§ 36. Вид — биологическая система. Критерии вида

Понятие вида как формы существования жизни

Во введении говорилось о том, что жизнь на планете Земля представляет собой совокупность соподчиненных биологических систем, различающихся по уровню организации. Одним из уровней организации жизни является популяционно-видовой, который представляют такие биологические системы, как вид и популяция.

Согласно биологической концепции, вид рассматривается как репродуктивно закрытая биологическая система живой природы, состоящая из относительно изолированных групп особей — популяций, которые способны скрещиваться между собой и поддерживать целостность вида.

*Вид как таксономическая категория

При изучении многообразия растительного и животного мира в 7-м и 8-м классах вы познакомились с понятием вида как таксономической категорией.

Чтобы изучать многообразие жизни, человеку необходимо было разработать систему классификации организмов, позволяющую разделять их на группы — единицы систематики, или таксономические единицы. Основной таксономической единицей в систематике живых организмов был принят вид. Впервые понятие «вид» ввел английский ученый Дж. Рэй в XVII в. Шведский натуралист К. Линней в XVIII в. дал первое научное определение вида и заложил основы современной систематики. Предложенная им классификация основывалась не на родственных связях организмов, а на сходстве их внешних признаков, поэтому носила искусственный характер. Сходные виды К. Линней объединял в одну группу, называемую родом. Каждому роду и виду он дал латинские названия. При этом для обозначения вида Линней ввел двойную (бинарную) номенклатуру — название вида включает два слова: существительное (название рода) и прилагательное (видовой эпитет). Например, вид Лютик едкий, вид Лютик ползучий, вид Лютик жестколистный, вид Лютик жгучий принадлежат к одному роду Лютик. Этот принцип номенклатуры видов сохранился до настоящего времени. И до сих пор биологи в качестве основной таксономической единицы рассматривают вид.

Вид — совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфофизиологических, биохимических, эколого-географических и генетических признаков, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.

Для того чтобы отнести особей к одному и тому же или к разным видам, их сравнивают между собой по ряду определенных характерных признаков — критериев.

Критерии вида

Критерием вида называют совокупность характерных однотипных признаков, по которым особи одного вида схожи, а особи разных видов различаются между собой. Единственного критерия, позволяющего различать виды, не существует. Поэтому исследователям всегда приходится пользоваться комплексом разных критериев. В современной биологии выделяют следующие основные критерии вида: морфологический, физиологический, биохимический, генетический, экологический, географический.

Морфологический критерий отражает совокупность характерных признаков внешнего строения. Например, виды клевера различаются по окраске  и форме соцветий, по форме и окраске листьев. Этот критерий относительный. В пределах вида особи могут заметно различаться по строению в зависимости от пола (половой диморфизм), стадии развития, способа размножения, условий среды обитания, принадлежности к сортам или породам.

Например, у львов самцы имеют гриву, а у самок ее нет, у кряквы самец ярко окрашен, а самка темно-бурая. У бабочки капустной белянки гусеница отличается от взрослой особи внешними признаками. У папоротника щитовника мужского бесполое поколение имеет листья и корни, а половое — представлено зеленой пластинкой с ризоидами. В то же время некоторые виды настолько схожи по морфологическим признакам, что их называют видами-двойниками. Например, некоторые виды малярийных комаров, дрозофил, североамериканских сверчков внешне не различаются, но не скрещиваются между собой.

Таким образом, на основании одного морфологического критерия нельзя судить о принадлежности особи к тому или иному виду.

Физиологический критерий — совокупность характерных особенностей процессов жизнедеятельности (размножения, пищеварения и др.). Одним из важных признаков является способность особей скрещиваться. Особи разных видов не могут скрещиваться из-за несовместимости половых клеток, несоответствия строения копулятивных органов и поведения в брачный период. У особей разных видов могут быть значительные различия по способу питания, виду корма. Например, среди жесткокрылых одни жуки являются растительноядными (жук майский, жук колорадский), другие — хищниками (жужелица зернистая, божья коровка), а некоторые — сапротрофами (навозник обыкновенный). Из курса биологии 8-го класса вы можете вспомнить различия видов по другим процессам жизнедеятельности.

Этот критерий относительный, поскольку и особи одного вида иногда не могут скрещиваться. У мух дрозофил невозможность спаривания может быть обусловлена различием в строении полового аппарата. И наоборот, известны такие виды, представители которых могут скрещиваться между собой. Например, лошадь и осел, некоторые виды зайцев при скрещивании образуют межвидовые гибриды. Это доказывает их сходство по физиологическому критерию.

Особи одного вида на разных стадиях развития могут различаться по пищевым предпочтениям. Например, у насекомых взрослые бабочки питаются пыльцой и нектаром, а их личинки — листогрызущие; взрослые лягушки являются хищниками, а головастики — растительноядные. В то же время у разных видов может быть одинаковый способ питания. Например, личинки бабочек, кузнечиков, саранчи имеют грызущий ротовой аппарат и питаются растительной пищей. Из этого следует, что для определения видовой принадлежности особей недостаточно сравнивать их только по физиологическому критерию.

Биохимический критерий отражает характерный химический состав организма и обмен веществ. Нет веществ или биохимических реакций, характерных только для определенного вида. Особи одного вида могут значительно различаться по этим показателям. Тогда как у особей разных видов синтез белков и нуклеиновых кислот происходит одинаково. Ряд биологически активных веществ играет аналогичную роль в обмене веществ у разных видов. Например, хлорофилл у всех зеленых растений участвует в фотосинтезе, гемоглобин у всех позвоночных животных переносит кислород. Значит, определение видовой принадлежности особей на основании одного биохимического критерия тоже невозможно.

Генетический критерий характеризуется определенным набором хромосом, сходных по размерам, форме и составу. Этот критерий является фактором репродуктивной изоляции, поддерживающей генетическую целостность вида. Однако и этот критерий не является абсолютным. У особей одного вида число, размеры, форма и состав хромосом могут различаться в результате разного рода изменений, произошедших под действием факторов среды. В то же время при скрещивании некоторых видов иногда появляются жизнеспособные плодовитые межвидовые гибриды. Например, рожь и пшеница, канарейка и зяблик не только скрещиваются, но и дают плодовитое потомство, что доказывает сходство их наборов хромосом. Таким образом, сходства по данному критерию также недостаточно, чтобы отнести особей к одному виду.

Экологический критерий — это совокупность характерных факторов среды, необходимых для существования вида. Каждый вид может обитать в той среде, где климатические условия, особенности почвы, характер рельефа и источники пищи соответствуют его пределам выносливости. Например, лютик едкий произрастает на пойменных лугах, лютик ползучий — по берегам рек и канав, лютик жгучий — на заболоченных местах. Существуют, однако, виды, которые не имеют строгой экологической приуроченности. Это виды, которые находятся под опекой человека: комнатные и культурные растения, домашние животные. Их условия среды существенно отличаются от природных условий обитания представителей этих видов. У вида, обитающего на участках территории, изолированных друг от друга, особи будут проживать в различающихся условиях среды. В то же время, большое число видов имеет совпадающие (накладывающиеся) или перекрывающиеся территории обитания, поэтому находятся в одинаковых экологических условиях. Приведенные примеры доказывают относительный характер экологического критерия и необходимость использования других критериев при определении принадлежности особей к данному виду.

Географический критерий определяет способность особей данного вида заселять определенную часть земной поверхности (территорию или акваторию) — ареал. Например, лиственница сибирская распространена в Сибири (Зауралье), а лиственница даурская — в Приморском крае (Дальний Восток), медведь белый — в Арктике, а медведь бурый — в лесах Евразии и Северной Америки.

Этот критерий указывает на приуроченность вида к определенному местообитанию. Но есть виды, не имеющие четких границ расселения, а обитающие практически повсеместно (подорожник большой, пастушья сумка, крыса серая, воробей городской). К ним также можно отнести виды, которые обитают рядом с человеком или его жилищем и называются синантропными видами (муха комнатная, клоп постельный, мышь домовая, таракан рыжий). Существуют также виды, которые имеют разорванный ареал. Так, например, вид Липа мелколистная произрастает в Крымско-Кавказском регионе, в европейской части России, а также в Сибири и Западной Европе. Вид Сорока голубая имеет две части ареала — западноевропейскую и восточносибирскую. У разных видов могут быть совпадающие местообитания. В силу этих обстоятельств географический критерий, как и другие, не является абсолютным и не может использоваться в качестве единственного для определения видовой принадлежности особей.

Таким образом, ни один из описанных критериев не является абсолютным и универсальным, поэтому при определении принадлежности особи к конкретному виду следует учитывать все критерии.

*Ареал вида. Понятие об эндемиках и космополитах

Согласно географическому критерию, каждый вид в природе занимает определенную территорию или акваторию — ареал.

Ареал (от лат. area — площадь, пространство) — часть земной поверхности, в пределах которой распространены и проходят полный цикл развития особи данного вида.

Ареал может быть сплошным или прерывистым, обширным или ограниченным. Виды, имеющие обширный ареал в пределах разных континентов, называются видами-космополитами (грибы, лишайники, человек и синантропные виды).

Когда ареал очень узкий и находится в пределах небольшого региона, то населяющий его вид называется эндемиком (от греч. éndēmos — местный). Например, коала и утконос обитают только в Австралии. Гинкго двулопастный (гинкго билоба) в естественных условиях произрастает только в восточной части Китая, рододендрон остроконечный и лилия даурская — только на Дальнем Востоке.

Проверим знания