Видообразуване

В биологията и еволюционната наука често говорим за „видове“. Имаме специален видеоклип на тази тема. Ето го и популярното определение за видове: „Видът е група от индивиди, които при размножаване дават плодовито поколение“. На схемата тук имаме няколко различни вида слонове. Има както видове, които същестуват днес, така и вече несъщестуващи, но свързани с тях видове. Днес на Земята има азиатски и африкански слонове, като всяка група представлява вид. Един азиатски слон може да се размножава и дава плодовито поколение с друг азиатски слон. Африканските слонове също могат да се възпроизвеждат помежду си. Но това не може да става между двата вида. Азиатският и африканският слон не могат да се чифтостват и да дават плодовито поколение. Всъщност хората са правили такива опити. Но изниква един от основните въпроси в еволюцията – как се получават видовете? Имаме схеми като тази вдясно, а тук вляво виждаме автентични схеми на Дарвин. На тях виждаме дървото на еволюцията и как постоянно видовете се разклоняват – т.е. един „родителски“ вид дава различни „дъщерни“ видове. Виждаме го тук при слоновете: азиатският и африканският слон са имали общ прародител. От схемата личи, че това е прародителят и на мамута. Връщаме се още по-назад и стигаме до общия прародител и на вида Anancus. По-важното е как това дърво се разклонява. Какво поражда видообразуването? Как разликите в една популация или вид стават толкова големи, а индивидите – толкова различни, че вече не могат да се размножават помежду си и да дават плодовито поколение. Можем да разгледаме въпроса по няколко начина. Най-очевидният или най-близкият до ума начин е чрез географско отделяне. Терминът за видообразуване, т.е. формиране на видове при географско отделяне, е „алопатрично“. „Алопатрично (географско) видообразуване“. Така че видообразуването е образуването на нови видове. Наставката „ало-“ идва от думата „друг“, а произходът на „патричен“ е от корена „родна земя“. Т.е. говорим за друг географски район или родна земя, т.е. за географско отделяне. Един често даван пример са няколко вида катерицови. Ако се върнем назад във времето в Югозападна Америка, преди Гранд Каньон да е станал каньон, а река Колорадо – голяма бариера, е имало един общ прародител на двата вида, който живеел на двата бряга на реката. В различни моменти през годината, можел да мине през реката, така че катериците на северния и западния бряг се размножавали и давали плодовито поколение. Т.е всички те са били от един вид. Но с времето река Колорадо рушала все повече почви и скали и така се образувал Гранд Каньон. Така че с времето това става много важна географска бариера. След образуването на Гранд Каньон за животните станало много трудно или невъзможно да минават. Затова има 2 различни популации с общ родителски вид, но изолирани в географско отношение. След като Гранд Каньон става непреодолима бариера, има достатъчно генетичен дрейф, както и естествен подбор, при което антилоповият лалугер на Харис (тук вляво), който живее на южния бряг, и белоопашатата антилопова катерица, която живее на северния бряг, толкова се разграничили, че формирали 2 различни вида, които не се размножават помежду си. Логично е функционирането на алопатричното видообразуване – имаме географско разделение, невъзможност за размножаване помежду си и с времето гените се променят посредством естествен подбор и генетичен дрейф. Какво става обаче, когато те остават на едно и също място и на теория могат да влязат в контакт. Тогава може ли да възникне видообразуване? И отговорът е „да“. Тази форма на видообразуване, при което има общо местоположение, се нарича „симпатрично“. Нека го напиша – „симпатрично видообразуване“. Примерите за такова явление не са така очевидни или близки до ума. Редица хора обаче смятат, че симпатричното видообразуване се случва пред очите ни. Например видът Rhagoletis pomonella, ябълковата плодова муха е разпространена в Северна Америка. Преди европейските заселници да донесат ябълки в Америка, мухите снасяли яйца и ларвите им се развивали в плодовете на глога. Използвали глога, за да снасят яйцата си и малките им да се хранят от него. С идването на европейските заселници в Америка и донесените от тях ябълки една подгрупа Rhagoletis pomonella започнала да се възползва от ябълките. Започват да снасят яйцата си в тях и ларвите се развивали вътре. Така че днес те не са напълно различни видове, защото на теория могат да се размножават помежду си и да дават плодовито поколение, но не го правят, независимо че са в един район и не е трудно да прелетят от глог до ябълка. Заради тези разлики в поведението (това че едни предпочитат ябълки, а други – глог) те вече развиват черти, типични само за даден вид на база предпочитан плод за снасяне на яйца. Така размножителният цикъл на ябълковата муха, например, е обвързан със сезона на ябълките, докато размножителният цикъл на глоговата муха е обвързан с цикъла на развитие на глога. Затова биолозите смятат, че това е пример за непосредствено симпатрично видообразуване. И след няколкостотин или хиляди години те ще се разклонят в различни видове, които повече няма да могат да се размножават помежду си и да дават плодовито поколение. Друг пример за симпатрично видообразуване е пример от дивата флора. Както знаем от други клипове на Кан Академия, организмите, като например човека, са диплоидни. Всъщност такива са повечето размножаващи се по полов път организми. Те имат двоен хромозомен набор. Хората например имат 23 двойки хромозоми или общо 46 хромозоми, по 23 от всеки родител. Така че ние сме диплоидни организми. Като цяло при деленето и мейозата възникват грешки, които могат да породят полиплоидност. При нея даден организъм може да има повече от два набора хромозоми. В животинското царство резултатите от това обикновено не са добри. Обикновено не се получава жизнеспособен ембрион или зигота. При растенията обаче има малко по-голям толеранс. Възможно е например да имаме диплоидно растение, при което чрез грешка при мейозата, вместо да се получи хаплоидно яйце и сперматозоиди, имаме диплоидно яйце и сперматозоиди, които заедно образуват тетраплоидно растение. Това е растение с 4, а не с 2 комплекта хромозоми. За разлика от диплоидните, тетраплоидните могат да се размножават само с други такива. Вляво са диплоидните растения, при които мейозата протича „правилно“. В кавички е, защото тази грешка може да обуславя видообразуването, особено при растенията. Те могат да произвеждат хаплоидно яйце или сперматозоиди. При тетраплоидното растение, заради неговата плоидност при яйцето и сперматозоидите, ще се получи нежизнеспособно или неплодородно растение, тъй като деленето няма да е правилно при мейозата, дори ако то е жизнеспособно. И така изведнъж при това тетраплоидно растение възниква видообразуване. То може да се разглежда като нов вид. И макар че не знаем всичко за видообразуването или как е възникнало, можем да приемем това за причина за по-големия брой хромозоми при едни видове спрямо други. Надявам се, че това дава отговор на някои въпроси. Или пък поражда нови, защото темата е много вълнуваща – как се получават повече видове, т.е. разнообразие, от родителски или изходни видове.