Что может стать причиной географического видообразования

Что такое географическое видообразование

Определение 1

Географическое видообразование — это эволюционный путь формирования видов, при котором решающее значение имеет пространственная или территориальная изоляция.

Сущность географического видообразования

Такой тип видообразовании называется также аллопатрическим. В этом случае одним из условий для образования новых видов является изоляция популяции в определенных условиях. Под действием окружающей среды существенно меняется генофонд популяции, также формируется почва для расширения спектра мутаций и образования новых продуктивных сочетаний генов. На базе географической изоляции возникает новая форма данного явления, а именно — репродуктивная изоляция. Репродуктивная изоляция является решающим фактором при наличии процесса возникновения новых видов в природе.

Определение 2

Репродуктивная изоляция — это отсутствие возможности к скрещиванию между особями разных популяций.

Необходимо отметить также и тот факт, что сегодня существует большое количество теорий видообразования, но ни одна из них не считается полностью доказанной ввиду того, что все предложенные гипотезы достаточно трудно обосновать эмпирически. Несмотря на это, теория наличия географического видообразования прочно внедрилась в научный обиход и вполне обосновано конкурирует с другими представлениями о системе эволюционного процесса.

Механизмы географического видообразования

Образование новых видов является важнейшим эволюционным этапом. Еще Ч. Дарвин доказал тот факт, что образование новых природных видов формируется на основе воздействия движущих сил эволюции. При изменении условий существования внутри вида идет процесс расхождения признаков — дивергенция, которая приводит к образованию новых группировок особей внутри вида. От исходного вида может взять начало целый спектр форм, обладающих возможностью оставлять после себя плодовитое потомство и при этом выживать в неблагоприятных условиях среды.

Если сравнить географическое видообразование с экологическим, то для него достаточно смены организмом собственного ареала обитания. Это часто происходит при расселении популяции. Естественными факторами формирования географической изоляции служат: реки, озера, моря, океаны, горы, леса и прочее.

Замечание 1

Наличие препятствия еще не делает его фактором географической изоляции. Для каждой отдельной популяции фактором географической изоляции может стать то препятствие, которое не является препятствием для других.

Оставаясь на новой территории часть популяции получает возможность приобрести те адаптации, которые меняют ее генотип, что существенно отражается на фенотипе. Благодаря наличию аллопатрического типа видообразования в природе возникли уникальные виды на таких территориях, как Австралия, Антарктида, пустыни и северные широты.

Также среди причин формирования географического видообразования выделяют:

• миграцию особей;
• расширение ареала обитания популяции;
• накопление мутаций, провоцирующих появление фенотипических и генотипических отличий;
• естественный отбор;
• репродуктивную изоляцию.

Замечание 2

Все вышеуказанные причины возникновения географической изоляции проявляют себя по-разному в зависимости от того, где именно изначально расположена популяция и каким генофондом она обладает.

Географическая изоляция возникает на основе динамики развития климата и рельефа. Те особи, которые приспосабливаются к новым условиям обитания передают своим потомкам приобретенные адаптации. В результате их потомки выживают только в таких условиях. Аллопатрия является длительным процессом, который протекает в течение шести этапов: — изменение среды обитания видов и расширение ареала (климатические катаклизмы, изменение ландшафта); изменение хода естественного отбора при появлении мутагенеза и в результате адаптаций; сохранение полезных адаптаций и закрепление их в генотипе, сохранение географической изоляции, появление репродуктивной изоляции и возникновение новых видов.

Чем меньше обмен генами между приспособленными и неадаптированными видами, тем более четко наблюдаются различия между ними, ввиду чего и образуется репродуктивная изоляция.

Географический тип видообразования часто связан с колоссальными изменениями рельефа. К таким глобальным изменениям относят горообразование, расхождение континентов, формирование озер и рек. Все это занимает несколько сотен тысяч лет.

Для полного понимания географического видообразования можно привести несколько актуальных примеров.

Так, уникальное видовое разнообразие Байкала (возникновение различных видов хлопчатника, появление белоголовых чаек) объясняется изоляцией от других водных бассейнов горным хребтом.

Подобные примеры географического видообразования чаще всего связаны с несколькими причинами: на территории вида возникло непреодолимое препятствие, расширение ареала популяции настолько, чтобы возможность скрещиваться свелась к минимуму, а в последствии ликвидировалась совсем.

Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что географическое видообразование является достаточно длительным эволюционным процессом, базирующимся на изменениях климата, возникновении естественных преград. Для успешного видообразования такого типа необходима территориальная изоляция особей внутри одной популяции. Формирование видов заканчивается при возникновении полной репродуктивной изоляции.

Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что географическое видообразование базируется на следующих механизмах:

• новые виды возникают чаще всего в результате наличия пространственной изоляции популяций внутри одного вида. Другими словами, пространственная изоляция есть разделение географических ареалов;
• длительное разобщение популяций приводит к возникновению такого явления, как генетическая изоляция, которая остается даже после того, как географическая изоляция прекращает собственное действие;
• новые виды, которые появились в результате географического видообразования достаточно часто называют «географическими расами».

Источник

Этапы географического видообразования

Что такое географическое видообразование

Определение

Географическое видообразование — эволюционный путь возникновения видов, при котором определяющим фактором выступает территориальная изоляция.

Второе название, расхожее в ученых кругах — аллопатрическое видообразование. Биологический процесс основан на разобщении единой популяции, когда неизбежным следствием становится генетическая изоляция, образование «географических рас».

Чем характеризуется, отличие от экологического

Географическое видообразование является неотъемлемым элементом макроэволюции. Она характеризуется:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

• длительностью процесса;
• естественностью факторов формирования изоляции.

В этой роли могут выступать:

• образовавшиеся океаны;
• озера;
• моря;
• горы, расколовшиеся в результате достигающих высоких баллов землетрясений.

Примечание

В отличие от экологического типа видообразования, географическое или аллопатрическое предполагает расселение на новых местах, расширение занятого ареала, а не освоение новых условий в границах старого.

Среди остальных значимых характеристик можно выделить:

• обязательную миграцию особей;
• накопление мутаций, отличий между представителями популяции, оставшимися на разных территориях;
• репродуктивную изоляцию.

Оставшись на новой территории, одна из частей популяции вынуждена адаптироваться, менять генотип, а за ним и фенотип. Именно так неизвестные до определенного времени, уникальные виды сформировались в пустынях, на территории Австралии, в отдаленных районах северных широт.

Основные этапы

В ходе процесса принято выделять шесть основных этапов:

1. Расширение ареала, миграция, начавшаяся из-за значительного изменения климатических условий, окружающего ландшафта.
2. Естественная коррекция критериев естественного отбора (явления мутагенеза, адаптация).
3. Закрепление приобретенных мутаций в генотипе (выживание особей, наиболее удачно приспособившихся к обновленным условиям).
4. Сохранение пространственной изоляции между приспособившимися и неприспособившимися представителями одной популяции.
5. Возникновение продолжительной репродуктивной изоляции.
6. Формирование нового вида.

Порядок этапов неизменен. Меняется только скорость, с которой может происходить появление видов: чем строже условия репродуктивной изоляции, тем выше скорость видообразования, тем четче видны различия между приспособленными и неприспособленными частями популяции.

Виды географического видообразования

Все известные биологии примеры аллопатрического видообразования основаны на разобщении популяции, которая, в свою очередь, может иметь две причины:

1. Расширение ареала обитания проявилось настолько ярко, что контакты разных частей популяции свелись к минимуму. Эта тенденция особенно заметна в тех ситуациях, когда численность особей невелика, демонстрирует тенденцию к снижению.
2. Возникновение на занятой популяцией территории непреодолимых преград в виде высоких горных массивов, затопленных ниш, превратившихся в болота низменностей.

Оба вида характеризуются формированием новых для особей условий, отсутствием возможности скрещивания, необходимостью адаптации.

Образование видов при наличии разных условий среды: типовые примеры процесса

Популярным примером аллопатрического видообразования служит разделение популяции лисиц. Расселившись по местностям с самыми разными климатическими условиями, они с течением времени образовали несколько разных видов.

Пример 1

Обитающая в жаркой пустыне лиса фенек обзавелась большими ушными раковинами, позволяющими эффективно выводить тепло из организма. А результатом микроэволюции проживающего в северных районах песца стало появление многослойного длинного меха.

Общее сходство образовавшихся видов при этом остается очевидным. Это особенности скелета, строение морды, форма туловища, лап.

По такому же принципу происходило видообразование вьюрков, проживающих на Галапагосских островах.

Пример 2

Расселившись по разным островам, птицы были вынуждены приспособиться к разным источникам пищи. Так, у одних сформировался загнутый клюв, идеально подходящий для ловли сидящих на листьях насекомых, другие стали обладателями короткого мощного клюва для добычи мякоти кокоса.

Третьим пришлось приспособиться к сбору семян, вырастив узкий длинный клюв.

Такой метод эволюции позволил решить вопросы сохранения популяции, стал причиной появления особей, связанных исходным генотипом, но с разными внешними характеристиками.

Источник

Географическое видообразование — причины формирования, основные формы и примеры

Географическое видообразование — самая распространенная разновидность видообразования.

Суть процесса заключается в том, что изолированные популяции меняются генетически, образовывая новый вид.

При этом разные изолированные популяции теряют возможность скрещиваться друг с другом в результате биологической изоляции в течение многих поколений.

Что такое видообразование в географии и его основные формы

Географическое (или аллопатрическое) видообразование наиболее изучено среди всех 4-х путей естественного видообразования, таких как экологическое (или симпатрическое), перипатрическое и мгновенное (на основе полиплоидии).

Формы образования видов различаются по способу изоляции. Ниже представлена таблица с описаниями других форм.

Характеристика и причины формирования географического видообразования

Другое правильное название данной формы видообразования — аллопатрическое. «Аллос» в переводе с греческого — «чужой», а «патрис» — «родина».

Автор теории эволюции, Чарльз Дарвин, больше всего в своих работах говорил о пространственном механизме. Но первым указал на значимость аллопатрии Мориц Вагенер — немецкий путешественник и биолог.

Главным условием для данного способа образования новых структурных единиц является пространственная изоляция, т. е. наличие между популяциями труднопреодолимых преград.

Механизм аллопатрии

Такое видообразование происходит при изоляции популяции вида от остальных популяций того же вида на протяжении многих поколений. За этот срок во многих локусах особей этой популяции замещаются аллели.

Генофонд данной популяции будет видоизменяться независимо от остальных популяций, вследствие чего накапливаемые мутации сделают невозможным скрещивание с особями вне популяции.

Изоляты перенесут изменения в фенотипе и генотипе. Наступит этап так называемой репродуктивной изоляции, чем и характеризуется возникновение нового вида.

Частота встречаемости различных аллелей меняется не только из-за естественного отбора, но и благодаря генетическому дрейфу.

Возьмем, к примеру, крыс, обитающих когда-то в Западной Европе. Они стали размножаться, и часть популяций вида переселилась на восток, в Восточную Европу и Азию.

В условиях другого климата, отличного от европейского, будут выживать только те особи, которые к нему приспособлены (т. е. те, кто имел генетические преимущества, никак не проявлявшиеся в родном климате). И в новом месте обитания число приспособленных к новому климату особей будет возрастать с каждым поколением, а число неприспособленных — наоборот, падать.

Если сначала эти различия между приспособленными (азиатскими) и неприспособленными (европейскими) будут малозаметны, то через века и тысячелетия генотип этих подвидов определенного вида крыс из-за последовательности необратимых изменений в генах станет различаться настолько, что их можно будет считать отдельными видами, не способными к взаимному скрещиванию в результате репродуктивной изоляции.

На срок, через который происходит формирование новой структурной единицы, влияет степень изоляции, т. е. быстрее всего новый вид возникнет при нулевом контакте двух разделенных популяций.

Через еще большее количество лет азиатский вид крыс может переселиться обратно в Европу, но уже не будет иметь возможности скрещиваться с европейским.

Примеры географического видообразования

Приведём еще несколько примеров для закрепления материала:

• белоголовые чайки, живущие по всему миру (черноголовая, вилохвостая, бургомистр, морская, клуша, моевка, малая чайка, серебристая, розовая и т. д.);

• американский, австралийский и азиатский хлопчатники;

• Байкал изолирован от других водоёмов горным хребтом, в результате чего в озере присутствуют уникальные виды;

• севанская форель имеет 4 подвида, отличающихся разными сезонами года, в которые они размножаются (нерестятся).

Предыдущая

БиологияЛипиды — строение, свойства и функции молекул

Следующая

БиологияБиогеоценоз — определение, структура и свойства

Источник