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Pour la première fois, les critères de l'espèce ont été déterminés. Critère d'espèce biochimique : définition, exemples

Le critère génétique (cytogénétique) d'une espèce, ainsi que d'autres, est utilisé pour distinguer les groupes systématiques élémentaires et pour analyser l'état d'une espèce. Dans cet article, nous examinerons les caractéristiques du critère, ainsi que les difficultés que peut rencontrer un chercheur l'utilisant.

Dans différentes branches de la science biologique, l'espèce est définie à sa manière. D'un point de vue évolutif, on peut dire qu'une espèce est un ensemble d'individus qui ont des similitudes structure externe et organisation interne, processus physiologiques et biochimiques capables de croisements illimités, laissant une progéniture fertile et génétiquement isolée de groupes similaires.

Une espèce peut être représentée par une ou plusieurs populations et, par conséquent, avoir une aire de répartition entière ou découpée (zone d'habitat / zone d'eau)

Nomenclature des espèces

Chaque type a son propre nom. Conformément aux règles de la nomenclature binaire, il est composé de deux mots : un nom et un adjectif. Le nom est le nom générique et l'adjectif est le nom spécifique. Par exemple, dans le nom "Dandelion officinalis", l'espèce "officinalis" est l'un des représentants des plantes du genre "Dandelion".

Les individus d'espèces apparentées au sein du genre présentent certaines différences d'apparence, de physiologie et de préférences écologiques. Mais s'ils sont trop similaires, alors leur appartenance à une espèce est déterminée par le critère génétique de l'espèce basé sur l'analyse des caryotypes.

Pourquoi une espèce a-t-elle besoin de critères ?

Carl Linnaeus, qui fut le premier à donner des noms modernes et à décrire de nombreux types d'organismes vivants, les considérait comme inchangés et non variables. Autrement dit, tous les individus correspondent à une seule image d'espèce, et tout écart par rapport à celle-ci est une erreur dans l'incarnation de l'idée d'espèce.

Depuis la première moitié du 19e siècle, Charles Darwin et ses disciples ont étayé une conception complètement différente de l'espèce. Conformément à cela, l'espèce est changeante, hétérogène et comprend des formes de transition. La constance de l'espèce est relative, elle dépend de la variabilité des conditions environnement. L'unité élémentaire d'existence d'une espèce est une population. Il est isolé sur le plan reproductif et correspond au critère génétique de l'espèce.

Compte tenu de l'hétérogénéité des individus d'une même espèce, il peut être difficile pour les scientifiques de déterminer l'affiliation spécifique des organismes ou de les répartir entre des groupes systématiques.

Critères morphologiques et génétiques d'une espèce, biochimiques, physiologiques, géographiques, écologiques, comportementaux (éthologiques) - tous ces éléments sont des complexes de différences entre les espèces. Ils déterminent l'isolement des groupes systématiques, leur discrétion reproductive. Et par eux, il est possible de distinguer une espèce d'une autre, d'établir le degré de leur relation et leur position dans le système biologique.

Caractéristiques du critère génétique de l'espèce

L'essence de ce trait est que tous les individus de la même espèce ont le même caryotype.

Un caryotype est une sorte de "passeport" chromosomique d'un organisme, il est déterminé par le nombre de chromosomes présents dans les cellules somatiques matures du corps, leur taille et leurs caractéristiques structurelles :

le rapport de la longueur des bras des chromosomes ;
la position des centromères en eux;
la présence de constrictions secondaires et de satellites.

Les individus appartenant à des espèces différentes ne pourront pas se croiser. Même s'il est possible de produire une progéniture, comme avec un âne et un cheval, un tigre et un lion, les hybrides interspécifiques ne seront pas prolifiques. Cela est dû au fait que les moitiés du génotype ne sont pas les mêmes et que la conjugaison entre les chromosomes ne peut pas se produire, de sorte que les gamètes ne se forment pas.

Sur la photo : une mule est un hybride stérile d'un âne et d'une jument.

Objet d'étude - caryotype

Le caryotype humain est représenté par 46 chromosomes. Chez la plupart des espèces étudiées, le nombre de molécules d'ADN individuelles dans le noyau qui forment les chromosomes se situe entre 12 et 50. Mais il y a des exceptions. La mouche des fruits Drosophila a 8 chromosomes dans les noyaux cellulaires, et le petit représentant de la famille des lépidoptères Lysandra a un ensemble de chromosomes diploïdes de 380.

Une micrographie électronique de chromosomes condensés, qui permet d'évaluer leur forme et leur taille, reflète le caryotype. L'analyse du caryotype dans le cadre de l'étude du critère génétique, ainsi que la comparaison des caryotypes entre eux, permettent de déterminer les espèces d'organismes.

Quand deux genres ne font qu'un

La caractéristique commune des critères de vue est qu'ils ne sont pas absolus. Cela signifie que l'utilisation d'un seul d'entre eux peut ne pas être suffisante pour une détermination précise. Les organismes qui sont extérieurement indiscernables les uns des autres peuvent être des représentants d'espèces différentes. Ici le critère morphologique vient en aide au critère génétique. Exemples de jumeaux :

À ce jour, deux espèces de rats noirs sont connues, qui étaient auparavant définies comme une seule en raison de leur identité externe.
Il existe au moins 15 espèces de moustiques porteurs du paludisme qui ne se distinguent que par analyse cytogénétique.
En Amérique du Nord, 17 espèces de grillons ont été trouvées qui ont des différences génétiques, mais sont phénotypiquement liées à une seule espèce.
On pense que parmi toutes les espèces d'oiseaux, il y a 5% de jumeaux, pour l'identification desquels il est nécessaire d'appliquer un critère génétique.
La confusion dans la taxonomie des bovidés de montagne a été éliminée grâce à l'analyse caryologique. Trois variétés de caryotypes ont été identifiées (2n=54 chez les mouflons, 56 chez les argali et argali, et 58 chromosomes chez les urials).

L'une des espèces de rats noirs possède 42 chromosomes, le caryotype de l'autre est représenté par 38 molécules d'ADN.

Quand une vue est comme deux

Pour les groupes d'espèces avec une grande superficie de l'aire de répartition et le nombre d'individus, lorsque l'isolement géographique opère en leur sein ou que les individus ont une large valence écologique, la présence d'individus avec des caryotypes différents est typique. Un tel phénomène est une autre variante des exceptions dans le critère génétique d'une espèce.

Des exemples de polymorphisme chromosomique et génomique sont courants chez les poissons :

chez la truite arc-en-ciel, le nombre de chromosomes varie de 58 à 64 ;
deux caryomorphes, avec 52 et 54 chromosomes, ont été trouvés dans le hareng de la mer Blanche ;
avec un ensemble diploïde de 50 chromosomes, les représentants de différentes populations de carpes argentées ont 100 (tétraploïdes), 150 (hexaploïdes), 200 (octaploïdes) chromosomes.

Les formes polyploïdes se retrouvent aussi bien chez les végétaux (saule bouc) que chez les insectes (charançons). Les souris domestiques et les gerbilles peuvent avoir un nombre différent de chromosomes qui n'est pas un multiple de l'ensemble diploïde.

Jumeaux par caryotype

Des représentants de classes et de types différents peuvent avoir des caryotypes avec le même nombre de chromosomes. Il y a beaucoup plus de telles coïncidences parmi les représentants des mêmes familles et genres:

Les gorilles, les orangs-outans et les chimpanzés ont un caryotype à 48 chromosomes. En apparence, les différences ne sont pas déterminées, ici vous devez comparer l'ordre des nucléotides.
Il existe des différences insignifiantes dans les caryotypes du bison nord-américain et du bison européen. Les deux ont 60 chromosomes dans un ensemble diploïde. Ils seront attribués à la même espèce si l'analyse est effectuée uniquement par critères génétiques.
Des exemples de jumeaux génétiques se trouvent également parmi les plantes, en particulier au sein des familles. Parmi les saules, il est même possible d'obtenir des hybrides interspécifiques.

Pour identifier des différences subtiles dans le matériel génétique de ces espèces, il est nécessaire de déterminer les séquences de gènes et l'ordre dans lequel ils sont inclus.

L'influence des mutations sur l'analyse du critère

Le nombre de chromosomes du caryotype peut être modifié à la suite de mutations génomiques - aneuploïdie ou euploïdie.

Avec l'aneuploïdie, un ou plusieurs chromosomes supplémentaires apparaissent dans le caryotype, et il peut également y avoir un plus petit nombre de chromosomes que chez un individu à part entière. La raison de cette violation est la non-disjonction des chromosomes au stade de la formation des gamètes.

La figure montre un exemple d'aneuploïdie chez l'homme (syndrome de Down).

En règle générale, les zygotes avec un nombre réduit de chromosomes ne procèdent pas au clivage. Et les organismes polysomiques (avec des chromosomes "supplémentaires") pourraient bien être viables. Dans le cas d'une trisomie (2n+1) ou d'une pentasomie (2n+3), un nombre impair de chromosomes indiquera une anomalie. La tétrasomie (2n + 2) peut conduire à une véritable erreur dans la détermination de l'espèce par des critères génétiques.

La multiplication du caryotype - la polyploïdie - peut également induire le chercheur en erreur lorsque le caryotype mutant est la somme de plusieurs ensembles diploïdes de chromosomes.

Complexité du critère : ADN insaisissable

Le diamètre du brin d'ADN non enroulé est de 2 nm. Le critère génétique détermine le caryotype dans la période précédant la division cellulaire, lorsque de fines molécules d'ADN se spiralent (se condensent) à plusieurs reprises et représentent des structures denses en forme de bâtonnets - les chromosomes. L'épaisseur des chromosomes est en moyenne de 700 nm.

Les laboratoires scolaires et universitaires sont généralement équipés de microscopes à faible grossissement (de 8 à 100), il n'est pas possible d'y voir les détails du caryotype. De plus, le pouvoir de résolution d'un microscope optique permet à n'importe quel grossissement, même le plus élevé, de voir des objets d'au moins la moitié de la longueur de l'onde lumineuse la plus courte. La plus petite longueur d'onde correspond aux ondes violettes (400 nm). Cela signifie que le plus petit objet visible dans un microscope optique sera à partir de 200 nm.

Il s'avère que la chromatine décondensée colorée ressemblera à des zones nuageuses et que les chromosomes seront visibles sans détails. Un microscope électronique avec une résolution de 0,5 nm vous permet de voir clairement et de comparer différents caryotypes. Compte tenu de l'épaisseur d'ADN filamenteux (2 nm), il sera clairement distinguable sous un tel dispositif.

Critère cytogénétique à l'école

Pour les raisons décrites ci-dessus, l'utilisation de micropréparations dans les travaux de laboratoire selon le critère génétique de l'espèce est inappropriée. Dans les tâches, vous pouvez utiliser des photographies de chromosomes obtenues au microscope électronique. Pour faciliter le travail sur la photo, les chromosomes individuels sont combinés en paires homologues et disposés dans l'ordre. Un tel schéma s'appelle un caryogramme.

Mission d'échantillon pour le travail de laboratoire

Exercer. Considérez les photographies de caryotypes données, comparez-les et concluez que les individus appartiennent à une ou deux espèces.

Photographies de caryotypes pour comparaison dans les travaux de laboratoire.

Travailler sur une tâche. Comptez le nombre total de chromosomes dans chaque photo de caryotype. S'ils correspondent, comparez-les apparence. Si aucun caryogramme n'est présenté, trouvez le plus court et le plus long parmi les chromosomes de longueur moyenne dans les deux images, comparez-les en fonction de la taille et de l'emplacement des centromères. Tirez une conclusion sur la différence / similitude des caryotypes.

Réponses à la tâche :

Si le nombre, la taille et la forme des chromosomes correspondent, alors les deux individus dont le matériel génétique est présenté pour étude appartiennent à la même espèce.
Si le nombre de chromosomes diffère d'un facteur deux et que des chromosomes de même taille et de même forme sont trouvés sur les deux photographies, il est fort probable que les individus soient des représentants de la même espèce. Ce seront des caryotypes diploïdes et tétraploïdes.
Si le nombre de chromosomes n'est pas le même (il diffère d'un ou deux), mais qu'en général la forme et la taille des chromosomes des deux caryotypes sont identiques, nous parlons sur les formes normales et mutantes d'une même espèce (phénomène d'aneuploïdie).
Avec un nombre différent de chromosomes, ainsi qu'une inadéquation des caractéristiques de taille et de forme, le critère classera les individus présentés comme deux espèces différentes.

En conclusion, il convient d'indiquer s'il est possible de déterminer l'appartenance spécifique des individus sur la base du critère génétique (et uniquement celui-ci).

Réponse : c'est impossible, car tout critère d'espèce, y compris génétique, a des exceptions et peut donner un résultat de détermination erroné. La précision ne peut être garantie que par l'utilisation d'un ensemble de critères de type.

Voir. Afficher les critères

Vertianov S. Yu.

Distinguer les taxons supraspécifiques est, en règle générale, assez facile, mais une distinction claire entre les espèces elles-mêmes rencontre certaines difficultés. Certaines espèces occupent des zones d'habitat géographiquement séparées (aires de répartition) et ne se croisent donc pas, mais dans des conditions artificielles, elles donnent une progéniture fertile. La brève définition de Linnean d'une espèce comme un groupe d'individus qui se croisent librement et produisent une progéniture fertile ne s'applique pas aux organismes qui se reproduisent de manière parthénogénétique ou asexuée (bactéries et animaux unicellulaires, de nombreuses plantes supérieures), ainsi qu'aux formes éteintes.

L'ensemble des caractéristiques distinctives d'une espèce est appelé son critère.

Le critère morphologique est basé sur la similitude des individus d'une même espèce en termes d'un ensemble de facteurs externes et structure interne. Le critère morphologique est l'un des principaux, mais dans certains cas, la similitude morphologique ne suffit pas. Le moustique porteur du paludisme était auparavant désigné par six espèces similaires non croisées, dont une seule est porteuse du paludisme. Il existe des espèces dites jumelles. Deux espèces de rats noirs, extérieurement presque indiscernables, vivent séparément et ne se croisent pas. Les mâles de nombreuses créatures, telles que les oiseaux (bouvreuils, faisans), ressemblent extérieurement peu aux femelles. Les anguilles adultes mâles et femelles sont si dissemblables que pendant un demi-siècle, les scientifiques les ont placées dans des genres différents, et parfois même dans des familles et des sous-ordres différents.

Critère physiologique et biochimique

Elle est basée sur la similarité des processus vitaux des individus d'une même espèce. Certaines espèces de rongeurs ont la capacité d'hiberner, d'autres non. De nombreuses espèces végétales apparentées diffèrent dans leur capacité à synthétiser et à accumuler certaines substances. L'analyse biochimique permet de distinguer les types d'organismes unicellulaires qui ne se reproduisent pas sexuellement. Les bacilles du charbon, par exemple, produisent des protéines qui ne se trouvent pas dans d'autres types de bactéries.

Les possibilités du critère physiologique-biochimique sont limitées. Certaines protéines ont non seulement une spécificité d'espèce, mais aussi une spécificité individuelle. Il existe des signes biochimiques identiques chez les représentants non seulement d'espèces différentes, mais même d'ordres et de types. Les processus physiologiques peuvent se dérouler de manière similaire chez différentes espèces. Ainsi, l'intensité du métabolisme chez certains poissons arctiques est la même que chez d'autres espèces de poissons des mers du sud.

Critère génétique

Tous les individus d'une même espèce ont un caryotype similaire. Les individus d'espèces différentes ont des ensembles de chromosomes différents, ne peuvent pas se croiser et vivent dans des conditions naturelles séparément les uns des autres. Deux espèces jumelles de rats noirs ont un nombre différent de chromosomes - 38 et 42. Les caryotypes des chimpanzés, des gorilles et des orangs-outans diffèrent par la disposition des gènes dans les chromosomes homologues. Les différences entre les caryotypes du bison et du bison, qui ont 60 chromosomes dans l'ensemble diploïde, sont similaires. Les différences dans l'appareil génétique de certaines espèces peuvent être encore plus subtiles et consister, par exemple, en caractère différent activer et désactiver des gènes individuels. L'utilisation du seul critère génétique est parfois insuffisante. Une espèce de charançon combine des formes diploïdes, triploïdes et tétraploïdes, la souris domestique possède également différents ensembles de chromosomes et le gène de la protéine H1 de l'histone nucléaire humaine ne diffère du gène homologue du pois que par un seul nucléotide. De telles séquences d'ADN variables ont été trouvées dans le génome des plantes, des animaux et des humains que les gens peuvent distinguer entre frères et sœurs par eux.

Critère de reproduction

(du latin reproduirere reproduire) est basé sur la capacité des individus d'une même espèce à produire une progéniture fertile. Un rôle important dans le croisement est joué par le comportement des individus - le rituel d'accouplement, les sons spécifiques à l'espèce (chant des oiseaux, gazouillis des sauterelles). Par la nature du comportement, les individus reconnaissent le partenaire de mariage de leur espèce. Les individus d'espèces similaires peuvent ne pas se croiser en raison d'incohérences dans le comportement d'accouplement ou d'incohérences dans les sites de reproduction. Ainsi, les femelles d'une espèce de grenouilles fraient le long des rives des rivières et des lacs, et l'autre - dans les flaques d'eau. Des espèces similaires peuvent ne pas se croiser en raison de différences périodes d'accouplement ou les conditions d'accouplement lorsqu'ils vivent dans des lieux différents conditions climatiques. Différentes périodes de floraison chez les plantes empêchent la pollinisation croisée et servent de critère d'appartenance à différentes espèces.

Le critère de reproduction est étroitement lié aux critères génétiques et physiologiques. La viabilité des gamètes dépend de la faisabilité de la conjugaison des chromosomes dans la méiose, et donc de la similitude ou de la différence des caryotypes des individus croisés. La différence d'activité physiologique quotidienne (mode de vie diurne ou nocturne) réduit fortement la possibilité de croisement.

L'utilisation du seul critère de reproduction ne permet pas toujours de bien distinguer les espèces. Il existe des espèces qui se distinguent clairement par des critères morphologiques, mais qui, croisées, donnent une descendance fertile. Parmi les oiseaux, il s'agit de certaines espèces de canaris, de pinsons, de plantes - variétés de saules et de peupliers. Un représentant de l'ordre des bisons artiodactyles vit dans les steppes et les steppes forestières Amérique du Nord et jamais dans des conditions naturelles se trouve avec le bison vivant dans les forêts d'Europe. Dans des conditions de zoo, ces espèces produisent une progéniture fertile. Ainsi, la population de bisons d'Europe, pratiquement exterminée pendant les guerres mondiales, a été restaurée. Yaks et bovins, ours polaires et bruns, loups et chiens, zibelines et martres se croisent et donnent une progéniture fertile. Dans le règne végétal, les hybrides interspécifiques sont encore plus courants, parmi les plantes, il existe même des hybrides intergénériques.

Critère écologique et géographique

La plupart des espèces occupent un certain territoire (aire de répartition) et niche écologique. La renoncule caustique pousse dans les prairies et les champs, dans les endroits plus humides, une autre espèce est commune - la renoncule rampante, le long des rives des rivières et des lacs - la renoncule brûlante. Des espèces similaires vivant dans la même aire de répartition peuvent différer dans les niches écologiques - par exemple, si elles mangent des aliments différents.

L'utilisation du critère écologique et géographique est limitée par un certain nombre de raisons. L'aire de répartition des espèces peut être discontinue. L'aire de répartition des espèces du lièvre blanc comprend les îles d'Islande et d'Irlande, le nord de la Grande-Bretagne, les Alpes et le nord-ouest de l'Europe. Certaines espèces ont la même aire de répartition, comme deux espèces de rats noirs. Il existe des organismes qui sont distribués presque partout - de nombreuses mauvaises herbes, un certain nombre d'insectes nuisibles et de rongeurs.

Le problème de la définition des espèces devient parfois un problème scientifique complexe et est résolu à l'aide d'un ensemble de critères. Ainsi, une espèce est un ensemble d'individus occupant une certaine zone et possédant un pool génétique unique, fournissant une similitude héréditaire de traits morphologiques, physiologiques, biochimiques et génétiques, se croisant dans des conditions naturelles et produisant une progéniture fertile.

Bibliographie

Pour la préparation de ce travail, des matériaux du site http://www.portal-slovo.ru ont été utilisés.

Définition de l'espèce

À tout moment, différents chercheurs avaient leur propre point de vue sur l'espèce, en tant que telle. Jean-Baptiste Lamarck ne reconnaissait que des groupes d'individus vivant dans certaines conditions, c'est-à-dire des populations. Carl Liney, tout en reconnaissant la réalité des espèces, a nié le fait de l'évolution.

Selon Charles Darwin et ses disciples, les espèces existent réellement en tant que collection d'individus. Chaque espèce est plus ou moins clairement séparée des autres, possède certaines propriétés et son aire de répartition. Suite à l'évolution, les espèces changent. Chaque espèce est précédée de toute une chaîne de formes ancestrales, formant une série phylogénétique.

Le concept biologique moderne donne la définition suivante de l'espèce :

Définition 1

Une espèce est un ensemble de populations d'individus similaires dans la structure, les fonctions, la place dans la biogéocénose (niche écologique), qui habitent une certaine partie de la biosphère (aire de répartition), se croisent librement, donnent une progéniture fertile et ne s'hybrident pas avec d'autres espèces.

Mais en Ces derniers temps la thèse sur l'impossibilité de l'hybridation avec d'autres espèces a été révisée. Les scientifiques ont cessé de considérer les espèces comme des systèmes génétiquement fermés. Certaines espèces peuvent se croiser et produire une progéniture hybride fertile. Mais ce n'est qu'une exception à la règle générale.

Afficher les critères

Afin de distinguer clairement une espèce d'une autre, les taxonomistes (classificateurs) ont élaboré une liste claire de règles et de caractéristiques. Ces attributs sont appelés critères d'espèce. Faisons connaissance avec eux plus en détail.

Le critère morphologique est basé sur l'analyse de la présence ou de l'absence de similitude dans les caractéristiques externes ou internes des individus de la même espèce (de la structure des chromosomes aux caractéristiques structurelles des organes individuels et de leurs parties). Les caractères morphologiques propres à une espèce particulière sont appelés diagnostics.
Le critère génétique est le nombre de chromosomes caractéristiques de chaque espèce, leur taille, leur forme. Ce critère permet de juger des principales caractéristiques essentielles de l'espèce.
Le critère physiologique est basé sur l'analyse des similitudes et des différences dans les processus vitaux des organismes. Celles-ci incluent la capacité de jachère et de donner naissance à une progéniture fertile.
Le critère biochimique est les caractéristiques de la structure et de la composition des macromolécules (principalement des protéines) et le cours réactions chimiques caractéristique des individus de cette espèce.
Le critère géographique est que les individus d'une espèce occupent une certaine partie de la biosphère, qui diffère des gammes d'espèces étroitement apparentées. Mais ce critère ne peut pas être décisif, puisqu'il y a des espèces. Ils sont omniprésents (souvent avec l'aide de l'homme) - par exemple, certains rongeurs ou insectes nuisibles.
Le critère environnemental implique une combinaison de facteurs environnement externe dans lequel vit l'espèce. Les conditions de vie dans chaque lieu séparé sont uniques et inimitables. Ils affectent les organismes qui y vivent, provoquent chez eux des réactions adaptatives. Chaque espèce occupe sa propre niche écologique dans la biogéocénose.

Remarque 1

Pour déterminer de manière claire et fiable l'appartenance spécifique d'un individu, il ne suffit pas d'utiliser un seul critère. Seule leur totalité, leur confirmation mutuelle peut donner une véritable caractérisation de l'espèce.

Intégrité des espèces

Comme nous le savons déjà, une espèce existe sous forme de populations. Chacune de ces populations, sous l'influence des forces motrices de l'évolution, s'est adaptée à la vie dans certaines conditions (adaptée). En raison de cette circonstance, une espèce composée de nombreuses populations. Il occupe une vaste zone, malgré la variété des conditions naturelles qui s'y trouvent.

Remarque 2

Mais, malgré cela, toute espèce, à la fois composée d'une population, et composée de leurs un grand nombre, constitue un tout. Cette intégrité est obtenue par l'isolement d'une espèce du reste.

L'intégrité de l'espèce est également déterminée par les liens entre ses individus individuels (dans un troupeau, un troupeau, une famille). Tout ce système de connexions diverses assure l'existence de l'espèce en tant que système intégral.

Les individus de chaque espèce en cours d'évolution peuvent développer des adaptations mutuelles (soins à la progéniture, système de communication, protection contre les ennemis). Parfois, les adaptations des espèces peuvent entraîner la mort d'individus, mais elles s'avèrent être esprit utile en général.

L'appartenance des individus à une espèce particulière est déterminée sur la base d'un certain nombre de critères.

Afficher les critères- ce sont divers caractères taxonomiques (diagnostiques) caractéristiques d'une espèce, mais absents chez d'autres espèces. L'ensemble des caractéristiques par lesquelles une espèce peut être distinguée de manière fiable des autres espèces est appelé le radical d'espèce (N.I. Vavilov).

Les critères de type sont divisés en critères de base (qui sont utilisés pour presque tous les types) et supplémentaires (qui sont difficiles à utiliser pour tous les types).

Critères d'affichage de base

1. Critère morphologique de l'espèce. Basé sur l'existence caractéristiques morphologiques caractéristique d'une espèce mais absente d'autres espèces.

Par exemple: chez une vipère ordinaire, la narine est située au centre du bouclier nasal, et chez toutes les autres vipères (nez, Asie Mineure, steppe, Caucasienne, vipère), la narine est décalée vers le bord du bouclier nasal.

Espèces-jumeaux. Ainsi, des espèces étroitement apparentées peuvent différer par des caractères subtils. Il existe des espèces jumelles qui se ressemblent tellement qu'il est très difficile d'utiliser des critères morphologiques pour les distinguer. Par exemple, l'espèce de moustique porteur du paludisme est en fait représentée par neuf très espèces similaires. Ces espèces ne diffèrent morphologiquement que par la structure des structures reproductrices (par exemple, la couleur des œufs chez certaines espèces est gris lisse, chez d'autres - avec des taches ou des rayures), par le nombre et la ramification des poils sur les membres des larves , dans la taille et la forme des écailles des ailes.

Chez les animaux, on trouve des espèces jumelles parmi les rongeurs, les oiseaux, de nombreux vertébrés inférieurs (poissons, amphibiens, reptiles), de nombreux arthropodes (crustacés, tiques, papillons, diptères, orthoptères, hyménoptères), des mollusques, des vers, des coelentérés, des éponges, etc.

Notes sur les espèces sœurs (Mayr, 1968).

1. Il n'y a pas de distinction claire entre espèce commune(« morphospecies ») et espèces jumelles : c’est juste que chez les espèces jumelles, les différences morphologiques s’expriment dans diplôme minimal. De toute évidence, la formation des espèces sœurs suit les mêmes schémas que la spéciation dans son ensemble, et les changements évolutifs dans les groupes d'espèces sœurs se produisent au même rythme que dans les morphoespèces.

2. Les jumeaux d'espèces, lorsqu'ils sont soumis à une étude approfondie, présentent généralement des différences dans un certain nombre de petits caractères morphologiques (par exemple, les insectes mâles appartenant à différentes espèces diffèrent clairement dans la structure des organes copulateurs).

3. La réorganisation du génotype (plus précisément du pool génétique), conduisant à un isolement reproductif mutuel, ne s'accompagne pas nécessairement de modifications visibles de la morphologie.

4. Chez les animaux, les espèces jumelles sont plus fréquentes si les différences morphologiques ont moins d'effet sur la formation des couples d'accouplement (par exemple, si l'odorat ou l'ouïe sont utilisés pour la reconnaissance) ; si les animaux dépendent davantage de la vue (la plupart des oiseaux), les espèces jumelles sont moins courantes.

5. La stabilité de la similitude morphologique des espèces jumelles est due à l'existence de certains mécanismes d'homéostasie morphogénétique.

Dans le même temps, il existe d'importantes différences morphologiques individuelles au sein des espèces. Par exemple, la vipère commune est représentée par une variété de formes de couleur (noir, gris, bleuté, verdâtre, rougeâtre et autres nuances). Ces caractéristiques ne peuvent pas être utilisées pour distinguer les espèces.

2. Critère géographique. Il est basé sur le fait que chaque espèce occupe un certain territoire (ou zone d'eau) - une aire de répartition géographique. Par exemple, en Europe, certaines espèces de moustiques porteurs du paludisme (genre Anopheles) habitent la Méditerranée, d'autres - les montagnes d'Europe, l'Europe du Nord, l'Europe du Sud.

Cependant, le critère géographique n'est pas toujours applicable. Les aires de répartition des différentes espèces peuvent se chevaucher, puis une espèce passe en douceur à une autre. Dans ce cas, une chaîne d'espèces vicariantes (super-espèces ou séries) se forme, dont les frontières ne peuvent souvent être établies que par des études spéciales (par exemple, le goéland argenté, le goéland marin, le goéland occidental, le goéland de Californie). mouette).

3. Critère écologique. Basé sur le fait que deux espèces ne peuvent pas occuper la même niche écologique. Par conséquent, chaque espèce est caractérisée par sa propre relation avec l'environnement.

Pour les animaux, à la place du concept de « niche écologique », le concept de « zone adaptative » est souvent utilisé. Pour les végétaux, la notion de "zone édapho-phytocénotique" est souvent utilisée.

zone adaptative- il s'agit d'un certain type d'habitat avec un ensemble caractéristique de conditions environnementales spécifiques, y compris le type d'habitat (aquatique, terrestre-air, sol, organisme) et ses caractéristiques particulières (par exemple, dans environnement sol-air habitats - la quantité totale de rayonnement solaire, les précipitations, la topographie, la circulation atmosphérique, la répartition de ces facteurs par saison, etc.). Dans l'aspect biogéographique, les zones adaptatives correspondent aux plus grandes subdivisions de la biosphère - les biomes, qui sont un ensemble d'organismes vivants en combinaison avec certaines conditions de leur habitat dans de vastes zones géographiques paysagères. Cependant divers groupes les organismes utilisent les ressources de l'environnement de différentes manières, s'y adaptent de différentes manières. Par conséquent, dans le biome de la zone forestière de conifères et de feuillus zone tempérée il est possible de distinguer des zones adaptatives de grands prédateurs gardiens (lynx), de grands prédateurs chasseurs (loup), de petits prédateurs arboricoles (martre), de petits prédateurs terrestres (belette), etc. Ainsi, la zone adaptative est un concept écologique qui occupe une position intermédiaire entre l'habitat et la niche écologique.

Zone édapho-phytocénotique- il s'agit d'un ensemble de facteurs bioinertes (principalement le sol, qui sont une fonction intégrale de la composition mécanique des sols, de la topographie, de la nature de l'humidité, de l'impact de la végétation et de l'activité d'un microorganisme) et biotiques (principalement une combinaison de espèces végétales) de la nature, qui constituent l'environnement immédiat de la zone d'intérêt.

Cependant, au sein d'une même espèce, différents individus peuvent occuper différentes niches écologiques. Des groupes de tels individus sont appelés écotypes. Par exemple, un écotype de pin sylvestre habite les marécages (pin des marais), l'autre - dunes de sable, les zones de troisième niveau des terrasses forestières.

Un ensemble d'écotypes qui forment un système génétique unique (par exemple, capables de se croiser les uns avec les autres pour former une progéniture à part entière) est souvent appelé une éco-espèce.

Critères de vue supplémentaires

4. Critère physiologique et biochimique. Il est basé sur le fait que différentes espèces peuvent différer dans la composition en acides aminés des protéines. Sur la base de ce critère, par exemple, certains types de goélands sont distingués (argenté, klusha, occidental, californien).

Dans le même temps, au sein d'une espèce, il existe une variabilité dans la structure de nombreuses enzymes (polymorphisme protéique), et différentes espèces peuvent avoir des protéines similaires.

5. Critère cytogénétique (caryotypique). Il est basé sur le fait que chaque espèce est caractérisée par un certain caryotype - le nombre et la forme des chromosomes en métaphase. Par exemple, tous les blés durs ont 28 chromosomes dans l'ensemble diploïde et 42 chromosomes dans tous les blés tendres.

Cependant, différentes espèces peuvent avoir des caryotypes très similaires : par exemple, la plupart des espèces de la famille des félins ont 2n=38. Dans le même temps, un polymorphisme chromosomique peut être observé au sein d'une même espèce. Par exemple, chez les élans de la sous-espèce eurasienne 2n = 68 et chez les élans de l'espèce nord-américaine 2n = 70 (dans le caryotype des élans nord-américains, il y a 2 métacentriques de moins et 4 acrocentriques de plus). Certaines espèces ont des races chromosomiques, par exemple chez un rat noir - chromosome 42 (Asie, Maurice), chromosome 40 (Ceylan) et chromosome 38 (Océanie).

6. Critère physiologique et reproductif. Il est basé sur le fait que les individus de la même espèce peuvent se croiser avec la formation d'une progéniture fertile semblable à leurs parents, et les individus d'espèces différentes vivant ensemble ne se croisent pas, ou leur progéniture est stérile.

Cependant, on sait que l'hybridation interspécifique est souvent courante dans la nature: chez de nombreuses plantes (par exemple, les saules), un certain nombre d'espèces de poissons, d'amphibiens, d'oiseaux et de mammifères (par exemple, un loup et un chien). Dans le même temps, au sein d'une même espèce, il peut y avoir des groupements isolés les uns des autres sur le plan de la reproduction.

Le saumon du Pacifique (saumon rose, saumon kéta, etc.) vit deux ans et fraye juste avant de mourir. Par conséquent, les descendants d'individus ayant pondu en 1990 ne se reproduiront qu'en 1992, 1994, 1996 (race « paire »), et les descendants d'individus ayant pondu en 1991 ne se reproduiront qu'en 1993, 1995, 1997 (race « impaire »). ). Une race « paire » ne peut pas se croiser avec une race « impaire ».

7. Critère éthologique. Associé à des différences interspécifiques de comportement chez les animaux. Chez les oiseaux, l'analyse des chants est largement utilisée pour la reconnaissance des espèces. Par la nature des sons produits, les différents types d'insectes diffèrent. Différents types Les lucioles nord-américaines diffèrent par la fréquence et la couleur des éclairs lumineux.

8. Critère historique. Basé sur l'étude de l'histoire d'une espèce ou d'un groupe d'espèces. Ce critère est de nature complexe, puisqu'il comprend analyse comparative gammes modernes d'espèces, analyse

En biologie, une espèce est un certain ensemble d'individus qui ont une similitude héréditaire de caractéristiques physiologiques, biologiques et morphologiques, sont capables de se croiser librement et de produire une progéniture viable. Les espèces sont des systèmes génétiques stables, car dans la nature, elles sont séparées les unes des autres par une série de barrières. Les scientifiques les distinguent selon un certain nombre de caractéristiques de base. Habituellement, on distingue les critères d'espèce suivants : morphologiques, géographiques, écologiques, génétiques, physico-biochimiques.

Critère morphologique

Ces signes sont les principaux de ce système. Les critères morphologiques d'une espèce sont basés sur des différences externes entre des groupes individuels d'animaux ou de plantes. Cette condition subdivise en espèces des organismes qui diffèrent clairement les uns des autres par des caractéristiques morphologiques internes ou externes.

Critères géographiques de l'espèce

Ils sont basés sur le fait que les représentants de chaque système génétique stable vivent dans des espaces limités. Ces zones sont appelées zones. Cependant, le critère géographique présente certaines lacunes. Il n'est pas assez universel pour les raisons suivantes. Premièrement, il existe des espèces cosmopolites qui sont réparties sur toute la planète (par exemple, l'orque). Deuxièmement, dans de nombreux agrégats biologiques, les plages coïncident géographiquement. Troisièmement, dans le cas de certaines populations à dispersion trop rapide, les aires de répartition sont très variables (par exemple, un moineau ou une mouche domestique).

Critère écologique de l'espèce

On suppose que chaque espèce est caractérisée par certaines caractéristiques, telles que le type de nourriture, le moment de la reproduction, l'habitat et tout ce qui détermine la niche écologique qu'elle occupe. Ce critère est basé sur l'hypothèse que le comportement de certains animaux diffère du comportement des autres.

Critère génétique de l'espèce

Cela prend en compte la propriété principale de toute espèce - son isolement génétique des autres. Les plantes et les animaux de différents systèmes génétiques stables ne se croisent presque jamais. Bien sûr, une espèce ne peut pas être complètement isolée de l'afflux de gènes d'espèces apparentées. Cependant, en même temps, il conserve généralement la constance de sa composition génétique pendant une très longue période. C'est dans la composante génétique que résident les différences les plus nettes entre les représentants de différentes populations biologiques.

Critères physico-biochimiques de l'espèce

De tels critères ne peuvent pas non plus constituer un moyen absolument fiable de distinguer les espèces, car les processus biochimiques fondamentaux
se produisent dans des groupes similaires de la même manière. Et parmi tout le monde espèces distinctes il existe un certain nombre d'adaptations à certaines conditions de vie, ce qui influe sur l'évolution des processus biochimiques.

conclusion

Ainsi, selon un critère unique, il est très difficile de distinguer les espèces. L'appartenance d'un individu à une espèce particulière ne devrait être déterminée que par une comparaison globale selon un certain nombre de critères - tous ou au moins la majorité. Les individus qui occupent un certain territoire et sont capables de se croiser librement les uns avec les autres constituent une population d'espèces.