§ 53. Видоутворення. Макроеволюція

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

Як від одного спільного предка могли виникнути настільки різні тварини?

Різні тварини виникли від одного спільного предка внаслідок процесів дивергенції та адаптивної радіації. Окремі популяції предків потрапили в різні умови довкілля й зазнали ізоляції. Під дією природного добору та накопичення нових мутацій популяція предків слонів на островах Сицилії пристосувалася до обмежених ресурсів, що спричинило зменшення розмірів тіла (острівну карликовість). Водночас популяція на материковій території Індії мала достатню кількість їжі та розлогі території, що сприяло виживанню тварин гігантських розмірів.

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Часто люди уявляють утворення нових видів в умовах ізоляції популяцій у різних географічних локаціях. А чи можуть утворитися різні види від одного предка на одній території?

Так, різні види можуть утворитися від одного предка на одній території шляхом екологічного (симпатричного) видоутворення. Це відбувається завдяки екологічній ізоляції, коли особини однієї популяції опановують різні екологічні ніші, починають живитися різною їжею або розмножуватися в різний час у межах єдиного ареалу.

2. Один із класиків американської літератури ХІХ ст. Герман Мелвілл у своєму романі «Мобі Дік» переконував читачів, що кити є рибами. Вчені обґрунтовано пояснюють, що письменник помилявся і що кити є представниками ссавців. Але чому риби і кити так схожі?

Зовнішня схожість риб і китів пояснюється конвергенцією — незалежним утворенням подібних ознак у неспоріднених організмів через пристосування до однакових умов існування. Оскільки і риби, і кити живуть у водному середовищі, природний добір сприяв формуванню в них аналогічних органів та подібної обтічної форми тіла для ефективного плавання.

РОБОТА З ІНФОРМАЦІЄЮ

Пригадай поняття «вид».

Вид — це сукупність популяцій організмів, які подібні за будовою та процесами життєдіяльності, мають спільні ознаки каріотипу, схожі вимоги до умов існування, тісно пов’язані між собою еволюційно та здатні схрещуватися між собою з утворенням плідного потомства.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Поясни роль ізоляції у видоутворенні.

Ізоляція відіграє вирішальну роль у видоутворенні, оскільки вона припиняє потік генів між відокремленими популяціями одного виду. Унаслідок географічних чи екологічних бар’єрів у кожній ізольованій популяції незалежно накопичуються власні мутації та зміни генофонду під дією природного добору. Це з часом приводить до репродуктивної ізоляції, за якої особини різних популяцій більше не можуть схрещуватися й давати плідне потомство, що означає виникнення нових видів.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

2. Які є способи видоутворення? У чому полягає відмінність між географічним і екологічним видоутворенням?

Основними способами видоутворення є географічне (алопатричне), екологічне (симпатричне), а також видоутворення шляхом гібридизації та поліплоїдизації.

Відмінність між географічним та екологічним видоутворенням полягає в характері ізоляції:

• Географічне видоутворення відбувається внаслідок просторового розділення популяцій фізичними бар’єрами (річки, гори, острови, океани), через що між ними припиняється потік генів.
• Екологічне видоутворення відбувається в межах одного географічного ареалу без фізичного роз’єднання, коли популяції розділяються через відмінності в екологічних нішах, типах їжі, місцях або строках розмноження.

3. Поясни, як відбувається адаптивна радіація.

Адаптивна радіація відбувається тоді, коли особини одного предкового виду розселяються й потрапляють у різноманітні умови існування. Під дією природного добору у відокремлених популяціях закріплюються ті мутації, які забезпечують найкраще пристосування до конкретної екологічної ніші. У результаті від одного спільного предка виникає одразу декілька нових видів, кожен із яких пристосований до свого середовища (наприклад, утворення різних видів галапагоських в’юрків із різною формою дзьоба).

4. Простеж, як відбувалася еволюція ведмедів. Виконай в e-ДОДАТКУ завдання 53.3.

Еволюція ведмедів відбувалася шляхом адаптивної радіації та дивергенції від спільного предка роду Vedmid (Ursus). Наочним прикладом є формування виду білого ведмедя від популяції давнього бурого ведмедя:

1. Частина популяцій бурого ведмедя в процесі розселення потрапила у суворі умови Арктики.
2. Через географічну та екологічну ізоляцію припинився потік генів із материковими популяціями.
3. Під дією природного добору закріплювалися адаптації до життя серед льоду та холоду: біле маскувальне хутро, густий підшерсток, товстий шар підшкірного жиру, широкі лапи для пересування по снігу та перехід на хижий раціон.
4. Накопичення генетичних відмінностей протягом багатьох поколінь призвело до формування нового виду — білого ведмедя (Ursus maritimus). Аналогічно через пристосування до інших ніш виникли й інші види ведмедів.

5. Наведи приклади конвергенції, дивергенції.

Приклади дивергенції (розходження ознак у споріднених організмів):

• Формування різної будови кінцівок у ссавців (плавці кита, крила кажана, копита коня, рука людини) від спільного п’ятипалого предка.
• Утворення різних типів дзьобів у галапагоських в’юрків залежно від типу їжі.
• Розходження ознак у китів, бегемотів та лосей.

Приклади конвергенції (незалежний розвиток схожих ознак у неспоріднених організмів):

• Набуття обтічної форми тіла та плавців у акул (риби), іхтіозаврів (вимерлі плазуни) та дельфінів (ссавці).
• Формування крил для польоту у комах, птахів та кажанів.
• Зовнішня схожість за будовою стебел і листя у кактусів та молочаїв через пристосування до сухих умов пустелі.

6. Виконай в e-ДОДАТКУ завдання 53.4.

Результати порівняльної характеристики шляхів еволюції (дивергенції та конвергенції):

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

• Першопричиною утворення нових видів є репродуктивна ізоляція популяцій, яка припиняє потік генів між ними.
• Дивергенція приводить до виникнення гомологічних органів, які мають спільне походження, але виконують різні функції.
• Конвергенція спричиняє появу аналогічних органів у неспоріднених видів, які пристосовуються до однакових умов існування.

2. Закінчи одне з речень: Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо… Мене здивувало… Я побачив/побачила зв’язок…

• Я став більш обізнаним щодо того, як через ізоляцію популяцій та накопичення мутацій виникають нові види тварин і рослин.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?

• Мені було важко відразу відрізнити гомологічні органи від аналогічних, але я подолав це за допомогою порівняння прикладів акули і дельфіна та уважного аналізу ілюстрацій у підручнику.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?

• Ці знання допомагають мені розуміти причинно-наслідкові зв’язки в природі, пояснювати різноманітність живого світу та розуміти важливість збереження природних ареалів для захисту видів від вимирання.