لأول مرة قمت بتحديد معايير النوع. المعيار الكيميائي الحيوي للأنواع: التعريف والأمثلة

يتم استخدام المعيار الوراثي (الوراثي الخلوي) للأنواع، إلى جانب معايير أخرى، للتمييز بين المجموعات المنهجية الأولية وتحليل حالة الأنواع. وفي هذا المقال سنتناول خصائص المعيار، وكذلك الصعوبات التي قد يواجهها الباحث الذي يقوم بتطبيقه.

في فروع مختلفة من العلوم البيولوجية، يتم تعريف 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، قادرة على التهجين غير المحدود، وترك ذرية خصبة ومعزولة وراثيا عن مجموعات مماثلة.

يمكن تمثيل النوع من خلال مجموعة واحدة أو عدة مجموعات، وبالتالي، يكون له نطاق متكامل أو مقسم (إقليم/موطن)

اكتب التسميات

كل نوع له اسمه الخاص. وفقا لقواعد التسمية الثنائية، فهي تتكون من كلمتين: اسم وصفة. الاسم هو اسم عام، والصفة هي اسم خاص. على سبيل المثال، في اسم "Dandelion officinalis"، فإن النوع "الطبي" هو أحد ممثلي نباتات جنس "Dandelion".

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

لماذا يحتاج النوع إلى معايير؟

كارل لينيوس، الذي كان أول من أعطى الأسماء الحديثة ووصف العديد من أنواع الكائنات الحية، اعتبرها ثابتة وغير متغيرة. أي أن جميع الأفراد يتوافقون مع صورة نوع واحد، وأي انحرافات عنها تعتبر خطأ في تنفيذ فكرة النوع.

منذ النصف الأول من القرن التاسع عشر، ناقش تشارلز داروين وأتباعه مفهومًا مختلفًا تمامًا للأنواع. ووفقا له، فإن الأنواع متغيرة وغير متجانسة وتتضمن أشكالا انتقالية. إن ثبات النوع أمر نسبي، فهو يعتمد على تقلب الظروف البيئية. الوحدة الأساسية لوجود النوع هي السكان. إنه معزول تكاثريًا ويلبي المعيار الوراثي للنوع.

نظرًا لعدم تجانس الأفراد من نفس النوع، قد يكون من الصعب على العلماء تحديد هوية أنواع الكائنات الحية أو توزيعها بين المجموعات المنهجية.

المعايير المورفولوجية والوراثية للأنواع، والكيميائية الحيوية، والفسيولوجية، والجغرافية، والإيكولوجية، والسلوكية (الأخلاقية) - كل هذه مجمعات من الاختلافات بين الأنواع. إنهم يحددون عزلة المجموعات المنهجية وتمييزها الإنجابي. ومنهم يمكن تمييز نوع عن الآخر وتحديد درجة علاقتهم وموقعهم في النظام البيولوجي.

خصائص المعيار الوراثي للنوع

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

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

• نسبة طول ذراع الكروموسوم؛
• موقف السنتروميرات فيها؛
• وجود انقباضات ثانوية والأقمار الصناعية.

لن يتمكن الأفراد الذين ينتمون إلى أنواع مختلفة من التزاوج. حتى لو كان من الممكن الحصول على ذرية، كما هو الحال مع الحمار والحصان والنمر والأسد، فإن الهجينة بين الأنواع لن تكون خصبة. ويفسر ذلك حقيقة أن نصفي النمط الجيني ليسا متماثلين ولا يمكن أن يحدث الاقتران بين الكروموسومات، وبالتالي لا تتشكل الأمشاج.

في الصورة: البغل هجين عقيم من حمار وفرس.

موضوع الدراسة - النمط النووي

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

صورة مجهرية إلكترونية للكروموسومات المكثفة، والتي تسمح للشخص بتقييم شكلها وحجمها، تعكس النمط النووي. يساعد تحليل النمط النووي كجزء من دراسة المعايير الوراثية، وكذلك مقارنة الأنماط النووية مع بعضها البعض، في تحديد هوية الأنواع للكائنات الحية.

عندما يكون نوعان مثل واحد

السمة المشتركة لمعايير النوع هي أنها ليست مطلقة. وهذا يعني أن استخدام واحد منهم فقط قد لا يكون كافيًا لتحديد دقيق. الكائنات الحية التي لا يمكن تمييزها ظاهريًا عن بعضها البعض قد تكون ممثلة لأنواع مختلفة. هنا يأتي المعيار الجيني لمساعدة المورفولوجية. أمثلة على الثنائي:

1. يوجد اليوم نوعان معروفان من الفئران السوداء، تم تحديدهما سابقًا على أنهما نوع واحد بسبب الهوية الخارجية.
2. هناك ما لا يقل عن 15 نوعا من بعوض الملاريا، والتي لا يمكن تمييزها إلا من خلال التحليل الوراثي الخلوي.
3. في أمريكا الشمالية، تم العثور على 17 نوعًا من الصراصير التي لها اختلافات وراثية، ولكنها تصنف ظاهريًا كنوع واحد.
4. ويعتقد أنه من بين جميع أنواع الطيور هناك 5٪ نسخ مكررة، لتحديدها يجب استخدام المعيار الوراثي.
5. تمت إزالة الارتباك في تصنيف الأبقار الجبلية بفضل التحليل الكاريولوجي. تم تحديد ثلاثة أنواع من الأنماط النووية (الموفلون لديه 2 ن = 54، والأرجالي والأرجالي لديهما 56، والبوليات تحتوي على 58 كروموسومًا لكل منهما).

يحتوي أحد أنواع الفئران السوداء على 42 كروموسومًا، بينما يتم تمثيل النمط النووي لنوع آخر بـ 38 جزيء DNA.

عندما يكون عرض واحد مثل اثنين

بالنسبة لمجموعات الأنواع ذات مساحة كبيرة من المدى وعدد الأفراد، عندما تكون هناك عزلة جغرافية داخلها أو عندما يكون لدى الأفراد تكافؤ بيئي واسع، فإن وجود أفراد ذوي أنماط نووية مختلفة هو أمر نموذجي. هذه الظاهرة هي شكل آخر من الاستثناءات في المعايير الجينية للأنواع.

أمثلة على تعدد الأشكال الكروموسومية والجينومية شائعة في الأسماك:

• في تراوت قوس قزح، يتراوح عدد الكروموسومات من 58 إلى 64؛
• تم العثور على اثنين من الأشكال الجينية، مع 52 و54 كروموسوم، في رنجة البحر الأبيض؛
• مع مجموعة ثنائية الصبغيات مكونة من 50 كروموسومًا، يمتلك ممثلو مجموعات مختلفة من مبروك الدوع الفضي 100 (رباعي الصبغيات)، 150 (سداسي الصبغيات)، 200 (ثماني الصبغيات) كروموسومات.

توجد الأشكال متعددة الصيغ الصبغية في كل من النباتات (صفصاف الماعز) والحشرات (السوس). يمكن أن تحتوي الفئران المنزلية والجربوع على أعداد مختلفة من الكروموسومات التي لا تعد من مضاعفات المجموعة الثنائية الصبغية.

الزوجي حسب النمط النووي

قد يكون لدى ممثلي الفئات والأنواع المختلفة أنماط نووية لها نفس عدد الكروموسومات. هناك الكثير من هذه المصادفات بين ممثلي نفس العائلات والأجناس:

1. لدى الغوريلا وإنسان الغاب والشمبانزي نمط نووي يتكون من 48 كروموسومًا. لا يمكن تحديد الاختلافات من خلال المظهر، وهنا تحتاج إلى مقارنة ترتيب النيوكليوتيدات.
2. هناك اختلافات طفيفة في الأنماط النووية لبيسون أمريكا الشمالية والبيسون الأوروبي. كلاهما يحتوي على 60 كروموسومًا في المجموعة الثنائية الصبغية. سيتم تصنيفها كنوع واحد إذا تم تحليلها فقط وفقًا للمعايير الجينية.
3. توجد أيضًا أمثلة على التوائم الجينية بين النباتات، خاصة داخل العائلات. من بين الصفصاف، من الممكن الحصول على الهجينة بين الأنواع.

لتحديد الاختلافات الدقيقة في المادة الوراثية في هذه الأنواع، من الضروري تحديد تسلسل الجينات والترتيب الذي يتم به إدخالها.

تأثير الطفرات على تحليل المعايير

يمكن تغيير عدد الكروموسومات في النمط النووي نتيجة للطفرات الجينومية - اختلال الصيغة الصبغية أو اختلال الصيغة الصبغية.

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

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

كقاعدة عامة، لا تبدأ الزيجوتات ذات العدد المنخفض من الكروموسومات في التفتت. وقد يتبين أن الكائنات متعددة الجسيمات (ذات الكروموسومات "الإضافية") قابلة للحياة. في حالة التثلث الصبغي (2ن+1) أو الخماسي (2ن+3)، فإن العدد الفردي للكروموسومات يشير إلى وجود شذوذ. يمكن أن يؤدي رباعي (2ن+2) إلى خطأ فعلي في تحديد النوع بناءً على المعايير الجينية.

يمكن أيضًا أن يؤدي تكاثر النمط النووي - متعدد الصبغيات - إلى تضليل الباحث عندما يمثل النمط النووي للمتحول مجموع عدة مجموعات ثنائية الصبغيات من الكروموسومات.

صعوبة المعيار: الحمض النووي بعيد المنال

يبلغ قطر شريط DNA في الحالة غير الملتوية 2 نانومتر. يحدد المعيار الوراثي النمط النووي في الفترة التي سبقت انقسام الخلايا، عندما يتم حلزون جزيئات الحمض النووي الرقيقة بشكل متكرر (تكثيفها) وتشكل هياكل كثيفة على شكل قضيب - الكروموسومات. يبلغ سمك الكروموسوم في المتوسط ​​700 نانومتر.

عادة ما تكون مختبرات المدارس والجامعات مجهزة بمجاهر ذات تكبير منخفض (من 8 إلى 100)، ولا يمكن فحص تفاصيل النمط النووي فيها. بالإضافة إلى ذلك، تسمح لك دقة المجهر الضوئي برؤية الأشياء التي لا يقل طولها عن نصف طول أقصر موجة ضوئية على الإطلاق، حتى بأعلى درجة تكبير. أقصر طول هو للموجات أرجواني(400 نانومتر). وهذا يعني أن أصغر جسم يمكن رؤيته بالمجهر الضوئي سيكون طوله 200 نانومتر.

وتبين أن الكروماتين الملون منزوع التكثيف سيظهر كمناطق غائمة، وستكون الكروموسومات مرئية بدون تفاصيل. يسمح لك المجهر الإلكتروني بدقة 0.5 نانومتر برؤية الأنماط النووية المختلفة ومقارنتها بوضوح. وبالنظر إلى سمك الحمض النووي الخيطي (2 نانومتر)، فإنه سيكون مرئيا بوضوح تحت مثل هذا الجهاز.

المعيار الوراثي الخلوي في المدرسة

للأسباب الموضحة أعلاه، فإن استخدام المستحضرات الدقيقة في العمل المختبري بناءً على المعيار الوراثي للأنواع هو أمر غير مناسب. في المهام، يمكنك استخدام صور الكروموسومات التي تم الحصول عليها تحت المجهر الإلكتروني. للراحة، يتم دمج الكروموسومات الفردية في الصورة في أزواج متجانسة وترتيبها بالترتيب. هذا الرسم البياني يسمى كاريوجرام.

تعيين عينة للعمل المختبري

يمارس. انظر إلى الصور الفوتوغرافية المحددة للأنماط النووية، وقارنها واستنتج ما إذا كان الأفراد ينتمون إلى نوع واحد أو نوعين.

صور للأنماط النووية للمقارنة في العمل المختبري.

العمل على مهمة. حساب العدد الإجمالي للكروموسومات في كل صورة النمط النووي. إذا كانت متطابقة، قارنها مظهر. إذا لم يكن مخططًا كاريوجراميًا، فمن بين الكروموسومات ذات الطول المتوسط، ابحث عن الأقصر والأطول في كلتا الصورتين، وقارنهما حسب الحجم وموقع السنتروميرات. استخلص استنتاجًا حول الاختلافات/أوجه التشابه بين الأنماط النووية.

أجوبة المهمة:

1. إذا تطابق عدد وحجم وشكل الكروموسومات، فإن الفردين اللذين قدمت مادتهما الوراثية للدراسة ينتميان إلى نفس النوع.
2. إذا كان عدد الكروموسومات يختلف بعامل اثنين، وتم العثور على كروموسومات من نفس الحجم والشكل في كلتا الصورتين، فمن المرجح أن الأفراد ممثلون لنفس النوع. ستكون هذه أنماطًا نووية للأشكال الثنائية والرباعية الصبغية.
3. إذا كان عدد الكروموسومات ليس هو نفسه (يختلف بمقدار واحد أو اثنين)، ولكن بشكل عام يكون شكل وحجم الكروموسومات في كلا النمطين النوويين متماثلين، نحن نتحدث عنحول الأشكال الطبيعية والمتحولة لنوع واحد (ظاهرة اختلال الصيغة الصبغية).
4. إذا كان عدد الكروموسومات مختلفا، فضلا عن التناقض بين خصائص الحجم والشكل، فإن المعيار سيصنف الأفراد المقدمين إلى نوعين مختلفين.

يجب أن يشير الاستنتاج إلى ما إذا كان من الممكن تحديد هوية الأنواع للأفراد بناءً على المعيار الجيني (وفقط).

الجواب: هذا مستحيل، لأن أي معيار للأنواع، بما في ذلك المعايير الجينية، له استثناءات ويمكن أن يعطي نتيجة تحديد خاطئة. لا يمكن ضمان الدقة إلا من خلال تطبيق مجموعة من معايير النوع.

منظر. اكتب المعايير

فيرتيانوف إس يو.

عادة ما يكون من السهل جدًا التمييز بين الأصناف فوق النوعية، لكن التحديد الواضح للأنواع نفسها يواجه صعوبات معينة. تشغل بعض الأنواع موائل (مناطق) منفصلة جغرافيًا، وبالتالي لا تتزاوج، ولكنها تنتج ذرية خصبة في ظل ظروف اصطناعية. إن تعريف لينيه المختصر للنوع على أنه مجموعة من الأفراد الذين يتزاوجون بحرية وينتجون ذرية خصبة لا ينطبق على الكائنات الحية التي تتكاثر توالدًا عذريًا أو لا جنسيًا (البكتيريا والحيوانات وحيدة الخلية، والعديد من النباتات العليا)، وكذلك على الأشكال المنقرضة.

تسمى مجموعة الخصائص المميزة للأنواع بمعيارها.

يعتمد المعيار المورفولوجي على تشابه الأفراد من نفس النوع من حيث مجموعة من العوامل الخارجية و الهيكل الداخلي. يعد المعيار المورفولوجي أحد المعايير الرئيسية، ولكن في بعض الحالات لا يكون التشابه المورفولوجي كافيا. وكان يُطلق على بعوضة الملاريا في السابق اسم ستة أنواع متشابهة غير عابرة، منها واحد فقط يحمل الملاريا. هناك ما يسمى بالأنواع التوأم. هناك نوعان من الفئران السوداء، لا يمكن تمييزهما عمليا في المظهر، ويعيشان بشكل منفصل ولا يتزاوجان. الذكور من العديد من المخلوقات، مثل الطيور (مصارعة الثيران، الدراج)، تبدو قليلة مثل الإناث. تختلف ثعابين البحر البالغة من الذكور والإناث اختلافًا كبيرًا لدرجة أن العلماء لمدة نصف قرن قد وضعوها في أجناس مختلفة، وأحيانًا حتى في عائلات ورتب فرعية مختلفة.

المعيار الفسيولوجي والكيميائي الحيوي

لأنه يقوم على تشابه العمليات الحياتية للأفراد من نفس النوع. بعض أنواع القوارض لديها القدرة على السبات، والبعض الآخر لا يفعل ذلك. تختلف العديد من الأنواع النباتية ذات الصلة الوثيقة في قدرتها على تصنيع وتجميع مواد معينة. يتيح التحليل الكيميائي الحيوي التمييز بين أنواع الكائنات وحيدة الخلية التي لا تتكاثر جنسياً. على سبيل المثال، تنتج عصيات الجمرة الخبيثة بروتينات غير موجودة في أنواع أخرى من البكتيريا.

قدرات المعيار الفسيولوجي والكيميائي الحيوي لها حدود. بعض البروتينات ليس لها خصوصية الأنواع فحسب، بل لها أيضًا خصوصية فردية. هناك خصائص كيميائية حيوية متماثلة في ممثلي ليس فقط الأنواع المختلفة، ولكن حتى في الرتب والأنواع. يمكن أن تحدث العمليات الفسيولوجية بطريقة مماثلة في الأنواع المختلفة. وبالتالي، فإن معدل التمثيل الغذائي لبعض أسماك القطب الشمالي هو نفس معدل أنواع الأسماك الأخرى في البحار الجنوبية.

المعيار الوراثي

جميع الأفراد من نفس النوع لديهم نمط نووي مماثل. لدى الأفراد من الأنواع المختلفة مجموعات مختلفة من الكروموسومات، ولا يمكنهم التزاوج والعيش بشكل منفصل عن بعضهم البعض في الظروف الطبيعية. لدى النوعين الشقيقين من الفئران السوداء أعداد مختلفة من الكروموسومات - 38 و 42. تختلف الأنماط النووية للشمبانزي والغوريلا وإنسان الغاب في موقع الجينات على الكروموسومات المتماثلة. الاختلافات بين الأنماط النووية للبيسون والبيسون، والتي تحتوي على 60 كروموسومًا في مجموعتها الثنائية الصبغية، متشابهة. يمكن أن تكون الاختلافات في الجهاز الوراثي لبعض الأنواع أكثر دقة وتتكون، على سبيل المثال، من شخصية مختلفةتشغيل وإيقاف الجينات الفردية. في بعض الأحيان يكون استخدام المعايير الجينية وحده غير كاف. يجمع أحد أنواع السوسة بين الأشكال الثنائية والثلاثية والرباعية الصبغية، ويحتوي فأر المنزل أيضًا على مجموعات مختلفة من الكروموسومات، ويختلف جين البروتين النووي البشري هيستون H1 عن جين البازلاء المتماثل بنيوكليوتيد واحد فقط. في جينومات النباتات والحيوانات والبشر، تم العثور على تسلسلات الحمض النووي المتغيرة التي يمكن استخدامها للتمييز بين الإخوة والأخوات في البشر.

معيار الإنجاب

(التكاثر باللاتينية) يعتمد على قدرة أفراد النوع الواحد على إنتاج ذرية خصبة. يلعب سلوك الأفراد دورًا مهمًا أثناء العبور - طقوس التزاوج والأصوات الخاصة بالأنواع (غناء الطيور وتغريد الجنادب). بحكم طبيعة سلوكهم، يتعرف الأفراد على شريك التزاوج من جنسهم. لا يجوز للأفراد من الأنواع المتشابهة أن يتزاوجوا بسبب سلوك التزاوج غير المتطابق أو مواقع التكاثر غير المتطابقة. لذلك، تفرخ إناث نوع واحد من الضفادع على طول ضفاف الأنهار والبحيرات، وآخر - في البرك. قد لا تتزاوج الأنواع المتشابهة بسبب الاختلافات موسم التزاوجأو توقيت التزاوج عند العيش في أماكن مختلفة الظروف المناخية. أوقات الإزهار المختلفة للنباتات تمنع التلقيح المتبادل وتكون بمثابة معيار للانتماء إلى أنواع مختلفة.

يرتبط معيار الإنجاب ارتباطًا وثيقًا بالمعايير الوراثية والفسيولوجية. تعتمد صلاحية الأمشاج على جدوى اقتران الكروموسوم في الانقسام الاختزالي، وبالتالي على التشابه أو الاختلاف في الأنماط النووية للأفراد المتهجين. إن الاختلاف في النشاط الفسيولوجي اليومي (نمط الحياة ليلاً أو نهارًا) يقلل بشكل كبير 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 تنتج ذرية خصبة عند التهجين. ومن بين الطيور بعض أنواع طيور الكناري والعصافير، ومن بين النباتات أنواع من الصفصاف والحور. ممثل النظام Artiodactyl، يعيش البيسون في السهوب وسهوب الغابات. أمريكا الشماليةولا يلتقي أبدًا في الظروف الطبيعية بالبيسون الذي يعيش في غابات أوروبا. في بيئة حديقة الحيوان، تنتج هذه الأنواع ذرية خصبة. هذه هي الطريقة التي تم بها استعادة سكان البيسون الأوروبيين، الذين تم إبادتهم عمليا خلال الحروب العالمية. يتزاوج الياك والماشية والدببة القطبية والبنية والذئاب والكلاب والسمور والمارتن وينتجون ذرية خصبة. في المملكة النباتية، تكون الهجينة بين الأنواع أكثر شيوعًا، بل توجد بين النباتات هجينة بين الأجيال.

المعيار البيئي الجغرافي

تشغل معظم الأنواع منطقة (منطقة) معينة و المتخصصة البيئية. ينمو الحوذان اللاذع في المروج والحقول ؛ في الأماكن المثبطة ، هناك نوع آخر شائع - الحوذان الزاحف ؛ على طول ضفاف الأنهار والبحيرات - الحوذان اللاذع. قد تختلف الأنواع المماثلة التي تعيش في نفس الموطن في بيئتها البيئية - على سبيل المثال، إذا كانت تتغذى على أطعمة مختلفة.

إن استخدام المعيار البيئي الجغرافي محدود بعدد من الأسباب. قد يكون نطاق الأنواع متقطعًا. نطاق أنواع الأرنب الجبلي هو جزر أيسلندا وأيرلندا وشمال بريطانيا العظمى وجبال الألب وشمال غرب أوروبا. وتشترك بعض الأنواع في نفس النطاق، مثل نوعين من الفئران السوداء. هناك كائنات حية منتشرة في كل مكان تقريبًا - العديد من الأعشاب الضارة وعدد من الآفات الحشرية والقوارض.

وفي بعض الأحيان تتطور مشكلة تحديد النوع إلى مشكلة علمية معقدة ويتم حلها باستخدام مجموعة من المعايير. وبالتالي، فإن النوع عبارة عن مجموعة من الأفراد الذين يشغلون منطقة معينة ويمتلكون مجموعة جينية واحدة تضمن التشابه الوراثي للخصائص المورفولوجية والفسيولوجية والكيميائية الحيوية والوراثية، والتي تتزاوج في ظل الظروف الطبيعية وتنتج ذرية خصبة.

فهرس

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

تعريف الأنواع

في جميع الأوقات، كان للباحثين المختلفين وجهات نظرهم الخاصة حول الأنواع في حد ذاتها. لم يتعرف جان بابتيست لامارك إلا على مجموعات من الأفراد الذين يعيشون في ظروف معينة، أي السكان. كارل لينيوس، رغم اعترافه بحقيقة الأنواع، أنكر حقيقة التطور.

وفقا لتشارلز داروين وأتباعه، فإن الأنواع موجودة في الواقع كمجموعة من الأفراد. يتم فصل كل نوع بشكل أو بآخر بشكل واضح عن الأنواع الأخرى وله خصائص وموائل معينة. ونتيجة للتطور، تتغير الأنواع. يسبق كل نوع سلسلة كاملة من أشكال الأسلاف، وتشكل سلسلة من السلالات.

يعطي المفهوم البيولوجي الحديث التعريف التالي للأنواع:

التعريف 1

النوع عبارة عن مجموعة من مجموعات الأفراد المتشابهين مع بعضهم البعض في البنية والوظائف والمكان في التكاثر الحيوي (المكان البيئي)، الذين يسكنون جزءًا معينًا من المحيط الحيوي (المنطقة)، ويتزاوجون بحرية، وينتجون ذرية خصبة ولا تهجين مع الأنواع الأخرى.

ولكن في مؤخراتمت مراجعة الأطروحة حول استحالة التهجين مع الأنواع الأخرى. لقد توقف العلماء عن النظر إلى الأنواع على أنها أنظمة مغلقة وراثيا. يمكن لبعض الأنواع أن تتزاوج وتنتج ذرية هجينة خصبة. ولكن هذا ليس سوى استثناء من النمط العام.

اكتب المعايير

من أجل التمييز بوضوح بين نوع وآخر، طور علماء التصنيف (المصنفون) قائمة واضحة من القواعد والخصائص. وتسمى هذه الخصائص معايير الأنواع. دعونا نلقي نظرة فاحصة عليهم.

• يعتمد المعيار المورفولوجي على تحليل وجود أو عدم وجود تشابه في الخصائص الخارجية أو الداخلية للأفراد من نفس النوع (من بنية الكروموسومات إلى السمات الهيكلية للأعضاء الفردية وأجزائها). تسمى الخصائص المورفولوجية الفريدة لنوع معين بالتشخيص.
• المعيار الوراثي هو عدد الكروموسومات المميزة لكل نوع وحجمها وشكلها. يتيح هذا المعيار الحكم على الخصائص الرئيسية الرئيسية للأنواع.
• يعتمد المعيار الفسيولوجي على تحليل أوجه التشابه والاختلاف في عمليات حياة الكائنات الحية. وتشمل هذه القدرة على البور وإنجاب ذرية خصبة.
• المعيار الكيميائي الحيوي هو ملامح هيكل وتكوين الجزيئات الكبيرة (البروتينات في المقام الأول) وبالطبع التفاعلات الكيميائية، سمة 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 ذات الصلة الوثيقة. لكن هذا المعيار لا يمكن أن يكون حاسما، نظرا لوجود أنواع. يتم توزيعها في كل مكان (غالبًا بمساعدة الإنسان) - على سبيل المثال، بعض القوارض أو الآفات الحشرية.
• وينطوي المعيار البيئي على مجموعة من العوامل بيئة خارجية، حيث تعيش الأنواع. الظروف المعيشية في كل مكان على حدة 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 الهوية النوعية للفرد بشكل واضح وموثوق، لا يكفي استخدام أي معيار واحد. فقط مزيجها والتأكيد المتبادل يمكن أن يعطي وصفًا حقيقيًا للأنواع.

سلامة الأنواع

كما نعلم بالفعل، توجد الأنواع في شكل مجموعات. كل من هؤلاء السكان، تحت تأثير القوى الدافعة للتطور، تكيفوا مع الحياة في ظروف معينة (متكيفة). بفضل هذا الظرف، يتكون النوع من العديد من السكان. وتحتل مساحة واسعة، على الرغم من تنوع الظروف الطبيعية داخل حدودها.

ملاحظة 2

ولكن على الرغم من هذا، أي نوع، كلاهما يتكون من سكان واحد ويتكون منهم كمية كبيرة، يشكل كلا واحدا. يتم تحقيق هذه التكامل من خلال عزل نوع واحد عن الباقي.

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

في عملية التطور، يمكن للأفراد من كل نوع تطوير التكيف المتبادل (رعاية النسل، ونظام الاتصالات، والحماية من الأعداء). في بعض الأحيان يمكن أن تؤدي تكيفات الأنواع إلى وفاة الأفراد الأفراد، لكنها تتحول إلى ذلك مفيدة في المظهرعمومًا.

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

اكتب المعايير- هذه هي الشخصيات التصنيفية (التشخيصية) المختلفة التي تتميز بها إحدى الأنواع، ولكنها غائبة في الأنواع الأخرى. تسمى مجموعة الخصائص التي يمكن من خلالها تمييز نوع واحد بشكل موثوق عن الأنواع الأخرى بالأنواع الجذرية (NI Vavilov).

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

المعايير الأساسية للنوع

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

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

الأنواع التوأم. وبالتالي، قد تختلف الأنواع ذات الصلة الوثيقة في الخصائص الدقيقة. هناك أنواع توأم متشابهة جدًا بحيث يصعب جدًا استخدام معيار مورفولوجي للتمييز بينها. على سبيل المثال، يتم تمثيل أنواع بعوض الملاريا فعليًا بتسعة جدًا أنواع مماثلة. تختلف هذه الأنواع شكليا فقط في بنية الهياكل التناسلية (على سبيل المثال، لون البيض في بعض الأنواع رمادي ناعم، وفي أنواع أخرى - مع بقع أو خطوط)، في عدد وتفرع الشعر على أطراف اليرقات ، في حجم وشكل حراشف الجناح.

في الحيوانات، توجد أنواع توأم بين القوارض والطيور والعديد من الفقاريات السفلية (الأسماك والبرمائيات والزواحف)، والعديد من المفصليات (القشريات، العث، الفراشات، ثنائيات الأجنحة، مستقيمات الأجنحة، غشاء البكارة)، الرخويات، الديدان، تجاويف الأمعاء، الإسفنج، إلخ.

ملاحظات حول الأنواع الشقيقة (ماير، 1968).

1. لا يوجد تمييز واضح بين الأنواع الشائعة("الأنواع المورفولوجية") والأنواع التوأم: ببساطة في الأنواع التوأم، يتم التعبير عن الاختلافات المورفولوجية الحد الأدنى من الدرجة. من الواضح أن تكوين الأنواع الشقيقة يخضع لنفس القوانين التي تخضع لها الأنواع بشكل عام، والتغيرات التطورية في مجموعات الأنواع الشقيقة تحدث بنفس المعدل كما في الأنواع المورفوسية.

2. تظهر الأنواع الشقيقة، عند إخضاعها لدراسة متأنية، اختلافات في عدد من السمات المورفولوجية الصغيرة (على سبيل المثال، تختلف ذكور الحشرات التي تنتمي إلى أنواع مختلفة بشكل واضح في بنية أعضائها الجماعية).

3. إعادة هيكلة النمط الجيني (بتعبير أدق، تجمع الجينات)، مما يؤدي إلى العزلة الإنجابية المتبادلة، لا يصاحبه بالضرورة تغييرات واضحة في التشكل.

4. في الحيوانات، تكون الأنواع الشقيقة أكثر شيوعًا إذا كان للاختلافات المورفولوجية تأثير أقل على تكوين أزواج التزاوج (على سبيل المثال، إذا تم التعرف عليها باستخدام الرائحة أو السمع)؛ إذا كانت الحيوانات تعتمد أكثر على الرؤية (معظم الطيور)، فإن الأنواع التوأم تكون أقل شيوعًا.

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

وفي الوقت نفسه، هناك اختلافات مورفولوجية فردية كبيرة داخل الأنواع. على سبيل المثال، يتم تمثيل الأفعى الشائعة بالعديد من أشكال الألوان (أسود، رمادي، مزرق، أخضر، محمر وظلال أخرى). لا يمكن استخدام هذه الخصائص للتمييز بين الأنواع.

2. المعيار الجغرافي. يعتمد ذلك على حقيقة أن كل نوع يحتل منطقة معينة (أو منطقة مائية) - نطاق جغرافي. على سبيل المثال، في أوروبا، تعيش بعض أنواع بعوض الملاريا (جنس الأنوفيلة) في البحر الأبيض المتوسط، والبعض الآخر - في جبال أوروبا، وشمال أوروبا، وجنوب أوروبا.

ومع ذلك، فإن المعيار الجغرافي لا ينطبق دائمًا. يمكن أن تتداخل نطاقات الأنواع المختلفة، ثم ينتقل أحد الأنواع بسلاسة إلى نوع آخر. في هذه الحالة، يتم تشكيل سلسلة من الأنواع البديلة (الأنواع الفائقة، أو السلسلة)، والتي لا يمكن تحديد الحدود بينها إلا من خلال بحث خاص (على سبيل المثال، نورس الرنجة، النورس أسود المنقار، النورس الغربي، نورس كاليفورنيا).

3. المعيار البيئي. يعتمد ذلك على حقيقة أن نوعين لا يمكن أن يشغلا نفس المكان البيئي. وبالتالي فإن كل نوع يتميز بعلاقته الخاصة مع بيئته.

بالنسبة للحيوانات، بدلا من مفهوم "المكانة البيئية"، غالبا ما يستخدم مفهوم "المنطقة التكيفية". بالنسبة للنباتات، غالبا ما يستخدم مفهوم "منطقة edapho-phytocenotic".

منطقة التكيف- هذا نوع معين من الموائل مع مجموعة مميزة من الظروف البيئية المحددة، بما في ذلك نوع الموئل (المائي، الهواء الأرضي، التربة، الكائنات الحية) وسماته الخاصة (على سبيل المثال، في البيئة الجوية الأرضيةالموطن - الكمية الإجمالية للإشعاع الشمسي، وهطول الأمطار، والإغاثة، والدورة الجوية، وتوزيع هذه العوامل حسب الموسم، وما إلى ذلك). في الجانب الجغرافي الحيوي، تتوافق المناطق التكيفية مع أكبر أقسام المحيط الحيوي - المناطق الأحيائية، وهي عبارة عن مجموعة من الكائنات الحية مع ظروف معيشية معينة في مناطق جغرافية طبيعية شاسعة. لكن مجموعات مختلفةتستخدم الكائنات الحية الموارد البيئية بشكل مختلف وتتكيف معها بشكل مختلف. لذلك، داخل منطقة الغابات الصنوبرية النفضية المنطقة المعتدلةمن الممكن التمييز بين المناطق التكيفية للحيوانات المفترسة الكبيرة (الوشق) والحيوانات المفترسة الكبيرة (الذئب) والحيوانات المفترسة الصغيرة التي تتسلق الأشجار (الدلق) والحيوانات المفترسة الأرضية الصغيرة (ابن عرس) وما إلى ذلك. وبالتالي، فإن المنطقة التكيفية هي مفهوم بيئي يحتل موقعا وسيطا بين الموائل والمكانة البيئية.

منطقة Edapho-phytoceotic- هذه مجموعة من العوامل الحيوية (عوامل التربة في المقام الأول، والتي تعد وظيفة متكاملة للتركيب الميكانيكي للتربة، والتضاريس، وطبيعة الرطوبة، وتأثير الغطاء النباتي ونشاط الكائنات الحية الدقيقة) و العوامل الحيوية(في المقام الأول، مجموعة من الأنواع النباتية) من الطبيعة التي تشكل البيئة المباشرة للأنواع التي تهمنا.

ومع ذلك، داخل نفس النوع، يمكن لأفراد مختلفين أن يشغلوا بيئات بيئية مختلفة. وتسمى مجموعات من هؤلاء الأفراد الأنماط البيئية. على سبيل المثال، أحد الأنواع البيئية من الصنوبر الاسكتلندي يسكن المستنقعات (صنوبر المستنقعات)، وآخر - الكثبان الرملية، المناطق ذات المستوى الثالث من مصاطب غابات الصنوبر.

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

معايير نوع إضافية

4. المعيار الفسيولوجي والكيميائي الحيوي. بناءً على حقيقة أن الأنواع المختلفة قد تختلف في تكوين الأحماض الأمينية للبروتينات. وبناء على هذا المعيار، على سبيل المثال، يتم تمييز بعض أنواع النوارس (الرنجة، ذات المنقار الأسود، الغربي، الكاليفورني).

وفي الوقت نفسه، يوجد داخل النوع الواحد تباين في بنية العديد من الإنزيمات (تعدد أشكال البروتين)، وقد تحتوي الأنواع المختلفة على بروتينات مماثلة.

5. المعيار الوراثي الخلوي (النمط النووي). يعتمد ذلك على حقيقة أن كل نوع يتميز بنمط نووي معين - عدد وشكل الكروموسومات الطورية. على سبيل المثال، تحتوي جميع أنواع القمح القاسي على 28 كروموسومًا في مجموعتها الثنائية الصبغية، وتحتوي جميع أنواع القمح الطري على 42 كروموسومًا.

ومع ذلك، يمكن أن تحتوي الأنواع المختلفة على أنماط نووية متشابهة جدًا: على سبيل المثال، معظم أنواع عائلة القطط لديها 2ن=38. وفي الوقت نفسه، يمكن ملاحظة تعدد أشكال الكروموسومات داخل نوع واحد. على سبيل المثال، الموظ من الأنواع الفرعية الأوراسية لديه 2 ن = 68، وموظ الأنواع الموجودة في أمريكا الشمالية لديه 2 ن = 70 (في النمط النووي لموظ أمريكا الشمالية هناك عدد أقل من 2 مركز مركزي وأربعة أكثر مركزية مركزية). بعض الأنواع لها أعراق كروموسومية، على سبيل المثال، يمتلك الجرذ الأسود 42 كروموسومًا (آسيا، موريشيوس)، 40 كروموسومًا (سيلان)، و38 كروموسومًا (أوقيانوسيا).

6. المعيار الفسيولوجي والإنجابي. وهو يعتمد على حقيقة أن الأفراد من نفس النوع يمكن أن يتزاوجوا مع بعضهم البعض لتكوين ذرية خصبة تشبه آبائهم، ولا يتزاوج الأفراد من الأنواع المختلفة الذين يعيشون معًا، أو أن نسلهم عقيم.

ومع ذلك، فمن المعروف أن التهجين بين الأنواع غالبا ما يكون شائعا في الطبيعة: في العديد من النباتات (على سبيل المثال، الصفصاف)، وعدد من أنواع الأسماك والبرمائيات والطيور والثدييات (على سبيل المثال، الذئاب والكلاب). وفي الوقت نفسه، يمكن أن تكون هناك مجموعات داخل نفس النوع معزولة تكاثريًا عن بعضها البعض.

يعيش سلمون المحيط الهادئ (السلمون الوردي، والسلمون الصديق، وما إلى ذلك) لمدة عامين ولا يفرخ إلا قبل أن يموت. وبالتالي، فإن نسل الأفراد التي تزاوجت في عام 1990 سوف تتكاثر فقط في أعوام 1992، و1994، و1996 (العرق "الزوجي")، وأحفاد الأفراد التي تزاوجت في عام 1991 سوف تتكاثر فقط في الأعوام 1993، و1995، و1997 (العرق "الزوجي"). "سباق غريب". لا يمكن لعرق "متساوي" أن يتزاوج مع عرق "فردي".

7. المعيار السلوكي. يرتبط بالاختلافات بين الأنواع في سلوك الحيوانات. في الطيور، يُستخدم تحليل التغريد على نطاق واسع للتعرف على الأنواع. تختلف أنواع الحشرات باختلاف طبيعة الأصوات الصادرة. أنواع مختلفةتختلف اليراعات في أمريكا الشمالية في تواتر ولون ومضات الضوء الخاصة بها.

8. المعيار التاريخي. بناءً على دراسة تاريخ نوع أو مجموعة أنواع. وهذا المعيار معقد بطبيعته، لأنه يشمل تحليل مقارنالنطاقات الحديثة للأنواع والتحليل

في علم الأحياء، النوع هو مجموعة معينة من الأفراد الذين لديهم تشابه وراثي في ​​الخصائص الفسيولوجية والبيولوجية والمورفولوجية، وقادرون على التزاوج بحرية وإنتاج ذرية قابلة للحياة. الأنواع هي أنظمة وراثية مستقرة لأنها في الطبيعة مفصولة عن بعضها البعض بعدد معين من الحواجز. ويميزهم العلماء عن بعضهم البعض وفق عدد من الخصائص الأساسية. عادةً ما يتم التمييز بين المعايير التالية للأنواع: المورفولوجية والجغرافية والبيئية والجينية والفيزيائية والكيميائية الحيوية.

المعيار المورفولوجي

هذه العلامات هي العلامات الرئيسية في هذا النظام. تعتمد المعايير المورفولوجية للأنواع على الاختلافات الخارجية بين المجموعات الفردية من الحيوانات أو النباتات. يقسم هذا الشرط الكائنات الحية إلى أنواع تختلف بشكل واضح عن بعضها البعض في الخصائص المورفولوجية الداخلية أو الخارجية.

المعايير الجغرافية للأنواع

وهي تستند إلى حقيقة أن ممثلي كل نظام وراثي مستقر يعيشون في مساحات محدودة. وتسمى هذه المناطق الموائل. ومع ذلك، فإن المعيار الجغرافي لديه بعض أوجه القصور. إنها ليست عالمية بدرجة كافية للأسباب التالية. أولا، هناك بعض الأنواع العالمية التي يتم توزيعها في جميع أنحاء الكوكب (على سبيل المثال، الحوت القاتل). ثانيًا، العديد من المجموعات البيولوجية لها موائل متطابقة جغرافيًا. ثالثًا، في حالة بعض التجمعات السكانية سريعة النمو بشكل مفرط، تكون النطاقات متغيرة جدًا (على سبيل المثال، العصفور أو الذبابة المنزلية).

المعيار البيئي للأنواع

ومن المفترض أن كل نوع يتميز بخصائص معينة، مثل نوع الغذاء وتوقيت التكاثر والموطن وكل ما يحدد المكانة البيئية التي يحتلها. يعتمد هذا المعيار على افتراض أن سلوك بعض الحيوانات يختلف عن سلوك البعض الآخر.

المعيار الوراثي للأنواع

هنا تؤخذ في الاعتبار الخاصية الرئيسية لأي نوع - عزلتها الجينية عن الآخرين. النباتات والحيوانات ذات الأنظمة الوراثية المستقرة المختلفة لا تتزاوج أبدًا. وبطبيعة الحال، لا يمكن عزل نوع ما بشكل كامل عن تدفق الجينات من الأنواع ذات الصلة. ومع ذلك، في الوقت نفسه، فإنه يحافظ عمومًا على ثبات تركيبته الجينية على مدى فترة زمنية طويلة حقًا. في المكون الجيني تكمن أوضح الاختلافات بين ممثلي المجموعات البيولوجية المختلفة.

المعايير الفيزيائية والكيميائية الحيوية للأنواع

مثل هذه المعايير أيضا لا يمكن أن تكون بمثابة وسيلة موثوقة تماما للتمييز بين الأنواع، منذ العمليات البيوكيميائية الأساسية
تحدث في مجموعات مماثلة بنفس الطريقة. وبين الجميع نوع منفصلهناك عدد معين من التكيفات مع ظروف معيشية معينة، مما يؤثر على التغيرات في العمليات الكيميائية الحيوية.

الاستنتاجات

وبالتالي، من الصعب جدًا التمييز بين الأنواع بناءً على معيار واحد. لا ينبغي تحديد انتماء الفرد إلى أي نوع معين إلا من خلال مقارنة شاملة وفقًا لعدد من المعايير - كلها أو الأغلبية على الأقل. الأفراد الذين يشغلون منطقة معينة ويكونون قادرين على التزاوج بحرية مع بعضهم البعض هم مجموعة من الأنواع.