор, приспосабливающий популяции к условиям среды их обитания, и репродуктивная изоляция, обосабливающая генофонды популяций и обеспечивающая благодаря этому обособлению расхождение видов, или дивергенцию.

Разнообразие видов, существующее в природе, огромно, их общая численность составляет несколько миллионов. Со времен возникновения жизни на Земле количество существовавших когда-либо видов, как полагают специалисты, вероятно, в 50—100 раз больше.

Пути видообразования. Слева направо – филетическое видообразование; гибридогенное происхождение вида С, дивергентное видообразование.

• Первый — преобразование существующих видов (филетическое видообразование).
• Второй путь связан со слиянием двух существующих видов А и В и образованием нового вида С (гибридогенное происхождение)
• Третий путь обусловлен дивергенцией (разделением) одного предкового вида на несколько независимо эволюционирующих видов. Именно по этому пути шла в основном эволюция.

• Каждый вид – это замкнутая генетическая система. Представители разных видов не скрещиваются, а если и скрещиваются, то либо не дают потомства, либо это потомство бесплодно.
• Следовательно, дивергентному видообразованию должно предшествовать возникновение изолированных популяций внутри предкового вида.

• Пространственная изоляция возникает между популяциями, далеко стоящими других от друга или разделенными географическими барьерами.
• Экологическая изоляция - форма биологической изоляции основывается на разнообразии организмов по экологии их размножения и предпочтительному местообитанию.

• Длительная внутривидовая изоляция приводит к тому, что каждая популяция эволюционирует независимо. Это ведет к генетическим различиям.

• Популяции становятся все менее похожими друг на друга по ряду морфологических, физиологических и поведенческих признаков, что ведет к возникновению биологических механизмов изоляции и к видообразованию.

Способы видообразования

географическое ,

или аллопатрическое

экологическое,

или

симпатрическое

• Видообразование на разных территориях — обусловлено географической (пространственной) изоляцией. Причиной такой изоляции могут быть большие реки для сухопутных животных, горы — для равнинных и тому подобные препятствия, затрудняющие миграцию животных или разнос семян растений. Большие расстояния, разделяющие популяции, имеют такое же значение.

• Вызывается разделением ареала вида на несколько изолированных частей.
• При этом на каждую такую часть отбор может действовать по-разному, а эффекты дрейфа генов и мутационного процесса будут явно отличаться. Тогда со временем в изолированных частях будут накапливаться новые генотипы и фенотипы.
• Особи в разных частях ранее единого ареала могут изменить свою экологическую нишу. При таких исторических процессах степень расхождения групп может достигнуть видового уровня.

Например:

Ландыш, произрастающий в Приморском крае и на Дальнем Востоке (у него более жесткие, покрытые восковым налетом листья и красноватые черешки.)

Ландыш майский - распространен на Европейской территории России

• Проходная рыба семейства лососей. Длина до 1 м, весит до 13 кг; каспийский лосось — до 51 кг. Обитает в прибрежных водах морей Европы, в том числе — в Черном, Каспийском, Балтийском и Аральском морях. На нерест идет в реки. Ценный объект промысла и разведения. Пресноводные формы кумжи — форели.

Аллопатрическое (географическое) видообразование протекает очень медленно, на протяжении сотен тысяч поколений.

• Наблюдается при разделении исходного ареала вида различными природными барьерами. В результате разделенные популяции не могут свободно скрещиваться друг с другом, что приводит к возникновению различных подвидов.

Подвиды кумжи:

• Балтийский
• Черноморский
• Каспийский

• Начинается с разделения первично единой популяции на две или более группы организмов, которые затем продолжают дивергировать. Это может происходить в результате экологической специализации.

• Происходит в пределах ареала исходного вида в результате биологической изоляции.
• Осуществляется на основе территориально единой популяции, у которой имеются четко различающиеся формы особей.
• Возникновение новых видов может происходить различными путями

• Например: в африканским озере Виктория, которое образовались всего 12 тыс. лет назад, обитают более 500 видов рыб-цихлид, отличающиеся друг от друга по морфологии, образу жизни, поведению и ряду других признаков.

Зарождающиеся с помощью симпатрического видообразования виды часто называют

«экологическими расами».

• Регулярное скашивание травы в середине лета привело к образованию двух экологических рас большого погремка этого растения, различающиеся по срокам цветения: у весенней расы цветы желтые, у осенней - оранжевые. Созревание семян у третьей формы погремка приурочено к срокам жатвы.

Большой погремок

• У ивового листоеда существует две экологические расы - "ивовая" и "березовая". Жуки и личинки ивовой расы способны питаться только листьями ив, березовая раса может питаться как на березе, так и на иве.

Экологическое видообразование

Экологическая изоляция наблюдается при несовпадении

мест обитания различных форм одного вида

или нескольких близких видов, например лесного (слева)

и лугового (справа) коньков.

Экологическое видообразование

• Иногда в пределах единого ареала отдельные популяции (1-5) различаются условиями обитания. Из-за этого изменяется фенология особей, а в дальнейшем и их морфология.

Способы симпатрического видообразования:

• Полиплоидия Отдаленная гибридизация Хромосомная перестройка

Полиплоидия

• Новые виды могут образоваться в результате полиплоидизации - внезапного увеличения числа хромосом. Так, культурная слива возникла в результате скрещивания терна и алычи, с последующим удвоением числа хромосом у гибридов.

Отдаленная гибридизация

В природе может возникать также отдаленная гибридизация между видами с последующим удвоением хромосом в геноме. Например, по берегам реки Алдан растет небольшая популяция растения рябинокизильника, берущего начало от межвидового гибрида рябины и кизильника.

Рябинокизильник - вид, полученный от межвидового скрещивания

Узколокальный эндемик Якутии.

• Считается, что более 1/3 всех видов цветковых растений имеет гибридогенное происхождение. Экспериментально доказано, что таково происхождение видов сливы, малины, пшеницы, капусты, хлопчатника, мятлика, пикульника, брюквы, табака, полыни, ирисов и др.

ХРОМОСОМНАЯ ПЕРЕСТРОЙКА

В результате хромосомных перестроек также может возникнуть репродуктивная изоляция, что приводит к появлению новых видов как у растений, так и у животных.

Мутантные формы плодовой мушки дрозофилы

• Новые виды, образовавшиеся таким путём, чаще всего внешне (морфологически) очень близки к исходному виду.
• Лишь в случае гибридогенного возникновения может появиться новая форма, отличная от родительских.