Поняття та критерії виду

Поняття виду

Здавалося б, немає нічого простішого, ніж дати визначення усталеному поняттю, що є одним з основ сучасної біології. Однак, як показує досвід будь-якої науки, чим більше проникаєш в сутність явища, тим важче дати йому однозначне визначення. Не стало винятком і таке поняття, як вид.

Вперше поняття виду як структурної одиниці органічного світу дав англійський натураліст Джон Рей (1628-1705). Пізніше його як основу класифікації організмів використовував Карл Лінней. З тих пір вид є основною одиницею систематики. У сучасній біології вид трактують не як застиглу статичну одиницю різноманітності живого, а як динамічну систему – основний етап еволюційного процесу.

Ще в 20-х роках, на самому початку становлення синтетичної теорії еволюції (СТЕ) генетики сформували уявлення про вид як генетичну систему. Серед них можна виділити два головних положення.

Перше: особини одного виду формують загальний генофонд, в якому містяться унікальні алельні гени, що відрізняють цей вид від інших. Це положення на практиці означає, що особини одного виду характеризуються рядом загальних алельних генів, частина з яких притаманна тільки представникам даного виду. Видоспецифічі алельні варіанти виникають в популяціях в результаті точкових мутацій і фіксуються природним відбором в процесі тривалої мікроеволюції за умови ізоляції вихідного виду від інших популяцій.

Тому в сучасній систематиці критерієм того, чи є певна форма тварини або рослини окремим, новим для науки видом або ж просто особливою ​​модифікацією, викликаною незвичними умовами життя, служить виявлення у аналізованих організмів алелей, які не зустрічаються у особин інших видів. Такі докази можуть бути отримані тільки в сучасних лабораторіях методами біохімічної або молекулярної генетики, що дозволяють визначити у досліджуваних особин наявність білків з унікальними амінокислотними послідовностями або ділянок ДНК з особливим порядком проходження нуклеотидів.

Друге: види, захищені від проникнення генів чужорідного виду. Це досягається за рахунок повної або часткової репродуктивної ізоляції – бар’єру несхрещування, який виникає в процесі видоутворення між двома різними підвидами, екологічними расами або формами, які досягли істотних генетичних відмінностей.

Мікроеволюційні події, що відбуваються на рівні популяцій, завершуються утворенням нового виду – генетично замкнутої системи, що представляє собою сукупність популяцій із загальним генофондом, захищених репродуктивною ізоляцією від потоків чужорідних генів.

Критерії виду

Факторами, що забезпечують бар’єр нескрещування і репродуктивну ізоляцію, можуть бути:

• величезні відстані або географічні перепони, що розділяють близькі види;
• особливості шлюбної поведінки або специфічні звуки (квакання жаб, спів птахів, стрекотіння коників, трелі цикад), якими самці привертають самок;
• терміни і місця розмноження (дуже часто у риб);
• пахучі мітки (у комахоїдних, гризунів, хижаків) або особливі речовини – феромони (від грец. феро – нести, омоун – викликати), що виділяються особинами протилежної статі (майже всі активно літаючі комахи).

У ряді випадків, коли не спрацьовують поведінкові бар’єри, у тварин з внутрішнім заплідненням репродуктивну ізоляцію забезпечує несумісність копулятивних органів самок і самців різних видів. У разі зовнішнього запліднення сперматозоїд навіть одного дуже близького виду часто виявляється нездатним проникнути крізь клітинну мембрану яйцеклітини іншого виду, а у квіткових рослин чужорідний пилок не утворює пилкову трубку.

Якщо репродуктивна ізоляція неповна, відбувається міжвидова гібридизація. Встановлено, що частка гібридів в кожному поколінні становить лише частки відсотка статевозрілих особин, а гібридизація відбувається зазвичай на просторово обмежених ділянках – гібридних зонах, а тому не може приводити до серйозних змін генофонду виду на всьому його ареалі. Тому навіть у разі неповної репродуктивної ізоляції вид в цілому залишається досить захищеним від проникнення чужорідних генів.

Якщо у амфіміктичних організмів межа між видами пролягає по репродуктивно ізольованим популяціям, то у апоміктичних організмів, що розмножуються безстатевим шляхом або партеногенезом, вона проходить на рівні окремих організмів (для розмноження безстатевим шляхом або партеногенезом партнер не потрібен). Тому достатньо однієї мутації, щоб від однієї особини бактерії або евглени виник клон генетично відмінних особин, які формально заслуговують рангу виду. Якщо врахувати, що розмноження у одноклітинних організмів відбувається дуже швидко, то можна уявити темпи цього видоутворення. Разом з тим число видів у бактерій досягає 20 тис., У найпростіших – 60 тис., Що набагато менше, ніж видів багатоклітинних рослин (500 тис.) І тварин (1,5 млн). Більшість систематиків вважають це протиріччя артефактом, так як насправді, якщо використовувати критерії виду, що застосовуються для багатоклітинних істот, то число видів одноклітинних стане настільки велике, що навіть їх облік буде непосильним завданням.

Таким чином, генетичну єдність особин і популяцій, а також їх ізоляція від решти є головним критерієм виду. Однак на практиці часто користуються і іншими критеріями, серед яких особливе місце займає морфологічний критерій виду (морфологія – наука про будову організмів). Згідно з цим критерієм особини одного виду мають ряд загальних ознак будови тіла, що чітко відрізняють їх від особин інших видів. При цьому набір ознак підбирається експериментальним шляхом. Він залежить від досвіду і навіть смаку дослідника. У систематиці тварин в якості ознак, за якими визначають видову приналежність, найчастіше використовують забарвлення тіла або окремих його частин, розміри, пропорції і форму кінцівок, особливості будови черепа і зубів, наявність додаткових структур та інше. У квіткових рослин видову приналежність встановлюють, перш за все, за будовою квітки, його формою і забарвленням. Морфологічні критерії виду обмежені, так як майже в кожній групі організмів існують види-двійники, які можуть бути зовні настільки схожі, що відрізнити особин різних видів можна тільки за допомогою аналізу каріотипу або по генним ознаками. Види-двійники часто зустрічаються в царстві тварин: серед комах (плодові мушки дрозофіли, малярійні комарі), риб (карасі), земноводних (квакші, жаби) і ссавців (миші, полівки) (див. рис.). Багато їх в царствах рослин і грибів.

Мал. Полівки звичайна (а) і полівка східноєвропейська (б) – типові види-двійники фауни України

Географічний критерій виду заснований на тому, що кожен вид має свій ареал, що відображає його екологічні переваги, а також місце походження і історію розселення. Тому види із загальними центрами походження мають один і той же тип ареалу (середземноморський, європейський, центральноазіатський і так далі).

Згідно екологічному критерію кожен вид знаходить своє особливе місце в природі або, як кажуть екологи, займає свою екологічну нішу в екосистемі. Якщо, наприклад, це тварина, то у нього неповторний спектр харчування, специфічна реакція на абіотичні фактори, своя сезонна і добова активність, особливий притулок та інше.

Кожен вид характеризується генетичними і морфологічними особливостями, має свій ареал і займає певну екологічну нішу.