Критерии и структура вида

Вопрос 1. Дайте определение вида.
Согласно современным представлениям, вид — это совокупность особей с общими морфологическими, физиологическими и биохимическими характеристиками, занимающих определенную территорию, способных скрещиваться друг с другом и давать плодородное потомство. Эти свойства напрямую связаны с общим происхождением всех особей данного вида.

Вопрос 2. Расскажите, какие биологические механизмы препятствуют обмену генами между видами.
Обмену генами между видами препятствует репродуктивная изоляция, то есть невозможность скрещивания с особями другого вида. Причин репродуктивной изоляции несколько. Репродуктивная изоляция как фактор видообразования. Этот вид изоляции возникает при невозможности скрещивания особей двух подвидов из-за несогласованности строения половых органов, различий в поведении и несовместимости генетического материала.
Географическая изоляция. Виды, которые живут на больших расстояниях или разделены непреодолимым препятствием, не могут обмениваться генетической информацией. Свободному переходу между ними новых популяций или подвидов могут препятствовать разрывы ареала из-за рек, гор, ледников и т.д. Так, например, исходя из географических факторов изолированности от одного вида ландышей, несколько видов возникли за несколько миллионов лет.
Сезонная изоляция. Размножение обеспечивается разницей сезонов у разных видов. Например, у одного вида калифорнийской сосны пыльца созревает в феврале, а у другого — в апреле. Поведенческая изоляция. Это характерно для высших животных. Например, у многих близкородственных видов водоплавающих птиц брачное поведение имеет свои особенности, исключающие возможность межвидового скрещивания.
В любом случае любая изоляция приводит к репродуктивному разделению, то есть невозможности скрещивания появляющихся видов. Есть много примеров появления новых подвидов и видов из одного. Итак, исходя из географической изоляции, образовывались разные виды сисек и так далее

Вопрос 3. В чем причина бесплодия межвидовых гибридов?
Каждый отдельный вид имеет свой кариотип, который отличается количеством хромосом, формой, размером, строением. Различие кариотипов приводит к нарушению оплодотворения, гибели эмбрионов или рождению бесплодного потомства. Бесплодие потомства связано с тем, что в отсутствие парных гомологичных хромосом конъюгация нарушается в профазе I мейоза. В результате не образуются биваленты, нарушается мейоз и не происходит развития полноценных гамет у гибридного потомства.

Вопрос 4. Какие критерии используют ученые для характеристики вида?
Характеристики и характерные свойства данного вида называются видовыми критериями. Различают морфологические (сходство строения), генетические (одинаковый набор хромосом), физиологические (сходство физиологических процессов), биохимические (сходство биохимических процессов), географические (ареал вида) и экологические (сходство условий обитания) наличие) критериев. Ни один из критериев нельзя считать абсолютным, то есть для характеристики вида необходимо учитывать весь набор критериев. Так, например, такое строение может не быть признаком вида, так как в природе существуют морфологически неразличимые виды — братья (обыкновенная полевка и восточноевропейская полевка, в первом случае набор хромосом 46, а в второй — 54). Важной особенностью вида является то, что вид представляет собой замкнутую генетическую систему, то есть между генофондами двух видов отсутствует обмен генами. Это явление основано на различиях в наборе хромосом (т. Е. Генетическом критерии), несоответствии во времени воспроизводства (т. Е. Экологическом критерии), различиях в строении гениталий (морфологический критерий), различиях в поведении при спаривании (физиологический критерий) и другие факторы. Генетическая структура вида изменяется под влиянием эволюционных факторов, поэтому вид неоднороден.

Вопрос 5. Каков ареал вида?
Ареал вида — это ареал распространения вида. Размер ареала может сильно варьироваться от вида к виду. Например, сосна обыкновенная растет почти на всей территории России, а подснежник характерен только для Северного Кавказа.
Виды, которые занимают большие площади и встречаются повсюду, называются космополитическими, а те, которые обитают только на определенных небольших территориях, являются эндемиками. Это эндемичные виды, которые вносят наибольший вклад в разнообразие жизни на нашей планете. А еще они нуждаются в самой тщательной защите — в силу своей малочисленности, строгой привязанности к определенным условиям жизни, определенным продуктам питания и так далее

Вопрос 6. Охарактеризуйте тип домашней кошки по основным критериям.
Морфологический критерий: млекопитающее небольших размеров, имеет четыре ноги и хвост, покрыто шерстью, имеет развитые клыки и выдвижные когти.
Генетический критерий: кариотип кошки представлен 19 парами хромосом, из которых 18 пар — соматические хромосомы, а одна пара — половая.
Физиологический критерий: предпочитает вечерне-ночной образ жизни, ловит (и не преследует) добычу, при необходимости издает характерное мяуканье и мурлыканье.
Биохимический критерий: химический состав полимеров стандартный для теплокровных млекопитающих.
Экологический критерий: хищник, охотится на мелких грызунов, птиц.
Географический критерий: вид космополитичен, обитает почти везде и привязан к месту жительства человека.

Вопрос 7. Дайте определение понятию «население».
Из-за неравных условий окружающей среды особи одного вида в пределах ареала делятся на более мелкие единицы — популяции. На самом деле вид существует именно в виде популяций.
Популяция — элементарная структура вида — это совокупность особей, которые свободно скрещиваются с данным видом, длительное время проживая в определенной области ареала вида. Внутри популяции частота скрещивания особей намного выше, чем среди популяций.
Виды — это сумма популяций; естественный отбор происходит внутри популяции, и при определенных условиях могут возникать подвиды, а затем и новые виды.

Источник

Структура и основные критерии вида

Вопрос 1. Дайте определение вида.
Виды — совокупность особей, сходных по структурно-функциональной организации (биохимическим, цитологическим, гистологическим, анатомо-физиологическим критериям), имеющих единое происхождение (эволюционный критерий), одинаковый кариотип (цитогенетический критерий), сходное поведение (этологический критерий), свободно скрещиваются между собой (репродуктивный критерий) и дают плодородное потомство, занимая определенную среду обитания (географический критерий) и характеризуясь определенными отношениями с другими организмами и факторами окружающей среды (экологический критерий).

Вопрос 2. Расскажите, какие биологические механизмы препятствуют обмену генами между видами.
Одной из важных характеристик вида является его репродуктивная изоляция, то есть наличие механизмов, препятствующих скрещиванию с особями других видов и, следовательно, предотвращающих поток генов извне, защита генофонда от притока генов от других, включая близкородственные виды, достигается несколькими способами.
Можно выделить следующие механизмы, препятствующие обмену генами между видами:
1) разница в сроках размножения у представителей разных видов;
2) различие предпочтительных мест для разведения;
3) несоответствие конкретных стандартов сексуального поведения;
4) несоответствие ферментов акросомы (передней части головки сперматозоида) химической структуре оболочки яйца;
5) несогласованность строения половых органов у представителей разных видов;
6) нежизнеспособность или бесплодие межвидовых гибридов.
Следовательно, вид — это действительно существующая, генетически неделимая единица органического мира.

Вопрос 3. В чем причина бесплодия межвидовых гибридов?
Время размножения у близкородственных видов может не совпадать. Если время совпадает, любимые места размножения не совпадают. Например, самки одного вида лягушек гнездятся на берегу реки, другого вида — в лужах. Случайное осеменение яиц самцом другого вида исключено. У многих видов животных есть строгие брачные ритуалы. Если у одного из потенциальных партнеров для спаривания ритуал поведения отличается от данного вида, спаривание не происходит. Если, с другой стороны, происходит спаривание, сперма самца другого вида не сможет проникнуть в яйцеклетку, и яйца не будут оплодотворены. Но иногда при межвидовом скрещивании происходит оплодотворение. В этом случае полученные гибриды отличаются пониженной жизнеспособностью или оказываются бесплодными и не дают потомства. Известный пример — мул, гибрид лошади и осла. Несмотря на то, что мул вполне жизнеспособен, он бесплоден из-за нарушений мейоза: негомологичные хромосомы не конъюгируются и биваленты не образуются. Хромосомы не разделяются на разные клетки. В результате половые клетки не образуются, и организм не может оставить потомство. Перечисленные механизмы, препятствующие обмену генами между видами, имеют неодинаковую эффективность, но в сочетании в естественных условиях они создают практически непреодолимую генетическую изоляцию между видами.

Вопрос 4. Каков ареал вида?
Среда обитания — ареал распространения на земле или в различных водоемах систематической группы живых организмов. Ареал является первичным, если в нем происходило эволюционное формирование вида. Образовавшаяся территория может в дальнейшем расширяться за счет расселения особей этого вида или сокращаться из-за вымирания некоторых организмов. Для эндемичных видов среда обитания, как правило, непрерывна, а организмы более или менее равномерно распределены по территории. В других случаях интервалы становятся прерывистыми из-за географических, экологических или биологических барьеров на больших территориях. Такие же ареалы характерны для широко распространенных видов.

Вопрос 5. Каков диапазон индивидуальной активности организмов? Приведите примеры индивидуального диапазона активности растений и животных.
Диапазон индивидуальной активности — это расстояние, которое может пройти организм, в зависимости от его характеристик жизнедеятельности и физических возможностей. У растений этот радиус определяется расстоянием, на котором распространяются пыльца, семена или вегетативные части, которые могут дать начало новому растению. У улитки дальность действия составляет несколько десятков метров, у северного оленя — более ста километров, у ондатры — несколько сот метров, у первобытного человека — 15-25 км, у дуба — 100 м, у одной клубники — 1-1,5 млн т. Из-за ограниченного диапазона активности у полевок, живущих в лесу, мало шансов встретить полевок, живущих в близлежащем лесу, в период размножения. Травянистые лягушки, которые размножаются в одном озере, изолированы от лягушек в другом озере, расположенном в нескольких километрах от первого озера. В обоих случаях изоляция неполная, поскольку отдельные полевки и лягушки могут мигрировать из одного места обитания в другое.

Вопрос 6. Численность населения? Дайте определение.
Популяция — это совокупность особей данного вида, которые занимают определенную площадь территории в пределах ареала видов, свободно скрещиваются друг с другом и частично или полностью изолированы от других популяций.
Фактически вид существует в виде популяций. Население — это элементарная единица эволюции.

Источник

В чем причина бесплодия межвидовых гибридов

Содержание статьи

• В чем причина бесплодия межвидовых гибридов
• Бесплодие: причины, диагностика и лечение
• Как получить гибрид

Что такое межвидовая гибридизация – примеры

Человек скрещивает между собой разные виды растений и животных, чтобы получить организмы с особыми и ценными для него свойствами. Например, мул, гетеротический гибрид осла и лошади, и булочка, гибрид одно- и двугорбого верблюда, обладают большой выносливостью и силой. Гибриды диких овец и тонкорунных овец дают высококачественную шерсть. Однако все межвидовые и межвидовые гибриды, как правило, бесплодны.

Почему межвидовые гибриды обычно стерильны

Причина бесплодия далеких гибридов — различие их хромосом. Каждая хромосома представлена ​​только одним гомологом, поэтому образование гомологичных (двухвалентных) пар в мейозе становится невозможным. Те мейотические фильтры, которые появляются при удаленной гибридизации, препятствуют образованию нормальных половых клеток у особей и их половому размножению.

Хромосомы разного строения у межвидовых гибридов не могут конъюгировать. При нормальном течении мейоза гомологичные пары сближаются, частично обмениваются генами, после чего расцепляются и по нитям веретена расходятся к разным полюсам делящейся клетки. При скрещивании далеких гибридов хромосомы, не имеющие пары, не расходятся на разных полюсах, а случайным образом попадают в образующиеся гаметы. Такие половые клетки обычно нежизнеспособны.

Полиплоидия как метод преодоления бесплодия межвидовых гибридов

Один из основных методов преодоления бесплодия межвидовых гибридов — полиплоидия. При использовании этого метода делительное веретено сознательно разрушается специальными веществами (например, ядовитым колхицином), и удвоенные хромосомы в результате остаются в одной клетке. Гомологичные хромосомы в нескольких группах родительских особей конъюгированы друг с другом, восстанавливая нормальное течение мейоза.

Полиплоидный гибрид капусты и редьки – пример успешного преодоления стерильности отдаленных гибридов

Впервые стерильность далеких гибридов полиплоидией преодолел русский генетик Г.Д. Карпеченко в 1924 г., получив межродовой гибрид редиса и капусты. Оба этих вида содержат 9 хромосом в гаплоидном наборе. Гибрид с 18 хромосомами (9 капуста и 9 редис) стерилен, так как эти хромосомы не конъюгируются в мейозе. У полиплоидного амфидиплоидного гибрида, имеющего 18 хромосом из капусты и редиса, хромосомы капусты конъюгированы с капустой, редко — с редкими. Такой гибрид, напоминающий и капусту, и редис, успешно плодоносит: его стручки представлены двумя разрезанными стручками, одна из которых похожа на капусту, а другая — на редьку.

Источник