Сравнение двух животных по критериям вида: Сравнение двух близкородственных видов по критериям

Сравнение двух близкородственных видов по критериям

Похожие презентации:

Эндокринная система

Анатомо — физиологические особенности сердечно — сосудистой системы детей

Хронический панкреатит

Топографическая анатомия верхних конечностей

Анатомия и физиология сердца

Мышцы головы и шеи

Эхинококкоз человека

Черепно-мозговые нервы

Анатомия и физиология печени

Топографическая анатомия и оперативная хирургия таза и промежности

1. Сравнение двух близко-родственных видов по критериям.

Сравнение двух близкородственных видов по
критериям.
Творческая работа
По биологии
Ученицы 11а класса
Мягозеровой Евгении

2. Ле́беди (лат. Cygnus) — род птиц из отряда гусеобразных семейства утиных.

Ле́бедь-шипу́н
(лат. Cygnus olor)
Чёрный лебедь
(лат. Cygnus atratus)

3. Морфологический критерий:

Самый крупный представитель
отряда:
Являются немного меньшими,
чем лебедь-шипун:
• длина тела птицы в среднем
• длина тела птицы в среднем
составляет 160-180 см.
составляет 110-140 см.
• масса составляет 6-13 кг.
• масса составляет 4-8 кг.
Длинная шея, благодаря 25
Шея чёрного лебедя наиболее
шейным позвонкам. Изгиб шеи длинная среди лебедей,
в виде латинской буквы S
благодаря 32 шейным позвонкам.
можно видеть лишь у шипуна.
Взрослые особи имеют клюв
Взрослые особи имеют яркосветящегося красного цвета,
красный клюв, с уздечкой и
украшенный белым кольцом у
бархатистой шишкой под
края.
клювом.
Оперение и лапы чёрного цвета,
Оперение белоснежное и
белыми являются лишь отдельные
лапы черного цвета.
перья, спрятанные в глубине.
Питание.
Лебеди-шипуны в питании
предпочитают водные растения
и находящиеся в них мелкие
животные (моллюски, водяные
ослики). На суше лебедь
питается травой и злаками.
Чёрные лебеди питаются
преимущественно водными
растениями и мелкими
водорослями, не брезгуют
также зерном, например
пшеницей или кукурузой.
Иногда они ощипывают листья
со свисающих к воде ветвей
плакучих ив или же
прибрежные травы.

5. Образ жизни.

• Осенью с приходом холодов лебеди собираются в
• В отличие от многих водных птиц и других видов
стаи, состоящие из взрослых птиц и молодняка.
лебедей, чёрный лебедь не является перелётной
Только вставшие на крыло птенцы много времени
птицей.
проводят в тренировочных полетах. К местам своего • Тем не менее, он очень мобильный и даже
гнездования пары возвращаются ранней весной.
относительно небольшие помехи, такие как
• Птицы очень территориальные и редко покидают
продолжительный шум, могут заставить изменить
свою территорию. Чаще всего одно и тоже гнездо
место пребывания. Новое место, однако,
используется на протяжение многих лет. Гнезда птиц
располагается обычно не дальше, чем в 100 км от
располагаются на расстоянии не менее двух
старого. Чёрные лебеди в большинстве случаев
километров друг от друга, а территория защищается
проводят всю жизнь примерно в том же регионе,
от любых вторжений.
где родились и выросли, реагируя на изменения
уровня воды.

6. Географический критерий.

Лебедь-шипун обитает в
северной части
Европы(Республике Беларусь,
Литве и Польше и т.д.), Азии,
Северной Америке, Южной
Африке, Австралии.
Гнездовой ареал
Круглогодично
Только зимой
Чёрный лебедь
встречается во всех
частях Австралии и на
Тасмании, также в Новой
Зеландии.

7. Экологический критерий.

Лебеди предпочитают
селиться по берегам рек и
открытых озер, реже —
болот и заливов.
Чёрный лебедь
предпочитает неглубокие
водоёмы с пресной водой.

8. Генетический критерий.

Размножение.
Лебедь-шипун образует пожизненные
моногамные пары.
• Как и другие лебеди, чёрный лебедь крайне преданная птица и не меняет
своих партнёров.
Птицы впервые гнездятся на третьем или
четвёртом году жизни на суше у воды.
• Половая зрелость приходит в возрасте от двух с половиной до трёх лет, после
этого самцы становятся довольно агрессивными, особенно в неволе.
В сезон гнездования, который начинается в
марте, самцы становятся агрессивными и
защищают свою территорию, издавая шипящие
звуки.
• Брачные периоды варьируют в зависимости от региона и типичных для него
ежегодных циклов высокого уровня воды. Тем не менее, привезённые в
Европу чёрные лебеди иногда сохраняют свой старый австралийский ритм и
выводят своих птенцов нередко и зимой.
В кладке 5—8 яиц грязного жёлто-бурого цвета.
Инкубационный период длится 35—38 дней.
Насиживает в основном самка.
• Оба родителя участвуют в строительстве гнезда и заботе о потомстве. Самка
откладывает 4-8 зеленоватых, неприятно пахнущих яиц, которые
впоследствии поочерёдно высиживают оба родителя на протяжении шести
недель.
Оба родителя заботятся о выводке в течение
четырёх-пяти месяцев.
• Самцы и самки совместно заботятся о птенцах, которые спустя пять месяцев
после рождения учатся летать.

9. Интересные факты.

10. Возможно ли скрещивание черного лебедя и лебедя-шипуна?.

..

11. К сожалению нет. Так как разные виды лебедей не скрещиваются.

12. Возможно вы никогда не задумывались о то, как выглядят ныряющие лебеди с другой стороны водной глади…

English     Русский Правила

Практическая работа «Критерии вида»

Цели урока:

1. Закрепить знания о критериях вида, полученные на теоретическом занятии.
2. Вспомнить морфологию и систематику растений, изученные в курсе ботаники.
3. Развивать у учащихся умения анализировать, сравнивать, делать обобщения и выводы.

Тип занятия: практическая работа.

Практическая работа рассчитана на 2 спаренных урока по 45 минут. При необходимости первый можно провести в кабинете биологии, а второй в компьютерном классе.

Оборудование:

1. Персональный компьютер (или ноутбук) для преподавателя.
2. Мультимедийный проектор.
3. Экран.
4. Персональные компьютеры (или ноутбуки) для учащихся (занятие удобно проводить в компьютерном классе).
5. Гербарии растений.
6. Листы ватмана.
7. Ножницы.
8. Клей.

1. Организационная часть.

Преподаватель объявляет тему занятия, раскрывает ее связь с другими темами курса.

2. Контроль исходного уровня знаний.

Проводится в виде фронтального опроса:

— Что такое систематика?

— Что такое таксон?

— Какая таксономическая единица является наименьшей?

— Дайте определение понятию «вид».

— Что включает в себя род?

— Какие таксономические группы объединяет семейство?

— В какие таксономические группы объединяют близкие семейства?

— Что включает в себя класс?

— В какие таксономические группы объединяют близкие классы?

— Кратко охарактеризуйте представления о виде К. Линнея.

— Что говорил о виде Ж. Б. Ламарк?

— Охарактеризуйте представления о виде Ч. Дарвина.

— Что такое подвид?

— Что такое популяция?

— Перечислите критерии вида.

— Дайте характеристику морфологическому критерию.

— На чем основан генетический критерий?

— Что подразумевается под физиологическим критерием?

— Дайте характеристику экологическому критерию.

— На чем основан географический критерий?

Если учащийся не может ответить на вопрос, он переходит к следующему ученику. В результате опрошенными оказываются практически все учащиеся.

3. Выполнение практической работы.

Часть 1: Распределение видов растений и животных по таксономическим группам.

Преподаватель предлагает учащимся вспомнить систематику растений и животных на примере одуванчика лекарственного и кошки домашней.

• Царство – Растения
• Отдел – Покрытосеменные
• Класс – Двудольные
• Порядок – Астроцветные
• Семейство – Сложноцветные
• Род – Одуванчик
• Вид – Одуванчик лекарственный

• Царство – Животные
• Тип – Хордовые
• Класс – Млекопитающие
• Отряд – Хищные
• Семейство – Кошачьи
• Род – Кошка
• Вид – Кошка домашняя

Далее все учащиеся разбиваются на группы по 4 человека, каждой группе выдаются листы бумаги с напечатанными на них изображениями животных и растений и названиями различных таксономических единиц (видов, классов, отделов, типов, царств)

Приложение1, а также листы ватмана, ножницы и клей. Учащиеся должны на листе ватмана, используя выданные им материалы, составить упрощенную схему классификации органического мира, правильно распределив полученные виды растений и животных по таксономическим группам.

Часть 2: Определение видов растений на основании морфологического критерия.

Преподаватель инструктирует учащихся по работе с электронным определителем:

Определить растение – значит узнать, как оно называется.

В основе определения растений с помощью классических ботанических определителей лежат морфологический, экологический, географический и физиологический критерии (демонстрирует определитель П.Ф. Маевского «Флора средней полосы европейской части России»). Сейчас выпускается большое количество современных бумажных определителей, которые являются более компактными и содержат не только описания, но и фотографии растений (демонстрирует определитель И.А. Шанцера «Растения средней полосы Европейской России»

). Кроме того, появились компьютерные определители, которые, помимо описания, также содержат фотографии целого растения и отдельных его частей. С ними можно работать на компьютере, планшете и даже на некоторых видах телефонов и смартфонов.

Так как определение растений требует немалого времени, учащимся в ходе занятия предлагается поработать с упрощенным определителем, который содержит представителей только некоторых семейств и основан в основном на морфологическом критерии. Приложение 2

Алгоритм работы:

1. Рассмотрите определяемое растение.
2. Откройте на компьютере электронный определитель, дважды щелкнув левой клавишей мышки на соответствующей иконке на рабочем столе.
3. Для перехода по страницам определителя используйте управляющие кнопки.
4. Сравните признаки определяемого растения с признаками, указанными в определителе.
5. Если признаки совпадают, нажмите на соответствующую управляющую кнопку. Так, переходя от признака к признаку, вы определите видовое название растения.
6. В ходе определения запишите в тетради:

— латинские и русские названия семейства, рода и вида изучаемого растения;

— цифровой ход определения (через запятую номера пунктов в определителе, по которым вы переходили).

Для работы все учащиеся снова делятся на группы по 4 человека. Каждая группа получает по 3 растения для определения. По завершению работы представитель от каждой группы докладывает остальным учащимся, какие растения им достались для определения.

4. Рефлексия.

Преподаватель в процессе беседы выясняет, какие у учащихся были трудности в ходе выполнения практической работы, предлагает им оценить эффективность своей работы на занятии и достигнутые результаты.

5. Закрепление.

Проводится в форме биологических задач. Каждая группа получает по 2 карточки с задачами. Приложение 3 Необходимо определить о каком критерии вида идет речь в задаче.

1. Клевер ползучий цветет с середины мая до осени, опыляется шмелями.

— Физиологический.

2. Две породы кроликов имеют одинаковое число хромосом (44), но не скрещиваются между собой.

— Генетический.

3. Хвощ образует два вида побегов – весенние и летние. Сборщиков лекарственного растительного сырья интересуют только летние побеги. Они зеленого цвета, состоят из тонкого стебля с бутончато расположенными ветвями. Ветви направлены вверх и напоминают елочку.

— Морфологический.

4. Зубр и бизон – два вида, относящихся к одному роду. Они очень схожи между собой внешне и в неволе дают плодовитое потомство – зубробизона. В природе же они не скрещиваются, т.к. обитают на разных материках – зубр в Европе, а бизон – в Северной Америке.

— Географический.

5. Капустные тли поселяются на капустных листьях, скручивая их, что затрудняет борьбу с ними.

— Экологический.

6. Белый медведь имеет густую белую шерсть. Масса животного может достигать 1000 кг, а длина тела – 3 м.

— Морфологический.

7. Домовая мышь – млекопитающее рода Мыши. Исходный ареал – Северная Африка, тропики и субтропики Евразии; вслед за человеком распространилась повсеместно.

— Географический.

8. Клест–еловик имеет тонкий удобный для добывания семян клюв, а клест-сосновик — толстый, массивный, позволяющий ему добывать семена из сосновых шишек.

— Морфологический.

9. Черная ворона обитает в Западной Европе, а серая ворона – в Восточной Европе и Западной Сибири.

— Географический.

10. Установлено что под названием «чёрная крыса» скрываются два вида-двойника: крысы с 38 и 42 хромосомами, они не скрещиваются между собой.

— Генетический.

11. Заяц-беляк зимой меняет мех на чисто белый. Заяц-русак зимой не белеет. Лапки у него уже и короче, чем у зайца-беляка. Это дает возможность ему быстро бегать по неглубокому и твердому снегу.

— Физиологический.

12. Большая синица для гнезда выбирает обычно глубокое дупло в нижней части ствола, образовавшееся в результате выгнивания сучка древесины. Синица-гаичка предпочитает строить дупло сама, выщипывая полости в трухлявых или старых стволах.

— Экологический.

13. Черные медведи, или барибалы, мельче бурых. Морда у них светло-бурая, на груди имеется небольшое светлое пятно. Этим пятном они напоминают гималайских медведей.

— Морфологический.

14. У многих дрозофил сперма особей чужого вида вызывает иммунологическую реакцию в половых путях самки, что приводит к гибели сперматозоидов.

— Физиологический.

15. Лютик едкий растет только на поляне, лютик ползучий вдоль дороги.

— Экологический.

6. Подведение итогов.

Преподаватель выставляет оценки за занятие, комментирует полученные результаты.

7. Домашнее задание.

Классификация живых существ: принципы классификации

Подумайте о слон.

Создайте мысленный образ этого. Как бы вы описали это кто-то, кто никогда не видел? Найдите минутку, чтобы внимательно рассмотреть. . .

Нажмите кнопку, чтобы увидеть, если
ваш мысленный образ был точным.

Весьма вероятно ваш мысленный образ был визуальным, как картинка. Человек в первую очередь делает упор черты, которые можно увидеть их глазами, поскольку они в основном полагаются на свое чувство зрение. Однако нет никаких причин, по которым слон или любой другой организм не мог бы описываться с точки зрения осязания, запаха и/или звука. Подумай о слоне снова, но на этот раз с точки зрения невизуальных черт. . .

---

Не удивительно, что биологи также классифицировать организмы по разным категориям в основном оценивая степени видимого сходства и различия, которые они могут видеть. Предполагается, что чем больше степень физического сходства, тем ближе биологическое родство.

Вкл. обнаружив неизвестный организм, исследователи начинают свою классификацию с поиска анатомических функции, которые, по-видимому, имеют ту же функцию, что и обнаруженные на другие виды. Следующий этап определяет, является ли сходство обусловлено независимое эволюционное развитие или происхождение от общего предка. Если в последнем случае, то эти два вида, вероятно, тесно связаны и должны быть классифицируются в те же или близкие биологические категории.

Человеческая рука кости   (обыкновенная птица, млекопитающее и передняя конечность рептилии конфигурация)

Гомологии анатомические особенности разных организмов, имеющие сходные внешний вид или функцию, потому что они были унаследованы от общего предка, который тоже были у них.

Например, передняя конечность медведь, крыло птицы и твоя рука имеют те же функциональные типы костей, что и наши общие рептильный предок. Следовательно, эти кости гомологичны структуры. Чем больше гомологии у двух организмов обладают, тем более вероятно, что они имеют близкое генетическое отношение.

Можно также иметь негомологичное структурное сходство между видами. В этих случаях общий предок не имел одинаковых анатомических структур как его потомки. Вместо этого сходства обусловлены независимым развитием в теперь отдельные эволюционные линии. Такой вводящие в заблуждение сходства называются

гомоплазиями . Гомопластические структуры могут быть результатом параллелизма, конвергенции или случайности.

Параллелизм , или параллельная эволюция, является подобным эволюционным развитие у разных видовых линий после дивергенции от общего предка у которого не было характеристики, но была исходная анатомическая особенность, которая привела к ней. Например, некоторые Эволюция южноамериканских и африканских обезьян относительно большие размеры тела независимо друг от друга. Их общее предок был намного меньше обезьяны, но в остальном был напоминает потомков более поздних видов. Видимо, природа отобрала более крупные тела обезьян на обоих континентах за последние 30 миллионов лет.

Конвергенция , или конвергентная эволюция, представляет собой развитие похожий анатомическая особенность отдельных видовых линий после расхождения от общего предка у которого не было исходной черты, которая привела к нему. Общее предок обычно более отдален во времени, чем в случае с параллелизмом. Схожий внешний вид и хищническое поведение североамериканских волков и тасманских волки (тилацины) являются примером. Первый является плацентарным млекопитающее, похожее на человека, а последний — австралийский сумчатый как кенгуру. Их общий предок жил в эпоху динозавров. 125 миллионов лет назад и сильно отличался от сегодняшних потомков. На самом деле существует ряд других австралийских сумчатых, которые яркие примеры конвергентной эволюции с плацентарными млекопитающими в других местах.

австралийский Тасманский волк или тигр (ныне вымершие)		Североамериканский волк

Последний тасманец Тигр, Тиласин, 19 лет33 (немое кино): Чтобы вернуться сюда, необходимо нажать кнопка «назад» в вашем браузере программа. (длина = 43 секунды)

Примеры конвергентной эволюции — муравей едят млекопитающих с четырех континентов        Эта ссылка ведет вас на внешний веб-сайт. Чтобы вернуться сюда, вы должны нажать кнопку «назад» кнопку в программе вашего браузера.

Считается, что как параллелизм, так и сходимость обусловлены в первую очередь для разделения видовых линий, испытывающих одни и те же виды естественного давления отбора в течение длительного периода времени.

Аналогии анатомические особенности, которые имеют одинаковые форма или функция в различные виды, не имеющие известного общего предка. Например, крылья птицы и бабочки являются аналогичными структурами. потому что они внешне похожи по форме и функция. Оба этих очень разных вида линии решали проблему отрыва от земли практически так же способ. Однако внутри их крылья совсем другие. Птица крылья имеют внутренний каркас, состоящий из костей, тогда как крылья бабочки не вообще не имеют костей и остаются неподвижными в основном за счет давления жидкости. Аналогии могут быть связаны с гомологией или гомоплазией, но общий предок, если есть, то неизвестно.

Проблемы в Классифицирующие организмы

Листинг признаки, отличающие один вид от другого, делают его кажется, что виды и их отличительные признаки фиксированы и вечны. Мы должны всегда держать имея в виду, что они были вызваны эволюционными процессами, которые действовали не только какое-то время в далеком прошлом, но которые продолжают действовать в настоящем и могут быть Ожидается, что в будущем возникнут новые формы. Виды всегда меняются. Вследствие этого они по существу лишь несколько произвольно определенная точка на эволюционной линии.

	Ягуар

Также Важно понимать, что большинство видов физически и генетически разнообразны. Многие из них гораздо более разнообразны, чем люди. Когда вы думаете о животное, такое как ягуар, показанное справа, и описать его с точки зрения его специфических черт (окрас меха, форма тела и т. д.), естественно обобщать и думать обо всех ягуары таким образом. Однако поступать так — значит игнорировать реальность разнообразие в природа.

Другой Проблема классификации вновь открытого организма заключается в определении специфического характеристики, которые фактически отличают его от всех других типов организмов. Среди исследователей всегда ведутся оживленные споры по поводу определения новых видов, потому что это не очевидно, какие черты являются наиболее важными. Есть две школы мысли в решении этой дилеммы. Первый определяет новые виды на основе незначительных различий. между организмами. это сплиттер подход . Второй имеет тенденцию игнорировать незначительные различия и подчеркивать основные. сходства. Этот подход lumper приводит к тому, что определяется меньшее количество видов. В идеале, этот спор можно было бы разрешить с помощью экспериментов по размножению — если два организма могут спариваться и производят плодовитое потомство, они, вероятно, являются членами того же вида. Однако мы должны быть осторожны потому что представители очень близкородственных видов иногда могут производить потомство вместе, и небольшая часть из них может быть плодовитой. Этот так обстоит дело с мулами, которые являются продуктом спаривания между женщины-лошади и ослы мужского пола. Примерно один из 10 000 мулов плодовит. Означает ли это, что лошади и ослы относятся к одному и тому же виду? Каким бы ни был ответ, ясно, что виды не абсолютно отдельные объекты, хотя, называя их, мы имплицитно передаем идею, что они есть.

Тигоны и лигеры — что происходит, когда тигры и львы мат        Эта ссылка занимает вас на внешний веб-сайт. Чтобы вернуться сюда, вы должны щелкните кнопку «назад» в программе вашего браузера.

Эксперименты по разведению проводятся редко для определения границ видов из-за практические трудности. Время пришло потребляющие и дикие животные не всегда сотрудничают. Использование такого рода репродуктивных данных для определения видов по ископаемым запись невозможна, так как мы не можем вернуться в прошлое, чтобы наблюдать модели межвидового размножения и результаты. Точно так же мы не можем провести эксперимент по разведению между собой и наши предки миллионы лет назад. Сравнения последовательностей ДНК в настоящее время становятся чаще используется в качестве помощи в различении видов. Если два зверя имеют очень много последовательностей ДНК, вполне вероятно, что они, по крайней мере, близко связанный. К сожалению, это обычно не говорит нам окончательно, что они представители одного вида. Поэтому мы еще остались с морфологическими характеристиками как наиболее часто используемый критерий для определения видовых различий.

Схема Линнея для классификации живые существа объединяют организмы на основе предполагаемой гомологии. предположение состоит в том, что чем больше гомологии имеют два организма, тем ближе они должно быть с точки зрения эволюционной дистанции. Высшее, более инклюзивное подразделения линнеевской системы (например, тип и класс) создаются путем тесного включения родственные кластеры непосредственно нижних отделов. Результат представляет собой иерархический система классификации с высшая категория, состоящая из всего живого. Низшая категория состоит из единичные виды. Каждая из вышеперечисленных категорий видов может иметь многочисленные подкатегории. В приведенном ниже примере только два рода (множественное число рода) перечислены для каждого семейства, но их может быть много. больше или только один.

заказ
семья				семья
род		род		род		род
вид	вид	вид	вид	вид	виды	вид	вид

Большинство исследователей сегодня взять кладистику   подход к классификации. Это включает в себя проведение различия между производным и примитивных признаков при оценке важность гомологии в определении размещения организмов в Линнеевская классификационная система. Производные признаки – это те, которые измененный от наследственной формы и/или функции. Примером может служить нога современной лошади. Его далекое раннее млекопитающее предок имел пять пальцев. Большинство костей этих пальцев слились вместе у лошадей, что дало им по существу только один палец с копытом. Напротив, приматы сохранили примитивную характеристику наличия пять пальцев на концах рук и ног. Животные, делящие очень много гомологий, которые были недавно получены, а не только предки, скорее всего, имеют недавнего общего предка. Этот предположение является основой кладистика .

Что отличает вид? : Центр новостей

2 января 2019 г.

Исследование в Нью-Рочестере показало, что в генетической несовместимости разных видов играют роль другие факторы, в частности, наличие «эгоистичных генов», поток которых между видами может определять, сходятся ли два вида или расходятся. (Фото Getty Images)

Большинство биологов-эволюционистов отличают один вид от другого на основе репродуктивности: представители разных видов либо не хотят, либо не могут спариваться друг с другом, или, если они это делают, получающееся потомство часто бывает бесплодным, нежизнеспособным. , или страдают каким-либо другим видом снижения приспособленности.

На протяжении большей части 20 90 242 го 90 243 века ученые считали, что эта репродуктивная несовместимость постепенно развивалась между видами как побочный продукт адаптации к различным экологическим обстоятельствам: если бы два вида были географически изолированы, они бы адаптировали различия в зависимости от окружающей среды. Новое исследование, проведенное в Университете Рочестера в сотрудничестве с Университетом Небраски, показывает, однако, что есть больше факторов, влияющих, в частности, на присутствие эгоистичных генов, называемых элементами мейотического драйва, потоки которых между видами могут определять, сблизятся ли два вида. или расходятся. В новой статье, опубликованной в журнале eLife исследователи показывают, что половые хромосомы эволюционируют, чтобы стать генетически несовместимыми между видами, быстрее, чем остальные генетические хромосомы, и раскрывают факторы, играющие роль в этой несовместимости.

Когда представители вида спариваются и обмениваются генетическим материалом, это называется потоком генов. Но когда между видами существует генетическая несовместимость, поток генов уменьшается. «Гены одного вида не всегда могут взаимодействовать с генами другого вида, — говорит Дейвен Пресгрейвс, профессор биологии в Рочестере. Хотя гены могут прекрасно работать в своем собственном генетическом фоне, они могут иметь негативные последствия, когда перемещаются в генетический фон другого вида. «Все копии генов у нас с вами хорошо функционируют в человеческом геноме. Но если мы возьмем у себя ген и вставим его шимпанзе, он может не функционировать должным образом — он не видел этого генома раньше, и он может не сработаться с генами шимпанзе. Это может поставить под угрозу некоторые аспекты развития или плодовитости».

Вот что произошло, когда Пресгрейвс и сотрудники его лаборатории скрестили два разных вида плодовых мушек, одного с Мадагаскара, а другого с острова Маврикий. Когда два вида были скрещены, их гибридные потомки женского пола были плодовитыми, но их гибридные потомки мужского пола были полностью бесплодны. «Одним из шагов постепенного эволюционного развития полной репродуктивной несовместимости является то, что пол XY становится стерильным первым», — говорит Пресгрейвс.

Исследователи используют генетические маркеры для отслеживания сегментов Х-хромосомы, которые они переносят от одного вида из Drosophila (плодовая муха) в другой вид, чтобы найти сцепленные с Х-хромосомой гены, вызывающие мужское бесплодие. Генетические маркеры, влияющие на цвет глаз, расположены на Х-хромосоме, поэтому исследователи начинают с Drosophila mauritiana , у которых есть два генетических маркера, что дает им темно-красные глаза, слева, и скрещивают их с белоглазыми Drosophila simulans . (Фотографии Университета Небраски / Rodolfo Villegas)

Хромосомы делятся на два типа: половые хромосомы и аутосомы. Половые хромосомы — это хромосомы XY, которые обозначают самца как у плодовых мушек, так и у людей, и XX, которые обозначают самку. Когда исследователи сопоставили факторы, из-за которых гибридные самцы становятся бесплодными, они обнаружили, что на Х-половой хромосоме гораздо больше факторов несовместимости, чем на аутосомах. Это означает, что половые хромосомы становятся функционально разными у разных видов гораздо быстрее, чем неполовые хромосомы, говорит Пресгрейвс.

Но что заставляет половые хромосомы генерировать генетические несовместимости быстрее, чем остальная часть генома?

Исследователи обнаружили, что класс «эгоистичных генов», называемых элементами мейотического драйва, частично ответственен за более быструю генетическую несовместимость половых хромосом. В общем, эгоистичные гены являются паразитами генома — они размножаются за счет других генов. В частности, элементы мейотического драйва нарушают правила типичного наследования: при нормальном менделевском наследовании ген передается половине потомства. Однако элементы мейотического влечения манипулируют репродукцией, так что они могут передать себя более чем 50 процентам — больше, чем их справедливая доля. У самцов плодовых мушек элементы мейотического привода обычно убивают сперматозоиды, которые их не несут, оставляя только (или в основном) сперматозоиды, которые их несут.

«Когда у гибридов не подавлены множественные элементы мейотического влечения от обоих родительских видов, их совместное действие может вызвать бесплодие», — говорит Колин Мейкледжон, доцент биологии в Университете Небраски и бывший научный сотрудник в лаборатории Пресгрейвса.

Однако, по иронии судьбы, исследователи также обнаружили, что если элементы мейотического драйва имеют возможность для потока генов между видами, они также могут способствовать сближению видов. На ранних стадиях видообразования, когда два разных вида только начинают отделяться друг от друга, репродуктивная несовместимость может быть неполной и «дырявой» — некоторые части генома еще могут быть совместимы и взаимозаменяемы.

«Если две популяции негерметичны и есть возможность для потока генов, эгоистичный ген может мигрировать от одного вида к другому и распространяться там», — говорит Пресгрейвс. Если эгоистичный ген будет функционировать у других видов, а не станет несовместимым, «эта часть генома станет полностью взаимозаменяемой. Таким образом, в некоторых случаях эгоистичный ген может стереть накопившуюся несовместимость в части генома».

То есть элементы мейотического драйва могут вызывать несовместимость между видами, если они не испытывают потока генов, или они могут вызывать конвергенцию видов, если виды действительно испытывают поток генов. Пресгрейвс говорит, что главный фактор в определении того, совместимы ли виды, зависит от того, насколько большой поток генов происходит между видами. «Виды — даже географически изолированные — более негерметичны, чем мы думали».

 

Читать далее

Ученые обнаружили ген, контролирующий скорость генетической рекомбинации
Некоторые виды эволюционировали так, что в результате генетического кроссовера у них было гораздо больше, чем у других, и ученые из Рочестера обнаружили у плодовых мушек ген, который отвечает за эволюцию этих видов.