Aké sú morfologické kritériá v biológii. Definujte druh

1. Biologické druhy a ich kritériá.

Všetok život na planéte je reprezentovaný samostatnými druhmi.

Druh je historicky stanovený súbor jedincov, ktorí majú dedičnú podobnosť v morfologických, fyziologických a biochemických znakoch; schopné sa navzájom voľne krížiť a produkovať plodné potomstvo; prispôsobené určitým podmienkam prostredia a zaberajúce určitú oblasť.

Každý typ organizmu možno opísať súborom charakteristických znakov a vlastností, ktoré sú tzv vlastnosti druhu. Vlastnosti druhu, ktoré odlišujú jeden druh od druhého, sa nazývajú typové kritériá.

Najbežnejšie používané všeobecné kritériá zobrazenia sú: morfologické, fyziologické, genetické, biochemické, geografické a ekologické.

Morfologické kritérium - založené na vonkajšej a vnútornej podobnosti jedincov toho istého druhu.

Morfologické kritérium je najvhodnejšie, a preto sa široko používa v taxonómii druhov.

Morfologické kritérium je však nedostatočné na určenie rozdielu súrodenecké druhy s výraznou morfologickou podobnosťou.

Druhy dvojčiat sa vo vzhľade prakticky nelíšia, jednotlivci takýchto druhov sa však nekrížia.

Druhy-dvojčatá sú v prírode celkom bežné. Asi 5 % všetkých druhov hmyzu, vtákov, rýb atď. má dvojčatá:

- čierne potkany majú dva druhy dvojčiat;

- malarický komár má šesť druhov dvojčiat.

Použitie morfologického kritéria je tiež zložité v prípadoch, keď sa jedinci toho istého druhu navzájom výrazne líšia, pokiaľ ide o vzhľad, tzv polymorfné druhy.

Najjednoduchším príkladom polymorfizmu je pohlavný dimorfizmus, keď existujú morfologické rozdiely medzi samcami a samicami toho istého druhu.

Pri diagnostike domácich zvierat je ťažké použiť morfologické kritérium. Plemená vyšľachtené ľuďmi sa môžu od seba výrazne líšiť, pričom zostávajú v rámci rovnakého druhu (plemená mačiek, psov, holubov).

Morfologické kritérium je teda nedostatočné na určenie druhovej príslušnosti jedincov.

Fyziologické kritérium charakterizuje podobnosť životných procesov u jedincov toho istého druhu, predovšetkým podobnosť reprodukcie.

Medzi jednotlivcami odlišné typy dochádza k fyziologickej izolácii, ktorá sa prejavuje tým, že jedince rôznych druhov sa medzi sebou takmer vôbec nekrížia. Je to spôsobené rozdielmi v štruktúre reprodukčného aparátu, načasovaní a miestach reprodukcie, v rituáloch správania počas párenia atď.

Ak dôjde k medzidruhovému kríženiu, výsledkom sú medzidruhové hybridy, ktoré sa vyznačujú zníženou životaschopnosťou alebo sú neplodné a neprodukujú potomstvo:

Napríklad, známy je kríženec koňa a osla - mulica, ktorá je celkom životaschopná, ale neplodná.

V prírode však existujú také druhy, ktoré sa môžu medzi sebou krížiť a produkovať plodné potomstvo. (napríklad niektoré druhy kanárikov, pinky, topole, vŕby a pod.).

V dôsledku toho je fyziologické kritérium nedostatočné na charakterizáciu druhu.

Genetické kritérium je súbor chromozómov charakteristických pre každý druh, presne definovaný počet, veľkosť a tvar.

Jednotlivci rôznych druhov sa nemôžu krížiť, pretože majú rôzne sady chromozómov, líšia sa počtom, veľkosťou a tvarom:

- napríklad dva blízko príbuzné druhy čiernych potkanov sa líšia počtom chromozómov (jeden druh má 38 chromozómov a druhý 48) a preto sa nekrížia.

Toto kritérium však nie je univerzálne:

- po prvé, u mnohých rôznych druhov môže byť počet chromozómov rovnaký (napríklad mnohé druhy z čeľade strukovín majú každý 22 chromozómov);

- po druhé, v rámci toho istého druhu možno nájsť jedince s rôznym počtom chromozómov, čo je výsledkom mutácií (napr. u karasa striebristého sú populácie so sadou chromozómov 100, 150, 200, pričom ich počet je normálny je 50).

Na základe genetického kritéria teda nie je možné spoľahlivo určiť príslušnosť jedincov k určitému druhu.

Biochemické kritérium umožňuje rozlíšiť druhy podľa biochemických parametrov (zloženie a štruktúra určitých proteínov, nukleových kyselín a iných látok).

Je známe, že syntéza určitých makromolekulárnych látok je charakteristická len pre určité druhy ( napríklad mnohé druhy rastlín sa líšia schopnosťou tvoriť a akumulovať určité alkaloidy).

Existuje však výrazná vnútrodruhová variabilita takmer vo všetkých biochemických parametroch, až po sekvenciu aminokyselín v molekulách bielkovín a nukleových kyselín.

Preto ani biochemické kritérium nie je univerzálne. Navyše nemá široké využitie, keďže je veľmi prácne.

Geografické kritérium je založené na skutočnosti, že každý druh zaberá určité územie alebo vodnú plochu.

Inými slovami, každý druh sa vyznačuje špecifickým geografickým rozsahom.

Mnoho druhov zaberá rôzne oblasti, ale väčšina druhov má prekrývajúce sa oblasti.

Sú druhy, ktoré nemajú vyhranený geografický areál, t.j. žijúci na rozsiahlych územiach alebo oceánoch, tzv kozmopolitné druhy :

- niektorí obyvatelia vnútrozemských vôd - riek a sladkovodných jazier (veľa druhov rýb, trstiny);

- medzi kozmopolity patrí aj púpava lekárska, pastierska kapsička a pod.;

- kozmopolity sa nachádzajú medzi synantropnými zvieratami - druhmi, ktoré žijú v blízkosti človeka alebo jeho obydlia (vši, ploštice, šváby, muchy, potkany, myši atď.);

- Medzi kozmopolity patria aj izbové a kultúrne rastliny, burina, domáce zvieratá, ktoré sú v ľudskej opatere.

Okrem toho existujú druhy, ktoré nemajú jasné hranice rozšírenia alebo majú narušený geografický rozsah.

Vzhľadom na tieto okolnosti nie je geografické kritérium, podobne ako iné, absolútne.

Ekologické kritérium je založené na skutočnosti, že každý druh môže existovať len za určitých podmienok, pričom plní svoju funkčnú úlohu v konkrétnej biogeocenóze.

Inými slovami:

Každý druh zaberá určitú ekologickú niku v zložitom systéme ekologických vzťahov s inými organizmami a faktormi neživej prírody.

Ekologická nika je súbor všetkých environmentálnych faktorov a podmienok, v rámci ktorých môže druh existovať v prírode.

Zahŕňa celý komplex abiotických a biotických faktorov prostredia potrebných pre život organizmu a je determinovaný jeho morfologickou zdatnosťou, fyziologickými reakciami a správaním.

Klasickú definíciu ekologickej niky uviedol americký ekológ J. Hutchinson (1957).

Ekologická nika je podľa ním formulovaného konceptu súčasťou pomyselného viacrozmerného priestoru (hyperobjemu), ktorého jednotlivé rozmery zodpovedajú faktorom nevyhnutným pre normálnu existenciu druhu (obr. 1).

dvojrozmerný výklenok trojrozmerný výklenok

Ryža. 1. Ekologický model niky podľa Hutchinsona

(F 1, F 2, F 3 - intenzita rôznych faktorov).

Napríklad:

- pre existenciu suchozemskej rastliny stačí určitá kombinácia teploty a dôležitosti (dvojrozmerná nika);

- pre morského živočícha je potrebná teplota, slanosť, koncentrácia kyslíka (trojrozmerná nika).

Je dôležité zdôrazniť, že ekologická nika nie je len fyzický priestor, ktorý zaberá druh, ale aj jeho miesto v spoločenstve, určené jeho ekologickými funkciami a jeho polohou vo vzťahu k abiotickým podmienkam existencie.

Podľa obrazného vyjadrenia Y. Oduma je „ekologická nika“ „povolaním“ druhu, jeho spôsobom života a „biotop“ je jeho „adresou“. ”

Napríklad zmiešaný les je biotopom pre stovky druhov rastlín a živočíchov, no každý z nich má svoje vlastné a jediné „povolanie“ – ekologickú niku. Los a veverica majú rovnaký biotop, ale ich ekologické niky sú úplne odlišné.

V dôsledku toho ekologická nika nie je priestorovou, ale funkčnou kategóriou.

Zároveň je dôležité si uvedomiť, že ekologická nika nie je niečo, čo sa dá vidieť. Ekologická nika je abstraktný abstraktný pojem.

Ekologická nika definovaná iba fyziologickými vlastnosťami organizmov sa nazýva zásadný a ten, v ktorom sa druh skutočne vyskytuje v prírode - implementovaná.

Ekologické kritérium je však tiež nedostatočné na charakterizáciu druhu.

Niektoré rôzne druhy v rôznych biotopoch môžu zaberať rovnaké ekologické výklenky:

- antilopy v savanách Afriky, zubry v prériách Ameriky, kengury v savanách Austrálie, kuna v európskej a sobolia v ázijskej tajge vedú rovnaký spôsob života, majú podobný typ výživy, t.j. v rôznych biogeocenózach plnia rovnaké funkcie a zaberajú podobné ekologické niky.

Často sa to deje naopak – ten istý druh v rôznych biotopoch sa vyznačuje rôznymi ekologickými nikami. Najčastejšie je to kvôli dostupnosti jedla a prítomnosti konkurentov:

Okrem toho môže rovnaký druh v rôznych obdobiach svojho vývoja zaberať rôzne ekologické výklenky:

- takže pulec sa živí rastlinnou potravou a dospelá žaba je typický mäsožravec, takže sa vyznačujú rôznymi ekologickými výklenkami;

- sťahovavé vtáky v súvislosti s migráciami sa vyznačujú aj rozdielnymi ekologickými nikami v zime a v lete;

- medzi riasami existujú druhy, ktoré fungujú buď ako autotrofy, alebo ako heterotrofy. Výsledkom je, že v určitých obdobiach svojho života zaberajú určité ekologické výklenky.

Žiadne z týchto kritérií teda nemožno použiť na určenie, či jednotlivec patrí ku konkrétnemu druhu. Druh je možné charakterizovať iba súhrnom všetkých alebo väčšiny kritérií.

V biológii druh označuje určitý súbor jedincov, ktorí majú dedičnú podobnosť fyziologických, biologických a morfologické znaky sú schopné voľne sa krížiť a produkovať životaschopné potomstvo. Druhy sú stabilné genetické systémy, pretože v prírode sú od seba oddelené určitými sériami prekážok. Vedci ich rozlišujú podľa množstva základných znakov. Zvyčajne sa rozlišujú tieto druhové kritériá: morfologické, geografické, ekologické, genetické, fyzikálno-biochemické.

Morfologické kritérium

Takéto znaky sú v tomto systéme hlavné. Morfologické kritériá druhu sú založené na vonkajších rozdieloch medzi jednotlivými skupinami živočíchov alebo rastlín. Táto podmienka rozdeľuje na druhy organizmy, ktoré sa od seba zreteľne líšia vnútornými alebo vonkajšími morfologickými znakmi.

Geografické kritériá druhu

Sú založené na skutočnosti, že zástupcovia každého stabilného genetického systému žijú v obmedzených priestoroch. Takéto oblasti sa nazývajú oblasti. Geografické kritérium má však určité nedostatky. Nie je dostatočne univerzálny z nasledujúcich dôvodov. Po prvé, existujú niektoré kozmopolitné druhy, ktoré sú rozšírené po celej planéte (napríklad veľryba orca). Po druhé, v mnohých biologických agregátoch sa rozsahy geograficky zhodujú. Po tretie, v prípade niektorých príliš rýchlo sa rozširujúcich populácií sú rozsahy veľmi variabilné (napríklad vrabec alebo mucha domáca).

Ekologické kritérium druhu

Predpokladá sa, že každý druh sa vyznačuje určitými vlastnosťami, ako je druh potravy, načasovanie rozmnožovania, biotop a všetko, čo určuje ekologickú niku, ktorú zaberá. Toto kritérium je založené na predpoklade, že správanie niektorých zvierat sa líši od správania iných.

Genetické kritérium druhu

Toto zohľadňuje hlavnú vlastnosť akéhokoľvek druhu - jeho genetickú izoláciu od ostatných. Rastliny a zvieratá rôznych stabilných genetických systémov sa takmer nikdy nekrížia. Samozrejme, druh nemožno úplne izolovať od prílevu génov z príbuzných druhov. Zároveň si však vo všeobecnosti zachováva stálosť svojho genetického zloženia naozaj dlhú dobu. Práve v genetickej zložke spočívajú najjasnejšie rozdiely medzi zástupcami rôznych biologických populácií.

Fyzikálno-biochemické kritériá druhu

Takéto kritériá tiež nemôžu slúžiť ako absolútne spoľahlivý spôsob rozlišovania medzi druhmi, pretože ide o základné biochemické procesy
sa vyskytujú v podobných skupinách rovnakým spôsobom. A v prostredí každého jednotlivého druhu existuje určitý počet prispôsobení sa určitým životným podmienkam, čo ovplyvňuje zmenu biochemických procesov.

závery

Podľa nejakého jediného kritéria je teda veľmi ťažké rozlíšiť medzi druhmi. Príslušnosť jedinca k akémukoľvek konkrétnemu druhu by sa mala určiť iba komplexným porovnaním podľa viacerých kritérií - všetkých alebo aspoň väčšiny. Jednotlivci, ktorí zaberajú určité územie a môžu sa navzájom voľne krížiť, sú druhovou populáciou.

Súbor vlastností a spoločných znakov, ktoré sú vlastné jednému druhu, sa nazýva druhové kritérium. Typicky sa používa šesť až desať kritérií definície druhov.

Systematizácia

Druh – systematická alebo taxonomická jednotka, ktorá má všeobecné charakteristiky a na jej základe zjednocovať skupinu živých organizmov. Na izoláciu biologickej skupiny do jedného druhu je potrebné vziať do úvahy množstvo znakov spojených nielen s výraznými vonkajšími znakmi, ale aj s životnými podmienkami, správaním, distribúciou atď.

Pojem „druh“ sa používal na zoskupovanie navonok podobných zvierat do skupín. Do konca 17. storočia sa nahromadilo množstvo informácií o druhovej diverzite a klasifikačný systém si vyžadoval revíziu.

Carl Linné v 18. storočí zjednotil druhy do rodov a rody do radov a tried. Navrhol binárnu nomenklatúru označení, ktorá pomohla výrazne skrátiť názvy druhov. Názvy sa podľa Linného začali skladať z dvoch slov – názvov rodu a druhu.

Ryža. 1. Carl Linné.

Linné dokázal systematizovať druhovú rozmanitosť, ale sám nesprávne rozdeľoval zvieratá podľa druhov, pričom sa spoliehal najmä na externé údaje. Napríklad samca a samicu kačice pripisoval rôznym druhom. Napriek tomu Linnaeus výrazne prispel k štúdiu druhovej diverzity:

TOP 4 článkyktorí čítajú spolu s týmto

• klasifikované rastliny podľa pohlavia (dvojdomé, jednodomé, mnohodomé);
• identifikovali šesť tried v živočíšnej ríši;
• priradil človeka do triedy primátov;
• opísal asi 6000 zvierat;
• Ako prvý uskutočnil experimenty s hybridizáciou rastlín.

Neskôr sa objavil biologický koncept druhu, ktorý potvrdil, že klasifikácia podľa druhov je prirodzená, geneticky podmienená a nie umelá, vytvorená ľuďmi pre pohodlie systematizácie. V skutočnosti je druh nedeliteľnou jednotkou biosféry.

Napriek možnostiam moderná veda mnohé druhy ešte neboli popísané. Od roku 2011 bolo opísaných asi 1,7 milióna druhov. Zároveň je na svete 8,7 milióna druhov rastlín a živočíchov.

Kritériá

Podľa kritérií je možné určiť, či jednotlivci patria k rovnakému alebo k rôznym druhom. V prvom rade sa rozlišuje morfologické kritérium druhu, t.j. zástupcovia rôznych druhov by sa mali líšiť vo vonkajšej a vnútornej štruktúre.

Toto kritérium však často nestačí na rozlíšenie skupiny živých organizmov na samostatný druh. Jednotlivci sa môžu líšiť v správaní, životnom štýle, genetike, preto je dôležité brať do úvahy súbor kritérií a nerobiť závery na základe jednej vlastnosti.

Ryža. 2. Morfologická podobnosť druhov mren.

Tabuľka „Kritériá druhov“ popisuje najdôležitejšie kritériá, podľa ktorých možno druh rozpoznať.

názov	Popis	Príklady
Morfologické	Podobnosť vonkajších a vnútorná štruktúra a líšia sa od ostatných druhov. Nesmie sa zamieňať so sexuálnym dimorfizmom	Sýkorka sýkorka a moskovka
Fyziologické	Podobnosť životných procesov v bunkách a orgánoch, schopnosť jedného typu reprodukcie	Rozdiel v zložení inzulínu u býka, koňa, prasaťa
Biochemické	Zloženie bielkovín, nukleotidov, biochemické reakcie atď.	Rastliny syntetizovali rôzne látky - alkaloidy, esenciálne oleje flavonoidy
Ekologické	Jediná ekologická nika pre jeden druh	medzihostiteľ býčia pásomnica- iba dobytok
etologické	Správanie, najmä v období párenia	Prilákanie partnera vlastného druhu špeciálnym spevom vtákov
Geografická	Osídlenie v jednej oblasti	Rozsahy veľrýb a delfínov sa nezhodujú
Genetické	Určitým karyotypom je podobnosť v počte, tvare, veľkosti chromozómov	Ľudský genotyp pozostáva zo 46 chromozómov
reprodukčné	Jedince toho istého druhu sa môžu krížiť iba v reprodukčnej izolácii	Spermie Drosophila, ktoré spadajú do samice iného druhu, sú zničené imunitnými bunkami
Historický	Súbor genetických, geografických, evolučných údajov o jednom druhu	Prítomnosť spoločného predka a rozdiely vo vývoji

Žiadne z kritérií nie je absolútne a má výnimky z pravidiel:

• navonok nepodobné druhy majú rovnakú sadu chromozómov (kapusta a reďkovka – každý po 18), pričom v rámci druhov možno pozorovať mutácie a možno nájsť populácie s odlišnou sadou chromozómov;
• čierne potkany (druhy dvojčiat) sú morfologicky identické, ale geneticky nie sú, a preto nemôžu produkovať potomstvo;
• v niektorých prípadoch sa krížia jedinci rôznych druhov (levy a tigre);
• areály sa často pretínajú alebo sú lomené (západoeurópsky a východosibírsky areál straky).

Hybridizácia je jednou z pák evolúcie. Pre úspešné kríženie a získanie plodných potomkov však musia zodpovedať mnohé kritériá – genetika, biochémia, fyziológia. V opačnom prípade potomstvo nebude životaschopné.

Ryža. 3. Liger - kríženec leva a tigrice.

Čo sme sa naučili?

Na hodine biológie v 11. ročníku sme sa dozvedeli o koncepte druhu a kritériách jeho definície, pričom sme považovali za deväť hlavných kritérií s príkladmi. Kritériá by sa mali posudzovať spoločne. Iba ak je splnených niekoľko kritérií, môžu sa podobné organizmy spojiť do jedného druhu.

Tématický kvíz

Hodnotenie správy

Priemerné hodnotenie: 4.3. Celkový počet získaných hodnotení: 201.

Vertyanov S. Yu.

Rozlíšenie naddruhových taxónov je spravidla celkom jednoduché, ale jasné rozlíšenie medzi samotnými druhmi naráža na určité ťažkosti. Niektoré druhy zaberajú geograficky oddelené oblasti biotopu (rozsahy) a preto sa nekrížia, ale v umelé podmienky produkuje plodné potomstvo. Linneevskoe krátka definícia druh ako skupina jedincov voľne sa krížiacich a produkujúcich plodné potomstvo nie je aplikovateľný na organizmy, ktoré sa rozmnožujú partenogeneticky alebo nepohlavne (baktérie a jednobunkovce, mnohé vyššie rastliny), ako aj na vyhynuté formy.

Súbor charakteristických znakov druhu sa nazýva jeho kritérium.

Morfologické kritérium je založené na podobnosti jedincov toho istého druhu, pokiaľ ide o súbor znakov vonkajšej a vnútornej štruktúry. Morfologické kritérium je jedným z hlavných, ale v niektorých prípadoch morfologická podobnosť nestačí. Malarický komár bol predtým označovaný ako šesť podobných druhov, ktoré sa nekrížia, z ktorých iba jeden prenáša maláriu. Existujú takzvané druhy dvojčiat. Dva druhy čiernych potkanov, navonok takmer na nerozoznanie, žijú oddelene a nekrížia sa. Samce mnohých tvorov, ako sú vtáky (hýly, bažanty), sa navonok len málo podobajú na samice. Dospelí samci a samice úhorov sú tak rozdielne, že ich vedci po polstoročí zaraďovali do rôznych rodov a niekedy dokonca do rôznych čeľadí a podradov.

Fyziologické a biochemické kritérium

Vychádza z podobnosti životných procesov jedincov toho istého druhu. Niektoré druhy hlodavcov majú schopnosť hibernácie, zatiaľ čo iné nie. Mnohé príbuzné druhy rastlín sa líšia schopnosťou syntetizovať a akumulovať určité látky. Biochemická analýza umožňuje rozlíšiť medzi typmi jednobunkových organizmov, ktoré sa nerozmnožujú sexuálne. Antraxové bacily napríklad produkujú proteíny, ktoré sa nenachádzajú v iných typoch baktérií.

Možnosti fyziologicko-biochemického kritéria sú obmedzené. Niektoré proteíny majú nielen druhovú, ale aj individuálnu špecifickosť. Existujú biochemické znaky, ktoré sú rovnaké u predstaviteľov nielen rôznych druhov, ale dokonca aj rádov a typov. Fyziologické procesy môžu u rôznych druhov prebiehať podobným spôsobom. Rýchlosť metabolizmu niektorých arktických rýb je teda rovnaká ako u iných druhov rýb. južné moria.

Genetické kritérium

Všetci jedinci toho istého druhu majú podobný karyotyp. Jedince rôznych druhov majú rôzne sady chromozómov, nemôžu sa krížiť a žijú v prírodných podmienkach oddelene od seba. Dva druhy dvojčiat čiernych potkanov majú rôzny počet chromozómov – 38 a 42. Karyotypy šimpanzov, goríl a orangutanov sa líšia usporiadaním génov v homológnych chromozómoch. Rozdiely medzi karyotypmi bizóna a bizóna, ktoré majú v diploidnom súbore 60 chromozómov, sú podobné. Rozdiely v genetickom aparáte niektorých druhov môžu byť ešte jemnejšie a spočívajú napríklad v rozdielnom charaktere zapínania a vypínania jednotlivých génov. Použitie iba genetického kritéria je niekedy nedostatočné. Jeden druh nosatca kombinuje diploidné, triploidné a tetraploidné formy, domáca myš má tiež rôzne sady chromozómov a gén ľudského jadrového histónového proteínu H1 sa od homológneho génu hrachu líši iba jedným nukleotidom. V genóme rastlín, zvierat a ľudí sa našli také variabilné sekvencie DNA, že ľudia podľa nich dokážu rozlíšiť medzi bratmi a sestrami.

Reprodukčné kritérium

(lat. reproducere reproduce) je založená na schopnosti jedincov toho istého druhu produkovať plodné potomstvo. Dôležitú úlohu pri krížení zohráva správanie jedincov - rituál párenia, druhovo špecifické zvuky (spev vtákov, štebot kobyliek). Podľa povahy správania jednotlivci rozpoznávajú manželského partnera svojho druhu. Jedince podobných druhov sa nemusia krížiť kvôli nezrovnalostiam v správaní pri párení alebo nezrovnalostiam v miestach rozmnožovania. Takže samice jedného druhu žiab sa rodia pozdĺž brehov riek a jazier a druhé - v kalužiach. Podobné druhy sa kvôli rozdielom nemusia krížiť obdobia párenia alebo termíny párenia pri bývaní v rôznych klimatické podmienky. Rôzne obdobia kvitnutia v rastlinách zabraňujú krížovému opeleniu a slúžia ako kritérium pre príslušnosť k rôznym druhom.

Reprodukčné kritérium úzko súvisí s genetickými a fyziologickými kritériami. Životaschopnosť gamét závisí od uskutočniteľnosti konjugácie chromozómov v meióze, a teda od podobnosti alebo rozdielu v karyotypoch krížených jedincov. Rozdiel v dennej fyziologickej aktivite (denný alebo nočný životný štýl) výrazne znižuje možnosť kríženia.

Použitie iba reprodukčného kritéria neumožňuje vždy jasne rozlíšiť druhy. Existujú druhy, ktoré sú jasne rozlíšiteľné podľa morfologických kritérií, ale ktoré pri krížení dávajú plodné potomstvo. Z vtákov sú to niektoré druhy kanárikov, pinky, z rastlín odrody vŕb a topoľov. Zástupca radu artiodaktylových bizónov žije v stepiach a lesných stepiach Severná Amerika a nikdy sa v prírodných podmienkach nevyskytuje u zubra žijúceho v lesoch Európy. V podmienkach zoo produkujú tieto druhy plodné potomstvo. Obnovila sa tak populácia zubra európskeho, ktorý bol počas svetových vojen prakticky vyhubený. Skrížiť a dať plodné potomstvo jakov a hovädzieho dobytka, biele a hnedé medvede, vlky a psy, sobole a kuny. V rastlinnej ríši sú medzidruhové hybridy ešte bežnejšie, medzi rastlinami dokonca medzirodové hybridy.

Ekologické a geografické kritérium

Väčšina druhov zaberá určité územie (rozsah) a ekologickú niku. Na lúkach a poliach rastie žieravina masliaková, na vlhších miestach je bežný iný druh - lipkavec plazivý, pri brehoch riek a jazier - lipkavec. Podobné druhyžijúci v rovnakom rozsahu sa môžu líšiť v ekologických výklenkoch - napríklad ak jedia rôzne potraviny.

Použitie ekologicko-geografického kritéria je limitované viacerými dôvodmi. Rozsah druhov môže byť nespojitý. Druhovou škálou zajaca bieleho sú ostrovy Island a Írsko, sever Veľkej Británie, Alpy a severozápadná Európa. Niektoré druhy majú rovnaký rozsah, napríklad dva druhy čiernych potkanov. Existujú organizmy, ktoré sú rozšírené takmer všade – veľa burín, množstvo hmyzích škodcov a hlodavcov.

Problém definície druhov niekedy prerastie do zložitého vedeckého problému a rieši sa pomocou súboru kritérií. Druh je teda súbor jedincov, ktorí zaberajú určitú oblasť a majú jeden genofond, ktorý poskytuje dedičnú podobnosť morfologických, fyziologických, biochemických a genetických vlastností. prírodné podmienky kríženie a produkciu plodných potomkov.

Systémy superorganizmov. Evolúcia organický svet

evolučná doktrína

Základné pojmy:

druh, druhové kritériá, populácia, systematika, klasifikácia, história evolučných myšlienok, syntetická evolučná teória, hybné sily evolúcie, formy prirodzeného výberu, populačné vlny, genetický drift, umelý výber, typy boja o existenciu, výsledky evolúcie, mikroevolúcia, speciácia, izolácia, zdatnosť, relatívna povaha zdatnosti, formy a smery evolúcie, biologický progres a regresia, makroevolúcia, aromorfóza, idioadaptácia, degenerácia, dôkazy evolúcie

Na Zemi žije asi 2 milióny druhov živočíchov, viac ako 500 tisíc druhov rastlín, státisíce druhov húb, mikroorganizmov. Druh je súbor organizmov, ktoré skutočne existujú v prírode.

vyhliadka – Ide o súbor jedincov, ktorí majú podobnú štruktúru, majú spoločný pôvod, voľne sa medzi sebou krížia a dávajú plodné potomstvo. Všetci jedinci toho istého druhu majú rovnaký karyotyp – súbor chromozómov somatickej bunky (2n), podobné správanie, zaberajú určité územie – oblasť (z lat. area – plocha, priestor). Carl Linné (17. storočie) zaviedol pojem „pohľad“.

Druh je jednou z hlavných foriem organizácie živých vecí. Každý typ živých organizmov možno opísať na základe celku charakteristické znaky, vlastnosti, ktoré sa nazývajú vlastnosti. Charakteristiky druhov, ktoré odlišujú jeden druh od druhého, sa nazývajú druhové kritériá.

Zobraziť kritériá - súprava charakteristické znaky, vlastnosti a znaky, ktorými sa jeden druh líši od druhého. Najčastejšie sa používa šesť všeobecných druhových kritérií: morfologické, fyziologické, genetické, biochemické, geografické a ekologické. Zároveň žiadne z kritérií nie je absolútne, na určenie typu je potrebná prítomnosť maximálneho počtu kritérií.

Morfologické kritérium- opis vonkajších (morfologických) znakov a vnútornej (anatomickej) stavby jedincov, ktoré sú súčasťou určitého druhu. Vzhľadom, veľkosťou a farbou operenia ľahko rozoznáte napríklad strakaba veľkého od zeleného, ​​sýkorku uhliarku od chochlata. Podľa vzhľadu výhonkov a kvetenstva, veľkosti a usporiadania listov sa ľahko rozlišujú druhy ďateliny: lúka a plazivá. Morfologické kritérium je široko používané v taxonómii. Toto kritérium však nestačí na rozlíšenie medzi druhmi, ktoré majú významné morfologické podobnosti. Napríklad v prírode existujú druhy dvojčiat, ktoré nemajú viditeľné morfologické rozdiely (potkany čierne majú dva druhy dvojčiat - so sadou chromozómov 38 a 42 a malarický komár sa zvykol nazývať šesť podobných druhov, z ktorých iba jeden prenáša malária).

Fyziologické kritérium spočíva v podobnosti životných procesov, predovšetkým v možnosti kríženia medzi jedincami toho istého druhu s tvorbou plodného potomstva. Medzi rôznymi druhmi existuje fyziologická izolácia. Súčasne je možné kríženie medzi určitými typmi živých organizmov; v tomto prípade sa môžu vytvoriť úrodné hybridy (kanáriky, zajace, topole, vŕby atď.)

Geografické kritérium- každý druh zaberá určité územie - areál. Mnohé druhy zaberajú rôzne oblasti. Ale mnohé druhy majú zhodné (prekrývajúce sa) alebo prekrývajúce sa rozsahy, niektoré majú prerušený rozsah (napríklad lipa rastie v Európe, nachádza sa na území Kuzneck Alatau a Krasnojarsk). Okrem toho existujú druhy, ktoré nemajú jasné hranice rozšírenia, ako aj kozmopolitné druhy, ktoré žijú na rozsiahlych územiach alebo oceánoch. Kozmopoliti sú niektorí obyvatelia vnútrozemských vôd - riek a sladkovodných jazier (žaburinka, trstina). Medzi burinami sú kozmopolity, synantropné živočíchy (druhy žijúce v blízkosti človeka alebo jeho obydlia) - ploštica posteľná, šváb červený, mucha domáca, ale aj púpava lekárska, jarutka poľná, kapsička pastierska atď. geografické kritérium, podobne ako iné, nie je absolútne.

Environmentálne kritérium vychádza zo skutočnosti, že každý druh môže existovať len za určitých podmienok: každý druh zaberá určitú ekologickú niku. Napríklad lipkavec žieravý rastie na lužných lúkach, lipkavec plazivý pri brehoch riek a jarkov, lipkavec rastie na mokradiach. Existujú však druhy, ktoré nemajú prísne ekologické kritérium; Príkladom sú synantropné druhy.

Genetické kritérium na základe rozdielu medzi druhmi podľa karyotypov, teda podľa počtu, tvaru a veľkosti chromozómov. Prevažná väčšina druhov sa vyznačuje striktne definovaným karyotypom. Toto kritérium však nie je univerzálne. Napríklad u mnohých rôznych druhov je počet chromozómov rovnaký a ich tvar podobný. Takže mnohé druhy z čeľade strukovín majú 22 chromozómov (2n = 22). V rámci toho istého druhu možno nájsť jedincov s rôznym počtom chromozómov (výsledok genómových mutácií): kozia vŕba má diploidný (38) a tetraploidný (76) počet chromozómov; u karasa striebristého sú populácie so sadou chromozómov 100, 150 200, pričom ich normálny počet je 50. Na základe genetického kritéria teda nie je vždy možné určiť, či jedinci patria k určitému druhu.

Biochemické kritérium je zloženie a štruktúra určitých bielkovín, nukleových kyselín a iných látok. Napríklad syntéza určitých makromolekulárnych látok je len inherentná určité typy: alkaloidy tvoria rastlinné druhy z čeľade nočných a ľaliovitých. Toto kritérium sa však veľmi nepoužíva - je pracné a nie vždy univerzálne. Takmer vo všetkých biochemických parametroch (sekvencia aminokyselín v molekulách bielkovín a nukleotidov v jednotlivých úsekoch DNA) je výrazná vnútrodruhová variabilita. Mnohé biochemické znaky sú zároveň konzervatívne: niektoré sa nachádzajú u všetkých predstaviteľov daného typu alebo triedy.

Žiadne z kritérií teda nemôže slúžiť samostatne na určenie druhu: na určenie druhu je potrebné vziať do úvahy súhrn všetkých kritérií. Okrem týchto znakov vedci identifikujú historické a etologické kritériá.

Charakteristika typových kritérií

Zobraziť kritériá	Charakteristiky kritérií
Morfologické	Podobnosť vonkajšej (morfologickej) a vnútornej (anatomickej) štruktúry jedincov toho istého druhu.
Fyziologické	Podobnosť všetkých životných procesov a predovšetkým reprodukcie. Zástupcovia rôznych druhov sa spravidla navzájom nekrížia ani nedávajú sterilné potomstvo.
Genetické	Charakteristický, jedinečný tento druh súbor chromozómov, ich štruktúra, tvar, veľkosť. Jedince rôznych druhov s nerovnakým súborom chromozómov sa nekrížia.
Biochemické	Schopnosť vytvárať druhovo špecifické proteíny; podobnosť chemické zloženie a chemické procesy.
Ekologické	Adaptabilita jedincov daného druhu na určité podmienky prostredia je súbor faktorov prostredia, v ktorom daný druh existuje.
Geografická	Určité územie, biotop a rozšírenie v prírode.
Historický	Pôvod a vývoj druhu.
etologické	Určité špecifické črty v správaní jedincov: rozdiely v páriacich piesňach, v páriacom správaní.

vyhliadka- súbor jedincov vyznačujúcich sa spoločným pôvodom, majúcich dedičnú podobnosť morfologických, fyziologických a biochemických vlastností, voľne sa krížiacich a produkujúcich plodné potomstvo, prispôsobených existujúcim životným podmienkam a zaberajúcich určité územie - územie. Všetky druhy sa skladajú z populácií, to znamená, že populácia je konštrukčná jednotka milý.

Populácie – Ide o skupiny organizmov rovnakého druhu, navzájom relatívne izolované, so schopnosťou sa navzájom voľne krížiť a produkovať plodné potomstvo.

Vyhliadka - súbor jedincov, ktorí majú spoločné morfofyziologické znaky a spája ich schopnosť sa navzájom krížiť, čím vzniká systém populácií, ktoré tvoria spoločnú oblasť.

Populácie sa vyznačujú určitými vlastnosťami:

1) abundancia – celkový počet organizmov v populácii;

2) pôrodnosť – miera rastu populácie;

3) úmrtnosť - miera znižovania počtu v dôsledku smrti jedincov;

4) vekové zloženie - pomer počtu jedincov rôzneho veku (pomer vekových skupín);

5) pomer pohlaví - na základe genetickej definície pohlavia by pomer pohlaví v populácii mal byť 1:1, porušenie tohto pomeru vedie k zníženiu veľkosti populácie;

6) populačná dynamika - pod vplyvom rôznych faktorov sú možné periodické a neperiodické výkyvy v počte a veľkosti rozsahu, ktoré môžu ovplyvniť charakter prechodov;

7) hustota obyvateľstva - počet jedincov na jednotku priestoru, ktorú zaberá populácia.

Populácie neexistujú izolovane: interagujú s populáciami iných druhov a vytvárajú biotické spoločenstvá.

Pri štúdiu prírody vedci objavili a opísali predtým neznáme organizmy a dali im mená. Zároveň sa často ukázalo, že rôzni vedci nazývali ten istý organizmus odlišne. Čím viac materiálov sa nahromadilo, tým viac ťažkostí sa objavilo pri používaní nahromadených vedomostí. Bolo potrebné vniesť všetku rozmanitosť živých organizmov do jedného systému. Odvetvie biológie, ktoré sa zaoberá popisom a klasifikáciou organizmov, je tzv taxonómie .

Prvé systémy boli umelé, keďže boli postavené na niekoľkých svojvoľne prevzatých znakoch. Jeden z klasifikačných systémov pre rastliny a zvieratá navrhol Carl Linné (1707-1778). Zásluha vedca nie je len vo vytvorení systému, ale aj v tom, že zaviedol dvojité názvy druhov: prvé slovo je názov rodu, druhé - druh, napríklad Aurelia aurita - medúza ušatá, Aurelia cyanea - polárna medúza. Tento systém mien existuje dodnes. Následne sa výrazne zmenil systém organického sveta, ktorý navrhol K. Linné. V jadre moderná klasifikácia, ktorý je prirodzené, princíp príbuznosti druhov so živými aj vyhynutými leží.

Teda cieľom prirodzeného klasifikácia- Stvorenie jednotný systémživých organizmov, ktoré by pokrývali všetku rozmanitosť živých organizmov, by odrážali pôvod a históriu ich vývoja. V modernom systéme sú organizmy rozdelené do skupín na základe vzťahov medzi nimi podľa pôvodu. Systematické kategórie alebo taxóny sú názvy skupín živých organizmov, ktoré sú spojené podobnými vlastnosťami. Napríklad trieda Vtáky sú vysoko organizované stavovce, ktorých telo je pokryté perím a predné končatiny sú premenené na krídla. Najväčšou systematickou kategóriou organizmov sú impériá (predbunkové a bunkové organizmy). Ríše sú rozdelené na kráľovstvá.

organický svet

Kráľovské vírusy

Kráľovstvo prokaryotov Kráľovstvo eukaryotov

(nejadrový) (jadrový)

Baktérie Kráľovstva

Kráľovstvo rastlín Kráľovstvo zvierat Kráľovstvo húb Kráľovstvá zvierat sa spájajú typy a v rastlinách oddelenia. Príklady systematických kategórií:

Systémy, v ktorých vyššie kategórie dôsledne zahŕňajú nižšie a nižšie kategórie, sa nazývajú hierarchické (z gréckeho hieros - posvätné, arche - moc), teda systémy, ktorých úrovne sa riadia určitými pravidlami.

Dôležitou etapou vo vývoji biológie bolo obdobie formovania systematizácie, ktorá je spojená s názvom Carl Linné(1707-1778). K. Linné tomu veril Živá príroda stvorené Stvoriteľom, druhy sú nemenné. Vedec založil klasifikáciu na znakoch podobnosti, a nie na vzťahu medzi druhmi. Napriek chybám, ktorých sa K. Linné dopustil, jeho prínos k rozvoju vedy je obrovský: zefektívnil predstavy o rozmanitosti flóry a fauny.

Koncom 18. storočia nastali zmeny v názoroch na vznik života: objavili sa predstavy o pôvode moderných organizmov od vzdialených predkov.

Myšlienku vývoja organického sveta vyjadruje Jean Baptiste Lamarck(1744-1829). Medzi hlavné prednosti spoločnosti Lamarck patria:

Zaviedol pojem „biológia“;

Vylepšená klasifikácia, ktorá už v tom čase existovala;

Pokúsil sa určiť príčiny evolučného procesu (podľa Lamarcka je príčinou evolúcie túžba po sebazdokonaľovaní – cvičenie a nie cvičenie orgánov);

Veril, že proces historickej zmeny prebieha od jednoduchého k zložitému; druhy sa menia za podmienok vonkajšie prostredie;

Vyjadril myšlienku pôvodu človeka z opičích predkov.

Lamarckove omyly zahŕňajú:

Myšlienka vnútorného úsilia o sebazlepšenie;

Predpoklad dedenia zmien, ktoré vznikli pod vplyvom vonkajšieho prostredia.

Zásluhou Lamarcka je vytvorenie prvej evolučnej doktríny.

V 19. storočí veda, priemysel, poľnohospodárstvo. Pokroky vo vede a praktické činnostiľudia položili základ, na ktorom sa vyvinula evolučná teória.