Матвей Томилин

Казалось бы, что такого сложного в определении критерия вида? Сейчас каждый школьник, который хотя бы в полуха слушает учителя биологии без труда может вам сказать, что вид - это основная структурная единица биологической систематики живых организмов (животных, растений и микроорганизмов); таксономическая, систематическая единица, группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, дающему в ряду поколений плодовитое потомство, закономерно распространённая в пределах определённого ареала и сходно изменяющаяся под влиянием факторов внешней среды. А вот в Англии середины девятнадцатого века это было большой проблемой.

Каждый, кто хоть как-то относился к натуралистам, пытался по-своему истолковать это слово, но дело в том, что в то время люди не могли использовать все критерии вида, в силу технических возможностей, в отличие от наших дней. Так, например, они могли использовать морфологический - описание внешних признаков организма(уже благодаря этому критерию любой человек может заключить, что он не верблюд, по крайне мере на первый взгляд), но не смотря на то, что он такой очевидный, этот критерий вводил и будет вводить натуралистов в заблуждение. Так если вдруг они сталкиваются с видом с очень выраженным половым диморфизмом, как ,например, самки бабочек Малайского архипелага, то, они столкнутся с проблемой. Или наоборот, может наблюдаться несколько форм, которые отличаются друг от друга. Такой случай имеет место быть в популяциях африканского чёрно-белого ястреба, где имеется две формы: с тёмной и светлой грудкой. Что интересно, разные морфы ястребов различаются не только морфологически, но также поведением и физиологией. Так тёмные ястребы успешнее гнездятся и добывают пропитание во влажный промежуток, гнездования, который приходится на начало сезона, а светлые - в сухой, который приходится на конец[1].

Этот пример подводит нас к следующим критериям вида. Физиологический - сходство процессов организма, но в первую очередь способность к образованию плодовитого потомства. С этим критерием тоже не всё так однозначно. Так, например, различия в физиологических процессах свиньи и коровы позволяют отнести их к разным видам, также как сходство процессов двух представителей обыкновенной лисицы позволяет отнести их по этому критерию к одному виду. Но в то же время одни и те же физиологические процессы могут происходить в разных организмах одного вида по-разному. Так, например, представители вида Poecilia mexicana, живущие в Серой пещере, протяженность которой около 170 метров, имеют различную приспособленность к переносимости насыщения воды сероводородом. Даже в пределах этой небольшой пещеры существуют несколько экотипов, которые приспособлены к различным концентрациям этого вещества. Но самым интересным является то, что в этой пещере нет никаких барьеров между частями пещеры, т.е. рыбки спокойно могут скрещиваться между собой[2].

Далее идёт экологический - каждый вид занимает определённую нишу в биогеоцинозе. Так разные виды лютиков располагаются в различных экологических нишах, например, лютик ползучий - по берегам рек и канав, лютик жгучий - на заболоченных местах. Но также существую виды, без какой либо определённой экологической ниши, к ним можно отнести окультуренные растения и домашних животных. Помимо этого существуют виды, которые занимают различные ниши на разных этапах онтогенеза. К ним можно отнести стрекоз, которые будучи личинкой живут в воде, в то время как взрослая особь обитает на суше.

К критериям вида, которые не были доступны во времена написания этой замечательной книги, можно отнести цитоморфологический - каждому виду присуще определённое количество и размер хромосом. Так, например, Высоцкая Людмила Васильевна смогла только по количеству и форме хромосом определить вид лука. Но и здесь всё не так гладко. Если смотреть только на структуру и количество хромосом, то всю картину портят полиплоиды и организмы с хромосомными мутациями. Например, ива козья может быть представлена в двух формах: диплоидной(38) и тетраплоидной(76). Мало того, что хромосомные и геномные мутации способны вызвать отклонение в развитии и даже смерть, так они ещё и мешают определить, относятся ли особи к одному виду или нет. Согласитесь, это довольно таки сложно, когда у тебя есть довольно большая инверсия, отсутствует часть хромосомы или даже целая хромосома.

Вторым из современных методов является биохимический - позволяет определять состав и структуру каких-либо биологических веществ организма, будь-то белки, нуклеиновые кислоты ну и так далее. Так как синтез и накопление определённых веществ напрямую относится только к определённой группе организмов. Так, например, по способности накапливать капсаицин можно различать виды перцев. Или различать виды орхидных по способности накапливать алкалоиды. Однако существует значительная внутривидовая изменчивость практических всех биохимических показателей. Далеко ходить не надо, у людей последовательности в одном и том же гене могут быть разными, что ведёт к синтезу разных продуктов. Так, например, замена одного нуклеотида в гене ADH1B ведёт к замене аргинина на гистидин в 48 положении, что ведёт к большей активности кодируемого фермента, а именно алкогольдегидрогеназы. Мутация в гене ALDH2, который также имеет отношение к метаболизму алкоголя, может привести к замене в 504 положении остатка глутаминовой кислоты на лизин. Если у человека присутствует хотя бы один аллель с такой мутацией, то кодируемый фермент получается нерабочим[3].

Последним из неперечисленных критериев является географический, так как он, как мне кажется, больше всех остальных связан с ещё одной проблемой, поднимаемой Дарвином в этой главе, а именно, что широко расселённые и обыкновенные виды наиболее изменчивы. Географический критерий - привязанность вида к определённому географическому ареалу. По занимаемым ареалам виды делятся на эндемиков и космополитов, в даннном случае нас интересуют последние.

Так почему же широко расселённые виды наиболее изменчивы?

При расширении ареала исходный вид сталкивается с расчленением исходной популяции сначала на субпопуляции разделённые какими-либо преградами(реки, горы, овраги и т.д), и это препятствует панмиксии. Также при расселении особи встречаются с новыми условиями окружающей среды, в данных условиях преимущества получают те, чьи генотипы оказываются наиболее приспособленными к новым условиям. Таким образом сначала возникают отдельные популяции, затем подвиды и наконец новые виды.

Так учёные из Австралии задались вопросом, "Почему два родственных вида дрозофил не скрещиваются друг с другом при том, что живут на одной территории?". Подумав, авторы решили найти конкретный "волшебный признак", который сразу бы влиял на экологическую адаптацию и брачные предпочтения. В качестве объектов они выбрали два вида с перекрывающимися ареалами на востоке Австралии. Но один из них встречается и на краю дождевого леса, и в более засушливых районах, в то время как второй способен жить только в лесу.

В итоге авторы, после долгих исследований, нашли ген mbCHC, который отвечает за синтез кутикулярных углеводородов с боковой метильной цепью. Такие углеводороды составляют 29% у засухоустойчивых и лишь 3% у влаголюбивых. Дальше оказалось, что наличие mbCHC у засухоустойчивых и его отсутствие у влаголюбивых также оказывает влияние на выбор брачного партнёра, но это у самок. Дальнейшие исследование показали, что со стороны самцов тоже есть некий механизм выбора самок своего вида[4].

Со времён написания главного труда в жизни Дарвина технологии шагнули далеко вперёд. Сейчас для определения родства или различия у нас есть огромное количество методов, которые, в отличие от того времени, могут выдать нам точный результат. Также благодаря этим методам человек далеко продвинулся в понимании механизмов водообразования и эволюции в целом. Ведь это очень важно, понимать, как мы докатились до всего нас окружающего.

ссылки:

• 1. Дарвин Ч., Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь. Перевод с 6-го изд. – Санкт-Петербург. – «Наука». – 1991. – 539 с.

  2. http://sbio.info/materials/obbiology/obbevolut/obbvidevol/56

  3. http://elementy.ru/novosti_nauki/432812/U_cherno_belykh_yastrebov_bolshe_ptentsov_vyrashchivayut_roditeli_s_raznoy_okraskoy

  4. http://elementy.ru/novosti_nauki/431557/Mikroevolyutsiya_v_mikromasshtabe_dannye_polevykh_nablyudeniy

  5. http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/432120/Antialkogolnye_alleli

  6. http://elementy.ru/novosti_nauki/432205/Nayden_volshebnyy_priznak_sposobstvuyushchiy_vidoobrazovaniyu_u_drozofil