Видообразование

Микроэволюция – это эволюционные изменения на внутривидовом уровне.

Микроэволюционные процессы бывают двух форм: видообразование и филетическая эволюция. Под филетической эволюцией понимают постепенные изменения в пределах одного вида, популяции или группы популяций в течение времени. Обычно такие изменения способствуют лучшей приспособленности организмов к условиям жизни. Видообразование представляет собой процесс расщепления одного вида на два или более новых вида. Благодаря процессам видообразования обеспечивается большое многообразие живой природы.

Как правило, видообразование происходит в две стадии: первая – возникновение репродуктивной изоляции; вторая – закрепление репродуктивной изоляции в ходе естественного отбора.

Для начала видообразования должен прекратиться обмен генами между популяциями одного вида. Зачастую причиной остановки обмена генами между популяциями становятся какие-либо географические преграды, такие как ледники, горные цепи, реки, озера. Ввиду отсутствия обмена генами межу популяциями создаются условия для генетической дивергенции этих популяций. Дивергенция может образоваться на почве расхождения условий обитания, вследствие чего организмы должны к ним приспосабливаться, вырабатывая новые адаптации. Также причиной дивергенции могут быть случайные изменения в составе генофонда популяций. В течение времени в разделенных популяциях накапливаются генетические различия за счет необходимости приспосабливаться к новым условиям жизни, в результате чего образуются предзиготические изолирующие механизмы.

Изоляция популяций друг от друга в будущем может привести к возникновению постзиготических изолирующих механизмов, после чего процесс разделения одного вида на два или более новых становится необратимым. Полная изоляция далее закрепляется естественным отбором.

Выделяют две основные формы видообразования: аллопатрическое и симпатрическое.

Аллопатрическое, или его еще называют географическим, видообразование вызывается разделением ареала на несколько изолированных друг от друга частей. Образование разного рода географических барьеров, к примеру, горных хребтов, рек, морских проливов, приводит к появлению географически изолированных друг от друга популяций – изолятов. Обычно условия обитания на разделенных участках ареала несколько отличаются, в результате чего организмы вынуждены приспосабливаться к ним. Поэтому действие отбора на изоляты будет разным, что со временем приведет к накоплению новых генотипов и фенотипов. Отсутствие обмена генами между популяциями и действие естественного отбора в итоге приводят к репродуктивной изоляции и образованию новых самостоятельных видов.

Классическим примером аллопатрического видообразования являются виды-эндемики, возникшие на островах. Например, известно, что разные виды вьюрков, которые обитают на Галапагосских островах, произошли от единственного континентального вида. 

Симпатрическое видообразование происходит за счет образования в пределах популяции на единой территории новой формы. Это может происходить в связи с возникновением расхождений по экологическим признакам (такую форму симпатрического видообразования называют экологической) или внезапно (внезапная форма симпатрического видообразования).

Например, образование нескольких видов синиц от одного общего предкового вида связана с пищевой специализацией: ремез питается мелкими насекомыми и пауками, лазоревка – мелкими насекомыми в щелях коры и почках, большая синица – крупными насекомыми в садах и парках, московка – яйцами насекомых, гусеницами, бабочками, равнокрылыми и семенами хвойных растений, хохлатая синица – семенами хвойных деревьев, черноголовая гаичка – чешуекрылыми и семенами древесных пород, длиннохвостая синица – яйцами, личинками и взрослыми насекомыми – вредителями леса.

Внезапная форма симпатрического видообразования осуществляется несколькими способами: в результате хромосомных мутаций, полиплоидии, гибридизации.

Полиплоидия подразумевает кратное умножение числа хромосом исходного предкового вида. Данное явление может возникать самопроизвольно или же в случаях близкородственного скрещивания. В результате полиплоидии у растений изолирующие механизмы могут возникать уже на протяжении жизни одной генерации. Полиплоидные формы таких культурных растений, как картофель, пшеница, сахарный тростник, табак и многие другие получены от диких видов. Полиплоидия также характерна для некоторых низших животных, например, рыб, червей, кузнечиков, насекомых.

Гибридизация с последующим удвоением числа хромосом обеспечивает формирование нормальных половых клеток, что обеспечивает развитие потомства без патологий. Таким образом, получена культурная слива из терна с алычей. Некоторые виды пикульников, малины, табаков, брюквы, полыни, ирисов и других растений также получили этим способом.

Образование новых видов в результате хромосомных перестроек может происходить в популяциях, населяющих один и тот же район и не разделенных никакими барьерами.