Підручник з Біології і екології. 10 клас. Соболь - Нова програма

Види визначаються не відмінностями, а відокремленістю.

Е. Майр

§ 6. СУЧАСНІ КРИТЕРІЇ ВИДУ

Основні поняття й ключові терміни: Критерії виду. БІОЛОГІЧНИЙ ВИД. Популяція. Підвид.

Пригадайте! Які є рівні організації живої природи?

Поміркуйте!

З колись численного ряду хоботних нині залишилося всього два роди — африканський та індійський слони. Африканські слони об’єднують два види — слон саванний (Loxodonta nformat) та слон лісовий (Loxodonta cyclotis). Індійські (азійські) слони у сучасній фауні представлені лише одним видом — Elephas maximus, назва якого українською мовою збігається з назвою роду. Чому це різні види?

Африканський слон

Індійський слон

ЗМІСТ

Якими є критерії виду?

Критерії виду (від грец. Критеріон — засіб для суджень) — ознаки подібності між особинами одного виду, а також ознаки, за допомогою яких один вид відрізняють від іншого. Видову самостійність певної групи особин установлюють за такими критеріями, як морфологічний, каріотипічний, фізіологічний, репродуктивний, біохімічний, географічний, екологічний.

Морфологічний критерій передбачає виділення та опис зовнішніх ознак у особин одного виду. Так, за розмірами, забарвленням пір’я можна розрізнити зеленого й чорного дятлів (іл. 8). Цей критерій є найзручнішим і тому широко застосовується в систематиці. Проте в природі трапляються види, що їх неможливо розрізняти за зовнішніми ознаками. Це види-двійники — морфологічно схожі між собою, але відрізняються за іншими ознаками. Так, за назвою пацюк чорний виявлено два види-двійники, в яких 38 та 42 хромосоми.

Іл. 8. Чорний (1) і зелений (2) дятли

Каріотипічний (генетичний) критерій пов’язаний з вивченням кількості хромосом у каріотипі та особливостей їхньої будови. Саме ці особливості визначають генетичну відокремленість як головну ознаку виду. Це пояснюється тим, що особливості та кількість хромосом впливають на перебіг мейозу й забезпечують відносну генетичну ізоляцію видів у природі. У тих випадках, коли міжвидове схрещування все ж таки відбувається, гібридні особини або є стерильними, або із меншою життєздатністю. Це один із найнадійніших критеріїв, проте й він не є абсолютним. Так, усі шість видів-двійників малярійного комара мають 2n = 2, 46 хромосом є не лише в каріотипі людини, а й у люпину.

Фізіологічний критерій полягає в подібності процесів життєдіяльності особин одного виду.

Репродуктивний критерій пов’язаний із неможливістю схрещування особин різних видів через морфологічні, етологічні, каріотипічні та інші відмінності. Але й цей критерій «спрацьовує» не завжди: встановлено чимало різних видів, які можуть схрещуватися в природі й давати плідні гібриди. Прикладами є міжвидові гібриди зайця-русака й зайця-біляка, одно- й двогорбого верблюдів, терену й аличі та ін.

Біохімічний критерій для визначення видової належності передбачає аналіз особливостей будови і складу макромолекул та перебігу певних біохімічних реакцій. Так, особини одного виду мають спільну структуру ДНК, синтезують подібні білки. Але й біохімічний критерій є відносним. Наприклад, для особин виду характерний білковий поліморфізм або в особин різних видів є однакові гени.

Географічний критерій пов’язаний з тим, що кожен вид займає певну територію або акваторію (ареал). Але у величезної кількості видів ареали або збігаються, або перекриваються. Крім того, існують види, що не мають чітких меж поширення, а також види-космополіти (ряска, кімнатна муха, рудий тарган), що мешкають на величезних просторах суходолу або Океану.

Екологічний критерій передбачає пристосованість до певних умов існування. Для кожного виду характерні певні умови середовища існування, що їх називають екологічною нішею. Так, жовтець їдкий росте на заплавних луках, а жовтець повзучий — по берегах річок. Однак існують види, які не мають суворої екологічної приуроченості.

Критерії виду пов’язані між собою і визначають якісну особливість виду. Але жоден з них не є абсолютним. Лише в сукупності описані критерії дають змогу з достатньою надійністю встановити приналежність організму до того чи іншого виду.

Отже, види і належність особини до певного виду визначають за сукупністю ознак-критеріїв, які взаємно доповнюють один одного.

Чому в науці немає єдиного розуміння виду?

Універсального визначення виду немає, але у становленні цього поняття відіграли свою роль різні концепції. Найдавнішою і найпоширенішою є морфологічна концепція, згідно з якою видом є сукупність особин, які відрізняються від інших певними зовнішніми ознаками. Концепція не стала загальноприйнятою через те, що у природі особини одного виду можуть відрізнятися у випадках статевого диморфізму (наприклад, самці й самки індійського слона чи жуків-оленів), поліморфізму — наявності в межах популяції декількох груп особин, що відрізняються зовнішніми особливостями (наприклад, червона й чорна форми сонечка двокрапкового) тощо.

В основі біологічної концепції виду лежить поняття репродуктивної ізоляції і, відповідно, відсутність гібридів за умов проживання на одній території близьких видів. Але вона також є недосконалою, про що свідчать численні приклади гібридизації видів у природі та наявність гібридних зон між близькими видами. Найуживанішим у біології є визначення виду, сформульоване саме з позицій біологічної концепції виду. БІОЛОГІЧНИЙ ВИД (лат. Species) — сукупність особин у складі популяцій, що характеризуються спадковою подібністю ознак, вільно схрещуються і дають плодюче потомство, пристосовані до певних умов життя і займають у природі певну територію — ареал.

Згідно з політипічною концепцією вид може охоплювати різні за способом життя і будови форми (підвиди, групи популяцій). Представники цих груп час від часу можуть схрещуватися і давати плідне потомство. Але в особин одного виду є спільний генофонд, і вони захищені від проникнення генів інших видів певними бар’єрами ізоляції. Види, які не розділені на підвиди, називаються монотипічними. Найчастіше такими видами є ендеміки (наприклад, саламандра плямиста) чи релікти (наприклад, гатерія). Види, що складаються з двох і більше підвидів, називаються політипічними. Так, вид бурий ведмідь має 8 підвидів, а лисиця звичайна — аж 17.

Завдяки використанню молекулярно-біологічних і генетичних методів досліджень у систематиці став можливим бурхливий розвиток філогенетичної концепції виду, яка відображає еволюційні зв’язки між організмами і не акцентує увагу на репродуктивній ізоляції. Найбільшого значення набувають кладистичні методи й побудова кладограм, у яких для оцінювання еволюційних відносин використовуються лише унікальні для певного таксона ознаки.

Отже, різні погляди й концепції на поняття виду пов’язані зі складністю узагальнення вражаючого видового різноманіття та різноманітністю способів їхнього виникнення.

Які основні структурні одиниці виду?

У природі види ізольовані один від одного. Проте особини й одного виду всередині ареалу поширені нерівномірно. В його межах місця, сприятливі для їхнього існування, чергуються з ділянками, непридатними для їхнього життя. Через те всередині ареалу вид розпадається на дрібніші популяційні групи особин. Популяція — це сукупність особин одного виду, які упродовж багатьох поколінь існують у межах певної території виду, вільно схрещуються і відносно ізольовані від інших популяцій виду.

Вищою структурною одиницею в межах виду в рослин й тварин є підвиди, які можуть відрізнятися один від одного різними ознаками: зовнішнім виглядом, особливостями будови, поведінкою, фізіологічними функціями тощо (іл. 9). Підвид — географічно або екологічно відокремлена частина виду, особини якої під дією чинників середовища набули стійких особливостей, що відрізняють їх від інших підвидів. Наявність підвидів характерна тільки для політипічних видів, які мають великі ареали з різноманітними умовами. У складі підвидів виокремлюють географічні раси (у тварин) та екотипи (у рослин).

Іл. 9. Підвиди виду плиска біла (Motacilla alba)

Отже, популяції й підвиди є формами існування біологічного виду, що забезпечують його пристосованість до конкретних умов існування в межах території ареалу.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Навчальний проект

Складання характеристики виду за видовими критеріями

Африканський та індійський (азійський) слони різняться настільки, що їх відносять до різних видів. Застосуйте знання про критерії виду та доведіть, що це різні види. Використайте запропоновану таблицю та підготуйте для захисту навчальний проект, в якому наведіть характеристику обраного виду.

Таблиця. ХАРАКТЕРИСТИКА ВИДІВ ЗА ВИДОВИМИ КРИТЕРІЯМИ

Критерій виду

Слон саванний

Слон індійський

1. Морфологічний

2. Каріотипічний

3. Фізіологічний

4. Біохімічний

5. Географічний

6. Екологічний

Завдання на застосування знань

Морський дракон рубіновий (Phyllopteryx dewysea) — вид морських істот яскраво-червоного кольору з рожевими вертикальними штрихами, які живуть у морській воді на глибині 45—50 м. Проаналізуйте опис та спробуйте самостійно визначити місце цього виду в системі органічного світу.

«Ці організми характеризуються переважно полігеномними клітинами, сформованим ядром та наявністю мембранних органел. Одними з найголовніших ознак є гетеротрофність і здатність активно рухатись. Морфологічні особливості: наявність на певній стадії життя хорди, нервової трубки та зябрових щілин. Парні плавці цих морських істот не мають м’язистих лопатей біля основи. Різні види мешкають серед морських трав і тримаються у воді вертикально. Самці цих тварин прикріпляють ікринки до хвоста. Ще однією ознакою є зрослі щелепи і маленький трубкоподібний рот».

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Сільське господарство

У межах виду кукурудза культурна (Zea mays) в систематиці розрізняють дев’ять підвидів кукурудзи, серед яких виокремимо кременисту (Z. Mays nformat), зубоподібну (Z. Mays indentata), крохмалисту (Z. Mays amylacea) та цукрову (Z. Mays saccharata). За якими ознаками розрізняють ці підвиди кукурудзи? Визначте таксономічне положення кукурудзи в системі органічного світу та оцініть практичне й наукове значення цього виду.

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1—6

1. Що таке критерії виду? 2. Назвіть основні критерії виду 3. Що таке біологічний вид? 4. Наведіть приклади видів. 5. Що таке популяція? 6. Що таке підвид?

7—9

7. Якими є критерії виду? 8. Чому в науці немає єдиного розуміння виду? 9. Назвіть основні структурні одиниці виду.

10—12

10. На конкретному прикладі складіть характеристику виду за видовими критеріями.