Перечислите возможные причины географического видообразования кратко

Обновлено: 04.07.2024

Географическое видообразование – это эволюционный путь формирования видов, при котором решающее значение имеет пространственная или территориальная изоляция.

Сущность географического видообразования

Такой тип видообразовании называется также аллопатрическим. В этом случае одним из условий для образования новых видов является изоляция популяции в определенных условиях. Под действием окружающей среды существенно меняется генофонд популяции, также формируется почва для расширения спектра мутаций и образования новых продуктивных сочетаний генов. На базе географической изоляции возникает новая форма данного явления, а именно – репродуктивная изоляция. Репродуктивная изоляция является решающим фактором при наличии процесса возникновения новых видов в природе.

Репродуктивная изоляция – это отсутствие возможности к скрещиванию между особями разных популяций.

Необходимо отметить также и тот факт, что сегодня существует большое количество теорий видообразования, но ни одна из них не считается полностью доказанной ввиду того, что все предложенные гипотезы достаточно трудно обосновать эмпирически. Несмотря на это, теория наличия географического видообразования прочно внедрилась в научный обиход и вполне обосновано конкурирует с другими представлениями о системе эволюционного процесса.

Механизмы географического видообразования

Образование новых видов является важнейшим эволюционным этапом. Еще Ч. Дарвин доказал тот факт, что образование новых природных видов формируется на основе воздействия движущих сил эволюции. При изменении условий существования внутри вида идет процесс расхождения признаков – дивергенция, которая приводит к образованию новых группировок особей внутри вида. От исходного вида может взять начало целый спектр форм, обладающих возможностью оставлять после себя плодовитое потомство и при этом выживать в неблагоприятных условиях среды.

Готовые работы на аналогичную тему

Если сравнить географическое видообразование с экологическим, то для него достаточно смены организмом собственного ареала обитания. Это часто происходит при расселении популяции. Естественными факторами формирования географической изоляции служат: реки, озера, моря, океаны, горы, леса и прочее.

Наличие препятствия еще не делает его фактором географической изоляции. Для каждой отдельной популяции фактором географической изоляции может стать то препятствие, которое не является препятствием для других.

Оставаясь на новой территории часть популяции получает возможность приобрести те адаптации, которые меняют ее генотип, что существенно отражается на фенотипе. Благодаря наличию аллопатрического типа видообразования в природе возникли уникальные виды на таких территориях, как Австралия, Антарктида, пустыни и северные широты.

Также среди причин формирования географического видообразования выделяют:

миграцию особей;
расширение ареала обитания популяции;
накопление мутаций, провоцирующих появление фенотипических и генотипических отличий;
естественный отбор;
репродуктивную изоляцию.

Все вышеуказанные причины возникновения географической изоляции проявляют себя по-разному в зависимости от того, где именно изначально расположена популяция и каким генофондом она обладает.

Географическая изоляция возникает на основе динамики развития климата и рельефа. Те особи, которые приспосабливаются к новым условиям обитания передают своим потомкам приобретенные адаптации. В результате их потомки выживают только в таких условиях. Аллопатрия является длительным процессом, который протекает в течение шести этапов: - изменение среды обитания видов и расширение ареала (климатические катаклизмы, изменение ландшафта); изменение хода естественного отбора при появлении мутагенеза и в результате адаптаций; сохранение полезных адаптаций и закрепление их в генотипе, сохранение географической изоляции, появление репродуктивной изоляции и возникновение новых видов.

Чем меньше обмен генами между приспособленными и неадаптированными видами, тем более четко наблюдаются различия между ними, ввиду чего и образуется репродуктивная изоляция.

Географический тип видообразования часто связан с колоссальными изменениями рельефа. К таким глобальным изменениям относят горообразование, расхождение континентов, формирование озер и рек. Все это занимает несколько сотен тысяч лет.

Для полного понимания географического видообразования можно привести несколько актуальных примеров.

Так, уникальное видовое разнообразие Байкала (возникновение различных видов хлопчатника, появление белоголовых чаек) объясняется изоляцией от других водных бассейнов горным хребтом.

Подобные примеры географического видообразования чаще всего связаны с несколькими причинами: на территории вида возникло непреодолимое препятствие, расширение ареала популяции настолько, чтобы возможность скрещиваться свелась к минимуму, а в последствии ликвидировалась совсем.

Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что географическое видообразование является достаточно длительным эволюционным процессом, базирующимся на изменениях климата, возникновении естественных преград. Для успешного видообразования такого типа необходима территориальная изоляция особей внутри одной популяции. Формирование видов заканчивается при возникновении полной репродуктивной изоляции.

Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что географическое видообразование базируется на следующих механизмах:

Географическое видообразование представляет собой путь формирования видов в ходе эволюции, при котором первостепенную роль играет пространственная или территориальная изоляция.

Названый путь видообразования также называют аллопатрическим. При географическом видообразовании формирование нового вида происходит в результате изоляции. Одно из важнейших условий образования новых видов — изоляция популяции в конкретных условиях.

Генофонд популяции заметно меняется в результате воздействия окружающей среды. Кроме того, происходит формирование почвы, способствующей расширению спектра мутаций и образованию новых продуктивных генных сочетаний.

Географическая изоляция становится основой для возникновения новой формы этого явления — репродуктивной изоляции. Именно она становится решающим моментом процесса возникновения в природе новых видов.

Репродуктивная изоляция — это невозможность скрещивания между особями разных популяций.

Несмотря на то, что на данный момент известно о множестве теорий видообразования, ни одну из них нельзя назвать целиком доказанной. Это объясняется тем, что любую из них достаточно сложно обосновать эмпирическим путем.

Однако теория географического образования прочно вошла в науку и успешно составляет конкуренцию другим представлениям о системе эволюционного процесса.

Механизм географического видообразования

Появление новых видов — важнейший этап эволюции. Образование новых природных видов формируется под воздействием движущих сил эволюции — это доказал Ч. Дарвин.

Если условия существования внутри вида изменяются, происходит процесс расхождения признаков — дивергенция. Этот процесс приводит к появлению новых группировок особей внутри вида. Поэтому один вид может стать источником целого спектра форм, каждая из которых способна к воспроизведению плодовитого потомства и выживанию в неблагоприятной среде.

В сравнении с экологическим, географическое видообразование может быть основано только лишь на смене организмом своего ареала обитания. Обычно такое происходит, когда популяция расселяется. Факторам географической изоляции в таких случаях выступают:

реки;
озера;
моря;
горы;
леса и др.

Однако нужно понимать, что препятствие само по себе еще не является фактором географической изоляции. К примеру, для одной популяции отдельное препятствие может стать фактором географической изоляции, а для другой популяции это препятствие вообще не будет считаться препятствием.

Когда популяция остается на новой территории, то приобретает адаптации, меняющие ее генотип. Это, в свою очередь, сказывается на фенотипе.

Аллопатрический тип видообразования дал жизнь уникальным видам, проживающим на территориях Австралии, Антарктиды, пустынь и северных широт.

В основе географического видообразования лежат определенные механизмы:

наличие пространственной изоляции популяций внутри одного вида дает начало новым видам. Пространственная изоляция в этом случае — разделение географических ареалов;
возникновение генетической изоляции в результате продолжительного разобщения популяций. Генетическая изоляция сохраняется даже тогда, когда географическая изоляция перестает действовать;
появившиеся в результате географического видообразования новые виды называются географическими расами.

Причины формирования географического разнообразия

Основные причины формирования географического видообразования:

миграция особей;
расширение ареала обитания популяции;
естественный отбор;
репродуктивная изоляция;
накопление мутаций, которые влияют на образование фенотипических и генотипических различий.

Все эти причины проявляются по-разному и зависят от изначального местонахождения популяции и ее генофонда.

Возникновение географической изоляции связано с динамикой развития климата и рельефа. Приспособившиеся к новым условиям обитания особи передают приобретенные навыки адаптации своим потомкам. Поэтому эти потомки способны выжить только в этих условиях.

Аллопатрия — процесс длительный. Он включает 6 этапов:

Изменение среды обитания видов, расширение ареала (в результате климатических катаклизмов и изменений ландшафта).
Изменение хода естественного отбора (в результате мутагенеза и адаптаций).
Сохранение приобретенных полезных адаптаций с последующим закреплением их в генотипе.
Сохранение географической изоляции.
Появление репродуктивной изоляции.
Возникновение новых видов.

Более четкие различия между приспособленными и неадаптированными видами обусловлены меньшим обменом генами между ними. Так образуется репродуктивная изоляция.

Между географическим типом видообразования и изменениями рельефа наблюдается заметная связь. К таким изменениям рельефа относят горообразование, формирование рек и озер, расхождение континентов и др. Все эти процессы длятся по несколько сотен тысяч лет.

Примеры географического видообразования

Примеры географического видообразования помогают понять сам процесс.

Видовое разнообразие Байкала, которое без сомнения считается уникальным (а это белоголовые чайки, различные виды хлопчатника и др) обусловлено горным хребтом, изолировавшем эту территории от других водных бассейнов.

Схожие примеры видообразования (географического) объясняются парой причин:

непреодолимыми препятствиями, возникшими на территории вида;
расширением ареала популяции, в результате которого возможность скрещивания свелась к минимуму или вообще исчезла.

Как следует из текста выше, географическое видообразование — это длительный эволюционный процесс. В его основе лежат климатические изменения и естественные преграды.

Чтобы такое видообразование прошло успешно, важна территориальная изоляция особей внутри одной популяции. Когда возникает полная репродуктивная изоляции, можно говорить об окончании формирования видов.

Географическое видообразование – самая распространенная разновидность видообразования.

Суть процесса заключается в том, что изолированные популяции меняются генетически, образовывая новый вид.

При этом разные изолированные популяции теряют возможность скрещиваться друг с другом в результате биологической изоляции в течение многих поколений.

Что такое видообразование в географии и его основные формы

Географическое (или аллопатрическое) видообразование наиболее изучено среди всех 4-х путей естественного видообразования, таких как экологическое (или симпатрическое), перипатрическое и мгновенное (на основе полиплоидии).

Формы образования видов различаются по способу изоляции. Ниже представлена таблица с описаниями других форм.

Происходит в условиях обитания популяций одного вида в отличающихся условиях природы. При этом ареал не расширяется, по сравнению с географическим. В результате разделения популяций генофонд каждой из них начинает меняться из-за внешних условий среды (происходит естественный отбор, возникают новые мутации, разные для каждой популяции).

Подвид географического, т. е. пространственной формы образования видов. Новые виды появляются в малых популяциях, не обменивающихся генами с основной из-за нахождения на периферии. Из всех факторов, таких как генетический дрейф, естественный отбор и возникновение мутаций, в этом механизме наибольшую роль имеет первый.

Является формой экологического, то есть популяция не делится пространственными барьерами. Но за пару поколений в одном ареале из-за резких перемен в генах может возникнуть новая структурная единица.

Характеристика и причины формирования географического видообразования

Автор теории эволюции, Чарльз Дарвин, больше всего в своих работах говорил о пространственном механизме. Но первым указал на значимость аллопатрии Мориц Вагенер – немецкий путешественник и биолог.

Главным условием для данного способа образования новых структурных единиц является пространственная изоляция, т. е. наличие между популяциями труднопреодолимых преград.

Механизм аллопатрии

Такое видообразование происходит при изоляции популяции вида от остальных популяций того же вида на протяжении многих поколений. За этот срок во многих локусах особей этой популяции замещаются аллели.

Генофонд данной популяции будет видоизменяться независимо от остальных популяций, вследствие чего накапливаемые мутации сделают невозможным скрещивание с особями вне популяции.

Изоляты перенесут изменения в фенотипе и генотипе. Наступит этап так называемой репродуктивной изоляции, чем и характеризуется возникновение нового вида.

Частота встречаемости различных аллелей меняется не только из-за естественного отбора, но и благодаря генетическому дрейфу.

Возьмем, к примеру, крыс, обитающих когда-то в Западной Европе. Они стали размножаться, и часть популяций вида переселилась на восток, в Восточную Европу и Азию.

В условиях другого климата, отличного от европейского, будут выживать только те особи, которые к нему приспособлены (т. е. те, кто имел генетические преимущества, никак не проявлявшиеся в родном климате). И в новом месте обитания число приспособленных к новому климату особей будет возрастать с каждым поколением, а число неприспособленных – наоборот, падать.

Если сначала эти различия между приспособленными (азиатскими) и неприспособленными (европейскими) будут малозаметны, то через века и тысячелетия генотип этих подвидов определенного вида крыс из-за последовательности необратимых изменений в генах станет различаться настолько, что их можно будет считать отдельными видами, не способными к взаимному скрещиванию в результате репродуктивной изоляции.

На срок, через который происходит формирование новой структурной единицы, влияет степень изоляции, т. е. быстрее всего новый вид возникнет при нулевом контакте двух разделенных популяций.

Через еще большее количество лет азиатский вид крыс может переселиться обратно в Европу, но уже не будет иметь возможности скрещиваться с европейским.

Примеры географического видообразования

Приведём еще несколько примеров для закрепления материала:

белоголовые чайки, живущие по всему миру (черноголовая, вилохвостая, бургомистр, морская, клуша, моевка, малая чайка, серебристая, розовая и т. д.);

американский, австралийский и азиатский хлопчатники;

Байкал изолирован от других водоёмов горным хребтом, в результате чего в озере присутствуют уникальные виды;

севанская форель имеет 4 подвида, отличающихся разными сезонами года, в которые они размножаются (нерестятся).

Характеристика

Одно из условий образования нового вида – изоляция в изменившихся условиях. Под действием изменения климата, рельефа или возникновения естественной преграды одна из популяций остается в изоляции, изменяется ее генофонд, возникают новые мутации и наилучшие сочетания генов, накапливаются новые полезные признаки. Возникает сначала новый подвид, а затем и новый вид. В результате появляется репродуктивная изоляция – невозможность скрещивания между разными видами .

В отличие от экологического видообразования, предполагающего развитие вида в разных экологических нишах, для аллопатрии во многих случаях достаточно смены ареала, что происходит при расселении популяции. Границами ареала становятся реки, озёра, моря, горы, леса.

Рис. 1. Разные ареалы.

Приспособившись к природным условиям на новой определённой территории, в условиях изоляции популяция приобретает новые адаптации, меняющие генотип, что отражается на фенотипе. Благодаря аллопатрической изоляции возникли уникальные виды Австралии, Антарктиды, северных широт, пустынь.

Чем характеризуется географический способ видообразования:

Аллопатрическим , или географическим называют видообразование, которое происходит в результате пространственной (географической) изоляции популяций.

Географическая изоляция возникает, если популяции разделяют какие-либо физические преграды: большие расстояния, горы, реки и т. д.

Из-за пространственной изоляции миграция особей становится невозможной и популяции перестают обмениваться генами. При длительном разобщении популяций накапливается много отличий, что может привести к невозможности скрещивания их особей. В дальнейшем из таких популяций могут образоваться новые виды.

наличие трёх видов ландыша,имеющих географическую обособленность: в Европе распространён ландыш майский, на Кавказе растёт ландыш закавказский и на Дальнем востоке — ландыш кейске;
формированиевида синица сераяв восточной части ареала синицы большой (в Южной и Юго-Восточной Азии).

внутри ареала. В этом случае особи обитают вместе, но не могут скрещиваться из-за биологических различий.

Экологическое видообразование происходит, когда возникает экологическая изоляция популяций, связанная с изменением сроков размножения или переходом на разные виды пищи.

образование на скашиваемых лугах сезонных рас погремка большого, цветущих до покоса и после покоса;
сосуществование близких видов европейских белянок: капустницы, брюквенницы, репейницы, гусеницы, питающихся разными растениями;
формирование пяти видов синиц, обитающих в одном ареале и отличающихся способом питания: большая синица поедает крупных насекомых; лазоревка добывает мелких насекомых из расщелин коры; гаичка питается мелкими листоядными насекомыми, московка — насекомыми и семенами, а хохлатая — семенами хвойных деревьев.

Причинами внезапного видообразования могут быть мутации, полиплоидия или межвидовая гибридизацией, сопровождающаяся удвоением числа хромосом. В этих случаях сразу возникает репродуктивная изоляция особей и новый вид формируется быстро внутри одной популяции.

Читайте также: