Популяция единица вида и эволюции. Микроэволюция

Вид занимает в природе определенный ареал и существует в виде отдельных территориальных группировок особей, которые в той или иной мере изолированы друг от друга.

Совокупность особей, длительно проживающих на определенной части ареала, относительно обособленно от других совокупностей называется популяцией. Главным объединяющим фактором в популяции является панмиксия — возможность свободного скрещивания между особями одной популяции. Скрещивание особей, относящихся к различным популяциям, затруднено, так как популяции какими-либо преградами отделены друг от друга. Внутри популяции происходит мутационный процесс, а в результате полового размножения происходит распространение возникших мутаций по популяции. Мутации попадают под контроль естественного отбора и генофонд популяции, состоящий из генотипов отдельных особей, постепенно изменяется. Относительная изоляция одной популяции от другой дает возможность сохранить измененный генофонд, если отличия становятся резкими, то образуется подвид, а если возникает репродуктивная изоляция — новый вид.

© По Ж.Б.Ламарку эволюционной единицей является особь, т.к. она в течение жизни упражняет или не упражняет различные органы, а затем передает приобретенные признаки следующему поколению.

© По современным представлениям единицей эволюции является популяция, в которой происходит изменение генофонда, приводящее к образованию подвидов и видов.

© Элементарным эволюционным явлением является стойкое изменение генофонда популяции — изменение частоты встречаемости какого-нибудь аллеля в популяции. В ней постоянно происходит мутационный процесс, и мутация, дающая преимущества организмам, постепенно распространяется по популяции.

В эволюционном процессе различают два этапа: микроэволюцию, ведущую к образованию новых видов, и макроэволюцию, в результате которой образуются надвидовые систематические единицы (роды, семейства, отряды, классы, типы). Макроэволюция протекает в большие промежутки времени и обычно на больших территориях.

Микроэволюция протекает на уровне популяции в сравнительно небольшие промежутки времени и заканчивается образованием нового вида. В основе микроэволюции и макроэволюции лежат одни и те же эволюционные процессы.

Видообразование

До тех пор, пока происходит обмен генами между различными популяциями, вид сохраняет свою целостность, так как между особями различных популяций возможно скрещивание и образование плодовитого потомства. Как только в силу различных причин возникает репродуктивная изоляция, в результате которой скрещивание между особями разных популяций становится невозможным, популяция становится самостоятельным видом (рис. 349).

Вид является наименьшей генетически устойчивой надорганизменной системой в живой природе и образование нового вида — важный этап в эволюционном процессе.

Различают два способа видообразования: географический, или аллопатрический (от греч. «алло» — разный, «патриа» — родина), и экологический, или симпатрический.

© Географическое видообразование связано или с появлением физических преград, которые приводят к изоляции популяций, или с расширением ареала, при котором популяции попадают в новые условия. И в том и в другом случае в результате микроэволюционных процессов могут образоваться новые виды. Хорошим примером аллопатрического видообразования является образование трех подвидов синицы большой (рис. 347). Южноазиатский подвид скрещивается и дает плодовитое потомство и с восточноазиатским и с евроазиатским подвидами. Но в зоне контакта евроазиатского и восточноазиатского подвидов гибриды не образуются.

Рис. 347. Ареалы трех подвидов синицы большой.

Это объясняется отступлением ледника и постепенным расширением ареала птиц на север. В результате адаптаций к различным условиям образовались различные подвиды и в зоне контакта евроазиатского и восточноазиатского подвидов гибриды уже не образуются.

© Экологическое видообразование происходит в пределах ареала в силу различных причин. Популяции могут адаптироваться к резко различным условиям обитания, что приводит к образованию различных видов. Например: различные виды лютиков приспособились к жизни в самых разных условиях — в поле, на лугу, в лесу, по берегам водоемов. Один вид традесканции сформировался в тенистых лесах, другой — на солнечных скалистых склонах.

Возможно внезапное образование нового вида, например, при образовании полиплоидов (в роде табака исходное число хромосом равно 12, но есть виды с 24, 48, 72 хромосомами).

В результате обитания в одинаковых условиях, у животных, которые относятся к различным систематическим группам, возникают похожие адаптации, происходит конвергенция — схождение признаков, образование сходных особенностей строения. Причем конвергенция затрагивает лишь определенные признаки, непосредственно связанные с приспособлением к среде.

Рис. 349. Схема видообразования (каждая отдельная веточка — популяция):   А — уровень исходного единого вида; Б — момент незавершенного разделения вида; В — два новых вида.

Рис. 348. Конвергенция у водных животных:   а — акула; б — ихтиозавр; в — дельфин.

Например, форма тела акулы (хрящевая рыба), ихтиозавра (вымершее пресмыкающееся), дельфина (млекопитающее) — результат конвергенции у животных различных классов (рис. 348).

Органы, которые выполняют сходные функции, но имеют различное происхождение, называются аналогичными. Например, крылья птицы или летучей мыши — передние конечности, а крылья бабочки — складки хитинового покрова на спине.