докажите что морфологические различия не могут быть единственным критерием вида
Краткое изложение темы. 1. Термин «вид» введен в науку английским естествоиспытателем
1. Термин «вид» введен в науку английским естествоиспытателем
Джоном Реем (1628— 1705) в конце XVII в. К.Линней считал, что виды реально (объективно) существуют в природе и являются некими универсальными дискретными образованиями. В пределах любого вида те или иные признаки могут изменяться, в то время как сам вид остается неизменным. Великий французский эволюционист Ж. Б.Ламарк понятие вида считал условным, поскольку все виды постоянно меняются. В настоящее время принята биологическая концепция вида (Н.И.Вавилов, Э. Майр (в 1963 г. им опубликована фундаментальная монография «Зоологический вид и эволюция»), Ф. И.Добржанский, Н.В.Тимофеев-Ресовский и др.)
Биологическая концепция вида признает, что виды состоят из популяций, что они реальны и имеют общую генетическую программу,исторически сложившуюся в ходе эволюции. В соответствии с этой концепцией: 1) вид — это репродуктивное сообщество, обладающее репродуктивной изоляцией, которая понимается как наличие механизмов, препятствующих притоку других генов (в то же время существует множество механизмов, обеспечивающих размножение внутри вида); 2) вид — экологическая единица, взаимодействущая как единое целое с другими видами; 3) вид — генетическая единица, обладающая единым генофондом. Из данной теоретической концепции вытекает следующее определение: виды — это группы скрещивающихся естественных популяций, репродуктивно изолированные от других таких групп. Каждый вид обитает на определенном пространстве, называемом ареалом вида. Принята определенная сумма показателей (критериев), по которым возможно очертить границы каждого конкретного вида и определить видовую принадлежность рассматриваемых особей: морфологический, физиологический, этологический, биохимический, генетический,экологический, географический.
3. Популяция — это исторически сложившаяся совокупность особей
данного вида, занимающая определенное пространство внутри видового ареала и в той или иной степени изолированная от аналогичных соседних совокупностей. Изоляции популяций способствуют географические барьеры (для одних видов это пустыни, для других — реки и морские проливы, для третьих — высокие горные хребты, для четвертых — неблагоприятный климат и т.д.), биологические различия (морфологические, экологические и поведенческие), препятствующие скрещиванию, — это могут быть
различия в строении полового аппарата, сроках размножения, поведении ухаживания и пр.Вид состоит из популяций, которые следует рассматривать как элементарные единицы эволюции. Для популяций характерна возрастная и половая структуры.
Вопросы для самоконтроля по теме:
1. Как называется концепция вида, придающая особое значение морфологическим различиям между видами?
2. Докажите, что морфологические различия не могут быть единственным критерием вида.
3. Какие взгляды на реальность вида принадлежали представителям биологической концепции?
4. С именами каких ученых связана современная биологическая концепция вида?
5. По каким критериям, согласно современной концепции вида, определяется видовая принадлежность рассматриваемых особей?
6. Дайте определение популяции. Исходя из определения популяции,
7. Докажите, что выражение «популяция мышевидных грызунов Измайловского парка» в корне неверно.
8. Покажите на конкретных примерах, что элементарной единицей эволюции является популяция.
База знаний
12.3. Критерии вида
При сравнении видов в хорошо изученных группах организмов выявляются их различия. В одном случае виды внутри одного рода различаются морфологически, в другом — по особенностям географического распространения, в третьем — по особенностям поведения. Возникает вопрос: каковы же критерии для разделения видов?
Морфологические различия. Одни близкие виды заметно отличаются морфологически, другие мало, часто неуловимо. Примеров первого рода очень много и приводить их нет необходимости. Интереснее многочисленные случаи глубокого морфологического сходства разных видов.
При экспериментально-генетическом исследовании была обнаружена полная репродуктивная самостоятельность двух рас (подвидов) у вида Drosophila pseudoobscura в Северной Америке. Тщательные исследования позволили сделать вывод о том, что эти «подвиды» представляют различные виды: D. pseudoobscura, D. persimilis. Морфологически они различаются лишь числом зубчиков на половых гребешках гениталий у самцов, формой слюнных желез и относительными размерами крыльев. Выяснилось также, что эти виды имеют и несколько отличные экологические характеристики: одни из них распространены в более северных (или на больших высотах в горных областях) районах и предпочитают более низкие температуры. Определились и некоторые физиологические различия: так, особи одного из видов достигают половой зрелости через 32—36 ч после вылупления из куколок, а второго — через 44—48 ч; различаются они и ритмом суточной активности, реакцией на свет и т. д.
Другой пример относится к комплексу видов-двойников, прежде объединяемых под названием «малярийный комар» (Anopheles maculipennis). В одних регионах он предпочитает кормиться на человеке, а в других — исключительно 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.
В настоящее время число описанных видов-двойников, т. е. видов с малой степенью морфологических различий, непрерывно увеличивается во всех группах. Например, более 50% видов североамериканских светляков было определено благодаря изучению издаваемых ими световых вспышек (практически при полном внешнем сходстве). Виды-двойники в большом числе известны для многих групп птиц, амфибий, рептилий, даже млекопитающих. В нашей стране в результате специальных исследований удалось выявить ряд видов-двойников среди мелких грызунов (Н.Н. Воронцов).
До сих пор среди натуралистов идут споры: считать ли шотландскую куропатку-грауса подвидом белой куропатки (Lagopus l. scoticus) или отдельным видом (L. scoticus). Дело в том, что у белой куропатки, широко распространенной во всей Северной Евразии, зимой белое оперение, а летом — коричневато-пестрое. Особи из шотландских популяций не приобретают белой окраски зимой и весь год остаются коричневыми. Против выделения их в отдельный вид говорит факт постепенного перехода от популяций полностью белых зимой куропаток, обитающих в Карелии (и далее на восток), к лишь частично становящимся белыми из скандинавских популяций до всегда коричневых британских.
При сравнении крайних звеньев в этой цепи (восточных и шотландских популяций) сомнений в видовой самостоятельности форм нет: 100% особей отличаются по признаку зимней окраски. Этого достаточно для признания какой-то формы самостоятельным видом. В современной биологии накопилось немало примеров, когда четкий ответ на вопрос «вид или не вид?» оказывается невозможным. Это говорит не о несовершенстве наших знаний, а об объективно существующем положении: иногда границы между видами оказываются расплывчатыми. Представим себе, что скандинавские популяции куропатки по какой-то причине вымерли, тогда вывод о видовой самостоятельности грауса уже ни у кого не вызовет возражений.
Итак, степень видимых морфологических различий между видами не может служить надежным критерием их видовой самостоятельности. Иногда заведомо различные виды практически не отличимы по морфологическим признакам, в других случаях даже морфологически отличные формы трудно назвать видами.
Морфологический критерий вида пример
Морфологический критерий вида пример
Качественным этапом процесса эволюции является вид. Buд — это совокупность особей|особей, которые сходны по морфофизиологическим признакам, способны скрещиваться между собой, давать плодовитое потомство и формируют систему популяций, образующих общий ареал.
Каждый вид живых организмов можно описать исходя из совокупности характерных|характерных чёрт|черт, свойств, которые называются признаками. Признаки вида, с помощью которых один вид отличают от другого, называются критериями вида. Наиболее часто используют шесть общих критериев вида: морфологический, физиологический, географический, экологический, генетический и биохимический.
Морфологический критерий предполагает описание внешних (морфологических) признаков особей|особей, входящих в состав определённого вида. По внешнему виду, размерам и окраске оперения можно, например, легко отличить большого пёстрого дятла от зелёного, малого пёстрого дятла от желны, большую|большую синицу от хохлатой, длиннохвостой, голубой и от гаички. По внешнему виду побегов и соцветий, размерам и расположению листьев легко различают виды клевера|клевера: луговой, ползучий, люпиновый, горный.
Морфологический критерий самый удобный и поэтому широко используется в систематике. Однако этот критерий недостаточен для различения видов, которые имеют значительное морфологическое сходство. К настоящему времени накоплены факты, свидетельствующие о существовании видов-двойников, не имеющих заметных морфологических различий, но в природе не скрещивающихся из-за наличия разных хромосомных наборов. Так, под названием «крыса чёрная» различают два вида-двойника: крыс, имеющих в кариотипе 38 хромосом и живущих на всей территории Европы, Африки, Америки, Австралии, Новой Зеландии, Азии к западу|западу от Индии, и крыс, имеющих 42 хромосомы, распространение которых связано с монголоидными оседлыми цивилизациями, населяющими Азию к востоку от Бирмы. Установлено также, что под названием «малярийный комар» существует 15 внешне не различимых видов.
Физиологический критерий заключается в сходстве жизненных процессов, в первую очередь в возможности скрещивания между особями одного вида с образованием плодовитого потомства. Между разными видами существует физиологическая изоляция. Например, у многих видов дрозофилы сперма особей|особей чужого вида вызывает иммунологическую реакцию в половых путях самки, что приводит к гибели сперматозоидов. В то же время между некоторыми видами живых организмов скрещивание возможно; при этом могут образовываться плодовитые гибриды (зяблики, канарейки, вороны|вороны, зайцы, тополя|тополя, ивы и др.)
Географический критерий (географическая определённость вида) основан на том, что каждый вид занимает определённую территорию или акваторию. Иными словами, каждый вид характеризуется определённым географическим ареалом. Многие виды занимают разные ареалы. Но огромное число видов имеет совпадающие (накладывающиеся) или перекрывающиеся ареалы. Кроме того, существуют виды, не имеющие чётких границ распространения, а также виды-космополиты, обитающие на огромных пространствах суши|суши или океана. Космополитами являются некоторые обитатели внутренних водоёмов — рек и пресноводных озёр (виды рдестов, ряски, тростник).
Обширный набор космополитов имеется среди сорных и мусорных растений, синантропных животных (виды, обитающие рядом с человеком или его жилищем) — постельный клоп, рыжий таракан, комнатная муха, а также одуванчик лекарственный, ярутка полевая, пастушья сумка и др.
Существуют также виды, которые имеют разорванный ареал. Так, например, липа растёт в Европе, встречается в Кузнецком Алатау и Красноярском крае. Голубая сорока|сорока имеет две части ареала — западноевропейскую и восточносибирскую. В силу этих обстоятельств географический критерий, как и другие, не является абсолютным.
Экологический критерий основан на том, что каждый вид может существовать только в определённых условиях, выполняя соответствующую функцию в определённом биогеоценозе. Иными словами, каждый вид занимает определённую экологическую нишу. Например, лютик едкий произрастает на пойменных лугах|лугах, лютик ползучий — по берегам рек и канав, лютик жгучий — на заболоченных местах. Существуют, однако, виды, которые не имеют строгой экологичекой приуроченности. Во-первых, это синантропные виды. Во-вторых, это виды, которые находятся под опекой человека: комнатные и культурные растения, домашние животные.
Генетический (цитоморфологический) критерий основан на различии видов по кариотипам, т. е. по числу, форме и размерам хромосом. Для подавляющего большинства видов характерен|характерен строго определённый кариотип. Однако и этот критерий не является универсальным. Во-первых, у многих разных видов число хромосом одинаково и форма их сходна. Так, многие виды из семейства бобовых имеют 22 хромосомы (2n = 22). Во-вторых, в пределах одного и того же вида могут встречаться особи с разным числом хромосом, что является результатом геномных мутаций. Например, ива козья имеет диплоидное (38) и тетраплоидное (76) число хромосом. У серебристого карася встречаются популяции с набором хромосом 100, 150,200, тогда как нормальное число их равно 50. Таким образом, в случае возникновения полиплоидных или анеушюидных (отсутствие одной хромосомы или появление лишней в геноме) форм на основе генетического критерия нельзя достоверно определить принадлежность особей|особей к конкретному виду.
Биохимический критерий позволяет различить виды по биохимическим параметрам (состав и структура определённых белков, нуклеиновых кислот и других веществ). Известно, что синтез определённых высокомолекулярных веществ присущ лишь отдельным группам видов. Например, по способности образовывать и накапливать алкалоиды различаются виды растений в пределах семейств паслёновых, сложноцветных, лилейных, орхидных. Или, к примеру, для двух видов бабочек из рода|рода амата диагностическим признаком является наличие двух ферментов — фосфоглюкомутазы и эстеразы-5. Однако этот критерий не находит широкого применения — он трудоёмкий и далеко не универсальный. Существует значительная внутривидовая изменчивость практически всех биохимических показателей вплоть до последовательности аминокислот в молекулах белков и нуклеотидов в отдельных участках ДНК.
Таким образом, ни один из критериев в отдельности не может служить для определения вида. Охарактеризовать вид можно только по их совокупности.
Видео по теме : Морфологический критерий вида пример
Докажите что морфологические различия не могут быть единственным критерием вида
Подробное решение Праграф § 35 по биологии для учащихся 9 класса, авторов В.В. Пасечник, А.А. Каменский, Е.А. Криксунов
1. Что изучает наука систематика?
Систематика (классификация, таксономия) – наука о многообразии живых организмов и распределении их по группам на основании эволюционного родства.
2. Какие систематические категории вам известны? Приведите примеры из курсов зоологии и ботаники.
Систематичекские единицы (таксоны) в порядке уменьшения:
Типы и отряды используются в классификации животных, а отделы и порядки – в классификации растений и грибов.
Выполните лабораторную работу.
Изучение морфологического критерия вида
Цель работы: определить, можно ли только по морфологическим признакам судить о принадлежности организма к определённому виду.
1. Рассмотрите предложенные вам объекты.
Чучела домашней утки и селезня.
1. Сделайте их морфологическое описание.
3. Сделайте вывод.
Учитывая только морфологический критерий мы отнесли бы селезня и утку к разным видам, что является ошибкой. Поэтому при определении принадлежности особи к определенному виду обязательно необходимо учитывать и другие критерии.
Вопросы
1. Какова основная цель классификации организмов?
Основная цель классификации организмов – помочь разобраться во всём многообразии организмов для их изучения.
2. Что такое вид и критерии вида?
Видом называют совокупность организмов, характеризующихся общностью происхождения, обладающих наследственным сходством всех признаков и свойств и способных к бесконечному воспроизведению самих себя при скрещивании.
3. Какие критерии вида вам известны?
Критерии вида: морфологический, физиологический, генетический, экологический, географический, исторический, этнологический.
4. Какова роль репродуктивной изоляции в поддержании целостности вида? Приведите примеры.
Репродуктивная изоляция препятствует смешению представителей вида при половом размножении. Она обеспечивается множеством механизмов, например различиями ареалов, разными сроками или местами размножения, особенностями поведения в брачный период и многими другими. Репродуктивная изоляция главный признак появления нового вида.
5. Что такое популяция?
6. Почему биологические виды существуют в природе в форме популяций?
Условия жизни в разных районах ареала вида могут несколько различаться. Под влиянием этого в отдельных популяциях могут возникать и накапливаться свойства, отличающие их друг от друга. Как и среди организмов, среди популяций невозможно найти две полностью тождественные. Изменчивость популяций повышает внутреннее разнообразие вида, его устойчивость к локальным (местным) изменениям условий жизни, позволяет ему проникать и закрепляться в новых местах обитания. Можно сказать, что существование в форме популяции обогащает вид, обеспечивает его целостность и сохранение основных видовых свойств.
Задания
1. Составьте список известных вам видов растений и/или животных. Попытайтесь сгруппировать их по степени морфологического сходства.
А) Волк, шакал, лиса, песец, собака
Б) Кошка, лев, рысь, леопард, гепард, пума, пантера, тигр
В) Заяц-беляк, заяц-русак, кролик
Г) Суслик, белка, сурок, соня
Д) Мышь, крыса серая, крыса черная и т.д.
Примечание: в большинстве случаев указаны роды, а не виды
2. Объясните, почему нельзя выделить один универсальный критерий вида.
Абсолютного критерия вида не существует, т.к. каждый из них характеризует только одну из многих сторон жизни особей вида, которые, например, могут совпадать у разных видов.
3. Изучив основной текст параграфа и познакомившись с дополнительным текстом, объясните, почему нельзя однозначно ответить на вопрос о количестве видов, живущих на нашей планете.
Возникают трудности в изучении видов из-за их неравномерного распределения на Земле (например, в тропическом поясе разнообразие выше в два раза, чем в умеренном) и обитания их в труднодоступных для человека местах (например, в океанических впадинах).
Особенно трудно с изучением мелких животных, таких, например, как некоторые отряды и семейства клещей, пауков, насекомых, червей и др. Энтомологам (специалистам по насекомым) очень часто приходится избирать себе на первый взгляд очень узкое поле деятельности, например, изучать жуков какого-нибудь одного рода или семейства.
Проблемой также является то, что в наше время виды исчезают быстрее, нежели их успевают обнаружить и описать.
При описании часто несколько видов описывают одновременно разные ученые, дают названия, а спустя время выясняется, что это один и тот же вид.
Биология. 11 класс
Организация живого
Вид. Критерии вида. Популяции
Необходимо запомнить
В конце XVII века английский ботаник Джон Рей впервые предложил разделить растения на двудольные и однодольные и дал первую биологическую концепцию вида, отметив, что разные виды отличаются по внешнему и внутреннему строению и не скрещиваются между собой.
Сто лет спустя Ж.-Б. Ламарк построил систему классификации, в которой приводил иной принцип эволюционного родства видов на основе постепенного и всеобщего изменения видов и превращения их в другие виды. Однако, выдвинув великую идею, он не смог верно оценить изменчивость видов и пришел к представлению об искусственности вида, отрицая реальность существования видов в природе.
Ч. Дарвин, как и многие его последователи, столкнулся с этой проблемой и не смог её полностью разрешить. Он считал термин «вид» совершенно произвольным, придуманным ради удобства для обозначения группы особей, схожих между собой.
Но виды реально существуют, и это доказывается системой критериев, которые позволяют чётко выделить виды и отличить их друг от друга.
Вид — 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. Вид представляет собой одну из основных форм организации живого и является основной категорией биологической классификации.
Но иногда возникают трудности в установлении принадлежности особи к определённому виду. Для решения вопроса о такой принадлежности используется целый ряд критериев – признаков, по которым виды отличаются друг от друга:
Морфологический критерий подразумевает внешнее сходство особей, относящихся к одному виду. Но иногда особи одного вида очень сильно отличаются (такса и дог) или наоборот, есть виды, морфологически почти неотличимые, так называемые виды-двойники (виды чёрных крыс), которые генетически изолированы и не скрещиваются. Следовательно, для определения видовой принадлежности одного морфологического критерия недостаточно.
Основным является генетический критерий, так как заключает в себе главное свойство вида – его генетическую изоляцию от других – невозможность скрещивания между особями разных видов из-за отличий хромосомного набора (число и строение хромосом). Даже если появляются межвидовые гибриды, они чаще всего бесплодны, нарушается процесс образования половых клеток. Но иногда и этот критерий подводит, так как плодовитое потомство может появляться при скрещивании особей, относящихся к разным видам.
В основе физиологического критерия лежит сходство всех физиологических процессов у особей одного вида — питание, дыхание, выделение, особенно важны отличия в физиологии размножения (строение полового аппарата, сроки размножения).
Биохимический критерий основан на молекулярном сравнении различных видов, в первую очередь сравнении ДНК и белков, где с большой вероятностью можно определить, насколько близкими родственниками являются те или иные виды (по составу аминокислот гемоглобин шимпанзе не отличается от гемоглобина человека).
Географический критерий определяет обитание каждого вида в пределах определенной территории (ареала). Существуют виды, распространенные повсеместно – космополиты, и виды – эндемики, у которых может быть небольшой ареал. Области распространения различных видов часто перекрываются, а значит, этот критерий не может быть решающим.
Экологический критерий предполагает, что каждый вид приспособлен к определенным условиям существования и характеризуется определенным типом питания, местом обитания, сроками размножения, т. е. занимает определенную экологическую нишу (например, белый медведь приспособлен к одним экологическим факторам, бурый – к другим).
Таким образом, по одному из критериев нельзя точно различать виды между собой. Определить принадлежность особи к конкретному виду можно только на основании совокупности всех или большинства критериев.