Вид и видообразование

Вид - основная структурная единица в системе живых организмов, качественный этап их эволюции. Это одно из самых сложных и самых важных понятий в биологии. Достаточно сказать, что до сих пор нет общепринятого определения понятия "вид", как и понятия "жизнь".

Впервые этот термин использовал английский систематик Дж. Рей в 1693 г. Он различал виды по двум показателям (категориям): все особи вида имеют практически одинаковые признаки, и все они могут свободно скрещиваться, передавая свои признаки потомкам. К. Линней развил учение о виде. Он считал виды неизменяемыми, однако допускал, что новые виды могут возникать в результате межвидового скрещивания. В основу своей системы Линней положил морфологический критерий - различия во внешнем строении и отчасти в анатомии. Однако этот критерий нередко подводил, например, в первом издании своей "Системы природы" Линней описал селезня и утку кряквы как разные виды.

Современник Линнея французский естествоиспытатель Ж. Бюффон считал, что к одному виду относятся только те особи, которые при скрещивании дают плодовитое потомство. Межвидовые гибриды бесплодны. Этот критерий нескрещиваемости упоминается и сейчас во многих определениях вида.

Как и Линней, многие его современники считали виды неизменяемыми. Лишь Ж. Б. Ламарк, создатель первого эволюционного учения, столкнулся с парадоксом: если виды изменяются и один может превращаться в другой, то как провести между ними границу? Ламарк сделал отсюда вывод, что виды существуют только в представлении систематиков, а в природе имеются только отдельные особи, связанные друг с другом постепенными переходами. Иными словами, если нет четких границ между видами, то нет и самих видов.

Иерархия биологической систематики восьми основных таксономических рангов.

Систематики не могли согласиться с этим, поскольку знали, что в природе встречаются виды и связанные постепенными переходами, и четко отграниченные друг от друга. Но где же в таком случае промежуточные формы?

На этот вопрос ответил в 1859 г. Ч. Дарвин. Его точка зрения практически не отличается от современной. Дарвин не сомневался во временном существовании видов и писал: "...я полагаю, что виды обладают довольно хорошо определенными границами и ни в какой период не бывает неразрешимого хаоса изменяющихся и промежуточных звеньев". Но кроме видов есть и разновидности, не имеющие между собой четкой границы. Разновидность - это начинающийся вид, а вид - хорошо обособившаяся разновидность. Промежуточные формы между разновидностями, менее приспособленные к условиям среды, вымирают относительно быстро - в течение немногих десятков или сотен поколений.

В современное понятие вида входит представление о популяции. Популяция - это совокупность особей, обитающих в одном месте и свободно скрещивающихся между собой. В популяции особенно интенсивно идет непрерывный обмен генами, поддерживающий ее единство. Поэтому вид - это группа популяций, особи которых могут скрещиваться в естественных условиях, но изолированы от других таких же групп - других видов.

С этим определением тоже не все благополучно. Как можно применить его для вымерших форм, например двух форм динозавров? Мы не можем проверить, скрещивались ли они между собой. Непригодно оно также для видов, у которых вообще отсутствует половой процесс, а значит, и нет обмена генами. Амебы размножаются, например, только простым делением, между ними нет обмена генами. Значит, у амеб столько видов, сколько особей?

Сложность также и в том, что генетическая изоляция одного вида от другого не абсолютна. Описаны случаи гибридизации между разными видами рыб, например между плотвой и, лещом, и между другими животными. В США есть два вида жаб - американская, обитающая в лесах, и травяная, предпочитающая луга. После сведения лесов началась интенсивная межвидовая гибридизация, виды стали гораздо ближе друг к другу по внешним признакам, но потом, через 50 лет, между ними снова установилась почти полная изоляция. Теперь они обитают совместно, но не скрещиваются, потому что в период размножения кричат по-разному и самцы и самки разных видов не узнают друг друга. Следовательно, изоляция может возникнуть уже после видообразования.

Есть и более трудные для систематики случаи. Под Москвой обитают два близких, не смешивающихся друг с другом вида мышей - лесная и желтогорлая. В направлении с севера на юг и с востока на запад различия между ними по всем признакам убывают, и где-нибудь в Армении они ведут себя как легко скрещивающиеся разновидности в пределах одной популяции! Есть такие казусы среди саламандр и у некоторых насекомых.

Разнообразие видов орхидных

Известны "ряды" и "кольца" видов. Североамериканская леопардовая лягушка распространена от Канады до Флориды. Все соседние популяции скрещиваются друг с другом, но крайние члены ряда - канадские и флоридские - не образуют плодовитых гибридов. Значит, это разные виды, но граница между ними "размазана" по всей территории США. Еще более удивителен пример с чайками на побережье Северного Ледовитого океана. Места их гнездовий охватывают кольцом весь Арктический бассейн, каждая популяция может скрещиваться с соседней на востоке и на западе. Кольцо смыкается в Северной Атлантике. Его концы - серебристая чайка и клуша, обитая совместно, не скрещиваются. Только в Исландии они почему-то скрещиваются, и отчаявшиеся систематики выделяют исландских чаек в самостоятельный вид - серебристая клуша.

Эти каверзные случаи легко объяснимы, если вспомнить, что "видообразование длится многие десятки, а то и сотни поколений. Этот срок обычно во много раз меньше среднего времени существования вида. Но если мы обнаруживаем в природе промежуточные формы между видами, значит, видообразование еще не завершено.

Отсюда вывод: не существует какого-либо абсолютного критерия вида, будь то морфологические различия или нескрещиваемость. Иными словами, нельзя пользоваться одним рецептом, выписанным раз и навсегда".

Вот если бы виды возникали скачком, на протяжении одного поколения, сразу изолированные, тогда такой критерий мог иметь место. Скачкообразным видообразованием считают иногда возникновение полиплоидов или же особей с крупными хромосомными перестройками, сразу ставящими генетический барьер между изменившейся особью и другими членами популяции. Но такие изменения генетического аппарата - события единичные. Мутировавшая особь не найдет себе пары и не оставит потомства. Этот путь видообразования возможен только у растений, способных размножаться вегетативно и самоопыляться, и у животных, способных к партеногенезу. У таких организмов единичная обособившаяся особь может превратиться в популяцию, ; все члены которой на первых порах будут точными копиями друг друга. Но можно ли ее назвать новым видом? Ведь она нуждается в том же комплексе внешних условий, в котором нуждалась исходная популяция, откуда произошла особь-прародительница, или занимает ту же экологическую нишу.

У всех прочих организмов, для которых характерно половое размножение, видообразование идет постепенно. Сначала обособляются разновидности, несколько отличающиеся по отношению к разным условиям внешней среды. Например, одна форма озерной форели приспосабливается к питанию мелкими ракообразными и упавшими в воду насекомыми, а другая, более крупная, начинает хищничать. Промежуточные формы между ними менее приспособлены и к той и к другой экологической нише и не выдерживают конкуренции с крайними вариантами. Идет отбор на нескрещиваемость, поток генов между формами превращается в тоненький ручеек, а затем окончательно прерывается. Так возникают два самостоятельных вида, занимающие разные экологические ниши, не скрещивающиеся и не мешающие друг другу. Поэтому они могут существовать совместно, не нарушая принципа Гаузе.

Широкопалый речной рак (Astacus astacus). Фото Peter Fenda

Советский ученый Г. Ф. Гаузе открыл и доказал опытами важный принцип: два совместно обитающих вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу. Один вид неизбежно вытесняет другой. Так вытесняет рыжий таракан черного, узкопалый рак - широкопалого, серая крыса - черную. Принцип Гаузе можно назвать экологическим критерием вида. Он позволяет иногда разобраться в сложных ситуациях, когда вид представлен несколькими экологически различными формами, между которыми возможен обмен генами. Это полиморфные, многообразные виды.

В результате мы пришли к выводу, что "четкой границы между видами иногда может и не быть. Абсолютного критерия для всех видов не существует - это определяется самим характером видообразования. Процесс перехода одного вида в другой обычно не скачкообразен, и генетическая изоляция между ними может не возникать (как в примере с американскими жабами).. Лишь встречаясь друг с другом, такие виды или вырабатывают разные механизмы изоляции, или же сливаются в один, как чайки в Исландии. Бывает и наоборот - совместно обитающие виды образуют разные экологические ниши, генетически изолированы, а их внешние различия сведены к минимуму (пример - паразиты свиная и человеческая аскариды). Это так называемые виды-двойники. В процессе раздельной эволюции они, в конце концов, накапливают морфологические различия, и их уже можно различать. Но и тот и другой путь видообразования - свидетельство сложного, идущего непрерывно на наших глазах и управляемого многими механизмами процесса эволюции.

Источник: Энциклопедический словарь юного биолога. Составитель Аспиз М. Е. Издательство "Педагогика", Москва, 1985