Видообразование

Видообразование – это процесс возникновения новых видов. Из учения Ч. Дарвина о происхождении видов следует, что они изменяются во времени, приобретая новые признаки и свойства, и дифференцируются так, что из одного вида образуются два или больше новых. Ведущим и единственным направляющим фактором видообразования является естественный отбор.

Существуют следующие пути (способы) видообразования:

1. Аллопатрический; (разновидность – парапатрический)

2. Симпатрический;

3. Филетический;

4. Дивергентный;

5. Гибридогенный.

Согласно классическому эволюционному учению основным путём видообразования считался аллопатрический (географический) путь. Это подтверждается существованием видов, близких по своим морфо-физиологическим признакам и занимающих разделенные в пространстве, но сходные по физико-географическим условиям ареалы. Об этом же свидетельствует и обилие эндемичных видов при территориальной изоляции (например, на островах).

При аллопатрическом (географическом) видообразовании новый вид возникает:

1) Путем фрагментации или распада ареала широко распространенного родительского вида. Пример: возникновение видов ландыша. Исходный вид несколько миллионов лет назад (в третичном периоде) был широко распространён в лиственных лесах Евразии. С наступлением ледников в четвертичном периоде единый ареал вида был разорван на несколько частей, и ландыш сохранился лишь на территориях, избежавших оледенения (Дальний Восток, Закавказье, Южная Европа). После отступления ледника ландыш, сохранившийся на юге Европы, вновь распространился по лиственным и частично смешанным лесам, образовав новый вид, более крупный и с широким венчиком. На Дальнем Востоке, отделённом от Европы огромными пространствами тайги, возник другой вид – с красными черешками и восковым налётом на листьях. Другой пример: в Евразии произошёл разрыв огромного ареала вороны, когда одни популяции в Западной и Центральной Европе и Северо-Восточной Азии образовали форму с чёрной окраской (возможно, раньше она была общей для всех популяций), а у птиц, обитающих на юге Центральной Европы, на Кавказе и в Прикаспии, чёрный цвет встречается только на голове, крыльях и хвосте, всё остальное оперение - серое. Однако, в отличие от популяций ландыша, у ворон сохранилась возможность контактов и обмена генами между «чёрными» и «серыми» популяциями, что приводило к появлению гибридных особей, дававших плодовитое потомство. Поэтому популяции ворон лишь разделились по окраске, а разделения на два чётких биологических вида не произошло.

2) При расширении ареала вида, причем особи на противоположных границах ареала приобретают резкие отличительные черты и даже иногда теряют способность производить при их скрещивании плодовитое потомство. Данный путь видообразования известен для птиц, некоторых рептилий, амфибий, насекомых. Например, когда ученые скрещивают представителей таких географически отдаленных популяций в лаборатории, они часто обнаруживают ту или иную степень их несовместимости друг с другом. Так, мускусная землеройка занимает огромный ареал на юге Азии. Самки из популяции, населяющей Бангладеш, не скрещиваются в лаборатории с самцами из Японии. Причина состоит в том, что бангладешские землеройки втрое крупнее японских.

В основе аллопатрического видообразования лежат те или иные формыпространственной изоляции. Этот путь видообразования всегда сравнительно медленный, происходящий на протяжении сотен тысяч поколений.

Разновидностью аллопатрического образования считается редко встречающееся парапатрическое, происходящее путем возникновения уникальных в генетическом отношении организмов – как правило, малоподвижных или совсем неподвижных (у растений, роющих грызунов или нелетающих насекомых). Оно связывается с расселением на новые территории, которые экологически мало отличимы от «родных». В этом случае изолированные близкородственные формы отличаются по числу хромосом и по некоторым физиологическим особенностям. Репродуктивная изоляция, порождаемая хромосомными и экологическими различиями, усиливается в результате развития способности к распознаванию разных рас или более мелких группировок, которые могут скрещиваться между собой, но в силу близкородственных связей обладают пониженной жизнестойкостью. При аллопатрическом видообразовании процесс дифференциации вида на более мелкие группировки предшествует развитию изоляции, при парапатрическом оба процесса происходят практически одновременно.

Противоположным аллопатрическому является симпатрический путь, происходящий вследствие значительного перекрывания ареалов разных видов и связанный с проникновением уже сформировавшихся видов на общую территорию. Симпатрическоевидообразование не связано с пространственной изоляцией. Обычно оно обусловлено экологической (сезонной), поведенческой или временной (хронологической) изоляцией. Симпатрическое видообразование начинается с разделения первично единой популяции на две или более группы организмов, которые затем продолжают расходиться по каким-то функциональным признакам. Например, во всей лесной зоне европейской России распространены две экологические расы жука ивового листоеда. Жуки одной расы питаются листьями ив, другой — листьями берез. Жуки березовой расы могут питаться листьями ив. Жуки ивовой расы погибают, если их кормят березовыми листьями. Налицо глубокие генетические и физиологические различия, обусловленные дивергенцией (расхождением функций) по питанию. Однако пространственной изоляции между расами нет. Ивы и березы, на которых живут жуки, часто соприкасаются ветвями. Основное значение для дивергенции рас ивового листоеда имела экологическая изоляция.

При филетическом видообразовании (во времени) вид, постепенно изменяясь в череде поколений, превращается в новый вид, который можно выделить, сопоставляя морфологические характеристики двух этих групп.

Новый вид может возникнуть и путем разделения единого предкового вида (дивергентное видообразование), и в результате гибридизации двух уже существующих видов (гибридогенное видообразование). Дивергентное видообразование Ч. Дарвин считал самым распространенным (пр-р: дивергенция дарвиновских вьюрков на Галапагосах). Гибридогенное видообразование типично для растений: по некоторым подсчетам, более 50% видов растений представляют собой гибридогенные формы. Например, культурная слива возникла путем гибридизации терна с алычой с последующим удвоением числа хромосом.