Care sunt criteriile morfologice în biologie. Definiți o specie

1. Speciile biologice și criteriile sale.

Toată viața de pe planetă este reprezentată de specii separate.

O specie este un set istoric stabilit de indivizi care au o asemănare ereditară în caracteristicile morfologice, fiziologice și biochimice; capabil să se încrucișeze liber unul cu celălalt și să producă descendenți fertili; adaptat la anumite condiţii de mediu şi ocupând o anumită zonă.

Fiecare tip de organism poate fi descris printr-un set de trăsături și proprietăți caracteristice, care sunt numite caracteristici ale speciei. Caracteristicile unei specii care disting o specie de alta sunt numite criterii de tip.

Cele mai frecvent utilizate criterii de vizualizare generală sunt: morfologic, fiziologic, genetic, biochimic, geografic și ecologic.

Criteriul morfologic - bazat pe asemănarea externă și internă a indivizilor aceleiași specii.

Criteriul morfologic este cel mai convenabil și, prin urmare, este utilizat pe scară largă în taxonomia speciilor.

Cu toate acestea, criteriul morfologic este insuficient pentru a determina diferența specie frate cu similaritate morfologică semnificativă.

Speciile gemene practic nu diferă ca aspect, cu toate acestea, indivizii unor astfel de specii nu se încrucișează.

Speciile-gemeni sunt destul de comune în natură. Aproximativ 5% din toate speciile de insecte, păsări, pești etc. au specii gemene:

- sobolanii negri au doua specii gemene;

- tantarul de malarie are sase specii gemene.

Utilizarea unui criteriu morfologic este dificilă și în cazurile în care indivizii aceleiași specii diferă puternic între ei în ceea ce privește aspect, așa-zisul specii polimorfe.

Cel mai simplu exemplu de polimorfism este dimorfism sexual, când există diferenţe morfologice între masculi şi femele din aceeaşi specie.

Este dificil de utilizat criteriul morfologic în diagnosticul speciilor de animale domestice. Rasele crescute de oameni pot diferi semnificativ unele de altele, rămânând în cadrul aceleiași specii (rase de pisici, câini, porumbei).

Astfel, criteriul morfologic este insuficient pentru a determina speciile aparținând indivizilor.

Criteriul fiziologic caracterizează asemănarea proceselor de viață la indivizii aceleiași specii, în primul rând asemănarea reproducerii.

Între indivizi tipuri diferite există o izolare fiziologică, care se manifestă prin faptul că indivizii diferitelor specii nu se încrucișează aproape niciodată între ei. Acest lucru se datorează diferențelor în structura aparatului de reproducere, momentele și locurile de reproducere, în ritualurile de comportament în timpul împerecherii etc.

Dacă apare încrucișarea interspecifică, atunci rezultatul sunt hibrizi interspecifici care se caracterizează printr-o viabilitate redusă sau sunt infertili și nu produc descendenți:

De exemplu, este cunoscut un hibrid de cal și măgar - un catâr, care este destul de viabil, dar steril.

Cu toate acestea, în natură există astfel de specii care se pot încrucișa între ele și pot produce descendenți fertili. (de exemplu, unele specii de canari, cinteze, plopi, salcii etc.).

În consecință, criteriul fiziologic este insuficient pentru a caracteriza specia.

Un criteriu genetic este un set de cromozomi caracteristici fiecărei specii, un număr, dimensiune și formă strict definite.

Indivizii din diferite specii nu se pot încrucișa, deoarece au seturi diferite de cromozomi, diferă ca număr, dimensiune și formă:

- de exemplu, două specii strâns înrudite de șobolani negri diferă prin numărul de cromozomi (una dintre specii are 38 de cromozomi, iar cealaltă 48) și, prin urmare, nu se încrucișează.

Cu toate acestea, acest criteriu nu este universal:

- în primul rând, la multe specii diferite, numărul de cromozomi poate fi același (de exemplu, multe specii din familia leguminoaselor au 22 de cromozomi fiecare);

- în al doilea rând, în cadrul aceleiași specii se pot găsi indivizi cu un număr diferit de cromozomi, care este rezultatul mutațiilor (de exemplu, la crapul argintiu există populații cu un set de cromozomi 100, 150, 200, în timp ce numărul lor normal este 50).

Astfel, pe baza unui criteriu genetic, este imposibil să se determine în mod fiabil apartenența indivizilor la o anumită specie.

Criteriul biochimic face posibilă distingerea speciilor în funcție de parametrii biochimici (compoziția și structura anumitor proteine, acizi nucleici și alte substanțe).

Se știe că sinteza anumitor substanțe macromoleculare este caracteristică doar anumitor specii ( de exemplu, multe specii de plante diferă prin capacitatea lor de a forma și acumula anumiți alcaloizi).

Cu toate acestea, există o variabilitate intraspecifică semnificativă în aproape toți parametrii biochimici, până la secvența de aminoacizi din moleculele de proteine ​​și acizi nucleici.

Prin urmare, nici criteriul biochimic nu este universal. În plus, nu este utilizat pe scară largă, deoarece este foarte laborios.

Criteriul geografic se bazează pe faptul că fiecare specie ocupă un anumit teritoriu sau zonă de apă.

Cu alte cuvinte, fiecare specie este caracterizată de o zonă geografică specifică.

Multe specii ocupă zone diferite, dar majoritatea speciilor au zone care se suprapun.

Există specii care nu au o zonă geografică specifică, adică. trăind pe întinderi vaste de pământ sau ocean, așa-numitele specii cosmopolite :

- unii locuitori din apele interioare - râuri și lacuri de apă dulce (multe specii de pești, stuf);

- Cosmopolitii mai includ papadia medicinala, traista ciobanului etc.;

- cosmopoliții se găsesc printre animalele sinantropice - specii care trăiesc în apropierea unei persoane sau a locuinței acesteia (păduchi, ploșnițe, gândaci, muște, șobolani, șoareci etc.);

- Cosmopoliții includ, de asemenea, plante de interior și cultivate, buruieni, animale de companie care sunt în îngrijirea umană.

În plus, există specii care nu au limite clare de distribuție sau au o zonă geografică ruptă.

Datorită acestor circumstanțe, criteriul geografic, ca și altele, nu este absolut.

Criteriul ecologic se bazează pe faptul că fiecare specie poate exista doar în anumite condiții, îndeplinindu-și rolul funcțional într-o anumită biogeocenoză.

Cu alte cuvinte:

Fiecare specie ocupă o anumită nișă ecologică într-un sistem complex de relații ecologice cu alte organisme și factori de natură neînsuflețită.

O nișă ecologică este un set de toți factorii și condițiile de mediu în care o specie poate exista în natură.

Include întregul complex de factori de mediu abiotici și biotici necesari pentru ca organismul să trăiască și este determinat de capacitatea sa morfologică, reacțiile fiziologice și comportamentul acestuia.

Definiția clasică a nișei ecologice a fost dată de ecologistul american J. Hutchinson (1957).

Conform conceptului formulat de el, o nișă ecologică este o parte a unui spațiu imaginar multidimensional (hipervolum), ale cărui dimensiuni individuale corespund factorilor necesari existenței normale a unei specii (Fig. 1).

nișă bidimensională nișă tridimensională

Orez. 1. Model de nișă ecologică după Hutchinson

(F 1, F 2, F 3 - intensitatea diverșilor factori).

De exemplu:

- pentru existenta unei plante terestre este suficienta o anumita combinatie de temperatura si importanta (nisa bidimensionala);

- pentru un animal marin sunt necesare temperatura, salinitatea, concentratia de oxigen (nisa tridimensionala).

Este important de subliniat faptul că nișa ecologică nu este doar spațiul fizic ocupat de o specie, ci și locul acesteia în comunitate, determinat de funcțiile sale ecologice și de poziția sa față de condițiile abiotice de existență.

Potrivit expresiei figurative a lui Y. Odum, o „nișă ecologică” este „profesia” unei specii, modul ei de viață, iar „habitatul” este „adresa”. ”

De exemplu, o pădure mixtă este un habitat pentru sute de specii de plante și animale, dar fiecare dintre ele are propria și o singură „meserie” - o nișă ecologică. Elanul și veverița au același habitat, dar nișele lor ecologice sunt complet diferite.

În consecință, nișa ecologică nu este o categorie spațială, ci funcțională.

În același timp, este important să ne dăm seama că nișa ecologică nu este ceva ce se vede. O nișă ecologică este un concept abstract abstract.

Se numește o nișă ecologică definită doar de caracteristicile fiziologice ale organismelor fundamental și cel în care specia apare de fapt în natură - implementate.

Totuși, criteriul ecologic este și el insuficient pentru a caracteriza specia.

Unele specii diferite din habitate diferite pot ocupa aceleași nișe ecologice:

- antilope în savanele Africii, zimbri în preriile Americii, canguri în savanele Australiei, jderul în european și zibelul în taiga asiatică duc același mod de viață, au un tip similar de nutriție, adică. în diferite biogeocenoze îndeplinesc aceleaşi funcţii şi ocupă nişe ecologice asemănătoare.

Se întâmplă adesea invers - aceeași specie în habitate diferite este caracterizată de nișe ecologice diferite. Cel mai adesea, acest lucru se datorează disponibilității alimentelor și prezenței concurenților:

În plus, aceeași specie în diferite perioade ale dezvoltării sale poate ocupa nișe ecologice diferite:

- asadar, mormolocul mananca hrana vegetala, iar broasca adulta este un carnivor tipic, deci se caracterizeaza prin nise ecologice diferite;

- păsările migratoare în legătură cu migraţiile se caracterizează şi prin nişe ecologice diferite iarna şi vara;

- printre alge exista specii care functioneaza fie ca autotrofe, fie ca heterotrofe. Drept urmare, în anumite perioade ale vieții lor, ei ocupă anumite nișe ecologice.

Astfel, niciunul dintre aceste criterii nu poate fi utilizat pentru a determina dacă un individ aparține unei anumite specii. Este posibil să se caracterizeze o specie numai prin totalitatea tuturor sau a majorității criteriilor.

În biologie, o specie este un set definit de indivizi care au asemănări ereditare din punct de vedere fiziologic, biologic și caracteristici morfologice sunt capabili să se încrucișeze liber și să producă descendenți viabili. Speciile sunt sisteme genetice stabile, deoarece în natură sunt separate de unele serii de bariere unele de altele. Oamenii de știință disting între ele în funcție de o serie de caracteristici de bază. De regulă, se disting următoarele criterii de specie: morfologic, geografic, ecologic, genetic, fizico-biochimic.

Criteriul morfologic

Astfel de semne sunt principalele din acest sistem. Criteriile morfologice ale unei specii se bazează pe diferențele externe între grupuri individuale de animale sau plante. Această condiție subdivizează în specii organismele care diferă în mod clar unele de altele prin caracteristicile morfologice interne sau externe.

Criteriile geografice ale speciei

Ele se bazează pe faptul că reprezentanții fiecărui sistem genetic stabil trăiesc în spații limitate. Astfel de zone se numesc zone. Cu toate acestea, criteriul geografic are unele neajunsuri. Nu este suficient de universal din următoarele motive. În primul rând, există unele specii cosmopolite care sunt distribuite pe toată planeta (de exemplu, balena orca). În al doilea rând, în multe agregate biologice, intervalele coincid geografic. În al treilea rând, în cazul unor populații care se dispersează prea rapid, intervalele sunt foarte variabile (de exemplu, o vrabie sau o muscă de casă).

Criteriul ecologic al speciei

Se presupune că fiecare specie este caracterizată de anumite caracteristici, cum ar fi tipul de hrană, momentul reproducerii, habitatul și tot ceea ce determină nișa ecologică pe care o ocupă. Acest criteriu se bazează pe presupunerea că comportamentul unor animale diferă de comportamentul altora.

Criteriul genetic al speciei

Acest lucru ia în considerare principala proprietate a oricărei specii - izolarea sa genetică de celelalte. Plantele și animalele din diferite sisteme genetice stabile nu se încrucișează aproape niciodată. Desigur, o specie nu poate fi complet izolată de afluxul de gene de la speciile înrudite. Totuși, în același timp, el păstrează în general constanța compoziției sale genetice pentru o perioadă foarte lungă de timp. În componenta genetică se află cele mai clare diferențe între reprezentanții diferitelor populații biologice.

Criteriile fizico-biochimice ale speciei

De asemenea, astfel de criterii nu pot servi ca o modalitate absolut sigură de a distinge între specii, deoarece procesele biochimice fundamentale
apar în grupuri similare în același mod. Și în mediul fiecărei specii individuale există un anumit număr de adaptări la anumite condiții de viață, ceea ce afectează schimbarea proceselor biochimice.

concluzii

Astfel, după un singur criteriu, este foarte dificil să se facă distincția între specii. Apartenența unui individ la o anumită specie ar trebui determinată numai printr-o comparație cuprinzătoare în funcție de o serie de criterii - toate sau cel puțin majoritatea. Indivizii care ocupă un anumit teritoriu și sunt capabili să se încrucișeze liber între ei sunt o populație de specie.

Setul de proprietăți și caracteristici comune inerente unei specii se numește criteriul speciei. De obicei, se folosesc șase până la zece criterii de definire a speciilor.

Sistematizare

Specie - o unitate sistematică sau taxonomică care are caracteristici generaleşi unind pe baza ei un grup de organisme vii. Pentru a izola un grup biologic într-o singură specie, ar trebui să ținem cont de o serie de trăsături asociate nu numai cu caracteristicile externe distinctive, ci și cu condițiile de viață, comportamentul, distribuția etc.

Conceptul de „specie” a fost folosit pentru a grupa animale similare în exterior în grupuri. Până la sfârșitul secolului al XVII-lea, s-au acumulat o mulțime de informații despre diversitatea speciilor, iar sistemul de clasificare a necesitat revizuire.

Carl Linnaeus în secolul al XVIII-lea a unit speciile în genuri, iar genurile în ordine și clase. El a propus o nomenclatură binară a denumirilor, care a ajutat la scurtarea semnificativă a denumirilor speciilor. Potrivit lui Linnaeus, numele au început să fie formate din două cuvinte - numele genului și ale speciei.

Orez. 1. Carl Linnaeus.

Linnaeus a reușit să sistematizeze diversitatea speciilor, dar el însuși a distribuit în mod eronat animalele pe specii, bazându-se în principal pe date externe. De exemplu, el a atribuit rațele masculi și femele unor specii diferite. Cu toate acestea, Linnaeus a avut o contribuție uriașă la studiul diversității speciilor:

TOP 4 articolecare citesc împreună cu asta

• plante clasificate pe gen (dioice, monoice, poliice);
• a identificat șase clase în regnul animal;
• atribuit omul clasei primatelor;
• a descris aproximativ 6000 de animale;
• El a fost primul care a efectuat experimente privind hibridizarea plantelor.

Mai târziu, a apărut conceptul biologic al speciei, confirmând că clasificarea pe specii este naturală, determinată genetic și nu artificial, creată de oameni pentru comoditatea sistematizării. De fapt, specia este o unitate indivizibilă a biosferei.

În ciuda posibilităților stiinta moderna multe specii nu au fost încă descrise. În 2011, au fost descrise aproximativ 1,7 milioane de specii. În același timp, în lume există 8,7 milioane de specii de plante și animale.

Criterii

În funcție de criterii, se poate determina dacă indivizii aparțin aceleiași specii sau specii diferite. În primul rând, se distinge criteriul morfologic al speciei, adică. reprezentanții diferitelor specii ar trebui să difere în structura externă și internă.

Cu toate acestea, adesea acest criteriu nu este suficient pentru a distinge un grup de organisme vii într-o specie separată. Indivizii pot diferi în ceea ce privește comportamentul, stilul de viață, genetică, așa că este important să țineți cont de un set de criterii și să nu trageți concluzii pe baza unei trăsături.

Orez. 2. Asemănarea morfologică a speciilor de mreana.

Tabelul „Criterii speciilor” descrie cele mai importante criterii după care o specie poate fi recunoscută.

Nume	Descriere	Exemple
Morfologic	Asemănarea exteriorului și structura internași diferită de alte specii. A nu se confunda cu dimorfismul sexual	Pițigoi și moskovka
Fiziologic	Asemănarea proceselor de viață în celule și organe, capacitatea de a un tip de reproducere	Diferența în compoziția insulinei la un taur, cal, porc
Biochimic	Compoziția proteinelor, nucleotidelor, reacțiilor biochimice etc.	Plantele sintetizează diverse substanțe - alcaloizi, Uleiuri esentiale, flavonoide
Ecologic	Nișă ecologică unică pentru o singură specie	gazdă intermediară tenia taurului- numai vite
etologic	Comportament, mai ales în timpul sezonului de împerechere	Atragerea unui partener din propria specie prin cântecul special al păsărilor
geografice	Așezare într-o zonă	Gama de balene cu cocoașă și delfini nu se potrivesc
Genetic	Un anumit cariotip este asemănarea în numărul, forma, dimensiunea cromozomilor	Genotipul uman este format din 46 de cromozomi
reproductivă	Indivizii din aceeași specie se pot încrucișa numai, izolare reproductivă	Spermatozoizii de Drosophila, care se încadrează într-o femelă de altă specie, sunt distruși de celulele imune
Istoric	Un set de date genetice, geografice, evolutive despre o specie	Prezența unui strămoș comun și diferențe de evoluție

Niciunul dintre criterii nu este absolut și are exceptii de la reguli:

• speciile în exterior diferite au același set de cromozomi (varză și ridiche - 18 fiecare), în timp ce pot fi observate mutații în cadrul speciilor și populațiilor cu un set diferit de cromozomi;
• șobolanii negri (specii gemene) sunt identici din punct de vedere morfologic, dar genetic nu sunt și, prin urmare, nu pot produce descendenți;
• în unele cazuri, indivizi din diferite specii se încrucișează (lei și tigri);
• intervalele se intersectează adesea sau sunt rupte (zona de râu din Europa de Vest și Siberia de Est).

Hibridizarea este una dintre pârghiile evoluției. Cu toate acestea, pentru încrucișarea cu succes și obținerea descendenților fertili, trebuie să se potrivească multe criterii - genetică, biochimie, fiziologie. În caz contrar, descendenții nu vor fi viabili.

Orez. 3. Liger - un hibrid de leu și tigroaică.

Ce am învățat?

De la lecția de biologie de clasa a XI-a am învățat despre conceptul de specie și despre criteriile de definire a acesteia, considerate nouă criterii principale cu exemple date. Criteriile ar trebui luate în considerare împreună. Numai dacă sunt îndeplinite mai multe criterii, organismele similare pot fi combinate într-o specie.

Test cu subiecte

Raport de evaluare

Rata medie: 4.3. Evaluări totale primite: 201.

Vertyanov S. Yu.

Distingerea taxonomiilor supraspecifice este, de regulă, destul de ușoară, dar o distincție clară între speciile înseși întâmpină anumite dificultăți. Unele specii ocupă zone de habitat separate geografic și, prin urmare, nu se încrucișează, ci în condiții artificiale produce urmași fertili. Linneevskoe scurtă definiție specia ca grup de indivizi care se încrucișează liber și produc descendenți fertili nu este aplicabilă organismelor care se reproduc partenogenetic sau asexuat (bacterii și animale unicelulare, multe plante superioare), precum și formelor dispărute.

Setul de trăsături distinctive ale unei specii se numește criteriu.

Criteriul morfologic se bazează pe asemănarea indivizilor aceleiași specii în ceea ce privește un set de trăsături ale structurii externe și interne. Criteriul morfologic este unul dintre cele mai importante, dar în unele cazuri asemănarea morfologică nu este suficientă. Țânțarul de malarie a fost menționat anterior ca șase specii similare care nu se încrucișează, dintre care doar una poartă malarie. Există așa-numitele specii gemene. Două specii de șobolani negri, aproape imposibil de distins în exterior, trăiesc separat și nu se încrucișează. Masculii multor creaturi, cum ar fi păsările (cintecele, fazanii), în exterior seamănă puțin cu femelele. Anghilele adulte mascul și femelele sunt atât de diferite încât timp de o jumătate de secol oamenii de știință le-au plasat în genuri diferite și, uneori, chiar în familii și subordini diferite.

Criteriu fiziologic și biochimic

Se bazează pe asemănarea proceselor de viață ale indivizilor aceleiași specii. Unele specii de rozătoare au capacitatea de a hiberna, în timp ce altele nu. Multe specii de plante înrudite diferă prin capacitatea lor de a sintetiza și acumula anumite substanțe. Analiza biochimică face posibilă distingerea între tipurile de organisme unicelulare care nu se reproduc sexual. Bacilii antraxului, de exemplu, produc proteine ​​care nu se găsesc în alte tipuri de bacterii.

Posibilitățile criteriului fiziologico-biochimic sunt limitate. Unele proteine ​​au nu numai specii, ci și specificitate individuală. Există semne biochimice care sunt aceleași la reprezentanții nu numai ai diferitelor specii, ci chiar și ai ordinelor și tipurilor. Procesele fiziologice pot decurge în mod similar la specii diferite. Astfel, rata metabolică a unor pești arctici este aceeași cu cea a altor specii de pești. mărilor sudice.

Criteriul genetic

Toți indivizii aceleiași specii au un cariotip similar. Indivizii din diferite specii au seturi de cromozomi diferite, nu se pot încrucișa și trăiesc în condiții naturale separat unul de celălalt. Două specii gemene de șobolani negri au un număr diferit de cromozomi - 38 și 42. Cariotipurile cimpanzeilor, gorilelor și urangutanilor diferă în aranjarea genelor în cromozomii omologi. Diferențele dintre cariotipurile bizonului și zimbrilor, care au 60 de cromozomi în setul diploid, sunt similare. Diferențele în aparatul genetic al unor specii pot fi și mai subtile și constau, de exemplu, în natura diferită a pornirii și opririi genelor individuale. Utilizarea doar a unui criteriu genetic este uneori insuficientă. O specie de gărgăriță combină forme diploide, triploide și tetraploide, șoarecele de casă are, de asemenea, diferite seturi de cromozomi, iar gena proteinei H1 histonă nucleară umană diferă de gena omoloagă a mazărei printr-o singură nucleotidă. Astfel de secvențe variabile de ADN au fost găsite în genomul plantelor, animalelor și oamenilor, pe care oamenii le pot distinge între frați și surori.

Criteriul reproductiv

(Latina reproducere reproduce) se bazează pe capacitatea indivizilor din aceeași specie de a produce descendenți fertili. Un rol important în încrucișare îl joacă comportamentul indivizilor - ritualul de împerechere, sunete specifice speciei (cântetul păsărilor, ciripitul lăcustelor). Prin natura comportamentului, indivizii recunosc partenerul de căsătorie al speciei lor. Indivizii din specii similare nu se pot încrucișa din cauza inconsecvențelor în comportamentul de împerechere sau a inconsecvențelor în locurile de reproducere. Așadar, femelele unei specii de broaște depun icre de-a lungul malurilor râurilor și lacurilor, iar cealaltă - în bălți. Speciile similare nu se pot încrucișa din cauza diferențelor perioadele de împerechere sau termenii de împerechere atunci când trăiesc în diferite condiții climatice. Diferitele perioade de înflorire ale plantelor împiedică polenizarea încrucișată și servesc drept criteriu pentru apartenența la diferite specii.

Criteriul de reproducere este strâns legat de criteriile genetice și fiziologice. Viabilitatea gameților depinde de fezabilitatea conjugării cromozomilor în meioză și, prin urmare, de asemănarea sau diferența dintre cariotipurile indivizilor încrucișați. Diferența de activitate fiziologică zilnică (stil de viață în timpul zilei sau nocturnă) reduce drastic posibilitatea de traversare.

Utilizarea numai a criteriului de reproducere nu face întotdeauna posibilă distingerea clară a speciilor. Există specii care se disting clar după criterii morfologice, dar care, încrucișate, dau descendenți fertili. De la păsări, acestea sunt unele specii de canari, cinteze, din plante - soiuri de sălcii și plopi. Un reprezentant al ordinului zimbrului artiodactil trăiește în stepe și silvostepe America de Nordși niciodată în condiții naturale nu se găsește cu zimbrii care trăiesc în pădurile Europei. În condiții de grădină zoologică, aceste specii produc descendenți fertili. Astfel, populația de zimbri europeni, care a fost practic exterminată în timpul războaielor mondiale, a fost restabilită. Încrucișați și dați descendenți fertili iac și vite, alb și urși bruni, lupi și câini, sable și jder. În regnul vegetal, hibrizii interspecifici sunt și mai des întâlniți, printre plante existând chiar hibrizi intergeneri.

Criteriu ecologic şi geografic

Majoritatea speciilor ocupă un anumit teritoriu (gamă) și o nișă ecologică. Buttercup caustic crește în pajiști și câmpuri, în locurile mai umede este comună o altă specie - ranunul târâtor, de-a lungul malurilor râurilor și lacurilor - ranunul care arde. Specii similare care trăiesc în același interval poate diferi în nișe ecologice - de exemplu, dacă mănâncă alimente diferite.

Utilizarea criteriului ecologico-geografic este limitată de o serie de motive. Gama speciilor poate fi discontinuă. Gama de specii de iepure alb este insulele Islandei și Irlandei, nordul Marii Britanii, Alpii și nord-vestul Europei. Unele specii au aceeași gamă, cum ar fi două specii de șobolani negri. Există organisme care sunt distribuite aproape peste tot - multe buruieni, o serie de insecte dăunătoare și rozătoare.

Problema definirii speciilor devine uneori o problemă științifică complexă și este rezolvată folosind un set de criterii. Astfel, o specie este un ansamblu de indivizi care ocupă o anumită zonă și care posedă un singur fond de gene, oferind similaritate ereditară a trăsăturilor morfologice, fiziologice, biochimice și genetice, în conditii naturaleîncrucișându-se și producând urmași fertili.

Sisteme de superorganisme. Evoluţie lumea organică

doctrina evoluționistă

Noțiuni de bază:

specii, criterii specii, populație, sistematică, clasificare, istoria ideilor evolutive, teoria sintetică a evoluției, forțe motrice ale evoluției, forme ale selecției naturale, valuri de populație, deriva genetică, selecție artificială, tipuri de luptă pentru existență, rezultate ale evoluției, microevoluție, speciație, izolare, fitness, natura relativă a fitnessului, forme și direcții de evoluție, progres și regres biologic, macroevoluție, aromorfoză, idioadaptare, degenerare, dovezi pentru evoluție

Pe Pământ există aproximativ 2 milioane de specii de animale, peste 500 de mii de specii de plante, sute de mii de specii de ciuperci, microorganisme. O specie este o colecție de organisme care există de fapt în natură.

Vedere – Aceasta este o colecție de indivizi care sunt similare ca structură, au o origine comună, se încrucișează liber între ele și dau descendenți fertili. Toți indivizii aceleiași specii au același cariotip - un set de cromozomi ai unei celule somatice (2n), comportament similar, ocupă un anumit teritoriu - zonă (din latină zonă - zonă, spațiu). Carl Linnaeus (secolul al XVII-lea) a introdus conceptul de „vedere”.

O specie este una dintre principalele forme de organizare a viețuitoarelor. Fiecare tip de organisme vii poate fi descris pe baza totalității trasaturi caracteristice, proprietăți, care se numesc caracteristici. Caracteristicile speciei care disting o specie de alta se numesc criterii de specie.

Vedeți criteriile - a stabilit trasaturi caracteristice, proprietăți și trăsături prin care o specie diferă de alta. Există șase criterii generale ale speciilor cel mai frecvent utilizate: morfologic, fiziologic, genetic, biochimic, geografic și ecologic. În același timp, niciunul dintre criterii nu este absolut; pentru a determina tipul, este necesară prezența unui număr maxim de criterii.

Criteriul morfologic- descrierea caracteristicilor externe (morfologice) și a structurii interne (anatomice) a indivizilor care fac parte dintr-o anumită specie. În aspectul, dimensiunea și culoarea penajului, de exemplu, este ușor să distingem o ciocănitoare mare pătată de una verde, un pițigoi mare de una cu creastă. După aspectul lăstarilor și inflorescențelor, mărimea și aranjarea frunzelor, se disting cu ușurință tipurile de trifoi: luncă și târâtoare. Criteriul morfologic este utilizat pe scară largă în taxonomie. Cu toate acestea, acest criteriu nu este suficient pentru a distinge speciile care au asemănări morfologice semnificative. De exemplu, în natură există specii gemene care nu au diferențe morfologice vizibile (șobolanii negri au două specii gemene - cu un set de cromozomi 38 și 42, iar țânțarul de malarie se numea șase specii similare, dintre care doar una poartă. malarie).

Criteriul fiziologic constă în asemănarea proceselor de viață, în primul rând în posibilitatea încrucișării între indivizi din aceeași specie cu formarea descendenților fertili. Există o izolare fiziologică între diferitele specii. În același timp, încrucișarea este posibilă între anumite tipuri de organisme vii; în acest caz, se pot forma hibrizi fertili (canari, iepuri de câmp, plopi, sălcii etc.)

Criteriul geografic- fiecare specie ocupa un anumit teritoriu - raza de actiune. Multe specii ocupă zone diferite. Dar multe specii au intervale coincidente (suprapuse) sau suprapuse, unele au o gamă întreruptă (de exemplu, teiul crește în Europa, se găsește în Kuznetsk Alatau și Teritoriul Krasnoyarsk). În plus, există specii care nu au limite clare de distribuție, precum și specii cosmopolite care trăiesc pe întinderi vaste de uscat sau ocean. Cosmopoliții sunt câțiva locuitori ai apelor interioare - râuri și lacuri de apă dulce (linte de rață, stuf). Există cosmopoliți printre buruieni, animale sinantropice (specii care trăiesc în apropierea unei persoane sau a locuinței sale) - o ploșniță, un gândac roșu, o muscă de casă, precum și o păpădie medicinală, o yarutka de câmp, o pungă de cioban etc. , un criteriu geografic, ca și alții, nu este absolut.

Criteriul de mediu se bazează pe faptul că fiecare specie nu poate exista decât în ​​anumite condiţii: fiecare specie ocupă o anumită nişă ecologică. De exemplu, ranuncul caustic crește în pajiștile inundabile, ranuncul târâtor crește de-a lungul malurilor râurilor și șanțurilor, ranúnul care arde în zonele umede. Există însă specii care nu au un criteriu ecologic strict; speciile sinantropice sunt un exemplu.

Criteriul genetic bazat pe diferența dintre specii în funcție de cariotipuri, adică în funcție de numărul, forma și dimensiunea cromozomilor. Marea majoritate a speciilor se caracterizează printr-un cariotip strict definit. Cu toate acestea, acest criteriu nu este universal. De exemplu, la multe specii diferite, numărul de cromozomi este același și forma lor este similară. Deci, multe specii din familia leguminoaselor au 22 de cromozomi (2n = 22). De asemenea, în cadrul aceleiași specii se pot întâlni și indivizi cu un număr diferit de cromozomi (rezultat al mutațiilor genomice): salcia capră are un număr de cromozomi diploid (38) și tetraploid (76); la crapul argintiu există populații cu un set de cromozomi 100, 150.200, în timp ce numărul lor normal este de 50. Astfel, pe baza unui criteriu genetic, nu este întotdeauna posibil să se determine dacă indivizii aparțin unei anumite specii.

Criteriul biochimic este compoziția și structura anumitor proteine, acizi nucleici și alte substanțe. De exemplu, sinteza anumitor substanțe macromoleculare este doar inerentă anumite tipuri: alcaloizii sunt formați din specii de plante din familiile de nuanțe și crini. Dar acest criteriu nu este utilizat pe scară largă - este laborios și nu întotdeauna universal. Există o variabilitate intraspecifică semnificativă în aproape toți parametrii biochimici (secvența de aminoacizi în moleculele de proteine ​​și nucleotide în secțiuni individuale de ADN). În același timp, multe caracteristici biochimice sunt conservatoare: unele se găsesc în toți reprezentanții unui anumit tip sau clasă.

Astfel, niciunul dintre criterii separat nu poate servi la determinarea speciei: pentru a determina specia, este necesar să se țină cont de totalitatea tuturor criteriilor. Pe lângă aceste caracteristici, oamenii de știință identifică criterii istorice și etologice.

Caracteristicile criteriilor de tip

Vedeți criteriile	Caracteristicile criteriilor
Morfologic	Asemănarea structurii externe (morfologice) și interne (anatomice) a indivizilor aceleiași specii.
Fiziologic	Asemănarea tuturor proceselor vieții și, mai presus de toate, reproducerea. Reprezentanții diferitelor specii, de regulă, nu se încrucișează între ei și nu dau descendenți sterili.
Genetic	Caracteristic, unic această specie set de cromozomi, structura, forma, dimensiunea acestora. Indivizii din specii diferite cu un set inegal de cromozomi nu se încrucișează.
Biochimic	Capacitatea de a forma proteine ​​specifice speciei; asemănare compoziție chimicăși procese chimice.
Ecologic	Adaptabilitatea indivizilor unei anumite specii la anumite condiții de mediu este un set de factori de mediu în care specia există.
geografice	O anumită zonă, habitat și distribuție în natură.
Istoric	Originea și dezvoltarea speciei.
etologic	Anumite trăsături specifice în comportamentul indivizilor: diferențe în cântecele de împerechere, în comportamentul de împerechere.

Vedere- ansamblu de indivizi caracterizați printr-o origine comună, având o asemănare ereditară a caracteristicilor morfologice, fiziologice și biochimice, care se încrucișează liber și produc descendenți fertili, adaptați condițiilor de viață existente și ocupând un anumit teritoriu - zonă. Toate speciile sunt formate din populații, adică o populație este unitate structurală drăguț.

Populațiile – Acestea sunt grupuri de organisme din aceeași specie, relativ izolate unele de altele, cu capacitatea de a se încrucișa liber între ele și de a produce descendenți fertili.

Vizualizare - un ansamblu de indivizi care au caracteristici morfofiziologice comune și sunt uniți prin capacitatea de a se încrucișa între ei, formând un sistem de populații care formează o zonă comună.

Populațiile se caracterizează prin anumite proprietăți:

1) abundenta - numarul total de organisme din populatie;

2) natalitatea - rata de creștere a populației;

3) mortalitatea - rata de reducere a numărului ca urmare a morții indivizilor;

4) compoziția de vârstă - raportul dintre numărul de indivizi de diferite vârste (raportul grupelor de vârstă);

5) raportul de sex - pe baza definiției genetice a sexului, raportul de sex în populație ar trebui să fie de 1:1, încălcarea acestui raport duce la o scădere a dimensiunii populației;

6) dinamica populației - sub influența diverșilor factori, sunt posibile fluctuații periodice și neperiodice ale numărului și mărimii intervalului, care pot afecta natura traversărilor;

7) densitatea populației - numărul de indivizi pe unitatea de spațiu ocupată de populație.

Populațiile nu există izolat: ele interacționează cu populațiile altor specii, formând comunități biotice.

Studiind natura, oamenii de știință au descoperit și descris organisme necunoscute anterior, dându-le nume. În același timp, s-a dovedit adesea că diferiți oameni de știință au numit același organism în mod diferit. Cu cât s-au acumulat mai multe materiale, cu atât au apărut mai multe dificultăți în utilizarea cunoștințelor acumulate. Era nevoie de a aduce toată diversitatea organismelor vii într-un singur sistem. Ramura biologiei care se ocupă cu descrierea și clasificarea organismelor se numește taxonomie .

Primele sisteme au fost artificiale, deoarece au fost construite pe mai multe semne luate în mod arbitrar. Unul dintre sistemele de clasificare pentru plante și animale a fost propus de Carl Linnaeus (1707-1778). Meritul omului de știință nu constă numai în crearea sistemului, ci și în faptul că a introdus nume de specii duble: primul cuvânt este numele genului, al doilea - specia, de exemplu, Aurelia aurita - meduză cu urechi, Aurelia cyanea - meduză polară. Acest sistem de nume există și astăzi. Ulterior, sistemul lumii organice, propus de K. Linnaeus, a fost schimbat semnificativ. In nucleu clasificare modernă, care este natural, principiul rudeniei speciilor atât cu minciunile vii, cât și cu cele dispărute.

Astfel, scopul natural clasificare- Creație sistem unificat organismele vii, care ar acoperi toată diversitatea organismelor vii, ar reflecta originea și istoria dezvoltării lor. În sistemul modern, organismele sunt împărțite în grupuri pe baza relațiilor dintre ele după origine. Categoriile sistematice, sau taxoni, sunt denumirile unor grupuri de organisme vii care sunt unite prin caracteristici similare. De exemplu, clasa Păsări sunt vertebrate foarte organizate, al căror corp este acoperit cu pene, iar membrele anterioare sunt transformate în aripi. Cele mai mari categorii sistematice de organisme sunt imperiile (organisme precelulare și celulare). Imperiile sunt împărțite în regate.

lumea organică

Virușii Regatului

Regatul Procariotelor Regatul Eucariotelor

(nenuclear) (nuclear)

Regatul Bacteriile

Regatul Plante Regatul Animalelor Regatul Ciuperci Regatele în animale se unesc tipuri, și în plante departamente. Exemple de categorii sistematice:

Sistemele în care categoriile superioare includ în mod consecvent categorii inferioare și inferioare sunt numite ierarhice (din grecescul hieros - sacru, arche - putere), adică sisteme ale căror niveluri se supun anumitor reguli.

O etapă importantă în dezvoltarea biologiei a fost perioada de formare a sistematizării, care este asociată cu numele Carl Linnaeus(1707-1778). K. Linnaeus credea că Natura vie create de Creator, speciile sunt imuabile. Omul de știință a bazat clasificarea pe semne de similitudine și nu pe relația dintre specii. În ciuda greșelilor făcute de K. Linnaeus, contribuția sa la dezvoltarea științei este enormă: a simplificat ideile despre diversitatea florei și faunei.

La sfârșitul secolului al XVIII-lea, au avut loc schimbări în privința originii vieții: au apărut idei despre originea organismelor moderne din strămoși îndepărtați.

Ideea evoluției lumii organice este exprimată de Jean Baptiste Lamarck(1744-1829). Principalele merite ale lui Lamarck includ următoarele:

A introdus termenul de „biologie”;

S-a îmbunătățit clasificarea deja existentă la acel moment;

El a încercat să determine cauzele procesului evolutiv (după Lamarck, cauza evoluției este dorința de auto-îmbunătățire - un exercițiu și nu un exercițiu de organe);

El credea că procesul de schimbare istorică are loc de la simplu la complex; speciile se schimbă în condiții Mediul extern;

El a exprimat ideea originii omului din strămoși asemănătoare maimuțelor.

Erorile lui Lamarck includ:

Ideea eforturilor interne pentru auto-îmbunătățire;

Asumarea moștenirii schimbărilor care au apărut sub influența mediului extern.

Meritul lui Lamarck este crearea primei doctrine evolutive.

În secolul al XIX-lea, știința, industria, Agricultură. Progrese în știință și activitati practice oamenii au pus bazele pe care s-a dezvoltat teoria evoluționistă.