Вид і видоутворення

вид - основна структурна одиниця в системі живих організмів, якісний етап їх еволюції. Це одне з найскладніших і найважливіших понять в біології. Досить сказати, що до сих пір немає загальноприйнятого визначення поняття "вид", Як і поняття "життя".

Вперше цей термін використав англійський систематик Дж. Рей 1693 р Він розрізняв види за двома показниками (категоріям): всі особини виду мають практично однакові ознаки, і всі вони можуть вільно схрещуватися, передаючи свої ознаки нащадкам. К. Лінней розвинув вчення про вид. Він вважав види незмінними, однак допускав, що нові види можуть виникати в результаті міжвидового схрещування. В основу своєї системи Лінней поклав морфологічний критерій - відмінності в зовнішньому будову і частково в анатомії. Однак цей критерій нерідко підводив, наприклад, в першому виданні своєї "системи природи" Лінней описав селезня і качку крижні як різні види.

Сучасник Ліннея французький натураліст Ж. Бюффон вважав, що до одного виду відносяться тільки ті особини, які при схрещуванні дають плідне потомство. Міжвидові гібриди безплідні. Цей критерій нескрещиваемости згадується і зараз у багатьох визначеннях виду.

Як і Лінней, багато його сучасники вважали види незмінними. Лише Ж. Б. Ламарк, творець першого еволюційного вчення, зіткнувся з парадоксом: якщо види змінюються і один може перетворюватися в інший, то як провести між ними межу? Ламарк зробив звідси висновок, що види існують тільки в уяві систематиков, а в природі є тільки окремі особини, пов`язані один з одним поступовими переходами. Іншими словами, якщо немає чітких меж між видами, то немає і самих видів.

Ієрархія біологічної систематики восьми основних таксономічних рангів.

Систематики не могли погодитися з цим, оскільки знали, що в природі зустрічаються види і пов`язані поступовими переходами, і чітко відмежовані одна від одної. Але де ж у такому випадку проміжні форми?

На це питання відповів в 1859 р Ч. Дарвін. Його точка зору практично не відрізняється від сучасної. Дарвін не сумнівався в тимчасовому існуванні видів і писав: "... Я вважаю, що види мають досить добре визначеними межами і ні в який період не буває нерозв`язного хаосу змінюються і проміжних ланок". Але крім видів є і різновиди, що не мають між собою чіткої межі. Різновид - це починається вид, а вид - добре обособившаяся різновид. Проміжні форми між різновидами, менш пристосовані до умов середовища, вимирають відносно швидко - протягом декількох десятків або сотень поколінь.

У сучасне поняття виду входить представлення про популяцію. Популяція - це сукупність особин, що мешкають в одному місці і вільно схрещуються між собою. У популяції особливо інтенсивно йде безперервний обмін генами, підтримує її єдність. Тому вид - це група популяцій, особини яких можуть схрещуватися в природних умовах, але ізольовані від інших таких же груп - інших видів.

З цим визначенням теж не все благополучно. Як можна застосувати його для вимерлих форм, наприклад двох форм динозаврів? Ми не можемо перевірити, схрещувалися вони між собою. Непридатне воно також для видів, у яких взагалі відсутня статевий процес, а значить, і немає обміну генами. Амеби розмножуються, наприклад, тільки простим поділом, між ними немає обміну генами. Значить, у амеб стільки видів, скільки особин?

Складність також і в тому, що генетична ізоляція одного виду від іншого не абсолютна. Описані випадки гібридизації між різними видами риб, наприклад між пліткою і, лящем, і між іншими тваринами. У США є два види жаб - американська, що мешкає в лісах, і трав`яна, що за краще луки. Після зведення лісів почалася інтенсивна міжвидова гібридизація, види стали набагато ближчими один до одного за зовнішніми ознаками, але потім, через 50 років, між ними знову встановилася майже повна ізоляція. Тепер вони живуть разом, але не схрещуються, тому що в період розмноження кричать по-різному і самці і самки різних видів не впізнають один одного. Отже, ізоляція може виникнути вже після видоутворення.

Є і більш важкі для систематики випадки. Під Москвою мешкають два близьких, що не змішуються один з одним виду мишей - лісова і желтогорлая. У напрямку з півночі на південь і зі сходу на захід відмінності між ними за всіма ознаками зменшуються, і десь в Вірменії вони поводяться як легко схрещуються різновиди в межах однієї популяції! Є такі казуси серед саламандр і у деяких комах.

Різноманітність видів орхідних

відомі "ряди" і "кільця" видів. Північноамериканська жаба леопардова поширена від Канади до Флориди. Всі сусідні популяції схрещуються один з одним, але крайні члени ряду - канадські і флоридські - не утворюють плідних гібридів. Значить, це різні види, але межа між ними "розмазана" по всій території США. Ще більш дивний приклад з чайками на узбережжі Північного Льодовитого океану. Місця їх гніздівель охоплюють кільцем весь Арктичний басейн, кожна популяція може схрещуватися з сусідньої на сході і на заході. Кільце замикається в Північній Атлантиці. Його кінці - срібляста чайка і квочка, мешкаючи спільно, не схрещуються. Тільки в Ісландії вони чомусь схрещуються, і зневірені систематики виділяють ісландських чайок в самостійний вид - срібляста квочка.

Ці каверзні випадки легко пояснити, якщо згадати, що "видоутворення триває багато десятків, а то і сотні поколінь. Цей термін зазвичай у багато разів менше середнього часу існування виду. Але якщо ми виявляємо в природі проміжні форми між видами, значить, видоутворення ще не завершено.

Звідси висновок: не існує будь-якого абсолютного критерію виду, будь то морфологічні відмінності або нескрещіваемості. Іншими словами, не можна користуватися одним рецептом, виписаним раз і назавжди".

Ось якби види виникали стрибком, протягом одного покоління, відразу ізольовані, тоді такий критерій міг мати місце. Стрибкоподібним видоутворенням вважають іноді виникнення полиплоидов або ж особин з великими хромосомними перебудовами, відразу ставлять генетичний бар`єр між зміною особиною і іншими членами популяції. Але такі зміни генетичного апарату - події поодинокі. Мутировавшая особина не знайде собі пари і не залишить потомства. Цей шлях видоутворення можливий тільки у рослин, здатних розмножуватися вегетативно і самозапилюватися, і у тварин, здатних до партеногенезу. У таких організмів одинична обособившаяся особина може перетворитися в популяцію, - всі члени якої на перших порах будуть точними копіями один одного. Але чи можна її назвати новим видом? Адже вона потребує того ж комплексі зовнішніх умов, в якому потребувала вихідна популяція, звідки сталася особина-прародителька, або займає ту ж екологічну нішу.

У всіх інших організмів, для яких характерне статеве розмноження, видоутворення йде поступово. Спочатку відокремлюються різновиди, що трохи відрізняються по відношенню до різних умов зовнішнього середовища. Наприклад, одна форма озерної форелі пристосовується до харчування дрібними ракоподібними і впали у воду комахами, а інша, більша, починає хижачити. Проміжні форми між ними менш пристосовані і до тієї і до іншої екологічної ніші і не витримують конкуренції з крайніми варіантами. Йде відбір на нескрещіваемості, потік генів між формами перетворюється в тоненький струмочок, а потім остаточно перервався. Так виникають два самостійних виду, що займають різні екологічні ніші, які не схрещуються і не заважають один одному. Тому вони можуть існувати разом, не порушуючи принципу Гаузе.

Рак широкопалий (Astacus astacus). Фото Peter Fenda

Радянський вчений Г. Ф. Гаузе відкрив і довів дослідами важливий принцип: два спільно мешкають виду не можуть займати одну і ту ж екологічну нішу. Один вид неминуче витісняє інший. Так витісняє рудий тарган чорного, узкопалий рак - широкопалого, сірий щур - чорну. Принцип гауз можна назвати екологічним критерієм виду. Він дозволяє іноді розібратися в складних ситуаціях, коли вид представлений декількома екологічно різними формами, між якими можливий обмін генами. Це поліморфні, різноманітні види.

В результаті ми прийшли до висновку, що "чіткої межі між видами іноді може і не бути. Абсолютного критерію для всіх видів не існує - це визначається самим характером видоутворення. Процес переходу одного виду в інший зазвичай не скачкообразен, і генетична ізоляція між ними може не виникати (як в прикладі з американськими жабами) .. Лише зустрічаючись один з одним, такі види або виробляють різні механізми ізоляції, або ж зливаються в один, як чайки в Ісландії. Буває і навпаки - спільно мешкають види утворюють різні екологічні ніші, генетично ізольовані, а їх зовнішні відмінності зведені до мінімуму (приклад - паразити свиняча і людська аскариди). Це так звані види-двійники. В процесі роздільної еволюції вони, врешті-решт, накопичують морфологічні відмінності, і їх уже можна розрізняти. Але і той і інший шлях видоутворення - свідоцтво складного, що йде безперервно на наших очах і керованого багатьма механізмами процесу еволюції.

Джерело: Енциклопедичний словник юного біолога. Укладач Аспиз М. Е. Видавництво "Педагогіка", Москва, 1985