Kokie yra morfologiniai kriterijai biologijoje. Apibrėžkite rūšį

1. Biologinės rūšys ir jos kriterijai.

Visą gyvybę planetoje atstovauja atskiros rūšys.

Rūšis – tai istoriškai nusistovėjęs individų, turinčių paveldimą morfologinių, fiziologinių ir biocheminių požymių panašumą, visuma; gali laisvai kryžmintis tarpusavyje ir susilaukti vaisingų palikuonių; prisitaikę prie tam tikrų aplinkos sąlygų ir užimantys tam tikrą plotą.

Kiekvieną organizmo tipą galima apibūdinti būdingų požymių ir savybių rinkiniu, kurie vadinami rūšies ypatybės. Rūšies požymiai, išskiriantys vieną rūšį nuo kitos, vadinami tipo kriterijai.

Dažniausiai naudojami bendrieji peržiūros kriterijai yra šie: morfologiniai, fiziologiniai, genetiniai, biocheminiai, geografiniai ir ekologiniai.

Morfologinis kriterijus – pagrįstas išoriniu ir vidiniu tos pačios rūšies individų panašumu.

Morfologinis kriterijus yra patogiausias, todėl plačiai naudojamas rūšių taksonomijoje.

Tačiau skirtumui nustatyti morfologinio kriterijaus nepakanka brolių ir seserų rūšys su dideliu morfologiniu panašumu.

Dvynių rūšys išvaizda praktiškai nesiskiria, tačiau tokių rūšių individai nesikryžmina.

Rūšys-dvyniai yra gana dažni gamtoje. Apie 5% visų vabzdžių, paukščių, žuvų ir kt. rūšių turi dvi rūšis:

- juodosios žiurkės turi dvi dvynių rūšis;

- maliarinis uodas turi šešias dvynių rūšis.

Morfologinį kriterijų sunku naudoti ir tais atvejais, kai tos pačios rūšies individai labai skiriasi vienas nuo kito. išvaizda, taip vadinamas polimorfinės rūšys.

Paprasčiausias polimorfizmo pavyzdys yra seksualinis dimorfizmas, kai yra morfologinių skirtumų tarp tos pačios rūšies patinų ir patelių.

Sunku taikyti morfologinį kriterijų diagnozuojant naminių gyvūnų rūšis. Žmonių išvestos veislės gali labai skirtis viena nuo kitos, išlikdamos tos pačios rūšies ribose (kačių, šunų, balandžių veislės).

Taigi morfologinio kriterijaus nepakanka, kad būtų galima nustatyti individų rūšinę priklausomybę.

Fiziologinis kriterijus apibūdina tos pačios rūšies individų gyvybės procesų panašumą, pirmiausia reprodukcijos panašumą.

Tarp asmenų skirtingi tipai egzistuoja fiziologinė izoliacija, pasireiškianti tuo, kad skirtingų rūšių individai beveik niekada nesikryžmina tarpusavyje. Taip yra dėl reprodukcinio aparato struktūros, dauginimosi laiko ir vietų, elgesio ritualų poravimosi metu skirtumų ir kt.

Jei įvyksta tarprūšinis kryžminimas, tada gaunami tarprūšiniai hibridai, kuriems būdingas sumažėjęs gyvybingumas arba jie yra nevaisingi ir neduoda palikuonių:

Pavyzdžiui, žinomas arklio ir asilo hibridas - mulas, kuris yra gana gyvybingas, bet nevaisingas.

Tačiau gamtoje yra tokių rūšių, kurios gali kryžmintis tarpusavyje ir susilaukti vaisingų palikuonių. (pavyzdžiui, kai kurių rūšių kanarėlės, kikiliai, tuopos, gluosniai ir kt.).

Todėl fiziologinio kriterijaus rūšiai apibūdinti nepakanka.

Genetinis kriterijus – tai kiekvienai rūšiai būdingas chromosomų rinkinys, griežtai apibrėžtas skaičius, dydis ir forma.

Įvairių rūšių individai negali kryžmintis, nes turi skirtingus chromosomų rinkinius, skiriasi skaičiumi, dydžiu ir forma:

- pavyzdžiui, dvi artimai giminingos juodųjų žiurkių rūšys skiriasi chromosomų skaičiumi (viena rūšis turi 38 chromosomas, o kita 48), todėl nesikryžmina.

Tačiau šis kriterijus nėra universalus:

- pirma, daugelyje skirtingų rūšių chromosomų skaičius gali būti vienodas (pavyzdžiui, daugelis ankštinių šeimos rūšių turi po 22 chromosomas);

- antra, toje pačioje rūšyje galima rasti individų su skirtingu chromosomų skaičiumi, o tai yra mutacijų rezultatas (pavyzdžiui, sidabriniuose karpiuose yra populiacijų, kurių chromosomų rinkinys yra 100, 150, 200, o jų normalus skaičius yra 50).

Taigi, remiantis genetiniu kriterijumi, taip pat neįmanoma patikimai nustatyti individų priklausomybės konkrečiai rūšiai.

Biocheminis kriterijus leidžia atskirti rūšis pagal biocheminius parametrus (tam tikrų baltymų, nukleorūgščių ir kitų medžiagų sudėtį ir struktūrą).

Yra žinoma, kad tam tikrų stambiamolekulinių medžiagų sintezė būdinga tik tam tikroms rūšims ( pavyzdžiui, daugelis augalų rūšių skiriasi savo gebėjimu formuoti ir kaupti tam tikrus alkaloidus).

Tačiau beveik visi biocheminiai parametrai labai skiriasi iki aminorūgščių sekos baltymų molekulėse ir nukleino rūgštys.

Todėl biocheminis kriterijus taip pat nėra universalus. Be to, jis nėra plačiai naudojamas, nes yra labai daug darbo reikalaujantis.

Geografinis kriterijus grindžiamas tuo, kad kiekviena rūšis užima tam tikrą teritoriją ar akvatoriją.

Kitaip tariant, kiekvienai rūšiai būdinga tam tikra geografinė vietovė.

Daugelis rūšių užima skirtingus arealus, tačiau daugumos rūšių diapazonai persidengia.

Yra rūšių, kurios neturi konkretaus geografinio arealo, t.y. gyvenantys didžiulėse sausumos ar vandenyno erdvėse, vadinamieji kosmopolitinės rūšys :

- kai kurie vidaus vandenų - upių ir gėlo vandens ežerų gyventojai (daug žuvų rūšių, nendrės);

– „Cosmopolitans“ taip pat apima vaistinę kiaulpienę, piemens piniginę ir kt.;

- kosmopolitai aptinkami tarp sinantropinių gyvūnų – rūšių, kurios gyvena šalia žmogaus ar jo būsto (utėlės, blakės, tarakonai, musės, žiurkės, pelės ir kt.);

– Kosmopolitams priskiriami ir kambariniai bei kultūriniai augalai, piktžolės, augintiniai, kuriuos globoja žmogus.

Be to, yra rūšių, kurios neturi aiškių paplitimo ribų arba kurių geografinis arealas yra nutrūkęs.

Dėl šių aplinkybių geografinis kriterijus, kaip ir kiti, nėra absoliutus.

Ekologinis kriterijus grindžiamas tuo, kad kiekviena rūšis gali egzistuoti tik tam tikromis sąlygomis, atlikdama savo funkcinį vaidmenį konkrečioje biogeocenozėje.

Kitaip tariant:

Kiekviena rūšis užima tam tikrą ekologinę nišą sudėtingoje ekologinių santykių su kitais organizmais ir negyvosios gamtos veiksniais sistemoje.

Ekologinė niša yra visų aplinkos veiksnių ir sąlygų, kuriomis rūšis gali egzistuoti gamtoje, visuma.

Jis apima visą organizmui gyvuoti būtinų abiotinių ir biotinių aplinkos veiksnių kompleksą, kurį lemia jo morfologinis tinkamumas, fiziologinės reakcijos ir elgsena.

Klasikinį ekologinės nišos apibrėžimą pateikė amerikiečių ekologas J. Hutchinsonas (1957).

Pagal jo suformuluotą sampratą ekologinė niša – tai įsivaizduojamos daugiamatės erdvės (hipertūrio) dalis, kurios atskiri matmenys atitinka normaliai rūšies egzistavimui būtinus veiksnius (1 pav.).

dvimatė niša trimatė niša

Ryžiai. 1. Ekologinės nišos modelis pagal Hutchinson

(F 1, F 2, F 3 – įvairių veiksnių intensyvumas).

Pavyzdžiui:

- antžeminiam augalui egzistuoti pakanka tam tikro temperatūros ir svarbos derinio (dvimatė niša);

- jūros gyvūnui būtina temperatūra, druskingumas, deguonies koncentracija (trimatė niša).

Svarbu pabrėžti, kad ekologinė niša – tai ne tik rūšies fizinė erdvė, bet ir jos vieta bendruomenėje, nulemta jos ekologinių funkcijų ir padėties abiotinių egzistavimo sąlygų atžvilgiu.

Pagal Y. Odumo vaizdinę išraišką „ekologinė niša“ yra rūšies „profesija“, jos gyvenimo būdas, o „buveinė“ – jos „adresas“. ”

Pavyzdžiui, mišrus miškas yra šimtų rūšių augalų ir gyvūnų buveinė, tačiau kiekviena iš jų turi savo ir tik vieną „profesiją“ – ekologinę nišą. Briedis ir voverė turi tą pačią buveinę, tačiau jų ekologinės nišos visiškai skirtingos.

Vadinasi, ekologinė niša yra ne erdvinė, o funkcinė kategorija.

Kartu svarbu suvokti, kad ekologinė niša nėra kažkas, ką galima pamatyti. Ekologinė niša yra abstrakti abstrakti sąvoka.

Ekologine niša, apibrėžiama tik fiziologinėmis organizmų savybėmis, vadinama esminis ir ta, kurioje rūšis iš tikrųjų yra gamtoje, įgyvendinta.

Tačiau ekologinio kriterijaus taip pat nepakanka rūšiai apibūdinti.

Kai kurios skirtingos rūšys skirtingose ​​buveinėse gali užimti tas pačias ekologines nišas:

- antilopės Afrikos savanose, bizonai Amerikos prerijose, kengūros Australijos savanose, Kiaunės europinėje ir sabalas Azijos taigoje gyvena vienodą gyvenimo būdą, turi panašų mitybos tipą, t.y. skirtingose ​​biogeocenozėse atlieka tas pačias funkcijas ir užima panašias ekologines nišas.

Dažnai nutinka ir atvirkščiai – ta pati rūšis skirtingose ​​buveinėse pasižymi skirtingomis ekologinėmis nišomis. Dažniausiai tai yra dėl maisto prieinamumo ir konkurentų buvimo:

Be to, ta pati rūšis skirtingais vystymosi laikotarpiais gali užimti skirtingas ekologines nišas:

- taigi, buožgalvis minta augaliniu maistu, o suaugusi varlė yra tipiškas mėsėdis, todėl jiems būdingos skirtingos ekologinės nišos;

- migruojantys paukščiai, susiję su migracija, taip pat pasižymi skirtingomis ekologinėmis nišomis žiemą ir vasarą;

- tarp dumblių yra rūšių, kurios veikia kaip autotrofai arba kaip heterotrofai. Dėl to tam tikrais savo gyvenimo laikotarpiais jie užima tam tikras ekologines nišas.

Taigi nė vienas iš šių kriterijų negali būti naudojamas nustatant, ar individas priklauso tam tikrai rūšiai. Rūšį galima apibūdinti tik pagal visų ar daugumos kriterijų visumą.

Biologijoje rūšis reiškia tam tikrą individų, turinčių paveldimą fiziologinių, biologinių ir morfologinės savybės gali laisvai kryžmintis ir susilaukti gyvybingų palikuonių. Rūšys yra stabilios genetinės sistemos, nes gamtoje jos yra atskirtos tam tikromis kliūtimis viena nuo kitos. Mokslininkai juos išskiria pagal keletą pagrindinių požymių. Paprastai išskiriami šie rūšių kriterijai: morfologinis, geografinis, ekologinis, genetinis, fizikinis-biocheminis.

Morfologinis kriterijus

Tokie ženklai yra pagrindiniai šioje sistemoje. Morfologiniai rūšies kriterijai grindžiami išoriniais atskirų gyvūnų ar augalų grupių skirtumais. Ši sąlyga dalijasi į rūšis organizmus, kurie vienas nuo kito aiškiai skiriasi vidiniais ar išoriniais morfologiniais požymiais.

Geografiniai rūšies kriterijai

Jie pagrįsti tuo, kad kiekvienos stabilios genetinės sistemos atstovai gyvena ribotose erdvėse. Tokios sritys vadinamos sritimis. Tačiau geografinis kriterijus turi tam tikrų trūkumų. Jis nėra pakankamai universalus dėl toliau nurodytų priežasčių. Pirma, yra keletas kosmopolitinių rūšių, paplitusių visoje planetoje (pavyzdžiui, orkos banginis). Antra, daugelyje biologinių agregatų diapazonai geografiškai sutampa. Trečia, kai kurioms per greitai besiskleidžiančioms populiacijoms paplitimas yra labai įvairus (pavyzdžiui, žvirblis ar naminė musė).

Ekologinis rūšies kriterijus

Daroma prielaida, kad kiekvienai rūšiai būdingos tam tikros savybės, tokios kaip maisto rūšis, dauginimosi laikas, buveinė ir viskas, kas lemia jos užimamą ekologinę nišą. Šis kriterijus pagrįstas prielaida, kad vienų gyvūnų elgesys skiriasi nuo kitų.

Genetinis rūšies kriterijus

Taip atsižvelgiama į pagrindinę bet kurios rūšies savybę – jos genetinę izoliaciją nuo kitų. Skirtingų stabilių genetinių sistemų augalai ir gyvūnai beveik niekada nesikryžmina. Žinoma, rūšis negali būti visiškai izoliuota nuo giminingų rūšių genų antplūdžio. Tačiau tuo pat metu jis paprastai išlaiko savo genetinės sudėties pastovumą tikrai ilgą laiką. Būtent genetiniame komponente slypi ryškiausi skirtumai tarp skirtingų biologinių populiacijų atstovų.

Rūšies fizikiniai-biocheminiai kriterijai

Tokie kriterijai taip pat negali būti absoliučiai patikimas būdas atskirti rūšis, nes vyksta pagrindiniai biocheminiai procesai
atsiranda panašiose grupėse tokiu pačiu būdu. O kiekvienos atskiros rūšies aplinkoje yra tam tikras skaičius prisitaikymų prie tam tikrų gyvenimo sąlygų, o tai turi įtakos biocheminių procesų kaitai.

išvadas

Taigi pagal kažkokį vienintelį kriterijų labai sunku atskirti rūšis. Individo priklausymas kokiai nors konkrečiai rūšiai turėtų būti nustatomas tik visapusiškai palyginus pagal daugybę kriterijų – visus arba bent jau daugumą. Individai, kurie užima tam tikrą teritoriją ir gali laisvai kryžmintis tarpusavyje, yra rūšies populiacija.

Vienai rūšiai būdingų savybių ir bendrųjų požymių rinkinys vadinamas rūšies kriterijumi. Paprastai naudojami nuo šešių iki dešimties rūšių apibrėžimo kriterijų.

Sisteminimas

Rūšis – sisteminis arba taksonominis vienetas, turintis bendrosios charakteristikos ir jo pagrindu vienijanti gyvų organizmų grupę. Norint išskirti biologinę grupę į vieną rūšį, reikėtų atsižvelgti į daugybę požymių, susijusių ne tik su išskirtiniais išoriniais bruožais, bet ir su gyvenimo sąlygomis, elgesiu, paplitimu ir kt.

Sąvoka „rūšis“ buvo naudojama išoriškai panašiems gyvūnams grupuoti į grupes. Iki XVII amžiaus pabaigos buvo sukaupta daug informacijos apie rūšių įvairovę, todėl klasifikavimo sistemą reikėjo peržiūrėti.

Carl Linnaeus XVIII amžiuje sujungė rūšis į gentis, o gentis į būrius ir klases. Jis pasiūlė dvejetainę pavadinimų nomenklatūrą, kuri padėjo gerokai sutrumpinti rūšių pavadinimus. Linėjaus teigimu, pavadinimai ėmė susidėti iš dviejų žodžių – genties ir rūšies pavadinimų.

Ryžiai. 1. Karlas Linėjus.

Linėjus sugebėjo susisteminti rūšių įvairovę, tačiau jis pats klaidingai paskirstė gyvūnus pagal rūšis, daugiausia remdamasis išoriniais duomenimis. Pavyzdžiui, ančių patinų ir patelių jis priskyrė skirtingoms rūšims. Nepaisant to, Linėjus įnešė didžiulį indėlį į rūšių įvairovės tyrimą:

TOP 4 straipsniaikurie skaitė kartu su tuo

• klasifikuojami augalai pagal lytį (dvinamiai, vienanamiai, daugianamiai);
• nustatė šešias gyvūnų karalystės klases;
• priskyrė žmogų primatų klasei;
• aprašė apie 6000 gyvūnų;
• Jis pirmasis atliko augalų hibridizacijos eksperimentus.

Vėliau atsirado biologinė rūšies samprata, patvirtinanti, kad klasifikacija pagal rūšis yra natūrali, genetiškai nulemta, o ne dirbtinė, žmonių sukurta sisteminimo patogumui. Tiesą sakant, rūšis yra nedalomas biosferos vienetas.

Nepaisant galimybių šiuolaikinis mokslas daugelis rūšių dar nebuvo aprašytos. 2011 m. buvo aprašyta apie 1,7 milijono rūšių. Tuo pačiu metu pasaulyje yra 8,7 milijono augalų ir gyvūnų rūšių.

Kriterijai

Pagal kriterijus galima nustatyti, ar individai priklauso tai pačiai, ar skirtingoms rūšims. Pirmiausia išskiriamas morfologinis rūšies kriterijus, t.y. skirtingų rūšių atstovai turėtų skirtis išorine ir vidine struktūra.

Tačiau dažnai šio kriterijaus nepakanka norint atskirti gyvų organizmų grupę į atskirą rūšį. Asmenys gali skirtis elgesiu, gyvenimo būdu, genetika, todėl svarbu atsižvelgti į aibę kriterijų ir nedaryti išvadų pagal vieną požymį.

Ryžiai. 2. Spygliuočių rūšių morfologinis panašumas.

Lentelėje „Rūšių kriterijai“ aprašomi svarbiausi kriterijai, pagal kuriuos galima atpažinti rūšį.

vardas	apibūdinimas	Pavyzdžiai
Morfologinis	Išorinės ir panašumas vidinė struktūra ir skiriasi nuo kitų rūšių. Negalima painioti su seksualiniu dimorfizmu	Zylė zylė ir moskovka
Fiziologinis	Ląstelių ir organų gyvybės procesų panašumas, gebėjimas vieno tipo daugintis	Jaučio, arklio, kiaulės insulino sudėties skirtumas
Biocheminis	Baltymų sudėtis, nukleotidai, biocheminės reakcijos ir kt.	Augalai sintetino įvairias medžiagas – alkaloidus, eteriniai aliejai, flavonoidai
Ekologiškas	Viena ekologinė niša vienai rūšiai	tarpinis šeimininkas bulių kaspinuočiai- tik galvijai
etologinis	Elgesys, ypač poravimosi sezono metu	Savos rūšies porininko pritraukimas specialiu paukščių giesmiu
Geografinė	Gyvenvietė vienoje vietovėje	Kuprotųjų banginių ir delfinų arealas nesutampa
Genetinė	Tam tikras kariotipas yra chromosomų skaičiaus, formos, dydžio panašumas	Žmogaus genotipą sudaro 46 chromosomos
reprodukcinis	Tos pačios rūšies individai gali tik kryžmintis, reprodukcinė izoliacija	Drosophila spermatozoidai, patenkantys į kitos rūšies patelę, yra sunaikinami imuninių ląstelių
Istorinis	Genetinių, geografinių, evoliucinių duomenų apie vieną rūšį rinkinys	Bendro protėvio buvimas ir evoliucijos skirtumai

Nė vienas iš kriterijų nėra absoliutus ir turi taisyklių išimtys:

• išoriškai nepanašios rūšys turi tą patį chromosomų rinkinį (kopūstai ir ridikėliai – po 18), tuo tarpu rūšių viduje galima pastebėti mutacijas ir galima rasti populiacijų su skirtingu chromosomų rinkiniu;
• juodosios žiurkės (dvynių rūšys) yra morfologiškai identiškos, tačiau genetiškai jos nėra, todėl negali susilaukti palikuonių;
• kai kuriais atvejais kryžminasi skirtingų rūšių individai (liūtai ir tigrai);
• arealai dažnai susikerta arba nutrūksta (Vakarų Europos ir Rytų Sibiro šarkos arealas).

Hibridizacija yra vienas iš evoliucijos svertų. Tačiau norint sėkmingai kryžminti ir gauti vaisingų palikuonių, turi atitikti daug kriterijų – genetika, biochemija, fiziologija. Priešingu atveju palikuonys nebus gyvybingi.

Ryžiai. 3. Ligeris – liūto ir tigro hibridas.

Ko mes išmokome?

Iš 11 klasės biologijos pamokos sužinojome apie rūšies sampratą ir jos apibrėžimo kriterijus, išnagrinėjome devynis pagrindinius kriterijus su pateiktais pavyzdžiais. Kriterijus reikia svarstyti kartu. Tik jei tenkinami keli kriterijai, panašūs organizmai gali būti sujungti į rūšį.

Temos viktorina

Ataskaitos įvertinimas

Vidutinis reitingas: 4.3. Iš viso gautų įvertinimų: 201.

Vertjanovas S. Yu.

Atskirti viršspecifinius taksonus, kaip taisyklė, gana lengva, tačiau aiškus pačių rūšių atskyrimas susiduria su tam tikrais sunkumais. Kai kurios rūšys užima geografiškai atskirtas buveinių zonas (diapazonas), todėl nesikryžmina, o dirbtinės sąlygos susilaukia vaisingų palikuonių. Linnean trumpas rūšies apibrėžimas kaip individų grupė, kuri laisvai kryžminasi ir susilaukia vaisingų palikuonių, netaikoma partenogenetiškai ar nelytiškai besidauginantiems organizmams (bakterijoms ir vienaląsčiams gyvūnams, daugeliui aukštesnių augalų), taip pat išnykusioms formoms.

Suvestinė skiriamieji ženklai rūšis vadinama jos kriterijumi.

Morfologinis kriterijus grindžiamas tos pačios rūšies individų panašumu išorinės ir vidinės sandaros požymių visuma. Morfologinis kriterijus yra vienas iš pagrindinių, tačiau kai kuriais atvejais morfologinio panašumo nepakanka. Maliarinis uodas anksčiau buvo vadinamas šešiomis nesikertančiomis panašiomis rūšimis, iš kurių tik viena yra maliarija. Yra vadinamųjų dvynių rūšių. Dvi juodųjų žiurkių rūšys, išoriškai beveik nesiskiriančios, gyvena atskirai ir nesikryžmina. Daugelio būtybių, tokių kaip paukščiai (buliukai, fazanai), patinai išoriškai mažai panašūs į pateles. Suaugę unguriai patinai ir patelės yra tokie nepanašūs, kad pusę amžiaus mokslininkai juos priskyrė skirtingoms gentims, o kartais net skirtingoms šeimoms ir pobūriams.

Fiziologinis ir biocheminis kriterijus

Jis pagrįstas tos pačios rūšies individų gyvenimo procesų panašumu. Kai kurios graužikų rūšys turi galimybę žiemoti, o kitos – ne. Daugelis giminingų augalų rūšių skiriasi savo gebėjimu sintetinti ir kaupti tam tikras medžiagas. Biocheminė analizė leidžia atskirti vienaląsčių organizmų tipus, kurie nesidaugina lytiškai. Pavyzdžiui, juodligės bacilos gamina baltymus, kurių nėra kitose bakterijų rūšyse.

Fiziologinio-biocheminio kriterijaus galimybės ribotos. Kai kurie baltymai turi ne tik rūšinį, bet ir individualų specifiškumą. Yra biocheminių požymių, kurie yra vienodi ne tik skirtingų rūšių, bet net kategorijų ir tipų atstovams. Fiziologiniai procesai skirtingose ​​rūšyse gali vykti panašiai. Taigi kai kurių arktinių žuvų medžiagų apykaitos greitis yra toks pat, kaip ir kitų žuvų rūšių. pietinės jūros.

Genetinis kriterijus

Visi tos pačios rūšies individai turi panašų kariotipą. Skirtingų rūšių individai turi skirtingą chromosomų rinkinį, negali kryžmintis ir gyventi natūraliomis sąlygomis atskirai vienas nuo kito. Dvi juodųjų žiurkių rūšys turi skirtingą chromosomų skaičių – 38 ir 42. Šimpanzių, gorilų ir orangutanų kariotipai skiriasi genų išsidėstymu homologinėse chromosomose. Skirtumai tarp stumbrų ir stumbrų, kurių diploidiniame rinkinyje yra 60 chromosomų, kariotipai yra panašūs. Kai kurių rūšių genetinio aparato skirtumai gali būti dar subtilesni ir susideda, pavyzdžiui, dėl skirtingo atskirų genų įjungimo ir išjungimo pobūdžio. Kartais nepakanka naudoti tik genetinį kriterijų. Viena straublio rūšis jungia diploidines, triploidines ir tetraploidines formas, naminė pelė taip pat turi skirtingus chromosomų rinkinius, o žmogaus branduolio histono H1 baltymo genas nuo homologinio žirnio geno skiriasi tik vienu nukleotidu. Augalų, gyvūnų ir žmonių genome aptiktos tokios kintamos DNR sekos, pagal kurias žmonės gali atskirti brolius ir seseris.

Reprodukcinis kriterijus

(lot. reproducere reproduce) remiasi tos pačios rūšies individų gebėjimu susilaukti vaisingų palikuonių. Svarbų vaidmenį kryžminant atlieka individų elgesys – poravimosi ritualas, rūšiai būdingi garsai (paukščių giesmė, žiogų čiulbėjimas). Pagal elgesio pobūdį asmenys atpažįsta savo rūšies santuokos partnerį. Panašių rūšių individai gali nesikryžminti dėl poravimosi elgesio ar veisimosi vietų nenuoseklumo. Taigi vienos rūšies varlių patelės neršia upių ir ežerų pakrantėse, o kitos - balose. Panašios rūšys dėl skirtumų gali nesikryžminti poravimosi laikotarpiai arba poravimosi sąlygos gyvenant skirtingose klimato sąlygos. Skirtingi augalų žydėjimo laikotarpiai neleidžia kryžminiam apdulkinimui ir yra priklausomybės skirtingoms rūšims kriterijus.

Reprodukcinis kriterijus yra glaudžiai susijęs su genetiniais ir fiziologiniais kriterijais. Lytinių ląstelių gyvybingumas priklauso nuo chromosomų konjugacijos galimybių mejozės metu, taigi ir nuo kryžminių individų kariotipų panašumo ar skirtumo. Kasdienio fiziologinio aktyvumo skirtumai (dieninis ar naktinis gyvenimo būdas) smarkiai sumažina kirtimo galimybę.

Taikant tik reprodukcijos kriterijų, ne visada įmanoma aiškiai atskirti rūšis. Yra rūšių, kurios aiškiai išsiskiria morfologiniais kriterijais, bet kurias sukryžminus duoda vaisingų palikuonių. Iš paukščių tai yra kai kurios kanarėlių rūšys, kikiliai, iš augalų - gluosnių ir tuopų veislės. Artiodaktilinių bizonų būrio atstovas gyvena stepėse ir miško stepėse Šiaurės Amerika ir niekada natūraliomis sąlygomis neaptinkamas su Europos miškuose gyvenančiais bizonais. Zoologijos sodo sąlygomis šios rūšys susilaukia vaisingų palikuonių. Taip buvo atkurta per pasaulinius karus praktiškai išnaikinta Europos bizonų populiacija. Kryžmintis ir duoti vaisingų palikuonių jakus ir galvijus, baltuosius ir rudieji lokiai, vilkai ir šunys, sabalai ir kiaunės. Augalų karalystėje dar labiau paplitę tarprūšiniai hibridai, tarp augalų pasitaiko net tarpgenerinių hibridų.

Ekologinis ir geografinis kriterijus

Dauguma rūšių užima tam tikrą teritoriją (diapazoną) ir ekologinę nišą. Pievose ir laukuose auga vėdrynas, drėgnesnėse vietose paplitusi kita rūšis - šliaužiantis vėdrynas, upių ir ežerų pakrantėse - deginantis vėdrynas. Panašios rūšys gyvenantys tame pačiame diapazone gali skirtis ekologinėmis nišomis – pavyzdžiui, jei valgo skirtingą maistą.

Ekologinio-geografinio kriterijaus naudojimą riboja kelios priežastys. Rūšių arealas gali būti nenutrūkstamas. Baltojo kiškio rūšių arealas yra Islandijos ir Airijos salos, Didžiosios Britanijos šiaurė, Alpės ir šiaurės vakarų Europa. Kai kurios rūšys turi tą patį diapazoną, pavyzdžiui, dvi juodųjų žiurkių rūšys. Yra organizmų, kurie paplitę beveik visur – daug piktžolių, nemažai vabzdžių kenkėjų ir graužikų.

Rūšių apibrėžimo problema kartais perauga į sudėtingą mokslinę problemą ir sprendžiama naudojant tam tikrus kriterijus. Taigi rūšis yra individų, užimančių tam tikrą plotą ir turinčių vieną genofondą, visuma, suteikianti paveldimą morfologinių, fiziologinių, biocheminių ir genetinių požymių panašumą. gamtinės sąlygos kryžmintis ir susilaukti vaisingų palikuonių.

Superorganizmo sistemos. Evoliucija organinis pasaulis

evoliucijos doktrina

Pagrindinės sąvokos:

rūšys, rūšių kriterijai, populiacija, sistematika, klasifikacija, evoliucijos idėjų istorija, sintetinė evoliucijos teorija, evoliucijos varomosios jėgos, natūralios atrankos formos, populiacijų bangos, genetinis dreifas, dirbtinė atranka, kovos už būvį rūšys, evoliucijos rezultatai, mikroevoliucija, specifikacija, izoliacija, tinkamumas, santykinis tinkamumo pobūdis, evoliucijos formos ir kryptys, biologinė pažanga ir regresija, makroevoliucija, aromorfozė, idioadaptacija, degeneracija, evoliucijos įrodymai

Žemėje yra apie 2 milijonai gyvūnų rūšių, daugiau nei 500 tūkstančių augalų rūšių, šimtai tūkstančių rūšių grybų, mikroorganizmų. Rūšis yra gamtoje iš tikrųjų egzistuojančių organizmų visuma.

Žiūrėti – Tai panašios sandaros, bendros kilmės individų rinkinys, laisvai kryžminantis tarpusavyje ir duodantis vaisingus palikuonis. Visi tos pačios rūšies individai turi tą patį kariotipą – somatinės ląstelės (2n) chromosomų rinkinį, panašų elgesį, užima tam tikrą teritoriją – plotą (iš lot. area – plotas, erdvė). Carl Linnaeus (XVII a.) pristatė „vaizdo“ sąvoką.

Rūšis yra viena iš pagrindinių gyvų būtybių organizavimo formų. Kiekvieną gyvų organizmų tipą galima apibūdinti remiantis visuma būdingi bruožai, savybės, kurios vadinamos savybėmis. Rūšių požymiai, išskiriantys vieną rūšį nuo kitos, vadinami rūšies kriterijais.

Žiūrėti kriterijus - būdingų požymių, savybių ir požymių, kuriais viena rūšis skiriasi nuo kitos, visuma. Dažniausiai naudojami šeši bendri rūšių kriterijai: morfologinis, fiziologinis, genetinis, biocheminis, geografinis ir ekologinis. Tuo pačiu metu nė vienas iš kriterijų nėra absoliutus, norint nustatyti tipą, būtinas maksimalus kriterijų skaičius.

Morfologinis kriterijus- tam tikros rūšies individų išorinių (morfologinių) savybių ir vidinės (anatominės) struktūros aprašymas. Pavyzdžiui, pagal išvaizdą, dydį ir plunksnų spalvą lengva atskirti stambiąją dėmėtąją genę nuo žaliosios, didžiąją zylę – nuo ​​kuoktosios. Pagal ūglių ir žiedynų išvaizdą, lapų dydį ir išsidėstymą nesunkiai atskiriamos dobilų rūšys: pievinis ir šliaužiantis. Taksonomijoje plačiai naudojamas morfologinis kriterijus. Tačiau šio kriterijaus nepakanka norint atskirti rūšis, kurios turi reikšmingų morfologinių panašumų. Pavyzdžiui, gamtoje yra dvynių rūšių, kurios neturi pastebimų morfologinių skirtumų (juodosios žiurkės turi dvi dvynių rūšis - su 38 ir 42 chromosomų rinkiniu, o maliarinis uodas anksčiau buvo vadinamas šešiomis panašiomis rūšimis, iš kurių tik viena nešioja maliarija).

Fiziologinis kriterijus slypi gyvybės procesų panašume, pirmiausia galimybe kryžmintis tarp tos pačios rūšies individų susiformuojant vaisingiems palikuonims. Tarp skirtingų rūšių yra fiziologinė izoliacija. Tuo pačiu metu galimas tam tikrų rūšių gyvų organizmų kryžminimasis; tokiu atveju gali susidaryti derlingi hibridai (kanarėlės, kiškiai, tuopos, gluosniai ir kt.)

Geografinis kriterijus– kiekviena rūšis užima tam tikrą teritoriją – arealą. Daugelis rūšių užima skirtingus diapazonus. Tačiau daugelis rūšių turi sutampančius (persidengiančius) arba persidengiančius arealus, kai kurių arealas nutrūkęs (pavyzdžiui, liepa auga Europoje, randama Kuznecko Alatau ir Krasnojarsko teritorijoje). Be to, yra rūšių, kurios neturi aiškių pasiskirstymo ribų, taip pat kosmopolitinių rūšių, kurios gyvena didžiulėse sausumos ar vandenynų erdvėse. Kosmopolitai yra kai kurie vidaus vandenų – upių ir gėlo vandens ežerų (antžolės, nendrės) gyventojai. Tarp piktžolių yra kosmopolitų, sinantropinių gyvūnų (rūšių, gyvenančių šalia žmogaus ar jo būsto) – blakė, raudonasis tarakonas, naminė musė, taip pat vaistinė kiaulpienė, lauko jarutka, piemens piniginė ir kt. , geografinis kriterijus, kaip ir kiti, nėra absoliutus.

Aplinkosaugos kriterijus remiasi tuo, kad kiekviena rūšis gali egzistuoti tik tam tikromis sąlygomis: kiekviena rūšis užima tam tikrą ekologinę nišą. Pavyzdžiui, kaustinis vėdrynas auga užliejamose pievose, šliaužiantis vėdrynas auga palei upių ir griovių pakrantes, degantis vėdrynas – pelkėse. Tačiau yra rūšių, kurios neturi griežto ekologinio kriterijaus; Sinantropinės rūšys yra pavyzdys.

Genetinis kriterijus remiantis skirtumu tarp rūšių pagal kariotipus, t.y., pagal chromosomų skaičių, formą ir dydį. Didžiajai daugumai rūšių būdingas griežtai apibrėžtas kariotipas. Tačiau šis kriterijus nėra universalus. Pavyzdžiui, daugelyje skirtingų rūšių chromosomų skaičius yra vienodas ir jų forma panaši. Taigi daugelis ankštinių šeimos rūšių turi 22 chromosomas (2n = 22). Taip pat tos pačios rūšies viduje galima rasti individų su skirtingu chromosomų skaičiumi (genominių mutacijų rezultatas): ožkos gluosnis turi diploidinį (38) ir tetraploidinį (76) chromosomų skaičių; sidabriniuose karpiuose yra populiacijų, kurių chromosomų rinkinys yra 100, 150 200, o normalus jų skaičius yra 50. Taigi, remiantis genetiniu kriterijumi, ne visada įmanoma nustatyti, ar individai priklauso konkrečiai rūšiai.

Biocheminis kriterijus yra tam tikrų baltymų, nukleorūgščių ir kitų medžiagų sudėtis ir struktūra. Pavyzdžiui, tam tikrų stambiamolekulinių medžiagų sintezė yra būdinga tik tam tikrų tipų: alkaloidus sudaro nakvišų ir lelijų šeimų augalų rūšys. Tačiau šis kriterijus nėra plačiai naudojamas - jis yra daug darbo reikalaujantis ir ne visada universalus. Beveik visų biocheminių parametrų (aminorūgščių sekos baltymų molekulėse ir nukleotidų atskirose DNR dalyse) kintamumas yra didelis. Tuo pačiu metu daugelis biocheminių savybių yra konservatyvios: kai kurios randamos visuose tam tikro tipo ar klasės atstovuose.

Taigi nė vienas iš kriterijų atskirai negali pasitarnauti rūšiai nustatyti: norint nustatyti rūšį, būtina atsižvelgti į visų kriterijų visumą. Be šių savybių, mokslininkai nustato istorinius ir etologinius kriterijus.

Tipo kriterijų charakteristikos

Žiūrėti kriterijus	Kriterinės charakteristikos
Morfologinis	Tos pačios rūšies individų išorinės (morfologinės) ir vidinės (anatominės) sandaros panašumas.
Fiziologinis	Visų gyvybės procesų panašumas ir, svarbiausia, dauginimasis. Įvairių rūšių atstovai, kaip taisyklė, tarpusavyje nesikryžmina ir neduoda sterilių palikuonių.
Genetinė	Būdingas, unikalus ši rūšis chromosomų rinkinys, jų struktūra, forma, dydis. Įvairių rūšių individai, turintys nevienodą chromosomų rinkinį, nesikryžmina.
Biocheminis	Gebėjimas formuoti rūšiai būdingus baltymus; panašumo cheminė sudėtis ir cheminiai procesai.
Ekologiškas	Tam tikros rūšies individų prisitaikymas prie tam tikrų aplinkos sąlygų yra aplinkos veiksnių, kuriuose rūšis egzistuoja, visuma.
Geografinė	Tam tikras plotas, buveinė ir paplitimas gamtoje.
Istorinis	Rūšies kilmė ir raida.
etologinis	Tam tikri specifiniai individų elgesio bruožai: poravimosi dainų, poravimosi elgesio skirtumai.

Žiūrėti- individų rinkinys, pasižymintis bendra kilme, turintis paveldimą morfologinių, fiziologinių ir biocheminių savybių panašumą, laisvai besikryžiuojančių ir susilaukiančių vaisingų palikuonių, prisitaikiusių prie esamų gyvenimo sąlygų ir užimančių tam tikrą teritoriją – plotą. Visos rūšys yra sudarytos iš populiacijų, tai yra, populiacija yra struktūrinis vienetas malonus.

Populiacijos – Tai tos pačios rūšies organizmų grupės, santykinai izoliuotos viena nuo kitos, galinčios laisvai kryžmintis tarpusavyje ir susilaukti vaisingų palikuonių.

Žiūrėti – individų, turinčių bendrų morfofiziologinių ypatybių ir kuriuos vienija gebėjimas tarpusavyje kryžmintis, visuma, sudarydama populiacijų sistemą, kuri sudaro bendrą plotą.

Populiacijai būdingos tam tikros savybės:

1) gausumas – bendras organizmų skaičius populiacijoje;

2) gimstamumas – gyventojų skaičiaus augimo tempas;

3) mirtingumas – skaičiaus mažėjimo greitis dėl asmenų mirties;

4) amžiaus sudėtis - įvairaus amžiaus individų skaičiaus santykis (amžiaus grupių santykis);

5) lyčių santykis – remiantis genetiniu lyties apibrėžimu, lyčių santykis populiacijoje turėtų būti 1:1, šio santykio pažeidimas lemia populiacijos dydžio mažėjimą;

6) populiacijos dinamika - veikiant įvairiems veiksniams, galimi periodiniai ir neperiodiniai arealo skaičiaus ir dydžio svyravimai, galintys turėti įtakos perėjų pobūdžiui;

7) populiacijos tankumas – individų skaičius, tenkantis populiacijos užimamam erdvės vienetui.

Populiacijos neegzistuoja atskirai: jos sąveikauja su kitų rūšių populiacijomis, sudarydamos biotines bendrijas.

Tyrinėdami gamtą, mokslininkai atrado ir aprašė anksčiau nežinomus organizmus, suteikdami jiems pavadinimus. Tuo pačiu metu dažnai paaiškėdavo, kad skirtingi mokslininkai tą patį organizmą vadina skirtingai. Kuo daugiau medžiagų buvo sukaupta, tuo daugiau sunkumų atsirado naudojant sukauptas žinias. Reikėjo visą gyvų organizmų įvairovę sujungti į vieną sistemą. Biologijos šaka, nagrinėjanti organizmų apibūdinimą ir klasifikavimą, vadinama taksonomija .

Pirmosios sistemos buvo dirbtinės, nes buvo pastatytos ant kelių savavališkai paimtų ženklų. Vieną iš augalų ir gyvūnų klasifikavimo sistemų pasiūlė Carl Linnaeus (1707-1778). Mokslininko nuopelnas yra ne tik kuriant sistemą, bet ir tai, kad jis įvedė dvigubus rūšių pavadinimus: pirmasis žodis yra genties pavadinimas, antrasis - rūšis, pavyzdžiui, Aurelia aurita - ausinė medūza, Aurelia cyanea – poliarinė medūza. Ši vardų sistema egzistuoja ir šiandien. Vėliau K. Linnaeus pasiūlyta organinio pasaulio sistema buvo gerokai pakeista. Pagrinde Šiuolaikinė klasifikacija, kuris yra natūralus, rūšių giminystės principas tiek su gyvu, tiek su išnykusiu melu.

Taigi tikslas yra natūralus klasifikacija– Kūryba vieninga sistema gyvi organizmai, kurie apimtų visą gyvų organizmų įvairovę, atspindėtų jų raidos kilmę ir istoriją. Šiuolaikinėje sistemoje organizmai skirstomi į grupes pagal jų tarpusavio ryšius pagal kilmę. Sisteminės kategorijos arba taksonai – tai gyvų organizmų grupių, kurias vienija panašios savybės, pavadinimai. Pavyzdžiui, paukščių klasė yra labai organizuoti stuburiniai gyvūnai, kurių kūnas yra padengtas plunksnomis, o priekinės galūnės yra paverstos sparnais. Didžiausios sisteminės organizmų kategorijos yra imperijos (priešląsteliniai ir ląsteliniai organizmai). Imperijos suskirstytos į karalystes.

organinis pasaulis

Karalystės virusai

Prokariotų karalystė Eukariotų karalystė

(nebranduolinis) (branduolinis)

Karalystės bakterijos

Karalystės augalai Karalystės gyvūnai Karalystės grybai Gyvūnų karalystės vienijasi tipai, ir augaluose skyriai. Sisteminių kategorijų pavyzdžiai:

Sistemos, kuriose į aukštesnes kategorijas nuolat įtraukiamos žemesnės ir žemesnės kategorijos, vadinamos hierarchinėmis (iš graikų kalbos hieros – sakralinė, arche – galia), tai yra, sistemos, kurių lygiai paklūsta tam tikroms taisyklėms.

Svarbus biologijos raidos etapas buvo sisteminimo, siejamo su pavadinimu, formavimosi laikotarpis Karlas Linėjus(1707-1778). K. Linėjus tuo tikėjo Gyva gamta sukurtos Kūrėjo, rūšys yra nekintančios. Klasifikaciją mokslininkas grindė panašumo požymiais, o ne rūšių ryšiu. Nepaisant K. Linnaeus padarytų klaidų, jo indėlis į mokslo raidą yra didžiulis: jis supaprastino idėjas apie floros ir faunos įvairovę.

XVIII amžiaus pabaigoje pasikeitė požiūris į gyvybės kilmę: atsirado idėjos apie šiuolaikinių organizmų kilmę iš tolimų protėvių.

Organinio pasaulio evoliucijos idėją išreiškia Jeanas Baptiste'as Lamarkas(1744-1829). Pagrindiniai Lamarko pranašumai yra šie:

Įvedė terminą „biologija“;

Patobulinta tuo metu jau egzistuojanti klasifikacija;

Jis bandė nustatyti evoliucijos proceso priežastis (pasak Lamarko, evoliucijos priežastis yra savęs tobulėjimo troškimas – mankšta, o ne organų mankšta);

Jis tikėjo, kad istorinių pokyčių procesas vyksta nuo paprasto iki sudėtingo; rūšys keičiasi sąlygomis išorinė aplinka;

Jis išreiškė mintį apie žmogaus kilmę iš protėvių, panašių į beždžiones.

Lamarko klaidos apima:

Idėja apie vidinį savęs tobulėjimo siekį;

Pokyčių, atsiradusių veikiant išorinei aplinkai, paveldėjimo prielaida.

Lamarko nuopelnas yra pirmosios evoliucinės doktrinos sukūrimas.

XIX amžiuje mokslas, pramonė, Žemdirbystė. Mokslo pažanga ir praktinė veiklažmonės padėjo evoliucijos teorijos pagrindą.