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Pour la première fois, j'ai déterminé les critères de l'espèce. Critère biochimique d'une espèce : définition, exemples

Le critère génétique (cytogénétique) d'une espèce, parmi d'autres, permet de distinguer des groupes systématiques élémentaires et d'analyser l'état de l'espèce. Dans cet article, nous examinerons les caractéristiques du critère, ainsi que les difficultés que peut rencontrer un chercheur qui l'applique.

Dans différentes branches des sciences biologiques, les espèces sont définies à leur manière. D'un point de vue évolutif, on peut dire qu'une espèce est un ensemble d'individus qui présentent des similitudes structure externe Et organisation interne, processus physiologiques et biochimiques, capables de croisements illimités, laissant une progéniture fertile et génétiquement isolée des groupes similaires.

Une espèce peut être représentée par une ou plusieurs populations et, par conséquent, avoir une aire de répartition intégrale ou disséquée (territoire/habitat)

Nomenclature des types

Chaque espèce a son propre nom. Selon les règles de la nomenclature binaire, il se compose de deux mots : un nom et un adjectif. Un nom est un nom générique et un adjectif est un nom spécifique. Par exemple, dans le nom « Dandelion officinalis », l'espèce « médicinale » est l'une des représentatives des plantes du genre « Pissenlit ».

Les individus d'espèces apparentées au sein du genre présentent certaines différences d'apparence, de physiologie et de préférences environnementales. Mais s'ils sont trop similaires, alors leur identité spécifique 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 nombreuses espèces d'organismes vivants, les considérait comme inchangées et non variables. Autrement dit, tous les individus correspondent à une image d'espèce unique, et tout écart par rapport à celle-ci constitue une erreur dans la mise en œuvre de l'idée d'espèce.

Depuis la première moitié du XIXe siècle, Charles Darwin et ses disciples défendent une conception complètement différente de l’espèce. Conformément à cela, l'espèce est variable, hétérogène et comprend des formes transitionnelles. La constance d'une espèce est relative ; elle dépend de la variabilité des conditions environnementales. L'unité élémentaire d'existence d'une espèce est une population. Il est isolé sur le plan reproductif et répond 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’identité spécifique des organismes ou de les répartir entre des groupes systématiques.

Critères morphologiques et génétiques d'une espèce, biochimiques, physiologiques, géographiques, écologiques, comportementaux (éthologiques) - autant de complexes de différences entre espèces. Ils déterminent l'isolement des groupes systématiques, leur discrétion reproductive. Et à partir d'eux, on peut distinguer une espèce d'une autre, 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 d’une 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 :

rapport de 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 d'obtenir une progéniture, comme avec un âne et un cheval, un tigre et un lion, les hybrides interspécifiques ne seront pas fertiles. Cela s'explique par le fait que les moitiés du génotype ne sont pas les mêmes et que la conjugaison entre les chromosomes ne peut pas se produire, donc les gamètes ne se forment pas.

Sur la photo : un mulet 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 existe des exceptions. La mouche des fruits, la drosophile, possède 8 chromosomes dans ses noyaux cellulaires, et le petit représentant de la famille des lépidoptères, Lysandra, possède un ensemble de chromosomes diploïdes de 380.

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

Quand deux espèces ne font qu’une

Une caractéristique commune des critères de type est qu’ils ne sont pas absolus. Cela signifie que l’utilisation d’un seul d’entre eux peut ne pas suffire pour une détermination précise. Des organismes qui ne se distinguent pas les uns des autres peuvent s'avérer être des représentants d'espèces différentes. Ici le critère génétique vient au secours du morphologique. Exemples de doubles :

Il existe aujourd’hui deux espèces connues de rats noirs, qui étaient auparavant identifiées comme une seule en raison de leur identité externe.
Il existe au moins 15 espèces de moustiques du paludisme, qui ne peuvent être distinguées que par analyse cytogénétique.
En Amérique du Nord, on a découvert 17 espèces de grillons qui présentent des différences génétiques, mais qui sont phénotypiquement classées comme une seule espèce.
On pense que parmi toutes les espèces d'oiseaux, il existe 5 % de doublons, pour l'identification desquels un critère génétique doit être utilisé.
La confusion dans la taxonomie des bovidés de montagne a été dissipée grâce à l'analyse caryologique. Trois types de caryotypes ont été identifiés (les mouflons en ont 2n=54, les argali et les argali en ont 56, les urials en ont 58 chacun).

Une espèce de rat noir possède 42 chromosomes, le caryotype d'une autre est représenté par 38 molécules d'ADN.

Quand une vue équivaut à deux

Pour les groupes d'espèces avec une grande aire de répartition et un grand nombre d'individus, lorsqu'il existe un isolement géographique en leur sein ou que les individus ont une large valence écologique, la présence d'individus avec des caryotypes différents est typique. Ce phénomène est une autre variante d'exceptions dans les critères génétiques de l'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, comportant 52 et 54 chromosomes, ont été trouvés chez le hareng de la mer Blanche ;
avec un ensemble diploïde de 50 chromosomes, les représentants de différentes populations de carassins argentés ont 100 (tétraploïdes), 150 (hexaploïdes), 200 (octaploïdes) chromosomes.

Les formes polyploïdes se trouvent à la fois chez les plantes (saule de chèvre) et chez les insectes (charançons). Les souris domestiques et les gerbilles peuvent avoir un nombre différent de chromosomes qui ne sont pas un multiple de l'ensemble diploïde.

Doubles par caryotype

Les représentants de différentes classes et types peuvent avoir des caryotypes avec le même nombre de chromosomes. Il y a beaucoup plus de coïncidences de ce type entre les représentants des mêmes familles et genres :

Les gorilles, les orangs-outans et les chimpanzés ont un caryotype composé de 48 chromosomes. Les différences ne peuvent pas être déterminées par l'apparence, vous devez ici comparer l'ordre des nucléotides.
Il existe des différences mineures dans les caryotypes du bison d'Amérique du Nord et du bison d'Europe. Les deux ont 60 chromosomes dans l’ensemble diploïde. Ils seront classés comme une seule espèce s’ils sont analysés uniquement selon des critères génétiques.
Des exemples de jumeaux génétiques se retrouvent également parmi les plantes, notamment au sein des familles. Chez 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 génétiques et l’ordre dans lequel elles sont insérées.

Impact des mutations sur l'analyse des critères

Le nombre de chromosomes dans un 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 nombre de chromosomes inférieur à celui d'un individu à part entière. La raison de ce trouble 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 commencent pas à se fragmenter. Et les organismes polysomiques (avec des chromosomes « supplémentaires ») pourraient bien s’avérer 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 sur la base de critères génétiques.

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

Difficulté du critère : ADN insaisissable

Le diamètre du brin d’ADN à l’état non torsadé est de 2 nm. Le critère génétique détermine le caryotype dans la période précédant la division cellulaire, lorsque de fines molécules d'ADN sont hélicoïdales (condensées) à plusieurs reprises et forment des structures denses en forme de bâtonnets - les chromosomes. L'épaisseur d'un chromosome 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 examiner les détails du caryotype. De plus, la résolution d'un microscope optique vous permet de voir des objets d'au moins la moitié de la longueur de l'onde lumineuse la plus courte, même au grossissement le plus élevé. La longueur la plus courte est pour les vagues violet(400 nm). Cela signifie que le plus petit objet visible au microscope optique mesurera 200 nm.

Il s’avère que la chromatine décondensée colorée apparaîtra sous forme de zones troubles et que les chromosomes seront visibles sans détail. Un microscope électronique avec une résolution de 0,5 nm permet de voir et de comparer clairement différents caryotypes. Compte tenu de l’épaisseur de l’ADN filamenteux (2 nm), il sera bien visible sous un tel appareil.

Critère cytogénétique à l'école

Pour les raisons décrites ci-dessus, l'utilisation de micropréparations dans des travaux de laboratoire basés sur le critère génétique d'une espèce est inappropriée. Dans les devoirs, vous pouvez utiliser des photographies de chromosomes obtenues au microscope électronique. Pour plus de commodité, sur la photo, les chromosomes individuels sont combinés en paires homologues et disposés dans l'ordre. Ce diagramme s'appelle un caryogramme.

Exemple de devoir pour le travail de laboratoire

Exercice. Regardez les photographies de caryotypes données, comparez-les et tirez une conclusion quant à savoir si les individus appartiennent à une ou deux espèces.

Photos 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 par apparence. S'il ne s'agit pas d'un caryogramme, parmi les chromosomes de longueur moyenne, trouvez le plus court et le plus long dans les deux images, comparez-les par taille et emplacement des centromères. Tirer une conclusion sur les différences/similitudes 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 à l'étude appartiennent à la même espèce.
Si le nombre de chromosomes diffère d'un facteur deux et que des chromosomes de même taille et forme sont trouvés sur les deux photographies, il est fort probable que les individus soient des représentants de la même espèce. Il s'agira de caryotypes de formes diploïdes et tétraploïdes.
Si le nombre de chromosomes n'est pas le même (diffère d'un ou deux), mais qu'en général la forme et la taille des chromosomes des deux caryotypes sont les mêmes, nous parlons de sur les formes normales et mutantes d'une espèce (phénomène d'aneuploïdie).
Si le nombre de chromosomes est différent, ainsi que la divergence entre les caractéristiques de taille et de forme, le critère classera les individus présentés en deux espèces différentes.

La conclusion doit indiquer s'il est possible de déterminer l'identité spécifique des individus sur la base du critère génétique (et uniquement de celui-ci).

Réponse : c'est impossible, car tout critère d'espèce, y compris génétique, comporte des exceptions et peut donner un résultat de détermination erroné. La précision ne peut être garantie qu'en appliquant un ensemble de critères de type.

Voir. Critères de type

Vertyanov S. Yu.

Il est généralement assez facile de distinguer les taxons supraspécifiques, mais une délimitation claire des espèces elles-mêmes se heurte à certaines difficultés. Certaines espèces occupent des habitats (zones) géographiquement séparés et ne se croisent donc pas, mais produisent une progéniture fertile dans des conditions artificielles. La brève définition de Linné 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), ni aux formes éteintes.

L’ensemble des caractères distinctifs d’une espèce est appelé son critère.

Le critère morphologique repose sur la similitude des individus d'une même espèce au regard d'un ensemble de facteurs externes et structure interne. Le critère morphologique est l'un des principaux, mais dans certains cas, la similarité morphologique ne suffit pas. Le moustique du paludisme était auparavant appelé six espèces similaires non croisées, dont une seule est porteuse du paludisme. Il existe des espèces dites jumelles. Deux espèces de rats noirs, d'apparence pratiquement impossible à distinguer, vivent séparément et ne se croisent pas. Les mâles de nombreuses créatures, comme les oiseaux (bouvreuils, faisans), ressemblent peu aux femelles. Les anguilles filetées adultes mâles et femelles sont si différentes que les scientifiques les ont placées pendant un demi-siècle dans des genres différents, et parfois même dans des familles et des sous-ordres différents.

Critère physiologique-biochimique

Elle repose sur la similitude des processus vitaux d’individus d’une même espèce. Certaines espèces de rongeurs ont la capacité d’hiberner, d’autres non. De nombreuses espèces végétales étroitement apparentées diffèrent par 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 charbonneux, par exemple, produisent des protéines que l’on ne trouve pas dans d’autres types de bactéries.

Les capacités du critère physiologique et biochimique ont des limites. Certaines protéines ont non seulement une spécificité d’espèce, mais également une spécificité individuelle. Il existe des caractéristiques biochimiques qui sont les mêmes chez les représentants non seulement d'espèces différentes, mais même d'ordres et de types. Les processus physiologiques peuvent se produire de la même manière chez différentes espèces. Ainsi, le taux métabolique de certains poissons de l’Arctique est le même que celui d’autres espèces de poissons des mers du sud.

Critère génétique

Tous les individus d’une même espèce ont un caryotype similaire. Les individus de différentes espèces possèdent différents ensembles de chromosomes, ne peuvent pas se croiser et vivent séparément les uns des autres dans des conditions naturelles. Les deux espèces sœurs de rats noirs ont un nombre différent de chromosomes - 38 et 42. Les caryotypes des chimpanzés, des gorilles et des orangs-outans diffèrent par l'emplacement des gènes sur les chromosomes homologues. Les différences entre les caryotypes du bison et du bison, qui possèdent 60 chromosomes dans leur 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. Le recours aux seuls critères génétiques s’avère parfois insuffisant. Une espèce de charançon combine des formes diploïdes, triploïdes et tétraploïdes, la souris domestique possède également différents ensembles de chromosomes et le gène de l'histone H1 de la protéine nucléaire humaine ne diffère du gène homologue du pois que par un seul nucléotide. Dans les génomes des plantes, des animaux et des humains, des séquences d’ADN si variables ont été découvertes qu’elles peuvent être utilisées pour distinguer les frères et sœurs chez l’homme.

Critère reproductif

(du latin reproduire reproduire) est basé sur la capacité des individus d’une espèce à produire une progéniture fertile. Un rôle important lors de la traversée est joué par le comportement des individus - rituel d'accouplement, sons spécifiques à l'espèce (chant des oiseaux, gazouillis des sauterelles). De par la nature de leur comportement, les individus reconnaissent le partenaire sexuel de leur espèce. Les individus d'espèces similaires peuvent ne pas se croiser en raison d'un comportement d'accouplement inadapté ou de sites de reproduction inadaptés. Ainsi, les femelles d'une espèce de grenouille frayent le long des rives des rivières et des lacs, et d'une autre - dans les flaques d'eau. Des espèces similaires ne peuvent pas se croiser en raison de différences saison des amours ou le moment de l'accouplement lorsque l'on vit dans des conditions climatiques. Des périodes de floraison différentes pour les plantes empêchent la pollinisation croisée et servent de critère d'appartenance à différentes espèces.

Le critère reproductif est étroitement lié aux critères génétiques et physiologiques. La viabilité des gamètes dépend de la faisabilité de la conjugaison des chromosomes lors de 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 les possibilités de croisement.

Utiliser uniquement le critère reproductif ne permet pas toujours de distinguer clairement les espèces. Il existe des espèces qui se distinguent clairement par des critères morphologiques, mais qui produisent une progéniture fertile lorsqu'elles sont croisées. Parmi les oiseaux, ce sont quelques espèces de canaris et de pinsons ; parmi les plantes, ce sont des variétés de saules et de peupliers. Représentant de l'ordre des artiodactyles, le bison vit dans les steppes et les steppes forestières. Amérique du Nord et jamais dans des conditions naturelles on rencontre le bison qui vit dans les forêts d'Europe. Dans un environnement zoologique, ces espèces produisent une progéniture fertile. C'est ainsi que fut restaurée la population de bisons d'Europe, pratiquement exterminée pendant les guerres mondiales. Les yaks et les bovins, les ours polaires et bruns, les loups et les chiens, les zibelines et les martres se croisent et produisent 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-géographique

La plupart des espèces occupent un certain territoire (zone) et niche écologique. La renoncule âcre 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 piquante. Des espèces similaires vivant dans le même habitat peuvent différer dans leurs niches écologiques, par exemple si elles se nourrissent d'aliments différents.

L'utilisation du critère écologique-géographique est limitée par un certain nombre de raisons. L'aire de répartition de l'espèce peut être discontinue. L'aire de répartition des espèces du lièvre variable 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 partagent la même aire de répartition, comme deux espèces de rats noirs. Il existe des organismes répandus presque partout - de nombreuses mauvaises herbes, un certain nombre d'insectes nuisibles et de rongeurs.

Le problème de la détermination d'une espèce se transforme parfois en 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 qui garantit une similitude héréditaire de caractéristiques morphologiques, physiologiques, biochimiques et génétiques, qui se croisent dans des conditions naturelles et produisent une progéniture fertile.

Bibliographie

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

Définition de l'espèce

À tout moment, différents chercheurs ont eu 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 Leinaeus, tout en reconnaissant la réalité des espèces, a nié la réalité de l'évolution.

Selon Charles Darwin et ses disciples, les espèces existent en réalité sous la forme d’un ensemble d’individus. Chaque espèce est plus ou moins clairement séparée des autres et possède certaines propriétés et habitats. À la suite de 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 des espèces :

Définition 1

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

Mais en Dernièrement 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 ceci n’est qu’une exception au schéma général.

Critères de type

Afin de distinguer clairement une espèce d'une autre, les taxonomistes (classificateurs) ont élaboré une liste claire de règles et de caractéristiques. Ces caractéristiques sont appelées critères d'espèce. Regardons-les de plus près.

Le critère morphologique repose sur une analyse de la présence ou de l'absence de similitude des caractéristiques externes ou internes des individus d'une même espèce (de la structure des chromosomes aux caractéristiques structurelles des organes individuels et de leurs parties). Les caractéristiques morphologiques propres à une espèce particulière sont appelées diagnostics.
Le critère génétique est le nombre de chromosomes caractéristiques de chaque espèce, leur taille et leur forme. Ce critère permet de juger des principales caractéristiques clés de l'espèce.
Le critère physiologique repose sur une analyse des similitudes et des différences dans les processus vitaux des organismes. Ceux-ci incluent la capacité de mettre en jachère et de donner naissance à une progéniture fertile.
Le critère biochimique concerne les caractéristiques de la structure et de la composition des macromolécules (principalement des protéines) et l'évolution 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 aires de répartition d'espèces étroitement apparentées. Mais ce critère ne peut être déterminant, puisqu’il existe des espèces. Distribué partout (souvent avec l'aide humaine) - 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 sont uniques et inimitables. Ils influencent les organismes qui y vivent et provoquent chez eux des réactions adaptatives. Chaque espèce occupe sa propre niche écologique dans la biogéocénose.

Note 1

Pour déterminer de manière claire et fiable l’identité spécifique d’un individu, il ne suffit pas d’utiliser un seul critère. Seules leur combinaison et leur confirmation mutuelle peuvent donner une véritable description de l'espèce.

Intégrité de l'espèce

Comme nous le savons déjà, les espèces existent 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). Grâce à cette circonstance, l'espèce est constituée de nombreuses populations. Il occupe une large étendue, malgré la diversité des conditions naturelles à l'intérieur de ses frontières.

Note 2

Mais malgré cela, toute espèce, à la fois constituée d'une seule population et composée d'elle grande quantité, constitue un tout unique. Cette intégrité est obtenue par l'isolement d'une espèce du reste.

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

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

L'appartenance des individus à une espèce particulière est déterminée en fonction d'un certain nombre de critères.

Critères de type- il s'agit de divers caractères taxonomiques (diagnostiques) caractéristiques d'une espèce, mais absents chez d'autres espèces. Un ensemble de caractéristiques par lesquelles une espèce peut être distinguée de manière fiable des autres espèces est appelé radical d'espèce (N.I. Vavilov).

Les critères d'espèce sont divisés en critères de base (qui sont utilisés pour presque toutes les espèces) et supplémentaires (qui sont difficiles à utiliser pour toutes les espèces).

Critères de base du type

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

Par exemple : chez la vipère commune, la narine est située au centre de la protection nasale, et chez toutes les autres vipères (à nez, Asie Mineure, steppe, Caucasienne, vipère) la narine est décalée vers le bord de la protection nasale.

Espèces jumelles. Ainsi, des espèces étroitement apparentées peuvent différer par des caractéristiques subtiles. Il existe des espèces jumelles qui se ressemblent tellement qu’il est très difficile d’utiliser un critère morphologique pour les distinguer. Par exemple, l’espèce de moustique du paludisme est en réalité représentée par neuf espèces très différentes. espèce similaire. 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, les espèces jumelles se retrouvent parmi les rongeurs, les oiseaux, de nombreux vertébrés inférieurs (poissons, amphibiens, reptiles), de nombreux arthropodes (crustacés, acariens, papillons, diptères, orthoptères, hyménoptères), les mollusques, les vers, les coelentérés, les éponges, etc.

Notes sur les espèces sœurs (Mayr, 1968).

1. Il n’y a pas de distinction claire entre espèce commune(« morphoespèces ») et espèces jumelles : simplement chez les espèces jumelles, les différences morphologiques s'expriment en diplôme minimum. De toute évidence, la formation d'espèces sœurs est soumise aux mêmes lois que la spéciation en général, et les changements évolutifs dans les groupes d'espèces sœurs se produisent au même rythme que dans les morphoespèces.

2. Les espèces sœurs, lorsqu'elles sont soumises à une étude minutieuse, 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 de leurs organes copulatoires).

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

4. Chez les animaux, les espèces sœurs sont plus fréquentes si les différences morphologiques ont moins d'impact sur la formation des couples reproducteurs (par exemple, si la reconnaissance utilise l'odorat ou l'ouïe) ; si les animaux comptent davantage sur la vision (la plupart des oiseaux), alors 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 des différences morphologiques individuelles significatives au sein des espèces. Par exemple, la vipère commune est représentée par de nombreuses formes de couleurs (noir, gris, bleuâtre, verdâtre, rougeâtre et autres nuances). Ces caractéristiques ne peuvent pas être utilisées pour distinguer les espèces.

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

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

3. Critère écologique. Elle repose sur le fait que deux espèces ne peuvent pas occuper la même niche écologique. Ainsi, chaque espèce se caractérise par sa propre relation avec son environnement.

Pour les animaux, au lieu du concept de « niche écologique », le concept de « zone adaptative » est souvent utilisé. Pour les plantes, 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, comprenant le type d'habitat (aquatique, terrestre-air, sol, organisme) et ses caractéristiques particulières (par exemple, dans environnement sol-air habitat - la quantité totale de rayonnement solaire, les précipitations, le relief, la circulation atmosphérique, la répartition de ces facteurs par saison, etc.). Sur le plan biogéographique, les zones adaptatives correspondent aux plus grandes divisions de la biosphère - les biomes, qui sont un ensemble d'organismes vivants en combinaison avec certaines conditions de vie dans de vastes zones paysagères et géographiques. Cependant divers groupes les organismes utilisent différemment les ressources environnementales et s’y adaptent différemment. Par conséquent, au sein du biome de la zone forestière de conifères et de feuillus zone tempérée On peut distinguer des zones adaptatives de grands prédateurs gardiens (lynx), de grands prédateurs rattrapants (loup), de petits prédateurs grimpeurs (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 des facteurs pédologiques, qui font partie intégrante de la composition mécanique des sols, de la topographie, de la nature de l'humidité, de l'influence de la végétation et de l'activité des micro-organismes) et facteurs biotiques(principalement, un ensemble d'espèces végétales) de la nature qui constituent l'environnement immédiat des espèces qui nous intéressent.

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

Un ensemble d'écotypes qui forment un système génétique unique (par exemple, capables de se croiser pour former une progéniture à part entière) est souvent appelé une écoespèce.

Critères de type supplémentaires

4. Critère physiologique-biochimique. Basé sur le fait que différentes espèces peuvent différer dans la composition en acides aminés des protéines. Sur la base de ce critère, on distingue par exemple certaines espèces de goélands (hareng, à bec noir, 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). Cela repose sur le fait que chaque espèce est caractérisée par un certain caryotype - le nombre et la forme des chromosomes métaphasiques. Par exemple, tous les blés durs ont 28 chromosomes dans leur ensemble diploïde, et tous les blés tendres ont 42 chromosomes.

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

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

Cependant, on sait que l'hybridation interspécifique est souvent courante dans la nature : chez de nombreuses plantes (par exemple le saule), un certain nombre d'espèces de poissons, d'amphibiens, d'oiseaux et de mammifères (par exemple les loups et les chiens). Dans le même temps, au sein d’une même espèce, il peut exister des groupes isolés les uns des autres sur le plan reproductif.

Le saumon du Pacifique (saumon rose, saumon kéta, etc.) vit deux ans et se reproduit seulement avant de mourir. Par conséquent, les descendants des individus ayant pondu en 1990 ne se reproduiront qu'en 1992, 1994, 1996 (race « paire »), et les descendants des individus ayant pondu en 1991 ne se reproduiront qu'en 1993, 1995, 1997 (race « paire »). . race "étrange"). 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 reconnaître les espèces. Selon la nature des sons produits, différents types d'insectes diffèrent. Différents types Les lucioles nord-américaines varient dans la fréquence et la couleur de leurs 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 inclut analyse comparative gammes modernes d'espèces, analyse

En biologie, une espèce est un certain ensemble d'individus qui présentent des similitudes héréditaires en termes 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 un certain nombre de barrières. Les scientifiques les distinguent les uns des autres selon un certain nombre de caractéristiques fondamentales. Typiquement, on distingue les critères suivants pour une espèce : morphologiques, géographiques, environnementaux, génétiques, physiques et 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 divise les organismes en espèces qui diffèrent clairement les unes des autres par leurs caractéristiques morphologiques internes ou externes.

Critères géographiques de l'espèce

Ils reposent sur le fait que les représentants de chaque système génétique stable vivent dans des espaces limités. Ces zones sont appelées habitats. Cependant, le critère géographique présente certaines lacunes. Ce n’est pas assez universel pour les raisons suivantes. Premièrement, certaines espèces cosmopolites sont réparties sur toute la planète (par exemple, l'épaulard). Deuxièmement, de nombreuses populations biologiques ont des habitats géographiquement identiques. Troisièmement, dans le cas de certaines populations en expansion trop rapide, les aires de répartition sont très variables (par exemple, le moineau ou la 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 repose sur l’hypothèse que le comportement de certains animaux diffère de celui des autres.

Critère génétique de l'espèce

Ici, la propriété principale de toute espèce est prise en compte - son isolement génétique des autres. Les plantes et les animaux de différents systèmes génétiques stables ne se croisent presque jamais. Bien entendu, une espèce ne peut pas être complètement isolée du flux de gènes provenant d’espèces apparentées. Cependant, en même temps, elle maintient généralement la constance de sa composition génétique sur une période de temps très longue. 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 un type distinct il existe un certain nombre d'adaptations à certaines conditions de vie, qui affectent les modifications des processus biochimiques.

conclusions

Il est donc très difficile de distinguer les espèces sur la base d’un seul critère. L'appartenance d'un individu à une espèce particulière ne doit 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 constituent une population d'espèces.