Популяционная структура вида

Каждый вид характеризуется определенным ареалом ― территорией обитания. Внутри ареала могут быть самые разнообразные преграды (реки, горы, пустыни и т.д.), которые препятствуют свободному скрещиванию между группами особей одного и того же вида. Это, однако, не означает, что они абсолютно изолированы и не обмениваются генами. Просто скрещивание между представителями этих групп осуществляется значительно реже. Такие относительно изолированные группы особей одного вида принято называть популяциями.

Таким образом, вид состоит из популяций. Каждая популяция занимает определенную территорию. В течение многих поколений за продолжительное время популяция успевает накопить те аллели, которые обеспечивают высокую приспособленность особей к условиям данной местности. Так как из-за разницы условий естественному отбору подвергаются различные комплексы генов, популяции одного вида отличаются друг от друга частотой встречаемости тез или иных аллей. По этой причине в разных популяциях одного вида один и тот же признак может проявляться по-разному. Например, северные популяции млекопитающих обладают более густым мехом, чем южные, а южные чаще темноокрашенные.

Рис. 58. Зоны контакта между ранее изолированными популяциями жулана

В зонах ареала, где граничат разные популяции одного вида встречаются как особи контактирующих популяций, так и гибриды. Таким образом, осуществляется обмен генами между популяциями и реализуются связи, обеспечивающие генетическое единство вида. Обмен генами между популяциями способствует большей изменчивости организмов, что обеспечивает более высокую приспособленность вида в целом к условиям обитания.

Если в результате усиления изоляции между популяциями обмен генов прекращается полностью, то разные направления отбора, которым подвергаются популяции, могут привести к столь сильному расхождению признаков, что возникает так называемая репродуктивная изоляция. Это означает невозможность скрещивания и оставления плодовитого потомства. В этом случае можно говорить о возникновении нового вида.

Иногда изолированная популяция в силу различных случайных причин (наводнение, пожар, массовое заболевание) и недостаточной численности может полностью погибнуть.

В некоторых случаях в результате геологических катаклизмов или других событий преграды между популяциями могут быть разрушены. В результате этих процессов происходит слияние ранее изолированных популяций в одну.

Таким образом, каждая популяция эволюционирует независимо от других популяций того же вида, обладая собственной эволюционной судьбой. Популяция – наименьшее подразделение вида, изменяющееся во времени. Вот почему популяция представляет собой элементарную единицу эволюции. Отдельный организм не может эволюционировать, т.к. его генотип определяется, уже в момент оплодотворения. Вклад организма в эволюцию состоит в том, чтобы предать гены своим потомкам.

Критерии вида

Критерий вида ― это совокупность признаков, отличающих данный вид от другого.

Морфологический критерий вида ― один из важнейших. Под морфологическим критерием вида понимается совокупность внешних признаков организма. Долгое время этот критерий был главным и даже единственным. С его помощью легко различить виды, которые не являются близкими родственниками. Однако иногда виды внешне почти неразличимы, хотя в природе жестко изолированы и не скрещиваются между собой. Это виды-двойники. Следовательно, морфологический критерий не является достаточным.

Физиолого-биохимические различия между видами в известной мере отражают степень их дивергенции. Некоторые виды растений различаются по способности синтезировать и накапливать алкалоиды. Описаны межвидовые различия в активности некоторых ферментов. Способность впадать в спячку при экстремальных температурах обнаруживается у одних видов грызунов и полностью отсутствует у других. Однако многие биохимические признаки слишком консервативны (обнаруживаются, например, у всех представителей данного отряда, типа или царства), а физиологические, наоборот, слишком изменчивы даже у представителей одного вида, чтобы служить надежными критериями для различения близкородственных видов.

Эколого-географический критерий вида определяет ареал его обитания. Каждый вид занимает определенную географическую зону. Считать данный критерий универсальным нельзя. В природе существует много близкородственных видов с совмещенным ареалом.

Развитие методов анализа хромосом и отдельных генов позволило ввести в практику изучения видов генетический критерий. Каждый вид имеет свойственный ему набор хромосом и нуклеотидный состав ДНК. По числу хромосом в наборе и по их морфологии удается различать даже виды-близнецы. Сравнение последовательностей нуклеотидов в генах близкородственных видов позволяет оценивать степень дивергенции между этими видами. Однако встречаются случаи, когда относительно далекие виды (как, например, почти все представители кошачьих) имеют идентичные наборы хромосом. С другой стороны, локальные популяции одного и того же вида (например, домовой мыши) могут значительно различаться по числу хромосом. Разные гены также различаются по степени изменчивости. Так, например, ген ядерного белка гистона Н1 человека отличается от гомологичного ему гена гороха только по одному нуклеотиду. Понятно, что анализ таких генов оказывается бесполезным для различения близких видов. В тоже время в геноме человека, животных и растений обнаружены чрезвычайно изменчивые повторяющиеся последовательности ДНК, которые могут быть разными даже у родных братьев. Эти последовательности оказались незаменимыми в криминалистике при идентификации личности (геномная дактилоскопия), но малопригодными для различения видов. Таким образом, и генетический критерий не достаточно надежен.

Наиболее существенной характеристикой вида является то, что вид представляет собой генетически единую систему. Особи разных популяций одного вида могут скрещиваться и давать плодовитое потомство. Вследствие этого гены могут распространяться из одной популяции вида в другую, образовывать новые комбинации. Но они не могут перейти из одного вида в другой из-за обособленности видов друг от друга специальными барьерами. В тех редких случаях, когда «незаконные» скрещивания происходят, включаются в действие многочисленные изоляционные механизмы, ведущие к гибели или неполноценности гамет, зигот, эмбрионов и потомков.

Итак, каждый критерий в отдельности не может быть основанием для определения вида; только в совокупности они позволяют точно выяснить видовую принадлежность живого организма.

На основании сказанного можно сделать следующее определение вида. Вид ― совокупность географически и экологически сходных популяций, способных в природных условиях скрещиваться между собой, обладающих общими морфофизиологическими признаками, биологически изолированных от популяций других видов.

Рис. 59. Критерии вида