Какие механизмы лежат в основе аллопатрического видообразования кратко

Обновлено: 30.06.2024

Микроэволюция представляет собой эволюционные преобразования, происходящие в пределах популяций в сравнительно короткие промежутки времени (например, изменение частоты генов, гомо- и гетерозигот за несколько поколений).

Начинается микроэволюция в популяциях, особи которых различаются генотипами. Постоянно действующий естественный отбор приводит к элементарным эволюционным явлениям.

Элементарное эволюционное явление — направленное и необратимое изменение соотношения генов в генофонде популяции, которое меняет её эволюционные возможности.

Со временем генофонды популяций могут измениться так, что скрещивание между ними становится невозможным. При условии изоляции популяций это ведёт к образованию новых видов, что представляет собой заключительный этап микроэволюции.

Различают филетическую микроэволюцию и видообразование.

Филетическая микроэволюция — это постепенные изменения, происходящие с течением времени в пределах одного вида или популяции. Приводят к возрастанию приспособленности организмов к среде обитания.

Видообразование — это процесс образования нескольких новых видов из одного исходного.

СХЕМА МИКРОЭВОЛЮЦИИ

Элементарные эволюционные факторы

(мутации, комбинации, волны жизни, миграции)

борьба за существование → элементарная единица эволюции ← изоляция

и естественный отбор (популяция)

Элементарные эволюционные явления

(изменение генофонда популяции)

Филетическая эволюция видообразование

(адаптации) (новые виды)

Значит, микроэволюция — это процесс эволюционного преобразования популяций, приводящий к совершенствованию адаптаций и образованию внутривидовых форм и новых видов.

Видообразование. Пути и способы видообразования

Процесс образования видов осуществляется в результате взаимодействия элементарных эволюционных факторов: мутаций, дрейфа генов, естественного отбора, волн жизни и изоляции.

Формы видообразования:

дивергентное (истинное) видообразование — разделение первоначально единого вида на два или более новых. Механизм: изоляция между популяциями — накопление генетических изменений — появление репродуктивной изоляции (невозможности скрещиваться);
филетическое видообразование — постепенное превращение во времени одного вида в другой. Механизм: изменения условий среды захватывают весь ареал — накопление наиболее выгодных изменений у всех популяций вида;
путём гибридизации (гибридогенное) — скрещивание популяций разных видов на территории пересечения их ареалов.

Основные способы видообразования:

2 — путём гибридизации (гибридогенное)

3 — дивергентное (истинное)

Дивергентное видообразование

При разделении одного вида на два и более новых различают два основных механизма видообразования — аллопатрическое и симпатрическое.

Аллопатрическое (географическое) видообразование происходит при географической изоляции между популяциями или вследствие резких отличий в окружающей среде внутри вида.

Симпатрическое (экологическое) видообразование: новый вид образуется внутри ареала исходного вида. С самого начала изоляция является генетической. Такое положение создаётся в результате полиплоидии вследствие нарушений нормального хода мейоза, при крупных хромосомных перестройках или межвидовой гибридизации.

Аллопатрическое видообразование

Аллопатрическое (географическое) видообразование, как правило, происходит медленно и даёт виды, отличающиеся по морфофизиологическому критерию от вида-родоначальника.

2. Возникновение географической преграды (реки) приводит к возникновению изолятов — географически изолированных популяций.

Каждый изолят будет эволюционировать независимо от других популяций. В изолированных частях будут накапливаться новые генотипы и фенотипы. Особи в разных частях ранее единого ареала могут изменить свою экологическую нишу.
Накопленные изменения в генотипе приводят к репродуктивной изоляции.

В Австралии обитает роскошный горный попугай Polytelis anthopeplus (Lear). В условиях засушливого периода единый ареал разделился пустыней Викторией на два разобщённых между собой ареала — на юго-востоке и юго-западе Австралии. В настоящее время оба подвида отличаются по своему поведению и местообитанию (этологический и экологический критерии). Восточно-австралийская популяция (Polytelis anthopeplus anthopeplus) избегает соседства с человеком и держится в степях с отдельно стоящими колками густых кустарников. Западно-австралийская популяция горного попугая (Polytelis anthopeplus monarchoides), наоборот, охотно заселяет культурный ландшафт и настолько увеличилась в числе, что наносит ощутимый вред полям пшеницы.

Так как между географическими популяциями попугаев не происходит обмена генетической информацией, в будущем возможно возникновение репродуктивной изоляции и, следовательно, видообразования.

Большинство видов, особенно животных, возникают именно аллопатрическим путем.

Генетически сходные растения и животные могут находиться на разных континентах. Похожие организмы можно найти на материках и островах, бывших их частями. Однако формы с разделённых участков суши не способны дать плодовитое потомство при скрещивании — то есть отличаются по видовой принадлежности. Это примеры аллопатрического видообразования, происходящего в результате географической изоляции.

Формы видообразования

Новые виды возникают различным образом и по разным причинам. Можно назвать три основных формы их образования:

дивергентное видообразование — один вид разделяется на два и более из-за накопления генетических и фенотипических различий между его представителями;
филетическое — превращение одного вида в другой из-за приспособления к изменившимся условиям существования;
гибридогенное — возникновение нового вида в результате скрещивания двух других (близкородственных).

Дивергентное видообразование бывает аллопатрическим (географическим) и симпатрическим (экологическим). Их можно сравнить по причинам, продолжительности и промежуточным этапам.

Сравнительная характеристика этих двух путей:

популяция вида обитает на территории, не разделённой географическими барьерами;
возникает барьер, разделяющий популяцию на части;
две (или более) популяции развиваются независимо и накапливают отличия;
каждая из популяций эволюционирует в новый вид

есть популяция вида, населяющая определённую территорию;
внутри популяции возникают формы, приспособленные к разным условиям (например, светолюбивые и теневыносливые);
формы начинают развиваться относительно независимо друг от друга;
в результате накопления различий между формами каждая из них становится отдельным видом

Механизм географического видообразования

Чтобы понять, на каких механизмах основывается географическое видообразование и чем оно отличается от экологического, необходимо понять схему, по которой оно протекает.

Процесс аллопатрического видообразования начинается с возникновением природного барьера, разделяющего популяцию. Часто он появляется, когда расходятся континенты, или же поднимается уровень воды в океане, разделяя ранее единый участок суши на несколько. Барьером может служить и река, которая начинает протекать по новому руслу, или другой водоём. Также есть антропогенные преграды, но срок их существования пока недостаточен, чтобы предполагать, что они успели сыграть роль в видообразовании.

Между особями по разные стороны преграды, как правило, невозможен половой контакт, приводящий к появлению совместного потомства, или возможны только единичные случаи. В результате не происходит обмена генами между разными частями когда-то единой популяции, и каждая часть эволюционирует независимо.

Если изоляция продолжается в течение длительного времени (тысяч и миллионов лет), накапливается столько генетических, морфологических, поведенческих или иных различий между представителями разделённых популяций, что репродуктивное взаимодействие между особями по разные стороны барьера становится невозможным даже в случае его исчезновения. Тогда можно констатировать появление различных видов.

Аллопатрические организмы

Аллопатрическими называют близкородственные виды, обитающие в разных географических областях и занимающие сходные экологические ниши. Можно привести следующие примеры:

Галапагосские (дарвиновы) вьюрки — классический пример аллопатрии. Каждый из видов живёт на своём острове или на нескольких, расположенных рядом. Разность признаков птиц тем сильнее, чем более удалены друг от друга части архипелага, на которых они обитают.
Европейский, дальневосточный и американский подвиды ландыша, которые часто считают разными видами.
Серая синица — вид, возникший в азиатской части ареала большой синицы.

Благодаря географическому видообразованию на каждом континенте и крупном острове существуют свои эндемики — обитающие только на этом участке суши растения и животные. Например, сумчатые млекопитающие существуют только в Австралии, а колибри — на американских материках.

Формы видообразования

дивергентное видообразование — один вид разделяется на два и более из-за накопления генетических и фенотипических различий между его представителями;
филетическое — превращение одного вида в другой из-за приспособления к изменившимся условиям существования;
гибридогенное — возникновение нового вида в результате скрещивания двух других (близкородственных).

Дивергентное видообразование бывает аллопатрическим (географическим) и симпатрическим (экологическим). Их можно сравнить по причинам, продолжительности и промежуточным этапам.

Сравнительная характеристика этих двух путей:

популяция вида обитает на территории, не разделённой географическими барьерами;
возникает барьер, разделяющий популяцию на части;
две (или более) популяции развиваются независимо и накапливают отличия;
каждая из популяций эволюционирует в новый вид

есть популяция вида, населяющая определённую территорию;
внутри популяции возникают формы, приспособленные к разным условиям (например, светолюбивые и теневыносливые);
формы начинают развиваться относительно независимо друг от друга;
в результате накопления различий между формами каждая из них становится отдельным видом

Механизм географического видообразования

Между особями по разные стороны преграды, как правило, невозможен половой контакт, приводящий к появлению совместного потомства, или возможны только единичные случаи. В результате не происходит обмена генами между разными частями когда-то единой популяции, и каждая часть эволюционирует независимо.

Аллопатрические организмы

Галапагосские (дарвиновы) вьюрки — классический пример аллопатрии. Каждый из видов живёт на своём острове или на нескольких, расположенных рядом. Разность признаков птиц тем сильнее, чем более удалены друг от друга части архипелага, на которых они обитают.
Европейский, дальневосточный и американский подвиды ландыша, которые часто считают разными видами.
Серая синица — вид, возникший в азиатской части ареала большой синицы.

Благодаря географическому видообразованию на каждом континенте и крупном острове существуют свои эндемики — обитающие только на этом участке суши растения и животные. Например, сумчатые млекопитающие существуют только в Австралии, а колибри — на американских материках.

Географическое или аллопатрическое видообразование – сложный и долгий процесс формирования видов. Благодаря территориальной или пространственной изоляции вследствие изменения рельефа, климата, ландшафта мигрировавшие особи приобретают индивидуальные черты в ходе адаптации.

Видообразование

Образование новых видов происходит по-разному. В зависимости от способа формирования выделяют три формы видообразования:

дивергентное(истинное) – разделение одной популяции на разные виды (два и более) в ходе накопления различий в генотипе и фенотипе;
филетическое– превращение одного вида в другой в результате изменений условий проживания для всей популяции;
гибридогенное– образование нового вида с помощью гибридизации между двумя близкородственными видами.

Рис. 1. Кавказская скальная ящерица – пример гибридогенного видообразования.

К дивергентному видообразованию относится географическое (аллопатрическое) и экологическое (симпатрическое) видообразование.

Географическая изоляция

Причины и механизм географического образования видов (аллопатрии) описаны в таблице.

Характеристика

Описание

Расширение или разделение ареала одной популяции, географические изменения

Постепенно, в течение сотен, тысяч или миллионов лет

– миграция части популяции и образование географического барьера (реки, горы);

– накопление и закрепление в генотипе полезных адаптаций к новым условиям среды;

– появление нового вида.

Обязательным условием закрепления признаков вида является репродуктивная изоляция, т.е. невозможность скрещиваться с другими видами.

Рис. 2. Разные виды ландышей.

Примеры

Яркими примерами аллопатрического видообразования являются различные виды птиц и зверей на островах и континентах. Все острова и континенты когда-то были частью монолитной суши. Постепенное расхождение территорий отделило одну популяцию от другой. В результате возникли разные виды. Например, Австралия до сих пор сохраняет уникальную природу и является родиной сумчатых животных. На других континентах встречаются схожие популяции, но уже плацентарные (сумчатый волк, волк обыкновенный).

Другие примеры:

которые читают вместе с этой

бурый и белый медведи;
галапагосские и континентальные вьюрки;
западносибирский вид зайцев-русаков.

Рис. 3. Флоресский человек.

Что мы узнали?

Виды могут формироваться разными способами. Один из таких способов – географическое видообразование. Проявляется при территориальной изоляции части одной популяции. В результате приспособленности к новым условиям накапливаются полезные изменения в генотипе, которые передаются по наследству и становятся препятствием для скрещивания с другими видами или частью отделённой популяции.

Читайте также: