Mis on bioloogias morfoloogilised kriteeriumid. Määratlege liik

1. Bioloogilised liigid ja selle kriteeriumid.

Kogu elu planeedil on esindatud eraldi liikidega.

Liik on ajalooliselt väljakujunenud isendite kogum, millel on morfoloogiliste, füsioloogiliste ja biokeemiliste tunnuste pärilik sarnasus; võimelised omavahel vabalt ristuma ja tootma viljakaid järglasi; kohanenud teatud keskkonnatingimustega ja hõivavad teatud ala.

Iga organismitüüpi saab kirjeldada iseloomulike tunnuste ja omaduste kogumiga, mida nimetatakse liigi tunnused. Liigi tunnuseid, mis eristavad üht liiki teisest, nimetatakse tüübi kriteeriumid.

Kõige sagedamini kasutatavad üldised vaatekriteeriumid on: morfoloogiline, füsioloogiline, geneetiline, biokeemiline, geograafiline ja ökoloogiline.

Morfoloogiline kriteerium – põhineb sama liigi isendite välisel ja sisemisel sarnasusel.

Morfoloogiline kriteerium on kõige mugavam ja seetõttu kasutatakse seda liigi taksonoomias laialdaselt.

Morfoloogiline kriteerium ei ole aga erinevuse kindlakstegemiseks piisav õdede-vendade liigid olulise morfoloogilise sarnasusega.

Kaksikud liigid praktiliselt ei erine välimuselt, kuid selliste liikide isendid ei ristu.

Liigid-kaksikud on looduses üsna levinud. Umbes 5% kõigist putukate, lindude, kalade jne liikidest on kaksikliike:

- mustadel rottidel on kaks kaksikliiki;

- malaariasääsel on kuus kaksikliiki.

Morfoloogilise kriteeriumi kasutamine on keeruline ka juhtudel, kui sama liigi isendid erinevad üksteisest järsult välimus, nn polümorfsed liigid.

Lihtsaim näide polümorfismist on seksuaalne dimorfism, kui sama liigi isaste ja emaste vahel on morfoloogilised erinevused.

Koduloomaliikide diagnoosimisel on morfoloogilist kriteeriumi raske kasutada. Inimeste aretatud tõud võivad üksteisest oluliselt erineda, jäädes samasse liiki (kassi-, koera-, tuvitõud).

Seega ei ole morfoloogiline kriteerium isendite liigilise kuuluvuse määramiseks piisav.

Füsioloogiline kriteerium iseloomustab sama liigi isendite eluprotsesside sarnasust, eelkõige sigimise sarnasust.

Üksikisikute vahel erinevad tüübid esineb füsioloogiline isoleeritus, mis väljendub selles, et erinevate liikide isendid ei ristu peaaegu kunagi üksteisega. Selle põhjuseks on erinevused paljunemisaparaadi struktuuris, paljunemise ajastuses ja kohtades, paaritumise ajal käitumisrituaalides jne.

Kui liikidevaheline ristumine siiski toimub, on tulemuseks liikidevahelised hübriidid, mida iseloomustab vähenenud elujõulisus või viljatus, mis ei anna järglasi:

Näiteks, on teada hobuse ja eesli hübriid - muul, mis on üsna elujõuline, kuid viljatu.

Looduses on aga selliseid liike, mis võivad omavahel ristuda ja anda viljakaid järglasi. (näiteks mõned kanaariliigid, vindid, paplid, pajud jne).

Järelikult ei ole füsioloogiline kriteerium liigi iseloomustamiseks piisav.

Geneetiline kriteerium on igale liigile iseloomulike kromosoomide kogum, rangelt määratletud arv, suurus ja kuju.

Erinevate liikide isendid ei saa ristuda, kuna neil on erinevad kromosoomikomplektid, erinevad arvu, suuruse ja kuju poolest:

- näiteks kaks tihedalt seotud mustade rottide liiki erinevad kromosoomide arvu poolest (ühel liigil on 38 kromosoomi, teisel 48) ja seetõttu ei ristu.

See kriteerium ei ole siiski universaalne:

- esiteks võib paljudel erinevatel liikidel kromosoomide arv olla sama (näiteks on paljudel kaunviljaliste sugukonna liikidel igaühel 22 kromosoomi);

- teiseks võib sama liigi seest leida erineva arvu kromosoomidega isendeid, mis on tingitud mutatsioonidest (näiteks hõbekarpkalal on populatsioonid kromosoomide komplektiga 100, 150, 200, samas kui nende normaalne arv on on 50).

Seega ei ole geneetilise kriteeriumi alusel võimalik usaldusväärselt määrata ka isendite kuulumist konkreetsesse liiki.

Biokeemiline kriteerium võimaldab eristada liike biokeemiliste parameetrite järgi (teatud valkude, nukleiinhapete ja muude ainete koostis ja struktuur).

On teada, et teatud makromolekulaarsete ainete süntees on iseloomulik ainult teatud liikidele ( näiteks erinevad paljud taimeliigid oma võime poolest moodustada ja akumuleerida teatud alkaloide).

Peaaegu kõigis biokeemilistes parameetrites on aga märkimisväärne liigisisene varieeruvus kuni aminohapete järjestuseni valgumolekulides ja nukleiinhapped.

Seetõttu ei ole ka biokeemiline kriteerium universaalne. Lisaks ei kasutata seda laialdaselt, kuna see on väga töömahukas.

Geograafiline kriteerium põhineb asjaolul, et iga liik hõivab teatud territooriumi või veeala.

Teisisõnu, iga liiki iseloomustab konkreetne geograafiline piirkond.

Paljud liigid asuvad erinevates levialades, kuid enamikul liikidel on levila kattuvad.

On liike, millel puudub kindel geograafiline levila, s.t. elades tohututel maa- või ookeaniavarustel nn kosmopoliitsed liigid :

- mõned siseveekogude elanikud - jõed ja mageveejärved (paljud kalaliigid, pilliroog);

- Cosmopolitanide hulka kuuluvad ka ravimvõilill, karjase rahakott jne;

- kosmopoliite leidub sünantroopsete loomade seas - liigid, kes elavad inimese või tema elukoha läheduses (täid, lutikad, prussakad, kärbsed, rotid, hiired jne);

- Cosmopolitanide hulka kuuluvad ka toa- ja kultuurtaimed, umbrohud, lemmikloomad, kes on inimese hoole all.

Lisaks on liike, millel ei ole selgeid levikupiire või mille geograafiline levila on katkenud.

Nendest asjaoludest tulenevalt ei ole geograafiline kriteerium, nagu ka teised, absoluutne.

Ökoloogiline kriteerium põhineb asjaolul, et iga liik saab eksisteerida ainult teatud tingimustel, täites oma funktsionaalset rolli konkreetses biogeocenoosis.

Teisisõnu:

Iga liik hõivab teatud ökoloogilise niši keerukas ökoloogiliste suhete süsteemis teiste organismide ja elutu looduse teguritega.

Ökoloogiline nišš on kõigi keskkonnategurite ja -tingimuste kogum, milles liik võib looduses eksisteerida.

See hõlmab kogu organismi eluks vajalike abiootiliste ja biootiliste keskkonnategurite kompleksi ning selle määravad selle morfoloogiline sobivus, füsioloogilised reaktsioonid ja käitumine.

Ökoloogilise niši klassikalise definitsiooni andis Ameerika ökoloog J. Hutchinson (1957).

Tema sõnastatud kontseptsiooni järgi on ökoloogiline nišš osa kujuteldavast mitmemõõtmelisest ruumist (hüpermahust), mille üksikmõõtmed vastavad liigi normaalseks eksisteerimiseks vajalikele teguritele (joon. 1).

kahemõõtmeline nišš kolmemõõtmeline nišš

Riis. 1. Ökoloogiline nišimudel Hutchinsoni järgi

(F 1, F 2, F 3 - erinevate tegurite intensiivsus).

Näiteks:

- maismaataime olemasoluks piisab teatud temperatuuri ja tähtsuse kombinatsioonist (kahemõõtmeline nišš);

- merelooma jaoks on vajalik temperatuur, soolsus, hapniku kontsentratsioon (kolmemõõtmeline nišš).

Oluline on rõhutada, et ökoloogiline nišš ei ole ainult liigi füüsiline ruum, vaid ka tema koht koosluses, mille määravad tema ökoloogilised funktsioonid ja asend abiootiliste eksisteerimistingimuste suhtes.

Y. Odumi kujundliku väljendi järgi on “ökoloogiline nišš” liigi “amet, eluviis” ja “elupaik” selle “aadress”. ”

Näiteks segamets on elupaigaks sadadele taime- ja loomaliikidele, kuid igaühel neist on oma ja ainult üks "elukutse" – ökoloogiline nišš. Põdral ja oraval on sama elupaik, kuid nende ökoloogilised nišid on täiesti erinevad.

Järelikult ei ole ökoloogiline nišš ruumiline, vaid funktsionaalne kategooria.

Samal ajal on oluline mõista, et ökoloogiline nišš ei ole midagi, mida on võimalik näha. Ökoloogiline nišš on abstraktne abstraktne mõiste.

Nimetatakse ökoloogilist niši, mis on määratletud ainult organismide füsioloogiliste omadustega fundamentaalne ja see, mille sees liik looduses tegelikult esineb - rakendatud.

Kuid ka ökoloogiline kriteerium on liigi iseloomustamiseks ebapiisav.

Mõned liigid erinevates elupaikades võivad hõivata samu ökoloogilisi nišše:

- antiloobid Aafrika savannides, piisonid Ameerika preeriates, kängurud Austraalia savannides, marten Euroopas ja soobel Aasia taigas elavad sama eluviisi, on sarnase toitumisviisiga, s.t. erinevates biogeocenoosides täidavad nad samu funktsioone ja hõivavad sarnaseid ökoloogilisi nišše.

Tihti juhtub ka vastupidi – sama liiki eri elupaikades iseloomustavad erinevad ökoloogilised nišid. Enamasti on see tingitud toidu kättesaadavusest ja konkurentide olemasolust:

Lisaks võivad samad liigid oma erinevatel arenguperioodidel hõivata erinevaid ökoloogilisi nišše:

- Niisiis, kulles sööb taimset toitu ja täiskasvanud konn on tüüpiline lihasööja, seega iseloomustavad neid erinevad ökoloogilised nišid;

- rändlinde iseloomustavad seoses rändega ka erinevad ökoloogilised nišid talvel ja suvel;

- vetikate hulgas on liike, mis toimivad kas autotroofidena või heterotroofidena. Selle tulemusena hõivavad nad teatud eluperioodidel teatud ökoloogilisi nišše.

Seega ei saa ühegi neist kriteeriumidest määrata, kas isend kuulub teatud liiki. Liiki on võimalik iseloomustada ainult kõigi või enamiku kriteeriumide kogumiga.

Bioloogias viitab liik teatud kogumile isendeid, kellel on pärilik sarnasus füsioloogiliste, bioloogiliste ja morfoloogilised tunnused on võimelised vabalt ristuma ja andma elujõulisi järglasi. Liigid on stabiilsed geneetilised süsteemid, kuna looduses eraldavad nad üksteisest mingid barjäärid. Teadlased eristavad neid mitme põhitunnuse järgi. Tavaliselt eristatakse järgmisi liigikriteeriume: morfoloogiline, geograafiline, ökoloogiline, geneetiline, füüsikalis-biokeemiline.

Morfoloogiline kriteerium

Sellised märgid on selles süsteemis peamised. Liigi morfoloogilised kriteeriumid põhinevad üksikute looma- või taimerühmade välistel erinevustel. See tingimus jaguneb liikideks organismideks, mis erinevad selgelt üksteisest sisemiste või väliste morfoloogiliste tunnuste poolest.

Liigi geograafilised kriteeriumid

Need põhinevad asjaolul, et iga stabiilse geneetilise süsteemi esindajad elavad piiratud ruumides. Selliseid alasid nimetatakse aladeks. Siiski on geograafilisel kriteeriumil mõned puudused. See ei ole piisavalt universaalne järgmistel põhjustel. Esiteks on mõned kosmopoliitsed liigid, mis on levinud üle kogu planeedi (näiteks orca-vaal). Teiseks langevad vahemikud paljudes bioloogilistes agregaatides geograafiliselt kokku. Kolmandaks, mõne liiga kiiresti hajuva populatsiooni puhul on leviala väga varieeruv (näiteks varblane või kodukärbes).

Liigi ökoloogiline kriteerium

Eeldatakse, et iga liiki iseloomustavad teatud omadused, nagu toidu tüüp, paljunemise ajastus, elupaik ja kõik, mis määrab selle ökoloogilise niši, mille see hõivab. See kriteerium põhineb eeldusel, et mõnede loomade käitumine erineb teiste loomade käitumisest.

Liigi geneetiline kriteerium

See võtab arvesse mis tahes liigi peamist omadust - selle geneetilist eraldatust teistest. Erineva stabiilse geneetilise süsteemiga taimed ja loomad ei ristu peaaegu kunagi. Muidugi ei saa liiki sugulasliikide geenide sissevoolust täielikult isoleerida. Kuid samal ajal säilitab ta üldiselt oma geneetilise koostise püsivuse tõesti pikka aega. Just geneetilises komponendis peituvad kõige selgemad erinevused erinevate bioloogiliste populatsioonide esindajate vahel.

Liigi füüsikalis-biokeemilised kriteeriumid

Sellised kriteeriumid ei saa olla ka täiesti usaldusväärseks viisiks liikide eristamiseks, kuna need on fundamentaalsed biokeemilised protsessid
esinevad sarnastes rühmades samal viisil. Ja iga üksiku liigi keskkonnas on teatud arv kohanemisi teatud elutingimustega, mis mõjutab biokeemiliste protsesside muutumist.

järeldused

Seega on mõne üksiku kriteeriumi järgi väga raske eristada liike. Isendi kuulumine mõnda konkreetsesse liiki tuleks kindlaks teha ainult igakülgse võrdluse kaudu mitme kriteeriumi järgi - kõik või vähemalt enamus. Isendid, kes hõivavad teatud territooriumi ja on võimelised üksteisega vabalt ristuma, on liigipopulatsioon.

Ühele liigile omaste omaduste ja ühiste tunnuste kogumit nimetatakse liigikriteeriumiks. Tavaliselt kasutatakse kuut kuni kümmet liigimääratluskriteeriumi.

Süstematiseerimine

Liigid – süstemaatiline või taksonoomiline üksus, millel on üldised omadused ja selle alusel elusorganismide rühma ühendamine. Bioloogilise rühma eraldamiseks ühte liiki tuleks arvesse võtta mitmeid tunnuseid, mis on seotud mitte ainult väliste eritunnustega, vaid ka elutingimuste, käitumise, levikuga jne.

Mõistet "liik" kasutati väliselt sarnaste loomade rühmitamiseks rühmadesse. 17. sajandi lõpuks oli liigilise mitmekesisuse kohta kogunenud palju teavet ja klassifikatsioonisüsteem vajas ülevaatamist.

Carl Linnaeus ühendas 18. sajandil liigid perekondadeks ning perekonnad järgudeks ja klassideks. Ta pakkus välja nimetuste kahendnomenklatuuri, mis aitas oluliselt lühendada liikide nimetusi. Nimed hakkasid Linnaeuse järgi koosnema kahest sõnast – perekonna ja liigi nimedest.

Riis. 1. Carl Linnaeus.

Linné suutis liigilise mitmekesisuse süstematiseerida, kuid ta ise jagas loomi ekslikult liikide kaupa, tuginedes peamiselt välistele andmetele. Näiteks omistas ta isas- ja emasparte erinevatele liikidele. Sellegipoolest andis Linnaeus tohutu panuse liikide mitmekesisuse uurimisse:

TOP 4 artiklitkes sellega kaasa lugesid

• liigitada taimi soo järgi (kahekojaline, ühekojaline, mitmekojaline);
• tuvastas loomariigis kuus klassi;
• omistas inimese primaatide klassi;
• kirjeldas umbes 6000 looma;
• Ta oli esimene, kes tegi katseid taimede hübridisatsiooni kohta.

Hiljem ilmus liikide bioloogiline kontseptsioon, mis kinnitas, et liigitus liigiti on loomulik, geneetiliselt määratud, mitte kunstlik, mille on loonud inimesed süstematiseerimise mugavuse huvides. Tegelikult on liik biosfääri jagamatu üksus.

Vaatamata võimalustele kaasaegne teadus paljusid liike pole veel kirjeldatud. 2011. aasta seisuga on kirjeldatud umbes 1,7 miljonit liiki. Samal ajal on maailmas 8,7 miljonit taime- ja loomaliiki.

Kriteeriumid

Kriteeriumide järgi on võimalik kindlaks teha, kas isendid kuuluvad samasse või erinevatesse liikidesse. Kõigepealt eristatakse liigi morfoloogilist kriteeriumi, s.o. erinevate liikide esindajad peaksid erinema välise ja sisemise struktuuri poolest.

Kuid sageli ei piisa sellest kriteeriumist elusorganismide rühma eristamiseks eraldi liigiks. Inimesed võivad erineda käitumise, elustiili, geneetika poolest, seetõttu on oluline arvestada kriteeriumide kogumiga ja mitte teha järeldusi ühe tunnuse põhjal.

Riis. 2. Odraliikide morfoloogiline sarnasus.

Tabelis “Liigi kriteeriumid” on ära toodud olulisemad kriteeriumid, mille järgi saab liiki ära tunda.

Nimi	Kirjeldus	Näited
Morfoloogiline	Sarnasus välise ja sisemine struktuur ja erineb teistest liikidest. Mitte segi ajada seksuaalse dimorfismiga	Tihane tihane ja moskovka
Füsioloogilised	Eluprotsesside sarnasus rakkudes ja elundites, võime üht tüüpi paljunemiseks	Insuliini koostise erinevus pullil, hobusel, sea
Biokeemiline	Valkude koostis, nukleotiidid, biokeemilised reaktsioonid jne.	Taimed sünteesisid erinevaid aineid - alkaloide, eeterlikud õlid, flavonoidid
Ökoloogiline	Üks ökoloogiline nišš ühele liigile	vaheperemees pulli paeluss- ainult veised
etoloogiline	Käitumine, eriti paaritumisperioodil	Oma liigi kaaslase ligimeelitamine erilise linnulauluga
Geograafiline	Asula ühes piirkonnas	Küürvaalade ja delfiinide levila ei ühti
Geneetiline	Teatud karüotüüp on kromosoomide arvu, kuju ja suuruse sarnasus	Inimese genotüüp koosneb 46 kromosoomist
paljunemisvõimeline	Sama liigi isendid saavad ristuda ainult reproduktiivse isolatsiooniga	Drosophila sperma, mis langeb erineva liigi emasloomadele, hävitatakse immuunrakkude poolt
Ajalooline	Ühe liigi geneetiliste, geograafiliste ja evolutsiooniliste andmete kogum	Ühise esivanema olemasolu ja erinevused evolutsioonis

Ükski kriteerium ei ole absoluutne ja on erandid reeglitest:

• väliselt erinevatel liikidel on sama kromosoomide komplekt (kapsas ja redis - kummaski 18), samas kui liigi sees võib täheldada mutatsioone ja leida erineva kromosoomikomplektiga populatsioone;
• mustad rotid (kaksikud liigid) on morfoloogiliselt identsed, kuid geneetiliselt mitte ja seetõttu ei saa nad järglasi toota;
• mõnel juhul ristuvad eri liikide isendid (lõvid ja tiigrid);
• levila ristuvad sageli või katkevad (haraka Lääne-Euroopa ja Ida-Siberi levila).

Hübridiseerumine on üks evolutsiooni hoobadest. Edukaks ristumiseks ja viljakate järglaste saamiseks peavad aga kattuma paljud kriteeriumid – geneetika, biokeemia, füsioloogia. Vastasel juhul ei ole järglased elujõulised.

Riis. 3. Liger - lõvi ja tiigri hübriid.

Mida me õppisime?

11. klassi bioloogiatunnist õppisime tundma liigi mõistet ja selle määratlemise kriteeriume, käsitlesime üheksat põhikriteeriumi koos toodud näidetega. Kriteeriume tuleks käsitleda koos. Ainult mitme kriteeriumi täitmisel saab sarnaseid organisme liigiks liita.

Teemaviktoriin

Aruande hindamine

Keskmine hinne: 4.3. Saadud hinnanguid kokku: 201.

Vertyanov S. Yu.

Liigiüleste taksonite eristamine on reeglina üsna lihtne, kuid liikide endi selge eristamine tekitab teatud raskusi. Mõned liigid asuvad geograafiliselt eraldatud elupaigaaladel (levialadel) ja seetõttu ei ristu, vaid kunstlikud tingimused annab viljakaid järglasi. Linneani lühimääratlus liigist kui isendite rühmast, kes ristub vabalt ja toodab viljakaid järglasi, ei kehti partenogeneetiliselt või aseksuaalselt paljunevatele organismidele (bakterid ja ainuraksed loomad, paljud kõrgemad taimed), samuti väljasurnud vormidele.

Agregaat tunnusmärgid liiki nimetatakse selle kriteeriumiks.

Morfoloogiline kriteerium põhineb sama liigi isendite sarnasusel välise ja sisemise struktuuri tunnuste kogumi osas. Morfoloogiline kriteerium on üks peamisi, kuid mõnel juhul ei piisa morfoloogilisest sarnasusest. Varem nimetati malaariasääski kuueks sarnaseks liigiks, mis ei ristu, millest ainult üks kannab malaariat. On olemas nn kaksikliigid. Kaks liiki musti rotte, mis on väliselt peaaegu eristamatud, elavad eraldi ega ristu. Paljude olendite, näiteks lindude (pullvindid, faasanid) isasloomad on väliselt emasloomadega vähe sarnased. Täiskasvanud isas- ja emasangerjad on nii erinevad, et poole sajandi jooksul paigutasid teadlased nad erinevatesse perekondadesse ja mõnikord isegi erinevatesse perekondadesse ja alamseltsidesse.

Füsioloogiline ja biokeemiline kriteerium

Selle aluseks on sama liigi isendite eluprotsesside sarnasus. Mõned näriliste liigid suudavad talveunne jääda, teised aga mitte. Paljud sugulased taimeliigid erinevad oma võime poolest sünteesida ja akumuleerida teatud aineid. Biokeemiline analüüs võimaldab eristada sugulisel teel mittepaljunevate ainuraksete organismide tüüpe. Siberi katku batsillid toodavad näiteks valke, mida teist tüüpi bakterites ei leidu.

Füsioloogilise-biokeemilise kriteeriumi võimalused on piiratud. Mõnedel valkudel pole mitte ainult liigiline, vaid ka individuaalne spetsiifilisus. On biokeemilisi märke, mis on samad mitte ainult erinevate liikide, vaid isegi järjekordade ja tüüpide esindajatel. Füsioloogilised protsessid võivad eri liikidel kulgeda sarnaselt. Seega on osade arktiliste kalade ainevahetuse kiirus sama, mis teistel kalaliikidel. lõunapoolsed mered.

Geneetiline kriteerium

Kõigil sama liigi isenditel on sarnane karüotüüp. Erinevate liikide isendid on erineva kromosoomikomplektiga, ei saa ristuda ja elavad looduslikes tingimustes üksteisest eraldi. Kahel mustade rottide kaksikliigil on erinev kromosoomide arv – 38 ja 42. Šimpanside, gorillade ja orangutanide karüotüübid erinevad geenide paigutuse poolest homoloogsetes kromosoomides. Erinevused piisonite ja piisonite karüotüüpide vahel, millel on diploidses komplektis 60 kromosoomi, on sarnased. Mõnede liikide geneetilise aparaadi erinevused võivad olla veelgi peenemad ja seisneda näiteks üksikute geenide sisse- ja väljalülitamise erinevas olemuses. Mõnikord ei piisa ainult geneetilise kriteeriumi kasutamisest. Üks kärsakaliik ühendab endas diploidseid, triploidseid ja tetraploidseid vorme, ka koduhiirel on erinevad kromosoomikomplektid ning inimese tuumahistooni H1 valgu geen erineb homoloogsest herne geenist vaid ühe nukleotiidi võrra. Taimede, loomade ja inimeste genoomist on leitud selliseid varieeruvaid DNA järjestusi, mille järgi inimesed suudavad eristada vendi ja õdesid.

Reproduktiivkriteerium

(ladina reproducere reproduce) põhineb sama liigi isendite võimel saada viljakaid järglasi. Ristumisel on oluline roll isendite käitumisel – paaritumisrituaalil, liigispetsiifilistel helidel (linnulaul, rohutirtsude sirin). Käitumise olemuse järgi tunnevad indiviidid ära oma liigi abielupartneri. Sarnaste liikide isendid ei pruugi ristuda paaritumiskäitumise ebaühtluse või pesitsuskohtade ebaühtluse tõttu. Niisiis koevad ühe konnaliigi emased jõgede ja järvede kallastel ning teised - lompides. Sarnased liigid ei pruugi erinevuste tõttu ristuda paaritumisperioodid või paaritumistingimused, kui elatakse erinevates kliimatingimused. Taimede erinevad õitsemisperioodid takistavad risttolmlemist ja on eri liikidesse kuulumise kriteeriumiks.

Reproduktiivkriteerium on tihedalt seotud geneetiliste ja füsioloogiliste kriteeriumidega. Sugurakkude elujõulisus sõltub kromosoomide konjugeerimise võimalikkusest meioosi korral ja seega ka ristuvate indiviidide karüotüüpide sarnasusest või erinevusest. Igapäevase füsioloogilise aktiivsuse erinevus (päevane või öine eluviis) vähendab järsult ristumise võimalust.

Ainult paljunemiskriteeriumi kasutamine ei võimalda alati liike selgelt eristada. On liike, mis on morfoloogiliste kriteeriumide järgi selgelt eristatavad, kuid mis ristamisel annavad viljakaid järglasi. Lindudest on need mõned kanaariliigid, vindid, taimedest - paju- ja papliliigid. Artiodaktüülpiisoni seltsi esindaja elab steppides ja metsasteppides Põhja-Ameerika ja Euroopa metsades elavaid piisoneid ei leidu kunagi looduslikes tingimustes. Loomaaia tingimustes annavad need liigid viljakaid järglasi. Nii taastati maailmasõdade ajal praktiliselt hävitatud Euroopa piisonite populatsioon. Ristuvad ja annavad viljakat järglast jakid ja veised, valged ja pruunkarud, hundid ja koerad, sooblid ja märdid. Taimeriigis on liikidevahelised hübriidid veelgi levinumad, taimede hulgas on isegi liikidevahelisi hübriide.

Ökoloogiline ja geograafiline kriteerium

Enamik liike hõivab teatud territooriumi (vahemiku) ja ökoloogilise niši. Luhtadel ja põldudel kasvab kaustik, niiskemates kohtades on levinud veel üks liik - roomav kontpuu, jõgede ja järvede kallastel - põlev tiib. Sarnased liigid samas levilas elavad võivad ökoloogilistes niššides erineda – näiteks kui nad söövad erinevaid toite.

Ökoloogilise-geograafilise kriteeriumi kasutamist piiravad mitmed põhjused. Liigi levila võib olla katkendlik. Valgejänese liigi levila on Islandi ja Iirimaa saared, Suurbritannia põhjaosa, Alpid ja Loode-Euroopa. Mõnel liigil on sama levila, näiteks kaks liiki mustad rotid. On organisme, mis on levinud peaaegu kõikjale – palju umbrohtu, hulk kahjureid ja närilisi.

Liigimääratluse probleem kasvab mõnikord keeruliseks teaduslikuks probleemiks ja see lahendatakse kriteeriumide kogumi abil. Seega on liik teatud piirkonnas hõivatud isendite kogum, millel on üks genofond, mis tagab morfoloogiliste, füsioloogiliste, biokeemiliste ja geneetiliste tunnuste päriliku sarnasuse. looduslikud tingimused ristuvad ja annavad viljakaid järglasi.

Superorganismide süsteemid. Evolutsioon orgaaniline maailm

evolutsiooniline doktriin

Põhimõisted:

liigid, liigikriteeriumid, populatsioon, süstemaatika, klassifikatsioon, evolutsiooniideede ajalugu, sünteetiline evolutsiooniteooria, evolutsiooni liikumapanevad jõud, loodusliku valiku vormid, populatsioonilained, geneetiline triiv, kunstlik valik, olelusvõitluse liigid, evolutsiooni tulemused, mikroevolutsioon, eristumine, isolatsioon, sobivus, sobivuse suhteline olemus, evolutsiooni vormid ja suunad, bioloogiline progress ja regressioon, makroevolutsioon, aromorfoos, idioadaptatsioon, degeneratsioon, tõendid evolutsiooni kohta

Maal on umbes 2 miljonit loomaliiki, rohkem kui 500 tuhat taimeliiki, sadu tuhandeid seeneliike, mikroorganisme. Liik on looduses tegelikult eksisteeriv organismide kogum.

Vaade – See on kogum isendeid, kes on struktuurilt sarnased, millel on ühine päritolu, omavahel vabalt ristuvad ja viljakaid järglasi annavad. Kõigil sama liigi isenditel on sama karüotüüp - somaatilise raku kromosoomide kogum (2n), sarnane käitumine, nad hõivavad teatud territooriumi - ala (ladina keelest area - pindala, ruum). Carl Linnaeus (17. sajand) võttis kasutusele mõiste "vaade".

Liik on elusolendite organiseerimise üks peamisi vorme. Igat tüüpi elusorganisme saab kirjeldada terviku põhjal iseloomulikud tunnused, omadused, mida nimetatakse tunnusteks. Liigitunnuseid, mis eristavad üht liiki teisest, nimetatakse liigikriteeriumideks.

Vaata kriteeriume - iseloomulike tunnuste, omaduste ja tunnuste kogum, mille poolest üks liik erineb teisest. Kõige sagedamini kasutatakse kuut üldist liigikriteeriumi: morfoloogiline, füsioloogiline, geneetiline, biokeemiline, geograafiline ja ökoloogiline. Samal ajal pole ükski kriteerium absoluutne, tüübi määramiseks on vajalik maksimaalse arvu kriteeriumide olemasolu.

Morfoloogiline kriteerium- teatud liiki kuuluvate isendite väliste (morfoloogiliste) tunnuste ja sisemise (anatoomilise) struktuuri kirjeldus. Välimuselt, suuruselt ja sulestiku värvilt on näiteks suur-kirjurähni lihtne eristada rohelisest, suur-kirjurähni harjast. Võrsete ja õisikute välimuse, lehtede suuruse ja paigutuse järgi on ristiku tüübid kergesti eristatavad: heinamaa ja roomav. Morfoloogilist kriteeriumi kasutatakse taksonoomias laialdaselt. See kriteerium ei ole aga piisav, et eristada liike, millel on olulisi morfoloogilisi sarnasusi. Näiteks on looduses kaksikliike, millel ei ole märgatavaid morfoloogilisi erinevusi (mustadel rottidel on kaks kaksikliiki - kromosoomide komplektiga 38 ja 42 ning malaariasääsk nimetati varem kuueks sarnaseks liigiks, millest ainult üks kannab malaaria).

Füsioloogiline kriteerium seisneb eluprotsesside sarnasuses, eeskätt võimaluses ristuda sama liigi isendite vahel koos viljakate järglaste moodustumisega. Erinevate liikide vahel on füsioloogiline isolatsioon. Samal ajal on teatud tüüpi elusorganismide ristumine võimalik; sel juhul võivad tekkida viljakad hübriidid (kanaarid, jänesed, paplid, pajud jne)

Geograafiline kriteerium- iga liik hõivab teatud territooriumi - levila. Paljud liigid hõivavad erinevat leviala. Kuid paljudel liikidel on levila kattuvad (kattuvad) või kattuvad, mõnel on levila katkenud (näiteks pärn kasvab Euroopas, leidub Kuznetski Alataus ja Krasnojarski territooriumil). Lisaks on liike, millel pole selgeid levikupiire, aga ka kosmopoliitseid liike, kes elavad tohutul maa- või ookeanil. Kosmopoliidid on mõned siseveekogude – jõgede ja mageveejärvede (pardirohi, pilliroog) asukad. Umbrohtude hulgas on kosmopoliite, sünantroopseid loomi (inimese või tema elukoha läheduses elavad liigid) - lutikas, punane prussakas, kodukärbes, aga ka ravimvõilill, põldjarutka, karjase rahakott jne. , geograafiline kriteerium, nagu ka teised, ei ole absoluutne.

Keskkonnakriteerium põhineb asjaolul, et iga liik saab eksisteerida ainult teatud tingimustel: igal liigil on teatud ökoloogiline nišš. Näiteks lamminiitudel kasvab sööbiv, jõgede ja kraavide kallastel roomav tiib, märgaladel kõrvetav. Siiski on liike, millel ei ole ranget ökoloogilist kriteeriumi; näiteks sünantroopsed liigid.

Geneetiline kriteerium liikide erinevuse põhjal karüotüüpide järgi, st kromosoomide arvu, kuju ja suuruse järgi. Enamikku liike iseloomustab rangelt määratletud karüotüüp. See kriteerium ei ole aga universaalne. Näiteks paljudel erinevatel liikidel on kromosoomide arv sama ja nende kuju sarnane. Seega on paljudel kaunviljade perekonna liikidel 22 kromosoomi (2n = 22). Samuti võib sama liigi piires leida erineva kromosoomide arvuga isendeid (genoomimutatsioonide tulemus): kitsepajul on diploidne (38) ja tetraploidne (76) kromosoomide arv; hõbekarpkaladel on populatsioonid kromosoomide komplektiga 100, 150 200, samas kui nende normaalne arv on 50. Seega ei ole geneetilise kriteeriumi alusel alati võimalik kindlaks teha, kas isendid kuuluvad teatud liiki.

Biokeemiline kriteerium on teatud valkude, nukleiinhapete ja muude ainete koostis ja struktuur. Näiteks teatud makromolekulaarsete ainete süntees on omane ainult teatud tüübid: alkaloide moodustavad öövihma- ja liiliaperekonna taimeliigid. Kuid seda kriteeriumi ei kasutata laialdaselt - see on töömahukas ja mitte alati universaalne. Peaaegu kõigis biokeemilistes parameetrites (aminohapete järjestus valgumolekulides ja nukleotiidide järjestus DNA üksikutes lõikudes) on märkimisväärne liigisisene varieeruvus. Samal ajal on paljud biokeemilised tunnused konservatiivsed: mõnda leidub kõigis antud tüübi või klassi esindajates.

Seega ei saa ükski kriteerium eraldiseisvalt liigi määramiseks kasutada: liigi määramisel tuleb arvestada kõigi kriteeriumide kogumiga. Lisaks nendele tunnustele määravad teadlased kindlaks ajaloolised ja etoloogilised kriteeriumid.

Tüübikriteeriumide omadused

Vaata kriteeriume	Kriteeriumide omadused
Morfoloogiline	Sama liigi isendite välise (morfoloogilise) ja sisemise (anatoomilise) struktuuri sarnasus.
Füsioloogilised	Kõigi eluprotsesside sarnasus ja ennekõike taastootmine. Erinevate liikide esindajad reeglina omavahel ei ristu ega anna steriilseid järglasi.
Geneetiline	Iseloomulik, ainulaadne seda liiki kromosoomide komplekt, nende struktuur, kuju, suurus. Erinevate liikide ebavõrdse kromosoomikomplektiga isendid ei ristu.
Biokeemiline	Võime moodustada liigispetsiifilisi valke; sarnasus keemiline koostis ja keemilised protsessid.
Ökoloogiline	Teatud liigi isendite kohanemisvõime teatud keskkonnatingimustega on keskkonnategurite kogum, milles liik eksisteerib.
Geograafiline	Teatud ala, elupaik ja levik looduses.
Ajalooline	Liigi päritolu ja areng.
etoloogiline	Teatud eripärad isendite käitumises: erinevused paaritumislauludes, paaritumiskäitumises.

Vaade- isendite kogum, mida iseloomustab ühine päritolu ja millel on pärilik morfoloogiliste, füsioloogiliste ja biokeemiliste omaduste sarnasus, mis ristuvad vabalt ja toodavad viljakaid järglasi, kohanenud olemasolevate elutingimustega ja hõivavad teatud territooriumi - ala. Kõik liigid koosnevad populatsioonidest, st populatsioon on struktuuriüksus lahke.

Populatsioonid – Need on sama liigi organismide rühmad, mis on üksteisest suhteliselt isoleeritud ja millel on võime üksteisega vabalt ristuda ja saada viljakaid järglasi.

Vaata – isendite kogum, millel on ühised morfofüsioloogilised tunnused ja mida ühendab võime üksteisega ristuda, moodustades ühise ala moodustavate populatsioonide süsteemi.

Populatsioone iseloomustavad teatud omadused:

1) arvukus - organismide koguarv populatsioonis;

2) sündimuskordaja - rahvastiku kasvutempo;

3) suremus - arvukuse vähenemise määr üksikisikute surma tagajärjel;

4) vanuseline koosseis - eri vanuses isendite arvu suhe (vanuserühmade suhe);

5) soosuhe - soo geneetilisest määratlusest lähtuvalt peaks sugude suhe populatsioonis olema 1:1, selle suhte rikkumine toob kaasa populatsiooni suuruse vähenemise;

6) populatsiooni dünaamika - erinevate tegurite mõjul on võimalikud perioodilised ja mitteperioodilised kõikumised levila arvus ja suuruses, mis võivad mõjutada ristumise iseloomu;

7) asustustihedus - isendite arv populatsiooni poolt hõivatud ruumiühiku kohta.

Populatsioonid ei eksisteeri isoleeritult: nad suhtlevad teiste liikide populatsioonidega, moodustades biootilisi kooslusi.

Loodust uurides avastasid ja kirjeldasid teadlased varem tundmatuid organisme, andes neile nimed. Samas tuli sageli välja, et erinevad teadlased nimetasid sama organismi erinevalt. Mida rohkem materjale kogunes, seda rohkem tekkis raskusi kogutud teadmiste kasutamisel. Oli vaja koondada kogu elusorganismide mitmekesisus ühtsesse süsteemi. Bioloogia haru, mis tegeleb organismide kirjeldamise ja klassifitseerimisega, nimetatakse taksonoomia .

Esimesed süsteemid olid kunstlikud, kuna ehitati mitmele meelevaldselt võetud märgile. Ühe taimede ja loomade klassifikatsioonisüsteemi pakkus välja Carl Linnaeus (1707-1778). Teadlase teene ei seisne mitte ainult süsteemi loomises, vaid ka selles, et ta võttis kasutusele topeltliiginimed: esimene sõna on perekonna nimi, teine ​​- liik, näiteks Aurelia aurita - kõrvadega meduus, Aurelia cyanea – polaarne meduus. Selline nimede süsteem eksisteerib tänaseni. Seejärel muudeti oluliselt K. Linnaeuse pakutud orgaanilise maailma süsteemi. Keskmiselt kaasaegne klassifikatsioon, mis on loomulik, liikide suguluse põhimõte nii elavate kui ka väljasurnud valedega.

Seega eesmärk loomulik klassifikatsioon- Loomine ühtne süsteem elusorganismid, mis hõlmaksid kogu elusorganismide mitmekesisust, kajastaksid nende päritolu ja arengulugu. Kaasaegses süsteemis jagatakse organismid rühmadesse, lähtudes nendevahelistest suhetest päritolu järgi. Süstemaatilised kategooriad ehk taksonid on elusorganismide rühmade nimetused, mida ühendavad sarnased omadused. Näiteks klassi Linnud on hästi organiseeritud selgroogsed, kelle keha on kaetud sulgedega ja esijäsemed on muudetud tiibadeks. Suurimad süstemaatilised organismide kategooriad on impeeriumid (rakueelsed ja rakulised organismid). Impeeriumid jagunevad kuningriikideks.

orgaaniline maailm

Kuningriigi viirused

Prokarüootide Kuningriik Eukarüootide Kuningriik

(mittetuuma) (tuuma)

Kuningriigi bakterid

Kuningriik Taimed Kuningriik loomad Kuningriik seened Loomade kuningriigid ühinevad tüübid ja taimedes osakonnad. Süstemaatiliste kategooriate näited:

Süsteeme, milles kõrgemad kategooriad sisaldavad järjekindlalt madalamaid ja madalamaid kategooriaid, nimetatakse hierarhilisteks (kreeka keelest hieros - sakraalne, arche - võim), see tähendab süsteemideks, mille tasemed alluvad teatud reeglitele.

Bioloogia arengu oluliseks etapiks oli süstematiseerimise kujunemise periood, mis seostub nimega Carl Linnaeus(1707-1778). K. Linnaeus uskus seda Elav loodus Looja loodud, on liigid muutumatud. Teadlane põhines klassifikatsioonil sarnasuse tunnustel, mitte liikidevahelisel seosel. Vaatamata K. Linnaeuse tehtud vigadele on tema panus teaduse arengusse tohutu: ta voolutas ideid taimestiku ja loomastiku mitmekesisusest.

18. sajandi lõpul toimusid muutused vaadetes elu tekkele: tekkisid ideed tänapäevaste organismide päritolu kohta kaugetelt esivanematelt.

Orgaanilise maailma evolutsiooni ideed väljendavad Jean Baptiste Lamarck(1744-1829). Lamarcki peamised eelised on järgmised:

Võttis kasutusele mõiste "bioloogia";

Täiustatud sel ajal juba olemasolevat klassifikatsiooni;

Ta püüdis kindlaks teha evolutsiooniprotsessi põhjuseid (Lamarcki järgi on evolutsiooni põhjuseks soov enesetäiendamiseks – harjutus ja mitte elundite harjutus);

Ta uskus, et ajalooliste muutuste protsess toimub lihtsast keerukani; liigid muutuvad tingimustes väliskeskkond;

Ta väljendas ideed inimese päritolust ahvilaadsetelt esivanematelt.

Lamarcki eksimused hõlmavad järgmist:

Idee sisemisest enesetäiendamise poole püüdlemisest;

Väliskeskkonna mõjul tekkinud muutuste pärilikkuse eeldamine.

Lamarcki teene on esimese evolutsioonilise doktriini loomine.

19. sajandil oli teadus, tööstus, Põllumajandus. Teaduse edusammud ja praktiline tegevus inimesed panid aluse, millele evolutsiooniteooria arenes.