Симпатрическое видообразование

Что такое симпатрическое видообразование

 

 

Слово «симпатрическое» произошло от двух греческих, sim — вместе, patria — родина. К этому способу видообразования относится формирование новых видов в пределах территории обитания своих предков. Внутри одного ареала возникает экологическая или генетическая изоляция, способствующая возникновению новых видов. Генные изменения популяции происходят при адаптации к изменившимся условиям среды обитания.

 

При симпатрии предок и образовавшийся вид продолжают существовать в одной и той же географической области.

 

Микроэволюция, протекающая внутри популяции является причиной появления новых видов. Видообразование предполагает изменение родительских особей и появление новых.

 

Образование нового вида всегда разрывает связь с родительским видом и превращает новую популяцию в отдельную совокупность популяций и организмов.  Популяция может быть одна или группа cмежных.

 

Механизмы появления новых особей, различаются между собой. Один из таких процессов — симпатрическое видообразование.

 

 

Особенности симпатрического видообразования

 

 

Появление новых видов, близких по структуре и типу к исходному виду — главная особенность процесса симпатрического образования.

 

Сложность определения в природе симпатрического видообразования еще одна его особенность.

 

Симпатрическое видообразования происходит не поэтапно, а внезапно, этим оно отличается от других процессов образования

новых видов.

Видообразование у растений чаще происходит симпатрическим путем, у животных этот способ встречается реже.

 

 

Отличия симпатрического видообразования от аллопатрического видообразования

 

 

Основное отличие между симпатрическим и аллопатрическим видообразованием является территория, на которой развиваются новые виды. В аллопатрическом видообразовании — биологическая популяция рарывается внешним препятствием, провоцирующим генетическое репродуктивное разделение особей, а симпатрическое видообразование происходит в одной области обитания, здесь новые виды развиваются вследствие полиплоидии.

 

Следующее различие этих двух процессов в скорости течения этапов. Симпатрическое видообразование может быть внезапным, аллопартическое же самое долгое из всех видообразований.

 

 

Причины симпатрического видообразования

 

 

Причинами симпатрических изменений могут послужить:

• изменение состава почвы;
• различная освещенность солнечным светом участков территории места обитания;
• деятельность человека;
• изменение климата.

Когда появляются эти влияющие факторы, члены популяции начинают искать новые экологические ниши и приспосабливаться к новым жизненным условиям. В генетике, у группы особей, появляются новые адаптивные признаки, они изолируются в экологической нише. Начинается размножение и существование на этой территории.

 

 

Виды симпатрического видообразования

 

 

Существует следующие виды симпатрического видообразования — экологическое и внезапное.

 

Экологическая изоляция может возникнуть из-за перехода на другой вид пищи или при изменении сроков размножения.

 

Внезапная изоляция возникает при мутации, полиплоидии, увеличении числа хромосом. Репродукция становится невозможной и внутри популяции возникает новый вид.

 

 

На каких механизмах основывается симпатрического видообразование

 

 

Основным механизмом дифференциации симпатрического видообразования является полиплоидия.

 

Полиплоидия — тип геномной мутации, при которой происходит увеличение числа наборов хромосом в клетках организма. Процесс полиплоидии возникает при расхождении хромосом в мейозе, при воздействии внешних факторов. Появившиеся особи дают жизнеспособное потомство, при скрещивании с носителем такого же числа хромосом, также при самоопылении. Пройдя естественный отбор, полиплоидные особи становятся лучше первоначальных. Распространяются и живут с родительским видом, а иногда вытесняют предков

 

Ученым известны группы растений, у которых кратное число хромосом, например, пшеница, картофель, хлопчатник.

 

Возможна также гибридизация в симпатрическом видообразовании.

 

Гибридизация — происходит скрещивание организмов разных видов, то есть объединение различных генов в одной особи (гибриде).

 

При гибридизации возникает новый вид, отличный от родительского, но имеет признаки присущие исходному.

 

Новые формы возникают также в результате сезонной изоляции. Например, яровые и озимые расы проходных рыб.

 

Механизмом экологического видообразования является приспособление к новым условиям и отделение от материнского вида.

 

 

Этапы симпатрического видообразования

 

 

1. Первоначальный этап, который запускает процесс симпатрического видообразования – это перемена обычной среды обитания. Под воздействием внешних факторов меняется обычное существование особей.
2. Последующий этап предполагает естественный отбор, менее успешные особи подвергаются отсеву. Организмы с более полезными признаками выживают, другие гибнут в новых условиях обитания.
3. Со временем накапливаются новые наследственные признаки. Эти новые особенности укрепляются и возникают оригинальные особенности вида. Осуществляется передача наиболее полезных признаков
4. Следующий этап начинается, когда репродуктивная функция, между ранее схожими видами становится невозможной. Например, разные месяцы или часы размножения, половое поведение, когда самец и самка не привлекают друг друга, анатомическое несочетание особей. Появившийся новый вид прекращает связь с родительским и превращается в уникальное сообщество особей.
5. И, наконец, происходит этап формирования нового вида;

 

 

Процесс симпатрического видообразования

 

 

В результате изоляции со временем в популяциях накапливаются генетические различия. С течением времени происходит накапливание таких изменений. Чем их больше, тем быстрее запускается процесс видообразования. Два вида не могут обитать в одной экологической нише. Один из видов или занимает новую нишу, либо исчезает.

 

Разные поведение особей, пищевые привычки, другие особенности способствуют образованию экологических ниш и разделению попуяции, в результате этого появляются новые виды.

 

При симпартическом видообразовании появление нового вида происходит на том же ареале что и у предков.

 

Симпатрическое видообразование может протекать с разной скоростью, в большинстве случаев неупорядоченно и рывками. Симпатрическое видообразование, связанное с генетическими преобразованиями, происходит наиболее быстро.

 

 

Распространенность симпатрического видообразования

 

 

В природе симпатрическое видообразование встречается часто, однако, ученым некоторое время было сложно доказать этот процесс. Наблюдения, как он происходит, были невозможными.

 

У растений случаи этого видообразования интенсивнее, чем в животном мире. Очень широко распространен этот процесс и у рыб и бактерий.

 

 

Примеры симпатрического видообразования

 

 

Примером симпатрического видообразования могут быть североамериканские ужи. У них разная окраска у обитающих на островах и берегах.

 

Другой пример этого видообразования — рыбки-цихлиды, которые обитают на африканских озерах Виктория, Танганьика и Малави. В каждом из этих озер микроэаолюция протекала независимо, в них от 250 до 500 видов этих рыбок. Скрещивание между ними происходит благодаря брачным предпочтениям. Половой отбор был главным фактором запуска симпатрии.

 

Пальмы рода Ховеа в Австралии — один вид этих деревьев растет на шесть месяцев раньше другого.

 

Цветок погремка большой имеет различный окрас. Причиной послужил летний покос, растения не успевали размножиться и разделились на два вида — летний и весенний.

 

Разные виды традесканции — есть предпочитающие свет и тень, растут на скалистой местности и в тенистых местах.

 

Окунь обыкновенный, обитающий в крупных озерах, делится на две популяции. Одна живет около берега, растут неактивно, питаются мелкими рыбами. Другая популяция выбрала место обитания на глубине озера, питаются икринками и более крупной рыбой, растут быстрыми темпами.

 

Некоторые породы лососевых рыб мечут икру один раз в два года. В одно и то же место сначала приходит популяция на нерест в четные годы, другая в нечетные. Кроме лососевых, симпатрические группы есть и других рыб, например, сельдь, сазан и др. Большая и маленькая голомянка на Байкале появилась за счет разделения единой популяции на сезонные расы.

 

Симпатрическое видообразование распространено и у сельскохозяйственных культур. Например, на основе полиплодии и гибридизации появились разные вида картофеля, они имеют 12, 24, 48, 74 хромосомы.

 

Слива культурная также получена путем гибридизации, были скрещены терн и алыча.

 

Продуктом гибридизации является мул, он появился при скрещивании осла и кобылы.

 

По типу полиплодии появились разные виды пшеницы, число хромосом у них может быт 14, 28, 42.

 

Один из самых показательных примеров симпатрии – мухи пестрокрылки. Их существование никогда не разделялось физическими барьерами. Изначально местом их обитания было побережье на востоке Соединенных Штатов Америки, на плодах растущего там боярышника. После привоза на эту территорию яблони, появился новый ареал обитания. Позже на яблоках был обнаружен новый вид. Представители видов не скрещиваются, из-за разных периодов цветения плодовых деревьев репродуктивный процесс становится невозможным.

 

В Австралии обитает вид попугайчиков Pachycephalа. Когда насупил засушливый период, популяция разделилась на восточную и западную. Особи получили морфологические различия и скрещивание стало невозможным, даже после того как ареал стал вновь общим.

 

Также можно увидеть в качестве примера симпатрического видообразования разные виды дубов. Есть виды, которые растут на известняковых почвах, вторые на почвах магматического происхождения, третьи на черноземных.

 

На озере Севан форели распались на шесть популяций. Место нереста у них разное — это могут быть реки, ручьи, которые впадают в озеро.

 

Пищевые привычки синиц помогли образованию. 5 видов этих птиц, одни питаются мелкими, другие более крупными. Одни искали себе корм в стебле деревьев, другие в траве, третьи питались хвойными семенами.

 

Приспосабливаясь к новым условиям существования появились лесной и луговой конёк, пернатые из семейства трясогузковых.

 

С освоением новых мест обитания связано появление новых видов лютиков. Лютик жестколистный растет на воде; лютик прыщинец предпочитает влажные почвы, произрастает на берегах лугов, рек; лютик золотистый обитает на лугах, в садах, у дорог; лютик кассубийский – в лесах, под кустарниками, лютик ядовитый на болотах и в очень влажных местах.

 

Симпатрия у бактерий и паразитов связана с обретением нового хозяина.

 

Разные виды косаток обитают в северо-восточной части Тихого океана. Постоянные и временные косатки не скрещиваются, питаются разным кормом, имеют разные вокальные привычки и социальное поведение.

 

Морская рыба колюшка в период отступления ледников и образования озер, разделилась на придонный и пелагический вид. Первые питаются разной пищей, имеют неодинаковую форму тела, половое поведение и образ жизни.

 

Растение щетинник также пример симпатрического видообразования. Выброс семян у него зависит от времени разлива рек. Одни растения выпускают семена до разлива, другие — после этого периода.

 

Цвет оперения серой и черной вороны возник при мутации участка хромосом, отвечающего за окрас оперения. Поведение птиц также изменилось.

 

Экологическое видообразование главный процесс, в результате которого появились многие виды животных и растений. Изучение механизма симпатрии позволяет создавать новые полезные для людей сельскохозяйственные культуры и породы.

 

Исследование генофонда популяции приводит к микроэволюции  и образованию новых видов на нашей планете.