Po prvi put sam odredio kriterijume za vrstu. Biohemijski kriterij vrste: definicija, primjeri

Genetski (citogenetski) kriterijum vrste, zajedno sa ostalima, koristi se za razlikovanje elementarnih sistematskih grupa i analizu stanja vrste. U ovom članku ćemo razmotriti karakteristike kriterija, kao i poteškoće na koje istraživač može naići pri njegovoj primjeni.

U različitim granama biološke nauke, vrste se definišu na svoj način. Iz evolucijske perspektive, možemo reći da je vrsta skup jedinki koje imaju sličnosti vanjska struktura I unutrašnja organizacija, fiziološki i biohemijski procesi, sposobni za neograničeno ukrštanje, ostavljajući plodno potomstvo i genetski izolovano iz sličnih grupa.

Vrsta može biti predstavljena sa jednom ili više populacija i, shodno tome, imati integralni ili raščlanjeni raspon (teritorij/stanište)

Nomenklatura tipa

Svaka vrsta ima svoje ime. Prema pravilima binarne nomenklature, sastoji se od dvije riječi: imenice i pridjeva. Imenica je generičko ime, a pridjev specifično ime. Na primjer, u nazivu "Maslačak officinalis", vrsta "ljekovita" je jedan od predstavnika biljaka iz roda "Maslačak".

Jedinke srodnih vrsta unutar roda imaju neke razlike u izgledu, fiziologiji i preferencijama za životnu sredinu. Ali ako su previše slični, onda je njihov identitet određen genetskim kriterijem vrste na temelju analize kariotipova.

Zašto su vrsti potrebni kriterijumi?

Carl Linnaeus, koji je prvi dao moderna imena i opisao mnoge vrste živih organizama, smatrao ih je nepromijenjenim i nepromjenjivim. To jest, svi pojedinci odgovaraju jednoj slici vrste, a svako odstupanje od nje je greška u implementaciji ideje vrste.

Od prve polovine 19. veka, Čarls Darvin i njegovi sledbenici su se zalagali za potpuno drugačiji koncept vrste. U skladu s tim, vrsta je varijabilna, heterogena i uključuje prijelazne oblike. Konstantnost vrste je relativna i zavisi od varijabilnosti uslova sredine. Osnovna jedinica postojanja vrste je populacija. Reproduktivno je izoliran i zadovoljava genetski kriterij vrste.

S obzirom na heterogenost jedinki iste vrste, naučnicima može biti teško da odrede vrstni identitet organizama ili da ih rasporede između sistematskih grupa.

Morfološki i genetski kriteriji vrste, biohemijski, fiziološki, geografski, ekološki, bihevioralni (etološki) - sve su to kompleksi razlika između vrsta. One određuju izolaciju sistematskih grupa, njihovu reproduktivnu diskretnost. I od njih se može razlikovati jedna vrsta od druge, utvrditi stepen njihovog odnosa i položaj u biološkom sistemu.

Karakteristike genetskog kriterijuma vrste

Suština ove osobine je da sve jedinke iste vrste imaju isti kariotip.

Kariotip je vrsta hromozomskog "pasoša" organizma; određen je brojem kromosoma prisutnih u zrelim somatskim stanicama tijela, njihovom veličinom i strukturnim karakteristikama:

  • omjer dužine ruke hromozoma;
  • položaj centromera u njima;
  • prisustvo sekundarnih suženja i satelita.

Jedinke koje pripadaju različitim vrstama neće se moći ukrštati. Čak i ako je moguće dobiti potomstvo, kao kod magarca i konja, tigra i lava, tada međuvrsni hibridi neće biti plodni. To se objašnjava činjenicom da polovice genotipa nisu iste i ne može doći do konjugacije između hromozoma, pa se ne formiraju gamete.

Na fotografiji: mazga je sterilni hibrid magarca i kobile.

Predmet proučavanja - kariotip

Ljudski kariotip je predstavljen sa 46 hromozoma. U većini proučavanih vrsta, broj pojedinačnih molekula DNK u jezgru koji formiraju hromozome je u rasponu od 12 do 50. Ali postoje izuzeci. Voćna mušica Drosophila ima 8 hromozoma u jezgri ćelije, a mali predstavnik porodice Lepidoptera Lysandra ima diploidni hromozomski set od 380.

Elektronski mikrograf kondenziranih hromozoma, koji omogućava procjenu njihovog oblika i veličine, odražava kariotip. Analiza kariotipa kao dio proučavanja genetskih kriterija, kao i poređenje kariotipova međusobno, pomaže u određivanju specijskog identiteta organizama.

Kada su dvije vrste kao jedna

Zajednička karakteristika kriterijuma tipa je da oni nisu apsolutni. To znači da korištenje samo jednog od njih možda neće biti dovoljno za precizno određivanje. Organizmi koji se spolja ne razlikuju jedni od drugih mogu se pokazati predstavnicima različitih vrsta. Ovdje genetski kriterij dolazi u pomoć morfološkom. Primjeri parova:

  1. Danas su poznate dvije vrste crnih pacova, koji su ranije identificirani kao jedan zbog vanjskog identiteta.
  2. Postoji najmanje 15 vrsta malaričnih komaraca, koje se mogu razlikovati samo citogenetskom analizom.
  3. U Sjevernoj Americi je pronađeno 17 vrsta cvrčaka koji imaju genetske razlike, ali su fenotipski klasifikovani kao jedna vrsta.
  4. Smatra se da među svim vrstama ptica postoji 5% duplikata, za čiju identifikaciju se mora koristiti genetski kriterij.
  5. Zabuna u taksonomiji planinskih goveda je razjašnjena zahvaljujući kariološkoj analizi. Identifikovana su tri tipa kariotipa (mufloni imaju 2n=54, argali i argali imaju 56, urijali imaju po 58 hromozoma).

Jedna vrsta crnog štakora ima 42 hromozoma, kariotip druge predstavlja 38 molekula DNK.

Kada je jedan pogled kao dva

Za grupe vrsta sa velikim područjem rasprostranjenja i broja jedinki, kada unutar njih postoji geografska izolacija ili jedinke imaju široku ekološku valenciju, tipično je prisustvo jedinki različitih kariotipova. Ovaj fenomen je još jedna varijanta izuzetaka u genetskim kriterijumima vrste.

Primjeri hromozomskog i genomskog polimorfizma su uobičajeni kod riba:

  • kod kalifornijske pastrmke broj hromozoma varira od 58 do 64;
  • dva kariomorfa, sa 52 i 54 hromozoma, pronađena su u belomorski haringi;
  • sa diploidnim setom od 50 hromozoma, predstavnici različitih populacija karasa imaju 100 (tetraploidi), 150 (heksaploidi), 200 (oktaploidi) hromozoma.

Poliploidni oblici nalaze se i u biljkama (kozja vrba) i u insektima (žižak). Kućni miševi i gerbili mogu imati različite brojeve hromozoma koji nisu višestruki od diploidnog skupa.

Dvostruki po kariotipu

Predstavnici različitih klasa i tipova mogu imati kariotipove sa istim brojem hromozoma. Mnogo je više takvih podudarnosti među predstavnicima istih porodica i rodova:

  1. Gorile, orangutani i čimpanze imaju kariotip koji se sastoji od 48 hromozoma. Razlike se ne mogu odrediti izgledom; ovdje morate uporediti redoslijed nukleotida.
  2. Postoje male razlike u kariotipovima sjevernoameričkog i europskog bizona. Oba imaju 60 hromozoma u diploidnom setu. Oni će biti klasifikovani kao jedna vrsta ako se analiziraju samo po genetskim kriterijumima.
  3. Primjeri genetskih blizanaca također se nalaze među biljkama, posebno u porodicama. Među vrbama je moguće dobiti čak i međuvrstne hibride.

Da bi se identifikovale suptilne razlike u genetskom materijalu kod ovakvih vrsta, potrebno je odrediti sekvence gena i redosled ubacivanja.

Utjecaj mutacija na analizu kriterija

Broj hromozoma u kariotipu može se promijeniti kao rezultat genomskih mutacija - aneuploidije ili euploidije.

S aneuploidijom se u kariotipu pojavljuje jedan ili više dodatnih hromozoma, a može biti i broj hromozoma manji od broja punopravnog pojedinca. Razlog za ovaj poremećaj je neraspadanje hromozoma u fazi formiranja gameta.

Na slici je prikazan primjer aneuploidije kod ljudi (Downov sindrom).

Zigote sa smanjenim brojem hromozoma, u pravilu, ne počinju da se fragmentiraju. A polisomični organizmi (sa "dodatnim" hromozomima) mogu se pokazati kao održivi. U slučaju trisomije (2n+1) ili pentasomije (2n+3), neparan broj hromozoma će ukazivati ​​na anomaliju. Tetrasomija (2n+2) može dovesti do stvarne greške u određivanju vrste na osnovu genetskih kriterijuma.

Umnožavanje kariotipa - poliploidija - također može dovesti u zabludu istraživača kada kariotip mutanta predstavlja zbir nekoliko diploidnih setova hromozoma.

Kriterij težine: Neuhvatljiva DNK

Prečnik lanca DNK u neupletenom stanju je 2 nm. Genetski kriterij određuje kariotip u periodu koji prethodi diobi stanice, kada se tanki molekuli DNK više puta helikaliziraju (kondenziraju) i formiraju guste šipkaste strukture - hromozome. Debljina hromozoma je u prosjeku 700 nm.

Školske i univerzitetske laboratorije obično su opremljene mikroskopima sa malim uvećanjem (od 8 do 100), u njima nije moguće ispitati detalje kariotipa. Rezolucija svjetlosnog mikroskopa, osim toga, omogućava vam da vidite objekte ne manje od polovine dužine najkraćeg svjetlosnog vala pri bilo kojem, čak i najvećem povećanju. Najkraća dužina je za talase ljubičasta(400 nm). To znači da će najmanji objekt vidljiv u svjetlosnom mikroskopu biti od 200 nm.

Ispostavilo se da će se obojeni dekondenzovani kromatin pojaviti kao zamućena područja, a hromozomi će biti vidljivi bez detalja. Elektronski mikroskop rezolucije 0,5 nm omogućava vam da jasno vidite i uporedite različite kariotipove. S obzirom na debljinu filamentne DNK (2 nm), ona će biti jasno vidljiva ispod takvog uređaja.

Citogenetski kriterijum u školi

Iz gore opisanih razloga upotreba mikropreparata u laboratorijskom radu na osnovu genetskog kriterijuma vrste je neprikladna. U zadacima možete koristiti fotografije hromozoma dobijene pod elektronskim mikroskopom. Radi praktičnosti, na fotografiji su pojedinačni hromozomi kombinovani u homologne parove i poredani po redu. Ovaj dijagram se naziva kariogram.

Uzorak zadatka za laboratorijski rad

Vježbajte. Pogledajte date fotografije kariotipova, uporedite ih i donesite zaključak da li jedinke pripadaju jednoj ili dvije vrste.

Fotografije kariotipa za poređenje u laboratorijskom radu.

Rad na zadatku. Izbrojite ukupan broj hromozoma na svakoj fotografiji kariotipa. Ako se poklapaju, uporedite ih po izgled. Ako se ne radi o kariogramu, među hromozomima prosječne dužine pronađite najkraći i najduži na obje slike, usporedite ih po veličini i položaju centromera. Izvucite zaključak o razlikama/sličnostima kariotipova.

Odgovori na zadatak:

  1. Ako se broj, veličina i oblik kromosoma poklapaju, tada dvije individue čiji je genetski materijal predstavljen za proučavanje pripadaju istoj vrsti.
  2. Ako se broj hromozoma razlikuje za faktor dva, a na obje fotografije se nalaze hromozomi iste veličine i oblika, onda su najvjerovatnije jedinke predstavnici iste vrste. To će biti kariotipovi diploidnih i tetraploidnih oblika.
  3. Ako broj hromozoma nije isti (razlikuje se za jedan ili dva), ali su općenito oblik i veličina hromozoma oba kariotipa isti, mi pričamo o tome o normalnim i mutantnim oblicima jedne vrste (fenomen aneuploidije).
  4. Ukoliko je broj hromozoma različit, kao i razlika između karakteristika veličine i oblika, kriterijum će klasifikovati predstavljene jedinke kao dve različite vrste.

Zaključak mora naznačiti da li je na osnovu genetskog kriterija (i samo njega) moguće utvrditi vrsni identitet jedinki.

Odgovor: to je nemoguće, jer bilo koji kriterij vrste, uključujući genetski, ima izuzetke i može dati pogrešan rezultat određivanja. Preciznost se može garantovati samo primenom skupa kriterijuma tipa.

Pogled. Kriterijumi tipa

Vertyanov S. Yu.

Obično je prilično lako razlikovati supraspecifične svojte, ali jasno razgraničenje samih vrsta nailazi na određene poteškoće. Neke vrste zauzimaju geografski odvojena staništa (područja) i stoga se ne ukrštaju, već daju plodno potomstvo u vještačkim uvjetima. Linnaeanova kratka definicija vrste kao grupe jedinki koje se slobodno križaju i proizvode plodno potomstvo ne odnosi se na organizme koji se razmnožavaju partenogenetski ili aseksualno (bakterije i jednoćelijske životinje, mnoge više biljke), kao ni na izumrle oblike.

Skup karakterističnih karakteristika vrste naziva se njenim kriterijem.

Morfološki kriterijum se zasniva na sličnosti jedinki iste vrste u smislu skupa spoljašnjih i unutrašnja struktura. Morfološki kriterij je jedan od glavnih, ali u nekim slučajevima morfološka sličnost nije dovoljna. Komarac malarije ranije se zvao šest sličnih vrsta koje ne prelaze, od kojih samo jedna nosi malariju. Postoje takozvane vrste blizanaca. Dvije vrste crnih štakora, koje se praktički ne razlikuju po izgledu, žive odvojeno i ne križaju se. Mužjaci mnogih stvorenja, kao što su ptice (sneži, fazani), malo liče na ženke. Odrasli mužjaci i ženke jegulje su toliko različite da su ih naučnici pola stoljeća svrstavali u različite rodove, a ponekad čak i u različite porodice i podredove.

Fiziološko-biohemijski kriterijum

Temelji se na sličnosti životnih procesa jedinki iste vrste. Neke vrste glodara imaju sposobnost hiberniranja, dok druge nemaju. Mnoge blisko srodne biljne vrste razlikuju se po svojoj sposobnosti da sintetiziraju i akumuliraju određene tvari. Biohemijska analiza omogućava razlikovanje tipova jednoćelijskih organizama koji se ne razmnožavaju spolno. Bacili antraksa, na primjer, proizvode proteine ​​koji se ne nalaze u drugim vrstama bakterija.

Mogućnosti fiziološkog i biohemijskog kriterijuma imaju ograničenja. Neki proteini imaju ne samo specifičnost vrste, već i individualnu specifičnost. Postoje biohemijske karakteristike koje su iste kod predstavnika ne samo različitih vrsta, već čak i redova i tipova. Fiziološki procesi se mogu odvijati na sličan način kod različitih vrsta. Stoga je stopa metabolizma nekih arktičkih riba ista kao i kod drugih vrsta riba u južnim morima.

Genetski kriterijum

Sve jedinke iste vrste imaju sličan kariotip. Jedinke različitih vrsta imaju različite skupove hromozoma, ne mogu se ukrštati i žive odvojeno jedna od druge u prirodnim uslovima. Dvije vrste braće i sestara crnih štakora imaju različit broj hromozoma - 38 i 42. Kariotipovi čimpanza, gorila i orangutana razlikuju se po lokaciji gena na homolognim hromozomima. Razlike između kariotipova bizona i bizona, koji imaju 60 hromozoma u svom diploidnom skupu, su slične. Razlike u genetskom aparatu nekih vrsta mogu biti još suptilnije i sastoje se, na primjer, u drugačiji karakter uključivanje i isključivanje pojedinačnih gena. Upotreba samo genetskih kriterija ponekad je nedovoljna. Jedna vrsta žižaka kombinuje diploidne, triploidne i tetraploidne forme, kućni miš takođe ima različite skupove hromozoma, a gen za histon H1 ljudskog nuklearnog proteina razlikuje se od homolognog gena graška samo po jednom nukleotidu. U genomima biljaka, životinja i ljudi pronađene su takve varijabilne sekvence DNK da se mogu koristiti za razlikovanje braće i sestara kod ljudi.

Reproduktivni kriterijum

(latinski reproducere reproduc) zasniva se na sposobnosti jedinki jedne vrste da daju plodno potomstvo. Važnu ulogu prilikom ukrštanja igra ponašanje jedinki - ritual parenja, zvukovi specifični za vrstu (pjev ptica, cvrkut skakavaca). Po prirodi svog ponašanja jedinke prepoznaju partnera za parenje svoje vrste. Jedinke sličnih vrsta se možda neće križati zbog neusklađenog ponašanja parenja ili neusklađenih mjesta razmnožavanja. Dakle, ženke jedne vrste žaba mrijeste se duž obala rijeka i jezera, a druge - u lokvama. Slične vrste se možda neće križati zbog razlika sezona parenja ili vrijeme parenja kada žive u različitim klimatskim uslovima. Različita vremena cvatnje biljaka sprečavaju unakrsno oprašivanje i služe kao kriterijum za pripadnost različitim vrstama.

Reproduktivni kriterijum je usko povezan sa genetskim i fiziološkim kriterijumima. Vijabilnost gameta zavisi od izvodljivosti konjugacije hromozoma u mejozi, a samim tim i od sličnosti ili razlike u kariotipovima jedinki koje se ukrštaju. Razlika u dnevnoj fiziološkoj aktivnosti (dnevni ili noćni način života) naglo smanjuje mogućnost križanja.

Korištenje samo reproduktivnog kriterija ne omogućava uvijek jasnu razliku između vrsta. Postoje vrste koje se jasno razlikuju po morfološkim kriterijima, ali daju plodno potomstvo kada se ukrste. Među pticama su to neke vrste kanarinaca i zeba, a među biljkama su to sorte vrba i topola. Predstavnik reda artiodaktila, bizon živi u stepama i šumskim stepama. sjeverna amerika i nikada u prirodnim uslovima ne susreće bizona koji živi u evropskim šumama. U okruženju zoološkog vrta ove vrste daju plodno potomstvo. Tako je obnovljena evropska populacija bizona, koja je praktično istrijebljena tokom svjetskih ratova. Jakovi i goveda, polarni i smeđi medvjedi, vukovi i psi, samulji i kune se križaju i daju plodno potomstvo. U biljnom carstvu međuvrstni hibridi su još češći; među biljkama postoje čak i međugenerički hibridi.

Ekološko-geografski kriterijum

Većina vrsta zauzima određenu teritoriju (područje) i ekološka niša. Na livadama i poljima raste ljuti ljutik; na vlažnijim mjestima je uobičajena još jedna vrsta - puzava ljutica; duž obala rijeka i jezera - ljuta ljutica. Slične vrste koje žive u istom staništu mogu se razlikovati u ekološkim nišama - na primjer, ako se hrane različitom hranom.

Upotreba ekološko-geografskog kriterija ograničena je iz više razloga. Raspon vrste može biti diskontinuiran. Raspon vrsta planinskog zeca su ostrva Islanda i Irske, severne Velike Britanije, Alpa i severozapadne Evrope. Neke vrste dijele isti raspon, kao što su dvije vrste crnih pacova. Postoje organizmi koji su rasprostranjeni gotovo posvuda - mnogi korovi, veliki broj štetočina insekata i glodara.

Problem određivanja vrste ponekad prerasta u složen znanstveni problem i rješava se pomoću skupa kriterija. Dakle, vrsta je skup jedinki koje zauzimaju određeno područje i posjeduju jedinstveni genofond koji osigurava nasljednu sličnost morfoloških, fizioloških, biohemijskih i genetskih karakteristika, koji se u prirodnim uvjetima križaju i daju plodno potomstvo.

Bibliografija

Za pripremu ovog rada korišteni su materijali sa stranice http://www.portal-slovo.ru

Definicija vrste

U svakom trenutku, različiti istraživači su imali svoje stavove o vrsti kao takvoj. Jean-Baptiste Lamarck je prepoznao samo grupe pojedinaca koji žive u određenim uvjetima, odnosno populacije. Carl Leinaeus je, iako je priznavao stvarnost vrsta, negirao činjenicu evolucije.

Prema Charlesu Darwinu i njegovim sljedbenicima, vrste zapravo postoje kao skup jedinki. Svaka vrsta je manje-više jasno odvojena od drugih i ima određena svojstva i stanište. Kao rezultat evolucije, vrste se mijenjaju. Svakoj vrsti prethodi čitav lanac prapredak oblika, formirajući filogenetski niz.

Savremeni biološki koncept daje sljedeću definiciju vrste:

Definicija 1

Vrsta je skup populacija jedinki sličnih jedna drugoj po strukturi, funkcijama, mjestu u biogeocenozi (ekološka niša), koje naseljavaju određeni dio biosfere (područja), slobodno se križaju, daju plodno potomstvo i ne hibridiziraju se sa druge vrste.

Ali unutra U poslednje vreme revidirana je teza o nemogućnosti hibridizacije sa drugim vrstama. Naučnici su prestali da posmatraju vrste kao genetski zatvorene sisteme. Neke vrste se mogu ukrštati i proizvesti plodno hibridno potomstvo. Ali ovo je samo izuzetak od opšteg obrasca.

Kriterijumi tipa

Kako bi jasno razlikovali jednu vrstu od druge, taksonomisti (klasifikatori) su razvili jasnu listu pravila i karakteristika. Ove karakteristike se nazivaju kriterijumi vrste. Pogledajmo ih pobliže.

  • Morfološki kriterijum zasniva se na analizi prisustva ili odsustva sličnosti u spoljašnjim ili unutrašnjim karakteristikama jedinki iste vrste (od strukture hromozoma do strukturnih karakteristika pojedinih organa i njihovih delova). Morfološke karakteristike jedinstvene za određenu vrstu nazivaju se dijagnostičkim.
  • Genetski kriterij je broj hromozoma karakterističan za svaku vrstu, njihova veličina i oblik. Ovaj kriterij omogućuje prosuđivanje glavnih, ključnih karakteristika vrste.
  • Fiziološki kriterijum se zasniva na analizi sličnosti i razlika u životnim procesima organizama. To uključuje sposobnost ležanja i rađanja plodnog potomstva.
  • Biohemijski kriterijum su karakteristike strukture i sastava makromolekula (prvenstveno proteina) i tok hemijske reakcije, karakterističan za jedinke ove vrste.
  • Geografski kriterij je da jedinke jedne vrste zauzimaju određeni dio biosfere, koji se razlikuje od raspona blisko povezanih vrsta. Ali ovaj kriterij ne može biti odlučujući, jer postoje vrste. Distribuirano posvuda (često uz ljudsku pomoć) - na primjer, neki glodari ili štetnici insekata.
  • Kriterijum životne sredine podrazumeva kombinaciju faktora spoljašnje okruženje, u kojoj vrsta živi. Uslovi života u svakom pojedinačnom mestu su jedinstveni i neponovljivi. Oni utiču na organizme koji tamo žive i izazivaju adaptivne reakcije u njima. Svaka vrsta zauzima svoju ekološku nišu u biogeocenozi.

Napomena 1

Da bi se jasno i pouzdano odredio identitet vrste jedinke, nije dovoljno koristiti bilo koji kriterij. Samo njihova kombinacija i međusobna potvrda mogu dati pravi opis vrste.

Integritet vrste

Kao što već znamo, vrste postoje u obliku populacija. Svaka od ovih populacija se pod uticajem pokretačkih snaga evolucije prilagodila životu u određenim uslovima (prilagođena). Zahvaljujući ovoj okolnosti, vrsta se sastoji od brojnih populacija. Zauzima širok raspon, uprkos raznolikosti prirodnih uslova unutar svojih granica.

Napomena 2

Ali, unatoč tome, bilo koja vrsta, koja se sastoji od jedne populacije i sastavljena od njih velika količina, čini jedinstvenu celinu. Ovaj integritet se postiže izolacijom jedne vrste od ostalih.

Integritet vrste određuju i veze između njenih pojedinačnih jedinki (u jatu, krdu, porodici). Čitav ovaj sistem raznih veza osigurava postojanje vrste kao integralnog sistema.

U procesu evolucije, pojedinci svake vrste mogu razviti međusobne adaptacije (briga za potomstvo, sistem komunikacije, zaštita od neprijatelja). Ponekad adaptacije vrsta mogu dovesti do smrti pojedinačnih jedinki, ali se ispostavi da jesu korisnog izgleda općenito.

Pripadnost jedinki određenoj vrsti utvrđuje se na osnovu niza kriterijuma.

Kriterijumi tipa- to su različiti taksonomski (dijagnostički) karakteri koji su karakteristični za jednu vrstu, ali ih nema kod drugih vrsta. Skup karakteristika po kojima se jedna vrsta može pouzdano razlikovati od drugih vrsta naziva se radikalnim vrstama (N.I. Vavilov).

Kriteriji vrsta dijele se na osnovne (koji se koriste za gotovo sve vrste) i dodatne (koje je teško koristiti za sve vrste).

Osnovni kriterijumi tipa

1. Morfološki kriterij vrste. Na osnovu postojanja morfološke karakteristike, karakterističan za jednu vrstu, ali odsutan u drugim vrstama.

Na primjer: kod obične poskoke nozdrva se nalazi u središtu nosnog štita, a kod svih ostalih poskoka (nosna, maloazijska, stepska, kavkaska, poskoka) nozdrva je pomaknuta do ruba nosnog štita.

Vrsta blizanaca. Stoga se blisko srodne vrste mogu razlikovati po suptilnim karakteristikama. Postoje vrste blizanaca koje su toliko slične da je vrlo teško koristiti morfološki kriterij za njihovo razlikovanje. Na primjer, vrsta komaraca malarije zapravo je zastupljena sa devet vrlo slične vrste. Ove se vrste razlikuju morfološki samo u strukturi reproduktivnih struktura (na primjer, boja jaja kod nekih vrsta je glatko siva, kod drugih - s mrljama ili prugama), po broju i grananju dlaka na udovima ličinki , u veličini i obliku ljuski krila.

Kod životinja, vrste blizanaca nalaze se među glodarima, pticama, mnogim nižim kralježnjacima (ribe, vodozemci, gmizavci), mnogim člankonošcima (rakovi, grinje, leptiri, dvokrilci, pravokrilci, himenopteri), mekušcima, crvima, kilenonteratima, spužvama itd.

Bilješke o vrstama braće i sestara (Mayr, 1968).

1. Ne postoji jasna razlika između uobičajene vrste(“morfospecies”) i vrste blizanaca: jednostavno kod blizanačkih vrsta, morfološke razlike su izražene u minimalni stepen. Očigledno, formiranje srodnih vrsta podliježe istim zakonima kao i specijacija općenito, a evolucijske promjene u grupama srodnih i sestarskih vrsta odvijaju se istom brzinom kao i u morfospecijama.

2. Vrste braće i sestara, kada su podvrgnute pažljivom proučavanju, obično pokazuju razlike u nizu malih morfoloških karakteristika (na primjer, muški insekti koji pripadaju različitim vrstama jasno se razlikuju u strukturi svojih kopulacijskih organa).

3. Restrukturiranje genotipa (tačnije genofonda), koje dovodi do međusobne reproduktivne izolacije, nije nužno praćeno vidljivim promjenama u morfologiji.

4. Kod životinja, vrste braće i sestara su češće ako morfološke razlike imaju manji utjecaj na formiranje parova za parenje (na primjer, ako se za prepoznavanje koristi miris ili sluh); ako se životinje više oslanjaju na vid (većina ptica), tada su vrste blizanaca manje uobičajene.

5. Stabilnost morfološke sličnosti vrsta blizanaca je posljedica postojanja određenih mehanizama morfogenetske homeostaze.

Istovremeno, postoje značajne individualne morfološke razlike unutar vrsta. Na primjer, obična zmija je predstavljena mnogim oblicima boja (crna, siva, plavkasta, zelenkasta, crvenkasta i druge nijanse). Ove karakteristike se ne mogu koristiti za razlikovanje vrsta.

2. Geografski kriterij. Zasniva se na činjenici da svaka vrsta zauzima određenu teritoriju (ili vodeno područje) - geografski raspon. Na primjer, u Evropi neke vrste malaričnih komaraca (rod Anopheles) naseljavaju Mediteran, druge - planine Evrope, Sjevernu Evropu, Južnu Evropu.

Međutim, geografski kriterij nije uvijek primjenjiv. Rasponi različitih vrsta mogu se preklapati, a zatim jedna vrsta glatko prelazi u drugu. U ovom slučaju formira se lanac vikarijatnih vrsta (supervrste, odnosno serije), granice između kojih se često mogu utvrditi samo posebnim istraživanjem (na primjer, galeb haringe, galeb crnokljun, zapadni galeb, kalifornijski galeb).

3. Ekološki kriterijum. Temelji se na činjenici da dvije vrste ne mogu zauzeti istu ekološku nišu. Shodno tome, svaku vrstu karakteriše sopstveni odnos sa svojom okolinom.

Za životinje, umjesto koncepta "ekološke niše", često se koristi koncept "prilagodljive zone". Za biljke se često koristi koncept “edafo-fitocenotskog područja”.

Adaptivna zona- ovo je određena vrsta staništa sa karakterističnim skupom specifičnih uslova životne sredine, uključujući tip staništa (vodeno, kopno-vazduh, tlo, organizam) i njegove posebne karakteristike (npr. zemno-vazdušno okruženje stanište - ukupna količina sunčevog zračenja, padavina, reljef, atmosferska cirkulacija, raspodjela ovih faktora po sezoni itd.). U biogeografskom aspektu, adaptivne zone odgovaraju najvećim podjelama biosfere - biomima, koji su skup živih organizama u kombinaciji sa određenim životnim uslovima u prostranim pejzažno-geografskim zonama. kako god razne grupe organizmi drugačije koriste resurse životne sredine i drugačije im se prilagođavaju. Dakle, unutar bioma zone crnogorično-listopadnih šuma umjerena zona Mogu se razlikovati adaptivne zone velikih grabežljivaca čuvara (risa), velikih predatora koji prestižu (vuk), malih grabežljivaca koji se penju na drveće (kuna), malih kopnenih predatora (lasica) itd. Dakle, adaptivna zona je ekološki koncept koji zauzima međupoziciju između staništa i ekološke niše.

Edafo-fitocenotsko područje- to je skup bioinertnih faktora (prvenstveno faktora tla, koji su sastavna funkcija mehaničkog sastava tla, topografije, prirode vlage, uticaja vegetacije i aktivnosti mikroorganizama) i biotički faktori(prvenstveno, zbirka biljnih vrsta) prirode koje čine neposredno okruženje vrsta koje nas zanimaju.

Međutim, unutar iste vrste, različite jedinke mogu zauzimati različite ekološke niše. Grupe takvih jedinki nazivaju se ekotipovi. Na primjer, jedan ekotip bijelog bora naseljava močvare (močvarni bor), drugi - dine od pjeska, treći - zaravnjene površine terasa borove šume.

Skup ekotipova koji formiraju jedan genetski sistem (na primjer, sposobni da se međusobno ukrštaju kako bi formirali punopravno potomstvo) često se naziva ekovrsta.

Dodatni kriterijumi tipa

4. Fiziološko-biohemijski kriterijum. Na osnovu činjenice da se različite vrste mogu razlikovati u sastavu aminokiselina proteina. Na osnovu ovog kriterija, na primjer, razlikuju se neke vrste galebova (haringa, crnokljuni, zapadni, kalifornijski).

Istovremeno, unutar vrste postoji varijabilnost u strukturi mnogih enzima (polimorfizam proteina), a različite vrste mogu imati slične proteine.

5. Citogenetski (kariotipski) kriterijum. Temelji se na činjenici da svaku vrstu karakterizira određeni kariotip - broj i oblik metafaznih kromosoma. Na primjer, sve durum pšenice imaju 28 hromozoma u svom diploidnom skupu, a sve meke pšenice imaju 42 hromozoma.

Međutim, različite vrste mogu imati vrlo slične kariotipove: na primjer, većina vrsta iz porodice mačaka ima 2n=38. Istovremeno, hromozomski polimorfizam se može uočiti unutar jedne vrste. Na primjer, los euroazijske podvrste ima 2n=68, a los sjevernoameričkih vrsta ima 2n=70 (u kariotipu sjevernoameričkog losa ima 2 manje metacentrika i 4 više akrocentrika). Neke vrste imaju hromozomske rase, na primjer, crni štakor ima 42 hromozoma (Azija, Mauricijus), 40 hromozoma (Cejlon) i 38 hromozoma (Okeanija).

6. Fiziološki i reproduktivni kriterij. Zasnovan je na činjenici da se jedinke iste vrste mogu međusobno ukrštati kako bi formirale plodno potomstvo slično svojim roditeljima, a jedinke različitih vrsta koje žive zajedno se ne križaju ili su im potomci neplodni.

Međutim, poznato je da je međuspecifična hibridizacija često uobičajena u prirodi: u mnogim biljkama (na primjer, vrba), brojnim vrstama riba, vodozemaca, ptica i sisara (na primjer, vukovi i psi). Istovremeno, unutar iste vrste mogu postojati grupe koje su reproduktivno izolirane jedna od druge.

Pacifički losos (ružičasti losos, chum losos, itd.) živi dvije godine i mrijesti se tek prije uginuća. Shodno tome, potomci jedinki koje su se mrijestile 1990. godine razmnožavat će se tek 1992., 1994., 1996. godine („parna” rasa), a potomci jedinki koje su se izmrijetile 1991. godine razmnožavat će se tek 1993., 1995., 1997. godine. . neparna" rasa). “Parna” rasa se ne može ukrštati sa “neparnom”.

7. Etološki kriterij. Povezano s međuvrsnim razlikama u ponašanju kod životinja. Kod ptica se analiza pjesme široko koristi za prepoznavanje vrsta. Ovisno o prirodi proizvedenih zvukova, različite vrste insekata se razlikuju. Različite vrste Sjevernoameričke krijesnice razlikuju se po učestalosti i boji svojih svjetlosnih bljeskova.

8. Istorijski kriterij. Na osnovu proučavanja istorije vrste ili grupe vrsta. Ovaj kriterij je složen po prirodi, jer uključuje komparativna analiza savremeni rasponi vrsta, analiza

U biologiji, vrsta je određena kolekcija jedinki koje imaju nasljednu sličnost u fiziološkim, biološkim i morfološkim karakteristikama, sposobne su da se slobodno ukrštaju i proizvode održivo potomstvo. Vrste su stabilni genetski sistemi jer su u prirodi odvojene jedna od druge određenim brojem barijera. Naučnici ih razlikuju jedni od drugih prema nizu osnovnih karakteristika. Obično se razlikuju sljedeći kriteriji za vrstu: morfološki, geografski, ekološki, genetski, fizički i biohemijski.

Morfološki kriterijum

Takvi znakovi su glavni u ovom sistemu. Morfološki kriteriji za vrstu temelje se na vanjskim razlikama između pojedinih grupa životinja ili biljaka. Ovo stanje dijeli organizme na vrste koje se jasno razlikuju jedna od druge po unutrašnjim ili vanjskim morfološkim karakteristikama.

Geografski kriteriji vrste

Oni se zasnivaju na činjenici da predstavnici svakog stabilnog genetskog sistema žive u ograničenim prostorima. Takve zone se nazivaju staništima. Međutim, geografski kriterij ima neke nedostatke. Nije dovoljno univerzalan iz sljedećih razloga. Prvo, postoje neke kosmopolitske vrste koje su rasprostranjene širom planete (na primjer, kit ubica). Drugo, mnoge biološke populacije imaju geografski identična staništa. Treće, u slučaju nekih populacija koje se prebrzo šire, rasponi su vrlo varijabilni (na primjer, vrabac ili kućna muha).

Ekološki kriterij vrste

Pretpostavlja se da svaku vrstu karakteriziraju određene karakteristike, kao što su vrsta hrane, vrijeme razmnožavanja, stanište i sve ono što određuje ekološku nišu koju zauzima. Ovaj kriterij se temelji na pretpostavci da se ponašanje nekih životinja razlikuje od ponašanja drugih.

Genetski kriterij za vrstu

Ovdje se uzima u obzir glavno svojstvo bilo koje vrste - njena genetska izolacija od drugih. Biljke i životinje različitih stabilnih genetskih sistema gotovo se nikada ne križaju. Naravno, vrsta se ne može potpuno izolirati od toka gena srodnih vrsta. Međutim, u isto vrijeme, općenito održava postojanost svog genetskog sastava tokom zaista dugog vremenskog perioda. Upravo u genetskoj komponenti leže najjasnije razlike između predstavnika različitih bioloških populacija.

Fizičko-biohemijski kriterijumi vrste

Takvi kriteriji također ne mogu poslužiti kao apsolutno pouzdan način za razlikovanje vrsta, budući da su osnovni biohemijski procesi
javljaju u sličnim grupama na isti način. I među svima poseban tip postoji određeni broj adaptacija na određene životne uslove, što utiče na promene u biohemijskim procesima.

zaključci

Stoga je vrlo teško razlikovati vrste na osnovu bilo kojeg pojedinačnog kriterija. Pripadnost jedinke nekoj određenoj vrsti treba utvrditi samo kroz sveobuhvatno poređenje prema nizu kriterija - svim ili barem većinom. Jedinke koje zauzimaju određenu teritoriju i mogu se slobodno ukrštati jedni s drugima su populacija vrste.

Povezane publikacije