Морфологический, физиологический, генетический, экологический, географический и исторический критерии вида, их относительность
Понятие биологического вида
Вид — основная структурная и таксономическая единица живой природы, представляющая собой совокупность особей, сходных по строению и происхождению, способных свободно скрещиваться друг с другом и давать плодовитое потомство, приспособленных к определённым условиям среды и занимающих в природе определённый ареал. Ключевым свойством вида является его репродуктивная обособленность: особи одного вида в природе не скрещиваются с особями других видов (или их гибриды оказываются нежизнеспособными либо бесплодными), что обеспечивает целостность генофонда вида.
Поскольку дать вид однозначно только через одно свойство затруднительно, для определения принадлежности особей к одному виду в биологии используют комплекс признаков, называемых критериями вида. Ни один критерий сам по себе не является абсолютным и достаточным — только совокупность критериев позволяет надёжно установить видовую принадлежность.
Морфологический критерий
Морфологический критерий — сходство особей по внешнему и внутреннему строению (форма тела, окраска, строение скелета, органов). Это исторически первый и наиболее наглядный критерий, положенный в основу классических систематических определителей. Однако он не является абсолютным: у одного вида существует внутривидовая изменчивость (половой диморфизм, возрастные различия, сезонные формы), а разные виды порой морфологически почти неотличимы — таковы виды-двойники.
Физиологический (биохимический) критерий
Физиологический критерий — сходство процессов жизнедеятельности: обмена веществ, размножения, поведения физиологических реакций. Важнейшее его проявление — сходство процессов размножения, обеспечивающее возможность скрещивания и получения плодовитого потомства внутри вида и, как правило, невозможность (или резкое затруднение) скрещивания с особями других видов. К этому же критерию относят и биохимические особенности — состав белков, характер обменных процессов, специфичность ферментов.
Генетический критерий
Генетический критерий считается наиболее надёжным: каждый вид характеризуется определённым, постоянным для вида числом, размером и формой хромосом — кариотипом. Особи разных видов, даже морфологически очень похожие, как правило, отличаются по кариотипу, что делает практически невозможным скрещивание между ними или обеспечивает бесплодие гибридов (классический пример — мул, потомок лошади с 64 хромосомами и осла с 62 хромосомами, бесплоден именно из-за нарушения конъюгации негомологичных хромосом при мейозе). Тем не менее и этот критерий не абсолютен: у некоторых видов существует хромосомный полиморфизм — особи одного вида могут различаться числом хромосом.
Экологический критерий
Экологический критерий — совокупность факторов среды обитания вида, характер его связей с другими организмами: определённая пища, место обитания, роль в цепях питания, требования к абиотическим факторам (температуре, влажности, освещённости). Например, лютик едкий растёт на влажных лугах, лютик ползучий предпочитает более увлажнённые низины у водоёмов, а лютик кашубский — тенистые леса; при этом морфологически виды похожи, но их экологические ниши различны.
Географический критерий
Географический критерий — определённый ареал (область распространения), занимаемый видом в природе. Многие виды имеют чётко очерченный, характерный только для них ареал. Однако этот критерий также относителен: существуют виды-космополиты с обширным, практически всесветным ареалом (некоторые сорные растения, синантропные животные), а ареалы разных видов нередко перекрываются — то есть географический критерий сам по себе не позволяет однозначно различить виды на общей территории.
Исторический (этологический) критерий
Отдельно выделяют исторический критерий — общность происхождения особей вида от общих предков, единство их эволюционного пути, а для животных со сложным поведением — этологический критерий, то есть особенности видоспецифичного поведения (брачные ритуалы, «песни» птиц и насекомых, сигналы), которые служат механизмом узнавания «своих» партнёров для размножения и тем самым поддерживают репродуктивную изоляцию видов.
Относительность критериев вида: виды-двойники
Ни один из перечисленных критериев не является абсолютным и достаточным сам по себе, поэтому видовую принадлежность устанавливают только по совокупности критериев. Наиболее показательный пример относительности морфологического критерия — виды-двойники, практически неотличимые по внешним признакам, но репродуктивно изолированные и различающиеся по другим критериям. Классический пример — комплекс видов малярийного комара рода Anopheles maculipennis: внешне почти неразличимые формы оказались самостоятельными видами, различающимися экологическими предпочтениями (местами выплода личинок), поведением и способностью переносить малярийного плазмодия, что имело важное практическое значение для борьбы с малярией.
| Критерий | Суть и пример относительности |
|---|---|
Морфологический | Сходство внешнего и внутреннего строения; относителен из-за внутривидовой изменчивости и видов-двойников |
Физиологический | Сходство процессов жизнедеятельности и размножения; у некоторых видов возможны редкие межвидовые гибриды |
Генетический | Постоянный видоспецифичный кариотип; относителен из-за хромосомного полиморфизма внутри вида |
Экологический | Определённая экологическая ниша; разные виды могут занимать сходные ниши (экологические аналоги) |
Географический | Определённый ареал; относителен из-за видов-космополитов и перекрывания ареалов |
Исторический (этологический) | Общность происхождения, видоспецифичное поведение; надёжен, но трудно устанавливается напрямую |
Почему нужен комплексный подход
Относительность каждого отдельного критерия объясняет, почему в современной систематике решение о самостоятельности вида принимается на основании совокупности данных, включая, при необходимости, результаты молекулярно-генетического анализа (сравнение последовательностей ДНК). Комплексный подход позволяет надёжно различать даже виды-двойники и одновременно избегать искусственного дробления полиморфных видов на множество мнимых «видов» только на основании изменчивости окраски или размера.
Типичные ошибки
Частая ошибка школьников — считать морфологический критерий единственным и достаточным для определения вида («раз выглядят одинаково — значит, один вид»), что опровергается существованием видов-двойников. Другая ошибка — путать понятия «ареал вида» и «вид»: широкий или прерывистый ареал не означает наличия нескольких видов, а перекрывание ареалов двух разных видов не означает их принадлежности к одному виду. Также ошибочно считать генетический критерий абсолютным: важно помнить о существовании внутривидового хромосомного полиморфизма и о том, что близкое число хромосом не гарантирует принадлежности к одному виду.
Краткий словарь терминов
Вид — совокупность особей, сходных по строению и происхождению, способных скрещиваться и давать плодовитое потомство, населяющих определённый ареал.
Критерий вида — признак или группа признаков, используемых для определения принадлежности особей к одному виду.
Ареал — область географического распространения вида в природе.
Кариотип — совокупность числа, формы и размеров хромосом, характерная для вида.
Виды-двойники — морфологически почти неразличимые, но репродуктивно изолированные самостоятельные виды.
Экологическая ниша — совокупность требований вида к условиям среды и его место в биоценозе.
Заключение
Вид — сложная система признаков, определяемая совокупностью морфологического, физиологического, генетического, экологического, географического и исторического критериев, каждый из которых относителен и недостаточен сам по себе. Понимание относительности критериев вида подводит к следующему важному вопросу: если отдельная особь не эволюционирует, то какая структурная единица вида действительно служит элементарной единицей эволюционного процесса — этому посвящена следующая тема, раскрывающая роль популяции.
