В каких случаях происходит экологическое видообразование кратко

Обновлено: 07.07.2024

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.

На Земле существует множество живых организмов, которые отличаются видовым разнообразием. Ежегодно учёные открывают новые виды животных или растений, которые образуются под влиянием различных факторов. Часто на возникновение очередных форм влияют географические факторы. Но в природе наблюдаются и примеры экологического видообразования, происходящего внутри популяции.

Определение и признаки

Видообразование выступает результатом микроэволюции, которая происходит в популяции за конкретный промежуток времени. Образованная группа живых организмов теряет все связи с сородичами.

К появлению новых форм жизни могут привести различные факторы. Некоторые группы возникают, когда случайно пересекаются ареалы. В этом случае образуются гибриды. В биологии такой процесс называют гибридизацией.

Также новая разновидность может сформироваться под влиянием изоляции. Изолированные друг от друга особи одного вида приобретают отличия, подкреплённые генами. Новая популяция считается уже другой разновидностью и не может скрещиваться с бывшими родственниками. Такой способ видообразования называется экологическим (или симпатрическим).

В основе симпатрии лежит формирование новой группы организмов путём освоения особями внутри одной популяции другого места обитания в пределах ареала. Часто причинами расхождения каких-либо разновидностей становятся разные рационы и периоды размножения. Обычно экологическое и географическое видообразования изображают с помощью схемы, в которой также отражают правильную последовательность процесса формирования популяций. При их сравнении можно понять, что симпатрия происходит с образованием у особей новых приспособлений к жизни под воздействием внешних факторов природы.

Процесс экологического образования вида начинается с того, что на существующей популяции живых организмов сказывается генетическая изоляция. Когда накопятся полезные мутации, у изолированной группы изменяется генофонд. Затем действует естественный отбор, а в конце происходит репродуктивная изоляция.

Примеры симпатрии

Новые виды, образованные путём симпатрии, называют экологическими расами. Яркие примеры симпатрического видообразования:

Люцерна бывает серповидная, которая растёт у подножия гор, и клейкая, произрастающая в гористых местах.
Экземпляры сибирской лиственницы можно встретить в Сибири, а даурскую разновидность — на Дальнем Востоке.
Учёные считают, что виды синиц образовались по выбору мест поиска пищи. Например, хохлатая питается семенами хвойных, а лазоревка добывает мелких насекомых в трещинах коры деревьев.
Один вид чёрного дрозда обитает в лесу, другой проживает рядом с людьми, но птицы находятся в пределах одного ареала.

К примеру, погремок большой имеет две формы, которые внешне практически не отличаются друг от друга. Но часть популяции цветёт весной, а другая — в конце лета.

Способы образования популяции

Экологическое видообразование может происходить двумя путями. Эти способы касаются признака размножения особей:

Полиплоидия. Процесс предполагает кратное увеличение гаплоидного набора хромосом в клетках при мейозе. Часто такое явление наблюдается у растений, а не среди животных. Например, у разных сортов пшеницы может быть набор хромосом 14, 28, 42. В клетках дикого хлопчатника их 26, а культурного — 52.
Гибридизация. Представляет скрещивание особей разных видов, в результате которого возникают гибриды с уникальным генотипом. Например, культурная слива появилась путём гибридизации тёрна с алычой. Ещё один пример — рябинокизильник, произрастающий в лесах Сибири.

У живых организмов, которым характерно половое размножение, экологическое видообразование наблюдается редко без географической изоляции. Это связано с тем, что новые мутации распространяются в популяции, если возможно скрещивание с особью-мутантом. В ином случае они пропадают, как только гибнет их носитель. У организмов, которые размножаются бесполым способом, один мутант, отличающийся от родительской группы, может дать начало новой разновидности, чтобы оказаться генетически изолированным.

Иногда в природе бывают случаи формирования новых видов на основе полиплоидии и отдалённой гибридизации. Например, разновидности картофеля характеризуются разным набором хромосом — 12, 24, 48, 72.

Полиплоиды обычно более устойчивы к жизни и конкурентоспособнее, чем гибриды. Иногда они вытесняют родительский вид. Этот способ образования популяции также наблюдается у членистоногих, иглокожих и кольчатых червей.

Сформированная популяция может увеличиваться, распадаться на другие группы или исчезнуть. После завершения образования новых организмов судьба поколения будет зависеть от возникших межвидовых взаимоотношений. Симпатрическое видообразование считается важным этапом в эволюции органического мира, без которого невозможно развитие природы.

Образование нового вида путём освоения особями нового места обитания, не выходя за пределы ареала, называется симпатрическим (симпатрией, симпатричностью) или экологическим видообразованием. Симпатрия происходит внутри одной популяции.

Признаки

Фактором экологического видообразования являются различные, отдельные условия существования организмов в пределах одного ареала. Чаще всего причинами расхождения видов становятся разные способы питания или сезонность воспроизводства потомства.

Изначально на образование нового вида влияет генетическая изоляция (мутация), которая возникает в пределах одной популяции. Накопленные полезные мутации приводят к изменению генофонда части популяции, а затем к репродуктивной изоляции.

Основными признаками экологического образования видов являются:

расселение особей в пределах одного ареала в разных экологических условиях;
образование мутаций, помогающих занять экологические ниши;
действие естественного отбора;
закрепление и передача полезных признаков по наследству;
репродуктивная изоляция.

которые читают вместе с этой

Рис. 1. Люцерна серповидная и клейкая.

Другой пример – разновидности чёрного дрозда. Одна группа особей живёт в лесу, вторая обитает рядом с человеком, но в пределах одного ареала.

Рис. 2. Погремок большой.

Способы

Симпатрия возникает двумя способами:

в результате полиплоидии – кратного увеличения гаплоидного набора хромосом в клетках при мейозе (вид мутации);
путём гибридизации – скрещивания особей разных видов, в результате чего возникает особь с уникальным генотипом.

Полиплоидия чаще встречается среди растений, чем животных, и широко применяется в селекции для повышения урожайности. Например, за счёт полиплоидии количество хромосом хлопчатника увеличивается с 26 до 52, что отражается на объёмах семян и производительности хлопка.

Культурная слива была получена в ходе гибридизации тёрна и алычи. Примером природной гибридизации является рябинокизильник, встречающийся в лесах Сибири.

Рис. 3. Рябинокизильник.

Экологическое образование видов происходит относительно быстро по сравнению с географическим (аллопатрическим) способом видообразования. Часто симпатрия сопровождается аллопатрией – географической изоляцией.

Что мы узнали?

Экологическое или симпатрическое образование видов возможно в пределах одного ареала и внутри одного вида. По разным причинам особи осваивают новые места обитания, постепенно вырабатывая и закрепляя в генотипе адаптации. В ходе естественного отбора внутри одного вида выделяется группа адаптированных особей, которая при действии репродуктивной изоляции становится самостоятельным видом.

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: