Подробное решение параграф § 12 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017
Вопрос. Рассмотрите рис. 36. По каким признакам одни виды изображённых растений и животных можно отличить от других?
Ответ. Одни виды изображённых растений и животных можно отличить от других по признакам, которые называют критериями: морфологический – комплекс признаков строения организма, генетический – определенный набор хромосом.
Вопрос 1. Что такое вид? Какие особенности вида отражены в его определении?
Ответ. Вид – это совокупность особей, обладающих морфологическим, физиолого-биохимическим, экологическим и генетическим сходством, населяющих в природе определённый ареал, способных скрещиваться друг с другом и давать при этом плодовитое потомство. В определении перечислены признаки вида, которые называют критериями.
Вопрос 2. Опишите каждый из критериев (признаков) вида. Объясните, почему, только используя всю совокупность критериев, можно достоверно отличить один вид от другого.
Ответ. Существует ряд критериев (признаков), по ко¬торым один вид отличается от других.
Морфологический критерий основывается на сходстве внешнего строения особей, принадлежащих к одному виду. Этот удобный и простой критерий широко применялся в прошлом и сейчас используется в качестве основного для определения вида. Морфологический критерий является необходимым, но недостаточным, так как в природе встречается внутривидовой полиморфизм, а также существуют виды-двойники.
Физиолого-биохимический критерий основывается на различиях у представителей разных видов физиологических процессов и биохимических структур – ферментов, пигментов и т. п. Этот критерий, так же как и морфологический, является недостаточным для определения вида. Существуют разные виды со сходными физиолого-биохимическими показателями, и, наоборот, есть примеры, когда у особей одного вида наблюдаются различия по этим показателям. Географический критерий основывается на определении территории, т. е. ареала (от лат. area – площадь, пространство), в пределах которого встречаются особи данного вида. Виды, широко распространённые по земному шару, называют космополитами, а встречающиеся локально – эндемиками.
Ареал вида – важнейший видовой признак, так как он непосредственно связан с историей возникновения вида в ходе эволюции. Однако считать этот критерий достаточным для определения видовой принадлежности также нельзя. Существуют виды с разорванными ареалами, например лещина обыкновенная. И наоборот, у близкородственных видов ареалы могут совпадать.
Экологический критерий определяется особенностями местообитания, способа питания и в совокупности характеризуется как экологическая ниша вида. Каждый вид занимает строго определённую экологическую нишу. Два вида в одной экологической нише длительно существовать не могут – один из них неизбежно будет вытеснен другим, более приспособленным. Вытесненный вид либо обретёт другую экологическую нишу, либо исчезнет. Однако использовать экологический критерий как единственный для определения вида нельзя. Подчас бывает трудно выявить экологическую нишу конкретного вида, и кроме того, существуют разные виды с похожими экологическими потребностями. Например, все усатые киты питаются планктоном.
Генетический критерий основывается на различиях в числе, размерах, форме хромосом, нуклеотидном составе ДНК у особей разных видов. Каждый вид имеет свой определённый видовой кариотип. Генетический критерий можно считать главным, но не универсальным, так как в результате мутаций он изменяется. Например, у одного вида растения могут существовать диплоидные и полиплоидные формы.
Таким образом, ни один критерий в отдельности не является достаточным основанием для определения вида – необходимо учитывать все критерии.
Вопрос 3. Перечислите основные внутривидовые группировки. Какая из них считается элементарной единицей эволюции? Ответ поясните.
Ответ. Каждый вид в природе имеет структуру, т. е. образует различные группировки. Виды со слабовыраженной структурой называют монотипическими. Примером монотипических видов служат виды – эндемики: байкальская нерпа, женьшень, утконос, большая панда и др.
Для большинства видов характерна сложная, многоуровневая структура, образованная группировками различного ранга. Такие виды называют политипическими и в них выделяют следующие внутривидовые группировки:
1. Подвиды – территориально разобщённые географические расы вида, приспособленные к определённому местообитанию и отличающиеся друг от друга по ряду признаков.
2. Экотипы – экологические расы вида, приспособленные к жизни в тех или иных условиях и обладающие рядом отличающихся признаков.
3. Популяции – совокупности особей одного вида, имеющих общий генофонд и свободно скрещивающихся друг с другом. Важнейшая особенность популяции – генотипическое сходство составляющих её особей, поддерживаемое скрещиванием. Популяции являются не только внутривидовыми группировками, они также считаются элементарными единицами эволюции.
Вопрос 4. Заяц-русак – вид исходно южный, степной, отличается от зайца-беляка – вида северного, лесного. В XIX в. северная граница ареала зайца-русака проходила южнее Тулы. Сейчас он обитает даже в Карелии и в Вологодской области. Что способствовало расширению ареала зайца-русака? Ответ обоснуйте.
Ответ. Быстрое продвижение русака на север, связано с интенсивным освоением и вырубкой лесов человеком. На месте лесов образовались открытые пространства – бурьянистые залежи, полей, выбитые пастбища и дороги, то есть создался комплекс необходимых условий для размножения, зимовки и сезонных передвижений русака, что повысило степень благоприятствования среды.
Следующий фактор – это сочетание сложившихся условий – постоянные попытки искусственного переселения зайца – русака (вполне возможно, что остались отдельные особи), заброшенные территории после бесконтрольной и бесхозяйственной вырубки лесов, лесных пожаров и общее потепление климата (повышение средних температур в период массового размножения зайца – русака).
Третий фактор – появление новых подвидов (за последнее время их насчитывают более 20).