Объясните как образуются новые виды в условиях географической или экологической изоляции кратко
Обновлено: 02.07.2024
Еще Ч. Дарвин указывал, что изоляция очень важный эволюционный фактор, так как она приводит к расхождению признаков особей в пределах одного вида и предотвращает скрещивание особей разных видов между собой.
Географическая изоляция. Рассмотрим, какими способами осуществляется в природе изоляция, ведущая к расхождению признаков в популяции. Наиболее частой является пространственная, или географическая, изоляция. Сущность ее заключается в разрыве единого ареала, на котором обитал вид, на не сообщающиеся между собой части. В результате отдельные популяции обосабливаются, поэтому свободное скрещивание индивидуумов из разных частей ареала оказывается либо невозможным, либо крайне затрудненным.
В каждой изолированной популяции могут случайно возникать мутации. Вследствие дрейфа генов и действия естественного отбора генотипический состав изолированных популяций становится все более и более различным.
Причины, ведущие к возникновению географической изоляции, многочисленны: это образование гор или рек, перешейков или проливов, истребление популяций в определенных районах и т. д.
Вследствие невозможности скрещивания особей из различных изолированных популяций в каждой из них возникает свое направление эволюционного процесса. Это со временем приводит к значительным отличиям в их генотипической структуре и ослаблению и даже полному прекращению обмена генами между популяциями.
Экологическая изоляция. Другой путь, приводящий к расхождению популяции, — экологическая изоляция. Она основана на различиях в предпочтении животных или растений селиться в определенном месте и скрещиваться в строго определенное время года. Некоторые лососевые рыбы, например, нерестятся не ежегодно, а через год. Причем в одно и то же нерестилище в четный год приходит нереститься одна популяция рыб, а в нечетный год — другая. По этой причине представители разных популяций не могут скреститься и популяции оказываются изолированными.
Другой тип экологической изоляции связан с предпочтением живыми организмами конкретного местообитания. Севанская форель — пример такой изоляции. Разные популяции форели нерестятся в устьях различных ручьев и горных рек, впадающих в озеро, поэтому свободное скрещивание между ними крайне затруднено. Экологическая изоляция, таким образом, препятствует скрещиванию особей из разных популяций и служит, так же как и географическая изоляция, начальным этапом расхождения популяций.
Биологические механизмы, препятствующие скрещиванию особей разных видов. Существуют сложные механизмы, препятствующие скрещиванию особей разных видов, живущих на одной территории. Особенно важное значение в осуществлении такой изоляции имеют различия в поведении животных.
Несходство в брачных песнях, ритуалах ухаживания, выделяемых запахах, предпочитаемых местах обитания — все это надежно предохраняет особей разных видов от спаривания. Многие виды, кроме того, обладают различиями в строении половых органов, что является дополнительной преградой к скрещиванию. У растений наблюдается неспособность пыльцы одних видов прорастать на рыльцах пестиков других видов. В том случае, если оплодотворение все-таки происходит, наблюдается гибель зигот по генетическим причинам. В тех случаях, когда все барьеры оказываются преодоленными и все же рождается гибридное потомство, оно часто оказывается бесплодным из-за нарушений мейоза в связи с различиями в строении и числе хромосом.
1. Объясните, как образуются новые виды в условиях географической или экологической изоляции?
2. В чём различие географической и экологической изоляции?
географическая изоляция - популяции не могут скрещиваться между собой из-за расстояния или физических преград. Соответственно, с течением времени(особенно если по разные стороны преграды разные условия обитания) накапливаются различия в генофонде.
Экологическая изоляция - изоляция, создаваемая средой. между популяциями существуют генетически обусловленные различия в отношении их экологических потребностей и предпочтений. При этом жить они могут на одной территории.
Изоляция в биологии представляет собой эволюционный фактор, подразумевающий наличие каких-то барьеров, которые нарушают процесс свободного скрещивания, а также закрепляющий определенное количество различий между популяциями внутри вида.
Отдельные особи внутри определенной популяции, располагающаяся на конкретной территории, также могут подвергаться изоляции.
В рамках эволюционной теории выделяют такие формы:
- географическая изоляция. Она связана с разделением ареала;
- экологическая изоляция. В рамках такой изоляции акцент делается на разнообразных условиях жизни;
- этологическая изоляция. Она опирается на различия в условиях обитания;
- репродуктивная изоляция — это такая изоляция основана на отсутствии возможности размножения.
Характеристика видов изоляции в биологии
Географическая или пространственная изоляция
Начнем с такого вида изоляции в биологии как географическая.
Географическая изоляция в биологии — это процесс, связанный с разрывом ареала обитания отдельного вида на не сообщающиеся между собой части.
Каждая из возникших частей популяции формирует определенное количество мутаций или случайных ненаправленных изменений генотипа. Среди факторов популяционных изменений также называют естественный отбор и репродуктивную изоляцию. Становится понятным, почему географическая изоляция популяций может привести к появлению раздробленных популяций, у которых нет возможности друг с другом взаимодействовать.
Географическая изоляция, к примеру, может возникнуть под влиянием таких факторов как реки и горы, проливы и перешейки, а также уничтожение популяций в отдельных географических районах.
Ввиду того, что географическая изоляция исключает возможность скрещивания, в каждой изолированной популяции формируется особое направление эволюционного процесса. Как результат — наличие отличий в генотипической структуре, а также ослабление или полное прекращение обмена генами между популяциями.
Экологическая изоляция
Под экологической изоляцией понимают такой пример изоляции, который связан с тем, что особи предпочитают конкретные условия обитания.
Примером экологической изоляции является образование популяции Севанской форели. Для разных популяций форели характерен нерест в устьях различных ручьев и горных рек, которые впадают в озеро. По этой причине свободное скрещивание между ними практически невозможно.
Благодаря экологической изоляции особи различных популяций не скрещиваются, что, как и в случае с географической изоляцией, приводит к начальному расхождению популяций.
Этологическая изоляция
Этологическая изоляция в биологии — это своеобразное осложнение спаривания, связанное с особенностями поведения.
Такая изоляция встречается только среди животных — среди растений она не наблюдается.
Пример такой изоляции — тетеревиный ток. В ходе ток чужак не может составлять конкуренцию местным обитателям, так как издаваемые им звуки и принимаемые во время ухаживания позы отличаются от других представителей.
Репродуктивная изоляция
Репродуктивная изоляция, к примеру, это вообще результат всех других видов изоляции: все они движутся в ее направлении. Сама же изоляция становится причиной нарушения процесса свободного скрещивания, а также к образованию стерильного потомства, которое не в состоянии дать свое потомство.
Есть две формы репродуктивной изоляции:
Особенность временного характера изоляции — в отличии сроков размножения особей. Репродуктивная изоляции характеризуется множеством аспектов и содержит в себе практически все типы изоляционного процесса.
Анатомическая форма изоляции как фактор эволюции (также ее называют морфологической и физиологической), подразумевает появление различий в строении и размерах отдельных органов и половой системы, а также в том, как реализуется репродуктивная функция организмов на практике.
Это самая очевидная форма изоляции и наиболее явно отслеживаемая.
Генетическая изоляция, в свою очередь, более распространена. В результате нее появляется несовместимость половых клеток, возникают гибриды с низкой жизнеспособностью, плодовитостью и стерильностью.
Оба этих вида репродуктивной изоляции формируются отдельно одна от другой и сочетаются с различными комбинациями.
Важно, что генетическая изоляция считается наиболее важной формой изоляции, стимулирующей процесс эволюции. Благодаря ей стимулируется видообразование, появляется независимый генофонд популяции.
Чаще всего причиной репродуктивной изоляции является действие длительной географической изоляции.
Степень действия изоляции оценивается в каждом отдельном случае: для конкретной популяции и особи.
Пространственные и экологические изоляции приводят к разрыву единого генофонда на несколько, которые относительно изолированы друг от друга. В этом суть всех изоляций. Результат изоляционного процесса — новые виды. При этом, такое происходит не со 100-процентной гарантией. Но обычно первичные формы изоляции считаются толчком процесса видообразования.
Изоляция — это биологический термин, за которым скрывается разобщение особей. В результате таких разобщений возникают видовые изменения. По этой причине изоляция — это фактор эволюции, который и движет ее.
Популяции, изолированные от других, приобретают новые видовые характеристики. Поэтому в результате происходит закрепление генетических изменений в нескольких популяциях или образование нового вида.
Пример действия биологической изоляции — расы людей и народности, племена. Примером изоляции как эволюционного фактора является разница в развитии отдельного народа. Изоляции в природе идут рядом с определенными эволюционными факторами:
- дрейфом генов;
- популяционными волнами;
- естественным отбором.
Ученые до сих пор не сошлись во мнении, считать изоляцию следствием естественного отбора или же причиной.
Географическая изоляция - популяции не могут скрещиваться между собой из-за расстояния или физических преград. Соответственно, с течением времени(особенно если по разные стороны преграды разные условия обитания) накапливаются различия в генофонде.
Экологическая изоляция - изоляция, создаваемая средой. между популяциями существуют генетически обусловленные различия в отношении их экологических потребностей и предпочтений. При этом жить они могут на одной территории
Образование новых видов — важнейший процесс в эволюции органического мира. Внутри вида постоянно происходят процессы микроэволюции (начальные этапы эволюционного процесса), приводящие к образованию новых внутривидовых группировок — популяций и подвидов. Это происходит потому, что в различных популяциях возникают разные мутации и формируются отличающиеся друг от друга генофонды.
Понятие и принципы дивергенции Дарвина
Неоднородные условия существования вида в различных частях ареала могут направлять отбор в различных направлениях. Это приводит к дивергенции (расхождению признаков).
Суть учения Дарвина о дивергенции заключается в признании того, что наиболее сходные, родственные организмы нуждаются в одинаковых условиях существования. Таким образом между ними происходит наиболее напряженная внутривидовая борьба. Наоборот, между наиболее отличающимися индивидами одного вида (а следовательно, и в одной популяции) общих интересов в борьбе за жизнь меньше, поэтому несхожие особи имеют больше преимуществ, следовательно, у них реальнее возможность выжить.
Механизм видообразования
Обычно промежуточные формы уступают крайним, не выдерживают с ними конкуренции и оказываются элиминированными в процессе естественного отбора. Благодаря изменчивости уклонившиеся от исходной формы виды могут все больше изменяться в наметившемся направлении, у них все больше накапливаются признаки, полезные для существования в данных конкретных условиях.
Конкретным примером дивергенции может служить судьба насекомых на небольших океанических островах, о чем уже упоминалось выше. Но если условия среды в течение длительного времени не изменяются, то вид остается неизменным по сравнению с исходным. Благодаря дивергенции возникают и высшие систематические категории — роды, семейства, отряды, классы и типы.
Способы видообразования
Изменения факторов среды, влияющих на организмы и важных для индивидуального развития, могут зависеть как от изменений живой и неживой природы того или иного географического ареала, так и от расширения экологического распределения вида. В связи с этим в природе различают географический и экологический способы видообразования.
Географическое видообразование
Происходит в результате фрагментации ареала материнского вида физическими барьерами (горные хребты, водные пространства и др.), что ведет к изоляции популяций и видов. Это приводит к изменению генофонда популяций, а затем и к созданию новых популяций, подвидов и видов. Так возникли байкальские виды ресничных червей, ракообразных, рыб, специфические виды, обитающие на океанических островах (например, галапагосские вьюрки).
С подобными явлениями встречаемся мы и в случае расширения ареала какого-либо вида. Популяции в новых условиях встречаются с иными географическими факторами (климат, почва) и с новыми сообществами организмов. Так образовались европейский и дальневосточный виды ландыша, лиственница сибирская идаурская, подвиды синицы большой: евро-азиатский, южно-азиатский и восточно-азиатский.
Способы видообразования
Экологическое видообразование
Возникает, когда небольшие группы одной популяции попадают в различные экологические условия (экологические ниши) в пределах ареала своего вида. Здесь организмы подвергаются действию новых условий. Это влечет за собой выявление и закрепление новых мутаций, изменение направления естественного отбора и формирование новых признаков.
Так, у полупаразитического лугового погремка в результате летних укосов сформировалось два подвида — погремок весенний раннеспелый и погремок летний позднеспелый.
В связи с пищевой специализацией обособилось несколько видов синиц. Синица большая и лазоревка обитают в лиственных лесах, садах, парках. Первая из них питается преимущественно крупными насекомыми, а вторая разыскивает мелких насекомых на коре деревьев. Синица московка и гаичка селятся в хвойных и смешанных лесах, питаясь насекомыми, а хохлатая синица — в тех же лесах, питаясь семенами хвойных деревьев.
Взаимосвязь и совместное действие способов
Границы между разными способами видообразования условны: на разных этапах микроэволюции один способ сменяет другой или они действуют совместно. Первичная географическая изоляция может в дальнейшем присовокупить действие экологической, что приведет к совершенствованию приспособлений. Таким образом процесс видообразования носит приспособительный характер.
Сформировавшийся вид становится генетически замкнутой системой, на этом заканчивается микроэволюция. Однако внутри вида продолжают накапливаться мутации, которые в свою очередь могут стать источником нового направления эволюции. Каждый вид реально существует, но является исторически сложившимся временным звеном в цепи процесса эволюции.
Читайте также: