Entstehung neuer Arten, Mikroevolution, Makroevolution. Bildung neuer Arten Der Prozess der Bildung neuer Arten

Artbildung ist der Prozess der Entstehung neuer Arten. Ernst Mayer identifizierte drei Hauptmethoden der Artbildung: 1. Umwandlung einer Art in eine andere (A in B). In diesem Fall ändert sich die Gesamtzahl der Arten nicht. 2. Hybridisierung zweier Arten, wodurch eine dritte, neue Art entsteht (interspezifische Bildung). Gleichzeitig nimmt die Gesamtzahl der Arten zu (+1): Entstehung der Kulturpflaume durch Hybridisierung von Schlehe und Kirschpflaume 3. Echte Artbildung ist mit einer Divergenz der Merkmale (Divergenz) verbunden. Die meisten Arten sind auf diese Weise entstanden

Wege für die Bildung neuer Arten B A phyletische A A C B B hybridogene B A C A Divergenz

Methoden der Artbildung Geografische Artbildung: Wanderung einer Population außerhalb des Verbreitungsgebiets der ursprünglichen Art und deren Isolierung Aufteilung des ursprünglichen Verbreitungsgebiets durch natürliche geografische Barrieren (Kontinentaldrift, Gebirgsbildung, Bildung von Wasserbarrieren, Durchzug eines Gletschers). Diese Artbildung erfolgt sehr langsam

Geografische Speziation Glacier Transkaukasisches Maiglöckchen (Convallaria transcaucasica) lebt in den Wäldern des Kaukasus Keiske-Maiglöckchen (Convallaria keiskei) kommt im Fernen Osten vor, größer (30 cm) ist das Maiglöckchen (Convallaria majalis). häufig in Laubwäldern Europas

Methoden der Artbildung Ökologische Artbildung: Schnelle Entstehung neuer Arten durch Polyploidisierung als Folge ökologischer Isolation

Ökologische Artbildung In Afrika beherbergt der Viktoriasee, der erst vor 12.000 Jahren entstand, mehr als 500 Arten von Fischbuntbarschen, die sich in Morphologie, Lebensstil, Verhalten und einer Reihe anderer Merkmale voneinander unterscheiden

Evolution Mikroevolution ist eine Veränderung von Populationen, die zur Bildung neuer Arten oder zu einer Veränderung der ursprünglichen Art führt, also die Evolution innerhalb einer Art. Makroevolution, die zur Entstehung supraspezifischer Gruppen führt: Gattungen, Familien, Klassen usw.

Stadien der Artenbildung: 1) Isolierung von Populationen oder Veränderungen der Lebensbedingungen in einem Teil des Verbreitungsgebiets; 2) Anhäufung von Mutationen; 3) Erhaltung nützlicher Mutationen durch natürliche Selektion; 4) die Entstehung reproduktiver Isolation, d. h. die Entstehung einer neuen Art

Die Hauptrichtungen der Evolution Die Lehre von den Hauptrichtungen und -pfaden der Evolution wurde von A. N. Severtsov erstellt, der vorschlug, zwischen zwei Richtungen im Evolutionsprozess zu unterscheiden – biologischem Fortschritt und Regression – und drei Hauptwege aufzeigte, um biologischen Fortschritt zu erreichen. Der biologische Fortschritt ist durch eine Zunahme der Anzahl, eine Erweiterung des Verbreitungsgebiets, eine Zunahme der Populationszahl und eine Beschleunigung der Artbildungsprozesse gekennzeichnet. Beispielsweise befinden sich Insekten und Blütenpflanzen im biologischen Fortschritt. A. N. Severtsov (1866 -1936)

Die Hauptrichtungen der Evolution Bei der biologischen Regression sind die Merkmale gegensätzlich, wodurch ein vollständiges Aussterben dieser Organismengruppe möglich ist. Dinosaurier, Psilophyten und Samenfarne folgten dem Weg der biologischen Regression. Derzeit sind viele Pflanzen- und Tierarten vom Aussterben bedroht, zu deren Rettung Naturschutzgebiete und Wildschutzgebiete geschaffen wurden und in den Roten Büchern aufgeführt sind. A. N. Severtsov (1866 -1936)

Wege des biologischen Fortschritts Der russische Evolutionswissenschaftler Alexey Nikolaevich Severtsov identifizierte 1925 drei Hauptrichtungen der Evolution, die zum biologischen Fortschritt führen: Aromorphose (Arogenese), Idioadaptation (Allogenese), allgemeine Degeneration (Katagenese).

Aromorphose (Arogenese) oder morphophysiologischer Fortschritt ist eine bedeutende evolutionäre Transformation der Struktur und Funktionen von Organismen, die das allgemeine Niveau aller Eigenschaften von Organismen erhöht. Aromorphosen verschaffen Organismen große Vorteile im Kampf ums Dasein und eröffnen neue Möglichkeiten bei der Nutzung äußerer Umweltbedingungen (Erschließung neuer, bisher unzugänglicher Nahrungsquellen und neuer Lebensräume).

Aromorphose sorgt für die Entstehung neuer Klassen, Abteilungen und Arten von Organismen; sie ist für Organismen unter den unterschiedlichsten Umweltbedingungen nützlich; sie hat eine komplexe, komplexe Natur; sie beeinflusst mehrere Merkmale gleichzeitig; die Bildung der Aromorphose dauert sehr lange Verfahren

Beispiel für Aromorphose: Das Auftreten eines Pollenschlauchs in Pflanzen, der Spermien zur Eizelle transportiert. Bedeutung: Der Befruchtungsprozess war nicht mehr von der Beteiligung von Wasser abhängig, was blühenden Pflanzen die Möglichkeit gab, sich weit über das Land auszubreiten. Damit verbundene Veränderungen bei Pflanzen: - Entwicklung des leitenden Gefäßsystems - Auftreten von Spaltöffnungen, die die Verdunstung regulieren - Bildung einer Narbe am Stempel

Beispiele für große Aromorphosen, Photosynthese, Mehrzelligkeit, sexuelle Fortpflanzung, das Auftreten einer Chorda konstante Körpertemperatur, das Auftreten eines Gehirns, das Auftreten von Samen in Pflanzen

Idioadaptation (Allogenese) ist durch den Erwerb bestimmter Anpassungen gekennzeichnet, der allgemeine Grad der biologischen Organisation der Gruppe ändert sich jedoch nicht. Merkmale von Idioadaptionen: führt zur Entstehung einer Vielzahl adaptiver Formen von Organismen; die Anpassung an eine bestimmte Lebensweise unter bestimmten Umweltbedingungen sorgt für die Entstehung neuer Arten, Gattungen und Familien

Idioadaptation Beispiele für Idioadaptationen auf Teilungsebene (bei Angiospermen): verschiedene Methoden der Samenverbreitung, verschiedene Methoden der Bestäubung, Veränderungen von Organen, viele verschiedene Lebensformen (Bäume, Sträucher, Kräuter usw.)

Idioadaptation Ein Beispiel für Idioadaptionen auf Familienebene: die Vielfalt der Merkmale der Darwinfinken auf den Inseln des Galapagos-Archipels. Aufgrund der unterschiedlichen Bedingungen auf den einzelnen Inseln erlangten die Finken dort völlig unterschiedliche Eigenschaften, insbesondere in der Art der Nahrungsgewinnung. All diese Anpassungen führten zu Veränderungen der Schnabelform, der Größe von Kopf, Schwanz und des gesamten Körpers, des Verhaltens und des allgemeinen Lebensstils

Idioadaptionen Verschiedene Nahrungsquellen der Darwinfinken: Pflanzenfrüchte, Samen, Insekten, Blut verwundeter Tiere

Korrelation der Evolutionsrichtungen Aromorphosen, Idioadaptionen und allgemeine Degeneration: laufen kontinuierlich ab und verbinden sich gleichzeitig miteinander oder ersetzen sich gegenseitig. Normalerweise geben und bestimmen Aromorphosen neue Richtungen und Stadien in der Entwicklung der lebenden Welt. Dann folgt die Evolution dem Weg der Idioadaptation oder Degeneration und ermöglicht den Organismen von Gruppen die Existenz in einer neuen Umgebung.

Die Beziehung zwischen den Evolutionsrichtungen Die Beziehung zwischen den drei Hauptrichtungen der Evolution und ihrem Wechsel wurde von A. N. Severtsov in Form eines Diagramms dargestellt

Schon lange ist der Mensch von der Vielfalt der organischen Welt begeistert. Wie kam es dazu? Die Lehre von der natürlichen Auslese erklärte, wie in der Natur neue Arten entstehen. Darwin stützte seine Ideen auf einheimische Rassen. Anfangs waren die Haustierrassen weniger vielfältig als heute. Um unterschiedliche Ziele zu verfolgen, führten die Menschen eine künstliche Selektion in verschiedene Richtungen durch. Aufgrund der Rasse divergent, also divergierend in den Merkmalen untereinander und mit ihrer gemeinsamen Ahnenrasse.

Divergenz in den natürlichen Bedingungen. Divergenz kommt in der Natur ständig vor und ihre treibende Kraft ist die natürliche Selektion. Je unterschiedlicher die Nachkommen einer Art voneinander sind, desto leichter können sie sich in zahlreicheren und vielfältigeren Lebensräumen verbreiten und desto einfacher ist die Fortpflanzung. Darwin argumentierte so. Einige räuberische Vierbeiner haben in diesem Gebiet die Grenze ihrer Existenzfähigkeit erreicht. Nehmen wir an, dass sich die physischen Bedingungen des Landes nicht verändert haben; Kann sich dieses Raubtier weiter fortpflanzen? Ja, wenn Nachkommen die von anderen Tieren besetzten Plätze übernehmen. Und dies kann im Zusammenhang mit der Umstellung auf andere Nahrungsmittel oder auf neue Lebensbedingungen (in Bäumen, im Wasser etc.) geschehen. Je vielfältiger die Nachkommen dieses Raubtiers in ihren Eigenschaften sind, desto weiter verbreiten sie sich.

Darwin gibt ein Beispiel. Wenn Sie auf einem Grundstück Kräuter einer Art und auf einem anderen, ähnlichen Grundstück Kräuter mehrerer verschiedener Arten oder Gattungen säen, ist im zweiten Fall die Gesamternte größer.

In der Natur, auf einer Fläche etwas größer als 1 M 2 , Darwin zählte 20 verschiedene Pflanzenarten, die 18 Gattungen und 8 Familien angehörten.

Solche Tatsachen bestätigen die Richtigkeit der von Darwin vertretenen Position: „... die größte Summe des Lebens wird mit der größten Vielfalt der Struktur verwirklicht...“ Zwischen Pflanzen derselben Art mit ihren identischen Bedürfnissen nach Boden, Feuchtigkeit, Beleuchtung usw. kommt es zum heftigsten biologischen Wettbewerb. Durch die natürliche Selektion werden die Formen erhalten, die sich am stärksten voneinander unterscheiden. Je auffälliger die Unterschiede zwischen den adaptiven Eigenschaften der Formen werden, desto stärker weichen die Formen selbst voneinander ab.

Dank der natürlichen Selektion findet der Evolutionsprozess statt abweichend Charakter: Aus einer Anfangsform entsteht ein ganzer „Fächer“ von Formen, als ob spezielle Zweige aus einer gemeinsamen Wurzel stammen, aber nicht alle werden weiterentwickelt. Unter dem Einfluss der natürlichen Selektion bleiben in einer unendlich langen Generationenreihe einige Formen erhalten, andere sterben aus; Gleichzeitig mit dem Prozess der Divergenz gibt es einen Prozess des Aussterbens, und beide sind eng miteinander verbunden. Die am stärksten divergierenden Formen haben das größte Überlebenspotenzial im Prozess der natürlichen Selektion, da sie weniger miteinander konkurrieren als die Zwischen- und Vorläuferformen, die allmählich dünner werden und aussterben.

Eine Sorte ist ein Schritt zur Bildung einer Art. Darwin stellte sich vor, dass der Prozess der Bildung neuer Arten in der Natur mit der Aufteilung der Arten in intraspezifische Gruppen beginnt, die er nannte Sorten.

Durch natürliche Selektion und Divergenz erhalten Sorten immer ausgeprägtere Erbmerkmale und werden zu besonderen, neuen Arten.

Der Unterschied zwischen Sorte und Art ist sehr groß. Sorten derselben Art kreuzen sich und bringen fruchtbare Nachkommen hervor. Arten unter natürlichen Bedingungen kreuzen sich in der Regel nicht, wodurch es zu einer biologischen Isolierung der Arten kommt.

Um besser zu erklären, wie der Prozess der Artbildung in der Natur abläuft, schlug Darwin das folgende Diagramm vor (Abb. 11).

Das Diagramm zeigt die möglichen Evolutionswege von 11 Arten derselben Gattung, gekennzeichnet durch die Buchstaben A, B, C usw. – bis einschließlich L. Der Abstand zwischen den Buchstaben zeigt die Nähe zwischen den Arten an.

Daher sind die mit den Buchstaben D und E oder F und G bezeichneten Arten einander weniger ähnlich als die Arten A und B oder K und L usw. Horizontale Linien zeigen einzelne Stadien in der Entwicklung dieser Arten an, wobei jedes Stadium konventionell betrachtet wird 1000 Generationen sein.

Verfolgen wir die Entwicklung der Art A. Ein Bündel gestrichelter Linien von Punkt A zeigt ihre Nachkommen. Aufgrund der individuellen Variabilität unterscheiden sie sich voneinander und von der Elternart A. Vorteilhafte Veränderungen bleiben im Prozess der natürlichen Selektion erhalten. Gleichzeitig entfaltet die Divergenz ihre wohltuende Wirkung: Die am stärksten voneinander abweichenden Merkmale (Linien a 1 und m 1 des Bündels) bleiben erhalten, häufen sich von Generation zu Generation und weichen immer mehr voneinander ab. Im Laufe der Zeit erkennen Taxonomen a 1 und m 1 als besondere Sorten an.

Nehmen wir an, dass im ersten Stadium – den ersten tausend Jahren – aus der Art A zwei klar definierte Sorten a 1 und m 1 entstanden sind. Unter dem Einfluss der Bedingungen, die zu Veränderungen bei der Elternart A geführt haben, werden sich diese Sorten weiterhin verändern. Vielleicht werden sie im zehnten Stadium solche Unterschiede untereinander und mit Art A aufweisen, dass sie als zwei getrennte Arten betrachtet werden sollten: a 10 und m 10. Einige Arten werden aussterben, und vielleicht wird nur f 10 das zehnte Stadium erreichen und eine dritte Art bilden. Im letzten Schritt werden 8 neue Arten eingeführt, die von Art A abstammen: a 14, q 14, p 14, c 14, f 14, o 14, e 14 und t 14. Die Arten a 14, q 14 und p 14 stehen einander näher als andere Arten und bilden eine Gattung, die übrigen Arten bilden zwei weitere Gattungen. Die Evolution der Arten I verläuft auf ähnliche Weise.

Anders verhält es sich mit dem Schicksal anderer Arten: Von diesen überleben nur die Arten E und F bis zum zehnten Stadium, Art E stirbt dann aus. Besonders hervorzuheben ist die Art F 14: Sie hat bis heute nahezu unverändert gegenüber der Elternart F überlebt. Dies kann passieren, wenn sich die Umweltbedingungen über einen längeren Zeitraum nicht oder nur wenig ändern.

Darwin betonte, dass in der Natur nicht immer nur die divergierendsten, extremsten Sorten erhalten blieben; auch die mittleren Sorten könnten überleben und Nachkommen gebären. Eine Art kann in ihrer Entwicklung eine andere überholen; Von den extremen Sorten entwickelt sich manchmal nur eine, aber es können sich auch drei entwickeln. Es hängt alles davon ab, wie sich die unendlich komplexen Beziehungen der Organismen untereinander und mit der Umwelt entwickeln.

Beispiele für Artbildung. Lassen Sie uns Beispiele für die Entstehung von Arten geben und den Begriff verwenden Unterart, in der Wissenschaft akzeptiert statt „Vielfalt“.

Weit verbreitete Arten wie der Braunbär, der Schneehase, der Fuchs und das Eichhörnchen kommen vom Atlantik bis zum Pazifischen Ozean vor und haben eine große Anzahl von Unterarten. In der zentralen Zone der UdSSR wachsen mehr als 20 Hahnenfußarten. Sie alle stammen von derselben Vorfahrenart ab. Seine Nachkommen eroberten verschiedene Lebensräume – Steppen, Wälder, Felder – und trennten sich dank Divergenz nach und nach voneinander, zunächst in Unterarten, dann in Arten (Abb. 12). Sehen Sie sich weitere Beispiele in derselben Abbildung an.

Die Artbildung geht bis heute weiter. Im Kaukasus lebt ein Eichelhäher mit schwarzem Gefieder am Hinterkopf. Er kann noch nicht als eigenständige Art betrachtet werden, er ist eine Unterart des Eichelhähers. Auf dem amerikanischen Kontinent gibt es 27 Unterarten des Singsperlings. Die meisten unterscheiden sich kaum voneinander, einige weisen jedoch deutliche Unterschiede auf. Im Laufe der Zeit können Unterarten mit mittleren Merkmalen aussterben, und die extremen Unterarten werden zu eigenständigen jungen Arten, die die Fähigkeit zur Kreuzung untereinander verlieren.

Die Bedeutung der Isolierung. Die Größe des Verbreitungsgebiets der Art begünstigt die natürliche Selektion und Divergenz. Dies geschieht, wenn sich eine Art in voneinander isolierten Gebieten niederlässt. In solchen Fällen wird das Eindringen von Organismen von einem Gebiet in ein anderes stark behindert und die Möglichkeit einer Kreuzung zwischen ihnen ist stark eingeschränkt oder fehlt ganz.

Lassen Sie uns Beispiele nennen. Im Kaukasus, in durch hohe Berge getrennten Gebieten, gibt es besondere Unterarten von Schmetterlingen, Eidechsen usw. Der Baikalsee ist die Heimat vieler Arten und Gattungen von Flimmerwürmern, Krebstieren und Fischen, die sonst nirgends zu finden sind. Dieser See ist seit etwa 20 Millionen Jahren durch Gebirgszüge von anderen Wasserbecken getrennt und nur über Flüsse mit dem Arktischen Ozean verbunden.

In anderen Fällen können sich Organismen aufgrund von nicht kreuzen biologische Isolation. Zum Beispiel bleiben zwei Spatzenarten – Haussperling und Feldsperling – im Winter zusammen, nisten aber meist auf unterschiedliche Weise: die erste – unter den Dächern von Häusern, die zweite – in Baumhöhlen, entlang der Waldränder . Die Amselart wird derzeit in zwei Gruppen eingeteilt, die optisch noch nicht zu unterscheiden sind. Aber einer von ihnen lebt in tiefen Wäldern, der andere hält sich in der Nähe menschlicher Behausungen auf. Dies ist der Beginn der Bildung zweier Unterarten.

Konvergenz. Unter ähnlichen Existenzbedingungen erwerben Tiere verschiedener systematischer Gruppen manchmal ähnliche Anpassungen an die Umwelt, wenn sie demselben Selektionsfaktor ausgesetzt sind. Dieser Vorgang wird aufgerufen Konvergenz- Konvergenz der Zeichen. Beispielsweise sind die vorderen Grabbeine eines Maulwurfs und einer Maulwurfsgrille sehr ähnlich, obwohl diese Tiere unterschiedlichen Klassen angehören. Wale und Fische ähneln sich in ihrer Körperform stark, und die Gliedmaßen schwimmender Tiere verschiedener Klassen sind ähnlich. Auch die physiologischen Merkmale konvergieren. Die Ansammlung von Fett bei Flossenfüßern und Walen wird durch das Ergebnis der natürlichen Selektion in der aquatischen Umwelt erklärt: Sie verringert den Wärmeverlust des Körpers.

Konvergenz innerhalb entfernter systematischer Gruppen (Typen, Klassen) lässt sich nur durch die Auswirkung ähnlicher Existenzbedingungen auf den Verlauf der natürlichen Selektion erklären. Die Konvergenz bei relativ nahe verwandten Tieren wird auch durch die Einheitlichkeit ihres Ursprungs beeinflusst, was das Auftreten ähnlicher erblicher Veränderungen zu erleichtern scheint. Deshalb wird es innerhalb derselben Klasse häufiger beobachtet.

Artenvielfalt. Darwins Lehre von der Evolution der organischen Welt erklärt die Vielfalt der Arten als das unvermeidliche Ergebnis der natürlichen Selektion und der damit verbundenen Divergenz der Charaktere.

Allmählich, im Laufe der Evolution, wurden die Arten komplexer, die organische Welt erreichte ein immer höheres Entwicklungsniveau. Überall in der Natur koexistieren Tiere und Pflanzen jedoch gleichzeitig, wobei ihre Organisation unterschiedlich komplex ist.

Warum hat die natürliche Selektion nicht alle niedrig organisierten Gruppen auf die höchste Organisationsebene „gehoben“?

Durch die natürliche Selektion sind alle Pflanzen- und Tiergruppen nur an ihre eigenen Existenzbedingungen angepasst und konnten daher nicht alle den gleichen hohen Organisationsgrad erreichen. Wenn diese Bedingungen keine Erhöhung der Komplexität der Struktur erforderten, dann erhöhte sich auch ihr Grad nicht, denn, um es mit Darwins Worten zu sagen: „Unter sehr einfachen Lebensbedingungen würde eine hohe Organisation keine Dienstleistung erbringen.“ Im Indischen Ozean leben unter mehr oder weniger konstanten Bedingungen seit vielen Hunderttausend Jahren nahezu unverändert Arten von Kopffüßern (Nautilus). Gleiches gilt für moderne Lappenflosser.

So wird die gleichzeitige Koexistenz von Organismen unterschiedlicher struktureller Komplexität durch die Theorie der natürlichen Selektion und Divergenz erklärt.

Ergebnisse der natürlichen Selektion. Die natürliche Selektion hat drei eng miteinander verbundene wichtige Konsequenzen: 1) allmähliche Komplikation und Zunahme der Organisation von Lebewesen; 2) die Anpassungsfähigkeit von Organismen an Umweltbedingungen; 3) Artenvielfalt.

Speziation

Die Artenvielfalt in der Natur ist enorm, ihre Gesamtzahl beträgt mehrere Millionen. Seit der Entstehung des Lebens auf der Erde ist die Zahl der Arten, die jemals existiert haben, Experten zufolge wahrscheinlich 50- bis 100-mal größer. Es ist offensichtlich, dass alle lebenden und ausgestorbenen Arten Vorfahren hatten, die ihnen ihren Ursprung gaben. Der Prozess der Bildung neuer Arten aus Vorfahren wird als Artbildung bezeichnet.

Wege der Artbildung. Es gibt drei Hauptwege, die zur Entstehung neuer Arten führen. Die erste davon ist die Transformation bestehender Arten. Im Laufe der Evolution verändert sich Art A und verwandelt sich in Art B. Dieser Vorgang wird aufgerufen phyletisch Artbildung und bedeutet keine Änderung der Artenzahl. Der zweite Weg ist mit der Verschmelzung zweier bestehender Arten A und B und der Bildung einer neuen Art C verbunden. In diesem Fall spricht man von hybridogen Entstehung der Arten. Die dritte Art der Artbildung ist darauf zurückzuführen Abweichungen(Aufteilung) einer angestammten Art in mehrere sich unabhängig voneinander entwickelnde Arten. Auf diesem Weg verlief im Allgemeinen die Entwicklung der Artenvielfalt auf der Erde. Der Begriff „Artbildung“ im engeren Sinne bedeutet eine Zunahme der Artenzahl.

Isolation als Auslöser der Artbildung. Jede Art ist ein geschlossenes genetisches System. Individuen derselben Art können sich miteinander kreuzen und fruchtbare Nachkommen hervorbringen, aber Vertreter verschiedener Arten kreuzen sich überhaupt nicht, und wenn sie sich kreuzen, bringen sie keine Nachkommen hervor, und wenn doch, sind die Nachkommen unfruchtbar. Daher muss der divergenten Artbildung die Entstehung isolierter Populationen innerhalb der angestammten Art vorausgehen. Es gibt verschiedene Formen der intraspezifischen Isolation.

Räumliche Isolation tritt zwischen Populationen auf, die weit voneinander entfernt oder durch geografische Barrieren getrennt sind. Für viele Landtiere stellen Meere und Flüsse unüberwindbare Hindernisse für die Verbreitung dar; für Wassertiere sind Landmassen unüberwindbare Hindernisse. Es ist klar, dass sowohl die Entfernung als auch die Unüberwindbarkeit der Barriere relative Konzepte sind. Sie werden durch die Biologie der Art bestimmt. Bei sesshaften Tierarten, wie zum Beispiel Schnecken, reicht zur Isolierung ein Abstand von mehreren hundert Metern aus. Gleichzeitig findet ein Pollenaustausch zwischen Populationen windbestäubter Pflanzen über Dutzende und Hunderte von Kilometern statt. Für einige Arten stellt ein winziger Bach eine unüberwindbare Barriere dar, während andere problemlos breite Flüsse und Meere überqueren können.

Neben räumlicher Isolation gibt es auch Umweltisolierung. Diese Form der biologischen Isolation basiert auf der Vielfalt der Organismen in ihrer Fortpflanzungsökologie und ihrem bevorzugten Lebensraum. Normalerweise bevorzugen sie die Fortpflanzung entweder an bestimmten Orten oder zu bestimmten Zeiten. Beispielsweise wurden im Sewansee sechs isolierte Populationen einer Forellenart entdeckt, mit unterschiedlichen Laichplätzen in den Flüssen und Bächen, die den See speisen. In anderen Fällen ist eine vorübergehende Isolation von entscheidender Bedeutung. Ein überzeugendes Beispiel sind die Populationen des pazifischen Lachses in geraden und ungeraden Jahren. Der Entwicklungszyklus dieser Fische beträgt zwei Jahre. Danach steigen sie in den Oberlauf der ins Meer mündenden Flüsse auf, laichen und sterben. Populationen gerader und ungerader Jahre können nebeneinander leben, kreuzen sich jedoch fast nie.

Eine langfristige intraspezifische Isolation führt dazu, dass sich jede Population unabhängig entwickelt. Mutationen, die in einer Population auftreten, können nicht auf eine andere übertragen werden. Genetische Drift führt dazu, dass in verschiedenen Populationen unterschiedliche Sätze von Allelen fixiert sind. Die natürliche Selektion baut die genetische Struktur jeder isolierten Population auf ihre eigene Weise neu auf und passt jede von ihnen an die örtlichen Bedingungen an.

Selbst wenn die Bedingungen, unter denen zwei isolierte Populationen leben, völlig identisch sind und die Selektion in beiden Populationen nach denselben Merkmalen und in die gleiche Richtung verläuft, können die Ergebnisse einer solchen Selektion völlig unterschiedlich ausfallen und sich daher auf dieselbe Umgebung beziehen Der Faktor kann auf unterschiedliche Weise angepasst werden. Wenn Populationen isoliert sind, geht jede von ihnen ihren eigenen Weg. Eines der auffälligsten Beispiele dieser Art ist das Phänomen der Mimikry. Viele Arten essbarer Tiere ahmen die Färbung ungenießbarer Tiere nach. Gleichzeitig imitieren verschiedene isolierte Populationen einer weit verbreiteten Simulationsart die Färbung verschiedener Modellarten, nämlich derjenigen, mit denen sie im selben Territorium leben.

Die unabhängige Entwicklung isolierter Populationen führt zu zunehmenden genetischen Unterschieden zwischen ihnen. Sie werden einander in einer Reihe von morphologischen, physiologischen und Verhaltensmerkmalen immer weniger ähnlich. Dies wiederum führt zur Entstehung biologischer Mechanismen der Isolation und Artbildung.

Methoden der Artbildung

Abhängig davon, wo und wie die reproduktive Isolierung zwischen der ursprünglichen und der neu entstehenden Art oder Art erfolgt, gibt es zwei Hauptmethoden der Artbildung. Allopatrisch(aus dem Griechischen allos- ein anderer, Patris- Heimat), Artbildung tritt auf, wenn sich herausstellt, dass entstehende Arten räumlich getrennt sind und durch unüberwindbare geografische Barrieren voneinander und von der ursprünglichen Art getrennt sind. Wissenschaftler vermuten, dass es in besonderen Fällen zu einer reproduktiven Isolation zwischen bestimmten Individuen und dem Rest der Bevölkerung innerhalb desselben Territoriums kommen kann. Diese Artbildungsmethode heißt sympatrisch(aus dem Griechischen syn- zusammen, Patris- Heimat).

AllopatrischArtbildung. Während der Ausbreitung einer Art in ihrem Verbreitungsgebiet kann es zu räumlicher Isolation kommen. Auf dem Höhepunkt der Abundanz intensiviert sich in der Regel die Wanderung der Individuen und das Verbreitungsgebiet der Arten erweitert sich. Während einer Phase des Bevölkerungsrückgangs fragmentiert dieses Gebiet und die zuvor große Einzelpopulation zerfällt in eine Reihe kleiner, teilweise isolierter Populationen. Globaler Klimawandel, das Vordringen von Gletschern oder Wüsten, Kontinentaldrift, Gebirgsbildung, Veränderungen von Flussläufen – all diese Ereignisse können auch zur Fragmentierung von Lebensräumen führen. In historischen Zeiten wurde die Fragmentierung der Lebensräume vieler Tiere und Pflanzen durch menschliche Aktivitäten verursacht. Abholzung, Pflügen von Feldern, Bau von Eisenbahnen und Autobahnen, Gas- und Ölpipelines führten dazu, dass viele Bevölkerungsgruppen voneinander abgeschnitten wurden, ihre Zahl abnahm und der Austausch von Migranten zwischen ihnen stark zurückging.

Zwei Populationen derselben Art, die an unterschiedlichen Enden ihres Verbreitungsgebiets leben, können sich in Morphologie, Physiologie und Verhalten ebenso erheblich voneinander unterscheiden wie verschiedene verwandte Arten. Wir wissen in der Regel nicht, ob Vertreter extremer Populationen in der Lage sind, sich zu kreuzen und fruchtbaren Nachwuchs zu zeugen, einfach weil sie einander in der Natur nie begegnen.

Wenn Wissenschaftler im Labor Mitglieder solch geografisch weit entfernter Populationen kreuzen, stellen sie häufig unterschiedliche Grade der Inkompatibilität zwischen ihnen fest. Beispielsweise kommt die Moschusspitzmaus in Südasien in einem riesigen Verbreitungsgebiet vor. Es wurde gezeigt, dass sich Weibchen aus der Bevölkerung Bangladeschs im Labor nicht mit Männchen aus Japan kreuzen. Der Grund dafür ist, dass Spitzmäuse aus Bangladesch dreimal größer sind als japanische. Im Labor wurden Hybriden zwischen Spitzmäusen aus Nepal und Sri Lanka gewonnen, die Hybridmännchen erwiesen sich jedoch aufgrund schwerwiegender Verletzungen der Meiose als unfruchtbar. Dadurch werden entfernte Populationen derselben Art reproduktiv voneinander isoliert. Darüber hinaus entwickeln verschiedene Populationen unterschiedliche Mechanismen dieser Isolation. Im einen Fall handelt es sich um Unterschiede in der Körpergröße, die Kreuzungen zwischen Populationen unmöglich machen, im anderen Fall handelt es sich um die Inkompatibilität genetischer Systeme, die die Paarung der Chromosomen bei der Meiose steuern, was zur Sterilität von Hybriden führt. Wenn zwei Populationen über einen längeren Zeitraum geografisch voneinander isoliert sind und ihre Genpools nicht auf Kompatibilität „überprüfen“, können sie letztendlich genetisch inkompatibel werden, selbst wenn sie unter den gleichen Bedingungen leben.

Es gibt jedoch mehrere Fälle, in denen in der Natur eine reproduktive Isolation zwischen Randpopulationen derselben Art beobachtet werden kann. An den Küsten der Nord- und Ostsee leben zwei Möwenarten: die Silbermöwe und die Lachmöwe. Sie unterscheiden sich voneinander und kreuzen sich nicht, obwohl sie dasselbe Territorium besetzen. Nach allen Kriterien handelt es sich um unterschiedliche Arten. Am anderen Rand finden wir jedoch eine Kette verwandter Populationen derselben Art, die im Osten über Nord-Eurasien und im Westen über Grönland und Nordamerika verteilt sind. Man kann davon ausgehen, dass es im Beringmeergebiet einst eine Vorfahrenpopulation gab, die sich nach und nach sowohl nach Westen als auch nach Osten rund um das Arktische Meer ausbreitete. Als sich die lokale Bevölkerung trotz des Austauschs von Migranten niederließ, häuften sich genetische Unterschiede. Als das Verbreitungsgebiet dieser Art im Westen endete, waren diese Unterschiede so groß geworden, dass sie eine zuverlässige reproduktive Isolierung der regionalen Populationen gewährleisteten. Dieses Beispiel zeigt, wie die allmähliche Anhäufung genetischer Unterschiede zwischen geografisch entfernten Populationen zur Artbildung führt.

Ein klassisches Beispiel für allopatrische Artbildung sind endemische Arten, die ihren Ursprung auf Inseln haben. Finken auf den Galapagos-Inseln, die erstmals von Charles Darwin beschrieben wurden, sind ein Beweis für die Wirksamkeit der allopatrischen Artbildung. Die molekulare Analyse ihrer DNA zeigt, dass die Darwinfinken trotz der erstaunlichen morphologischen Vielfalt alle Nachkommen einer einzigen kontinentalen Art sind. Ihre Vertreter kamen vor mehreren Millionen Jahren auf den Galapagosinseln an und führten zu vier Hauptlinien. Die molekulare Uhr der Evolution ermöglicht es, die Reihenfolge ihrer Divergenz zu bestimmen. Die älteste davon ist die Linie der insektenfressenden Finken. Später entstand eine Reihe von Finken – Vegetarier, die sich von Blütenblättern, Knospen und Früchten ernähren. Dann tauchten aus dieser Reihe zwei weitere mit kräftigeren Schnäbeln auf. Baumfinken nutzten sie, um Insekten aus Baumstämmen zu extrahieren, und Erdfinken ernährten sich damit von harten Samen. Die Bildung verschiedener Finkenarten erfolgte auf verschiedenen Inseln und folgte somit dem Weg der allopatrischen Artbildung.

SympatrischArtbildung. Die meisten Wissenschaftler sind sich einig, dass die allopatrische Artbildung der Hauptgrund für die Entstehung vieler tierischer Pflanzenarten war. Es gibt jedoch bekannte Beispiele für den Lebensraum mehrerer (und manchmal vieler) eng verwandter Arten im selben Gebiet. Im afrikanischen Viktoriasee, der erst vor 12.000 Jahren entstand, leben beispielsweise mehr als 500 Buntbarscharten, die sich in Morphologie, Lebensstil, Verhalten und einer Reihe anderer Merkmale voneinander unterscheiden. Die molekulargenetische Analyse zeigt, dass sie alle von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen.

Im Baikalsee kamen viele endemische Arten von Wirbellosen und Fischen vor. Besonders auffällig ist die Vielfalt der Flohkrebse – etwa 250 endemische Arten, die möglicherweise aus einer Vorfahrenart hervorgegangen sind. Es ist schwer vorstellbar, dass es innerhalb solch geschlossener und relativ kleiner Biosysteme Raum für eine langfristige geografische Isolation lokaler Populationen gab, die zu allopatrischer Artbildung führen könnte.

Um diese Art von Phänomen zu erklären, wurde eine Hypothese vorgeschlagen sympatrisch Artbildung. Sie schlägt vor, dass reproduktive Isolation innerhalb eines einzigen Territoriums auftreten kann. Es wurden mehrere Hypothesen darüber aufgestellt, wie dies geschieht.

Eine reproduktive Isolation kann auf der Grundlage genomischer und chromosomaler Umlagerungen erfolgen. Beispielsweise kann Polyploidie als zuverlässige und wirksame Methode zur reproduktiven Isolation dienen. Hybriden zwischen Pflanzen mit unterschiedlichem Ploidiegrad sind fast immer steril. Hier entsteht jedoch ein ernstes Problem. Wenn eine Umlagerung bei Heterozygoten zu Unfruchtbarkeit führt, hat sie praktisch keine Chance, sich zu vermehren und in der Population zu verbreiten. Dieses Problem lässt sich recht einfach lösen, wenn sich der Träger der Umlagerung vegetativ vermehren kann. In diesem Fall entsteht innerhalb eines Territoriums schnell eine Gruppe seiner Nachkommen, die sich untereinander kreuzen können und reproduktiv vom Rest der im selben Territorium lebenden Bevölkerung isoliert sind. Offenbar kommt Polyploidie deshalb häufig bei Pflanzenarten vor, die zur vegetativen Fortpflanzung fähig sind, und bei Tieren, die zur Parthenogenese fähig sind, und äußerst selten bei Arten mit sexueller Fortpflanzung.

Eine der Möglichkeiten der sympatrischen Artbildung ist hybridogenArtbildung. In diesem Fall kann die teilweise Überwindung der Barriere der reproduktiven Isolation zwischen zwei sympatrischen Arten zur Entstehung einer neuen Art führen, die von beiden Elternarten isoliert wird. Belege für diesen Weg der Artbildung liefern einige parthenogenetische Eidechsenarten und allopolyploide Pflanzenarten.

Die sexuelle Selektion spielte eine sehr wichtige Rolle bei der schnellen Artbildung von Buntbarschen in afrikanischen Seen. Die enorme intraspezifische Vielfalt der Fischfarben diente als Grundlage für die schnelle Divergenz lokaler oder familiärer Gruppen entsprechend den Merkmalen ihrer sexuellen Vorlieben und letztendlich für die Artbildung.

Man sollte jedoch nicht glauben, dass allopatrische und sympatrische Artbildung sich gegenseitig ausschließende Evolutionswege seien. Innerhalb des allgemeinen zusammenhängenden Verbreitungsgebiets einer Art besteht immer mikrogeografische Heterogenität. Einige Gebiete innerhalb des Verbreitungsgebiets sind für die meisten Individuen nicht geeignet, jedoch können einzelne Vertreter derselben Art aufgrund ihrer genetischen Eigenschaften in diesen Gebieten leben und sich vermehren. Wenn solche lokalen Gruppen lange genug relativ isoliert von anderen existieren, können sie zur Entstehung neuer Arten führen.

1. Nennen Sie die wichtigsten Artbildungsarten.

2. Welche Faktoren können zur Isolation von Populationen führen?

3. Wie wirkt sich eine langfristige Isolation auf die genetische Struktur isolierter Populationen aus?

4. Auf welchen Mechanismen basiert die allopatrische Artbildung?

5. Nennen Sie Beispiele für allopatrische Artbildung. Wie verbreitet ist es in der Natur?

6. In welchen Fällen kommt es zur sympatrischen Artbildung?

7. Nennen Sie Beispiele für sympatrische Artbildung.

8. Versuchen Sie, die Vielfalt der Buntbarscharten des Viktoriasees anhand von Mustern allopatrischer und sympatrischer Artbildung zu erklären.

Unter Artbildung versteht man den Prozess der Entstehung einer oder mehrerer neuer Arten auf der Grundlage einer zuvor existierenden Art.

Neue Arten können unter Bedingungen räumlicher Isolation von Populationen entstehen, also aus Populationen, die unterschiedliche geografische Gebiete besetzen. Diese Art heißt allopatrisch(von rp. allos – anders, patria – Heimat) oder, häufiger, geografisch. Durch die langfristige Trennung von Populationen kann es zu einer genetischen Isolation zwischen ihnen kommen, die auch dann anhält, wenn sie zusammenkommen. Die allopatrische Artbildung ist ein ziemlich langer Prozess. Ein Beispiel ist das Vorkommen von drei Unterarten der Kohlmeise – Eurasische, Süd- und Ostasiatische. Diese Unterarten bewohnen klar unterscheidbare Lebensräume, obwohl sich südasiatische Meisen entlang der Peripherie ihrer Lebensräume immer noch mit anderen Unterarten kreuzen (dies deutet auf eine unvollständige Artbildung hin). In ähnlicher Weise wurde das Verbreitungsgebiet des Maiglöckchens, als sich die Vegetationsdecke im Quartär änderte, in fünf unabhängige geografische Gebiete unterteilt, die in beträchtlicher Entfernung voneinander lagen, darunter das europäische, das transkaukasische, das fernöstliche und das sachalinisch-japanische Gebiet und es entstanden nordamerikanische Rassen, die sich in einer Reihe wesentlicher Merkmale unterschieden. Anschließend bildeten diese Rassen eigenständige Maiglöckchenarten. Das Maiglöckchen (europäische Rasse), das im Süden Europas überlebte, verbreitete sich erneut in ganz Europa.

Eine andere Art der Artbildung ist sympatrische Artbildung(aus dem Gr. syn - zusammen). Dies schließt Fälle ein, in denen sich die neu entstehende Art im Verbreitungsgebiet der Elternart befindet. Die sympatrische Artbildung ist daher nicht mit einer territorialen Trennung der Populationen während der Entstehung der genetischen Isolation verbunden. Ein Beispiel für sympatrische Artbildung ist die Bildung saisonaler Rassen der Großen Rassel. Auf ungemähten Wiesen in der Natur blüht die Rassel den ganzen Sommer über. Doch als man im Hochsommer mit dem regelmäßigen Mähen des Grases begann, konnten die damals blühenden Rasseln keine Samen mehr produzieren. Durch die natürliche Selektion im Zusammenhang mit menschlichen Aktivitäten blieben nur die Pflanzen erhalten, die vor oder nach der Mahd blühten, und hinterließen Samen. So entstanden durch die Blütezeit isolierte Unterarten der Großen Rassel. (Diese Art der Artbildung wird oft als ökologische Artbildung.) Die sympatrische Artbildung umfasst auch Fälle der Entstehung neuer Arten auf der Grundlage von Polyploidie und Fernhybridisierung. So haben verschiedene Kartoffelsorten die Chromosomensätze 12, 24, 48, 72; Chrysanthemen - 9, 18, 27, 36, 45, ... 90. Dies gibt Anlass zu der Annahme, dass diese Arten durch eine mehrfache Chromosomenvermehrung aus dem Original entstanden sind. Solche Prozesse lassen sich unter Laborbedingungen gut modellieren, indem die Chromosomentrennung bei der Mitose (als Folge der Colchicin-Exposition) verzögert wird. Polyploide sind in der Regel lebensfähiger und wettbewerbsfähiger und können die Elternarten verdrängen. Neben Pflanzen ist Polyploidie als Methode der sympatrischen Artbildung auch bei einigen Tieren bekannt (Stachelhäuter, Arthropoden, Ringelwürmer usw.). In der Natur kann es auch zu einer Fernhybridisierung zwischen Arten mit anschließender Verdoppelung der Chromosomen im Genom kommen. An den Ufern des Flusses Aldan wächst beispielsweise eine kleine Population der Vogelbeer-Zwergmispel-Pflanze, die aus einer interspezifischen Hybride zwischen Vogelbeere und Zwergmispel hervorgegangen ist. Es wird angenommen, dass mehr als ein Drittel aller Blütenpflanzenarten hybriden Ursprungs sind. Es wurde experimentell nachgewiesen, dass dies der Ursprung der Arten Pflaume, Weizen, Tabak, Kohl, Baumwolle, Rispengras, Gurkengras, Himbeeren, Steckrüben, Wermut, Schwertlilien usw. ist.

Artbildung ist ein evolutionärer Prozess, bei dem aus einzelnen Populationen bestehender Arten lebender Organismen neue Arten entstehen. In der belebten Natur findet Artbildung überall und immer statt. Dies ist jedoch meist ein recht langer Prozess, der nicht direkt beobachtet werden kann. Daher kann die Entstehung einer neuen Art Millionen von Jahren dauern.

Durch die Artbildung nimmt die Artenzahl auf der Erde stetig zu. Viele Arten sterben jedoch aus dem einen oder anderen Grund aus (aufgrund sich ändernder klimatischer Bedingungen, infolge menschlicher Aktivitäten usw.). Daher übersteigt die Zahl der auf ihr entstandenen Arten lebender Organismen im Laufe der gesamten Erdgeschichte nach einigen Schätzungen eine Milliarde, die Zahl der lebenden Arten wird jedoch auf etwa 2 Millionen geschätzt.

Es gibt zwei Hauptmethoden der Artbildung, d. h. wie genau eine neue Art aus einer bereits existierenden entsteht. Eine Artbildungsart wird als geografisch (oder allopatrisch) bezeichnet, die andere als biologisch (oder ökologisch oder sympatrisch).

Im Fall von geographische Art der Artbildung Eine Population einer Art befindet sich in leicht unterschiedlichen Lebensbedingungen und ist von anderen Populationen derselben Art isoliert. Isolation verhindert den Austausch von Genen und neue Bedingungen zwingen die Bevölkerung, ihren eigenen evolutionären Weg zu gehen. Im Laufe der Generationen entwickeln Individuen neue Eigenschaften, die an die bestehende Umwelt angepasst sind. In diesem Fall können solche Veränderungen im Genotyp auftreten, die die Möglichkeit einer Kreuzung mit Individuen der ursprünglichen Art dieser Population ausschließen. Dadurch entsteht auf Basis dieser Population eine neue Art.

Ein klassisches Beispiel für eine geografische Artbildung sind die Darwinfinken. Es wird angenommen, dass einige in Südamerika lebende Finkengruppen irgendwie auf verschiedenen Galapagos-Inseln gelandet sind. Darüber hinaus folgte jede Gruppe ihrem eigenen evolutionären Weg.

Biologische Art der Artbildung tritt normalerweise über einen kürzeren Zeitraum als der geografische Zeitraum auf und ist eher für Pflanzen als für Tiere typisch. Bei der biologischen Artbildung entsteht eine neue Art durch eine zufällige Veränderung des Genotyps eines Individuums. Gleichzeitig ist eine Kreuzung mit anderen Individuen der ursprünglichen Art nicht mehr möglich. Dies geschieht beispielsweise bei Pflanzen durch Polyploidie (eine mehrfache Zunahme der Chromosomenzahl). Die mutierte Pflanze kann sich dann vegetativ oder durch Selbstbestäubung vermehren und so effektiv eine neue Art gründen. Polyploidie ist nicht die einzige Möglichkeit der biologischen Artbildung.

Methoden der Artbildung

Auch durch andere Chromosomenumlagerungen kann eine neue Art entstehen.

Typischerweise führt die biologische Artbildung dazu, dass sich die ursprüngliche Art in Arten aufspaltet, die verschiedene ökologische Nischen besetzen. Daher wird sie auch ökologische Artbildung genannt.

Im territorialen Aspekt im Raum kann eine neue Art aus einer oder einer Gruppe benachbarter Populationen entstehen, die sich am Rande des Verbreitungsgebiets der ursprünglichen Art befinden. Eine solche Artbildung wird allopatrisch genannt (von griechisch alios – andere, patris – Heimat). In anderen Fällen kann eine neue Art innerhalb des Verbreitungsgebiets der ursprünglichen Art entstehen, als ob sie innerhalb einer Art wäre; Dieser Weg der Artbildung wird sympatrisch genannt (von griechisch sym – zusammen, patris – Heimat). Im phylogenetischen Aspekt (im Laufe der Zeit) kann eine neue Art durch allmähliche Veränderungen derselben Art im Laufe der Zeit entstehen, ohne dass es zu einer Divergenz der ursprünglichen Gruppen kommt. Diese Artbildung wird phyletisch genannt.

Eine neue Art kann durch die Spaltung einer einzelnen Vorfahrenart entstehen (divergente Artbildung). Schließlich kann eine neue Art durch die Hybridisierung zweier bestehender Arten entstehen – hybridogene Artbildung. Lassen Sie uns kurz diese Hauptwege der Artbildung beschreiben.

Allopatrische Artbildung(manchmal auch als geographisch bezeichnet) wird durch die obigen Beispiele der Entstehung der Art bei großen Möwen und in der Gruppe der australischen Fliegenschnäpper veranschaulicht. Bei der allopatrischen Artbildung können neue Arten durch Fragmentierung, den Zerfall des Verbreitungsgebiets einer weit verbreiteten Elternart, entstehen. Ein Beispiel für einen solchen Prozess ist die Entstehung von Maiglöckchenarten (siehe Kapitel 6). Eine andere Methode der allopatrischen Artbildung ist die Artbildung während der Ausbreitung der ursprünglichen Art, bei der periphere Populationen und ihre Gruppen, die sich zunehmend vom Ausbreitungszentrum entfernen und sich unter neuen Bedingungen intensiv verändern, zu den Vorfahren der Art werden. Ähnliche Beispiele zur Artbildung in der Gruppe der großen Möwen sind auch für andere Vögel, einige Reptilien, Amphibien und Insekten bekannt.

Die allopatrische Artbildung basiert auf irgendeiner Form räumlicher Isolation, und dieser Weg der Artbildung verläuft immer relativ langsam und erfolgt über Hunderttausende Generationen. Über so lange Zeiträume entwickeln sich in isolierten Teilen der Population einer Art jene biologischen Eigenschaften, die zu einer Unabhängigkeit der Fortpflanzung führen, selbst wenn die primäre Isolationsbarriere verletzt wird. Die allopatrische Artbildung ist immer mit der Entstehungsgeschichte des Artenspektrums verbunden.

Sympatrische Artbildung. Bei der sympatrischen Artbildung entsteht eine neue Art im Verbreitungsgebiet der ursprünglichen Art.

Die erste Methode der sympatrischen Artbildung ist die Entstehung neuer Arten mit einer schnellen Veränderung des Karyotyps, beispielsweise mit Autopolyploidie. Es sind Gruppen eng verwandter Arten (meist Pflanzen) mit mehreren Chromosomenzahlen bekannt (siehe Abb. 6.28). So haben beispielsweise in der Gattung der Chrysanthemen (Chrysanthemum) alle Formen eine Chromosomenzahl, die ein Vielfaches von 9, 18, 27, 36, 45, ..., 90 ist. In den Gattungen Tabak (Nicotiana) und Kartoffeln (Solanum), die anfängliche Hauptzahl der Chromosomen beträgt 12, es gibt jedoch Formen mit 24, 48, 72 Chromosomen. In solchen Fällen kann davon ausgegangen werden, dass die Artbildung durch Autopolyploidie erfolgte – durch Verdoppelung, Verdreifachung, Vervierfachung usw. des Hauptchromosomensatzes der angestammten Art. Die Prozesse der Polyploidisierung lassen sich experimentell gut reproduzieren, indem die Segregation der Chromosomen in der Meiose infolge der Exposition beispielsweise gegenüber Colchicin verzögert wird. Es ist bekannt, dass Polyploide auch unter natürlichen Bedingungen entstehen können. Die resultierenden polyploiden Individuen können nur dann lebensfähige Nachkommen hervorbringen, wenn sie mit Individuen gekreuzt werden, die die gleiche Anzahl an Chromosomen tragen (oder durch Selbstbestäubung). Wenn polyploide Formen innerhalb weniger Generationen die „Kontrolle“ der natürlichen Selektion erfolgreich bestehen und sich als besser als die ursprünglichen Diploiden erweisen, können sie sich ausbreiten und mit der Art, die sie hervorgebracht hat, koexistieren (Abb. 13.4) oder, was auch geschieht häufiger einfach verschieben.

Reis. 13.4. Ein Beispiel für das Auftreten reproduktiver Isolation während der Polyploidisierung: Die tetraploide Pflanzenart Dicanthium annulatum, die in ganz Hindustan vorkommt, ist zweifellos aus einer diploiden Vorfahrenform hervorgegangen, die heute ein kleines disjunktes Gebiet einnimmt (nach N. Ross, 1962).

Polyploide Formen sind in der Regel größer und können unter schwierigeren physiografischen Bedingungen bestehen. Deshalb nimmt im Hochland und in der Arktis die Zahl polyploider Pflanzenarten stark zu (Abb. 13.5). Bei Tieren spielt Polyploidie eine viel geringere Rolle bei der Artbildung als bei Pflanzen und ist in allen Fällen mit der parthenogenetischen Fortpflanzungsmethode verbunden (z. B. bei Stachelhäutern, Arthropoden, Ringelwürmern und anderen Wirbellosen).

Reis. 13.5. Verteilung polyploid blühender Arten (als Prozentsatz der Gesamtzahl der Pflanzenarten) in verschiedenen Teilen Eurasiens (nach Angaben verschiedener Autoren von N.V. Timofeev-Resovsky et al., 1977)

Die zweite Methode der sympatrischen Artbildung ist die Hybridisierung mit anschließender Verdoppelung der Chromosomenzahl – Allopolyploidie (siehe unten).

Schließlich ist die letzte, ausreichend untersuchte Methode der sympatrischen Artbildung die Entstehung neuer Formen als Folge saisonaler Isolation. Die Existenz ausgeprägter saisonaler Rassen bei Pflanzen ist bekannt, beispielsweise bei der Rasselpflanze Alectorolophus major (siehe Kapitel 10), deren frühblühende und spätblühende Form reproduktiv vollständig voneinander isoliert sind, und wenn die Selektionsbedingung bestehen bleibt, Es ist nur eine Frage der Zeit, bis diese Formen zu neuen Arten werden. Ähnlich verhält es sich mit den Frühjahrs- und Winterrennen der Wanderfische; Es ist möglich, dass es sich bei diesen Formen bereits um verschiedene Arten handelt, die morphologisch sehr ähnlich, aber genetisch isoliert sind (Geschwisterarten).

Ein Merkmal des sympatrischen Artbildungspfades ist die Entstehung neuer Arten, die der ursprünglichen Art morphophysiologisch nahe kommen. So nimmt bei Polyploidie die Größe zu, das allgemeine Erscheinungsbild der Pflanzen bleibt jedoch in der Regel unverändert; bei chromosomalen Umlagerungen wird das gleiche Bild beobachtet; Bei ökologischer (saisonaler) Isolation erweisen sich die entstehenden Formen zudem meist als morphologisch schlecht unterscheidbar. Nur bei der hybridogenen Entstehung von Arten entsteht eine neue Artform, die sich von jeder der Elternarten unterscheidet (aber auch Merkmale aufweist, die für die beiden ursprünglichen Arten charakteristisch sind).

Phyletische Artbildung. Bei der phyletischen Artbildung verwandelt sich die Art, die sich im Laufe der Generationen als Ganzes verändert, in eine neue Art, die durch den Vergleich der morphologischen Merkmale dieser Gruppen unterschieden werden kann.

Die phyletische Artbildung umfasst Stasigenese – die Entwicklung einer Art im Laufe der Zeit mit einer allmählichen Veränderung in derselben ökologischen Nische, und Anagenese – die Entwicklung einer Art mit dem Erwerb einiger neuer grundlegender Anpassungen, die es ihr ermöglichen, eine völlig neue, breitere ökologische Nische zu bilden . Ein Beispiel für Stasigenese kann die Entwicklung des Hauptstamms der oberpliozänen Mollusken der Gattung Giraulus sein (siehe Abb. 6.5).

Reis. 13.6. Ein Beispiel für die phyletische Artbildung bei einer Reihe fossiler europäischer Elefanten (Elephas planifrons – E. meridionalis) anhand des Lamellenindex (der Menge an Zahnschmelz auf den Zähnen) (aus V. Grant, 1980)

Es ist klar, dass in diesem Fall nur ein Vergleich morphologischer Merkmale möglich ist, da die Ergebnisse der phyletischen Evolution nur anhand paläontologischen Materials untersucht werden können (Abb. 13.6). Gleichzeitig besteht immer die Möglichkeit, dass in einem bestimmten Stadium der Evolution andere Gruppen von einem einzigen phyletischen Stamm abweichen und sich die phyletische Artbildung tatsächlich als divergent erweisen könnte. Daher ist die phyletische Evolution in ihrer „reinen Form“ offenbar nur als idealisierte und vereinfachte Widerspiegelung des Evolutionsprozesses in einem der Lebensabschnitte einer Art (Phratrie) möglich.

Beachten Sie, dass es unmöglich ist, Grenzen zwischen einzelnen Arten in einer phyletischen Formenreihe zu ziehen – es wird immer bedingt sein (siehe Kapitel 12).

Divergente Artbildung(Kladogenese). Charles Darwin hielt diese Artbildungsart für die häufigste (die einzige Zeichnung in „Die Entstehung der Arten“ ist dieser besonderen Artbildungsart gewidmet). Beispiele für diese Art der Artbildung – die Entstehung neuer Arten infolge der Spaltung einer einzelnen Vorfahrenform – sind die Entstehung mehrerer Weißfischarten rund um die Irische See (siehe Abb. 6.10) und die Divergenz der Darwinfinken auf der Irischen See Galapagos (siehe Abb. 6.12) und die Entwicklung nordamerikanischer Fruchtfliegen der Gruppe pseudoobscura - persimilis (siehe Abb. 6.27).

Hybridogene Artbildung(Synthese oder Syngenese). Diese Art der Artbildung kommt bei Pflanzen häufig vor: Schätzungen zufolge sind mehr als 50 % der Pflanzenarten hybride Formen – Allopolyploide. Lassen Sie uns nur einige hervorheben. Die Kulturpflaume (Prunus Domestica) mit 2n = 48 entstand durch Hybridisierung der Schlehe (P. spinosa, 2n = 32) mit der Kirschpflaume (P. divaricata, 2n = 16) mit anschließender Verdoppelung der Chromosomenzahl. Einige Arten von Gurken, Himbeeren, Tabak, Steckrüben, Wermut, Iris und anderen Pflanzen sind ebenfalls Allopolyploide hybriden Ursprungs.

Ein interessanter Fall ist die Entstehung einer neuen sympatrischen Art in Spartina townsendii (2n = 120), die auf Hybridisierung mit anschließender Verdoppelung der Chromosomenzahl der lokalen englischen Art S. stricta (2n = 50) beruht und in den 70er Jahren importiert wurde 19. Jahrhundert. aus Nordamerika S. alternifolia (2n = 70).

Wissensbasis

Jetzt erweitert sich das Verbreitungsgebiet dieser Art aufgrund der Verringerung des Verbreitungsgebiets der lokalen europäischen Arten intensiv. Ein weiteres Beispiel für eine hybridogene Art, die sympatrisch entstanden ist, ist die Eberesche (Sorbocotaneaster), die die Merkmale von Eberesche und Zwergmispel vereint und Mitte der 50er Jahre in den Wäldern Südjakutiens entlang der Ufer des Mittellaufs des Flusses verbreitet war . Aldan (K. M. Zavadsky). Durch hybridogene Artbildung können besonders häufig durch Hybridisierung miteinander verwandte Artenkomplexe (oder sogenannte Halbarten) gebildet werden – Syngameonen (V. Grant). Bei solchen Hybridkomplexen ist es manchmal schwierig, klare Grenzen zwischen einzelnen Arten zu erkennen, obwohl Arten als stabile genetische Systeme recht klar unterschieden werden.

Alle vier Hauptformen der Artbildung im Zeitverlauf sind in Abb. schematisch dargestellt. 13.7.

Reis. 13.7. Die Hauptformen der phyletischen (zeitlichen) Artbildung (aus N.N. Vorontsov, 2001)

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Frage 1. Nennen Sie die wichtigsten Artenbildungsformen. Nennen Sie Beispiele für die geografische Speziation.

Abhängig davon, ob eine Art als Ergebnis einiger Isolationsmechanismen – räumlicher oder anderer Art – entsteht, werden zwei Formen der Artbildung unterschieden: 1) allopatrische (geografische), wenn Arten aus räumlich getrennten Populationen entstehen; 2) sympatrisch, wenn Arten in einem einzigen Territorium vorkommen.

Ein Beispiel für geografische Artbildung ist die Entstehung verschiedener Maiglöckchenarten aus den ursprünglichen Arten, die vor Millionen von Jahren in den Laubwäldern Europas lebten.

Chemie, Biologie, Vorbereitung auf Staatsexamen und Einheitliches Staatsexamen

Die Invasion des Gletschers riss den einzigen Lebensraum des Maiglöckchens für mehrere Stunden auseinander. Es ist in Waldgebieten erhalten geblieben, die der Vereisung entgangen sind: im Fernen Osten, in Südeuropa und in Transkaukasien. Als sich der Gletscher zurückzog, breitete sich das Maiglöckchen erneut in ganz Europa aus und bildete eine neue Art – eine größere Pflanze mit einer breiten Krone und im Fernen Osten – eine Art mit roten Blattstielen und einem wachsartigen Belag auf den Blättern.

Eine solche Artbildung erfolgt langsam; um sie abzuschließen, müssen Hunderttausende Generationen in den Populationen wechseln. Bei dieser Form der Artbildung weichen physisch getrennte Populationen genetisch voneinander ab und werden schließlich durch natürliche Selektion völlig isoliert und voneinander verschieden.

Frage 2. Was ist Polyploidie? Welche Rolle spielt es bei der Artenbildung?

Polyploidie ist eine Art Mutationsveränderung im Körper, bei der es zu einer mehrfachen Zunahme der Chromosomenzahl kommt. Es ist am charakteristischsten für Pflanzen, kommt aber auch bei Tieren vor.

Polyploidie ist eine der möglichen Artenbildungsarten und zwar bei Populationen, die im selben geografischen Gebiet leben und nicht durch Barrieren getrennt sind.

Frage 3. Welche Ihnen bekannten Pflanzen- und Tierarten sind durch Chromosomenumlagerungen entstanden?

Die Entstehung neuer Arten durch Chromosomenumlagerungen kann spontan erfolgen, geschieht jedoch häufiger als Folge der Kreuzung eng verwandter Organismen. Beispielsweise entstand eine Kulturpflaume mit 2n = 48 durch Kreuzung von Schlehe (n = 16) mit Kirschpflaume (n = 8) und anschließender Verdoppelung der Chromosomenzahl. Viele wirtschaftlich wertvolle Pflanzen sind polyploide, zum Beispiel Kartoffeln, Tabak, Baumwolle, Zuckerrohr, Kaffee usw. Bei Pflanzen wie Tabak, Kartoffeln beträgt die anfängliche Chromosomenzahl 12, es gibt jedoch Arten mit 24, 48, 72 Chromosomen.

Unter den Tieren sind Polyploide beispielsweise einige Fischarten (Stör, Schmerle usw.), Heuschrecken usw.

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EVOLUTIONÄRE LEHRE. Mikroevolution (Speziation)

Mikroevolution – evolutionäre Veränderungen innerhalb einer Art

Bevölkerung– elementare Einheit der Evolution

Individuell- Objekt der natürlichen Auslese

Mutationen– elementares Evolutionsmaterial

Sicht– eine qualitative Stufe des Evolutionsprozesses

MIKROEVOLUTION— eine Reihe von Evolutionsprozessen, die innerhalb separater oder benachbarter Populationen einer Art ablaufen:

Ungleichgewicht einzelner Genotypen und Allele in Populationen

Veränderungen in der genetischen Struktur der Population

Anhäufung von Unterschieden zwischen Populationen

Bildung neuer Arten

EVOLUTIONSFAKTOREN:

Phänomene oder Prozesse, die die genetische Struktur von Populationen verändern:

1. Erbliche Variabilität

2. Veränderung des Gengleichgewichts

3. Isolierung

4. Natürliche Auslese

Erbliche Variabilität

Mutational

– Ungerichtete Änderungen

– Im heterozygoten Zustand erscheinen sie möglicherweise nicht

Kombinativ

– Neue Kombinationen während Meiose und Befruchtung

– Fördert die Ausbreitung von Mutationen

Sorgen Sie für ein hohes Niveau erbliche Vielfalt natürliche Populationen

Liefert Material für natürliche Auslese!

Nichtrichtungs Aktion!

Veränderungen im Gengleichgewicht

Starke Veränderungen in der Häufigkeit des Auftretens seltener Allele, die nicht mit natürlicher Selektion verbunden sind

Migrationen

Gründereffekt

Bevölkerungswellen

– Starke Schwankungen in der Anzahl der Organismen in natürlichen Populationen

Lieferung Material für natürliche Auslese!

Nichtrichtungs Aktion!

Isolierung

Das Auftauchen von Hindernissen für die freie Kreuzung innerhalb einer Art

Räumlich (geografisch)

Biologisch

– Ökologisch

– Ethologisch

– Genetisch

Nichtrichtungs Aktion

Stärkt genetische Unterschiede zwischen Populationen

Natürliche Auslese

Beeinflusst den Phänotyp anpassen es an die bestehenden Verhältnisse anzupassen.

Regie geführt Aktion!

Voraussetzungen für die natürliche Selektion:

– Genetische Vielfalt

– Entlassung von Nachkommen

- Kampf um die Existenz

Intraspezifisch

Interspezifisch

Mit Umweltfaktoren

Stabilisierend

– Beibehaltung des Durchschnittswerts des Merkmals

– Unter stabilen Bedingungen

Ziehen um

– Verschiebung des Mittelwertes des Merkmals

– Bei sich ändernden Bedingungen, bei der Besiedlung neuer Gebiete

Störend

– Gegen mittlere Formen, Sicherung extremer Formen

Das Ergebnis ist die Entstehung Anpassungen.

Aber! Sie relativ Und entsprechen bestimmten Umgebungsbedingungen

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Speziation

Evolutionäre Transformationen innerhalb einer Art (auf Populationsebene), die zu einer intraspezifischen Divergenz der Merkmale (Diversität) führen.

Das Ergebnis der Mikroevolution ist die Bildung neuer Arten aus Populationen

Artbildungswege:

Gradualistisch

– Allopatrisch(geografisch)

Basierend auf der geografischen Isolation

Ausbreitung, Lebensraumzerfall

Territoriale Isolation

– Sympatrisch(ökologisch)

Im selben Bereich

Basierend auf biologischer Isolation (z. B. saisonal)

Salzung

– Genetische Isolierung (häufiger bei Pflanzen)

Polyploidie

Hybridisierung

ALLOPATRISCHE (geografische) Artbildung

Artbildung in verschiedenen Bereichen- aufgrund der geografischen (räumlichen) Isolation

Grund Eine solche Isolation kann Hindernisse umfassen, die die Wanderung von Tieren oder die Verbreitung von Pflanzensamen behindern, oder große Entfernungen zwischen Populationen

Geografische Isolation liegt vor, wenn das ursprüngliche Verbreitungsgebiet einer Art durch verschiedene natürliche Barrieren unterteilt ist.

Dadurch können sich getrennte Populationen nicht frei miteinander kreuzen, was zur Bildung unterschiedlicher Unterarten führt.

1. Blumenmädchen Es stellte sich heraus, dass sie die ersten Vögel waren, die den hawaiianischen Archipel bewohnten. Mangelnde Konkurrenz bei anderen Arten kam es zu raschem Auftreten adaptive Strahlung: Sie bildeten verschiedene Arten, die sich in ihren Nahrungsvorlieben und entsprechend auch in der Form des Schnabels unterschieden (Papagei, Baumschnabel, Sichelschnabel)

Adaptive Strahlung- die Entstehung mehrerer Arten aus einem Vorfahren, verbunden mit der Entwicklung von Anpassungen an verschiedene Umweltbedingungen

2. Die Unterschiede zwischen den Arten, die auf benachbarten Inseln leben, veranlassten Charles Darwin, auf die Idee des Ursprungs der Arten zu kommen, und seitdem werden Vögel benannt Darwinfinken (Großer Erdschnabel, Waldsänger, Dickschnabel-Baumvogel).

3. Beispiel einer Unterart - Bachforelle

Wanderfisch aus der Familie der Lachse.
Länge bis 1 m, Gewicht bis 13 kg (Kaspischer Lachs – bis 51 kg).
Es lebt in den Küstengewässern der Meere Europas, einschließlich des Schwarzen Meeres, des Kaspischen Meeres, der Ostsee und des Aralsees.
Zum Laichen geht es in Flüsse. Wertvolles Fischerei- und Zuchtobjekt.
Süßwasserformen der Bachforelle.

4. Beispiel einer Unterart - Feldhase

In den 1930er Jahren wurden mehrere Dutzend in Baschkirien gefangene Feldhasen im Süden Westsibiriens - in der Waldsteppe von Barabinsk - akklimatisiert.
Die enorme Entfernung, das Uralgebirge und die trockenen Steppen der unteren Wolga- und Kaspischen Regionen, die für das Leben der Rus ungeeignet waren, führten zur völligen geografischen Isolation der westsibirischen Bevölkerung.
Es kam zu Divergenzen, und 1956 musste der Sibirische Hase als eigenständige Unterart identifiziert werden.

SYMPATRISCHE (ökologische) Artbildung

Es beginnt mit der Aufteilung einer überwiegend einzelnen Population in zwei oder mehr Gruppen von Organismen, die sich dann immer weiter divergieren.

Dies kann als Folge auftreten ökologische Spezialisierung .

1. Ökologische Isolation wird beobachtet, wenn Diskrepanz zwischen den Lebensräumen verschiedener Formen derselben Art oder zum Beispiel mehrere verwandte Arten Wald- und Wiesenpieper .

2. Der afrikanische Viktoriasee, der vor 12.000 Jahren entstand, ist die Heimat von mehr als 500 Arten Buntbarsche , die sich in Morphologie, Lebensstil, Verhalten und anderen Merkmalen voneinander unterscheiden

3. Beispiel einer Unterart: große Meise . Ernährt sich von großen Insekten.

4. Beispiel einer Unterart: Blaumeise . Es hämmert nur auf die Stängel von krautigen Pflanzen und jagt in Rindenspalten und Knospen nach kleinen Insekten.

5. Beispiel einer Unterart: Flugmeise . Sie durchsuchen die Endzweige der Bäume nach Nahrung. Sie ernähren sich von kleinen Insekten.

6. Beispiel für Unterarten: große Rasselpflanze . Regelmäßiges Mähen des Grases im Hochsommer führte zur Bildung zweier ökologischer Rassen dieser Pflanze, die sich in der Blütezeit unterscheiden: Die Frühlingsrasse hat gelbe Blüten und die Herbstrasse hat orange Blüten.

Beschreiben Sie die beiden Hauptarten der Artbildung

Beispiel für eine Unterart: Käfer Weidenblattkäfer : Es gibt zwei ökologische Rassen – „Weide“ und „Birke“. Käfer und Larven der Weidenart können sich nur von Weidenblättern ernähren; die Birkenart kann sich sowohl von Birken als auch von Weiden ernähren.

SALTATION-Speziation

In den letzten Jahrzehnten häuften sich Daten zur dritten Methode – der Saltation-Artenbildung, die nicht mit der Divergenz der Populationen, sondern mit verbunden ist Hybridisierung eng verwandter Arten .

Dadurch können neue Arten entstehen Polyploidisierung – mehrfache Zunahme der Chromosomenzahl.

Die Isolierung von Hybriden aus Elternarten ist darauf zurückzuführen Polyploidie Hybriden

Für einige Eidechsen-, Fisch- und Blütenpflanzenarten eingerichtet.

kulturelle Pflaume - das Ergebnis der Kreuzung von Schlehe und Kirschpflaume mit anschließender Verdoppelung der Chromosomenzahl bei Hybriden.

Eine chromosomale Speziation ist bei den Tiergruppen möglich, die dazu in der Lage sind Parthenogenese.

Eng verwandte Arten, die auf diese Weise entstanden sind, finden sich beispielsweise in Salamander Gattung Ambistoma.

Bei Nagetieren kommt es nicht selten vor, dass sich eng verwandte Arten unterscheiden durch die Anzahl und Form der Chromosomen. Zum Beispiel bei Maulwurfsmaus (Ellobius talpinus) Es gibt 16 Formen, die äußerlich nicht voneinander zu unterscheiden sind, sich jedoch in der Anzahl der Chromosomen (von 32 bis 54) unterscheiden.

Formen der Artbildung

A) - Umwandlung bestehender Arten (phyletische Artbildung).

B) Verschmelzung zweier bestehender Arten A und B und Bildung einer neuen Art C (Hybridartbildung)

IN) wegen Abweichungen (nach Abteilung) eine Vorfahrenart in mehrere sich unabhängig voneinander entwickelnde Arten. Dies ist der Weg, den die Evolution eingeschlagen hat.

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MIKROEVOLUTION– Hierbei handelt es sich um evolutionäre Transformationen innerhalb einer Art (auf Populationsebene), die zu einer intraspezifischen Divergenz der Merkmale (Diversität) führen und Speziation.

Tritt auf aufgrund von:

§ Mutationsvariabilität

§ unter dem Einfluss natürlicher Selektion

§ wenn verschiedene Isolationsbarrieren auftreten.

Die Zeitskala der Mikroevolution, die zur Bildung neuer Arten für verschiedene systematische Gruppen führt, beträgt Hunderte, oft Tausende von Jahren.

Nach dem Ansehen dieser Videolektion kann sich jeder ein Bild vom Thema „Der Prozess der Artenbildung – Artbildung“ machen. Daraus erfahren Sie, wie sich durch die Einwirkung evolutionärer Faktoren Veränderungen im Genpool in einer Population anhäufen, die zur Bildung neuer Arten führen. Der Lehrer wird über das zentrale Ereignis der Evolution sprechen – den Prozess der Artbildung.

Evolution ist ein kontinuierlicher Prozess. Während Sie diese Zeilen lesen, entstehen bereits neue Arten. Am aktivsten Artbildung kommt in großen Gewässern wie dem Baikalsee oder dem Viktoriasee vor. So wurde buchstäblich in den Achtzigern eine neue Buntbarschart entdeckt. Es unterschied sich von seinen Vorgängern durch die Größe und Form seines Kiefers. Und im Baikalsee wird die Entwicklung vieler Pflanzen- und Wirbellosenarten beobachtet. Wie läuft die Evolution ab und ist es möglich, eine neue Tierart zu Hause zu haben? Dies erfahren Sie in unserer Lektion.

Durch die Wirkung evolutionärer Faktoren kommt es in der Bevölkerung zu Veränderungen im Genpool. Dies führt zunächst zur Bildung neuer Populationen, dann zur Bildung von Unterarten und schließlich zur Bildung neuer Arten.

Das heißt, wir können sagen, dass die Artbildung das zentrale Ereignis in der Evolution ist, sie ist das Hauptergebnis des Evolutionsprozesses.

Wissenschaftler identifizieren nun zwei Arten der Artbildung:

1. Geografisch (allopatrisch)

2. Biologisch (sympatrisch)

Bei der geografischen Artbildung entstehen neue Arten durch das Auftreten räumlicher und territorialer Barrieren. Hindernisse können sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Hierbei handelt es sich um rein geografische Konzepte wie Berge, Flüsse und einige von Menschenhand geschaffene Hindernisse, wie den Bau großer Straßen oder das Pflügen von Feldern für landwirtschaftliche Zwecke.

Übrigens war es die geografische Artbildung, die Charles Darwin mit dem Auftreten einer so großen Anzahl von Darwinfinkenarten erklärte, die auf den Inseln des Galapagos-Archipels leben (siehe Abb. 1).

Reis. 1

Darwin glaubte, dass bei Stürmen, Stürmen und starken Winden eine Reihe von Finken auf diese Inseln gebracht worden sein könnten.

Doch da die Bedingungen für ihr Leben günstig waren, ließen sich die Finken auf diesen Inseln nieder, während sie sowohl von der Population auf den Nachbarinseln als auch von der ursprünglichen südamerikanischen Population isoliert waren. Dies führte dazu, dass sich innerhalb dieser Populationen Veränderungen häuften, die zur Bildung neuer Arten führten.

Die Artbildung erfolgt auf ähnliche Weise während der Ausbreitung der Art (). Gleichzeitig akkumulieren extreme Populationen viele Veränderungen in ihrem Genpool und unterscheiden sich bereits in der genetischen Zusammensetzung von der ursprünglichen Population, aus der sie tatsächlich stammen. Genau auf diese Weise entstanden mehrere Störfischarten.

Wir können sagen, dass geografische Artbildung auch dann auftritt, wenn das Verbreitungsgebiet einer Art zerfällt, während des sogenannten Mosaikverbreitungsgebiets. Hier sind nun mehrere Löwenzahnarten, die aus der einst angestammten Löwenzahnart hervorgegangen sind, die den gesamten europäischen Kontinent bewohnte (siehe Abb. 2).

Mittlerweile wächst der Gewöhnliche Löwenzahn an Waldrändern, an Straßenrändern und an manchen verunkrauteten Stellen, und Sie kennen diese Pflanze sehr gut.

Reis. 2

Löwenzahn - Kok-saghyz wächst an trockenen Orten. Achten Sie daher auf die Form seiner Blätter: Die Blätter sind etwas dünner und stärker geschnitten.

Rosa Löwenzahn hat das Hochland des Tien Shan erobert. Er ist dem Gewöhnlichen Löwenzahn sehr ähnlich, unterscheidet sich jedoch von ihm durch die Farbe seiner Blütenblätter.

Beachten Sie, dass die geografische Artbildung sehr langsam erfolgt. Für den Entstehungsprozess einer neuen Art ist ein Wechsel von Hunderttausenden Generationen notwendig. Die zweite Art der Artbildung ist die biologische Artbildung.

Die biologische Artbildung erfolgt im Verbreitungsgebiet einer einzelnen Art und basiert auf biologischer Isolation.

Die Entstehung biologischer Isolationen ist unterschiedlich. Eine davon kann beispielsweise Polyploidie sein, wenn innerhalb einer Population aufgrund einer Mutation polyploide Organismen entstehen. Diese Organismen sind lebensfähig und konkurrenzfähig, unterscheiden sich jedoch in ihrer genetischen Zusammensetzung vom Rest der Population und können sich nicht mit dieser kreuzen.

So entsteht innerhalb einer Population eine weitere Population, die sich dann zu einer eigenen Art formiert. Ökologische Isolation kann auch der biologischen Artbildung zugrunde liegen.

Unter ökologischer Isolation versteht man beispielsweise die Trennung in Zuchtlinien innerhalb einer Art. Dies ist auch eine Art saisonale Isolation eines Teils der Bevölkerung gegenüber der Gesamtbevölkerung.

All dies führt zu einer Anhäufung von Veränderungen, die zur Entstehung einer neuen Art führen. Ich möchte darauf hinweisen, dass die Linien der biologischen Artbildung viel kürzer sind als die der geografischen Artbildung. Aber sie haben das gleiche Ergebnis – die Bildung neuer Arten.

Referenzliste

Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I. Biologie. Allgemeine Muster. - M.: Bustard, 2009.
Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Biologie. Einführung in die allgemeine Biologie und Ökologie. Lehrbuch für die 9. Klasse. 3. Aufl., Stereotyp. - M.: Bustard, 2002.
Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Chernova N.M. Grundlagen der allgemeinen Biologie. 9. Klasse: Lehrbuch für Schüler der 9. Klasse. Bildungseinrichtungen / Ed. Prof. IN. Ponomareva. - 2. Aufl., überarbeitet. - M.: Ventana-Graf, 2005.

Hausaufgaben

Was sind die Hauptwege der Artbildung?
Was war das Phänomen der „Darwinfinken“?
Wie erklären Sie das Konzept des „Mosaiklebensraums“?
Vergleichen Sie biologische und geografische Artbildung.