Видообразование – результат микроэволюции Автор: Пилипенко Олег Михайлович, учитель биологии высшей квалификационной категории т. 8(38578) , е-mail: Муниципальное общеобразовательное учреждение «Ключевская средняя общеобразовательная школа 1» Алтайский край, Ключевской район, с. Ключи, ул. Делегатская -3 Ключи 2011

Видообразование - это разделение (во времени и пространстве) прежде единого вида на два или несколько. Другими словами, видообразование – это разделение генетически открытой системы (какими являются по отношению друг к другу популяции и их группы внутри вида) на генетически закрытие (или обязательно устойчивые) системы.

Изоляция как пусковой механизм видообразования Каждый вид – это замкнутая генетическая система. Особи одного вида могут друг с другом скрещиваться и давать плодовитое потомство, а представители разных видов не скрещиваются вовсе, а если и скрещиваются, то потомства не дают, а если и дают, то потомство это бесплодно. Следовательно, дивергентному видообразованию должно предшествовать возникновение изолированных популяций внутри предкового вида. Существуют разные формы внутривидовой изоляции.

Пространственная изоляция возникает между популяциями, далеко отстоящими других от друга или разделенными географическими барьерами. Кольцевой ареал чаек. На берегах Северного и Балтийского морей обитают два вида чаек – серебристая чайка и клуша- хохотунья. Эти два вида объединяются друг с другом на другом краю ареала, образуя цепь связанных популяций. jpg

Экологическая изоляция. Эта форма биологической изоляции основывается на разнообразии организмов по экологии их размножения и предпочтительному местообитанию. Обычно они имеют предпочтение к размножению либо в определенных местах, либо в определенные сроки. Например, в озере Севан обнаружено 6 изолированных популяций одного вида форели, имеющих различные места нереста в реках и ручьях, питающих озеро. Севанская форель

Экологическая изоляция. В других случаях решающее значение имеет временáя изоляция. Убедительным примером служат популяции четных и нечетных лет у тихоокеанских лососей. Цикл развития этих рыб составляет два года, после чего они поднимаются в верховья рек, впадающих в океан, нерестятся и погибают. Популяции четных и нечетных лет могут жить по соседству друг с другом, но, тем не менее, они практически никогда не скрещиваются. jpg Нерка во время нереста

Длительная внутривидовая изоляция приводит к тому, что каждая популяция эволюционирует независимо. Мутации, возникающие в одной популяции, не могут проникнуть в другую. Дрейф генов приводит к тому, что в разных популяциях фиксируются разные наборы аллелей. Естественный отбор перестраивает генетическую структуру каждой изолированной популяции на свой лад, приспосабливая каждую из них к локальным условиям. Результат длительной внутривидовой изоляции Независимая эволюция изолированных популяций ведет к тому, что между ними увеличиваются генетические различия. Они становятся все менее похожими друг на друга по ряду морфологических, физиологических и поведенческих признаков. Это в свою очередь ведет к возникновению биологических механизмов изоляции и к видообразованию. Возникает репродуктивная изоляция.

Пути видообразования Филетическое Гибридогенное Дивергентное видообразование образование вида С видообразование

Основные способы видообразования Аллопатрическое (от греч. allos – другой, patris- родина) видообразование происходит в том случае, когда нарождающиеся виды оказываются пространственно разобщенными, отделенными друг от друга и от исходного вида труд- непреодолимыми географическими барьерами. Исходная популяция Начало видообразования Формирование барьера (географическая изоляция) Возникновение репродуктивной изоляции Завершение видообразования

Аллопатрическое видообразование Вьюрки на Галапагосских островах, описанные впервые Ч. Дарвином, свидетельство эффективности аллопатрического видообразования. Молекулярный анализ их ДНК показывает, что при всем удивительном морфологическом многообразии видов Дарвиновых вьюрков, все они являются потомками одного единственного континентального вида. Его представители попали на Галапагоссы несколько миллионов лет назад и дали начало четырем основным линиям. Галапагосские вьюрки

Ученые предполагают, что в особых случаях репродуктивная изоляция может возникнуть между определенными особями и всей остальной популяцией в пределах одной территории. Такой способ видообразования называют симпатрическим (от греч. syn – вместе, patris- родина). Исходная популяция Начало видообразования Экологическая специализация внутри вида Возникновение репродуктивной изоляции Завершение видообразования Симпатрическое видообразование

В африканским озере Виктория, которое образовались всего 12 тыс. лет назад, обитают более 500 видов рыб-цихлид, отличающиеся друг от друга по морфологии, образу жизни, поведению и ряду других признаков. Молекулярно-генетический анализ показывает, что все они произошли от одного общего предка. Цихлиды оз. Виктория

Механизмы симпатрического видообразования 1. Быстрое изменение кариотипа, например автополиплоидия content/chrysanthemum_diversity_ st_naturalist.jpg В роде хризантем все формы имеют число хромосом, кратное 9,18, 27, 36, 45….90.

Механизмы симпатрического видообразования 2. Гибридизация с последующим удвоением числа хромосом su perhry.cz/supe rhry/TSO_40e1 f8z/1600/019/ jpg Тёрн (2n = 32)Алыча (2n = 16) Х ds/posts/ / _30. jpg os.ru/images/pric e/photo_1212. jpg Слива (2n = 48)

3. Возникновение хромосомных перестроек Хорошим примером служит пара видов, Кларкия двудольная и Кларкия язычковая, однолетние травы, произрастающие в горах Сьерра- Невада (Калифорния). Совершенно ясно, что широко распространенный вид К. двудольная (2n=16), судя по его хромосомам и экологии, является предковым, а узко эндемичный вид К. язычковая (2n = 18), распространенный по южной границе ареала, производная форма. Механизмы симпатрического видообразования 8/0000_0000/1209/0171. jpeg Кларкия язычковая Кларкия двудольная

Указанные два вида различаются кариотипический по двум независимым транслокациям, инверсии и по основному числу хромосом. Эти различия создают между ними преграду хромосомной стерильности. Одна из транслокаций связана с дополнительной девятой хромосомой у К. двудольной. Отличительные признаки цветка К. язычковой также связаны с этой девятой хромосомой. Механизмы симпатрического видообразования 8/0000_0000/1209/0171. jpeg Кларкия язычковая Кларкия двудольная

Исходная популяция Начало видообразования Формирование барьера (географическая изоляция) Возникновение репродуктивной изоляции Завершение видообразования Экологическая специализация внутри вида Аллопатрическое Симпатрическое видообразование видообразование