§ 45. Вид и его критерии

Определения и обозначения

Вид — совокупность особей, сходных по основным признакам, имеющих общее происхождение, занимающих определённую область распространения и способных скрещиваться с образованием плодовитого потомства. Это не случайное собрание похожих организмов, а исторически сложившаяся система. Понятие вида нужно, чтобы классифицировать живые организмы и изучать их эволюцию.

Популяция — относительно обособленная группа особей одного вида, длительно населяющая общую территорию и свободно скрещивающаяся внутри неё. Популяция является частью вида и его основной единицей существования в природе. Она нужна для изучения наследственной изменчивости, отбора и других эволюционных процессов.

Критерии вида — признаки и свойства, по которым определяют принадлежность организмов к одному виду. К ним относят особенности строения, жизнедеятельности, химического состава, хромосом, среды обитания и распространения. Они позволяют сравнивать организмы не по одному впечатлению, а системно.

Репродуктивная изоляция — невозможность или ограниченность скрещивания организмов либо образования ими плодовитого потомства. Она не даёт генам разных видов постоянно смешиваться. Поэтому репродуктивная изоляция поддерживает самостоятельность видов.

Как это устроено

Вид рассматривают как систему популяций, потому что особи обычно живут не сплошной массой, а отдельными группами на разных участках ареала. Внутри популяции скрещивание происходит чаще, чем между удалёнными группами, поэтому каждая из них имеет свой генофонд и может немного отличаться. Случайная группа встретившихся особей популяцией не считается: она может быть временной и не иметь устойчивого размножения на общей территории.

Морфологический критерий сравнивает форму, размеры и строение организмов, а физиологический — процессы жизнедеятельности, развития и размножения. Биохимический критерий выявляет сходство белков, ферментов и других веществ, а цитогенетический — сходство числа, формы и строения хромосом. Эти признаки помогают распознать вид даже тогда, когда внешнее различие невелико.

Экологический критерий связан с местом обитания, пищей, ролью в экосистеме и условиями существования. Географический критерий учитывает ареал — область распространения вида. Вместе они показывают, занимает ли группа организмов характерную экологическую нишу и закономерную территорию, а не просто случайно оказалась в одном месте.

Ни один критерий не даёт абсолютной гарантии. Близкие виды могут быть почти одинаковыми внешне, а особи одного вида — различаться из-за пола, возраста, наследственной изменчивости или условий среды. Даже одинаковое число хромосом не доказывает тождество видов, потому что важны также их строение и совместимость при размножении.

Репродуктивная изоляция сохраняет самостоятельность вида, потому что ограничивает обмен генами с другими видами. Она может возникать из-за разных сроков размножения, брачных сигналов, местообитаний или несовместимости половых клеток. Для надёжного определения вида сопоставляют все доступные критерии и учитывают исключения, например гибридизацию близких видов.

Критерии вида и их применение

В таблице сначала смотрят, какие признаки сравнивают, затем — что именно подтверждает сходство. Последний столбец напоминает, почему нельзя делать вывод по одному критерию. На практике наиболее надёжным считается совпадение нескольких признаков при наличии репродуктивной изоляции от других видов.

Разбор задач

Задача 1

У двух групп жуков одинаковые окраска и форма тела, но они питаются разными растениями и размножаются в разные сроки. При скрещивании группы не дают плодовитого потомства. Нужно определить, достаточно ли морфологического критерия для отнесения групп к одному виду.

1. По окраске и форме тела группы сходны, значит, морфологический критерий даёт основание предположить близкое родство.
2. Различия в питании и сроках размножения показывают экологическую и физиологическую обособленность групп.
3. Отсутствие плодовитого потомства означает репродуктивную изоляцию, которая имеет большее значение для самостоятельности вида, чем внешнее сходство.

Ответ: морфологического критерия недостаточно. Вероятнее всего, группы относятся к разным видам.

Задача 2

У двух популяций растений одинаковое число хромосом и сходное строение, но одна популяция живёт на заболоченных почвах, а другая — на сухих известняковых склонах. Нужно решить, какие признаки исследовать дополнительно.

1. Совпадение числа хромосом подтверждает только часть цитогенетического сходства, а одинаковое строение — часть морфологического.
2. Следует сравнить физиологические особенности, сроки цветения и размножения, а также биохимический состав организмов.
3. Нужно проверить возможность скрещивания и плодовитость потомства, поскольку различия среды могут сопровождаться репродуктивной изоляцией.

Ответ: необходимо исследовать физиологический, биохимический и репродуктивный критерии, а также экологическую и географическую обособленность. Двух совпадающих признаков недостаточно.

Задача 3

Две внешне похожие популяции птиц живут в одном ареале, но используют разные брачные сигналы и не скрещиваются. Нужно обосновать, могут ли они быть разными видами.

1. Общий ареал и внешнее сходство показывают близость популяций, но не доказывают принадлежность к одному виду.
2. Разные брачные сигналы относятся к физиологическим и поведенческим различиям и могут препятствовать выбору партнёра.
3. Отсутствие скрещивания указывает на репродуктивную изоляцию, которая сохраняется даже при совместном обитании.

Ответ: популяции могут быть разными видами. Общий ареал не отменяет репродуктивную изоляцию, а сочетание нескольких критериев поддерживает такой вывод.

Типичные ошибки

Считать вид полностью одинаковыми организмами. Так ошибаются, потому что запоминают общее описание вида и забывают о возрастных, половых и наследственных различиях. Проверка: спросите себя, допускает ли определение вида изменчивость внутри него.

Определять вид только по одному критерию. Один признак может совпасть у разных видов или различаться у особей одного вида. Проверка: перед выводом назовите хотя бы несколько критериев и найдите данные о размножении.

Путать ареал вида с местом обитания отдельной особи или популяции. Ареал — это вся область распространения вида, а не один участок, где наблюдали организм. Проверка: уточните, идёт ли речь о территории всего вида или только о локальной группе.

Считать любое скрещивание доказательством принадлежности к одному виду. Близкие виды иногда дают гибридов, но такие гибриды могут быть нежизнеспособными или бесплодными. Проверка: выясните не только факт скрещивания, но и жизнеспособность и плодовитость потомства.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания об уровнях организации живой природы, наследственности, изменчивости и популяции как элементарной единице эволюции. Далее критерии вида помогут объяснить видообразование, действие естественного отбора и эволюционных факторов. На практике они применяются в систематике, охране редких видов и оценке биологического разнообразия.

Что запомнить

• Вид состоит из популяций и является основной единицей систематики.
• Главный признак самостоятельности вида — репродуктивная изоляция от других видов.
• Критерии вида включают морфологический, физиологический, биохимический, цитогенетический, экологический и географический признаки.
• Ни один критерий вида не является универсальным.
• Вид устанавливают по совокупности критериев.
• Особям одного вида свойственны наследственная изменчивость и различия.
• Ареалы близких видов могут перекрываться, но это не обязательно означает принадлежность к одному виду.