Аллопатрическое (географическое) видообразование - раздел Биология, ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ Конспект лекций Вызывается Разделением Ареала Вида На Несколько Изолированных Частей. При Это...
Вызывается разделением ареала вида на несколько изолированных частей. При этом на каждую такую часть отбор может действовать по-разному, а эффекты дрейфа генов и мутационного процесса будут явно отличаться. Тогда со временем в изолированных частях будут накапливаться новые генотипы и фенотипы. Особи в разных частях ранее единого ареала могут изменить свою экологическую нишу. При таких исторических процессах степень расхождения групп может достигнуть видового уровня.
[править]
«Мгновенное» видообразование на основе полиплоидии
Не предполагает деление ареала на части и формально является симпатрическим. При этом за несколько поколений в результате резких изменений в геноме формируется новый вид. Сальтационно происходит видообразование на основе полиплоидии у растений.
[править]
Гибридогенное видообразование
При скрещивании различных видов потомство обычно бывает стерильным. Это связано с тем, что число хромосом у разных видов различно. Несходные хромосомы не могут нормально сходиться в пары в процессе мейоза, и образующиеся половые клетки не получают нормального набора хромосом. Однако, если у такого гибрида происходит геномная мутация, вызывающая удвоение числа хромосом, то мейоз протекает нормально и дает нормальные половые клетки. При этом гибридная форма приобретает способность к размножению и утрачивает возможность скрещивания с родительскими формами. Кроме того, межвидовые гибриды растений могут размножатся вегетативным путем.
Существующие в природе естественные ряды гибридных видов растений возникли, вероятно, именно таким путем. Так, известны виды пшеницы с 14, 28 и 42 хромосомами, виды роз с 14, 28, 42 и 56 хромосомами и виды фиалок с числом хромосом, кратным 6 в интервале от 12 до 54. По некоторым данным, гибридогенное происхождение имеют не менее трети всех видов цветковых растений[2].
Гибридогенное происхождение доказано и для некоторых видов животных, в частности, скальных ящериц, земноводных и рыб[3]. Некоторые виды кавказских ящериц, имеющих гибридогенное происхождение, триплоидны и размножаются с помощью партеногенеза.
[править]
Наблюдение видообразования
Процесс видообразования, согласно синтетической теории эволюции, очень долог, между тем по сальтационным теориям видообразование происходит очень быстро. Поэтому, собственно, процесс видообразования от начала до конца пока никто не наблюдал. Несмотря на множество экспериментов, представления о механизмах видообразования — это теории со слабой практической базой (исключение составляют эксперименты по ресинтезу видов, сформировавшихся путём полиплоидизации). Есть разные группы в пределах одного вида, в разной степени разошедшиеся по каким-либо причинам. Тем не менее, эти группы всё ещё относятся к одному виду. Есть группы очень близких видов, тем не менее их образование произошло довольно давно по историческим меркам, за пределами наблюдений.
[править]
Rhagoletis pomonella
Яблонная муха (Rhagoletis pomonella) является примером ранней стадии симпатрического видообразования[4]. Первоначально вид обитал в восточной части США. До появления европейцев личинки этих мух развивались только в плодах боярышника. Однако с завозом в Америку яблонь (первое упоминание яблонь в Америке — 1647 год), открылась новая экологическая ниша. В 1864 году личинки Rhagoletis pomonella были обнаружены в яблоках, тем самым зафиксирована яблонная раса этого вида[5]. За полтора века наблюдений расы очень сильно разошлись. Они почти не скрещиваются друг с другом (уровень гибридизации не превышает 4—6 %). Яблоневая раса спаривается почти исключительно на яблонях, а боярышниковая — на боярышнике, что, учитывая разное время созревания плодов, приводит к репродуктивной изоляции. В скором времени возможно выделение из этих рас самостоятельных видов.
Кроме того вслед за Rhagoletis pomonella подобное видообразование произошло у наездника Diachasma alloeum, личинки которого паразитируют на личинках мух. После появление новой расы мух появилась и новая раса наездников, предпочитающая паразитировать на яблонных мухах[6].
Видообразование - это процесс изменения старых видов и появления новых в результате накопления новых признаков. Видообразование происходит на микроэволюционном уровне. При этом имеет место процесс превращения генетически открытых систем (популяций и групп популяций) в генетически закрытые — устойчивые системы (виды).
Если судить по ископаемым остаткам, в процессе развития жизни на Земле происходило увеличение видового разнообразия. Это видно даже по изменению численности семейств. Считается, что в кембрийский период (570— 500 млн. лет назад) насчитывалось 50-100 семейств, в девонский ериод (400- 350 млн. лет назад) - около 300, в триасе (230— 180 млн. лет назад) — около 350, ныне насчитывают около 900 семейств различных организмов животного царства.
Палеоботанические данные об изменении численности видов высших растений таковы: девонский период — около 12 тыс. видов, каменноугольный (350— 280 млн. лет назад) — около 27 тыс. видов, пермско-триасовое время (280— 180 млн. лет назад) — около 43 тыс. видов, юрский период (180—135 млн. лет назад) — около 60 тыс. видов, меловой период (135—67 млн. лет назад)—около 100 тыс. видов, кайнозой - около 300 тыс. видов.
Предполагается, что скорость изменения количественных морфологических признаков в ряду поколений составляет 1—5 % за млн. лет. Дж. Холдейн и М. Нимура показали, что максимальное число локусов, по которым одновременно может происходить замена генов, не может превышать 12. При большем числе замещающихся генов популяция вымирает. Холдейн предполагал, что для возникновения нового вида достаточно замещений аллелей в 1000 локусов. По расчетам, для этого требуется не менее 300 тыс. поколений. Такая скорость видообразования согласуется с палеонтологическими данными о темпах видообразования у млекопитающих.
В настоящее время палеонтологами и неонтологами установлено, что скорость эволюции у разных групп имеет значительные отличия.
Самозарождение жизни Основная статья Самозарождение С распространением христианства теория... Каждый вид организмов обладает теми или иными приспособлениями позволяющими ему существовать в определенных условиях...
Эволюция
Биологическая эволюция — необратимое и направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием
Гипотезы о возникновении жизни
В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы:
Гипотеза биохимической эволюции
Гипотеза панспермии
Гипотеза стационарного состояния
Теория Опарина—Холдейна
В 1924 году будущий академик Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения . Опарин предположил, что
Основная статья: Самозарождение
Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384—322 гг. до н. э.), которого часто прово
Теория стационарного состояния
Согласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой ве
Синтетическая теория эволюции, ее сущность, основные положения
Экспериментальное изучение факторов и причин, вызывающих приспособительное преобразование популяций, и обобщение их с учетом достижений генетики, экологии, математического моделирования и других на
Морфологические доказательства
В ходе эволюции каждый новый организм не проектируется с нуля, а получается из старого за счет последовательности небольших изменений. У образовавшихся таким образом структур есть р
Рудименты
Основная статья: Рудиментарные органы
Рудиментами называются органы, утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма. Рудименты также можно определить независи
Атавизмы
Основная статья: Атавизм
Атавизмом называется появление у особи признаков, свойственных отдалённым предкам, но отсутствующих у ближайших. Появление атавизмов объясняется тем, что гены, отве
Эмбриологические доказательства
Месячный эмбрион человека при внематочной беременности. Видны жаберные мешки и хвост.
У всех позвоночных животных наблюдается значительное сходство зародышей на определённой
Молекулярно-генетические и биохимические доказательства
Дарвин опубликовал «Происхождение видов» почти за 100 лет до расшифровки структуры ДНК. Новые знания, полученные с тех пор, могли бы однозначно опровергнуть эволюционное учение, если бы оно бы
Биогеографические доказательства
Кактус астрофитум звёздчатый из Техаса (вверху) и молочай Euphorbia obesa из Южной Африки (внизу).
Два вида живут в сходных природных условиях и приобрели сходные формы за счет конвергентно
Внутрипопуляционный полиморфизм
При внутрипопуляционном полиморфизме внутри единой популяции существуют резко различные, наследственно обусловленные фенотипы (морфы). Различают диморфизм (половой и сезонный), возрастной поли
Мутационная изменчивость
Мутационнойназывается изменчивость самого генотипа. Мутации — это внезапные наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.
Основные
Наследственные изменения – мутации
Мутации — это наследственные изменения генотипа. Это изменение нормы реагирования выражается обычно в появлении новых признаков и свойств в изменении нормы реагирования на условия среды. По своей п
Естественный отбор
— процесс, приводящий к выживанию и преимущественному размножению более приспособленных к данным условиям среды особей, обладающих полезными наследственными признаками. В соответствии с теорией Дар
Половой отбор
— теория, в основе которой лежит предположение, что конкуренция за полового партнера между особями одного пола влечет за собой выборочное спаривание и производство потомства. Этот механизм может бы
Групповой отбор
— случай междемового отбора, в которых демы представляют собой социальные группы. Более строго — некоторый аллель гена может зафиксироваться или распространится в группе особей, давая ей эволюционн
Современные проблемы теории отбора
1. Проблема генетического груза
Рассмотрим движущий отбор по признаку А в пользу аллеля А при полном доминировании. Пусть генотипы АА и Аа обеспечивают 100%-ную выживаемост
Изоляция
- это нарушение панмиксии и потока генов. Изоляции как фактору, увеличивающему разнообразие организмов, придавали большое значение М. Вагнер, А. Гумбольдт, Ж. Бюффон, П. Л. Мопертюи, Ж. Кювье, А. Р
Видообразова́ние
— процесс возникновения новых видов[1]. При этом генетическая несовместимость новообразованных видов, т.е. их неспособность производить плодотворное потомство или вообще потомство при скрещивании н
Симпатрическое (экологическое) видообразование
Связано с расхождением групп особей одного вида и обитающих на одном ареале по экологическим признакам. При этом особи с промежуточными характеристиками оказываются менее приспособленными. Расходящ
Морфофункциональные преадаптации и смена функций
В отличие от генетико-экологической концепции, рассматривающей возникновение преадаптивного состояния на основе случайного подбора мутаций, морфофункциональная концепция, разработанная Д. Симпсоном
Относительность приспособленности
Приспособленность организмов к среде, выработанная в процессе длительного исторического развития под действием естественных причин, не абсолютна, а относительна, так как условия среды обитания част
Биохронологические методы
15.07.2010 06:52 Развитие жизни
Определение возраста по годичным кольцам, или дендрологический метод, дает абсолютные данные за последние 3000 лет истории Земли. Они основываются на том, чт
Абсолютный возраст горных пород
Термин «абсолютный» считается устаревшим. Название метода — условное, приведено только как антоним заголовку предыдущего раздела. Ряд исследователей дают другие названия: ядерная геохронология [15]
Калий — аргоновый метод
Основная статья: Калий-аргоновый метод
Это второй по значению и распространённости метод ядерной геохронологии. A.O.К.Нир (A.O.C. Nier) доказал, что при распаде 40К образуется 40Ar. Распад
Рубидий — стронциевый метод
Основная статья: Рубидий-стронциевый метод
Из всех названных наименее распространённый и изученный метод. В основе метода лежит реакция радиоактивного β — распада рубидия и для расчёта
Основные этапы эволюции органического мира
История развития литосферы Земли подразделяется на геологические эры: катархейскую, архейскую, протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую. Каждая эра делится на периоды и эпохи. Геолог
Ранние этапы развития органического мира
Предшественники современных организмов (архебионты) характеризовались наличием основных компонентов клетки: плазмалеммы, цитоплазмы и генетического аппарата. Существовали системы обмена веществ (эл
Основные этапы эволюции растений
Водоросли – многочисленная неоднородная группа первично-водных фотоавтотрофных организмов. В ископаемом состоянии водоросли известны еще из докембрия (свыше 570 млн. лет назад), а в протерозое и на
Основные этапы эволюции животных
Эукариотические организмы, специализирующиеся на гетеротрофном питании, дали начало Животным и Грибам.
Первые животные были представлены Одноклеточными организмами. Многие из них занимали п
Онтогене́з
(от греч. οντογένεση: ον — существо и γένεση — происхождение, рождение) — индивидуальное р
Онтогенез животных
Сравнение зародышей позвоночных на разных стадиях эмбрионального развития. Печально знаменитая иллюстрация из работы Эрнста Геккеля, на которой различия между эмбрионами искусственно занижены, ради
Дробление
Основная статья: Дробление (эмбриология)
Дробление — ряд последовательных митотических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца. Дробление представляет собой первый пери
Гаструляция
Один из механизмов гаструляции — инвагинация (впячивание части стенки бластулы внутрь зародыша)1 — бластула, 2 — гаструла.
Гаструляция (впячивание) — гаструла формируется в результате инваг
Фенотипическое проявление мутаций у прокариот
Форум
Биологические базы данных
Поскольку мутация - это стабильное изменение наследственного материала клетки, она реализуется по тем же каналам, что и любая другая генетическая инф
Проявление мутаций в фенотипе
Мутации проявляются фенотипически и подвергаются действию отбора, начиная с той стадии онтогенеза, когда мутантные гены оказываются активированными. Очевидно, общий фенотипический эффект данной мут
Взаимоотношения онтогенеза и филогенеза
Проблему взаимоотношений индивидуального развития организмов и их эволюции затрагивал уже Ч.Дарвин, подчеркивавший влияние естественного отбора на все стадии индивидуального развития и формирование
Педоморфоз
Важное эволюционное значение может иметь педоморфоз - одна из форм эволюционных преобразований онтогенеза, основанная на гетерохрониях. Педоморфоз представляет собой генетически обусловленное (насл
Онтогенез и целостность организма
В предыдущих разделах мы рассматривали механизмы эволюционных преобразований онтогенеза. Однако необходимо принимать во внимание и противоположный аспект - обеспечение в онтогенезе целостности орга
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов