Видообразование

Понятие видообразования

Процесс обособления популяции и переход ее в качественно новое состояние — вид — называют микроэволюцией, а разделение вида на дочерние виды — видообразованием.

Видообразование — это сложный и длительный эволюционный процесс, который протекает в пространстве и во времени. Появление нового вида представляет собой конечный итог микроэволюции.

Становление нового вида завершается лишь тогда, когда особи популяции вида в течение определенного времени приобретают признаки, обеспечивающие им репродуктивную изоляцию даже после разрушения разделяющих преград. В генетическом отношении сущность видообразования выражается в возникновении двух хорошо различающихся генных комплексов из одного исходного генофонда.

Появление нового вида представляет собой конечный итог микроэволюции, протекающей на основе приспособительных (адаптивных) преобразований популяций вида посредством дивергенции и под контролем естественного отбора.

С образованием нового вида микроэволюционные процессы не прекращаются, а продолжаются далее без какого-либо перерыва. С образованием нового вида лишь завершается один из этапов грандиозного и постоянно идущего в живом мире процесса эволюции и начинается новый этап — образование вида с новыми свойствами и новой судьбой. Поэтому вид называют качественным этапом эволюционного процесса. А поскольку микроэволюция и видообразование протекают в популяциях вида, то популяцию называют основной элементарной единицей эволюции.

Популяция является элементарной единицей эволюции, а вид — качественным этапом эволюции.

С помощью микроэволюционных процессов видообразования на Земле постоянно идет увеличение общей суммы видов и создается их огромное разнообразие, нередко удивляющее своими уникальными приспособительными свойствами. Микроэволюция представляет собой магистральный путь увеличения многообразия видов на Земле как общей суммы живого вещества в биосфере.

Эволюция всегда необратима. Это значит, что исчезнувшие виды никогда не появляются вновь. В появившихся новых видах сохраняется все то, что было достигнуто живыми организмами в процессе эволюции и помогает им существовать в новых условиях, например устойчивое закрепление отдельных полезных адаптаций. Закрепление и сохранение результатов эволюции оказываются возможными благодаря репродуктивной устойчивости видов.

Репродуктивная устойчивость видов — это историческая реальность. Однако эта устойчивость вида не абсолютна. Виды постоянно подвергаются изменчивости, которая обеспечивает гибкое приспособление организмов к изменяющимся условиям среды обитания. Эти эволюционные процессы всегда начинаются внутри вида в той или иной его популяции. Процесс видообразования на Земле идет непрерывно с того момента, как появилась жизнь, когда возникли первые живые организмы, и он продолжается в настоящее время.

Способы видообразования

Образование нового вида представляет собой процесс, завершающий микроэволюционную дифференциацию ранее существовавшего вида.

В природе наблюдается два способа видообразования: географическое, или аллопатрическое (от греч. allos - «другой», «иной» и patris - «родина»), и биологическое, или симпатрическое (от греч. syn - «вместе» и patris - «родина»).

В одних случаях исходный вид (или его популяция) по каким-то причинам оказывается на новых для него территориях, за пределами своего ареала. Новые условия существования создают предпосылки к появлению дивергенции, которая может завершиться появлением нового вида. Такой способ видообразования называют географическим или аллопатрическим.

В других случаях исходный вид не меняет своего ареала, но появляются факторы, существенным образом изменяющие условия его обитания на занимаемой территории. Длительное действие этих факторов, влияющих на исходный вид, направляет естественный отбор по новому пути, который в итоге также приведет к возникновению нового вида. Такой способ видообразования называют биологическим или симпатрическим.

В том и другом случае процесс видообразования зарождается в недрах популяции и идет постепенно на основе дивергенции в ряду многих поколений особей.

Географическое видообразование

Географическое видообразование происходит в тех случаях, если отдельные популяции вида будут полностью разъединены различными пространственно-территориальными барьерами: горными хребтами, реками, лесами, степями, морями, пустынями, городскими застройками и пр. Эти барьеры становятся препятствием для встречи особей и прерывают обмен генами между популяциями вида.

Классическим примером географического видообразования, описанным еще Ч. Дарвином, служит появление ряда видов дарвиновых вьюрков на Галапагосских островах архипелага Колон в Тихом океане. Полагают, что современные виды дарвиновых вьюрков — это потомки нескольких особей вьюрков из Южной Америки, случайно занесенных ветром на острова. Попавшие туда вьюрки стали основателями популяций на разных островах, а будучи изолированными друг от друга, они дали начало новым самостоятельным видам. Основные отличительные признаки разных видов дарвиновых вьюрков — строение клюва и способ питания птицы — находятся в тесной связи с особенностями добычи пищи в новых условиях.

Если географически обособившаяся популяция была первоначально малочисленной, то при скрещивании частота встречаемости особей, а следовательно, и некоторых генов может быстро возрастать. При этом возникает увеличение частоты близкородственных скрещиваний, что может закрепить одни аллели (признаки) при одновременной утрате других. В результате за несколько поколений в такой популяции некоторые гены могут полностью исчезнуть. То и другое может привести обособившуюся группу особей к изоляции от ее исходной (материнской) популяции.

Вероятность появления разнообразных новых признаков и свойств особенно велика, если несколько оторвавшихся особей были представителями большой, широко распространенной популяции с гетерогенным генофондом. В таком случае у основателей новых популяций будет содержаться значительное количество генов, имеющихся в их генофонде от материнской популяции. Возникшие новые генотипы в новых условиях среды могут оказаться приспособительно ценными. Эти формы, будучи охваченными естественным отбором, смогут при последующем увеличении численности популяции получить широкое распространение и приобрести статус вида.

Биологическое видообразование

Биологическое видообразование который ведет к формированию новых видов на основе первично возникшей биологической (генетической) изоляции, например при полиплоидии у растений или в результате разных типов хромосомных мутаций. У животных такие случаи происходят редко, а у растений — относительно часто. Однако возникающие формы далеко не всегда подхватываются и стабилизируются естественным отбором. Закрепляются естественным отбором лишь те экологические, физиологические и морфологические формы, возникшие в результате биологической изоляции, которые лишь связаны с возникновением новых экологических ниш и условий, ведущих к образованию новых видов, не смешивающихся с исходным. В таких условиях первоначальный вид может породить ряд дочерних видов, приспособленных к различным крупным нишам в пределах данной территории или местообитания.

Аллопатрический и симпатрический способы видообразования всегда ведут к увеличению количества видов в природе.

Изменение условий внешней среды, смена типов биогеоценозов на одной и той же территории могут служить предпосылкой к появлению у популяций видов наследственной изменчивости, новых приспособительных свойств и даже к возникновению новых видов.

Оба способа видообразования тесно переплетаются между собой. Часто их влияние трудно отделить одно от другого. Например, когда какому-либо виду удается обосноваться на новой для него территории (географическое видообразование) и при этом оказаться в новом местообитании, у него появляется экологическая возможность для расселения и увеличения разнообразия (биологическое видообразование).

В истории нашей планеты в результате различных способов видообразования возникло огромное количество видов. Очень многие из них уже исчезли, став важным палеонтологическим объектом при изучении развития жизни на Земле.

По приблизительным подсчетам, описано более 2 млн видов, живущих в настоящее время. Было определено количество и уже вымерших видов, существовавших за всю геологическую историю Земли. Общее их число составляет от одного до нескольких миллиардов. Такое множество видов природа создала путем процесса видообразования.

Виды, живущие в современную эпоху, являются прямыми потомками лишь небольшой части видов, относящихся к более раннему периоду в истории Земли. Значительное число видов, некогда широко распространенных по земному шару, вымерло, не оставив после себя никаких потомков, но сохранившись в ископаемых формах.

Причины вымирания видов

Причины вымирания отдельных видов, и особенно массового вымирания крупных групп, часто неизвестны. Но многие из них согласуются с изменениями в геологии и климате Земли, с появлением новых биогеоценозов и особых биоценотических взаимодействий. Это дает возможность объяснить вымирание отдельных видов и крупных групп организмов какими-то причинами общего характера.

Не менее важной причиной вымирания видов, особенно в последне время, является разнообразная деятельность человека в природе. На совести человечества лежит исчезновении очень многих видов.

Нарастание процесса истребления видов зверей и птиц
Нарастание процесса истребления видов зверей (А) и птиц (Б) в XVII-XX веках

Масштабы уничтожения видов в настоящее время оказались столь грандиозными, что возникла угроза нарушения устойчивости биосферы. Данное обстоятельство выдвинуло перед человечеством важнейшую задачу — сохранение генетического и видового разнообразия живого вещества планеты. Поэтому с 90-х годов XX века по линии ООН выполняется крупная международная программа, направленная на поддержание и сохранение биологического разнообразия как условия устойчивого развития биосферы и человечества.