Откуда появляются новые виды флоры и фауны? Новые виды образуются очень быстро, если меняется система распознавания половых партнеров Что приводит к образованию новых видов.

Конкуренция и другие межвидовые взаимодействия могут стимулировать быстрое видообразование, когда к ним присоединяется естественный отбор, направленный на совершенствование механизмов, обеспечивающих успешную встречу брачных партнеров в пределах одного из видов. К такому выводу пришли австралийские ученые на основании изучения разных природных популяций одного вида тропических древесных лягушек.

Еще Чарльз Дарвин обратил внимание на то, что в некоторых, богатых видами, систематических группах (родах, семействах), наиболее близкородственные виды различаются прежде всего признаками, связанными с выбором брачного партнера и осуществлением спаривания. Это могут быть как особенности строения половых органов, так и специфические сигналы для привлечения партнера - к примеру, кваканье самца лягушки или пахучие вещества (аттрактанты), выделяемые самками (а иногда самцами) некоторых насекомых. Если в какой-то части популяции идет отбор на изменение таких признаков, то она может оказаться репродуктивно изолированной (иногда говорят - «сексуально изолированной») от материнской популяции. Особенно быстро это происходит тогда, когда гибриды между особями из отделившейся группы и материнской популяции отличаются пониженной жизнеспособностью. Такое нарастание степени сексуальной изоляции и, соответственно, ускорение образования нового вида получило в англоязычной литературе специальное наименование - «reinforcement» (что буквально означает «усиление»).

В настоящее время специалисты в области эволюционной биологии интенсивно изучают «reinforcement» и часто связывают его с таким давно описанным явлением, как «смещение признаков» (character displacement) - изменение признака не у всех популяций вида, а только у тех, которые соприкасаются с экологически близкими конкурирующими видами. Так, у двух видов галапагосских вьюрков, обитающих на разных островах (в условиях аллопатрии), клювы примерно одинакового размера, но когда те же самые виды обитают на одном острове (в условиях симпатрии), то средние размеры их клювов существенно различаются, что заставляет предположить и наличие различий в потребляемой ими пище. Если смещающийся при наличии конкурента признак ответственен за обеспечение встречи с половым партнером, то это может привести к очень быстрому видообразованию, поскольку прекращается обмен генами между отпочковывающейся и материнской популяциями.

В журнале «Ecology Letters » недавно появилась обзорная статья двух австралийских исследователей, Конрада Хоскина (Conrad Hoskin) и Меган Хигги (Megan Higgie), которые подробно разбирают каким образом от популяции одного вида посредством изменения признаков, отвечающих за брачное поведение, может отделиться новый вид. Объект их исследования - зеленоглазая древесная лягушка (Green-eyed tree frog), Litoria genimaculata (рис. 1), вид, довольно широко распространенный во влажных тропических лесах Австралии и Новой Гвинеи. Там, где непосредственно проводили работы, в районе реки Баррон (Barron , северо-восточная часть штата Квинсленд , Австралия), существуют две (это доказано молекулярно-генетическими методами) аллопатрические - то есть занимающие разные территории - популяции зеленоглазых лягушек, условно обозначенные как «северная» и «южная» (рис. 2). Сформировались эти популяции, видимо, когда-то в плейстоцене, в период более холодного и засушливого климата, когда тропические леса оставались только в виде отдельных островов среди открытого ландшафта.

Позднее, примерно 6500 лет назад, когда климат стал более теплым и влажным, а тропические леса снова образовали сплошной покров, зоны распространения этих популяций лягушек сомкнулись. Гибриды между ними в пограничной области возможны, хотя они характеризуются пониженной жизнеспособностью. Своеобразная ситуация сложилась, однако, на севере обследованной территории, где в окружении «северной» популяции оказался небольшой «анклав», представленный особями «южной» популяции (на рис. 2 он помечен как iS ). Именно в этом «анклаве» и было обнаружено необычайно быстрое смещение признаков, отвечающих за встречу полов (характеристики призывного крика самцов и ответа самки). В результате этого смещения особи данной группировки утратили способность к нормальному скрещиванию с особями материнской (основной «южной» популяции). Как это могло происходить, схематически показано на приведенных ниже рисунках 3 и 4.

Рис. 3 иллюстрирует три возможных варианта эволюционных изменений в отдельных генетических линиях популяции: в «южной» (S ) и «северной» (N ). Каждый кружок соответствует определенной линии в определенный момент времени. Верхняя половинка кружка - это постзиготическая (наступающая после оплодотворения) изоляция. Если для сосуществующих популяций эти половинки одного цвета, то гибриды жизнеспособны, если разного - нежизнеспособны. Нижняя половинка кружка соответствует презиготической (то есть существующей еще до оплодотворения) изоляции: спаривание особей разных линий возможно, если они одного цвета, невозможно - если разного. Шкала времени (и, соответственно, эволюции) направлена сверху вниз. Барьеры, мешающие встрече особей разных генетических линий, показаны черными вертикальными линиями и обозначены словом «Barrier». Красные горизонтальные стрелки показывают возможность контакта особей разных линий. Черная тонкая стрелка вниз - скрещивание особей разных линий. Красный крест показывает невозможность гибридизации.

Рассмотрены три случая: a - классическое аллопатрическое видообразование (постепенное накопление различий в изолированных друг от друга популяциях и утрата способности к скрещиванию); b - начавшееся аллопатрическое видообразование завершается «reinforcement» (хотя особи еще способны спариваться, их гибриды стерильны или отличаются пониженной жизнеспособностью); c - начавшееся аллопатрическое видообразование меняет свой ход из-за новой системы барьеров: популяция «южной» линии оказывается подразделенной новым барьером, при этом часть ее попадает по одну сторону барьера вместе с «северной» линией; именно в этой части южной популяции (показана небольшим кружком с индексом S’ ) идет отбор, направленный на то, чтобы как можно быстрее изолироваться от «северной» популяции (это возможно за счет поведенческих механизмов, обеспечивающих встречу брачных партнеров); при этом отбор заходит так далеко, что особи новой линии (S’ ) теряют способность скрещиваться с особями материнской южной линии (S ), фактически приводя к образованию нового вида.

На рис. 4. более подробно проиллюстрирован как раз вариант смещения репродуктивных признаков в популяции лягушек A в случае обитания рядом с конкурирующим видом. Отбор по репродуктивным признакам, направленный на усиление отличий от конкурента, приводит к тому, что особи данной части популяции (B ) могут утерять возможность скрещивания с родительской популяцией и, по сути, дать новый вид. Таким образом, межвидовые взаимодействия могут стимулировать видообразование в пределах одного из видов.

Обнаружить в природе смещение репродуктивных признаков одного вида (которое может привести к образованию нового вида), вызванное взаимодействиями с другими видами, на самом деле очень непросто. И одно из затрудняющих обстоятельств - необычайная быстрота этих изменений. Результаты исследований австралийских ученых - еще одно подтверждение того, что наша невозможность увидеть воочию процесс видообразования связана не с тем, что процесс этот чрезвычайно длительный (как полагали во времена Дарвина), а наоборот - очень быстрый.

Макроэволюция – процесс образования новых семейств, отрядов, классов и типов, а также других надвидовых систематических единиц (таксономических групп живых существ). Микроэволюция – сложнейший процесс возникновения нового вида. При этом новый вид превращается в обособленную совокупность организмов. Микроэволюцию называют надвидовой , в ходе которой виды еще больше обособляются друг от друга, образуя более крупные систематические группы. Так, виды пшеница твердая и пшеница мягкая образуют род пшеница, а в свою очередь пшеница, рожь, ячмень и другие злаки составляют семейство злаковые. Все представители семейства произошли от какого-то одного общего предка в результате микроэволюции, осуществленной в этого предка. Для воссоздания процесса макроэволюции одновременно используются данные сравнительной анатомии, палеонтологии и эмбриологии. В следующей статье мы разберем процесс .

Доказательства макроэволюции:

Эмбриологические – зародыши организмов многих систематических групп сходны между собой, причем, чем ближе организмы, тем до более поздней стадии развития сохраняется сходство зародышей. Биогенетический закон – каждая особь в онтогенезе (индивидуальном развитии) повторяет зародышевые стадии своих предков в филогенезе (эволюционном развитии).
Палеонтологические – найдены ископаемые переходные формы между многими систематическими группами. Для некоторых видов построены филогенетические ряды – последовательности предков.
Направление макроэволюции:

Ароморфоз . Приспособительное изменение общего значения, повышающее уровень организации и жизнеспособность особей, видов. Усложнение организации, которое сохраняется при дальнейшей эволюции и приводит к возникновению новых крупных систематических групп. Ароморфоз дает значительные преимущества в и делает возможным переход в новую среду обитания, способствует повышению выживаемости и снижению смертности в популяции. При высокой рождаемости и низкой смертности численность особей в популяции возрастает, расширяется ее ареал, образуются новые популяции, ускоряется формирование новых видов, т. е. происходит биологический прогресс.

возникновение питания у растений
появление растений, семенного
возникновение у животных скелета, теплокровности, свободных конечностей
живорождение, вскармливание детенышей молоком

Идиодаптация . Частные приспособительные изменения, полезные в данной среде обитания и возникающие без изменения общего уровня организации. Возникают после ароморфоза, когда группа организмов заняла новую среду обитания и начались приспособительные изменения у отдельных популяций. В противоположность ароморфозу идиодаптация не сопровождается изменениями основных черт организации, общим подъемом ее уровня и интенсивности жизнедеятельности организма. Обычно мелкие систематические группы – виды, роды, семейства – в процессе эволюции возникают путем идиодаптации.

различные формы тела рыб
оперение у птиц
приспособления к опылителям у цветковых растений

В природе однако наблюдается и регресс. Он характеризуется чертами противоположными биологическому прогрессу: уменьшение числа особей, сужение , уменьшение числа видов и популяций. В итоге он часто ведет к вымиранию вида.

Наименьший таксон (категория в биологии) носит название вида. Вид - группа особей, имеющих сходные морфологические признаки, свободно скрещивающихся и при этом дающих плодовитое потомство. Существуют и другие, более обширные таксоны. Группа близких видов, например, образует род, а из близких родов получается семейство и так далее. Но сегодня мы поговорим о наименьшей таксономической категории, то есть виде. Что такое вид, как образуется данный таксон, а также какие способы видообразования существуют в природе? Итак, начнем.

Видообразование в природе

Видообразование - процесс образования новых видов и их изменения. Существует такое понятие, как барьер межвидовой совместимости. Что же это такое?

Это тот случай, когда виды при скрещивании не имеют способности давать плодовитое потомство. По теории эволюции, видообразование зависит от наследственной изменчивости. На сегодняшний день в биологии существует два типа видообразования - географическое и экологическое. Поговорим о каждом из них подробнее.

Географическое видообразование

Географическое, или, как его еще называют, аллопатрическое видообразование, представляет собой образование новых видов в пространственной изоляции. Проще говоря, образование вида идет из популяций, обитающих в разных географических ареалах. Так как популяции длительное время разделены, между ними возникает генетическая изоляция.

Она сохраняется даже в том случае, если популяции больше не являются разделенными. Можно привести немало Возьмем пример с майским ландышем. Он имеет сразу пять самостоятельных ареалов, которые сначала считались единым. Важно, что все они находятся на довольно большом расстоянии друг от друга. На каждой из территорий появились расы, что привело к образованию самостоятельных видов растения. Также на примере миграции рассмотрим расселение синицы большой. обитающий в Европе, начал расселяться ближе к востоку. Для этого были северный и южный пути. Ближе к югу образовались такие подвиды, как бухарская и малая синицы, ближе к северу - малая и большая. Последние не дают гибридов.

Так и получилось, что вследствие такого расселения между ними возник репродукционный барьер. Рассмотрим еще один пример. Давний вид австралийских попугайчиков существовал в Южной Австралии. Стоит отметить, что это довольно влажная территория. При наступлении засухи ареал изменился, вследствие чего территория разделилась на две части: восточную и западную. Естественно, на протяжении долгого времени на каждой из них сформировались различные виды попугайчиков. Еще через длительное время практически восстановился исходный ареал. Климатические условия вновь стали прежними, но когда-то единый вид уже не мог скрещиваться, так как произошла генетическая изоляция. Таким образом, аллопатрическое видообразование связано с изоляцией. Вследствие этого образуются новые самостоятельные виды.

Экологический путь видообразования

Существует, помимо географического, и другой способ. Это экологическое видообразование. Оно и имеет также и второе название - симпатрическое. Что это за способ? Экологическое видообразование представляет собой образование новых видов в результате расхождения особей по отдельным территориям. То есть в начале вид обитает на одном ареале, а позже, вследствие усиливающейся конкуренции, он расселяется на иные территории. Например, можно наблюдать следующую ситуацию. Погремок большой цветет все лето. Но если каждый год в середине лета косить на этой территории траву, то растение уже не сможет давать семена. По этой причине сохраняются семена, которые были даны до кошения или после.

Таким образом, оба типа, находящиеся на одном лугу, не могут между собой скрещиваться. Экологическое видообразование можно подтвердить по наличию близких видов на прилегающих ареалах. Иногда эти ареалы и вовсе совпадают.

Видообразование и его роль

Способы видообразования изучаются давно, но изучение это довольно затруднено. Это связано с длительностью процесса видообразования. Экологическое и географическое видообразование очень различаются между собой, тем не менее каждое из них имеет определенное значение в жизни природы. Главная их роль - образование новых видов.

При изменении условий жизни число индивидуальных различий особей одного вида в результате естественного отбора увеличивается и отмечается расхождение признаков внутри вида. В результате внутри одного вида образуется несколько групп с разными признаками и свойствами. Естественно, что борьба за существование в большинстве случаев приведёт к постепенному вымиранию промежуточных форм и выживанию тех, которые приспособились к изменившейся среде. Таким путём от одного родоначального вида в историческом процессе образуется несколько новых видов.

Согласно учению Дарвина, новые виды возникают за счёт наследования из поколения в поколение и постепенного накопления незначительных изменений, приобретённых организмами в онтогенезе . В результате приспособления организмов внутри одного вида к различным условиям образуется несколько новых видов. На рис. 40 отражено возникновение из вида А — трёх, из вида Б — двух новых видов. Как видно из рисунка , изменения в новых видах А, в свою очередь, привели к образованию 14 новых видов. В отдельных случаях новые виды возникают в результате постепенного изменения родоначального вида. Примером этого может служить образование видов Е 10 , F 10 при постепенном изменении видов Е, F.

Девид Кетчпол и Карл Виланд

Ученые, проводящие исследования на острове Тринидад, переместили (Poecilia reticulata ) из бассейна внизу водопада, где было полно хищных рыб, в бассейны выше уровня водопада, где гуппи ранее не обитали, и где присутствовал только один известный хищник (который мог пожирать только мелких гуппи, а значит, более крупные особи были в безопасности) . Потомки переселенных гуппи приспособились к новым условиям существования: они приобрели более крупные размеры, позднее достигали созревания и приводили меньшее количество потомства более крупных размеров.

Скорость этих изменений озадачила эволюционистов , так как согласно их традиционному мировоззрению о миллионах лет, на адаптацию гуппи должно было уйти намного больше времени. Один из эволюционистов заявил: «Гуппи адаптировались к новым условиям существования всего за четыре года- а это в 10 тысяч - 10 миллионов раз быстрее, чем предполагает средний уровень адаптации, установленный на основании палеонтологической летописи» .

Коротконогие ящерицы

И это касается не только рыбок гуппи. На Багамских островах небольшое количество ящериц аноле (Anolis sagrei ) было переселено с одного из островов, где произрастали высокие деревья, на соседние острова, где ранее не было ящериц, и где присутствовали низкорослые кустистые растения. Форма тела у последующих поколений ящериц быстро изменилась . В частности, относительная длина задних конечностей значительно уменьшилась, и это считается адаптацией к новой среде обитания среди низкорослых кустарников. ( , имеют более длинные задние конечности, чем ящерицы, живущие среди веток. Очевидно, это своего рода компромисс между подвижностью, необходимой для того, чтобы прыгать с ветки на ветки и скоростью, которую обеспечивают более длинные ноги на широкой поверхности стволов деревьев).

Но снова же, удивительной для эволюционистов была скорость адаптации, которая во много тысяч раз превысила их интерпретацию «палеонтологической летописи» .

Диаспора маргариток

На малых островах Британской Колумбии рассеиваемые ветром семена сорняковых растений из семейства маргариток (Asteraceae) быстро теряют свою способность «летать». Характерно то, что зародыш семени становится все более плоским, тогда как парашютообразная «летучка», которая удерживает семя на ветру, становится все более мелкой. Эти изменения благоприятны, так как они сокращают зону рассеивания семян. Иначе на таких маленьких островах легкие семена, переносимые ветром, терялись бы в океане (и, таких образом, сокращалось бы их потомство). Заметьте, что такие изменения приводят к потери способности распространения по ветру на далекие расстояния .

Мухи, рыбы и вьюрки

Других примеров быстрых адаптаций, вплоть до формирования новых видов (видообразования), существует огромное количество. (Когда одна популяция происходит от другой популяции, с которой больше не может скрещиваться, то это обычно определяется, как образование нового вида). В журнале Сотворение недавно рассказывалось о том, что эволюционисты заявляют о «внушающей тревогу» интенсивности изменений в размахе крыльев европейских фруктовых мух, случайно завезенных в Америку . Подобным образом, быстрые изменения были отмечены и у фруктовых мух Drosophila , а также у лосося-нерки (в пределах девяти и тринадцати поколений соответственно).

В случае со знаменитыми вьюрками Дарвина, для того, чтобы современные виды на острове Галаппагос отделились от своих прародительских популяций, по его оценкам понадобилось бы от одного до пяти миллионов лет. Однако фактические наблюдения за быстрыми адаптациями вьюрков заставили эволюционистов сократить эту временную шкалу всего до нескольких столетий .

Комары и мыши

Не так давно эволюционисты с удивлением обнаружили, что комары, питающиеся кровью птиц, переселившиеся в Лондонский метрополитен, уже стали отдельным видом (и теперь они кусают людей и крыс) . По результатам недавнего исследования домашних мышей на острове Мадейра (считается, что они были завезены на остров после португальского поселения в 15-м веке), «несколько репродуктивно изолированных хромосомных рас» (фактически, новых «видов») появились за менее чем 500 лет.

И во всех этих примерах быстрые изменения никак не связаны с появлением новых генов в результате мутаций (воображаемым механизмом эволюции от молекулы до человека), а возникли в основном в результате отбора уже существующих генов . Здесь мы имеем реальные, очевидные доказательства того, что сопровождающееся вырождением адаптивное образование новых форм и видов из одного сотворенного рода может происходить достаточно быстро. Для этого не нужны миллионы лет.

Стоит ли эволюционистам радоваться, а креационистам впадать в отчаяние, наблюдая все эти видимые изменения? Отнюдь. Хорошо осведомленные креационисты уже давно говорят о том, что естественный отбор с легкостью способен привести к значительным вариациям за короткие временные периоды на основании уже существующей генетической информации. Однако это не является доказательством идеи эволюции от молекулы до человека, так как никакой новой информации здесь не добавляется.

Естественный отбор сам по себе избавляет от определенной информации, и из всех наблюдаемых мутаций, которые имеют какое-либо влияние на выживание или функциональные способности организма, даже редкие «благоприятные» мутации являются утратой информации. Образование более крупных видов рыбы гуппи является результатом перераспределения уже существующего генетического материала. Таких вариаций может оказаться достаточно для того, чтобы две группы рыб перестали скрещиваться между собой, и, таким образом, образовали «новые виды» по определению, при чем без использования какой-либо новой информации.

Согласно библейскому изложению истории, такие быстрые изменения в форме тела не только приемлемы, но на самом деле должны происходить намного быстрее, чем того ожидают эволюционисты. Когда животные вышли из Ковчега, чтобы размножаться и наполнять Землю и все опустевшие экологические ниши, естественный отбор мог с легкостью привести к тому, что оригинальный вид (к примеру) «собаки», присутствующей в Ковчеге, «разделился» на волков, койотов, и т.д. И поскольку существуют исторические записи о том, что эти виды существовали уже через несколько сотен лет после Потопа, это означает, что происходило очень быстрое (не-эволюционное) видообразование. Поэтому когда такие примеры быстрых изменений происходят сегодня, они являются доказательством библейской истории. А это происходит постоянно.

Однако, поскольку эволюционисты ошибочно интерпретируют все такие адаптации/видообразование, как «эволюционное событие», у них вызывает недоумение тот факт, что это происходит намного быстрее, чем позволяет их толкование палеонтологической летописи. (И это, конечно же, легко понять, если осознать, что традиционное толкование палеонтологической летописи, как «записи» истории за миллионы лет, на самом деле, ошибочно. В палеонтологической летописи отображено то, каким образом всемирный Потоп и его последствия похоронили весь растительный и животный мир за намного меньший период времени, чем миллионы лет).

Так как такие быстрые изменения ставят под сомнение традиционные эволюционные идеи, такие находки часто оспариваются, однако безуспешно . Быстрая «эволюция» (ошибочный термин, как мы увидели) принимается экспертами по окаменелостям, поддерживающими теорию прерывистого равновесия. Согласно этой теории, эволюционная история большую часть времени не претерпевает никаких изменений, но «прерывается» короткими, резкими вспышками эволюции (которые, условно, происходят слишком быстро, чтобы оставить свой отпечаток в палеонтологической летописи). Однако такая точка зрения не только пребывает в меньшинстве среди эволюционистов, но и ставит вопрос почему, если везде происходят быстрые изменения, не было образовано намного большее количество новых видов за все «геологическое время»? Иначе говоря, наблюдаемые изменения по-прежнему происходят слишком быстро, чтобы такое объяснение было удовлетворительным.

Эти быстрые изменения не только не добавляют новой информации, но даже некоторые эволюционисты говорят о том, что эволюция «от молекулы до человека» не наблюдается ни в одном из этих исследований . Вьюрки по-прежнему остаются вьюрками, комары – комарами, а мыши – мышами. Один генетик-эволюционист сказал относительно новых данных о рыбках гуппи: «Насколько я знаю, гуппи по-прежнему остаются гуппи» .

Разбираясь с палеонтологической летописью

Если обратиться к Слову того, Кто знает все, то факты современного мира совершенно понятны. Божьи творения должны были размножаться «по роду своему», поэтому из мыши получается мышь, из ящерицы – ящерица, а из маргаритки – маргаритка. Эволюции никогда не было, она не происходит и сегодня. Однако все организмы обладают чудесной врожденной генетической способностью к быстрым изменениям в ответ на давление окружающей обстановки. И это лучше всего наблюдается на сегодняшний день в изолированной среде островов.

Такие примеры быстрой адаптации дают нам понимание того, как были заполнены многие опустевшие экологические ниши на Земле после Потопа – глобального события в реальной истории Земли. В результате этой катастрофы весь «тогдашний мир погиб» (2 Петра 3:6) . Поскольку это уже был грешный мир, ископаемые остатки свидетельствуют о смерти, страданиях и болезнях. Но так как это был сотворенный мир, палеонтологическая летопись содержит в себе как останки существ, которые больше не существуют, так и тех, которые живут и сейчас, однако не содержит никаких доказательств того, что один тип постепенно превращался в другой, как бы быстро или медленно это не происходило.

Ссылки и примечания

Д.Н. Резник, Ф.Х. Шоу, Ф. Х. Родд и Р.Г. Шоу. Оценка степени эволюции в естественных популяциях рыбок-гуппи (Poecilia reticulata ), журнал Science 275 (5308):1934–1937, 1997.
В. Морелл. Рыбки-гуппи, свободные от хищников, делают эволюционный скачок вперед. Журнал Science 275 (5308):1880, 1997.
Дж. Б. Лосос, К. И. Вархайт и Т. В. Шоенер. Адаптивная дифференциация у ящериц Anolis , как результат экспериментальной островной колонизации. Журнал Nature 387 (6628):70–73, 1997.
Т.Дж. Кейс. Естественный отбор, проявившийся в конечностях. Журнал Nature 387 (6628):15–16, 1997.
В. Морелл. Ловля ящериц в состоянии адаптации. Журнал Science 276 (5313):682–683, 1997.
Эволюционисты изобрели новую единицу под названием «дарвин» для измерения скорости изменений в определенных формах всех видов (размер тела, длина конечности и т.д). В случае с ящерицей Anolis sagrei , уровень изменений достиг 2,117 дарвинов, при том, что на основании ископаемых остатков за «миллионы лет палеонтологической летописи» эволюционисты устанавливали интенсивность изменений от 0.1 до 1.0 дарвинов. Уровень изменений у рыбок-гуппи с острова Тринидад был еще выше – от 3700 до 45000 дарвинов. Эксперименты по искусственному отбору на лабораторных мышах показывают уровни до 200000 дарвинов (ссылки 2 и 4).