Jautājumi rindkopā: Kādi procesi noved pie populāciju ģenētiskās izolācijas un jaunu sugu rašanās?

Izolācija ir evolūcijas faktors. Izolācija novērš indivīdu brīvu krustošanos no kaimiņu populācijām, kas nodrošina ģenētisko atšķirību uzkrāšanos starp populācijām. Izolētas populācijas arī ir pakļautas atlasei, un pati izolācija aptur gēnu plūsmu no populācijas uz populāciju. Pamazām atšķirība starp populācijām palielinās, tā ka pat iznīcinot barjeras, šādu populāciju krustošanās vairs nav iespējama, tas var izraisīt jaunu sugu rašanos.

Lappuse 249. Jautājumi un uzdevumi pēc §

1. Kādas ir izolācijas ģeogrāfisko un ekoloģisko formu līdzības un atšķirības, un kādas ir izolācijas evolucionārās sekas?

Ģeogrāfiskā izolācija ir telpiskā, teritoriālā, klimatiskā izolācija, kas rodas ģeogrāfisko barjeru parādīšanās rezultātā. Ekoloģiskā izolācija ir bioloģisko barjeru rašanās: reproduktīvā (ģenētiskā) izolācija, sezonālā izolācija, etoloģiskā (uzvedības) izolācija.

Izolētas populācijas arī ir pakļautas atlasei, un pati izolācija aptur gēnu plūsmu no populācijas uz populāciju. Pamazām atšķirība starp populācijām palielinās, tā ka pat iznīcinot barjeras, šādu populāciju krustošanās vairs nav iespējama, tas var izraisīt jaunu sugu rašanos.

2. Sniedziet ģeogrāfiskās un ekoloģiskās specifikācijas piemērus.

Alopatriskā specifikācija (ģeogrāfiskā) – dažādu ģeogrāfisku barjeru rašanās starp sugas populācijām - kalniem, jūrām, tuksnešiem, ledājiem utt. Spilgtākie ģeogrāfiskās specifikācijas piemēri ir cieši saistītu sugu kompleksi, kas veido gredzenveida biotopus. Havaju puķuzāles: papagaiļu suga barojas ar sēklām un ogām, sirpjputnu suga izvelk kukaiņus no koku mizas, cekulainā puķu suga barojas ar ziedu nektāru.

Simpatiskā specifikācija (ekoloģiskā) ir jaunu sugu parādīšanās sākotnējā diapazonā. Simpatiskā specifikācija (ekoloģiskā) ietver:

Poliploidizācija (jauna forma, kas radusies šādā veidā, tiks reproduktīvi izolēta no vecāku sugas, bet, pateicoties pašapaugļošanai, varēs atstāt pēcnācējus, piemēram, poliploīdus kartupeļus ar 24, 48, 72 hromosomām).

Hibridizācija (jauni hibrīdi var rasties hibridizācijas rezultātā, kam seko hromosomu skaita dubultošanās, piemēram, ķiršu plūme + ērkšķis = plūme).

Hromosomu pārkārtošanās (hromosomu specifikācija ir iespējama tajās dzīvnieku grupās, kuras spēj vairoties viena dzimuma pārstāvjiem - partenoģenēze, piemēram, uguns salamandra).

3. Kādiem evolūcijas faktoriem ir galvenā loma specifikācijā?

– Mutācijas ir faktors, evolūcijas materiāls

– Populācijas viļņi – faktors, kas nejauši maina alēļu frekvences

– Ģenētiskā novirze ir faktors, kas maina populāciju genofondu

– Dabiskā atlase ir evolūcijas vadošais faktors

– Adaptācija ir evolūcijas rezultāts

– Izolācija ir mikroevolūcijas faktors, kas aptur gēnu plūsmu

Tas viss noved pie jaunu sugu veidošanās.

4. Vai pašlaik notiek specifikācija? Pamatojiet savu viedokli.

Speciācija turpinās mūsu laikā, bet, tā kā process ir lēns, tas ir nemanāms. Patlaban strazdiņu sugas ir iedalītas divās grupās, kuras ārēji vēl nav atšķiramas. Viens no viņiem dzīvo dziļos mežos, otrs uzturas cilvēku dzīvesvietas tuvumā. To var uzskatīt par divu pasugu veidošanās sākumu. Populācijas un pasugas dažkārt nav atšķiramas. Dažādos mikroevolūcijas posmos viena metode aizstāj citu vai tās darbojas kopā. Ģeogrāfiskā izolācija var vēl vairāk palielināt vides izolācijas efektu, tāpēc ir grūti noteikt katra specifikācijas veida robežas. Mikroevolūcija beidzas ar jaunas sugas veidošanos.

Mainoties dzīves apstākļiem, mainās arī dabiskās atlases virziens. Ja vienas un tās pašas plaši izplatītas sugas īpatņu grupas nonāk dažādos apstākļos vai sāk, piemēram, medīt dažādus laupījumus, tad selekcija šajās grupās notiks dažādos virzienos. Tas novedīs pie dažādu pielāgojumu veidošanās tajos. Rezultātā no viena veida līdz dabiskā izlase veidojas vairākas jaunas sugas, t.i., notiks sugu veidošanās process. Lai to ilustrētu, Darvins sniedz diagrammu par rakstzīmju novirzēm vai atšķirībām.

Diagrammā lielie burti (A, B, C, D utt.) zem apakšējās līnijas parasti norāda atsevišķas vienas ģints sugas. Paralēlas līnijas no apakšas uz augšu (no I līdz XIV) simbolizē paaudžu maiņu laika gaitā. Darvins parasti pieņem, ka no vienas rindas uz nākamo notiek tūkstoš paaudžu maiņa. No apakšas uz augšu vērstās punktētās līnijas ilustrē šo paaudžu vēsturisko likteni dažādos attīstības posmos. Jo lielāks attālums starp punktotajām līnijām, kas šķērso vienu paralēlu līniju, jo lielāka ir atšķirība starp atšķirīgām indivīdu grupām attiecīgajā paaudzē (II līnija) nekā starp punktiem a5 un m5 (V līnija). Tas nozīmē, ka sākotnējā atšķirība (atšķirība) starp divām kopējās sākotnējās sugas A pēcnācēju grupām (a2 un m2), kas radās 2000 paaudzēs, ir mazāka nekā atšķirības, kas izveidojušās pēc 5000 paaudzēm (a5 un m5). Tāpēc, saka Darvins, mēs varam pieņemt, ka grupas a2 un m2 ir vēl divas vienas izplatītas sugas šķirnes, un grupas a5 un m5 jau būs divas jaunas sugas, kurām ir kopīgs sencis (suga A).

Tādējādi, saskaņā ar Darvinu, jaunas sugas rodas caur virkni starpposmu: pirmkārt, vienas sugas ietvaros rodas divas (vai vairākas) šķirnes; šīs šķirnes, turpinot atšķirties pēc rakstura, pakāpeniski kļūst par pasugām un, visbeidzot, par jaunām sugām. Šķirne ir solis ceļā uz jaunas sugas veidošanos. Turklāt saskaņā ar atšķirību shēmu, kā likums, viena veca suga rada nevis vienu, bet vairākas sugas.

Atšķirīgs raksturs Speciācija notiek tāpēc, ka sākotnējā organismu atšķirība sugā palielina to skaitu. Darvins ilustrē šo punktu ar šo piemēru: kopējais vilku skaits sāk pieaugt, jo dažādas šī plēsoņa ģimenes sāk medīt dažādus laupījumus. Daži vilki “specializējas” mājlopu audzēšanā, bet citi – savvaļas dzīvniekiem. Līdz ar to palielinās kopējais vilku skaits. Starp tiem rodas dažādi dabiskās atlases virzieni un līdz ar to atšķirības.

Atgriezīsimies pie diverģences shēmas. Evolūcijas gaitā rodas arī jauni selekcijas virzieni (atkārtoti zarojas punktētās līnijas no sugas A un sugas I). Dažas no šīm līnijām izrādās strupceļi: to pēcnācēji līdz mūsdienām neizdzīvo (XIV līnija) un izmirst, aizstājot ar vairāk pielāgotām sugām. Daudzas no sākotnējām sugām arī neatstāj pēcnācējus (t.i., izmirst). Un daži (līnija F diagrammā) izdzīvo līdz mūsdienām, gandrīz nemainot to īpašības.

Aplūkotā procesa pēdējā posmā jaunizveidotajām sugām ir dažādas līdzības pakāpes. XIV līnijā ir skaidri redzamas 5 viena otrai vistuvākās sugu grupas. Šāda tuvuma iemesls, kā skaidri redzams diagrammā, ir šādu sugu ciešās attiecības. Taksonomists, apvienojot cieši radniecīgas sugas vienā ģints, tādējādi atspoguļojot šo sugu radniecību un kopīgo izcelsmi.

Dzemdības savukārt tās apvienojas ģimenēs, ģimenes ordeņos utt. Diverģences modelis liecina, ka šajā gadījumā šādu asociāciju pamatā ir pats evolūcijas process. Ja tie ir ļoti cieši saistīti, sugas piederēs vienai un tai pašai dzimtai, ja tās ir radniecīgākas, tās piederēs vienai ģimenei. Visbeidzot, ļoti attālas sugas iedalīsies dažādās viena veida klasēs. Tas nozīmētu, ka visām viena veida sugām galu galā ir viens kopīgs sencis, tikai šis sencis ir neparasti sens.

Tātad mūsdienu augu un dzīvnieku sistēmas atspoguļo noteiktu evolūcijas posmu. Vienlaikus svarīgi atcerēties, ka mūsdienu taksonomistu aprakstītās sugas šobrīd ir īstas, bet vēsturiski īslaicīgas: kādreiz tās bija tikai pasugas; kādā tālā nākotnē tie var kļūt par ģintīm, kas apvieno jaunu radniecīgu sugu grupas; šīs jaunās nākotnes sugas mūsdienās ir tikai pasugas vai šķirnes. Tādējādi atšķirību diagramma izskaidro, kā evolūcija ir mūsdienu taksonomijas pamatā. Tajā pašā laikā tas parāda, ka atšķirības neizbēgami noved pie dažādu organisko formu rašanās dabā.

Atšķirību diagramma palīdz izprast vēl vienu svarīgu jautājumu. Vispārējā organisko formu daudzveidības palielināšanās ievērojami sarežģī attiecības, kas rodas starp organismiem dabā. Tāpēc vēsturiskās attīstības gaitā vislielākās priekšrocības parasti saņem visaugstāk organizētās formas. Tādējādi vispārējā progresīvā augu un dzīvnieku pasaules attīstība uz Zemes tiek veikta no zemākām formām uz augstākām.

Taču tajos gadījumos, kad dzīves apstākļi nekļūst sarežģītāki, bet paliek praktiski nemainīgi, un organismi tiek saglabāti bez turpmākiem sarežģījumiem.

Līdz ar novirzi evolūcijas rezultāts var būt arī pretējs rezultāts – konverģence jeb raksturlielumu konverģence. Konverģence notiek dabiskās atlases vienvirziena darbības dēļ organismos, kas atrodas sistemātiski tālu viens no otra, kad šie organismi dzīvo līdzīgos apstākļos. Konverģentas līdzības piemērs ir haizivs (zivs), ihtiozaura (izmiris ūdens rāpulis ar kaklu) un delfīns (ūdens zīdītājs) racionalizētā ķermeņa forma. Ķermeņa formu līdzību šeit neizraisa tuva dzimta. tība, bet dabiskās atlases vienvirziena darbība tajā pašā ūdens vidē, kur šāda forma ir noderīga gan zivīm, gan delfīniem.

Tādējādi uz dabiskās atlases darbības pamata veidojas relatīvā piemērotība, veidojas jaunas sugas, palielinās kopējā organisko formu daudzveidība dabā, notiek progresīva dzīvnieku un augu pasaules attīstība uz Zemes.

Jaunu sugu veidošanās dabā ir pēdējais mikroevolūcijas posms. Evolūcijas faktoru ietekmē ar dabiskās atlases vadošo lomu notiek ģenētiski atvērtu intrasugu populāciju transformācijas process ģenētiski stabilās sugu sistēmās. Starp dažādu populāciju īpatņiem vienas sugas ietvaros ir iespējams krustošanās process un auglīgu pēcnācēju atstāšana. Kamēr vienas sugas ietvaros pastāv gēnu plūsma starp populācijām, sugas gēnu fonds ir vienota sistēma. Populāciju izolācijas rezultātā apstājas krustošanās starp atšķirīgām formām, nenotiek iedzimtas informācijas apmaiņa, un populācijas vai populāciju grupas kļūst par neatkarīgām ģenētiskām sistēmām.

Suga tiek uzskatīta par kvalitatīvu evolūcijas procesa posmu, jo tā ir mazākā ģenētiski stabilā supraorganismu sistēma dzīvajā dabā. Speciācijas laikā galvenokārt notiek divi procesi: pielāgošanās mainīgajiem vides apstākļiem un atdalīšanās, pamatojoties uz jaunu sugu izolāciju. Pamatojoties uz sākotnējās sugas apmetnes teritoriju, var izdalīt divus galvenos sugu veidošanās ceļus: alopatrisko un simpatisko.

Alopatriskā vai ģeogrāfiskā specifika ir saistīta ar atšķirīgu grupu telpisku izolāciju, un to var veikt galvenokārt migrācijas vai areāla sadalīšanas rezultātā ar dažādām barjerām (upēm, kalniem, augsnēm, klimatam utt.), Pārejot ārpus sākotnējā diapazona sugas, populācijas nonāk dažādos vides apstākļos, kas caur mikroevolūcijas procesiem var izraisīt jaunu sugu veidošanos. Sugu diferenciācijas piemērs migrācijas procesā var būt zīlīšu sugu populāciju un pasugu kompleksais komplekss. Šīs sugas izplatība no Eiropas uz austrumiem notika divos veidos: ziemeļos uz Tālajiem Austrumiem un dienvidiem ap Vidusāzijas augstieni. Tālajos Austrumos sastopamas Eirāzijas un Austrumāzijas pasugas, kuras, dzīvojot kopā, neražo hibrīdus. Norēķinu procesā starp viņiem radās reproduktīvā barjera.

Speciāciju, ko izraisa vecāku sugu areāla sadrumstalotība, var izsekot, izmantojot maijpuķīšu sugu parādīšanās piemēru. Meža maijlilija Eirāzijā bija plaši izplatīta pirms vairākiem miljoniem gadu, taču apledojuma dēļ tās areāls sadalījās vairākās teritorijās. Līdz šim ir izveidojušās vairākas jaunas sugas.

Mikroevolūcijas procesi, kas notiek populācijās, neaprobežojas tikai ar adaptāciju veidošanos, tie var izraisīt jaunu sugu veidošanos.

Darvins par specifikāciju

Jau pats Čārlza Darvina grāmatas nosaukums “Sugu izcelsme dabiskās atlases ceļā” atbild uz jautājumu, kā sugas radās dabā.

Čārlzs Darvins izveidoja savu specifikāciju shēmu, pamatojoties uz viņa izvirzītajiem monofīlijas un diverģences principiem. Monofilija ir pēcteču izcelšanās no viena senču priekšteča. Atšķirība ir senču formas sadalīšana divās vai vairākās meitās, mazdēlā un citās sugās.

Visintensīvākajai konkurencei vajadzētu notikt starp konkrētās sugas līdzīgākajiem indivīdiem (viņu vitālo vajadzību līdzības dēļ). Tāpēc meitas formas, kas novirzās no vidējā stāvokļa, nonāks labvēlīgākos apstākļos. Viņiem ir izdevīga iespēja izdzīvot un atstāt pēcnācējus. Gluži pretēji, senču un starpformām, kas ir vairāk līdzīgas viena otrai, ir maz iespēju uzvarēt cīņā par eksistenci. Līdz ar to evolūcijas gaitā no kopīga senča vajadzētu rasties arvien daudzveidīgākiem un atšķirīgākiem pēctečiem.

Izolācija ir galvenais specifikācijas faktors

Seksuāli vairojošos organismos suga ir sarežģīta populāciju mozaīka. Kamēr indivīdi no dažādām sugas populācijām var vismaz reizēm krustoties dabā un radīt auglīgus pēcnācējus, t.i., kamēr pastāv ģenētiskās informācijas plūsma starp populācijām, suga paliek neatņemama un vienota sistēma. Tomēr spēcīgā izolācijas spiediena rezultātā gēnu plūsma var tikt pārtraukta un izolētas populācijas, uzkrājot izmaiņas vienmēr darbojošos elementāru evolūcijas faktoru ietekmē, var pārtraukt krustošanos nākamajās tikšanās reizēs. Reproduktīvā izolācija starp dažādām populācijām nozīmē vienas sugas sadalīšanos divās daļās. Citiem vārdiem sakot, šajā gadījumā tiek atzīmēts specifikācijas process. Tas nozīmē, ka jautājums par to, kā veidojas jaunas sugas, ir identisks jautājumam par to, kā starp sugas populācijām rodas reproduktīvā izolācija.

Visvairāk pētītais sugu veidošanās veids ir pakāpeniska veidošanās, kas tiek veikta mikroevolūcijas procesā. Tas noved pie pakāpeniskas populāciju diverģences sugas ietvaros līdz pilnīgai jauno meitas sugu atdalīšanai, kas atbilst klasiskajai Darvina koncepcijai par sugu izcelsmi.

Rīsi. 28. Ģeogrāfiskās izolācijas nozīme specifikācijā:

1, 2 - sākotnējās stadijas specifikācijā (suga A ir sadalīta četrās populācijās, no kurām vienu no citām populācijām atdala kalnu grēdas); 3- apbraukuši kalnu grēdu no dienvidiem, iedzīvotāji A atkal kļuva tuvu S. populācijai, bet, tā kā tie nekrustojas, tiek uzskatīti par atsevišķām sugām A Un D

Pakāpeniska veidošanās atkarībā no izolācijas veida var būt ģeogrāfiska un ekoloģiska.

Ģeogrāfiskā specifikācija

Visizplatītākais un visvairāk pētītais ir ģeogrāfiskais specifikācijas veids. Ievērojamākais mūsdienu evolucionists Ernsts Mairs sniedza lielu ieguldījumu tās izpētē.

Pakāpeniska veidošanās ir lēns process, un tāpēc to pēta, pētot dabiskās populācijas visos sugas tapšanas posmos. Priekšnoteikums šim specifikācijas veidam ir ģeogrāfiskā izolācija. Ģeogrāfiski izolētas populācijas (izolāti) var atrasties visā sugas areālā, kur ir barjeras, bet sugas veidošanā vislielākā nozīme ir izolātiem, kas veidojas areālu malās, arhipelāgu salās, kalnos. jo tieši šajos apstākļos tiek apgrūtināta gēnu plūsma un lielas dzīves apstākļu atšķirības.

Bet pat tad, ja populācijas nav būtiski attālinātas viena no otras, vienas populācijas biotops atšķirsies no visām pārējām veģetācijas, augsnes, augstuma virs jūras līmeņa un citiem apstākļiem. Šīs atšķirības novedīs pie dažādiem dabiskās atlases virzieniem, kas savukārt izraisīs šo īpašību izplatību un iedzimtu nostiprināšanos. kas nodrošina izdzīvošanu šajos apstākļos. Dzīvdzemdību ķirzaka dzīvo no Karēlijas mežiem ziemeļos līdz Ukrainai dienvidos. Dienvidu populācijās ķirzakas dēj olas biežāk, un ziemeļu apstākļos tās dzemdē dzīvus mazuļus, jo aukstajā un īsajā vasarā olām nav laika attīstīties.

Atgriezīsimies pie ģeogrāfiskajiem izolātiem. Iedomāsimies populāciju, kas daudzu paaudžu laikā ir pilnībā izolēta no citām tās pašas sugas populācijām. Gēnu plūsmas trūkuma dēļ šādas populācijas genofonds kļūst neatkarīgs dažādu alēļu sastopamības biežums tajā tiek izvēlēts dabiskās atlases ceļā saistībā ar dzīves apstākļiem. Pamazām gēnu fondā uzkrāsies jaunas mutācijas, un dabiskā atlase galu galā novedīs pie tik daudzu atšķirību rašanās starp šo populāciju un citām tās pašas sugas populācijām, ka izzudīs veiksmīgas krustošanās iespēja – radīsies reproduktīvā izolācija.

Vietējo apstākļu specifika, atbilstošais selekcijas virziens un ilgstoša izolācija izskaidro endēmisko sugu esamību. Līdz ar to Baikāla ezerā mīt daudz nekur citur nesastaptu mīkstmiešu, vēžveidīgo, zivju, tārpu sugu, jo aptuveni 20 miljonus gadu ezers ir izolēts no citiem ūdens baseiniem ar kalnu grēdām. Daudzu Okeānijas salu endēmiskās sugas ir arī ģeogrāfiskās specifikācijas rezultāts.

Salas ir dabiskas evolūcijas laboratorijas. Organismi sasniedz salas dažādos veidos. Čārlzs Darvins savas ekspedīcijas laikā Bīglā paņēma gaisa paraugus atklātā okeānā, kurā atklāja sporas, sēklas, kukaiņus un vēja nestos zirnekļu tīklus. Ir zināms, ka uz putnu ķepām un spalvām var nēsāt sēklas, augu sporas, ērces, kukaiņu oliņas un pat zivju olas. Jūrnieki bieži ir redzējuši dabiskus savītus augu plostus, kas bija tik milzīgi, ka tos sajauca ar salām un uzzīmēja kartē. Šajos dabiskajos plostos varēja pārvadāt mazus zīdītājus, rāpuļus, kukaiņus, zirnekļus, simtkājus, gliemežus un citas radības.

Plosts ir parastais līdzeklis, ar kuru dzīvnieki sasniedz salas. Peldošs baļķis vai zaru ķekars var pārvadāt visu mazu dzīvnieku populāciju: mīkstmiešus, kukaiņus, rāpuļus. Tieši šādā veidā ķirzakas nokļuva Klusā okeāna salās. Atrodoties salās, sauszemes augi un dzīvnieki, kas bieži vien nespēja peldēt vai peldēt, atradās savā salu pasaulē. Kādā virzienā dabiskā atlase iedarbojas uz salu sugām? Šeit tiek novērotas četras galvenās tendences: gigantisms, pundurisms, spārnu trūkums un starpsugu daudzveidība.

Daudzi salu dzīvnieki, īpaši putni un rāpuļi, sasniedz lielus izmērus. Lielākie putni, kas jebkad pastāvējuši uz Zemes, dzīvoja uz salām: moas Jaunzēlandē un apiornis (ziloņu putni) Madagaskarā. Moa sasniedza trīs metru augstumu, t.i., tie svēra gandrīz 250 kg, bet olas svēra 7 kg!

Epiorni nebija tik gari kā milzu moa, bet gandrīz divas reizes smagāki un dētas olas ar diametru līdz 35 cm, viena šāda ola pēc tilpuma ir vienāda ar 180 vistu olām. Interesanti, ka šo nelidojošo putnu gigantisms, kā nesen tika atklāts, pētot smadzeņu apmetumus, bija saistīts ar mutācijām, kas izraisīja hipofīzes pārmērīgu attīstību. Gigantisms attiecās ne tikai uz dzīvniekiem. Parastajiem un pazīstamajiem augiem salās ir savi lieli pārstāvji. Daži krūmi un garšaugi ir tikpat labi kā koki, piemēram, ceļmallapa Kanāriju salās, efeja Jaunzēlandē. Sokotras salā Indijas okeānā aug endēmiski koki ar zvērīgi attīstītiem stumbriem, kuros glabājas ūdens, tie ir saistīti ar meloņu un gurķu dzimtu.

Dažu dzīvnieku, galvenokārt zīdītāju, attīstība atspoguļoja pretēju tendenci. Mēs jau runājām par Vidusjūras salu pundurziloņiem. Vēl viens piemērs tam ir ponijs (pundurzirgs) Šetlendā. Samazinot to izmēru, zīdītāji, šķiet, paplašināja savu diapazonu.

Vēl viena pārsteidzoša salu dzīvnieku iezīme ir lidošanas spējas zaudēšana. Salas izolācija nesaudzēja pat putnus. Milzu putniem, par kuriem jau tika runāts, nebija spārnu, lidot nespēja Mascarene dodo, Galapagu jūraskrauklis un Jaunzēlandes kivi. Jaunzēlandē ir arī bezspārnu papagailis, kas ligzdo urvos. Acīmredzot lielajiem putniem, plēsēju trūkumā un barības pārpilnībā, lidojuma īpašības nebija tik ļoti vajadzīgas, un pakāpeniski, pamatojoties uz mutāciju uzkrāšanos un dabisko atlasi, viņi tās zaudēja.

Bezspārnu kukaiņi ir izplatīti arī okeāna salās, jo spārnotos biežāk vējš noķēra un gāja bojā okeānā.

Adaptīvo daudzveidību var novērot arī salu dzīvnieku vidū. Pietiek atgādināt Galapagu žubītes un Havaju puķu meitenes, kuru katra suga atrodas noteiktā salā un ir specializējusies savā barošanas metodē, kas novērš konkurenci un sugas pastāv blakus.

Visbeidzot, salu iedzīvotāji, kā likums, ir ļoti uzticīgi. Tas izskaidrojams ar to, ka, ja nav dabisko plēsēju, dzīvnieki zaudē iedzimtas uzvedības prasmes, kas saistītas ar aizsardzības bailēm.

Ilgu laiku ģeogrāfiskā izolācija veicināja salu endēmiskās floras un faunas saglabāšanu. Taču dzīvības drošība uz salām beidzās dienā, kad pie apvāršņa parādījās pirmais kuģis. Patiešām, gan tie salu dzīvnieki, kuri savstarpējās cīņas trūkuma dēļ sasnieguši milzīgus izmērus, gan tie, kas sīvās konkurences apstākļos nāca dažādot sugas, lai izdzīvotu, - visi izrādījās neapbruņoti pirms cilvēka atnākšana. Pēc viņa sitieniem salu sugu saraksts ātri pārvērtās par nekrologa lapu. Vislielākos zaudējumus cieta bezspārnu putni:

pazuduši moas, apiornis, dodo u.c.. Ir viegli saprast, ka sugas, kas nav spējīgas lidot, ir vieglākais upuris cilvēkiem un viņu pavadoņiem - suņiem un kaķiem. Liktenīga loma bija jaunu sugu introducēšanai uz salām, kuras nejauši vai tīši ieviesa cilvēki. Vēl XVII-XVIII gs. kuģu apkalpes atstāja kazas un cūkas uz salām, lai nodrošinātu pārtiku nākotnei. Šie pamestie dzīvnieki tik intensīvi iznīcināja vietējo floru, ka daudzas augu sugas gandrīz pilnībā izzuda, un līdz ar tiem izzuda arī dzīvnieki: kukaiņi, putni, rāpuļi, daži zīdītāji, kuriem augi kalpoja kā barība un pajumte.

K. Darvins un A. Volless saprata, ka salas ir sava veida atvērta grāmata, kas stāsta par dzīvības evolūciju uz Zemes. Šī grāmata mums sniedz svarīgu mācību: dzīvo būtņu dabiskās dzīvotnes ir neaizsargātas, un tām draud lielas briesmas, kad parādās cilvēki.

Ekoloģiskā specifikācija

Ekoloģiskās specifikācijas būtība ir tāda, ka jauna forma, kas rodas populācijā, vispirms dzīvo vienā teritorijā ar vecāku populāciju. Taču šāda biotopu kombinācija izrādās īslaicīga, jo arvien pieaugošās konkurences rezultātā populāciju sadalīšanās dažādos biotopos ir neizbēgama.

Rīsi. 31. Lielo grabuļu sezonas rasu parādīšanās - ekoloģiskās specifikas piemērs

Šis process norit samērā viegli, pamatojoties uz iepriekš konstatēto iekšpopulācijas polimorfismu, ko pastiprina dažādas reproduktīvās izolācijas metodes (neatbilstošs vairošanās laiks, biotopu atšķirības). Piemēram, dabā nepļautās pļavās lielais grabulis zied visu vasaru. Bet gadu no gada viņi sāka pļaut zāli pļavās vasaras vidū. Visi grabuļi, kas šajā laikā zied, nespēja radīt sēklas. Ar cilvēka saimniecisko darbību saistītās dabiskās atlases rezultātā tika saglabāti un sēklas atstāti tikai tie augi, kas zied pirms pļaušanas vai pēc pļaušanas. Abi aug vienā pļavā, bet nav iespējas krustoties. Tā radās lielā grabuļa pasugas, kas izolētas pēc ziedēšanas laika (31. att.).

Ekoloģiskās specifikācijas iespējamību apliecina daudzu cieši radniecīgu sugu klātbūtne ar pārklājošiem un pat pilnīgi pārklājošiem biotopiem.

Agrīnās evolūcijas stadijās ģeogrāfiskā un ekoloģiskā specifika darbojas kopā, aizstājot un papildinot viena otru. Primārā ģeogrāfiskā izolācija var palielināt ekoloģiskās izolācijas ietekmi, apgrūtinot skaidri definēt katra specifikācijas veida robežas.

Pēkšņa specifikācija

Līdzās pakāpeniskai specifikācijai notiek arī pēkšņa specifikācija. Šis sugu veidošanās veids savulaik bija pretējs Darvinam. Sintētiskā evolūcijas teorija novērsa esošās pretrunas starp darvinismu un ģenētiku, papildus pakāpeniskai atšķirīgai evolūcijai pieļaujot pēkšņas veidošanās formas poliploidijas ceļā. hibridizācija, lielas hromosomu mutācijas. Dažas cieši saistītas sugas (parasti augi) atšķiras pēc hromosomu skaita. Tādējādi kartupeļu sugām ir hromosomu komplekti 12, 24, 48, 72l. Tas dod pamatu pieņemt, ka viens no speciācijas veidiem ir poliploīdija - senču sugas sākotnējā hromosomu skaita dubultošana, trīskāršošana utt. Šādi procesi tika eksperimentāli reproducēti, aizkavējot hromosomu segregāciju meiozē kolhicīna iedarbības rezultātā. Poliploīdi, kā likums, ir dzīvotspējīgāki un acīmredzot var izspiest vecāku sugu. Dzīvnieku vidū poliploīdijai kā veidam ir ievērojami mazāka nozīme, un tā ir sastopama dažiem tārpiem un kukaiņiem. Citās dzīvnieku grupās liela nozīme ir hromosomu specifikācijai, kuras pamatā ir lielu hromosomu mutāciju fiksācijas procesi, nodrošinot pēcnācēju reproduktīvo izolāciju no vecāku formas.

Pēkšņa specifikācija ietver arī hibridizāciju ar sekojošu hromosomu skaita dubultošanu. Sugu hibridogēnas izcelsmes iespējamību pieņēma arī K-Linnaeus un citi viņa paaudzes botāniķi. Tomēr eksperimentāli pierādījumi par šo iespēju un veidi, kā pārvarēt starpsugu hibrīdu sterilitāti, tika atklāti tikai 1920.-1932. Klasiskie eksperimenti par redīsu un kāpostu starpdzimuma hibrīda sintēzi, ko veica N. I. Vavilova skolnieks G. D. Karpečenko, un kultivēto plūmju resintēzi (sugu atjaunošanu, lai noskaidrotu to izcelsmi), hibridizējot sloksnes un ķiršu plūmes. plaši pazīstams. Līdzīgas hibridogēnas sugas ir aprakstītas vairākām kultivētām un savvaļas augu sugām.

Tādējādi ir dažādi specifikācijas veidi. Ir skaidrs, ka lielu hromosomu pārkārtojumu, poliploidijas un hibridizācijas gadījumā, kad reproduktīvā izolācija notiek gandrīz nekavējoties, speciācija notiek gandrīz pēkšņi. Protams, pēc izolācijas izveidošanas būs ilga mazu mutāciju izvēle, taču sākotnējā lēcienam līdzīga darbība ir būtiska. Visi veidošanās procesa ceļi un formas noved pie sugu daudzveidības dabā.

Jaunu sugu veidošanās ir vissvarīgākais process organiskās pasaules evolūcijā. Mikroevolūcijas procesi (evolūcijas procesa sākuma posmi) pastāvīgi notiek sugas ietvaros, kā rezultātā veidojas jaunas intrasugas grupas - populācijas un pasugas. Tas notiek tāpēc, ka dažādās populācijās notiek dažādas mutācijas un veidojas dažādi gēnu kopumi.

Darvina diverģences jēdziens un principi

Neviendabīgi sugas pastāvēšanas apstākļi dažādās tās areāla daļās var virzīt atlasi dažādos virzienos. Tas noved pie diverģences (īpašību atšķirības).

Darvina diverģences doktrīnas būtība ir atziņa, ka vislīdzīgākajiem, radniecīgākajiem organismiem ir nepieciešami vienādi eksistences apstākļi. Tādējādi starp viņiem notiek visintensīvākā intraspecifiskā cīņa. Gluži pretēji, starp visdažādākajiem vienas sugas indivīdiem (un līdz ar to vienā populācijā) ir mazāk kopīgu interešu cīņā par dzīvību, tāpēc atšķirīgiem indivīdiem ir vairāk priekšrocību, un līdz ar to viņiem ir daudz reālāks. iespēja izdzīvot.

Specifikācijas mehānisms

Parasti starpformas ir zemākas par galējām formām, nevar izturēt konkurenci ar tām un tiek izvadītas dabiskās atlases procesā. Pateicoties mainīgumam, sugas, kas ir novirzījušās no sākotnējās formas, var arvien vairāk mainīties paredzētajā virzienā, tās arvien vairāk uzkrāj eksistencei noderīgus raksturlielumus konkrētos apstākļos.

Ar katru jauno paaudzi atšķirīgās formas kļūst arvien atšķirīgas, un starpformas izmirst. Mainītie eksistences apstākļi var virzīt atlasi jaunā virzienā, kas noved pie jaunā konkrētā situācijā noderīgu īpašību uzkrāšanās. Tas ir tieši tas, kas ir saistīts ar specifikācijas jēdzienu.

Konkrēts atšķirību piemērs ir kukaiņu liktenis nelielās okeāna salās, kā minēts iepriekš. Bet, ja vides apstākļi ilgstoši nemainās, tad izskats paliek nemainīgs salīdzinājumā ar sākotnējo. Pateicoties diverģencei, rodas arī augstākas sistemātiskas kategorijas - ģintis, dzimtas, kārtas, klases un tipi.

Organismus ietekmējošo un indivīda attīstībai nozīmīgu vides faktoru izmaiņas var būt atkarīgas gan no konkrētā ģeogrāfiskā apgabala dzīvās un nedzīvās dabas izmaiņām, gan no sugas ekoloģiskās izplatības paplašināšanās. Šajā sakarā dabā tiek izdalītas ģeogrāfiskās un ekoloģiskās specifikācijas metodes.

Ģeogrāfiskā specifikācija

Rodas pamatsugas areāla sadrumstalotības rezultātā ar fiziskiem šķēršļiem (kalnu grēdām, ūdenstilpēm utt.), kas izraisa populāciju un sugu izolāciju. Tas izraisa izmaiņas populāciju genofondā un pēc tam jaunu populāciju, pasugu un sugu veidošanās. Tādā veidā radās Baikāla sugas skropstveida tārpi, vēžveidīgie, zivis un noteiktas sugas, kas dzīvo okeāna salās (piemēram, Galapagu žubītes).

Ar līdzīgām parādībām sastopamies jebkuras sugas areāla paplašināšanās gadījumā. Populācijas jaunos apstākļos sastopas ar citiem ģeogrāfiskiem faktoriem (klimats, augsne) un jaunām organismu sabiedrībām. Tā izveidojās Eiropas un Tālo Austrumu maijpuķīšu, Sibīrijas Idaūrijas lapegles un lielās zīlītes pasugas: Eiroāzijas, Dienvidāzijas un Austrumāzijas.

Ekoloģiskā specifikācija

Rodas, kad vienas un tās pašas populācijas nelielas grupas savas sugas diapazonā atrodas dažādos vides apstākļos (ekoloģiskās nišās). Šeit organismi tiek pakļauti jauniem apstākļiem. Tas ietver jaunu mutāciju identificēšanu un nostiprināšanu, dabiskās atlases virziena maiņu un jaunu īpašību veidošanos.

Barības specializācijas dēļ vairākas zīlīšu sugas ir izolējušās. Lielā zīlīte un zilzīlīte dzīvo lapu koku mežos, dārzos un parkos. Pirmā no tām pārtiek galvenokārt no lielajiem kukaiņiem, bet otrā meklē mazos kukaiņus uz koku mizas. Muskuļzīlīte un cālzīle dzīvo skujkoku un jauktos mežos, barojoties ar kukaiņiem, bet zīlīte tajos pašos mežos, barojoties ar skuju koku sēklām.

Metožu savstarpējā saistība un kopīga darbība

Robežas starp dažādām specifikācijas metodēm ir patvaļīgas: dažādos mikroevolūcijas posmos viena metode aizstāj citu vai tās darbojas kopā. Primārā ģeogrāfiskā izolācija vēlāk var palielināt vides izolācijas efektu, kas uzlabos pielāgošanos. Tādējādi specifikācijas procesam ir adaptīvs raksturs.

Izveidotā suga kļūst par ģenētiski noslēgtu sistēmu, un ar to mikroevolūcija beidzas. Tomēr sugas ietvaros turpina uzkrāties mutācijas, kas savukārt var kļūt par avotu jaunam evolūcijas virzienam. Katra suga faktiski pastāv, bet ir vēsturiski izveidota pagaidu saite evolūcijas procesa ķēdē.