ФОРМИРОВАНИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВИДЕ

Зоологи считают, что общее число известных видов животных приближается к 1500000. Число видов современных растений достигает 500000. Однако каталогизация современных видов животных и растений ещё далеко не закончена. По подсчетам палеонтологов, число вымерших видов растений достигает 250 тыс., а вымерших видов животных - 7 млн. Этот факт уже сам по себе наводит на мысль, что многообразие живых форм есть результат длительного исторического процесса развития.

Начало классификации млекопитающих связано с именем Аристотеля (384-322 г. до н. э.). В своем труде «История животных» Аристотель разделил всех известных ему животных на две группы: «животных без крови» и «животных, обладающих кровью», причем дополнительной особенностью последних Аристотель считал наличие спинного хребта. Животных, обладающих кровью, Аристотель разделил на 5 групп: 1. Четвероногие живородные (Tetrapoda zootoka). 2. Четвероногие яйцеродные (Tetrapoda zootoka, или pholidota). 3. Птицы (Ornithes). 4. Киты (Cete). 5. Рыбы (Ichtyes). Первая группа Аристотеля соответствует млекопитающим в современном понимании. Третья и пятая группы совпадают с современными классами птиц и рыб. Земноводные и пресмыкающиеся включены во вторую группу (их нередко объединяли вместе и в значительно более позднее время). Хотя Аристотель отделил китов (четвертая группа) от млекопитающих, он не отнес их к рыбам (как это обычно делали многие более поздние исследователи), выделив в особую группу.

В течение последующих почти 2000 лет исследования по систематике млекопитающих практически не дали ничего нового по сравнению с работами Аристотеля и в основном повторяли их.

Термин вид (species) применительно к органическим формам существует в научной литературе свыше 250 лет. На рубеже XVII и XVIII вв. его применял в своем основном труде «Historia plantarum» Джон Рей (1686-1704). Окончательное утверждение этого термина и оформление его бинарной номенклатуры связано с именем К. Линнея, в представлении которого виды являлись формами, созданными творцом. Эти формы, согласно законам размножения, воспроизводили множество других, но всегда подобных себе. Следовательно, природа видов оставалась и остается неизменной.

Биологическое разнообразие изучает особая наука – систематика. Она открывает свои «законы», из которых наиважнейший – таксономическая система. Это особый способ описания разнообразия живых организмов, раскрывающий в нём определенный «порядок». Для этого в таксономической системе организмы, наиболее близкие друг к другу, объединяются в отдельные таксоны, илив систематические группы.

Вид (species) - основная таксономическая единица. Никаких других единиц в биологической систематике нет.

Организмы, называемые видами, выделяются уже давно, однако в вопросе о том, что такое на самом деле вид, все еще остается много неясного. Существуют три концепции вида:

1. Философская и логическая концепции исходят от Аристотеля. Так, например, «вилка» - это некий вид, поскольку все вилки обладают рядом фундаментальных общих свойств – имеют зубцы и ручку, и с их помощью можно протыкать и поднимать предметы. В остальном вилки могут различаться по форме и размерам и быть изготовленными из самых разных материалов.

2. Морфологическая. Вид определяется на основании наличия определенных признаков – морфологических, физиологических, поведенческих, биохимических, - которых нет у других организмов. Это была концепция вида, которой придерживались Линней и большинство таксономистов XVIII и ХIХ вв. и некоторые современные таксономисты. В морфологической концепции вида главный упор делается на сходство и подобие. Например, Линней строго на основании морфологического критерия описал самца и самку кряквы как различные виды.

Ввиду затруднений, возникающих при морфологической концепции вида, большинство биологов используют теперь «биологическую».

3. Биологическая концепция вида. Согласно ей вид состоит из популяций, особи которых в естественных условиях способны свободно скрещиваться между собой, но не с животными, принадлежащими к другим группам.

Современные систематики придерживаются биологической концепции вида и выделяют вид на основании комплекса критериев.

Вид представляет совокупность более или менее однообразных особей, объединенных между собой не только сходством организации, но и общностью происхождения и развития Такие таксоны называются монофилетическими. Особи одного вида свободно скрещиваются между собой, в то время как особи разных видов, как правило, не скрещиваются или скрещиваются, но потомство их обычно бесплодно. Исключения редки и свойственны очень близким формам; так, плодовиты помеси волка и собаки.

Каждый вид имеет свою область географического распространения (ареал), представленную обычно одним, реже (в результате вторичных изменений) двумя или более отделенными друг от друга участками. Признаки вида вполне определенны, они наследственны, и между близкими видами нет переходов, хотя виду свойствен более или менее значительный размах изменчивости.

Таксономическая система построена иерархически. Это значит, что таксоны бывают разного ранга. Основные таксономические ранги – тип, класс, семейство, род и вид, т.е.виды группируются в категории более высокого ранга: род (genus), который в свою очередь объединяется в семейство (familia), отряд (ordo, в ботанической систематике отряд называют порядком), класс (class), тип (philum), мир, или царство (regnum). Каждый вид животного или растения обязательно относится к определенному роду, семейству, отряду, классу и типу. В целях уточнения сходств и различий между видами, кроме основных категорий, выделяют и промежуточные с добавлением префикса под или над: подроды и реже надроды (или трибы), подсемейства и (редко) надсемейства, подотряды и надотряды, подклассы и надклассы, подтипы.

Особи, популяции, сообщества, виды – это естественные реально существующие объекты, тогда как таксоны более высокого ранга представляют собой абстрактные логические категории. Каждая из них – это группа объектов, в которую входят все категории более низкого ранга, имеющие определенные общие признаки. Группы видов любого ранга (роды, семейства, отряд.) составляются (систематиками) на основе больших или меньших сходств и различий между ними. Например, раньше зайцеобразных и грызунов включали в один отряд, а теперь считают разными отрядами. Степень морфологических сходств и различий в свою очередь указывает на большую или меньшую филогенетическую близость (родственность) разных видов между собой. Виды, относящиеся к разным семействам, определенно отличаются друг от друга больше, чем виды, относящиеся к разным родам одного и того же семейства. Но все эти категории условны. Никаких определенных критериев для объединения видов в род или семейство нет. Это объединение отражает большую или меньшую эквивалентность различий и зависит в значительной степени от опытности, такта, личных взглядов и склонностей систематика.

Признаки вида изменчивы в связи с географическими особенностями условий жизни. Особенно это характерно для видов с широкими ареалами. Светлые волки свойственны тундрам Сибири, в лесной полосе волки темнее; в степях и особенно в пустынях размеры их меньше, а окраска заметно бледнее, чем у лесных волков.

Украинские белки из равнинных лесов имеют зимой серовато-рыжий низкий и относительно редкий мех, летом они рыжие; мех белок из Московской области гуще, длиннее и зимой почти сплошь серого цвета, только на хребте часто остается полоса серо-рыжих волос; в Восточной Сибири мех белок еще более густ и темен, а летом он у некоторых почти черного цвета. Сравнив украинских и дальневосточных белок, мы видим, что отличия их значительны, и с первого взгляда их можно отнести к разным видам. На самом же деле, исследуя особей из промежуточных географических районов, обнаруживаем такой ряд, в котором черные дальневосточные и рыжие украинские белки связаны между собой более или менее постепенными переходами.

Для обозначения этих отличий групп особей пользуются терминами подвид, или географическая раса. Так, лисица-караганка, лисица тундровая, лисица камчатская и т. д. - это подвиды одного вида - обыкновенной лисицы. Подвид, таким образом, есть часть вида, отличающаяся мелкими признаками и по распространению занимающая часть общей области обитания вида.

Кроме географических (ареальных) разновидностей (подвидов), бывают разновидности, географически не обособленные. Например, в любой части ареала песца наряду с особями, которые меняют темно окрашенный летний мех на чисто белый зимний, встречаются «голубые» песцы, круглый год покрытые мехом буровато-серой окраски разных оттенков.

Местами среди обычных хомяков, окраска меха которых имеет сложный рисунок (охристо-сероватую спину, черный низ, белые и красноватые пятна на боках тела и головы), встречаются (и даже в большом количестве) хомяки, мех которых сплошь черный или черный с белыми пятнами. Такие безареальные разновидности называют морфами(morpha).

Морфы иного порядка образуются в результате сезонных изменений окраски, густоты и высоты волосяного покрова, а бывают и внешние половые различия между особями (половой диморфизм). Так, общеизвестны различия между самцами и самками большинства видов оленей, у которых самцы имеют ветвистые рога, а самки - безрогие. У морских котиков, сивучей, кашалотов самцы отличаются от самок значительно большими размерами и весом. Общеизвестны и возрастные различия у животных любого вида и пола.

Индивидуальные и географические различия между особями одного вида называют изменчивостью. Безареальные же морфы, возрастные, половые и сезонные различия правильнее называть не изменчивостью, а морфизмами.

Разновидности любого вида домашних животных принято называть породами. Общеизвестны, например, породы домашних собак: лайки, немецкие овчарки, таксы, доги и др. В отличие от пород домашних животных, разновидности культурных растений принято называть сортами.

Иногда бывает трудно решить, что это: вид или подвид, морфа и т. д. Как виды, так и разновидности могут различаться между собой большим количеством признаков: морфологических, физиологических, генетических, экологических, биохимических, серологических, цитологических и т. д. Для характеристики любого вида или разновидности все эти признаки имеют большое значение, и чем точнее они изучены, чем полнее дана характеристика вида, тем лучше. Но в практике систематической работы используют только признаки, имеющие диагностическое (определяющее или распознавательное) значение. Этими признаками и конкретизируются критерии вида.

Критериев видав систематике три: морфологический, географический (основные) и генетический (определяющий). Из этих трех критериев в практической систематике используют чаще всего два первых: морфологический и географический, а к генетическому прибегают лишь в крайних (наиболее затруднительных, спорных) случаях. Использование морфологического и географического критериев как основных получило название морфолого-географического метода в систематике.

Морфологический критерий вида сводится к тому, что между двумя даже самыми близкими видами обязательно должны быть ясные и устойчивые морфологические различия. Степень устойчивости морфологических признаков выясняется путем детального изучения изменчивости: индивидуальной, географической и разного рода морфизмов (возрастного, группового, полового, сезонного). Без знания изменчивости у животных изучаемой группы невозможно определить степень устойчивости морфологических признаков и, следовательно, их диагностическую ценность (значимость).

Обязательно также условие, что между двумя видами не может быть особей с промежуточными признаками, т. е. таких особей, о которых по морфологическим признакам трудно сказать, к какому виду они относятся. Если две определяемые формы животных (или растений) связаны между собой особями с промежуточными признаками, значит, эти формы - не виды, а разновидности. Одного морфологического критерия для определения вида бывает иногда недостаточно, так как некоторые морфы, подвиды, породы, сорта и т. д. могут иметь резко выраженные и устойчивые морфологические отличия, но их все-таки нельзя называть видами.

Правда, систематик, описывающий тот или иной вид, дает его полное описание, т. е. анализирует всю совокупность его морфологических признаков. Анализ внутренних признаков обычно является только сопутствующим. Он проделан далеко не для всех описанных видов растений и животных, а только для наиболее интересных с точки зрения хозяйственной деятельности человека. Ограниченность морфологического критерия выступает особенно отчетливо на примере так называемых видов-двойников, или биологических видов.

Виды-двойники - это совместно обитающие органические формы, которые очень сходны или неразличимы морфологически, но обладают специфическими физиологическими особенностями.

Больше всего таких двойников описано у насекомых, например у тлей рода хермес (Chermes). Как уже указано, морфологически они практически неразличимы. Однако они не скрещиваются между собой и живут на разных растениях-хозяевах, т. е. питаются различной пищей. В случае видов-двойников, где применение морфологического критерия оказывается бесполезным, очевидно, особое значение должен иметь другой критерий - физиолого-биохимический.

Географический критерий сводится к тому, что каждый дикий (неодомашненный) вид имеет свой ареал (область распространения). Ареалы двух близких видов могут совпадать (взаимно перекрываться) или находиться в разных местах, но не может быть таких случаев, чтобы ареалы двух видов примыкали друг к другу, а в месте их соединения (смыкания) встречались бы особи с переходными (промежуточными) признаками.

Географический критерий предусматривает эколого-географический анализ исследуемой биологической формы с целью установления закономерностей географического распространения и особенностей ее взаимоотношения с факторами внешней среды. Таким образом, этот критерий свидетельствует об эколого-географической изоляции вида, обусловливающий независимость его эволюционной судьбы.

В подавляющем большинстве случаев морфолого-географический метод в систематике бывает вполне достаточным. Но в некоторых (редких и особо трудных) случаях для решения вопроса, виды это или разновидности, двух основных критериев бывает недостаточно. Тогда используют третий - генетический критерий.

Генетический критерий в основном базируется на двух положениях. Во-первых, виды обычно хорошо различаются кариотипами, т.е. совокупностью признаков хромосомного комплекса. Во-вторых, что два вида не дают между собой помесей (гибридов), а если помеси получаются, то они оказываются бесплодными или почти бесплодными. Например, мул - помесь между ослом и лошадью. Мулы в основной массе бесплодны. Их бесплодие указывает на то, что лошадь и осел - разные виды. Отличия между многими породами собак (например, между овчаркой и бульдогом или между борзой и таксой) гораздо больше, чем между лошадью и ослом, но помеси между этими породами всегда бывают нормальными, плодовитыми. Значит, разные породы собак, несмотря на резкие морфологические различия между ними, относятся к одному виду.

Известны случаи, когда относящиеся к разным видам животные могут скрещиваться друг с другом в неволе, но не скрещиваются в природе. Такие виды считаются «хорошими». Все крупные кошки, за исключением ирбиса, скрещиваются между собой в неволе, получая гибриды. Однако в местах совместного обитания (Индия) гибридов в природе не находили. То же можно сказать и о полученных в неволе гибридах норки и хорька( хонорики), которых в природе не встречали. Но неоднократно добывали гибриды лесного хорька и колонка. Еще пример: до сих пор все систематики считали, что европейско-кавказский зубр и североамериканский бизон - разные виды. Однако они легко дают между собой помеси, вполне жизнеспособные и одинаково плодовитые в любых комбинациях и в любом числе поколений. Биологически это явные разновидности одного вида.

Генетический критерий настолько важный, что его назвали определяющим. Он отвечает на вопрос, с какой формой имеем дело: с видом или разновидностью. Поэтому очень важным показателем видовой специфики является результат скрещивания между изучаемыми формами, отличающимися морфологическими признаками. Как уже отмечалось, особи разных видов, как правило, не скрещиваются друг с другом. Препятствиями для скрещивания являются различные физиологические и морфологические механизмы, вырабатывающиеся в результате эволюционного процесса.

Для животных особое значение имеют этологическиеизолирующие факторы, т. е. факторы, связанные с характером поведения. К таким этологическим факторам относится в первую очередь специфика брачного поведения половозрелых форм, предшествующая образованию пар. Сюда надо включить демонстрацию окрасок покровов тела, появляющихся в брачный период, наличие определенных запахов, звуковые сигналы (пение птиц, стрекотание кузнечиков и т. д.), характерные движения, предшествующие спариванию (брачные танцы у птиц, моллюсков и других животных). Все это, в конечном счете, помогает осуществлению встречи полов и активизации половой активности особей одного вида. Такие изолирующие механизмы вырабатываются в процессе полового отбора.

Спариванию между близкими видами может препятствовать несоответствие копулятивных органов, что, видимо, сочетается с этологическими факторами. У насекомых очень часто трудноразличимые по морфологическим признакам виды одного рода хорошо отличаются друг от друга структурой копулятивного аппарата. Поэтому данный признак все чаще и чаще начинает включаться в определительные таблицы.

Среди более миллиона видов и нескольких миллионов разновидностей диких животных, описанных в настоящее время, только в отношении ничтожного числа форм известны условия и результаты их скрещиваемости (или нескрещиваемости).

Систематики, как известно, имеют дело с коллекционным материалом. Сравнивая целые серии тушек и черепов млекопитающих, собранных зоологами в разные годы и в разных местах, чаще всего невозможно определить, могут эти (определяемые или сравниваемые) формы скрещиваться между собой или не могут.

Нетрудно заметить, что все рассмотренные критерии дополняют друг друга, помогая вскрывать специфику вида. В практике описания видов животных и растений они используются все вместе, в зависимости от того, насколько изучены те или иные стороны морфологии, физиологии, генетики и экологии изучаемой формы. Каждый из этих критериев помогает уяснить те или иные видовые особенности. Это видно из следующего примера.

В семействе зайцев (род Lepus) насчитывается около 43 видов, распространенных почти по всей земле, за исключением Австралии, Центральной Америки и Южной Америки. Все указанные виды имеют характерные для всего рода признаки, а именно: длинные уши, равные длине головы; укороченные большие пальцы передних ног; длинные задние ноги; короткий хвост; наличие 6 коренных зубов в верхних челюстях. В то же время каждый из них имеет свой специфический биологический облик, вскрываемый сочетанием морфологических, физиологических и экологических признаков. Рассмотрим с этой точки зрения три встречающихся в России вида: заяц-беляк (Lepus timidus), заяц-русак (L. europaeus) и заяц-толай (L. tolai).

Морфологический анализ показывает, что это три различные органические формы. Прежде всего, выделяется заяц-толай своими мелкими размерами; длина его тела меньше 55 см, а вес около 2 кг, в то время как оба других вида значительно крупнее (длина тела больше 55 см, а вес превышает 5 кг). Сравнение между собой этих двух форм также помогает найти характерные для них признаки. У зайца-беляка имеется восемь сосков, и хвост (с концевыми волосками) у него короче задней ступни; заяц-русак имеет всего шесть сосков, его хвост длиннее задней ступни.

Генетические и физиологические особенности тоже подтверждают, что это обособленные формы. Хотя скрещивания между видами и могут происходить, но помеси оказываются бесплодными. Затем по-разному происходят изменения волосяного покрова в течение года. У зайца-талая это явление почти отсутствует. У зайца-беляка происходит почти полная замена летнего (темного) волосяного покрова зимним (белым). Заяц-русак хотя и меняет свой летний мех, но не полностью.

Изучение распространения этих видов показывает, что наиболее обособлен ареал зайца-талая: он лежит в пределах полупустынь и пустынь Средней Азии и только в некоторых местах контактирует с ареалами двух других видов. Таким образом, это полупустынный среднеазиатский вид. У двух других видов ареалы в значительной мере налегают друг на друга, но в то же время каждый из них имеет свою специфику. Ареал зайца-русака в основной своей части тяготеет к степной зоне, в то время как заяц- беляк связан с зонами тайги и тундры. Весьма характерно, что в местах налегания ареалов каждый из них сохраняет свою видовую экологическую специфику. Заяц-беляк обычно держится внутри лесных массивов, в то время как заяц-русак предпочитает открытые равнины или лесные опушки и поляны.

Таким образом, перед нами три обособленные органические формы, изолированные друг от друга морфологически, генетически, физиологически и экологически, т. е. три самостоятельных вида. При этом, очевидно, что формирование данных видов происходило в различной среде: один из них возник в зоне полупустынь, другой - в степи, а третий - в лесной зоне.

Заслуга Дарвина заключается в доказательстве того, что виды животных и растений происходят одни из других, преемственно связаны между собой, что все современные виды животных и растений есть продукты длительного исторического развития. Эти основные положения Дарвина все современные биологи признают, разделяют, считают бесспорными.