Критерии вида генетические – Критерии вида по биологии — таблица с примерами - Управленческое образование

Содержание

Критерии вида, генетический, морфологический, экологический, физиологический, географический, исторический, биохимический, примеры критериев вида и их роль

Критерии вида определяют, как ярко выражены черты и свойства, отличающие один вид от другого.

Видом считается исторически образовавшееся объединение популяций, где особи наделены генетическим соответствием, подобием морфологическим, физиологическим, свободой скрещивания и дальнейшего размножения, пребывают в определенном ареале в особых жизненных условиях.

Генетический (генетико-репродуктивный) критерий вида

Генетическая связь исходная причина внешнего подобия организмов и первичный признак для объединения в обособленную совокупность особей.

Для особей в пределах одного вида характерен определенный набор хромосом, их количественное значение, величина и наружные очертания.

Цитогенетический критерий служит важнейшим признаком вида. Ввиду различного набора хромосом живые организмы разных видов придерживаются особой изоляции в производстве потомства и не имеют возможности скрещиваться.

Исследование формы и числа хромосом выполняется с помощью цитологического метода. Число структурных элементов клеточного ядра отличительная черта вида.

Морфологический критерий вида

Согласно морфологическому методу, особей одного вида объединяют по сходным форме и строению. По внешнему облику черную и белую ворон относят к разным видам.

Морфологические признаки одни из основных, но часто не определяющие. В природе обитают совокупности организмов, обладающие общими внешними чертами, но не скрещивающиеся. Они являются видами-двойниками.

Пример разновидности комаров, ранее относимые к малярийным. Их отличает не сходная пищевая база, относящая особей к различным экологическим нишам.

Экологический критерий вида

Причастность к индивидуальной среде обитания является основополагающим принципом экологического критерия.

Один вид комаров питается кровью млекопитающих, другой – птиц, третий – пресмыкающихся. При этом некоторые совокупности насекомых служат переносчиками малярии, а другие – нет.

Соответственно, два различных вида не могут сосуществовать в пределах одной экологической ниши, но разные живые организмы одного вида могут находиться в несходной среде обитания. Группы этих однородных популяций названы экотипами.

Физиологический (физиолого-биохимический) критерий вида

Физиологический критерий проявляется в связи с особенностями сложного комплекса жизнедеятельности организма и его отдельных систем. Согласно этой классификации, особи объединяются по сходству процессов размножения.

Организмы за пределами одного вида практически не способны к скрещиванию или дают бесплодное потомство. Но существуют отдельные представители, способные к размножению и дающие жизнеспособное потомство.

Поэтому деление на виды, исходя только из физиологического признака, ошибочно.

Географический критерий вида

Географический критерий основан на выделении мест распространения особей на определенных территориальных областях. Но часто ареалы различных видов перекрываются или разрываются, что ставит под сомнение абсолютное применение метода.

Поведенческий критерий вида

Поведенческий, или этологический критерий, характеризует межвидовые различия в поведении особей.

Песни птиц или звуки, издаваемые насекомыми, используются для распознавания определенных типов животных. Важную роль играет поведение в период спаривания, размножения и характер заботы о потомстве.

Критерии вида таблица для уроков биологии с примерами

Название критерия	Краткая характеристика	Примеры	Относительность критерия
Генетический	Отличаются определенным кариотипом и способностью скрещиваться, с рождением плодовитого потомства	У людей 46 хромосом	У одного вида наблюдаются особи с различным количеством и строением хромосом (особи домовой мыши, долгоносика). Различные виды могут обладать совпадающим числом хромосом (у капусты и редьки по 18 хромосом, у ржи и ячменя по 14, волки, шакалы и койоты обладают совпадающим набором хромосом).
Морфологический	Подобие внешних форм и строения организмов	Гадюки (обыкновенная, степная, гюрза), птицы пищухи (степная и рыжая). Амурских тигров отличает схожее строение, окрас, густая шерсть и крупные размеры.	Наличие двух различных морфологических форм у одного вида (наличие разнообразной окраски у гадюки обыкновенной), наличие двойников (комары малярийные, роза морщинистая и шиповник, ромашка аптечная и ромашка полевая).
Экологический	Сочетание факторов среды обитания, существование в пределах определенной экологической ниши	Местом обитания травяной лягушки служит суша, а лягушки прудовой – вода. Среда обитания ласточек береговушек – норы на речных пологих берегах, а ласточка городская гнездится в городе, ласточка деревенская живет в сельской местности.	Одинаковый вид волков обитает в лесостепи и тундровой зоне, сосна обыкновенная произрастает на болотах, в песчаных дюнах и выровненных местностях боровых трасс.
Физиологический	Генетическая независимость особей складывается за счет явного физиологического своеобразия, невозможности спариваться организмам, принадлежащих к различным видам.	Дикая лошадь тарпан, скрещиваясь с лошадью Пржевальского, дает бесплодное потомство, а при гибридизации косули европейской и косули сибирской развивается плод слишком больших размеров, приводящий к смерти самки при родах.	В природе часто бывают межвидовые гибриды, приспособленные к жизни и дающие потомство (спаривание волков обыкновенных и собак дает здоровое плодовитое потомство, скрещиваются тополь и ива, гибриды льва и самца тигра – тигрольвы).
Географический	Определенная область размещения в рамках единого ареала.	Амурский тигр распространен в Приморском и Хабаровском крае, Маньчжурии, а суматранский – на острове Суматра.	Наличие категорий, обитающих повсеместно (рыжий таракан, сапсан, муха домовая). Перелетных птиц отличает существование вне определенных ареалов. В рамках одного ареала – Мексики, встречаются различные видовые группы кактусов.
Поведенческий	Особенности повадок в брачный период (особые звуки, характерные ритуалы).	Звуки, издаваемые самцами певчих птиц, распускание хвоста самцом павлина.	Известны различные отдельные совокупности особей со схожим поведением.

Морфологические признаки представителей флоры и фауны

Волк обыкновенный

Род волков состоит из семи видов и 17 подвидов, относящихся к волку обыкновенному, или серому (Canis lupus). Деление на подвидовые группы произошло благодаря различным пропорциям тела и цвета волосяного покрова.

Морфологические признаки:

крупные размеры,
внешнее сходство с собакой, различия в более покатой лобной части, вытянутых лапах, опущенной задней части туловища, прямом хвосте и особенном строении волосяного покрова,
темно-серая полоса по хребту, макушка головы в темных отметинах, характерная «маска» на морде,
окрас серо-бурый, охристо-ржавый и палевый, корни и кончики волоса темные, середина – светлых тонов.

География обитания отличается широтой ареалов. Существует в стаях от 2 до 40 животных. Отличается высокосоциальным развитием. Издают различные звуки, способствующие общению между особями.

Волк относится к типичным хищникам, но в рационе присутствует и растительная пища.

Волк относится к моногамным животным, живущим в паре от спаривания до взросления потомства. Брачные игры длятся с января по март. Половая зрелость у самцов наступает от 2 до 3 лет, у самок – к 2 годам.

Кактус

Многочисленное семейство кактусовых насчитывает примерно 2800 видов и делится на 3 подсемейства:

Пейрескиевые кактусы включают лиственных представителей,
Опунциевые состоят из плоских кактусов и подразделяются по форме побегов на 3 группы,
Цереусовые включают растения, лишенные листьев и глохидий.

Отличительные морфологические признаки:

наличие ареола, представленного колючками или волосками,
уникальное строение плода и цветка, являющегося тканью стебля.

Ареалом кактусовых являются Северная и Южная Америка.

Амурский тигр

Амурский тигр от других тигров отличается по географическому и морфологическому признакам. Ареал – Дальний Восток и северная часть Китая.

К внешним отличиям относятся:

густой и длинный мех,
меньшее количество полос.

Какой критерий вида самый точный

Определить наиболее четкие границы между видовыми группами можно с помощью генетического метода.

Но в природе не может существовать полной генетической изолированности, поэтому для выявления принадлежности организма к определенной видовой категории необходимо использовать несколько различных критериев.

Самый древний видовой критерий

К наиболее старому и широко распространенному методу описания новых видов относится морфологический критерий, систематизирующий особей по внешнему сходству.

Этот метод и наименее точный в силу частого существенного отличия организмов определенного вида и морфологического подобия различных особей.

Заключение

Видовые критерии способствуют глубокому изучению, разбору и наиболее точной систематизации организмов. На Земле насчитывается более миллиона описанных видов и большое количество еще неизвестных и неизученных.

Исследование видовых особенностей способствует пониманию процесса эволюции на Земле.

tvercult.ru

Понятие вида. Критерии вида

Понятие вида. Вид как таксономическая категория

Чтобы изучать многообразие жизни, человеку необходимо было разработать систему классификации организмов для разделения их на группы. Как вы уже знаете, наименьшей структурной единицей в систематике живых организмов является вид.

Вид — исторически сложившаяся совокупность особей, которые сходны по морфологическим, физиологическим и биохимическим признакам, свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство, приспособлены к определенным условиям среды и занимают в природе общую территорию — ареал.

Для того чтобы отнести особей к одному и тому же или к разным видам, их сравнивают между собой по ряду определенных характерных признаков — критериев.

Критерии вида

Совокупность характерных однотипных признаков, по которым особи одного вида схожи, а особи разных видов различаются между собой, называют критерием вида. В современной биологии выделяют следующие основные критерии вида: морфологический, физиологический, биохимический, генетический, экологический, географический.

Морфологический критерий отражает совокупность характерных признаков внешнего строения. Например, виды клевера различаются по окраске соцветий, форме и окраске листьев. Этот критерий относительный. В пределах вида особи могут заметно различаться по строению. Эти различия зависят от пола (половой диморфизм), стадии развития, стадии в цикле размножения, условий среды обитания, принадлежности к сортам или породам.

Например, у кряквы самец ярко окрашен, а самка темно-бурая, у благородного оленя самцы имеют рога, а у самок их нет. У бабочки капустной белянки гусеница отличается от взрослой особи внешними признаками. У папоротника щитовника мужского спорофит имеет листья и корни, а гаметофит представлен зеленой пластинкой с ризоидами. В то же время некоторые виды настолько схожи по морфологическим признакам, что их называют видами-двойниками. Например, некоторые виды малярийных комаров, дрозофил, североамериканских сверчков внешне не различаются, но не скрещиваются между собой.

Таким образом, на основании одного морфологического критерия нельзя судить о принадлежности особи к тому или иному виду.

Физиологический критерий — совокупность характерных особенностей процессов жизнедеятельности (размножение, пищеварение, выделение и др.). Одним из важных признаков является способность особей скрещиваться. Особи разных видов не могут скрещиваться из-за несовместимости половых клеток, несоответствия половых органов. Этот критерий относительный, поскольку и особи одного вида иногда не могут скрещиваться. У мух дрозофил невозможность спаривания может быть обусловлена различием в строении полового аппарата. Это приводит к нарушению процессов размножения. И наоборот, известны такие виды, представители которых могут скрещиваться между собой. Например, лошадь и осел, представители некоторых видов ив, тополей, зайцев, канареек. Из этого следует, что для определения видовой принадлежности особей недостаточно сравнивать их только по физиологическому критерию.

Биохимический критерий отражает характерный химический состав тела и обмен веществ. Это самый ненадежный критерий. Нет веществ или биохимических реакций, характерных только для определенного вида. Особи одного вида могут значительно различаться по этим показателям. Тогда как у особей разных видов синтез белков и нуклеиновых кислот происходит одинаково. Ряд биологически активных веществ играют аналогичную роль в обмене веществ у разных видов. Например, хлорофилл у всех зеленых растений участвует в фотосинтезе. Значит, определение видовой принадлежности особей на основании одного биохимического критерия тоже невозможно.

Генетический критерий характеризуется определенным набором хромосом, сходных по размерам, форме и составу. Это самый надежный критерий, так как он является фактором репродуктивной изоляции, поддерживающей генетическую целостность вида. Однако и этот критерий не является абсолютным. У особей одного вида число, размеры, форма и состав хромосом могут различаться в результате геномных, хромосомных и генных мутаций. В то же время при скрещивании некоторых видов иногда появляются жизнеспособные плодовитые межвидовые гибриды. Например, собака и волк, тополь и ива, канарейка и зяблик при скрещивании дают плодовитое потомство. Таким образом, сходства по данному критерию также недостаточно, чтобы отнести особей к одному виду.

Экологический критерий — это совокупность характерных факторов среды, необходимых для существования вида. Каждый вид может обитать в той среде, где климатические условия, особенности почвы, характер рельефа и источники пищи соответствуют его пределам толерантности. Но в этих же условиях среды могут обитать и организмы других видов. Выведение человеком новых пород животных и сортов растений показало, что особи одного вида (дикие и окультуренные) могут жить в сильно различающихся условиях среды. Это доказывает относительный характер экологического критерия. Следовательно, есть необходимость использования других критериев при определении принадлежности особей к определенному виду.

Географический критерий характеризует способность особей одного вида населять в природе определенную часть земной поверхности (ареал).

Например, лиственница сибирская распространена в Сибири (Зауралье), а лиственница даурская — в Приморском крае (Дальний Восток), морошка — в тундре, а черника — в умеренной зоне.

Этот критерий указывает на приуроченность вида к определенному местообитанию. Но есть виды, не имеющие четких границ расселения, а обитающие практически повсеместно (лишайники, бактерии). У некоторых видов ареал совпадает с ареалом человека. Такие виды называются синантропными (комнатная муха, постельный клоп, домовая мышь, серая крыса). У разных видов могут быть совпадающие местообитания. Значит, и этот критерий имеет относительный характер. Он не может использоваться в качестве единственного для определения видовой принадлежности особей.

Таким образом, ни один из описанных критериев не является абсолютным и универсальным. Поэтому при определении принадлежности особи к определенному виду следует учитывать все его критерии.

Ареал вида. Понятие об эндемиках и космополитах

Согласно географическому критерию, каждый вид в природе занимает определенную территорию — ареал.

Ареал (от лат. area — площадь, пространство) — часть земной поверхности, в пределах которой распространены и проходят полный цикл своего развития особи данного вида.

Ареал может быть сплошным или прерывистым, обширным или ограниченным. Виды, имеющие обширный ареал в пределах разных континентов, называются видами-космополитами (некоторые виды протистов, бактерий, грибов, лишайников). Когда ареал распространения очень узкий и находится в пределах небольшого региона, то населяющий его вид называется эндемиком (от греч. endemos — местный).

Например, кенгуру, ехидна и утконос обитают только в Австралии. Гинкго в естественных условиях произрастает только в Китае, рододендрон остроконечный и лилия даурская — только на Дальнем Востоке.

Вид — совокупность особей, которые сходны по морфологическим, физиологическим и биохимическим признакам, свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство, приспособлены к определенным условиям среды и занимают в природе общую территорию — ареал. Для каждого вида характерны следующие критерии: морфологический, физиологический, биохимический, генетический, экологический, географический. Все они носят относительный характер, поэтому при определении видовой принадлежности особей используются все возможные критерии.

jbio.ru

Критерии вида — Критерии вида

Комментарии преподавателя

Вид – это основная единица биологической систематики. Еще Аристотель понимал под видом совокупность схожих между собой особей.

Вид – это совокупность особей, сходных по биохимическим, морфофизиологическим признакам (то есть по внешнему виду и внутреннему строению), способных скрещиваться между собой, давать плодовитое потомство, формирующих систему популяций, образующих общий ареал.

А сам термин «вид» был введен в биологию в 17 веке английским ботаником Дж. Реем. Рей отмечал, что особи разных видов отличаются друг от друга по внешним признакам и не скрещиваются между собой.

Дальнейшее развитие понятия «вид» связано с работами Карла Линнея в XVIII веке.

Линней считал, что виды – это объективно существующие в природе образования, сильно отличающиеся друг от друга. При этом он считал, что признаки внутри одного вида изменяются постепенно, а между разными видами существует разрыв непрерывности.

Например, у одного вида ноготков количество зубчиков колеблется от 2 до 7, а у другого – уже от 12 до 20.

К. Линней разделял виды по формальным легко различимым критериям, не учитывая родства между видами.

Через 100 лет после Линнея Ж-Б. Ламарк (рис. 1) построил новую классификацию, учитывающую возможное эволюционное родство живых организмов.

Ламарк как эволюционист пришел к неверному представлению об искусственности видов. То есть, он считал, что все виды так или иначе связаны переходными формами.

С этой же проблемой столкнулся и Ч. Дарвин. Он писал: «термин «вид» я считаю совершенно произвольным, придуманным ради удобства для обозначения группы особей, близко между собой схожих».

Однако, Дарвин хорошо понимал реальность, а не искусственность видов.

Современное представление о понятии «вид» сложилось уже в середине XX века в рамках синтетической теории эволюции.

Сущность современной концепции «вида» заключается в том, что все виды реальны, состоят из популяций, и у любого вида существует общая генетическая программа, выработанная в ходе эволюции.

Критерии вида

Виды разделяются не столько различиями, сколько обособленностью. Исходя из современной концепции вида, вытекают критерии, т. е. различия, по которым даже близкие виды можно отличать друг от друга

http://900igr.net/kartinki/biologija/Uchenie-ob-evoljutsii/036-Kriterii-vida-sovokupnost-priznakov-otlichajuschikh-dannyj-vid-ot.html

В основе морфологического критерия лежит сходство внешнего и внутреннего строения между особями одного вида.

Так, например, явно различаются между собой по внешним признакам медведь и волк. В то время как волк, шакал, гиена, лисица внешне более сходны, так как принадлежат к одному семейству Волчьих.

Еще в большей степени сходна внешность видов внутри одного рода. Внутри одного вида отличия вообще малозначимы.

Этот критерий самый удобный, и поэтому широко используется в систематике. Однако особи в пределах вида иногда так сильно отличаются, что только по морфологическому критерию не всегда удается определить, к какому виду они относятся.

Вместе с тем существуют виды морфологически сходные, но особи этих видов не скрещиваются между собой. Это виды-двойники, которые исследователи открывают во многих систематических группах

Виды-двойники у насекомых

Так, под названием Крыса чёрная различают два вида-двойника, имеющих в кариотипах по 38 и 42 хромосомы.

Генетический критерий основан на различии видов в их генотипах.

Виды могут отличаться по числу и форме хромосом. Но и при равенстве хромосом нуклеотидная последовательность вида остается в значительной степени уникальной.

Около 5% всех видов насекомых, птиц, рыб, земноводных, червей составляют виды-двойники.

В основу физиологического критерия положено сходство всех процессов жизнедеятельности особи одного вида. Прежде всего, это сходство размножения. Особи разных видов, как правило, не скрещиваются, или потомство их бесплодно.

Например, у многих видов мухи дрозофилы, сперма особи чужого вида вызывает иммунную реакцию, что приводит к гибели сперматозоидов в половых путях самки.

Надо иметь в виду, что есть и исключения. Существуют виды, особи которых скрещиваются и дают плодовитое потомство. Например, виды канареек, зябликов, тополей, ив.

Следующий критерий – биохимический. Он позволяет, когда это возможно, различать виды по составу и структуре характерных органических полимеров.

Географический критерий основан на том, что каждый вид занимает определённую территорию или акваторию, называемую ареалом. Он может быть большим или меньшим, прерывистым или сплошным.

Однако многие виды имеют накладывающийся друг на друга или перекрывающийся с другим ареал.

Кроме того, существуют виды, вообще не имеющие четких границ распространения, а также виды-космополиты, обитающие на огромных пространственных сушах всех континентов или океана.

Например, среди растений это пастушья сумка, одуванчик лекарственный, некоторые виды ряски, тростника

Виды растений-космополитов. Вверху слева пастушья сумка, вверху справа – одуванчик ле&shy

www.kursoteka.ru

100.Вид – результат микроэволюции. Определение, структура и критерии вида. Генетическое единство, целостность вида. Вид, его критерии и структура

Ч. Дарвин считал вид определенным звеном в эволюции живой природы, хорошо обособленным от других видов благодаря механизмам, выработанным у него в процессе эволюции. В настоящее время знания о виде расширены и стали более конкретными.

Вид — это совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биологических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни, занимающих в природе определенный ареал.

Критерии вида.

В природе виды отличаются совокупностью признаков, называемых критериями вида. Сущность каждого из них заключается в следующем. Морфологический критерий определяет сходство внешнего и внутреннего строения особей одного вида; генетический критерий — одинаковый, типичный для вида, набор хромосом и возможность особей скрещиваться и давать плодовитое потомство; физиологический критерий — сходство жизненных процессов; биохимический критерий — способность образовывать специфические белки и другие органические вещества;экологический критерий — приспособленность к определенным условиям среды;географический критерий — распространение в природе в определенном ареале. Ни один из критериев в отдельности не может служить для определения вида. Охарактеризовать вид можно, только учитывая совокупность всех критериев.

Структура вида. В природе виды хорошо изолированы друг от друга. Однако особи каждого вида внутри ареала распространены неравномерно. В его пределах места, благоприятные для их обитания, чередуются с участками, непригодными для их жизни. Поэтому внутри ареала вид распадается на более мелкие единицы — популяции.

Популяцией называют естественную совокупность свободно-скрещивающихся особей одного вида, занимающих определенную часть ареала. Популяция состоит из особей разного возраста и пола. Она характеризуется наибольшим числом связей между ними. Особи одной популяции имеют больше сходства, чем особи разных популяций одного вида, в ней надежнее встречи самцов и самок. Численность особей в ней резко колеблется в связи с численностью других видов (58), стихийными бедствиями и другими причинами. Известны годы массового размножения вредных насекомых, болезнетворных бактерий и др. Территория, занимаемая популяцией, может составлять от 0,1 до 10 га и более. Границы популяций часто совпадают с границами биогеоценозов (озеро, лес, болото) (см. раздел «Экология»). Смешиванию популяций мешает географическая изоляция (горы, реки, пустыни) и биологическая изоляция (различие в строении полового аппарата, сроках и повадках спаривания у животных, несовместимость пыльцы и рыльца, разные сроки цветения растений и др.). Популяция является основной единицей эволюции, так как в ней совершаются все первичные эволюционные процессы (см. «Образование видов»). Сорта культурных растений, породы домашних животных и штаммы микроорганизмов — это искусственные, созданные человеком популяции (см. раздел «Селекция»).

Несколько близких популяций образуют более крупную внутривидовую группировку — подвид,имеющую определенные морфологические признаки, конкретную область обитания в пределах ареала вида и способную свободно скрещиваться с другими подвидами своего вида.

На подвиды распадаются виды, имеющие широкие ареалы. Так, обыкновенная белка на территории СССР представлена 22 подвидами, отличающимися по окраске меха.

Популяция как эколого-генетическое единство

Наиболее полным и всеобъемлющим определением популяции является следующее:

Популяция – это целостное воспроизводимое множество особей одного биологического вида, более или менее изолированное от других подобных множеств, населяющее определенный ареал в течение длительного ряда поколений, образующее собственную генетическую систему и формирующее собственную экологическую нишу.

К этому определению обычно добавляют ряд уточнений:

Популяция есть форма существования вида.

Популяция есть элементарная единица эволюции.

Популяция есть единица биомониторинга.

Популяция есть единица управления, то есть единица эксплуатации, охраны и подавления.

studfiles.net

Вид. Критерии вида

Вертьянов С. Ю.

Различить надвидовые таксоны, как правило, довольно легко, но четкое разграничение самих видов встречает определенные трудности. Часть видов занимает географически разделенные области обитания (ареалы) и потому не скрещивается, а в искусственных условиях дает плодовитое потомство. Линнеевское краткое определение вида как группы особей, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство, неприменимо к организмам, размножающимся партеногенетически или бесполым путем (бактерии и одноклеточные животные, многие высшие растения), а также к вымершим формам.

Совокупность отличительных признаков вида называют его критерием.

Морфологический критерий основан на сходстве особей одного вида по комплексу признаков внешнего и внутреннего строения. Морфологический критерий — один из основных, но в ряде случаев морфологического сходства оказывается недостаточно. Малярийным комаром ранее называли шесть не скрещивающихся похожих видов, из которых только один разносит малярию. Существуют так называемые виды-двойники. Два вида черных крыс, внешне практически неразличимых, живут раздельно и не скрещиваются. Самцы многих существ, например птиц (снегирей, фазанов), внешне мало похожи на самок. Взрослые самец и самка нитехвостого угря так непохожи, что ученые полвека помещали их в разные роды, а иногда даже в разные семейства и подпорядки.

Физиолого-биохимический критерий

В его основе лежит сходство процессов жизнедеятельности особей одного вида. Часть видов грызунов обладает способностью впадать в спячку, у других она отсутствует. Многие близкие виды растений различаются по способности синтезировать и накапливать определенные вещества. Биохимический анализ позволяет различить виды одноклеточных организмов, не размножающихся половым путем. Бациллы сибирской язвы, например, вырабатывают белки, которые не встречаются у других видов бактерий.

Возможности физиолого-биохимического критерия имеют ограничения. Часть белков обладает не только видовой, но и индивидуальной специфичностью. Существуют биохимические признаки, одинаковые у представителей не только разных видов, но даже отрядов и типов. Сходным образом могут протекать у разных видов и физиологические процессы. Так, интенсивность обмена веществ у некоторых арктических рыб такая же, как у других видов рыб южных морей.

Генетический критерий

Все особи одного вида обладают сходным кариотипом. Особи разных видов имеют разные хромосомные наборы, не могут скрещиваться и живут в естественных условиях отдельно друг от друга. У двух видов-двойников черных крыс разное количество хромосом — 38 и 42. Кариотипы шимпанзе, горилл и орангутанов различаются расположением генов в гомологичных хромосомах. Аналогичны отличия кариотипов зубра и бизона, имеющих в диплоидном наборе по 60 хромосом. Различия в генетическом аппарате некоторых видов могут быть еще более тонкими и состоять, например, в разном характере включения и выключения отдельных генов. Применение только генетического критерия иногда оказывается недостаточным. Один вид долгоносика объединяет диплоидные, триплоидные и тетраплоидные формы, домовая мышь также имеет различные наборы хромосом, а ген ядерного белка-гистона Н1 человека отличается от гомологичного ему гена гороха всего одним нуклеотидом. В геноме растений, животных и человека обнаружены такие изменчивые последовательности ДНК, что по ним у людей можно различать братьев и сестер.

Репродуктивный критерий

(Лат. reproducere воспроизводить) основан на способности особей одного вида давать плодовитое потомство. Важную роль при скрещивании играет поведение особей — брачный ритуал, видоспецифические звуки (пение птиц, стрекотание кузнечиков). По характеру поведения особи узнают брачного партнера своего вида. Особи сходных видов могут не скрещиваться по причине несоответствия поведения при спаривании или несовпадения мест размножения. Так, самки одного вида лягушек мечут икру по берегам рек и озер, а другого — в лужах. Похожие виды могут не скрещиваться из-за различия брачных периодов или сроков спаривания при обитании в разных климатических условиях. Разные сроки цветения у растений препятствуют перекрестному опылению и служат критерием принадлежности к разным видам.

Репродуктивный критерий тесно связан с генетическим и физиологическим критериями. Жизнеспособность гамет зависит от осуществимости конъюгации хромосом в мейозе, а значит, от сходства или различия кариотипов скрещивающихся особей. Резко понижает возможность скрещивания различие в суточной физиологической активности (дневной или ночной образ жизни).

Применение только репродуктивного критерия не всегда позволяет четко разграничить виды. Существуют виды, хорошо различимые по морфологическому критерию, но дающие при скрещивании плодовитое потомство. Из птиц это некоторые виды канареек, зябликов, из растений — разновидности ив и тополей. Представитель отряда парнокопытных бизон обитает в степях и лесостепях Северной Америки и никогда в естественных условиях не встречается с зубром, обитающим в лесах Европы. В условиях зоопарка эти виды дают плодовитое потомство. Так была восстановлена популяция европейских зубров, практически истребленная во время мировых войн. Скрещиваются и дают плодовитое потомство яки и крупный рогатый скот, белые и бурые медведи, волки и собаки, соболи и куницы. В царстве растений межвидовые гибриды встречаются еще чаще, среди растений существуют даже межродовые гибриды.

Эколого-географический критерий

Большинство видов занимает определенную территорию (ареал) и экологическую нишу. Лютик едкий растет на лугах и полях, в более сырых местах распространен другой вид — лютик ползучий, по берегам рек и озер — лютик жгучий. Сходные виды, обитающие в одном ареале, могут различаться экологическими нишами — например, если питаются различной пищей.

Применение эколого-географического критерия ограничено рядом причин. Ареал вида может быть прерывист. Видовой ареал зайца-беляка — острова Исландия и Ирландия, север Великобритании, Альпы и северо-запад Европы. Некоторые виды имеют одинаковый ареал, например два вида черных крыс. Есть организмы, распространенные почти повсеместно, — многие сорные растения, ряд насекомых-вредителей и грызунов.

Проблема определения вида иногда вырастает в сложную научную задачу и решается с привлечением комплекса критериев. Таким образом, вид — совокупность особей, занимающих определенный ареал и обладающих единым генофондом, обеспечивающим наследственное сходство морфологических, физиолого-биохимических и генетических признаков, в природных условиях скрещивающихся и дающих плодовитое потомство.

mirznanii.com

Генетический или цитогенетический критерий вида: характеристика, особенности

Генетический (цитогенетический) критерий вида наряду с другими применяется для разграничения элементарных систематических групп, анализа состояния вида. В данной статье рассмотрим характеристику критерия, а также сложности, с которыми может столкнуться исследователь, применяющий его.

Что такое вид

В разных отраслях биологической науки вид определяется по-своему. В эволюционном ракурсе можно сказать, что вид — это совокупность особей, имеющих сходство внешнего строения и внутренней организации, физиологических и биохимических процессов, способных к неограниченному скрещиванию, оставлению плодовитого потомства и генетически обособленная от сходных групп.

Вид может быть представлен одной или несколькими популяциями и, соответственно, иметь цельный или рассеченный ареал (территорию/акваторию обитания)

Номенклатура вида

Каждый вид имеет свое название. В соответствии с правилами бинарной номенклатуры, оно состоит из двух слов: существительного и прилагательного. Имя существительное является родовым названием, а прилагательное — видовым. Например, в названии «Одуванчик лекарственный», вид «лекарственный» является одним из представителей растений рода «Одуванчик».

Особи родственных видов внутри рода имеют некоторые различия внешнего вида, физиологии, экологических предпочтений. Но если они слишком похожи, то их видовую принадлежность определяет генетический критерий вида на основе анализа кариотипов.

Для чего виду нужны критерии

Карл Линней, первым давший современные названия и описавший множество видов живых организмов, считал их неизменными и невариабельными. То есть все особи соответствуют единому видовому образу, а любые отклонения от него являются ошибкой воплощения видовой идеи.

С первой половины XIX века Чарльз Дарвин и его последователи обосновывают совершенно другую концепцию вида. В соответствии с ней, вид изменчив, неоднороден и включает переходные формы. Постоянство вида относительно, оно зависит от изменчивости условий окружающей среды. Элементарная единица существования вида — популяция. Она репродуктивно обособлена и соответствует генетическому критерию вида.

Учитывая неоднородность особей одного вида, ученым бывает сложно определить видовую принадлежность организмов или распределить их между систематическими группами.

Морфологический и генетический критерии вида, биохимический, физиологический, географический, экологический, поведенческий (этологический) — все это комплексы различий между видами. Они определяют изолированность систематических групп, их репродуктивную дискретность. И по ним можно отличить один вид от другого, установить степень их родства и положение в биологической системе.

Характеристика генетического критерия вида

Сущность данного признака в том, что все особи одного вида обладают одинаковым кариотипом.

Кариотип — это своеобразный хромосомный «паспорт» организма, он определяется количеством хромосом, присутствующих в зрелых соматических клетках организма, их размерами и особенностями строения:

соотношением длины плеч хромосом;
положением в них центромер;
наличием вторичных перетяжек и спутников.

Принадлежащие к разным видам особи не смогут скрещиваться. Даже если получение потомства возможно, как у осла и лошади, тигра и льва, то межвидовые гибриды не будут плодовитыми. Это объясняется тем, что половинки генотипа неодинаковы и конъюгация между хромосомами не может произойти, поэтому гаметы не образуются.

На фото: мул — бесплодный гибрид осла и кобылы.

Объект исследования — кариотип

Кариотип человека представлен 46 хромосомами. У большинства исследованных видов количество отдельных молекул ДНК в ядре, образующих хромосомы, укладывается в диапазон 12 – 50. Но есть исключения. Плодовая мушка дрозофила имеет по 8 хромосом в ядрах клеток, а у мелкого представителя семейства Чешуекрылые Lysandra диплоидный хромосомный набор равен 380.

Электронная микрофотография кондесированных хромосом, позволяющая оценить их форму и размер, отражает кариотип. Анализ кариотипа в рамках исследования генетического критерия, а также сравнение кариотипов между собой помогает определить видовую принадлежность организмов.

Когда два вида как один

Общий признак критериев вида в том, что они не являются абсолютными. Это значит, что применение только одного из них может быть недостаточным для точного определения. Организмы, внешне неотличимые друг от друга, могут оказаться представителями разных видов. Здесь морфологическому приходит на помощь генетический критерий. Примеры двойников:

На сегодняшний день известно два вида черных крыс, которые раньше определялись как один благодаря внешней идентичности.
Существует не менее 15 видов малярийных комаров, которые различимы лишь благодаря цитогенетическому анализу.
В Северной Америке найдено 17 видов сверчков, имеющих генетические различия, но фенотипически относимых к единому виду.
Считается, что среди всех видов птиц есть 5% двойников, для идентификации которых нужно применять генетический критерий.
Путаница в систематике горных полорогих была устранена благодаря кариологическому анализу. Выделено 3 разновидности кариотипов (у муфлонов 2n=54, у архаров и аргали — 56, уриалы имеют по 58 хромосом).

Один из видов черных крыс имеет 42 хромосомы, кариотип другого представлен 38 молекулами ДНК.

Когда один вид как два

Для видовых групп с большой площадью ареала и численностью особей, когда внутри них действует географическая изоляция или особи имеют широкую экологическую валентность, характерно наличие особей с различными кариотипами. Такое явление — еще один вариант исключений в генетическом критерии вида.

Примеры хромосомного и геномного полиморфизма часты у рыб:

у форели радужной количество хромосом меняется от 58 до 64;
две кариоморфы, с 52 и 54 хромосомами, обнаружены у сельди беломорской;
при диплоидном наборе в 50 хромосом, представители разных популяций карася серебряного имеют по 100 (тетраплоиды), 150 (гексаплоиды), 200 (октаплоиды) хромосом.

Полиплоидные формы находятся и у растений (козья ива), и у насекомых (долгоносики). Домовые мыши и песчанки могут иметь разное количество хромосом, не кратное диплоидному набору.

Двойники по кариотипу

У представителей разных классов и типов могут встречаться кариотипы с одним числом хромосом. Гораздо больше таких совпадений среди представителей одних семейств и родов:

У горилл, орангутанов и шимпанзе кариотип, состоящий из 48 хромосом. На вид различия не определяются, тут нужно сравнивать порядок нуклеотидов.
Незначительны отличия в кариотипах североамериканского бизона и европейского зубра. У обоих по 60 хромосом в диплоидном наборе. Они будут отнесены к одному виду, если проводить анализ только по генетическому критерию.
Примеры генетических двойников находятся и среди растений, особенно внутри семейств. Среди ив возможно даже получение межвидовых гибридов.

Для выявления тонких различий генетического материала у таких видов нужно определять последовательности генов и порядок их включения.

Влияние мутаций на анализ критерия

Количество хромосом кариотипа может быть изменено в результате геномных мутаций – анеуплоидии или эуплоидии.

При анеуплоидии в кариотипе появляется одна или несколько добавочных хромосом, а также может быть число хромосом меньшее, чем у полноценной особи. Причина такого нарушения в нерасхождении хромосом на стадии образования гамет.

На рисунке пример анеуплоидии у человека (синдром Дауна).

Зиготы с уменьшенным числом хромосом, как правило, не приступают к дроблению. А полисомные организмы (с «лишними» хромосомами») вполне могут оказаться жизнеспособными. В случае трисомии (2n+1) или пентасомии (2n+3) нечетное число хромосом укажет на аномалию. Тетрасомия же (2n+2) может привести к фактической ошибке определения вида по генетическому критерию.

Влияние геномных мутаций на анализ кариотипа
Мутация	Сущность мутации	Влияние на генетический критерий вида
Тетрасомия	В кариотипе присутствует дополнительная пара хромосом или две негомологичные добавочные хромосомы.	При анализе только по данному критерию, организм может быть отнесен к виду, имеющему на одну пару хромосом больше.
Тетраплоидия	В кариотипе присутствует по четыре хромосомы из каждой пары вместо двух.	Организм может быть отнесен к другому виду вместо полиплоидного сорта того же вида (у растений).

Умножение кариотипа – полиплоидия — также может ввести в заблуждение исследователя, когда кариотип мутанта представляет сумму нескольких диплоидных наборов хромосом.

Сложность критерия: неуловимые ДНК

Диаметр нити ДНК в раскрученном состоянии составляет 2 нм. Генетический критерий определяет кариотип в период, предшествующий делению клетки, когда тонкие молекулы ДНК многократно спирализуются (конденсируются) и представляют собой плотные палочковидные структуры – хромосомы. Толщина хромосомы в среднем 700 нм.

Школьные и университетские лаборатории обычно оснащены микроскопами с небольшим увеличением (от 8 до 100), рассмотреть в них детали кариотипа не представляется возможным. Разрешающая способность светового микроскопа, кроме того, позволяет на любом, даже самом большом увеличении увидеть объекты не меньше половины длины самой короткой световой волны. Наименьшая длина — у волн фиолетового цвета (400 нм). Это значит, что мельчайший объект, различимый в световой микроскоп будет от 200 нм.

Получается, что окрашенный деконденсированный хроматин будет выглядеть как замутненные области, а хромосомы будут видны без деталей. Четко увидеть и сравнить между собой разные кариотипы позволяет электронный микроскоп с разрешающей способностью от 0,5 нм. Учитывая толщину нитевидной ДНК (2 нм), она будет хорошо различима под таким прибором.

Цитогенетический критерий в школе

По причинам, описанным выше, использование микропрепаратов на лабораторных работах по генетическому критерию вида нецелесообразно. В заданиях можно применять фотографии хромосом, полученные под электронным микроскопом. Для удобства работы на фото отдельные хромосомы объединяют в гомологичные пары и располагают по порядку. Такая схема называется кариограммой.

Пример задания для лабораторной работы

Задание. Рассмотрите приведенные фотографии кариотипов, сравните их и сделайте вывод о принадлежности особей к одному или двум видам.

Фотографии кариотипов для сравнения на лабораторной работе.

Работа над заданием. Подсчитать общее количество хромосом на каждом фото кариотипа. В случае совпадения сравнить их по внешнему виду. Если представлена не кариограмма, среди хромосом средней длины найти самые короткие и самые длинные на обоих изображениях, сопоставить их по размеру и расположению центромер. Сделать вывод о различии/сходстве кариотипов.

Ответы на задание:

Если количество, размер и форма хромосом совпадают, то две особи, чей генетический материал представлен для изучения, относятся к одному виду.
Если количество хромосом отличается в два раза, и на обеих фотографиях встречаются одинаковые по размеру и форме хромосомы, то, скорее всего, особи являются представителями одного вида. Это будут кариотипы диплоидной и тетраплоидной форм.
Если число хромосом неодинаково (отличается на одну – две), но в целом форма и размеры хромосом обоих кариотипов совпадают, речь идет о нормальной и мутантной формах одного вида (явление анеуплоидии).
При разном количестве хромосом, а также несовпадении характеристик размера и формы, критерий отнесет представленных особей к двум разным видам.

В выводе требуется указать, можно ли на основании генетического критерия (и только его) определять видовую принадлежность особей.

Ответ: нельзя, поскольку любой видовой критерий, в том числе и генетический, имеет исключения и может дать ошибочный результат определения. Точность может гарантировать лишь применение комплекса критериев вида.

autogear.ru