لأول مرة ، تم تحديد معايير الأنواع. معيار الأنواع البيوكيميائية: التعريف ، الأمثلة

يستخدم المعيار الجيني (الوراثي الخلوي) للأنواع ، إلى جانب الآخرين ، للتمييز بين المجموعات المنهجية الأولية ولتحليل حالة النوع. في هذه المقالة ، سننظر في خصائص المعيار ، وكذلك الصعوبات التي قد يواجهها الباحث الذي يستخدمه.

في مختلف فروع العلوم البيولوجية ، يتم تحديد الأنواع بطريقتها الخاصة. من منظور تطوري ، يمكننا القول أن النوع هو مجموعة من الأفراد الذين لديهم أوجه تشابه الهيكل الخارجيو التنظيم الداخلي، العمليات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية القادرة على التزاوج غير المحدود ، مما يترك ذرية خصبة ومعزولة وراثيًا عن مجموعات مماثلة.

يمكن تمثيل النوع بمجموعة واحدة أو عدة مجموعات ، وبالتالي ، يكون لها نطاق كامل أو مقسم (منطقة الموائل / منطقة المياه)

تسمية الأنواع

كل نوع له اسمه الخاص. وفقًا لقواعد التسمية الثنائية ، تتكون من كلمتين: اسم وصفة. الاسم هو الاسم العام ، والصفة هي الاسم المحدد. على سبيل المثال ، في اسم "Dandelion officinalis" ، يعتبر النوع "officinalis" أحد ممثلي النباتات من جنس "الهندباء".

الأفراد من الأنواع ذات الصلة داخل الجنس لديهم بعض الاختلافات في المظهر وعلم وظائف الأعضاء والتفضيلات البيئية. ولكن إذا كانت متشابهة جدًا ، فسيتم تحديد انتماء الأنواع من خلال المعيار الجيني للأنواع بناءً على تحليل الأنماط النووية.

لماذا تحتاج الأنواع إلى معايير؟

اعتبر كارل لينيوس ، الذي كان أول من أعطى أسماء حديثة ووصف أنواعًا عديدة من الكائنات الحية ، أنها غير متغيرة وغير متغيرة. أي أن جميع الأفراد يتوافقون مع صورة نوع واحد ، وأي انحرافات عنها تعتبر خطأ في تجسيد فكرة الأنواع.

منذ النصف الأول من القرن التاسع عشر ، أثبت تشارلز داروين وأتباعه مفهومًا مختلفًا تمامًا عن الأنواع. وفقًا لذلك ، فإن الأنواع قابلة للتغيير وغير متجانسة وتتضمن أشكالًا انتقالية. ثبات النوع نسبي ، فهو يعتمد على تنوع الظروف البيئية. الوحدة الأولية لوجود النوع هي العشيرة. إنه معزول تكاثريًا ويتوافق مع المعيار الجيني للأنواع.

نظرًا لعدم تجانس الأفراد من نفس النوع ، قد يكون من الصعب على العلماء تحديد انتماء الكائنات الحية أو توزيعها بين مجموعات منتظمة.

المعايير المورفولوجية والوراثية للأنواع ، الكيمياء الحيوية ، الفسيولوجية ، الجغرافية ، البيئية ، السلوكية (الأخلاقية) - كل هذه مجمعات من الاختلافات بين الأنواع. يحددون عزل المجموعات المنهجية وتقديرها الإنجابي. ومن خلالهم يمكن تمييز نوع عن الآخر ، لتحديد درجة علاقتهم وموقعهم في النظام البيولوجي.

خصائص المعيار الجيني للأنواع

جوهر هذه السمة هو أن جميع الأفراد من نفس النوع لديهم نفس النمط النووي.

النمط النووي هو نوع من "جواز السفر" الكروموسومي للكائن الحي ، يتم تحديده من خلال عدد الكروموسومات الموجودة في الخلايا الجسدية الناضجة للجسم وحجمها وخصائصها الهيكلية:

• نسبة طول ذراعي الكروموسومات ؛
• موقع السنتروميرات فيها ؛
• وجود قيود ثانوية وأقمار صناعية.

لن يتمكن الأفراد الذين ينتمون إلى أنواع مختلفة من التزاوج. حتى لو كان من الممكن إنتاج ذرية ، كما هو الحال مع حمار وحصان ، ونمر وأسد ، فلن تكون الهجينة متعددة الأنواع غزيرة الإنتاج. هذا يرجع إلى حقيقة أن نصفي التركيب الوراثي ليسا متماثلين ولا يمكن أن يحدث الاقتران بين الكروموسومات ، لذلك لا تتشكل الأمشاج.

في الصورة: البغل هجين معقم من حمار وفرس.

موضوع الدراسة - النمط النووي

يتم تمثيل النمط النووي البشري بـ 46 كروموسوم. في معظم الأنواع التي تمت دراستها ، يقع عدد جزيئات الحمض النووي الفردية في النواة التي تشكل الكروموسومات ضمن نطاق 12-50. ولكن هناك استثناءات. ذبابة الفاكهة تحتوي على 8 كروموسومات في نواة الخلية ، والممثل الصغير لعائلة Lepidoptera Lysandra لديه مجموعة كروموسوم ثنائية الصبغيات من 380.

يعكس الرسم المجهر الإلكتروني للكروموسومات المكثفة ، والذي يسمح للشخص بتقييم شكلها وحجمها ، النمط النووي. يساعد تحليل النمط النووي كجزء من دراسة المعيار الجيني ، وكذلك مقارنة الأنماط النووية مع بعضها البعض ، في تحديد أنواع الكائنات الحية.

عندما يكون نوعان واحد

السمة المشتركة لمعايير العرض هي أنها ليست مطلقة. هذا يعني أن استخدام واحد منهم فقط قد لا يكون كافياً لتحديد دقيق. الكائنات الحية التي لا يمكن تمييزها ظاهريًا عن بعضها البعض قد تكون ممثلين لأنواع مختلفة. هنا يأتي المعيار المورفولوجي لمساعدة المعيار الجيني. أمثلة مزدوجة:

1. حتى الآن ، يُعرف نوعان من الفئران السوداء ، والتي تم تعريفها سابقًا على أنها نوع واحد بسبب هويتها الخارجية.
2. هناك ما لا يقل عن 15 نوعًا من بعوض الملاريا لا يمكن تمييزها إلا من خلال التحليل الخلوي الوراثي.
3. في أمريكا الشمالية ، تم العثور على 17 نوعًا من الصراصير التي لها اختلافات وراثية ، ولكنها مرتبطة ظاهريًا بنوع واحد.
4. من المعتقد أنه من بين جميع أنواع الطيور يوجد 5 ٪ من التوائم ، ومن أجل تحديد الهوية من الضروري تطبيق معيار وراثي.
5. تم القضاء على الارتباك في تصنيف الأبقار الجبلية بفضل التحليل karyological. تم تحديد ثلاثة أنواع من الأنماط النووية (2 ن = 54 في الموفلون ، و 56 في الأرجالي والأرجالي ، و 58 كروموسومًا في المسالك البولية).

يحتوي أحد أنواع الفئران السوداء على 42 كروموسومًا ، ويمثل النمط النووي للآخر 38 جزيءًا من الحمض النووي.

عندما يكون منظر واحد مثل اثنين

بالنسبة لمجموعات الأنواع ذات المساحة الكبيرة من النطاق وعدد الأفراد ، عندما تعمل العزلة الجغرافية داخلها أو يكون للأفراد تكافؤ بيئي واسع ، يكون وجود الأفراد ذوي الأنماط النووية المختلفة أمرًا نموذجيًا. هذه الظاهرة هي نوع آخر من الاستثناءات في المعيار الجيني للأنواع.

أمثلة على الكروموسومات وتعدد الأشكال الجينومي شائعة في الأسماك:

• في تراوت قوس قزح ، يتراوح عدد الكروموسومات من 58 إلى 64 ؛
• تم العثور على اثنين من karyomorphs ، مع 52 و 54 كروموسوم ، في رنجة البحر الأبيض ؛
• مع مجموعة ثنائية الصبغيات من 50 كروموسوم ، يكون لممثلي مجموعات مختلفة من الكارب الفضي 100 (رباعي الصبغيات) ، 150 (سداسي الصبغيات) ، 200 (أوكتابلويد).

توجد أشكال تعدد الصبغيات في كل من النباتات (صفصاف الماعز) والحشرات (السوس). قد يكون لفئران المنزل والجربوع عددًا مختلفًا من الكروموسومات ليس من مضاعفات المجموعة ثنائية الصبغيات.

التوائم حسب النمط النووي

قد يكون لممثلي الفئات والأنواع المختلفة أنماط نواة بنفس عدد الكروموسومات. هناك الكثير من هذه المصادفات بين ممثلي نفس العائلات والأجناس:

1. تمتلك الغوريلا وإنسان الغاب والشمبانزي نمطًا نوويًا مكونًا من 48 كروموسومًا. في المظهر ، لم يتم تحديد الاختلافات ، وهنا تحتاج إلى مقارنة ترتيب النيوكليوتيدات.
2. لا توجد فروق ذات دلالة إحصائية في الأنماط النووية لبيسون أمريكا الشمالية وقطعة البيسون الأوروبية. كلاهما يحتوي على 60 كروموسوم في مجموعة ثنائية الصبغيات. سيتم تعيينهم لنفس النوع إذا تم إجراء التحليل فقط من خلال المعايير الجينية.
3. توجد أيضًا أمثلة على التوائم الجينية بين النباتات ، وخاصة داخل العائلات. من بين الصفصاف ، من الممكن الحصول على أنواع هجينة متعددة الأنواع.

لتحديد الاختلافات الدقيقة في المادة الجينية في مثل هذه الأنواع ، من الضروري تحديد تسلسل الجينات وترتيب تضمينها.

تأثير الطفرات على تحليل المعيار

يمكن تغيير عدد كروموسومات النمط النووي نتيجة للطفرات الجينية - اختلال الصيغة الصبغية أو الصبغيات الصبغية.

مع اختلال الصيغة الصبغية ، يظهر واحد أو أكثر من الكروموسومات الإضافية في النمط النووي ، وقد يكون هناك أيضًا عدد أقل من الكروموسومات مقارنة بالفرد الكامل. سبب هذا الانتهاك هو عدم انفصال الكروموسومات في مرحلة تكوين الأمشاج.

يوضح الشكل مثالاً على اختلال الصيغة الصبغية عند البشر (متلازمة داون).

الزيجوتات ذات العدد المنخفض من الكروموسومات ، كقاعدة عامة ، لا تشرع في الانقسام. وقد تكون الكائنات متعددة الجسيمات (ذات الصبغيات "الإضافية") قابلة للحياة. في حالة التثلث الصبغي (2n + 1) أو الخماسي (2n + 3) ، يشير عدد فردي من الكروموسومات إلى وجود شذوذ. يمكن أن يؤدي تيتراسومي (2n + 2) إلى خطأ فعلي في تحديد الأنواع حسب المعايير الجينية.

يمكن أن يؤدي أيضًا مضاعفة النمط النووي - متعدد الصبغيات - إلى تضليل الباحث عندما يكون النمط النووي الطافر هو مجموع مجموعات ثنائية الصبغيات من الكروموسومات.

تعقيد المعيار: الحمض النووي بعيد المنال

يبلغ قطر خيط DNA غير الملفوف 2 نانومتر. يحدد المعيار الجيني النمط النووي في الفترة التي تسبق انقسام الخلية ، عندما تتصاعد جزيئات الحمض النووي الرقيقة بشكل متكرر (تتكثف) وتمثل بنى كثيفة على شكل قضيب - كروموسومات. يبلغ سمك الكروموسوم في المتوسط ​​700 نانومتر.

عادة ما تكون مختبرات المدارس والجامعات مجهزة بمجاهر ذات تكبير منخفض (من 8 إلى 100) ، ولا يمكن رؤية تفاصيل النمط النووي فيها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن القدرة التحليلية للميكروسكوب الضوئي تسمح في أي وقت ، حتى أعلى نسبة تكبير ، برؤية الأشياء التي لا تقل عن نصف طول أقصر موجة ضوئية. الأمواج لها أقصر طول أرجواني(400 نانومتر). هذا يعني أن أصغر جسم مرئي في المجهر الضوئي سيكون من 200 نانومتر.

اتضح أن الكروماتين الملطخ غير المكثف سيبدو مثل المناطق الملبدة بالغيوم ، والكروموسومات ستكون مرئية بدون تفاصيل. يسمح لك المجهر الإلكتروني بدقة 0.5 نانومتر برؤية ومقارنة الأنماط المختلفة بوضوح. بالنظر إلى سمك الحمض النووي الخيطي (2 نانومتر) ، يمكن تمييزه بوضوح تحت هذا الجهاز.

معيار الوراثة الخلوية في المدرسة

للأسباب الموضحة أعلاه ، فإن استخدام المستحضرات الدقيقة في العمل المخبري وفقًا للمعيار الجيني للأنواع غير مناسب. في المهام ، يمكنك استخدام صور الكروموسومات التي تم الحصول عليها تحت المجهر الإلكتروني. لتسهيل العمل في الصورة ، يتم دمج الكروموسومات الفردية في أزواج متجانسة وترتيبها بالترتيب. مثل هذا المخطط يسمى karyogram.

تعيين عينة للعمل المخبري

يمارس. ضع في اعتبارك الصور المعطاة للأنماط النووية ، وقارنها واستنتج أن الأفراد ينتمون إلى نوع واحد أو نوعين.

صور فوتوغرافية للأنماط النووية للمقارنة في العمل المخبري.

العمل على مهمة. احسب العدد الإجمالي للكروموسومات في كل صورة من صور النمط النووي. إذا تطابقوا ، قارنهم مظهر. إذا لم يتم تقديم مخطط karyogram ، فابحث عن الأقصر والأطول بين الكروموسومات ذات الطول المتوسط ​​في كلتا الصورتين ، وقارنها وفقًا لحجم وموقع السنتروميرات. توصل إلى استنتاج حول الاختلاف / التشابه بين الأنماط النووية.

إجابات على المهمة:

1. إذا تطابق عدد الكروموسومات وحجمها وشكلها ، فإن الشخصين اللذين قدمت مادتهما الوراثية للدراسة ينتميان إلى نفس النوع.
2. إذا اختلف عدد الكروموسومات بمعامل اثنين ، ووجدت الكروموسومات من نفس الحجم والشكل في كلتا الصورتين ، فمن المرجح أن يكون الأفراد ممثلين لنفس النوع. ستكون هذه الأنماط ثنائية الصبغية ورباعية الصبغيات.
3. إذا لم يكن عدد الكروموسومات متماثلًا (يختلف بمقدار واحد أو اثنين) ، ولكن بشكل عام يكون شكل وحجم الكروموسومات لكلا النمطين النوويين متماثلين ، نحن نتكلمحول الأشكال الطبيعية والمتحولة من نفس النوع (ظاهرة اختلال الصيغة الصبغية).
4. مع وجود عدد مختلف من الكروموسومات ، بالإضافة إلى عدم تطابق خصائص الحجم والشكل ، فإن المعيار سيصنف الأفراد المقدمين على أنهم نوعان مختلفان.

في الختام ، يلزم توضيح ما إذا كان من الممكن تحديد انتماء الأنواع للأفراد بناءً على المعيار الجيني (وهو فقط).

الجواب: هذا مستحيل ، لأن معيار أي نوع ، بما في ذلك الجيني ، له استثناءات ويمكن أن يعطي نتيجة خاطئة للتحديد. لا يمكن ضمان الدقة إلا من خلال استخدام مجموعة من معايير النوع.

منظر. عرض المعايير

فيرتيانوف س.

إن التمييز بين الأصناف فوق النوعية ، كقاعدة عامة ، سهل للغاية ، لكن التمييز الواضح بين الأنواع نفسها يواجه بعض الصعوبات. تحتل بعض الأنواع مناطق منفصلة جغرافيًا من الموائل (نطاقات) وبالتالي لا تتزاوج ، ولكن في الظروف الاصطناعية تعطي نسلًا خصبًا. لا ينطبق تعريف Linnean المختصر للنوع على أنه مجموعة من الأفراد الذين يتكاثرون بحرية وينتجون ذرية خصبة على الكائنات الحية التي تتكاثر بالتوالد أو اللاجنسي (البكتيريا والحيوانات أحادية الخلية ، والعديد من النباتات العليا) ، وكذلك على الأشكال المنقرضة.

تسمى مجموعة السمات المميزة للأنواع معيارها.

يعتمد المعيار المورفولوجي على تشابه الأفراد من نفس النوع من حيث مجموعة من الخارجية و الهيكل الداخلي. المعيار المورفولوجي هو أحد المعايير الرئيسية ، لكن في بعض الحالات لا يكون التشابه المورفولوجي كافياً. تمت الإشارة سابقًا إلى بعوضة الملاريا على أنها ستة أنواع متشابهة غير متزاوجة ، منها نوع واحد فقط يحمل الملاريا. هناك ما يسمى الأنواع التوأم. يعيش نوعان من الفئران السوداء ، لا يمكن تمييزهما ظاهريًا تقريبًا ، منفصلين ولا يتزاوجان. إن ذكور العديد من المخلوقات ، مثل الطيور (طيور الثيران ، الدراج) ، تحمل ظاهريًا القليل من التشابه مع الإناث. تختلف ذكور وإناث ثعابين الذيل الخيطي البالغة لدرجة أن العلماء وضعوها لمدة نصف قرن في أجناس مختلفة ، وأحيانًا حتى في عائلات وفروع مختلفة.

المعيار الفسيولوجي والكيميائي الحيوي

يعتمد على تشابه عمليات حياة الأفراد من نفس النوع. بعض أنواع القوارض لديها القدرة على السبات ، بينما البعض الآخر لا. تختلف العديد من الأنواع النباتية ذات الصلة في قدرتها على تخليق وتراكم بعض المواد. يتيح التحليل الكيميائي الحيوي التمييز بين أنواع الكائنات أحادية الخلية التي لا تتكاثر جنسيًا. عصيات الجمرة الخبيثة ، على سبيل المثال ، تنتج بروتينات غير موجودة في أنواع أخرى من البكتيريا.

إمكانيات المعيار الفسيولوجي والكيميائي الحيوي محدودة. لا تحتوي بعض البروتينات على أنواع فحسب ، بل تحتوي أيضًا على خصوصية فردية. هناك علامات بيوكيميائية هي نفسها في ممثلي ليس فقط الأنواع المختلفة ، ولكن حتى الطلبات والأنواع. يمكن أن تستمر العمليات الفسيولوجية بطريقة مماثلة في الأنواع المختلفة. وبالتالي ، فإن شدة التمثيل الغذائي في بعض أسماك القطب الشمالي هي نفسها في أنواع الأسماك الأخرى في البحار الجنوبية.

المعيار الجيني

جميع الأفراد من نفس النوع لديهم نفس النمط النووي. الأفراد من الأنواع المختلفة لديهم مجموعات كروموسوم مختلفة ، ولا يمكنهم التزاوج والعيش في ظروف طبيعية منفصلة عن بعضهم البعض. نوعان من الفئران السوداء لهما عدد مختلف من الكروموسومات - 38 و 42. تختلف الأنماط النووية للشمبانزي والغوريلا وإنسان الغاب في ترتيب الجينات في الكروموسومات المتجانسة. تتشابه الفروق بين الأنماط النووية للبيسون والبيسون ، والتي تحتوي على 60 كروموسومًا في المجموعة ثنائية الصبغيات. يمكن أن تكون الاختلافات في الجهاز الجيني لبعض الأنواع أكثر دقة وتتكون ، على سبيل المثال ، في شخصية مختلفةتشغيل الجينات الفردية وإيقافها. أحيانًا يكون استخدام المعيار الجيني فقط غير كافٍ. يجمع أحد أنواع السوسة بين الأشكال ثنائية الصبغية وثلاثية الصيغة الصبغية ورباعية الصبغيات ، كما يحتوي فأر المنزل أيضًا على مجموعات مختلفة من الكروموسومات ، ويختلف جين بروتين هيستون النووي البشري H1 عن جين البازلاء المتماثل بواسطة نيوكليوتيد واحد فقط. تم العثور على تسلسل الحمض النووي المتغير في جينوم النباتات والحيوانات والبشر بحيث يمكن للناس التمييز بين الإخوة والأخوات من خلالهم.

معيار الإنجاب

(التكاثر اللاتيني) يعتمد على قدرة الأفراد من نفس النوع على إنتاج ذرية خصبة. يلعب سلوك الأفراد دورًا مهمًا في العبور - طقوس التزاوج ، والأصوات الخاصة بالأنواع (أصوات العصافير ، نقيق الجراد). بحكم طبيعة السلوك ، يتعرف الأفراد على شريك الزواج من جنسهم. قد لا يتزاوج الأفراد من الأنواع المماثلة بسبب التناقضات في سلوك التزاوج أو التناقضات في مواقع التكاثر. لذلك ، تفرخ إناث نوع واحد من الضفادع على طول ضفاف الأنهار والبحيرات ، والآخر - في البرك. قد لا تتكاثر الأنواع المماثلة بسبب الاختلافات فترات التزاوجأو شروط التزاوج عند العيش في مكان مختلف الظروف المناخية. تمنع فترات الإزهار المختلفة في النباتات التلقيح المتبادل وتكون بمثابة معيار للانتماء إلى أنواع مختلفة.

يرتبط معيار الإنجاب ارتباطًا وثيقًا بالمعايير الجينية والفسيولوجية. تعتمد جدوى الأمشاج على جدوى اقتران الكروموسومات في الانقسام الاختزالي ، وبالتالي على التشابه أو الاختلاف في الأنماط النووية للأفراد العابرين. يقلل الاختلاف في النشاط الفسيولوجي اليومي (نمط الحياة أثناء النهار أو نمط الحياة الليلي) بشكل حاد من إمكانية العبور.

إن استخدام معيار التكاثر فقط لا يجعل من الممكن دائمًا التمييز بوضوح بين الأنواع. هناك أنواع يمكن تمييزها بوضوح من خلال المعايير المورفولوجية ، ولكنها ، عند عبورها ، تعطي ذرية خصبة. من الطيور ، هذه بعض أنواع الكناري ، العصافير ، من النباتات - أنواع مختلفة من الصفصاف والحور. يعيش ممثل عن رتبة أرتوداكتيل بيسون في السهوب وغابات السهوب أمريكا الشماليةولم يتم العثور عليه أبدًا في الظروف الطبيعية مع البيسون الذي يعيش في غابات أوروبا. في ظروف حديقة الحيوان ، تنتج هذه الأنواع ذرية خصبة. وهكذا ، تمت استعادة سكان البيسون الأوروبي ، الذي تم إبادته عمليا خلال الحروب العالمية. تزاوج الياك والماشية ، والدببة القطبية والبنية ، والذئاب والكلاب ، والسمور ، والمارتينز ، وتنتج ذرية خصبة. في المملكة النباتية ، تعتبر الهجينة متعددة الأنواع أكثر شيوعًا ، حتى بين النباتات توجد أنواع هجينة بين الأجيال.

المعيار البيئي والجغرافي

معظم الأنواع تحتل منطقة معينة (نطاق) و مكانة بيئية. تنمو مادة كاوية الحوذان في المروج والحقول ، وفي الأماكن الأكثر رطوبة ، هناك نوع آخر شائع - الحوذان الزاحف ، على طول ضفاف الأنهار والبحيرات - حرق الحوذان. قد تختلف الأنواع المماثلة التي تعيش في نفس النطاق في المنافذ البيئية - على سبيل المثال ، إذا كانت تأكل أطعمة مختلفة.

استخدام المعيار البيئي الجغرافي مقيد بعدد من الأسباب. قد يكون نطاق الأنواع غير مستمر. مجموعة أنواع الأرنب الأبيض هي جزر أيسلندا وأيرلندا وشمال بريطانيا العظمى وجبال الألب وشمال غرب أوروبا. بعض الأنواع لها نفس النطاق ، مثل نوعين من الفئران السوداء. هناك كائنات حية موزعة في كل مكان تقريبًا - العديد من الأعشاب الضارة وعدد من الآفات الحشرية والقوارض.

تتطور مشكلة تعريف الأنواع أحيانًا إلى مشكلة علمية معقدة ويتم حلها باستخدام مجموعة من المعايير. وبالتالي ، فإن النوع هو مجموعة من الأفراد الذين يشغلون منطقة معينة ويمتلكون مجموعة جينية واحدة ، مما يوفر تشابهًا وراثيًا للسمات المورفولوجية والفسيولوجية والكيميائية الحيوية والوراثية ، والتزاوج في ظل الظروف الطبيعية وإنتاج ذرية خصبة.

فهرس

لإعداد هذا العمل ، تم استخدام مواد من الموقع http://www.portal-slovo.ru.

تعريف الأنواع

في جميع الأوقات ، كان للباحثين المختلفين وجهات نظرهم الخاصة حول الأنواع ، على هذا النحو. لم يتعرف جان بابتيست لامارك إلا على مجموعات الأفراد الذين يعيشون في ظروف معينة ، أي السكان. بينما اعترف كارل ليني بواقع الأنواع ، إلا أنه نفى حقيقة التطور.

وفقًا لتشارلز داروين وأتباعه ، توجد الأنواع حقًا كمجموعة من الأفراد. كل نوع منفصل بشكل أو بآخر عن الأنواع الأخرى ، وله خصائص ونطاق معين. نتيجة للتطور ، تتغير الأنواع. يسبق كل نوع سلسلة كاملة من أشكال الأجداد ، مكونة سلسلة نسجية.

يعطي المفهوم البيولوجي الحديث التعريف التالي للأنواع:

التعريف 1

النوع عبارة عن مجموعة من الأفراد المتشابهين في البنية والوظائف والمكان في التكاثر الحيوي (مكانة بيئية) ، والتي تسكن جزءًا معينًا من المحيط الحيوي (النطاق) ، وتتكاثر بحرية ، وتعطي ذرية خصبة ولا تهجين مع الأنواع الأخرى.

ولكن في مؤخراتمت مراجعة الأطروحة حول استحالة التهجين مع الأنواع الأخرى. توقف العلماء عن اعتبار الأنواع أنظمة مغلقة وراثيا. يمكن لبعض الأنواع أن تتكاثر وتنتج نسلًا هجينًا خصبًا. لكن هذا مجرد استثناء من القاعدة العامة.

عرض المعايير

من أجل التمييز الواضح بين نوع وآخر ، طور علماء التصنيف (المصنفون) قائمة واضحة من القواعد والميزات. تسمى هذه السمات معايير الأنواع. دعنا نتعرف عليهم بمزيد من التفصيل.

• يعتمد المعيار المورفولوجي على تحليل وجود أو عدم وجود تشابه في السمات الخارجية أو الداخلية للأفراد من نفس النوع (من بنية الكروموسومات إلى السمات الهيكلية للأعضاء الفردية وأجزائها). تسمى السمات المورفولوجية الفريدة لنوع معين بالتشخيص.
• المعيار الجيني هو عدد الكروموسومات المميزة لكل نوع وحجمها وشكلها. هذا المعيار يجعل من الممكن الحكم على السمات الرئيسية الرئيسية للأنواع.
• يعتمد المعيار الفسيولوجي على تحليل أوجه التشابه والاختلاف في عمليات حياة الكائنات الحية. وتشمل هذه القدرة على إراحة وإنجاب ذرية خصبة.
• المعيار البيوكيميائي هو سمات بنية وتكوين الجزيئات الكبيرة (البروتينات بشكل أساسي) والمسار تفاعلات كيميائيةسمة من سمات الأفراد من هذا النوع.
• المعيار الجغرافي هو أن الأفراد من نوع واحد يشغلون جزءًا معينًا من المحيط الحيوي ، والذي يختلف عن نطاقات الأنواع وثيقة الصلة. لكن هذا المعيار لا يمكن أن يكون حاسمًا ، لأن هناك أنواعًا. فهي موجودة في كل مكان (غالبًا بمساعدة الإنسان) - على سبيل المثال ، بعض القوارض أو الآفات الحشرية.
• المعيار البيئي يعني مجموعة من العوامل بيئة خارجيةالذي تعيش فيه الأنواع. ظروف المعيشة في كل مكان منفصل فريدة ولا تضاهى. أنها تؤثر على الكائنات الحية التي تعيش هناك ، وتسبب ردود فعل تكيفية فيها. يحتل كل نوع مكانته البيئية الخاصة في التكاثر الحيوي.

ملاحظة 1

لتحديد الأنواع التي تنتمي لفرد بشكل واضح وموثوق ، لا يكفي استخدام أي معيار واحد. فقط مجموعهم ، التأكيد المتبادل يمكن أن يعطي توصيفًا حقيقيًا للأنواع.

سلامة الأنواع

كما نعلم بالفعل ، يوجد نوع في شكل مجموعات. كل من هذه المجموعات ، تحت تأثير القوى الدافعة للتطور ، تكيفت مع الحياة في ظروف معينة (متكيفة). بسبب هذا الظرف ، تتكون الأنواع من مجموعات عديدة. تحتل مساحة شاسعة بالرغم من تنوع الظروف الطبيعية بداخلها.

ملاحظة 2

ولكن ، على الرغم من ذلك ، فإن أي نوع يتكون من عشيرة واحدة ويتألف من عدد كبير، يشكل كل. تتحقق هذه السلامة من خلال عزل نوع واحد عن الباقي.

يتم تحديد سلامة النوع أيضًا من خلال الروابط بين أفراده (في قطيع ، قطيع ، عائلة). يضمن هذا النظام الكامل من الاتصالات المختلفة وجود الأنواع كنظام متكامل.

يمكن للأفراد من كل نوع في عملية التطور تطوير تكيفات متبادلة (رعاية النسل ، ونظام اتصال ، والحماية من الأعداء). في بعض الأحيان ، يمكن أن تؤدي تكيفات الأنواع إلى موت الأفراد ، لكن يتضح أنها كذلك عقل مفيدعمومًا.

يتم تحديد انتماء الأفراد إلى نوع معين على أساس عدد من المعايير.

عرض المعايير- هذه سمات تصنيفية (تشخيصية) مختلفة مميزة لنوع واحد ، ولكنها غائبة في الأنواع الأخرى. تسمى مجموعة الميزات التي يمكن من خلالها تمييز نوع ما عن الأنواع الأخرى بشكل موثوق به النوع الجذري (NI Vavilov).

تنقسم معايير النوع إلى معايير أساسية (تُستخدم لجميع الأنواع تقريبًا) وإضافية (يصعب استخدامها لجميع الأنواع).

معايير العرض الأساسية

1. المعيار المورفولوجي للأنواع. على أساس الوجود السمات المورفولوجيةمميزة لنوع واحد ولكنها غائبة في الأنواع الأخرى.

على سبيل المثال: في الأفعى العادية ، توجد فتحة الأنف في وسط درع الأنف ، وفي جميع الأفاعي الأخرى (الأنف ، آسيا الصغرى ، السهوب ، القوقاز ، الأفعى) يتم تحريك فتحة الأنف إلى حافة درع الأنف.

التوائم الأنواع. وبالتالي ، قد تختلف الأنواع وثيقة الصلة ببعضها البعض في الشخصيات الدقيقة. هناك نوعان توأمان متشابهان لدرجة أنه من الصعب للغاية استخدام المعايير المورفولوجية للتمييز بينهما. على سبيل المثال ، يتم تمثيل أنواع البعوض الملاريا في الواقع من خلال تسعة أنواع الأنواع المماثلة. تختلف هذه الأنواع شكليًا فقط في بنية الهياكل التناسلية (على سبيل المثال ، يكون لون البيض في بعض الأنواع رماديًا أملسًا ، وفي أنواع أخرى - مع وجود بقع أو خطوط) ، في عدد وتفرع الشعر على أطراف اليرقات ، في حجم وشكل حراشف الجناح.

في الحيوانات ، توجد الأنواع المزدوجة بين القوارض ، والطيور ، والعديد من الفقاريات السفلية (الأسماك ، والبرمائيات ، والزواحف) ، والعديد من المفصليات (القشريات ، والقراد ، والفراشات ، و Diptera ، و Orthoptera ، و Hymenoptera) ، والرخويات ، والديدان ، والديدان ، والإسفنج ، إلخ.

ملاحظات على الأنواع الشقيقة (Mayr ، 1968).

1. لا يوجد تمييز واضح بين الأنواع الشائعة("morphospecies") والأنواع التوأم: إنه فقط في النوعين التوأمين ، يتم التعبير عن الاختلافات المورفولوجية في الحد الأدنى من الدرجة. من الواضح أن تكوين الأنواع الشقيقة يتبع نفس أنماط الانتواع ككل ، والتغيرات التطورية في مجموعات الأنواع الشقيقة تحدث بنفس المعدل كما هو الحال في التشكل.

2. عادة ما تظهر الأنواع التوائم ، عند إخضاعها لدراسة متأنية ، اختلافات في عدد من الصفات المورفولوجية الصغيرة (على سبيل المثال ، تختلف الحشرات الذكورية التي تنتمي إلى أنواع مختلفة بوضوح في بنية الأعضاء الجماعية).

3. إعادة تنظيم النمط الجيني (على وجه التحديد ، تجمع الجينات) ، مما يؤدي إلى العزلة التناسلية المتبادلة ، لا يترافق بالضرورة مع تغيرات مرئية في التشكل.

4. في الحيوانات ، تكون الأنواع المزدوجة أكثر شيوعًا إذا كان للاختلافات المورفولوجية تأثير أقل على تكوين أزواج التزاوج (على سبيل المثال ، إذا تم استخدام حاسة الشم أو السمع في التعرف) ؛ إذا كانت الحيوانات تعتمد أكثر على البصر (معظم الطيور) ، فإن الأنواع المزدوجة تكون أقل شيوعًا.

5. استقرار التشابه المورفولوجي للأنواع التوأم يرجع إلى وجود آليات معينة للتوازن المورفوجيني.

في الوقت نفسه ، هناك اختلافات مورفولوجية فردية كبيرة داخل الأنواع. على سبيل المثال ، يتم تمثيل الأفعى الشائعة بمجموعة متنوعة من أشكال الألوان (الأسود والرمادي والأزرق والأخضر والأحمر والظلال الأخرى). لا يمكن استخدام هذه الميزات لتمييز الأنواع.

2. المعيار الجغرافي. يعتمد على حقيقة أن كل نوع يشغل منطقة معينة (أو منطقة مائية) - منطقة جغرافية. على سبيل المثال ، في أوروبا ، تسكن بعض أنواع بعوض الملاريا (جنس Anopheles) البحر الأبيض المتوسط ​​، والبعض الآخر - جبال أوروبا ، وشمال أوروبا ، وجنوب أوروبا.

ومع ذلك ، فإن المعيار الجغرافي لا ينطبق دائمًا. قد تتداخل نطاقات الأنواع المختلفة ، ثم ينتقل أحد الأنواع بسلاسة إلى نوع آخر. في هذه الحالة ، يتم تشكيل سلسلة من الأنواع غير المباشرة (الأنواع الفائقة ، أو السلسلة) ، والتي لا يمكن غالبًا تحديد الحدود بينها إلا من خلال دراسات خاصة (على سبيل المثال ، نورس الرنجة ، النورس الأسود ، النورس الغربي ، كاليفورنيا نورس).

3. المعيار البيئي. بناءً على حقيقة أن نوعين لا يمكن أن يحتلوا نفس المكانة البيئية. لذلك ، يتميز كل نوع بعلاقته الخاصة مع البيئة.

بالنسبة للحيوانات ، بدلاً من مفهوم "المكانة البيئية" ، غالبًا ما يتم استخدام مفهوم "المنطقة التكيفية". بالنسبة للنباتات ، غالبًا ما يستخدم مفهوم "منطقة edapho-phytocenotic".

منطقة التكيف- هذا نوع معين من الموائل مع مجموعة مميزة من الظروف البيئية المحددة ، بما في ذلك نوع الموطن (مائي ، أرضي - هواء ، تربة ، كائن حي) وخصائصه الخاصة (على سبيل المثال ، في البيئة الأرضية والجويةالموائل - إجمالي كمية الإشعاع الشمسي ، هطول الأمطار ، الطبوغرافيا ، دوران الغلاف الجوي ، توزيع هذه العوامل حسب الموسم ، إلخ). في الجانب الجغرافي الحيوي ، تتوافق المناطق التكيفية مع أكبر التقسيمات الفرعية للمحيط الحيوي - المناطق الأحيائية ، وهي عبارة عن مجموعة من الكائنات الحية في تركيبة مع ظروف معينة لموائلها في مناطق جغرافية - مناظر طبيعية شاسعة. لكن مجموعات مختلفةتستخدم الكائنات الحية موارد البيئة بطرق مختلفة ، تتكيف معها بطرق مختلفة. لذلك ، داخل المنطقة الأحيائية لمنطقة الغابات الصنوبرية النفضية منطقة معتدلةمن الممكن التمييز بين المناطق التكيفية للحيوانات المفترسة الكبيرة (الوشق) ، والحيوانات المفترسة الكبيرة (الذئب) ، والحيوانات المفترسة الصغيرة لتسلق الأشجار (الدلق) ، والحيوانات المفترسة الأرضية الصغيرة (ابن عرس) ، إلخ. وبالتالي ، فإن المنطقة التكيفية هي مفهوم بيئي يحتل موقعًا وسيطًا بين الموطن والمكانة البيئية.

منطقة Edapho-phytocenotic- هذه مجموعة من العوامل الحيوية (عوامل التربة بشكل أساسي ، والتي تعد وظيفة متكاملة للتركيب الميكانيكي للتربة ، والتضاريس ، وطبيعة الرطوبة ، وتأثير الغطاء النباتي ونشاط الكائنات الحية الدقيقة) و العوامل الحيوية(أولاً وقبل كل شيء ، مجموع الأنواع النباتية) من الطبيعة ، والتي تشكل البيئة المباشرة للأنواع التي تهمنا.

ومع ذلك ، ضمن نفس النوع ، يمكن للأفراد المختلفين شغل أماكن بيئية مختلفة. تسمى مجموعات هؤلاء الأفراد بالأنماط البيئية. على سبيل المثال ، يسكن نوع بيئي واحد من الصنوبر الاسكتلندي المستنقعات (صنوبر المستنقعات) ، والآخر - الكثبان الرملية، الثالثة - المسطحة من المدرجات الحرجية.

غالبًا ما تسمى مجموعة الأنماط البيئية التي تشكل نظامًا جينيًا واحدًا (على سبيل المثال ، قادرة على التزاوج مع بعضها البعض لتكوين ذرية كاملة) بالبيئة البيئية.

معايير العرض الإضافية

4. المعيار الفسيولوجي والكيميائي الحيوي. يعتمد على حقيقة أن الأنواع المختلفة يمكن أن تختلف في تكوين الأحماض الأمينية للبروتينات. بناءً على هذا المعيار ، على سبيل المثال ، يتم تمييز بعض أنواع النوارس (الفضة ، كلوشا ، الغربية ، كاليفورنيا).

في نفس الوقت ، داخل الأنواع ، هناك تباين في بنية العديد من الإنزيمات (تعدد أشكال البروتين) ، وقد تحتوي الأنواع المختلفة على بروتينات متشابهة.

5. معيار الوراثة الخلوية (النمط النووي). يعتمد على حقيقة أن كل نوع يتميز بنمط نووي معين - عدد وشكل كروموسومات الطور. على سبيل المثال ، تحتوي جميع أنواع القمح الصلب على 28 كروموسومًا في مجموعة ثنائية الصبغيات ، و 42 كروموسومًا في جميع أنواع القمح اللين.

ومع ذلك ، يمكن أن تمتلك الأنواع المختلفة أنماطًا متشابهة جدًا: على سبيل المثال ، تحتوي معظم أنواع عائلة القطط على 2 ن = 38. في الوقت نفسه ، يمكن ملاحظة تعدد الأشكال الكروموسومات داخل نفس النوع. على سبيل المثال ، في الأيائل من الأنواع الفرعية الأوراسية 2 ن = 68 ، وفي الأيائل من الأنواع في أمريكا الشمالية 2 ن = 70 (في النمط النووي لأيائل أمريكا الشمالية ، هناك عدد 2 أقل من القياسات المترية و 4 مراكز أخرى أكثر). بعض الأنواع لها أجناس كروموسوم ، على سبيل المثال ، في الجرذ الأسود - 42 كروموسوم (آسيا ، موريشيوس) ، 40 كروموسوم (سيلان) و 38 كروموسوم (أوقيانوسيا).

6. المعيار الفسيولوجي والإنجابي. ويستند إلى حقيقة أن الأفراد من نفس النوع يمكن أن يتزاوجوا مع بعضهم البعض مع تكوين ذرية خصبة مماثلة لوالديهم ، وأن الأفراد من الأنواع المختلفة الذين يعيشون معًا لا يتزاوجون مع بعضهم البعض ، أو أن نسلهم عقيم.

ومع ذلك ، فمن المعروف أن التهجين بين الأنواع غالبًا ما يكون شائعًا في الطبيعة: في العديد من النباتات (على سبيل المثال ، الصفصاف) ، يوجد عدد من أنواع الأسماك والبرمائيات والطيور والثدييات (على سبيل المثال ، الذئب والكلب). في نفس الوقت ، داخل نفس النوع ، قد تكون هناك مجموعات معزولة تكاثريًا عن بعضها البعض.

يعيش سمك السلمون الباسيفيكي (السلمون الوردي ، السلمون الصديق ، إلخ) لمدة عامين وتفرخ قبل الموت مباشرة. وبالتالي ، فإن أحفاد الأفراد الذين تم تكاثرهم في عام 1990 سوف يتكاثرون فقط في أعوام 1992 ، 1994 ، 1996 (العرق "الزوجي") ، وأحفاد الأفراد الذين نشأوا في عام 1991 سوف يتكاثرون فقط في 1993 ، 1995 ، 1997 (العرق "الفردي" ). لا يمكن أن يتزاوج العرق "المتساوي" مع عرق "غريب".

7. المعيار الأخلاقي. يرتبط بالاختلافات بين الأنواع في السلوك عند الحيوانات. في الطيور ، يستخدم تحليل الأغنية على نطاق واسع للتعرف على الأنواع. تختلف أنواع الحشرات باختلاف طبيعة الأصوات المنتجة. أنواع مختلفةتختلف اليراعات في أمريكا الشمالية في تواتر ولون ومضات الضوء.

8. المعيار التاريخي. بناءً على دراسة تاريخ نوع أو مجموعة من الأنواع. هذا المعيار معقد بطبيعته ، لأنه يشمل تحليل مقارنالنطاقات الحديثة من الأنواع ، والتحليل

في علم الأحياء ، النوع عبارة عن مجموعة معينة من الأفراد الذين لديهم تشابه وراثي في ​​السمات الفسيولوجية والبيولوجية والمورفولوجية ، والقادرون على التزاوج بحرية وإنتاج ذرية قابلة للحياة. الأنواع هي أنظمة وراثية مستقرة ، لأنها في الطبيعة مفصولة بسلسلة من الحواجز عن بعضها البعض. يميز العلماء بينهم وفقًا لعدد من السمات الأساسية. عادة ، يتم تمييز معايير الأنواع التالية: المورفولوجية والجغرافية والبيئية والجينية والفيزيائية والكيميائية الحيوية.

المعيار الصرفي

هذه العلامات هي أهم العلامات في هذا النظام. تعتمد المعايير المورفولوجية لأحد الأنواع على الاختلافات الخارجية بين المجموعات الفردية من الحيوانات أو النباتات. تنقسم هذه الحالة إلى أنواع كائنات حية تختلف بوضوح عن بعضها البعض في السمات المورفولوجية الداخلية أو الخارجية.

المعايير الجغرافية للأنواع

وهي تستند إلى حقيقة أن ممثلي كل نظام وراثي مستقر يعيشون في مساحات محدودة. هذه المناطق تسمى المناطق. ومع ذلك ، فإن المعيار الجغرافي به بعض أوجه القصور. إنه ليس عالميًا بما يكفي للأسباب التالية. أولاً ، هناك بعض الأنواع العالمية المنتشرة في جميع أنحاء الكوكب (على سبيل المثال ، حوت أوركا). ثانيًا ، في العديد من المجاميع البيولوجية ، تتطابق النطاقات جغرافيًا. ثالثًا ، في حالة بعض المجموعات السكانية المنتشرة بسرعة كبيرة ، تكون النطاقات متغيرة جدًا (على سبيل المثال ، عصفور أو ذبابة منزلية).

المعيار البيئي للأنواع

من المفترض أن كل نوع يتميز بخصائص معينة ، مثل نوع الطعام وتوقيت التكاثر والموئل وكل ما يحدد المكانة البيئية التي تحتلها. يعتمد هذا المعيار على افتراض أن سلوك بعض الحيوانات يختلف عن سلوك البعض الآخر.

المعيار الجيني للأنواع

هذا يأخذ في الاعتبار الخاصية الرئيسية لأي نوع - عزله الوراثي عن الآخرين. تكاد لا تتزاوج النباتات والحيوانات من أنظمة وراثية مستقرة مختلفة. بالطبع ، لا يمكن عزل الأنواع تمامًا عن تدفق الجينات من الأنواع ذات الصلة. ومع ذلك ، في الوقت نفسه ، فإنه يحتفظ عمومًا بثبات تركيبته الجينية لفترة طويلة جدًا من الزمن. تكمن الاختلافات الأوضح بين ممثلي المجموعات البيولوجية المختلفة في المكون الجيني.

المعايير الفيزيائية والكيميائية الحيوية للأنواع

لا يمكن أن تكون هذه المعايير أيضًا طريقة موثوقة تمامًا للتمييز بين الأنواع ، منذ العمليات الكيميائية الحيوية الأساسية
تحدث في مجموعات مماثلة بنفس الطريقة. وبين الجميع أنواع منفصلةهناك عدد معين من التكيفات مع ظروف معيشية معينة ، مما يؤثر على التغيير في العمليات البيوكيميائية.

الاستنتاجات

وبالتالي ، وفقًا لبعض المعايير الفردية ، من الصعب جدًا التمييز بين الأنواع. يجب تحديد انتماء الفرد إلى أي نوع معين فقط من خلال مقارنة شاملة وفقًا لعدد من المعايير - كل أو على الأقل الأغلبية. الأفراد الذين يشغلون منطقة معينة ويمكنهم التزاوج بحرية مع بعضهم البعض هم مجموعة من الأنواع.