относительно изолированная группа особей одного вида называется
ДАЮ 25 БАЛОВ!Поясніть, чому види-інтродуценти (а саме кролики завезені у Австралію) часто мають перевагу перед місцевими видами? Як саме їх популяція … змінила біоценоз.
1. Сукупність реакцій синтезу, які забезпечують ріст клітин, поновлення їхнього хімічного складу, — це:А)МетаболізмБ)АнаболізмВ) Катаболізм Г)Деструкц
…
ія2. Пластичний і енергетичний обмін:А)Нерозривно пов’язанБ)Не пов’язані між собою Г) Пов’язані з метаболізмомB) Не пов’язані із середовищем3. До процесів енергетичного обміну в клітинах належить:А)Фотосинтез Б)ХемосинтезВ)ГліколізГ) Реплікація4. Білкові сполуки, які прискорюють перебіг біохімічних процесів, це:А)Ферменти Б)ВітаміниВ)ГормониГ)Фітонциди5.Продуктами ферментативного розщеплення полісахаридів єА)Амінокислоти Б)Нуклеотиди В)Жирні кислоти. Г)Моносахариди6.Органами, які здатні синтезувати власні органічні речовини із неорганічних за рахунок енергії світла, — це:А)фотоавтотрофиБ)ХемоавтотрофиВ)Фотогетеротрофи Г)Хемогетеротрофи7.
1. Измерьте признак – массу тела или рост – каждого студента вашей группы (для работы воспользоваться готовыми статистическими данными). Данные: 163см … ,166 см, 168 см, 170 см,169 см, 168 см, 167 см, 164 см, 169 см, 170 см,168 см, 171 см, 165 см, 167 см, 169 см, 171 см, 168 см,167 см, 165 см, 169 см, 170 см, 167см, 167 см, 169 см, 172 см, 166 см, 168 см, 168 см, 173 см, 166 см. 2. Составить вариационный ряд признака (варианты признаков и количествопоказателей, имеющих одинаковое значение). Данные внесите в таблицу: (таблица прикреплена) Помогите пожалуйста, если бы могла, дала б 100 баллов
У життєвому циклі переважає спорофіт А) Плауни Б) Хвощі В) Плауни і хвощі Допоможіть будь ласка
Выписать все типы гамет, которые образуют особи с такими генотипами: а)AABBCC; б)AaBbСС; в) AABb; г)ААbb; д) Aabb.
Понятие о популяции, основные признаки популяции, популяционная структура вида
Популяция (от лат. populus — народ, население) — относительно изолированная и способная к саморегуляции группа особей одного вида, длительно обитающих на общей территории, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.
Признаками популяции являются: незначительные отличия от других особей данного вида; обитание на однородной обособленной территории; определенная численность популяции, устойчивое среднее соотношение особей разных полов и возрастов, которое может отличаться от иных видовых значений; территориальная структура.
Популяции животных делятся на несколько групп в зависимости от того, как они используют занимаемую территорию: оседлые, кочевые, мигрирующие.
С точки зрения этологии выделяют следующие способы жизни животных в популяции: одиночный и групповой (семья, стадо, колония, табун и т.
д.).
Являясь структурным элементом вида, популяция отличается определенными особенностями и характеристиками: численность, плотность, биомасса, прирост.
К структуре популяции относят: половую, возрастную, пространственную.
Все показатели популяции можно разделить на статистические (численность, плотность, показатели структуры) и динамические (эмерджентные). (рождаемость, смертность, скорость роста).
Показатели популяции
Численность популяции | Под численностью понимают количество особей растений и животных, принадлежащих одному виду, которые включены в состав популяции и населяют определенную территорию в биогеоценозе. |
|---|---|
Плотность популяции | Среднее число особей, которые живут на единице площади или объема территории. |
Биомасса | Под ней понимают общую массу особей отдельной популяции, которая приходится на единицу площади или объема. |
Прирост популяции | Это разница между рождаемостью и смертность |
Половая структура популяции | Указывает на соотношение особей разного пола в популяции; |
Возрастная структура популяции | Определяет соотношение особей популяции по возрастным группам; |
Пространственная структура популяции | Она очерчивает распределение особей по территории проживания. |
Оседлые популяции | Они занимают одну и ту же территорию на протяжении длительного периода |
Кочевые популяции | Такие животные в поисках корма и места для размножения могут перемещаться по территории, но относительно недалеко. |
Мигрирующие популяции | Такие животные регулярно меняют места обитания, каждое новое из которых существенно удалено от предыдущего. Основная причина миграций — сезонные природные изменения. Обычно миграции происходят по строго определенным маршрутам. |
Аллопатрическое видообразование – определение и примеры
Аллопатрическое видообразование
н.
Определение: Видообразование, в котором биологические популяции физически изолированы внешним барьером и развиваются присущая (генетическая) репродуктивная изоляция.
Содержание
Мы можем определить видообразование как процесс, посредством которого новая генетически независимая группа организмов формируется в процессе эволюции . В другом определении видообразование объясняется как процесс, в ходе которого генетически однородная популяция расщепляется на различные популяции, подвергающиеся генетической дифференциации и репродуктивной изоляции.
Географическая изоляция означает разделение вследствие географических изменений или миграции одних представителей вида, в то время как другие остались в месте своего происхождения. Примеры географической изоляции также включают сценарий, когда население мигрировало на остров, таким образом отделившись от населения материка. Эти две популяции будут развиваться отдельно.
Популяция, которая становится географически изолированной от других популяций родительского вида, может привести к аллопатрии. Выясни как. Узнайте больше от нашего эксперта: симпатрическое и аллопатрическое видообразование. Присоединяйтесь к нам на нашем форуме.
Аллопатрическое определение видообразования
Аллопатрическое определение — греческое слово. Аллопатрический означает « географических ».
Аллопатрическое видообразование также называется географическим видообразованием
Биологическое определение:
Аллопатрическое видообразование — это тип видообразования, при котором биологические популяции физически изолированы внешним барьером и развивают внутреннюю (генетическую) репродуктивную изоляцию, так что, если барьер разрушается, особи популяции могут больше не скрещиваются.
Этимология: от греческого allos, что означает «другой» + греческого patrā, что означает «отечество»
Синонимы: географическое видообразование, модель гантели; викариантное видообразование
Сравните: перипатрическое видообразование, парапатрическое видообразование, симпатрическое видообразование
Преимущества видообразования заключаются в том, что оно учит организмы выживать в суровых условиях окружающей среды и экологическом балансе абиотических и биотических компонентов сохраняется.
Процесс видообразования протекает по-разному. Происхождение новых видов от старых с течением времени и размножение видов, при котором один вид разделяется на несколько, являются двумя наиболее цитируемыми способами видообразования.
Видообразование наблюдалось как трехэтапный процесс
- Быстрая изоляция видов
- Дивергенция в индивидуальностях разделяемых популяций
- На последней стадии видов сохраняют изоляцию и размножаются
Недавние исследования показывают, что первые два шага происходят одновременно и, таким образом, прокладывают путь для третьего этапа.
Хотите более увлекательный способ изучения аллопатрического видообразования? Присоединяйтесь к нам здесь: симпатрическое видообразование против аллопатрического. Давай поговорим!
Причины видообразования
Многие причины ответственны за процесс видообразования. Естественный отбор, генетический дрейф, миграция, хромосомные мутации, естественные причины, и снижение потока генов — вот некоторые из известных причин.
При естественном отборе у разных особей иногда развиваются некоторые отличительные характеристики, которые передаются от одного поколения к другому, тогда как при генетическом дрейфе происходит случайное изменение частот аллелей в популяции.
Хотя генетический дрейф является основной причиной видообразования, некоторые ученые утверждают, что такой процесс не является причиной видообразования, а является результатом эволюции.
Во многих случаях виды склонны мигрировать из одного определенного места в другое в поисках пищи и убежища; таким образом, они накапливают некоторые разнообразные признаки, которые вызывают видообразование в следующих поколениях.
При хромосомных мутациях, естественных причинах и сокращении потока генов видообразование происходит вследствие прогрессирования хромосомных мутаций, возникновения естественных явлений, таких как наводнение, разделяющее вид на два, и быстрого сокращения потока генов соответственно .
Четыре типа видообразования
Типы и классификации видообразования основаны на том факте, насколько географическое разделение населения, проживающего в данной конкретной области в течение веков, способствует процессу улучшения гены и, в конечном счете, породить новые виды. Следовательно, исходя из указанной идеи, видообразование делится на четыре типа. Это:
- Аллопатрическое видообразование
- Симпатрический вид
- Перипатрическое видообразование
- Парапатрический вид
Детали всех четырех типов видообразования можно увидеть на Рисунке 1.
Более того, детали процесса с отдельными этапами также подробно описаны на Рисунке 1.
Аллопатрическое видообразование (биология)
В биологии тип видообразования, который возникает, когда две исходные популяции одного и того же вида и характеристик отделяются друг от друга из-за географических изменений, называется аллопатрическим видообразованием , а популяция, которая меняется, называется аллопатрическими популяциями . При таком способе видообразования изоляция происходит из-за существования физических преград, таких как реки, пустыни, значительные расстояния или горы. Эти физические барьеры мешают им регулярно спариваться, таким образом возникает видообразование.
Модель аллопатрического видообразования была изучена, а затем представлена Эрнстом Майром в начале 19 века.
Идея работы модели Майра заключалась в том, что когда большие популяции делятся на более мелкие группы популяций из-за определенных географических барьеров, происходит появление новых видов. Таким образом, виды вместо спаривания со своими исходными породами начинают приспосабливаться к новым условиям, преодолевая различия и, в конце концов, превращаясь в новые виды. Следовательно, аллопатрическое видообразование происходит в три фазы. На первом этапе популяции физически обособляются друг от друга из-за нарушения окружающей среды, на втором этапе дивергенция отделившихся видов происходит за счет изменения тактики спаривания и условий обитания и, наконец, они разделяются репродуктивно, т. е. не могут скрещиваться и обмениваться генами со своими материнскими популяциями, весь процесс видообразования начинается в новом сообществе. Подробные этапы аллопатрического видообразования см.: Этапы аллопатрического видообразования
Весь процесс аллопатрического видообразования подразделяется на две основные модели: викариантная и перипатрическая .
Основное различие между обеими этими моделями заключается в размерах их популяции и механизме географической изоляции. Аллопатрия и викарианство — это термины, которые используются для объяснения взаимоотношений организмов, ареалы которых не взаимодействуют друг с другом. Термин «ареал» для определенного набора видов часто называют географическими областями, где эти организмы встречаются.
Аллопатрическое видообразование совы является примером аллопатрического видообразования, как показано на рисунке 2. Мексиканская пятнистая сова и северная пятнистая сова, разделенные реками и, следовательно, изолированные друг от друга географическим барьером, привели к аллопатрическому видообразованию. Они приобрели черты, которые отличаются друг от друга, поскольку они развивались и адаптировались независимо друг от друга с течением времени, поскольку они обитали в разных географических точках с различным климатом и экосистемами. (Ванг и др., 2016)
Рисунок 2: Аллопатрическое видообразование из-за географического разделения: случай сов, географически разделенных рекой.
Биология LibreTexts.
Симпатрическое видообразование
Симпатрическое видообразование — это тип видообразования, при котором новые виды образуются для исходной популяции, которая не является ни географически изолированной, ни не имеющей в себе никаких барьеров. Вся концепция, согласно которой новые виды происходят от живых организмов, присутствующих в сильно перекрывающихся и неразличимых областях, отличает симпатрическое видообразование от других типов видообразования. Более того, у бактерий этот тип видообразования очень распространен, поскольку они передают свои гены как внутри своего сообщества, так и потомству, когда те находятся в процессе размножения.
Ученые все еще изучают причины, ответственные за симпатрическое видообразование, поскольку оно не очень распространено в отличие от аллопатрического, парапатрического и перипатрического видообразования. Тем не менее, некоторые его образцы можно найти в природе. Например, это происходит у травоядных насекомых, когда они начинают питаться и спариваться с новыми растениями или когда в их среду обитания вводится новое географическое растение, которое им очень подходит.
Примеры симпатрического видообразования включают личинок яблони, которые откладывали яйца около 200 лет назад и размножались только на боярышнике, но на данный момент их яйца можно легко обнаружить как на домашних яблоках, так и на боярышнике.
Другим примером являются цихлиды, Amphilophous sp. (вид рыбы), найденный в озере Апойо в Никарагуа. Исследователи внимательно проанализировали два вида цихлид, которые были очень похожи, но имели небольшие различия во внешнем виде. Ученые пришли к выводу, что один вид рыб эволюционировал, чтобы сформировать другой, недавно, но в более конкретном плане считается, что виды цихлид эволюционировали менее десяти тысяч лет назад. (Richards et al., 2019)
Аллопатрическое и симпатрическое видообразование
При аллопатрическом видообразовании географическая изоляция является ключевым фактором, тогда как при симпатрическом видообразовании потребность в географической изоляции минимальна. Точно так же в первом типе видообразования методом отбора является метод дифференциации естественного отбора, тогда как в более позднем случае основным методом отбора является полиплоидия.
Кроме того, весь процесс создания новых видов очень быстр при аллопатрическом видообразовании, и он может быть обнаружен как у растений, так и у животных по сравнению с симпатрическим видообразованием, где процесс образования новых видов низок и может быть обнаружен только у растений. .
Перипатрическое видообразование
Перипатрическое видообразование — это тип видообразования, при котором члены одного и того же сообщества, границы или периферии и большая популяция отделяются от них, и в конце концов они со временем эволюционируют как отдельный вид. Его иногда называют особым типом аллопатрического видообразования, когда размер доступной изолированной субпопуляции относительно невелик. Следовательно, в таком видообразовании роль генетического дрейфа огромна, так как он действует очень быстро в небольших популяциях. Таким образом, небольшое количество организмов, обитающих в данной конкретной области, иногда несут редкие гены, которые передаются всему сообществу новых видов, и таким образом под его влиянием формируется совокупность новых видов при перипатрическом видообразовании.
Комар лондонского метро, принадлежащий к виду Culex pipiens, , который был обнаружен в Лондоне, Соединенное Королевство, в 19 веке, был вариантом комара, Culex pipiens . Петроика многоцветный , австралийская птица, является еще одним примером перипатрического видообразования. (Colvin, A., 2018)
Парапатрическое видообразование
Тип видообразования, который возникает, когда определенные популяции определенной группы видов, в основном отделены друг от друга и имеют узкую область, где их ареалы могут перекрываться, называется парапатрическое разделение . Относительное неравномерное распределение членов, разделенных на субпопуляции, и частичные тропологические барьеры являются одними из причин этого типа видообразования.
Неслучайное возникновение спаривания, неравное возникновение потока генов, и появление популяций как в непрерывных, так и в прерывистых географических ареалах являются некоторыми из отличительных характеристик парапатрического видообразования.
Сравнительная принадлежность организмов, ареалы которых существенно не перекрываются, но примыкают друг к другу, описывается словами «парапатрический» и «парапатрический» в биогеографии. Более того, было замечено, что, хотя популяция здесь непрерывна, было замечено, что популяция не может спариваться случайным образом.
Anthoxanthum odoratum , хорошо известный вид злаков, является очень распространенным примером парапатрического видообразования. Видно, что некоторые из видов такой травы, которые живут рядом с шахтами, создали в своей природе толерантность к тяжелым металлам, в то время как остальные виды, которые не встречаются в окрестностях миль, не имеют такой особой устойчивости к тяжелым металлам. , но, находясь рядом с другим, все же существует вероятность того, что оба вида могут сблизиться, заглушить себя, оплодотворить друг друга и, таким образом, они могут подняться до нового набора видов, обладающих продвинутыми характеристиками. (Ямагути и Иваса, 2017 г.
)
| Аллопатрическое видообразование | Симпатрическое видообразование |
|---|---|
| Физический барьер, отделяющий непрерывную популяцию, приводящий к репродуктивной изоляции Начальный этап видообразования: формирование географического барьера Характеристика: Новые виды, географически изолированные от исходной популяции Пример: Галапагосские вьюрки Чарльза Дарвина | Форма видообразования, происходящая внутри непрерывной популяции и вызываемая механизмами, не зависящими от географического барьера. Начальная стадия видообразования: генетический полиморфизм Характеристика: Новый вид, обитающий вместе с исходной популяцией в том же географическом регионе Пример: Родительские растения дают полиплоидное потомство. Следовательно, потомство живет в той же среде, что и его родители, но репродуктивно изолировано. |
| Парапатрическое видообразование | Перипатрическое видообразование |
| Видообразование, вызванное частичной изоляцией, когда новый вид отделился от более крупного вида-основателя Начальный этап видообразования: новая экологическая ниша Характеристика: Новые виды заняли новую нишу, примыкающую к нише родителя. Поскольку они разделены лишь частично, два вида могут время от времени вступать в контакт, пересекая барьер, пока не будет достигнута репродуктивная изоляция. Пример: Саламандры Ensatina в Центральной долине в Калифорнии | Видообразование, вызванное частичной физической изоляцией, при которой новый вид эволюционировал как субпопуляция, отошедшая от исходного вида Начальный этап видообразования: новая экологическая ниша Признак: Новые виды заняли новую или изолированную нишу, напр. Пример: Комар лондонского метро, разновидность комара Culex pipiens, проникший в лондонское метро в 19 веке |
новая среда обитания в пределах того же географического района исходного (предкового) вида. Подобно аллопатрическому видообразованию, но включает в себя относительно меньшую единицу.У вас есть вопрос об аллопатрическом и симпатрическом видообразовании? Присоединяйтесь к нам здесь: симпатрическое видообразование против аллопатрического. Давайте искать ответы вместе!
Этапы аллопатрического видообразования
Хорошо известно, что до того, как произошел процесс видообразования, существовала популяция организмов, обладавших одинаковыми характеристиками, и они имели полную свободу спариваться друг с другом. свободно и успешно. Следовательно, в среде обитания всегда существовал один и тот же набор особей. Как описано ранее, основной причиной аллопатрического видообразования является географический барьер, который создается между популяциями одной и той же индивидуальности, и поэтому их больше нельзя классифицировать как один и тот же вид.
Как происходит видообразование?
Что является первым шагом в аллопатрическом видообразовании? На первом этапе происходит географическое изменение. Это приводит к отделению группы организмов от их материнской среды обитания. Земные изменения могут происходить по естественным и синтетическим причинам.
Образование нового горного хребта, извержение вулкана, оценка новых водных путей, быстрый рост новых каньонов и тяжелые последствия стихийных бедствий — вот некоторые из естественных причин таких различий. Другой причиной миграции некоторых популяций в другую местность является деятельность человека, такая как чрезмерная модернизация населения мира, воздуха, воды и суши.
На следующем этапе начинается развитие генов. Ген в биологии определяется как специфические связи нуклеотидов, которые обладают функциональностью для управления выражением одного или нескольких признаков живых организмов .
В состав генов входит наличие в нем ДНК и РНК. Таким образом, на текущем этапе аллопатрического видообразования различные характеристики между популяциями возникают из-за вариаций, присутствующих в генах таких сообществ.
На последней стадии аллопатрического видообразования обе популяции достигли точки, когда они стали сильно отличаться друг от друга, и шансы, что они могут скрещиваться друг с другом, если их поместить в одну и ту же среду обитания, невелики. Причиной этого является изменение их характеристик, привычек и жизненных предпочтений.
Рисунок 4: Аллопатрическое видообразование у мух из эксперимента. (Источник изображения: общественное достояние) Этапы аллопатрического видообразования показаны на рисунке 3. На рисунке 4 схематическая диаграмма показывает, как аллопатрическое видообразование происходит у мух в ходе эксперимента. Он был проведен таким образом, что одна и та же группа мух была вынуждена жить в двух очень разных атмосферах. Одна популяция мух была вынуждена остаться в живых на крахмальная среда , в то время как другим мухам давали мальтозную среду .
После многих поколений, хотя обе популяции мух принадлежат к одному и тому же виду, появились два разных типа мух, основанные на фенотипе тела. Когда им позволили смешаться друг с другом, две популяции мух предпочли спариваться с особями своего вида — указание на репродуктивную изоляцию и, следовательно, случай аллопатрического видообразования. (Додд, 2020).
Примеры аллопатрического видообразования
В литературе можно найти множество примеров аллопатрического видообразования. Чарльз Дарвин, английский биолог и натуралист, описал явления аллопатрического видообразования у галапагосских вьюрков. Было замечено, что на Галапагосских островах обитает около пятнадцати различных видов вьюрков. Все пятнадцать видов вьюрков выглядят по-разному и имеют очень специальные клювы, чтобы поедать насекомых, цветы и семена для удовлетворения потребностей в питании. Считается, что они произошли от одного родительского вида, а затем мигрировали на различные острова и, таким образом, после изоляции эволюционировали как отдельные виды.
Точно так же появились различные совы и птицы, обладающие очень разнообразными чертами, указывающими на аллопатрическое видообразование.
Еще один очень интересный пример такого видообразования — белки Гранд-Каньона. Около десяти тысяч лет назад из-за образования Гранд-Каньона основная популяция белок была вынуждена отделиться друг от друга, и они не могли жить в одной среде обитания. Следовательно, через несколько тысяч лет от одного вида белок произошли два разных белка, а именно белки Кайбаб и белки Аберта. Белки Аберта жили на южном краю каньона на обширных ареалах, в то время как белки Кайбаб жили на северном краю каньона и имели очень небольшой ареал. Хотя оба этих вида имели очень похожий размер, форму, питательные вещества, диету и образ жизни, они эволюционировали, чтобы стать двумя разными существами, потому что с течением времени они больше не контактировали друг с другом.
Таким образом, галапагосские вьюрки и белки Гранд-Каньона являются двумя наиболее изученными и разнообразными примерами аллопатрического видообразования.
Адаптивная радиация
Биологический процесс, при котором организмы стремятся разнообразить свои формы, форму, размеры и характеристики из-за внезапных изменений в окружающей среде, что создает новые проблемы для выживания, называется адаптивной радиацией. Здесь следует отметить, что различные новые виды происходят от одного материнского вида, известного как вид-основатель . Таким образом, начиная с вида-основателя, образуются различные новые виды, обладающие различными морфологическими и физиологическими признаками. Примеры адаптивной радиации показаны на рис. 5. На нем показано, как различные виды птиц произошли от одного вида и как они эволюционировали и дифференцировались на основе различных приспособлений, таких как различные фенотипы клюва, чтобы лучше адаптироваться к пище, которую они едят.
(Маркес и др., 2019 г.)
Прочтите этот учебник, чтобы узнать больше об Adaptive Radiation
Резюме
Из приведенного выше обсуждения можно сделать вывод, что процесс видообразования играет очень важную роль в происхождении различных новых видов. Процесс, посредством которого в процессе эволюции образуется новая генетически независимая группа организмов, называется видообразованием. Естественный отбор, генетические хромосомные мутации, дрейф, миграция, естественные причины, уменьшение потока генов — вот некоторые из известных причин, ответственных за процесс видообразования. При естественном отборе у разных особей иногда развиваются некоторые отличительные характеристики, которые передаются от одного поколения к другому, тогда как при генетическом дрейфе происходит случайное изменение частот аллелей в популяции.
Типы и классификации видообразования основаны на географическом разделении популяции, проживающей в той или иной области на протяжении веков, что способствует процессу совершенствования генов и, в конечном счете, дает начало новым видам.
Аллопатрическое, перипатрическое, парапатрическое и симпатрическое видообразование — четыре типа видообразования.
- Тип видообразования, который возникает, когда две исходные популяции одного и того же вида и характеристик отделяются друг от друга из-за географических изменений, называется аллопатрическим видообразованием. При таком способе видообразования изоляция происходит из-за существования физических барьеров, таких как реки, пустыни, значительные расстояния или горы, препятствующие их регулярному спариванию, таким образом возникает видообразование. Весь процесс аллопатрического видообразования подразделяется на две основные модели: викариантную и перипатрическую. Галапагосские вьюрки и вьюрки Гранд-Каньона — два наиболее изученных и разнообразных примера аллопатрического видообразования.
- Перипатрическое видообразование — это тип видообразования, при котором члены одного и того же сообщества, границы или периферии и более крупная популяция отделяются от них, и в конце концов со временем они эволюционируют как отдельный вид.
- Перипатрическое видообразование иногда называют особым типом аллопатрического видообразования, когда размер доступной изолированной субпопуляции относительно невелик.
- Симпатрическое видообразование — это тип видообразования, при котором новые виды образуются из исходной популяции, не изолированной географически и не имеющей в себе никаких барьеров.
- Наконец, тип видообразования, возникающий, когда определенные популяции определенной группы видов, большей частью отделены друг от друга и имеют узкий ареал, откуда их ареалы могут перекрываться, называется парапатрическим разделением.
Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы уже узнали об аллопатрическом видообразовании.
Викторина
Выберите лучший ответ.
1. Что из этого является аллопатрическим видообразованием?
Физическая изоляция, приводящая к видообразованию
Субпопуляция, возникшая из предкового вида
Видообразование при обитании в одном и том же географическом регионе
2. Что из перечисленного является первой стадией аллопатрического видообразования?
Виды сохраняют изоляцию и размножаются
Дивергенция индивидуальностей обособленных популяций
Быстрая изоляция видов
3. У разных людей развиваются определенные отличительные черты, которые передаются из поколения в поколение.
Естественный отбор
Генетический дрейф
Миграция
4.
Виды мигрируют в поисках пищи и убежища, в результате чего накапливаются некоторые разнообразные признаки, ведущие к видообразованию.
Естественный отбор
Генетический дрейф
Миграция
5. Первопричина видообразования
Генетический полиморфизм
Географический барьер
Новая экологическая ниша в пределах того же географического района
Отправьте результаты (необязательно)
Ваше имя
На электронную почту
Следующий
Типы видообразования | Биология для специальностей II
Результаты обучения
- Различие между типами видообразования
Биологическое определение вида, которое работает для организмов, размножающихся половым путем, представляет собой группу фактических или потенциальных скрещивающихся особей.
Есть исключения из этого правила. Многие виды настолько похожи, что возможны гибридные потомки, которые часто встречаются в природе, но для большинства видов это правило в целом выполняется. Наличие в природе гибридов между сходными видами позволяет предположить, что они могли произойти от одного скрещивающегося вида, и процесс видообразования может быть еще не завершен.
Учитывая необычайное разнообразие жизни на планете, должны существовать механизмы видообразования : образования двух видов из одного исходного вида. Дарвин представил этот процесс как событие ветвления и изобразил процесс на единственной иллюстрации, найденной в «О происхождении видов » (рис. 1а). Сравните эту иллюстрацию с диаграммой эволюции слонов (рис. 1b), которая показывает, что по мере того, как один вид меняется с течением времени, он многократно разветвляется, образуя более одного нового вида, пока популяция выживает или пока организм не вымрет.
Рисунок 1. Единственной иллюстрацией в книге Дарвина О происхождении видов является (а) диаграмма, показывающая события видообразования, ведущие к биологическому разнообразию.
Диаграмма показывает сходство с филогенетическими диаграммами, которые рисуются сегодня, чтобы проиллюстрировать взаимоотношения видов. (b) Современные слоны произошли от Palaeomastodon , вида, обитавшего в Египте 35–50 миллионов лет назад.
Чтобы произошло видообразование, две новые популяции должны образоваться из одной исходной популяции, и они должны развиваться таким образом, чтобы скрещивание особей из двух новых популяций стало невозможным. Биологи предложили механизмы, с помощью которых это могло произойти, и делятся на две широкие категории. Аллопатрическое видообразование ( allo — = «другое»; — patric = «родина») предполагает географическое отделение популяций от родительского вида и последующую эволюцию. Симпатрическое видообразование ( sym — = «такой же»; — patric = «родина») предполагает видообразование, происходящее внутри родительского вида, остающегося в одном месте.
Биологи рассматривают события видообразования как расщепление одного вида-предка на два вида-потомка.
Нет никаких причин, по которым более двух видов не могут образоваться одновременно, за исключением того, что это менее вероятно, и мы можем концептуализировать множественные события как отдельные расщепления, происходящие близко во времени.
Аллопатрическое видообразование
Географически непрерывная популяция имеет относительно однородный генофонд. Поток генов, перемещение аллелей по ареалу вида, относительно свободен, потому что особи могут перемещаться, а затем спариваться с особями на новом месте. Таким образом, частота аллеля на одном конце распределения будет аналогична частоте аллеля на другом конце. Когда популяции становятся географически прерывистыми, это препятствует свободному потоку аллелей. Когда это разделение длится какое-то время, две популяции могут развиваться по разным траекториям. Таким образом, их частоты аллелей в многочисленных генетических локусах постепенно становятся все более разными, поскольку новые аллели независимо возникают в результате мутаций в каждой популяции.
Как правило, условия окружающей среды, такие как климат, ресурсы, хищники и конкуренты для двух популяций, будут различаться, заставляя естественный отбор благоприятствовать различным адаптациям в каждой группе.
Изоляция популяций, ведущая к аллопатрическому видообразованию, может происходить по-разному: река образует новый рукав, эрозия создает новую долину, группа организмов перемещается в новое место без возможности вернуться, или семена плавают над водой. океана на остров. Характер географического разделения, необходимого для изоляции популяций, полностью зависит от биологии организма и его способности к расселению. Если две популяции летающих насекомых поселятся в отдельных близлежащих долинах, есть вероятность, что особи каждой популяции будут летать туда-сюда, продолжая поток генов. Однако, если бы новое озеро разделило две популяции грызунов, продолжение потока генов было бы маловероятным; следовательно, видообразование было бы более вероятным.
Биологи делят аллопатрические процессы на две категории: расселение и викарианство.
Расселение — это когда несколько представителей вида переселяются в новую географическую область, а викарация — это когда возникает естественная ситуация для физического разделения организмов.
Рисунок 2. Северная пятнистая неясыть и мексиканская пятнистая неясыть населяют географически разные места с разным климатом и экосистемами. Сова является примером аллопатрического видообразования. (кредит «северная пятнистая сова»: модификация работы Джона и Карен Холлингсворт; кредит «мексиканская пятнистая сова»: модификация работы Билла Радке)
Ученые зафиксировали многочисленные случаи аллопатрического видообразования. Например, вдоль западного побережья Соединенных Штатов существуют два отдельных подвида пятнистой совы. Северная пятнистая сова имеет генетические и фенотипические отличия от своего близкого родственника: мексиканской пятнистой совы, обитающей на юге (рис. 2).
Кроме того, ученые обнаружили, что чем больше расстояние между двумя группами, которые когда-то были одним и тем же видом, тем больше вероятность видообразования.
Это кажется логичным, потому что по мере увеличения расстояния различные факторы окружающей среды, вероятно, будут иметь меньше общего, чем места в непосредственной близости. Рассмотрим двух сов: на севере климат холоднее, чем на юге. Типы организмов в каждой экосистеме различаются, как и их поведение и привычки. Кроме того, охотничьи привычки и выбор добычи южных сов отличаются от северных сов. Эти различия могут привести к эволюционным различиям сов, и, вероятно, произойдет видообразование.
Адаптивная радиация
В некоторых случаях популяция одного вида рассредоточена по территории, и каждый из них находит отдельную нишу или изолированную среду обитания. Со временем разнообразные требования их нового образа жизни приводят к многочисленным событиям видообразования, происходящим от одного вида. Мы называем это адаптивным излучением , потому что многие адаптации развиваются из одной точки происхождения; таким образом, заставляя виды излучаться в несколько новых.
Островные архипелаги, такие как Гавайские острова, представляют собой идеальный контекст для событий адаптивной радиации, поскольку вода окружает каждый остров, что приводит к географической изоляции многих организмов. Гавайская медоноска иллюстрирует один из примеров адаптивной радиации. Из одного вида, вида-основателя, развились многочисленные виды, в том числе шесть на рис. 3.
Рисунок 3. Птицы-медоносы иллюстрируют адаптивную радиацию. От одного исходного вида птиц развилось множество других, каждый со своими отличительными характеристиками.
Обратите внимание на различия в клюве видов на Рисунке 3. Эволюция в ответ на естественный отбор, основанный на определенных источниках пищи в каждой новой среде обитания, привела к эволюции другого клюва, подходящего для конкретного источника пищи. Птица, питающаяся семенами, имеет более толстый и крепкий клюв, который подходит для разбивания твердых орехов. У птиц, питающихся нектаром, есть длинные клювы, которые они окунают в цветы, чтобы достать нектар.
У насекомоядных птиц есть клювы, похожие на мечи, подходящие для колющих и пронзающих насекомых. Вьюрки Дарвина — еще один пример адаптивной радиации на архипелаге.
Посмотрите это видео, чтобы узнать, как ученые используют доказательства, чтобы понять, как эволюционировали птицы.
Симпатрическое видообразование
Может ли произойти дивергенция, если нет физических барьеров для разделения особей, которые продолжают жить и размножаться в одной и той же среде обитания? Ответ положительный. Мы называем процесс видообразования в пределах одного и того же пространства симпатрическим. Префикс «сим» означает «такой же», поэтому «симпатрический» означает «та же родина», в отличие от «аллопатрического», означающего «другая родина».
Ученые предложили и изучили множество механизмов.
Одна из форм симпатрического видообразования может начинаться с серьезной хромосомной ошибки во время клеточного деления. При нормальном клеточном делении хромосомы реплицируются, объединяются в пары, а затем расходятся, так что каждая новая клетка имеет одинаковое количество хромосом. Однако иногда пары разделяются, и конечный клеточный продукт имеет слишком много или слишком мало отдельных хромосом в состоянии, которое мы называем анеуплоидией (рис. 4).
Рисунок 4. Анеуплоидия возникает, когда гаметы имеют слишком много или слишком мало хромосом из-за нерасхождения во время мейоза. В показанном здесь примере полученное потомство будет иметь 2 n +1 или 2 n -1 хромосомы
Практический вопрос
На рисунке 4 у кого больше шансов выжить: потомство с 2 n +1 хромосомами или потомство с 2 n -1 хромосом?
Показать ответ
Полиплоидия — это состояние, при котором клетка или организм имеют дополнительный набор или наборы хромосом.
Ученые выделили два основных типа полиплоидии, которые могут привести к репродуктивной изоляции особи в состоянии полиплоидии. Репродуктивная изоляция – это невозможность скрещивания. В некоторых случаях полиплоидный индивидуум будет иметь два или более полных набора хромосом своего вида в состоянии, которое мы называем 9.0023 аутополиплоидия (рисунок 5). Приставка «ауто-» означает «самостоятельность», поэтому этот термин означает множественные хромосомы одного вида. Полиплоидия возникает в результате ошибки мейоза, при которой все хромосомы перемещаются в одну клетку, а не разделяются.
Рисунок 5. Аутополиплоидия возникает, когда за митозом не следует цитокинез.
Например, если вид растения с 2 n = 6 производит автополиплоидные гаметы, которые также являются диплоидными (2 n = 6, когда их должно быть n = 3), гаметы теперь имеют в два раза больше хромосом, чем должны были бы иметь.
Эти новые гаметы будут несовместимы с нормальными гаметами, которые производит этот вид растений. Однако они могли либо самоопыляться, либо размножаться с другими автополиплоидными растениями с гаметами, имеющими такое же диплоидное число. Таким образом, симпатрическое видообразование может происходить быстро, образуя потомство с 4 n , которое мы называем тетраплоидом. Эти особи сразу же смогут размножаться только с особями этого нового вида, а не с особями предкового вида.
Другая форма полиплоидии возникает, когда особи двух разных видов размножаются с образованием жизнеспособного потомства, называемого аллополиплоидом . Приставка «алло-» означает «другой» (напомним из аллопатрического): следовательно, аллополиплоид возникает при объединении гамет двух разных видов. На рисунке 6 показан один из возможных способов образования аллополиплоидов. Обратите внимание, что требуется два поколения или два репродуктивных акта, прежде чем появится жизнеспособный фертильный гибрид.
Рисунок 6. Аллоплоидия возникает, когда два вида спариваются и производят жизнеспособное потомство. В показанном примере нормальная гамета одного вида сливается с полиплоидной гаметой другого. Для получения жизнеспособного потомства необходимо два спаривания.
Все культурные формы пшеницы, хлопка и табака являются аллополиплоидами. Хотя полиплоидия иногда встречается у животных, чаще всего она встречается у растений. (Животные с любым из описанных здесь типов хромосомных аберраций вряд ли выживут и произведут нормальное потомство.) Ученые обнаружили, что более половины всех изученных видов растений восходят к видам, возникшим в результате полиплоидии. При таком высоком уровне полиплоидии у растений некоторые ученые предполагают, что этот механизм имеет место скорее как адаптация, чем как ошибка.
Репродуктивная изоляция
При достаточном количестве времени генетическое и фенотипическое расхождение между популяциями повлияет на признаки, влияющие на размножение: если бы особи двух популяций были сведены вместе, спаривание было бы менее вероятным, но если спаривание произошло, потомство было бы нежизнеспособным или бесплодным .
Многие типы расходящихся признаков могут влиять на репродуктивную изоляцию , способность к скрещиванию двух популяций.
Репродуктивная изоляция может происходить различными способами. Ученые объединяют их в две группы: презиготические барьеры и постзиготические барьеры. Напомним, что зигота — это оплодотворенная яйцеклетка: первая клетка развития организма, размножающаяся половым путем. Следовательно, презиготический барьер представляет собой механизм, блокирующий размножение; сюда входят барьеры, препятствующие оплодотворению, когда организмы пытаются размножаться. Постзиготический барьер возникает после образования зиготы; это включает организмы, которые не выживают на эмбриональной стадии, и те, которые рождаются стерильными.
Некоторые типы презиготических барьеров полностью предотвращают размножение. Многие организмы размножаются только в определенное время года, часто раз в год. Различия в графиках размножения, которые мы называем временная изоляция может действовать как форма репродуктивной изоляции.
Например, два вида лягушек обитают на одной территории, но один размножается с января по март; тогда как другой размножается с марта по май (рис. 7).
Рисунок 7. Эти два родственных вида лягушек демонстрируют временную репродуктивную изоляцию. (a) Rana aurora размножается в течение года раньше, чем (b) Rana boylii . (кредит а: модификация работы Марка Р. Дженнингса, USFWS; кредит б: модификация работы Алессандро Катенацци)
В некоторых случаях популяции вида перемещаются или перемещаются в новую среду обитания и поселяются в месте, которое больше не пересекается с другими популяциями того же вида. Мы называем эту ситуацию изоляцией среды обитания . Размножение с родительским видом прекращается, и существует новая группа, которая теперь репродуктивно и генетически независима. Например, популяция сверчков, которая была разделена после наводнения, больше не могла взаимодействовать друг с другом. Со временем силы естественного отбора, мутации и генетический дрейф, вероятно, приведут к расхождению двух групп (рис.
8).
Рисунок 8. Видообразование может происходить, когда две популяции занимают разные местообитания. Места обитания не должны быть далеко друг от друга. Сверчок (а) Gryllus pennsylvanicus предпочитает песчаные почвы, а сверчок (б) Gryllus firmus предпочитает суглинистые почвы. Эти два вида могут жить в непосредственной близости, но из-за их разных почвенных предпочтений они стали генетически изолированными.
Поведенческая изоляция возникает, когда наличие или отсутствие определенного поведения препятствует воспроизведению. Например, самцы светлячков используют особые световые узоры для привлечения самок. Различные виды светлячков отображают свет по-разному. Если бы самец одного вида пытался привлечь самку другого, она бы не узнала световой узор и не спарилась бы с самцом.
Другие презиготические барьеры работают, когда различия в их гаметных клетках (яйцеклетки и сперматозоиды) препятствуют оплодотворению; это называется гаметическим барьером .
Точно так же в некоторых случаях близкородственные организмы пытаются спариваться, но их репродуктивные структуры просто не подходят друг другу. Например, самцы стрекоз разных видов имеют репродуктивные органы разной формы. Если один вид пытается спариться с самкой другого, их части тела просто не подходят друг другу. (Рис. 9).
Рисунок 9. Форма мужского репродуктивного органа различается у самцов стрекоз и совместима только с самками этого вида. Несовместимость репродуктивных органов удерживает виды в репродуктивной изоляции.
У растений определенные структуры, предназначенные для привлечения опылителей одного типа, одновременно препятствуют доступу к пыльце другого опылителя. Туннель, через который животное должно получить доступ к нектару, может сильно различаться по длине и диаметру, что предотвращает перекрестное опыление растения с другим видом (рис. 10).
Рисунок 10. Некоторые цветы эволюционировали, чтобы привлекать определенных опылителей. (а) широкий цветок наперстянки приспособлен для опыления пчелами, а (б) длинный трубчатый цветок лианы приспособлен для опыления колибри.
Когда происходит оплодотворение и образуется зигота, постзиготические барьеры могут препятствовать размножению. Гибридные особи во многих случаях не могут нормально формироваться в утробе матери и просто не выживают после эмбриональных стадий. Это называется гибридная неуязвимость , потому что гибридные организмы просто нежизнеспособны. В другой постзиготной ситуации размножение приводит к рождению и росту бесплодного гибрида, неспособного воспроизводить собственное потомство; это называется гибридной стерильностью.
Влияние среды обитания на видообразование
Симпатрическое видообразование может происходить и другими способами, помимо полиплоидии. Например, рассмотрим вид рыб, обитающих в озере. С ростом населения растет и конкуренция за пищу. Предположим, что под давлением необходимости найти пищу группа этих рыб обладает генетической гибкостью, позволяющей обнаруживать и питаться другим ресурсом, не использованным другими рыбами. Что, если этот новый источник пищи был найден на другой глубине озера? Со временем те, кто питается вторым источником пищи, будут больше взаимодействовать друг с другом, чем с другими рыбами; следовательно, они также будут размножаться вместе.
Потомство этих рыб, вероятно, будет вести себя как их родители: питаться и жить в том же районе и держаться отдельно от первоначальной популяции. Если бы эта группа рыб продолжала оставаться отдельной от первой популяции, в конечном итоге могло бы произойти симпатрическое видообразование по мере накопления между ними генетических различий.
Этот сценарий разыгрывается в природе, как и другие, приводящие к репродуктивной изоляции. Одним из таких мест является озеро Виктория в Африке, известное своим симпатрическим видообразованием цихлид. Исследователи обнаружили у этих рыб сотни случаев симпатрического видообразования, которые произошли не только в большом количестве, но и за короткий период времени. На рисунке 11 показан этот тип видообразования среди популяции цихлид в Никарагуа. В этом месте два типа цихлид живут в одном и том же географическом месте, но имеют разную морфологию, которая позволяет им питаться разными источниками пищи.
Рисунок 11. Цихлиды из озера Апоеке, Никарагуа, демонстрируют признаки симпатрического видообразования.
Leave A Comment