Вид его критерии и экологическая характеристика. Экологический критерий вида: примеры и понятие

Цели и задачи урока: сформировать понятия "вид", "критерии вида", "популяция"; продолжить формирование умений работы с текстами, таблицами; умения анализировать, делать выводы.

Ход урока

1. Оргмомент

Формулирование темы урока. Постановка целей и задач урока

2. Повторение пройденного материала (установление взаимосвязей ранее изученного материала и материалом новой темы)

а) Понятие вида К. Линнеем, Ж.Б.Ламарком и Ч. Дарвином (проверка правильности ответов по слайдам 2-4)

б) Кто предложил бинарную номенклатуру вида?

в) Что включает в себя двойное название? Привести примеры

Найти в учебнике современное определение вида (для проверки сл.5)

Как вы думаете, почему современное определение вида такое сложное?

(не допустить ошибки при определении принадлежности особей к одному виду)

Дополнение учителя: Линней допустил ошибку, отнеся самца и самку утки кряквы к разным видам учитывая только внешние признаки (сл.6)

3.Изучение нового материала

а) Рассказ учителя о том, что такое вид и каковы критерии вида с использованием презентации, дается понятие репродуктивной изоляции, её причинах и значении для существования вида (сл.7-22)

Задание классу:

По ходу объяснения и просмотра в/ф заполнить полученную таблицу

б) Просмотр видеофрагмента из учебного фильма "Критерии вида", где приводятся конкретные примеры критериев вида и их относительности.

в) Самостоятельная работа учащихся по внесению дополнений в таблицу после просмотра видеофрагмента

г) Проверка основных понятий, внесенных в таблицу

д) Формулирование выводов (сл.23, 25)

4. Закрепление (сл.24-26)

5. Понятие "Популяция" (сл.28-31)

6. Подведение итогов урока, выставление оценок.

7. Домашнее задание: пар 1.4.1, вопросы 1-5, таблица,

Дополнительные вопросы к домашнему заданию.

1. Два культурных растения ячмень и рожь имеют одинаковый набор хромосом (14), но не скрещиваются, отличаются по внешнему виду и химическому составу. Определите: а) К одному или разным видам следует отнести ячмень и рожь. б) Какими критериями, указанными в тексте, следует руководствоваться?

2. Две породы кроликов имеют одинаковое число хромосом (44), но не скрещиваются. отличаются по внешнему виду и времени полового созревания. а) К одному или разным видам следует отнести эти породы кроликов? б) Какими критериями, указанными в тексте, следует руководствоваться?

Использованная литература.

1. Учебник "Биология" В.Б.Захаров, С.Г. Мамонтов, В.И. Сивоглазов 11 кл.
2. Г.М.Муртазин "Задачи и упражнения по общей биологии"
3. Н.А.Лемез, Л.В.Камнюк, Н.Д.Лисов " Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"
4. Журнал "Курьер юнеско" июнь 1982г
5. Фотографии Интернета

Вид - элементарная структурная единица в системе живых организмов, качественный этап в их эволюции. Это совокупность особей, обладающих сходством внутреннего и внешнего строения, биохимических и физиологических функций, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни, обладающих определенным типом взаимоотношений с абиотической (косной) и биотической средой и занимающих в природе определенную область - ареал.

Виды отличаются друг от друга многими признаками. Характерные для вида признаки и свойства называют критериями. Как видно из определения, среди критериев различают: морфологический, физиологический, цитогенетический, экологический и географический .

Экологический критерий или экологическая характеристика вида - это совокупность факторов внешней среды, в которой существует вид. Среда обитания определяется совокупностью факторов (абиотических, биотических и антропогенных) и элементов, воздействующих на вид в месте обитания.

Благодаря многообразию экологических факторов наблюдается закономерное расселение видов по планете. Колебания интенсивности экологических факторов проявляются в исчезновении некоторых видов с определенных территорий, изменении их плотности, показателей рождаемости, смертности. Под влиянием экологических факторов в эволюции сложились такие адаптивные модификации, как зимняя спячка или летняя спячка, диапауза.

Любая особь, сообщество испытывают одновременное воздействие многих факторов, но лишь некоторые из них являются жизненно важными – лимитирующими . Отсутствие этих факторов или их концентрации выше или ниже критических уровней делает невозможным освоение среды особями определенного вида.

Благодаря наличию лимитирующих экологических факторов для каждого биологического вида существует оптимум и пределы выносливости.

Например, устрицы наилучшим образом развиваются в воде с концентрацией солей 1,5 - 1,8%. При снижении концентрации солей до 1,0% более 90% личинок погибает в течение двух недель, а при концентрации 0,25% все поголовье их гибнет за одну неделю. Повышение концентрации солей по сравнению с оптимальной величиной также оказывает неблагоприятное воздействие на устриц.

Взаимоотношение нескольких экологических факторов делает условия среды еще более сложными.

Способность вида осваивать разные среды обитания выражается величиной экологической валентности, в зависимости от которой выделяют виды стенотопные или эвритопными .

Эвритопные виды могут быть представлены несколькими экотипами - разновидностями, приспособленными к выживанию в средах, различающихся по некоторым факторам.

Например, сложноцветное растение тысячелистник образует равнинные и горные экотипы; это же свойство характерно и для многих других растений, например, зверобоя.

Каждая особь вида связана со старыми и молодыми поколениями, с хищниками или жертвами, объектами питания, вступает в конкурентные отношения с соседями или связана с ними взаимопомощью. Существование ареала вида не означает, что все особи вида способны свободно перемещаться по всей его территории. Степень подвижности особей выражается расстоянием, на которое может перемещаться животное или расстоянием, на которое способны перемещаться генеративные и вегетативные части растения и называется радиусом активности .

Например, для улитки он составляет несколько десятков метров, для бобра – несколько сотен метров, для северного оленя – несколько сотен метров.

Вследствие этого организмы, обитающие на противоположных участках ареала часто имеют мало шансов встретиться, хотя их встреча и вероятность возникновения потомства все же существует. Это приводит к тому, что отдельные особи вида, приспосабливаясь к конкретным условиям местообитания объединяются в естественные группировки (совокупности) или популяции.

Например, все окуни в небольшом озере или все деревья одного вида в лесу.

До конца 18в. Существовало учение о монотипическом виде , т.е. считалось, что вид внутри себя однороден. В настоящее время общепринятым является учение о полиморфном виде , подразделяющимся на подвиды, внутри которых выделяются популяции.

Совокупность свойств и общих черт, присущих одному виду, называется критерием вида. Обычно используют от шести до десяти критериев определения вида.

Систематизация

Вид - систематическая или таксономическая единица, имеющая общую характеристику и объединяющая на её основе группу живых организмов. Чтобы выделить биологическую группу в один вид, следует учитывать ряд особенностей, связанных не только с отличительными внешними чертами, но и с условиями проживания, поведением, распространением и т. д.

Понятие «вид» использовалось для объединения внешне сходных животных в группы. К концу XVII века скопилось много сведений о видовом разнообразии, и система классификации требовала пересмотра.

Карл Линней в XVIII веке объединил виды в роды, а роды - в отряды и классы. Он предложил бинарную номенклатуру обозначений, что помогло значительно сократить названия видов. По Линнею названия стали складываться из двух слов - названий рода и вида.

Рис. 1. Карл Линней.

Линней смог систематизировать видовое разнообразие, но сам ошибочно распределял животных по видам, опираясь в основном на внешние данные. Например, относил самца и самку утки к разным видам. Тем не менее, Линней внёс огромный вклад в изучение видового разнообразия:

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

• классифицировал растения по половой принадлежности (двудомные, однодомные, многодомные);
• выделил шесть классов в животном царстве;
• отнёс человека к классу приматов;
• описал около 6000 животных;
• впервые провёл опыты по гибридизации растений.

Позднее появилась биологическая концепция вида, подтверждающая, что классификация по видам является естественной, генетически обусловленной, а не искусственной, созданной людьми для удобства систематизации. По сути, вид является неделимой единицей биосферы.

Несмотря на возможности современной науки, многие виды до сих пор не описаны. По данным на 2011 год описано около 1,7 млн. видов. При этом в мире насчитывается 8,7 млн. видов растений и животных.

Критерии

По критериям можно определить, относятся особи к одному или к разным видам. В первую очередь выделяют морфологический критерий вида, т.е. представители разных видов должны отличаться внешним и внутренним строением.

Однако зачастую этого критерия недостаточно, чтобы выделить группу живых организмов в отдельный вид. Особи могут отличаться поведением, образом жизни, генетикой, поэтому важно учитывать совокупность критериев и не делать выводов на основе одного признака.

Рис. 2. Морфологическое сходство видов усачей.

В таблице “Критерии видов” описаны наиболее важные критерии, по совокупности которых можно распознать вид.

Ни один из критериев не является абсолютным и имеет исключения из правил:

• внешне не схожие виды имеют одинаковый набор хромосом (капуста и редька - по 18), при этом внутри вида могут наблюдаться мутации и встречаться популяции с отличным набором хромосом;
• чёрные крысы (виды-двойники) морфологически идентичны, но генетически - нет, а, следовательно, не могут давать потомства;
• в некоторых случаях скрещиваются особи разных видов (львы и тигры);
• ареалы зачастую пересекаются или являются разорванными (западноевропейский и восточносибирский ареал сороки).

Гибридизация - один из рычагов эволюции. Однако для успешного скрещивания и получения плодовитого потомства должны совпадать многие критерии - генетика, биохимия, физиология. Иначе потомство будет нежизнеспособным.

Рис. 3. Лигр - гибрид льва и тигрицы.

Что мы узнали?

Из урока биологии 11 класса узнали о понятии вида и критериях его определения, рассмотрели девять основных критериев с приведёнными примерами. Критерии следует рассматривать в совокупности. Только при соблюдении нескольких критериев можно объединить сходные организмы в вид.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.3 . Всего получено оценок: 158.

В биологии видом называют определенную совокупность особей, которые обладают наследственным сходством физиологических, биологических и морфологических особенностей, способны свободно скрещиваться и производить жизнеспособное потомство. Виды являются устойчивыми генетическими системами, поскольку в природе они отделены некоторым рядом барьеров друг от друга. Ученые различают их между собой по ряду основных признаков. Обычно выделяют следующие критерии вида: морфологический, географический, экологический, генетический, физико-биохимический.

Морфологический критерий

Такие признаки являются главными в этой системе. Морфологические критерии вида основаны на внешних различиях между отдельными группами животных или растений. Данное условие подразделяет на виды организмы, четко отличающиеся между собой по внутренним или внешним морфологическим признакам.

Географические критерии вида

Основаны на том, что представители каждой устойчивой генетической системы обитают в пределах ограниченных пространств. Такие зоны называют ареалами. Вместе с тем географический критерий имеет некоторые недочеты. Он недостаточно универсален по следующим причинам. Во-первых, существуют некоторые космополитические виды, которые распространены по всей планете (например, кит-касатка). Во-вторых, у многих биологических совокупностей ареалы географически совпадают. В-третьих, в случае некоторых слишком быстро расселяющихся популяций ареалы очень изменчивы (например, воробей или домовая муха).

Экологический критерий вида

Предполагается, что каждому виду свойственны определенные характеристики вроде типа питания, сроков размножения, места обитания и всего того, что определяет занимаемую им экологическую нишу. В основе данного критерия лежит предположение о том, что поведение одних животных отличается от поведения других.

Генетический критерий вида

Здесь учитывается главное свойство любого вида - его генетическая изоляция от других. Растения и животные различных устойчивых генетических систем практически никогда между собой не скрещиваются. Разумеется, вид совершенно полностью не может быть изолирован от притока генов от родственных видов. Однако же при этом он в целом сохраняет постоянство своего генетического состава в течение действительно длительного периода времени. Именно в генетической составляющей лежат самые четкие различия между представителями разных биологических популяций.

Физико-биохимические критерии вида

Подобные критерии также не могут служить абсолютно надежным способом для разграничения видов, поскольку фундаментальные биохимические процессы
происходят у подобных групп одинаково. А в среде каждого отдельного вида существует какое-то количество приспособлений к определенным условиям обитания, что сказывается на изменении биохимических процессов.

Выводы

Таким образом, по какому-то отдельному критерию весьма затруднительно различать между собой виды. Принадлежность особи к какому-либо конкретному виду должна определяться лишь через комплексное сравнение по целому ряду критериев - всех или хотя бы большинства. Особи, которые занимают некоторую территорию и способны свободно скрещиваться между собой, являются видовой популяцией.

Принадлежность особей к тому или иному виду определяется на основании ряда критериев.

Критерии вида - это разнообразные таксономические (диагностические) признаки, которые характерны для одного вида, но отсутствуют у других видов. Комплекс признаков, по которому можно надежно отличить один вид от других видов, называется видовым радикалом (Н.И. Вавилов).

Критерии вида делят на основные (которые используются практически для всех видов) и дополнительные (которые трудно использовать для всех видов).

Основные критерии вида

1. Морфологический критерий вида. Основан на существовании морфологических признаков, характерных для одного вида, но отсутствующих у других видов.

Например: у гадюки обыкновенной ноздря находится в центре носового щитка, а у всех других гадюк (носатая, малоазиатская, степная, кавказская, гюрза) ноздря смещена к краю носового щитка.

Виды-двойники . Таким образом, близкие виды могут отличаться по малозаметным признакам. Существуют виды-двойники, настолько схожие, что использовать морфологический критерий для их разграничения очень трудно. Например, вид комар малярийный на самом деле представлен девятью очень сходными видами. Эти виды различаются морфологически лишь по строению репродуктивных структур (например, окраска яиц у одних видов гладко-серая, у других - с пятнами или полосами), по числу и ветвистости волосков на конечностях у личинок, по размерам и форме чешуек крыла.

У животных виды-двойники встречаются среди грызунов, птиц, многих низших позвоночных (рыб, амфибий, рептилий), многих членистоногих (ракообразных, клещей, бабочек, двукрылых, прямокрылых, перепончатокрылых), моллюсков, червей, кишечнополостных, губок и др.

Замечания относительно видов-двойников (Майр, 1968).

1. Не существует четкого различия между обыкновенными видами («морфовидами») и видами-двойниками: просто у видов-двойников морфологические различия выражены в минимальной степени. Очевидно, образование видов-двойников подчиняется тем же закономерностям, что и видообразование в целом, а эволюционные изменения в группах видов-двойников происходят с той же скоростью, что и у морфовидов.

2. Виды-двойники, будучи подвергнуты тщательному исследованию, обычно обнаруживают различия в целом ряду мелких морфологических признаков (например, самцы насекомых, принадлежащие к разным видам, четко различаются по строению копулятивных органов).

3. Перестройка генотипа (точнее, генофонда), приводящая к взаимной репродуктивной изоляции, не обязательно сопровождается видимыми изменениями морфологии.

4. У животных виды-двойники чаще встречаются, если морфологические различия меньше влияют на образование брачных пар (например, если при узнавании используется обоняние или слух); если же животные больше полагаются на зрение (большинство птиц), то виды-двойники встречаются реже.

5. Устойчивость морфологического сходства видов-двойников обусловлена существованием определенных механизмов морфогенетического гомеостаза.

В то же время в пределах видов существуют значительные индивидуальные морфологические различия. Например, гадюка обыкновенная представлена множеством цветовых форм (черные, серые, голубоватые, зеленоватые, красноватые и другие оттенки). Эти признаки не могут использоваться для разграничения видов.

2. Географический критерий. Основан на том, что каждый вид занимает определенную территорию (или акваторию) - географический ареал. Например, в Европе одни виды малярийного комара (род Anopheles) населяют Средиземноморье, другие - горы Европы, Северную Европу, Южную Европу.

Однако географический критерий не всегда применим. Ареалы разных видов могут перекрываться, и тогда один вид плавно переходит в другой. В этом случае образуется цепь викарирующих видов (надвид, или серия), границы между которыми часто можно установить только путем специальных исследований (например, чайка серебристая, клуша, западная, калифорнийская).

3. Экологический критерий. Основан на том, что два вида не могут занимать одну экологическую нишу. Следовательно, каждый вид характеризуется своими собственными отношениями со средой обитания.

Для животных вместо понятия «экологическая ниша» часто используется понятие «адаптивной зоны». Для растений часто используется понятие «эдафо-фитоценотического ареала».

Адаптивная зона - это определенный тип местообитаний с характерной совокупностью специфических экологических условий, включающей тип среды обитания (водная, наземно-воздушная, почва, организм) и его частные особенности (например, в наземно-воздушной среде обитания - суммарное количество солнечной радиации, количество осадков, рельеф, циркуляция атмосферы, распределение этих факторов по сезонам и т.д.). В биогеографическом аспекте адаптивным зонам соответствуют крупнейшие подразделения биосферы - биомы, которые представляют собой совокупность живых организмов в сочетании с определенными условиями их обитания в обширных ландшафтно-географических зонах. Однако различные группы организмов по-разному используют ресурсы среды обитания, по-разному адаптируются к ним. Поэтому в пределах биома хвойно-широколиственной зоны лесов умеренного пояса можно выделить адаптивные зоны крупных стерегущих хищников (рысь), крупных догоняющих хищников (волк), мелких древесно-лазающих хищников (куница), мелких наземных хищников (ласка) и т.д. Таким образом, адаптивная зона это экологическое понятие, занимающее промежуточное положение между средой обитания и экологической нишей.

Эдафо-фитоценотический ареал - это набор биокосных факторов (в первую очередь, почвенных, которые являются интегральной функцией механического состава почв, рельефа, характера увлажнения, воздействия растительности и деятельности микроорганизма) и биотических факторов (в первую очередь, совокупности видов растений) природы, которые составляют непосредственное окружение интересующего нас вида.

Однако в пределах одного вида разные особи могут занимать разные экологические ниши. Группы таких особей называются экотипами. Например, один экотип сосны обыкновенной населяет болота (сосна болотная), другой - песчаные дюны, третий - выровненные участки боровых террас.

Совокупность экотипов, образующих единую генетическую систему (например, способных скрещиваться между собой с образованием полноценного потомства) часто называется эковидом.

Дополнительные критерии вида

4. Физиолого-биохимический критерий. Основан на том, что разные виды могут различаться по аминокислотному составу белков. На основании этого критерия различают, например, некоторые виды чаек (серебристая, клуша, западная, калифорнийская).

В то же время в пределах вида существует изменчивость по структуре многих ферментов (белковый полиморфизм), а разные виды могут иметь сходные белки.

5. Цитогенетический (кариотипический) критерий. Основан на том, что каждый вид характеризуется определенным кариотипом - числом и формой метафазных хромосом. Например, у всех твердых пшениц в диплоидном наборе 28 хромосом, а всех мягки 42 хромосомы.

Однако у разных видов могут быть очень сходные кариотипы: например, у большинства видов семейства кошачьих 2n=38. В то же время, в пределах одного вида может наблюдаться хромосомный полиморфизм. Например, у лосей евразийских подвидов 2n=68, а у лосей североамериканских видов 2n=70 (в кариотипе североамериканских лосей на 2 метацентрика меньше и на 4 акроцентрика больше). У некоторых видов существуют хромосомные расы, например, у черной крысы - 42-хромосомная (Азия, Маврикий), 40-хромосомная (Цейлон) и 38-хромосомная (Океания).

6. Физиолого-репродуктивный критерий. Основан на том, что особи одного вида могут скрещиваться между собой с образованием плодовитого потомства, похожего на родителей, а особи разных видов, обитающих совместно, не скрещиваются между собой, или их потомство бесплодно.

Однако известно, что в природе часто распространена межвидовая гибридизация: у многих растений (например, ивы), ряда видов рыб, земноводных, птиц и млекопитающих (например, волк и собака). В то же время в пределах одного вида могут существовать группировки, репродуктивно изолированные друг от друга.

Тихоокеанские лососи (горбуша, кета и др.) живут два года и нерестятся только перед смертью. Следовательно, потомки особей, отметавших икру в 1990 году, будут размножаться только в 1992, 1994, 1996 годах («четная» раса), а потомки особей, отметавших икру в 1991 году, будут размножаться только в 1993, 1995, 1997 годах («нечетная» раса). «Четная» раса не может скрещиваться с «нечетной».

7. Этологический критерий. Связан с межвидовыми различиями в поведении у животных. У птиц для распознавания видов широко используется анализ песен. По характеру издаваемых звуков различаются разные виды насекомых. Разные виды североамериканских светляков различаются по частоте и цвету световых вспышек.

8. Исторический критерий. Основан на изучении истории вида или группы видов. Этот критерий носит комплексный характер, поскольку включает сравнительный анализ современных ареалов видов, анализ