Екатерина Захарова - Биология. Общая биология. 11 класс. Углубленный уровень

Труд Ч. Дарвина явился одним из крупнейших достижений естествознания XIX в.

Опорные точки

• Для особей любого вида характерна всеобщая индивидуальная (наследственная) изменчивость.

• Численность потомства в пределах каждого вида организмов очень велика, а пищевые ресурсы всегда ограничены. Отсюда вытекает неизбежность борьбы за существование.

• Дарвин выделял три формы борьбы за существование: внутривидовую, межвидовую и борьбу с абиотическими факторами среды.

• В результате борьбы за существование на всех этапах онтогенеза происходит избирательное выживание наиболее приспособленных организмов и гибель менее приспособленных особей – идёт естественный отбор.

Вопросы и задания для повторения

1. Что такое естественный отбор?

2. Что такое борьба за существование? Каковы её формы?

3. Какая форма борьбы за существование является наиболее напряжённой и почему?

Вопросы и задания для обсуждения

1. Вспомните материал предыдущих глав. Какие процессы, происходящие в природе, снижают интенсивность внутривидовой борьбы за существование? Каков биологический смысл этого явления?

2. В чём, по вашему мнению, заключаются биологические причины сохранения жизни особей, устранённых от размножения?

В основе эволюционной теории Ч. Дарвина лежит представление о виде как единице эволюции. Что же такое вид и насколько реально его существование в природе?

Видом называют совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. Все особи одного вида имеют одинаковый кариотип (см. 10 класс, гл. 5 [1] Здесь и далее: Захаров В. Б., Мамонтов С. Г., Сонин Н. И., Захарова Е. Т. Биология. Общая биология. Углублённый уровень. – М.: Дрофа, 2013. ), сходное поведение и занимают определённый ареал (распространение).

Одна из важных характеристик вида – его репродуктивная изоляция. Под ней понимают совокупность механизмов, препятствующих притоку генов извне. Защищённость генофонда данного вида от поступления генов других, в том числе близкородственных, видов достигается разными путями.

Сроки размножения у близких видов могут не совпадать. Если сроки одни и те же, то не совпадают предпочитаемые места размножения. Например, самки одного вида лягушек мечут икру по берегам рек, другого вида – в лужах. При этом случайное осеменение икры самцами другого вида практически исключается. У многих видов животных наблюдается строгий ритуал поведения при спаривании. Если у одного из потенциальных партнёров для скрещивания ритуал поведения отклоняется от видового стандарта, спаривания не происходит. Если всё же спаривание произойдёт, сперматозоиды самца другого вида, как правило, не смогут проникнуть в яйцеклетку вследствие того, что ферменты его акросомы (см. 10 класс, гл. 5 [1] Здесь и далее: Захаров В. Б., Мамонтов С. Г., Сонин Н. И., Захарова Е. Т. Биология. Общая биология. Углублённый уровень. – М.: Дрофа, 2013. ) не смогут расщепить компоненты оболочек яйца. В результате оплодотворения не происходит. Фактором изоляции также могут служить предпочитаемые источники пищи: особи кормятся в разных биотопах и вероятность скрещивания между ними уменьшается.

Иногда (при межвидовом скрещивании) оплодотворение всё же происходит. В этом случае образовавшиеся гибриды либо отличаются пониженной жизнеспособностью , либо оказываются бесплодными и не дают потомства. Примером является мул – гибрид лошади и осла. Будучи вполне жизнеспособным, он бесплоден из-за нарушения мейоза: негомологичные хромосомы не конъюгируют. В ряде случаев у близкородственных видов со схожими кариотипами, например у мелких кошек, гибриды вполне жизнеспособны и плодовиты. В крайнем случае препятствием для дальнейшего смешения генофондов являются сами «бастарды» – межвидовые гибриды, занимающие ареал на границе контакта родительских видов.

Перечисленные механизмы, предотвращающие обмен генами между видами, имеют неодинаковую эффективность, но в комплексе в природных условиях они создают непроницаемую генетическую изоляцию между видами в краткосрочной, с точки зрения эволюции, перспективе. Следовательно, вид – это реально существующая, генетически закрытая, неделимая единица органического мира.

Географическая изоляция.Каждый вид занимает более или менее обширный ареал обитания (от лат. area – область, пространство). Иногда он сравнительно невелик: для видов, живущих в озере Байкал, он ограничивается этим озером. В других случаях ареал вида охватывает огромные территории. Так, чёрная ворона почти повсеместно распространена в Западной Европе. Восточная Европа и Западная Сибирь населены другим видом – серой вороной. Существование определённых границ распространения вида не означает, что все особи свободно перемещаются внутри ареала.

На территории, занимаемой видом, в особенности если она обширна, неизбежно встречаются различные географические образования: горы, низменности, равнины, реки и т. д. Каждая из них оказывает существенное влияние на расселение особей. Горы и возвышенности являются барьером на пути распространения равнинных обитателей. Наоборот, группы организмов горных цепей, приспособленные к жизни на значительной высоте над уровнем моря, изолированы друг от друга низменностями. Обитатели вод разделены сушей, а сухопутные животные – обширными водными пространствами, имеющимися внутри ареала.

Экологическая изоляция.Даже в пределах одного ландшафта условия обитания неоднородны. Например, на равнинах можно наблюдать леса и степи, болота и сравнительно сухие местообитания, полупустыни и заросли кустарников. Все подобные переходы препятствуют свободному неограниченному перемещению особей одного и того же вида внутри ареала.

Ограниченность радиуса индивидуальной активности.Степень подвижности особей выражается расстоянием, на которое может перемещаться животное, т. е. радиусом индивидуальной активности. У растений этот радиус определяется расстоянием, на которое распространяются пыльца, семена или вегетативные части, способные дать начало новому растению.

У животных радиус индивидуальной активности тесно связан с физическими возможностями организма и особенностями его жизнедеятельности. Для виноградной улитки он составляет несколько десятков метров, для ондатры – несколько сотен метров, для северного оленя – более ста километров. Вследствие ограниченности радиусов активности лесные полёвки, обитающие в одном лесу, имеют немного шансов встретиться в период размножения с лесными полёвками, населяющими соседний лес. Травяные лягушки, мечущие икру в одном озере, изолированы от лягушек другого озера, расположенного в нескольких километрах от первого. В обоих случаях изоляция неполная, поскольку отдельные полёвки и лягушки могут мигрировать из одного местообитания в другое.