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Le critère principal de l'espèce. Critères de type. Critère écologique de l'espèce

Une espèce est l'une des principales formes d'organisation de la vie sur Terre (avec une cellule, un organisme et un écosystème) et la principale unité de classification. biodiversité. Mais en même temps, le terme « espèce » reste l’un des concepts biologiques les plus complexes et les plus ambigus.

Les problèmes associés au concept d’espèce biologique sont plus faciles à comprendre lorsqu’on les considère d’un point de vue historique.

Arrière-plan

Le terme « espèce » est utilisé depuis l’Antiquité pour désigner les noms d’objets biologiques. Au départ, ce n'était pas purement biologique : les types de canards (colvert, pilet, sarcelle) ne présentaient pas de différences fondamentales avec les types d'ustensiles de cuisine (poêle, casserole, etc.).

La signification biologique du terme « espèce » a été donnée par le naturaliste suédois Carl Linnaeus. Il a utilisé ce concept pour signifier propriété importante diversité biologique - sa discrétion (discontinuité ; du latin discretio - diviser). K. Linnaeus considérait les espèces comme des groupes d'organismes vivants objectivement existants, assez facilement distinguables les uns des autres. Il les considérait comme immuables, créés une fois pour toutes par Dieu.

Les espèces étaient alors identifiées sur la base de différences entre individus sur un nombre limité de caractéristiques externes. Cette méthode est appelée approche typologique. L'affectation d'un individu à une espèce particulière a été effectuée sur la base de la comparaison de ses caractéristiques avec les descriptions déjà faites. espèce connue. Si ses caractéristiques ne pouvaient être corrélées avec aucun des diagnostics d'espèces existants, alors ce spécimen (on l'appelait le spécimen type) était décrit le nouveau genre. Parfois, cela conduisait à des situations fortuites : les mâles et les femelles d’une même espèce étaient décrits comme des espèces différentes.

Avec le développement des idées évolutionnistes en biologie, un dilemme s'est posé : soit une espèce sans évolution, soit une évolution sans espèce. Les auteurs des théories évolutionnistes - Jean-Baptiste Lamarck et Charles Darwin ont nié la réalité des espèces. Charles Darwin, l’auteur de « L’origine des espèces au moyen de la sélection naturelle… », les considérait comme « des concepts artificiels inventés pour des raisons de commodité ».

À la fin du XIXe siècle, lorsque la diversité des oiseaux et des mammifères était étudiée de manière assez approfondie sur une vaste zone de la Terre, les défauts de l'approche typologique sont devenus évidents : il s'est avéré que des animaux de différents endroits parfois, bien que légèrement , mais diffèrent de manière fiable les uns des autres. Conformément à règles établies il fallait leur donner le statut d'espèce indépendante. Le nombre de nouvelles espèces a augmenté comme une avalanche. Parallèlement, le doute s’est renforcé : différentes populations d’animaux étroitement apparentés devraient-elles se voir attribuer le statut d’espèce uniquement sur la base du fait qu’elles sont légèrement différentes les unes des autres ?

Au XXe siècle, avec le développement de la génétique et de la théorie synthétique, une espèce a commencé à être considérée comme un groupe de populations possédant un pool génétique commun unique, possédant son propre « système de protection » pour l’intégrité de son pool génétique. Ainsi, l'approche typologique de l'identification des espèces a été remplacée par une approche évolutive : les espèces ne sont pas déterminées par la différence, mais par l'isolement. Les populations d'espèces morphologiquement distinctes les unes des autres, mais capables de se croiser librement entre elles, reçoivent le statut de sous-espèce. Ce système de vues constitue la base du concept biologique de l'espèce, qui a reçu une reconnaissance mondiale grâce aux mérites d'Ernst Mayr. Le changement dans les concepts d'espèces a « réconcilié » les idées d'isolement morphologique et de variabilité évolutive des espèces et a permis d'aborder la tâche de description de la diversité biologique avec une plus grande objectivité.

La vue et sa réalité. Charles Darwin, dans son livre « L'origine des espèces » et dans d'autres ouvrages, partait du fait de la variabilité des espèces, de la transformation d'une espèce en une autre. D’où son interprétation d’une espèce comme stable et en même temps évolutive dans le temps, conduisant d’abord à l’apparition de variétés, qu’il appelle « espèces émergentes ».

Voir– un ensemble de populations géographiquement et écologiquement proches, capables de se croiser entre elles dans des conditions naturelles, possédant des caractéristiques morphophysiologiques communes, biologiquement isolées des populations d’autres espèces.

Critères de type- ensemble certains signes, caractéristique d'une seule espèce (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biologie en tableaux. M., 2000)

Critères de type	Indicateurs de chaque critère
Morphologique	La similitude de la structure externe et interne des individus d'une même espèce ; caractéristiques des caractéristiques structurelles des représentants d'une espèce
Physiologique	La similitude de tous les processus vitaux, et surtout de la reproduction. Représentants différents types, en règle générale, ne se croisent pas ou leur progéniture est stérile
Biochimique	Spécificité d'espèce des protéines et acides nucléiques
Génétique	Chaque espèce est caractérisée par un ensemble spécifique et unique de chromosomes, leur structure et leur coloration différenciée.
Écologique-géographique	Habitat et habitat immédiat - niche écologique. Chaque espèce a sa propre niche d'habitat et sa propre aire de répartition

Il est également important qu’une espèce soit une unité universelle discrète (fragmentable) d’organisation de la vie. Une espèce est une étape qualitative de la nature vivante ; elle existe grâce aux relations intraspécifiques qui assurent sa vie, sa reproduction et son évolution.

La principale caractéristique d’une espèce est la stabilité relative de son pool génétique, soutenue par l’isolement reproductif d’individus d’autres espèces similaires. L'unité de l'espèce est maintenue par le libre croisement entre individus, ce qui se traduit par un flux constant de gènes dans la communauté intraspécifique. Par conséquent, chaque espèce existe de manière constante dans une région ou une autre depuis de nombreuses générations, et c’est là que sa réalité se manifeste. Dans le même temps, la structure génétique de l'espèce se reconstruit constamment sous l'influence de facteurs évolutifs (mutations, recombinaisons, sélection), et donc l'espèce s'avère hétérogène. Elle se décompose en populations, races, sous-espèces.

L'isolement génétique des espèces est obtenu par l'isolement géographique (les groupes apparentés sont séparés par la mer, le désert, la chaîne de montagnes) et écologique (différence dans les moments et les lieux de reproduction, l'habitat des animaux dans les différents niveaux de la biocénose). Dans les cas où des croisements interspécifiques se produisent, les hybrides sont soit affaiblis, soit stériles (par exemple, un hybride d'un âne et d'un cheval - un mulet), ce qui indique l'isolement qualitatif de l'espèce et sa réalité. Selon la définition de K. A. Timiryazev, « une espèce en tant que catégorie strictement définie, toujours égale et immuable, n'existe pas dans la nature. Mais en même temps, il faut admettre que les espèces, au moment où nous les observons, ont une existence réelle. »

Population. Au sein de l'aire de répartition de toute espèce, ses individus sont inégalement répartis, car dans la nature il n'existe pas de conditions identiques d'existence et de reproduction. Par exemple, les colonies de taupes ne se trouvent que dans des prairies séparées, les fourrés d'orties se trouvent dans les ravins et les fossés, les grenouilles d'un lac sont séparées d'un autre lac voisin, etc. La population d'une espèce est divisée en groupes naturels - populations. Ces distinctions n’éliminent cependant pas la possibilité de métissages entre individus occupant les zones frontalières. La densité de population de la population est soumise à des fluctuations importantes années différentes et différentes saisons de l'année. Une population est une forme d'existence d'une espèce dans des conditions environnementales spécifiques et une unité de son évolution.

Une population est un ensemble d'individus de la même espèce qui se croisent librement, existant depuis longtemps dans une certaine partie de l'aire de répartition au sein de l'espèce et relativement isolés des autres populations. Les individus d'une population présentent la plus grande similitude dans toutes les caractéristiques inhérentes à l'espèce, du fait que la possibilité de croisement au sein de la population est plus élevée qu'entre les individus de populations voisines et qu'ils subissent la même pression de sélection. Malgré cela, les populations sont génétiquement hétérogènes en raison de l’émergence continue d’une variabilité héréditaire.

La divergence darwinienne (divergence des caractères et propriétés des descendants par rapport aux formes originelles) ne peut se produire qu'à travers la divergence des populations. Cette position a été étayée pour la première fois en 1926 par S.S. Chetverikov, montrant que derrière l'apparente homogénéité externe, toute espèce possède une énorme réserve cachée de variabilité génétique sous la forme de nombreuses espèces différentes. gènes récessifs. Cette réserve génétique n'est pas la même selon les populations. C'est pourquoi une population est une unité élémentaire d'une espèce et une unité élémentaire évolutive.

Types d'espèces

Les espèces sont identifiées sur la base de deux principes (critères). Il s'agit d'un critère morphologique (révélant les différences entre espèces) et d'un critère d'isolement reproductif (évaluant le degré de leur isolement génétique). La procédure de description de nouvelles espèces est souvent associée à certaines difficultés liées à la fois à la correspondance ambiguë des critères d'espèce entre eux et au processus progressif et incomplet de spéciation. En fonction des difficultés rencontrées lors de l'identification des espèces et de la manière dont elles ont été résolues, on distingue ce qu'on appelle les « types d'espèces ».

Espèce monotypique. Souvent, aucune difficulté ne survient lors de la description de nouvelles espèces. Ces espèces ont généralement une aire de répartition vaste et ininterrompue sur laquelle la variabilité géographique est faible.

Espèce polytypique. Souvent, à partir de critères morphologiques, on distingue tout un groupe de formes étroitement apparentées, vivant généralement dans des zones très disséquées (en montagne ou sur les îles). Chacune de ces formes a sa propre gamme, généralement plutôt limitée. S'il existe un contact géographique entre les formes comparées, alors il est possible d'appliquer le critère d'isolement reproductif : si les hybrides n'apparaissent pas ou sont relativement rares, ces formes reçoivent le statut d'espèces indépendantes ; sinon, ils décrivent différentes sous-espèces de la même espèce. Une espèce qui comprend plusieurs sous-espèces est dite polytypique. Lorsque les formes analysées sont géographiquement isolées, l’appréciation de leur statut est assez subjective et se fait uniquement sur la base d’un critère morphologique : si les différences entre elles sont « significatives », alors nous avons des espèces différentes, sinon des sous-espèces. Il n'est pas toujours possible de déterminer sans ambiguïté le statut de chaque forme dans un groupe de formes étroitement liées. Parfois, un groupe de populations se retrouve enfermé dans un anneau qui entoure une chaîne de montagnes ou Terre. Dans ce cas, il se peut que les « bonnes » espèces (cohabitant et non hybrides) soient reliées les unes aux autres par une chaîne de sous-espèces.

Aspect polymorphe. Parfois, au sein d'une même population d'une espèce, il existe deux ou plusieurs formes - des groupes d'individus de couleur très différente, mais capables de se croiser librement. En règle générale, la base génétique du polymorphisme est simple : les différences entre les formes sont causées par l'action de différents allèles du même gène. Les manières dont ce phénomène se produit peuvent être très différentes.

Polymorphisme adaptatif de la mante religieuse

Polymorphisme hybridogène du traquet espagnol

La mante a des formes vertes et brunes. Le premier est peu visible sur les parties vertes des plantes, le second sur les branches d'arbres et l'herbe sèche. Dans des expériences de transplantation de mantes sur un fond qui ne correspond pas à leur couleur, il a été possible de montrer que dans ce cas un polymorphisme pouvait survenir et se maintient grâce à la sélection naturelle : la coloration verte et brune des mantes est une protection contre les prédateurs et permet à ces insectes moins rivaliser les uns avec les autres.

Les traquets espagnols mâles ont des formes à cou blanc et à gorge noire. La nature de la relation entre ces formes Différents composants L'aire de répartition suggère que la forme à cou noir s'est formée à la suite d'une hybridation avec une espèce étroitement apparentée, le traquet chauve.

Espèces jumelles- des espèces qui vivent ensemble et ne se croisent pas entre elles, mais diffèrent très peu morphologiquement. La difficulté de distinguer de telles espèces est associée à la difficulté d'isoler ou à l'inconvénient d'utiliser leurs caractères diagnostiques - après tout, les espèces jumelles elles-mêmes connaissent bien leur propre « taxonomie ». Le plus souvent, les espèces jumelles se retrouvent parmi les groupes d'animaux qui utilisent l'odorat pour trouver un partenaire sexuel (insectes, rongeurs) et moins souvent parmi ceux qui utilisent des signaux visuels et acoustiques (oiseaux).

Becs-croisés de l'épinette(Loxia curvirostra) et le pin(Loxia pytyopsittacus). Ces deux espèces de becs-croisés sont l’un des rares exemples d’espèces sœurs parmi les oiseaux. Vivre ensemble sur un grand espace couvrant Europe du Nord et dans la péninsule scandinave, ces espèces ne se croisent pas. Les différences morphologiques entre eux, insignifiantes et très peu fiables, s'expriment dans la taille du bec : chez le pin, il est un peu plus épais que chez l'épicéa.

"Demi-espèce". La spéciation est un long processus et on peut donc rencontrer des formes dont le statut ne peut être évalué objectivement. Ce ne sont pas encore des espèces indépendantes, puisqu'elles s'hybrident dans la nature, mais ce ne sont plus des sous-espèces, puisque les différences morphologiques entre elles sont très importantes. De telles formes sont appelées « cas limites », « espèces à problèmes » ou « semi-espèces ». Formellement, on leur attribue des noms latins binaires, comme les espèces « normales », et elles sont placées les unes à côté des autres dans des listes taxonomiques. Les « demi-espèces » ne sont pas si rares, et nous ne soupçonnons souvent pas nous-mêmes que les espèces qui nous entourent sont des exemples typiques de « cas limites ». En Asie centrale, le moineau domestique vit avec une autre espèce étroitement apparentée - le moineau à poitrine noire, dont il diffère bien par sa couleur. Il n’y a pas d’hybridation entre eux dans ce domaine. Leur statut systématique d’espèce indépendante ne ferait aucun doute s’il n’y avait pas eu une seconde zone de contact en Europe. L'Italie est habitée par une forme particulière de moineaux, née de l'hybridation du brownie et de l'Espagnol. De plus, en Espagne, où vivent également ensemble moineaux domestiques et moineaux espagnols, les hybrides sont rares.

Vertyanov S. Yu.

Il est généralement assez facile de distinguer les taxons supraspécifiques, mais une délimitation claire des espèces elles-mêmes se heurte à certaines difficultés. Certaines espèces occupent des habitats (zones) géographiquement séparés et ne se croisent donc pas, mais produisent une progéniture fertile dans des conditions artificielles. Linneevskoe courte définition espèces en tant que groupe d'individus qui se croisent librement et produisent une progéniture fertile, ne s'applique pas aux organismes qui se reproduisent de manière parthénogénétique ou asexuée (bactéries et animaux unicellulaires, de nombreux plantes supérieures), ainsi qu'aux formes disparues.

L’ensemble des caractères distinctifs d’une espèce est appelé son critère.

Le critère morphologique repose sur la similitude des individus d'une même espèce en termes d'un ensemble de caractéristiques de structure externe et interne. Le critère morphologique est l'un des principaux, mais dans certains cas, la similarité morphologique ne suffit pas. Le moustique du paludisme était auparavant appelé six espèces similaires non croisées, dont une seule est porteuse du paludisme. Il existe des espèces dites jumelles. Deux espèces de rats noirs, d'apparence pratiquement impossible à distinguer, vivent séparément et ne se croisent pas. Les mâles de nombreuses créatures, comme les oiseaux (bouvreuils, faisans), ressemblent peu aux femelles. Les anguilles filetées adultes mâles et femelles sont si différentes que les scientifiques les ont placées pendant un demi-siècle dans des genres différents, et parfois même dans des familles et des sous-ordres différents.

Critère physiologique-biochimique

Elle repose sur la similitude des processus vitaux d’individus d’une même espèce. Certaines espèces de rongeurs ont la capacité d’hiberner, d’autres non. De nombreuses espèces végétales étroitement apparentées diffèrent par leur capacité à synthétiser et à accumuler certaines substances. L'analyse biochimique permet de distinguer les espèces organismes unicellulaires qui ne se reproduisent pas sexuellement. Les bacilles charbonneux, par exemple, produisent des protéines que l’on ne trouve pas dans d’autres types de bactéries.

Les capacités du critère physiologique et biochimique ont des limites. Certaines protéines ont non seulement une spécificité d’espèce, mais également une spécificité individuelle. Il existe des caractéristiques biochimiques qui sont les mêmes chez les représentants non seulement d'espèces différentes, mais même d'ordres et de types. Les processus physiologiques peuvent se produire de la même manière chez différentes espèces. Ainsi, le taux métabolique de certains poissons arctiques est le même que celui d’autres espèces de poissons. mers du sud.

Critère génétique

Tous les individus d’une même espèce ont un caryotype similaire. Les individus de différentes espèces possèdent différents ensembles de chromosomes, ne peuvent pas se croiser et vivre ensemble. conditions naturelles séparément les uns des autres. Chez deux espèces sœurs de rats noirs différentes quantités chromosomes - 38 et 42. Les caryotypes des chimpanzés, des gorilles et des orangs-outans diffèrent par l'emplacement des gènes sur les chromosomes homologues. Les différences entre les caryotypes du bison et du bison, qui possèdent 60 chromosomes dans leur ensemble diploïde, sont similaires. Les différences dans l'appareil génétique de certaines espèces peuvent être encore plus subtiles et consister, par exemple, en différents modèles d'activation et de désactivation de gènes individuels. Le recours aux seuls critères génétiques s’avère parfois insuffisant. Un type de charançon combine des formes diploïdes, triploïdes et tétraploïdes, souris domestique possède également différents ensembles de chromosomes, et le gène de l'histone H1 de la protéine nucléaire humaine ne diffère du gène homologue du pois que par un seul nucléotide. Dans les génomes des plantes, des animaux et des humains, des séquences d’ADN si variables ont été découvertes qu’elles peuvent être utilisées pour distinguer les frères et sœurs chez l’homme.

Critère reproductif

(du latin reproduire reproduire) est basé sur la capacité des individus d’une espèce à produire une progéniture fertile. Un rôle important lors de la traversée est joué par le comportement des individus - rituel d'accouplement, sons spécifiques à l'espèce (chant des oiseaux, gazouillis des sauterelles). De par la nature de leur comportement, les individus reconnaissent le partenaire sexuel de leur espèce. Les individus d'espèces similaires peuvent ne pas se croiser en raison d'un comportement d'accouplement inadapté ou de sites de reproduction inadaptés. Ainsi, les femelles d'une espèce de grenouille frayent le long des rives des rivières et des lacs, et d'une autre - dans les flaques d'eau. Des espèces similaires ne peuvent pas se croiser en raison de différences saison des amours ou le moment de l'accouplement lorsque l'on vit dans des conditions climatiques différentes. Des périodes de floraison différentes pour les plantes empêchent la pollinisation croisée et servent de critère d'appartenance à différentes espèces.

Le critère reproductif est étroitement lié aux critères génétiques et physiologiques. La viabilité des gamètes dépend de la faisabilité de la conjugaison des chromosomes lors de la méiose, et donc de la similitude ou de la différence des caryotypes des individus croisés. Réduit considérablement la possibilité de franchir la différence au quotidien activité physiologique(quotidiennement ou image de nuit vie).

Utiliser uniquement le critère reproductif ne permet pas toujours de distinguer clairement les espèces. Il existe des espèces qui se distinguent clairement par des critères morphologiques, mais qui produisent une progéniture fertile lorsqu'elles sont croisées. Parmi les oiseaux, ce sont quelques espèces de canaris et de pinsons ; parmi les plantes, ce sont des variétés de saules et de peupliers. Représentant de l'ordre des artiodactyles, le bison vit dans les steppes et les steppes forestières. Amérique du Nord et jamais dans des conditions naturelles on rencontre le bison qui vit dans les forêts d'Europe. Dans un environnement zoologique, ces espèces produisent une progéniture fertile. C'est ainsi que fut restaurée la population de bisons d'Europe, pratiquement exterminée pendant les guerres mondiales. Les yaks et les grandes races se croisent et produisent une progéniture fertile. bétail, blanc et ours bruns, loups et chiens, zibelines et martres. Dans le règne végétal hybrides interspécifiques sont encore plus courants ; parmi les plantes, il existe même des hybrides intergénériques.

Critère écologique-géographique

La plupart des espèces occupent un certain territoire (zone) et niche écologique. La renoncule âcre pousse dans les prairies et les champs ; dans les endroits plus humides, une autre espèce est commune - la renoncule rampante ; le long des rives des rivières et des lacs - la renoncule piquante. Espèces similaires, vivant dans le même habitat, peuvent différer dans leurs niches écologiques - par exemple, s'ils se nourrissent d'aliments différents.

L'utilisation du critère écologique-géographique est limitée par un certain nombre de raisons. L'aire de répartition de l'espèce peut être discontinue. L'aire de répartition des espèces du lièvre variable comprend les îles d'Islande et d'Irlande, le nord de la Grande-Bretagne, les Alpes et le nord-ouest de l'Europe. Certaines espèces partagent la même aire de répartition, comme deux espèces de rats noirs. Il existe des organismes répandus presque partout - de nombreuses mauvaises herbes, un certain nombre d'insectes nuisibles et de rongeurs.

Le problème de la détermination d'une espèce se transforme parfois en un problème scientifique complexe et est résolu à l'aide d'un ensemble de critères. Ainsi, une espèce est un ensemble d'individus occupant une certaine zone et possédant un pool génétique unique qui garantit une similitude héréditaire de caractéristiques morphologiques, physiologiques, biochimiques et génétiques, qui se croisent dans des conditions naturelles et produisent une progéniture fertile.

Systèmes supraorganismes. Evolution du monde organique

Doctrine évolutionniste

Concepts de base:

espèce, critères d'espèce, population, systématique, classification, histoire des idées évolutionnistes, théorie synthétique de l'évolution, forces motrices de l'évolution, formes de sélection naturelle, vagues de population, dérive génétique, sélection artificielle, types de lutte pour l'existence, résultats de l'évolution, microévolution, spéciation, isolement, fitness, nature relative de la fitness, formes et directions de l'évolution, progrès et régression biologiques, macroévolution, aromorphose, idioadaptation, dégénérescence, preuves d'évolution

Sur Terre, il existe environ 2 millions d'espèces d'animaux, plus de 500 000 espèces de plantes, des centaines de milliers d'espèces de champignons et de micro-organismes. Une espèce est un ensemble d’organismes qui existent réellement dans la nature.

Voir – Il s'agit d'un ensemble d'individus de structure similaire, d'origine commune, qui se croisent librement et produisent une progéniture fertile. Tous les individus d'une même espèce ont le même caryotype - un ensemble de chromosomes d'une cellule somatique (2n), un comportement similaire, occupent un certain territoire - zone (du latin zone - zone, espace). Carl Linnaeus (XVIIe siècle) a introduit le concept d'« espèce ».

L'espèce est l'une des principales formes d'organisation des êtres vivants. Chaque type d'organisme vivant peut être décrit sur la base de la totalité traits caractéristiques, propriétés, appelées fonctionnalités. Les caractéristiques d'une espèce par lesquelles une espèce se distingue d'une autre sont appelées critères d'espèce.

Critères de type - ensemble traits caractéristiques, propriétés et caractéristiques par lesquelles une espèce diffère d’une autre. Les plus couramment utilisés sont six critères généraux d'espèce : morphologiques, physiologiques, génétiques, biochimiques, géographiques et environnementaux. De plus, aucun des critères n'est absolu : pour déterminer le type, la présence du nombre maximum de critères est nécessaire.

Critère morphologique- description des caractéristiques externes (morphologiques) et de la structure interne (anatomique) des individus faisant partie d'une certaine espèce. Par l'apparence, la taille et la couleur du plumage, on peut par exemple facilement distinguer un pic épeiche d'un pic vert, une mésange charbonnière d'une mésange huppée. Sur la base de l'apparence des pousses et des inflorescences, de la taille et de la disposition des feuilles, les types de trèfle peuvent être facilement distingués : des prés et rampants. Le critère morphologique est largement utilisé en taxonomie. Cependant, ce critère n’est pas suffisant pour distinguer des espèces présentant des similitudes morphologiques significatives. Par exemple, dans la nature, il existe des espèces jumelles qui ne présentent pas de différences morphologiques notables (les rats noirs ont deux espèces jumelles - avec un ensemble de chromosomes 38 et 42, et moustique du paludisme auparavant, six espèces similaires avaient été nommées, dont une seule propage le paludisme).

Critère physiologique réside dans la similitude des processus vitaux, principalement dans la possibilité de croisement entre individus d'une même espèce avec formation d'une progéniture fertile. L'isolement physiologique existe entre différentes espèces. Parallèlement, des croisements sont possibles entre certaines espèces d'organismes vivants ; dans ce cas, des hybrides fertiles peuvent se former (canaris, lièvres, peupliers, saules, etc.)

Critère géographique- chaque espèce occupe un certain territoire - aire de répartition. De nombreuses espèces occupent des habitats différents. Mais de nombreuses espèces ont des aires de répartition coïncidentes (qui se chevauchent) ou se chevauchent, certaines ont une aire de répartition brisée (par exemple, le tilleul pousse en Europe et se trouve dans le territoire de Kuznetsk Alatau et de Krasnoïarsk). En outre, certaines espèces n'ont pas de limites de répartition claires, ainsi que des espèces cosmopolites qui vivent sur de vastes zones terrestres ou océaniques. Certains habitants des plans d'eau intérieurs - rivières et lacs d'eau douce (lentilles d'eau, roseaux) sont des cosmopolites. Les cosmopolites se retrouvent parmi les mauvaises herbes, les animaux synanthropes (espèces qui vivent à proximité d'une personne ou de son habitation) - punaise de lit, cafard rouge, mouche domestique, mais aussi pissenlit, herbe des champs, bourse à berger, etc. Ainsi, le critère géographique, comme d'autres, est pas absolu.

Critère écologique repose sur le fait que chaque espèce ne peut exister que sous certaines conditions : chaque espèce occupe une certaine niche écologique. Par exemple, la renoncule âcre pousse dans les prairies des plaines inondables, la renoncule rampante pousse le long des berges des rivières et des fossés et la renoncule brûlante pousse dans les zones humides. Cependant, il existe des espèces qui ne répondent pas à des critères écologiques stricts ; un exemple est celui des espèces synanthropiques.

Critère génétique basé sur la différence entre les espèces par caryotypes, c'est-à-dire par le nombre, la forme et la taille des chromosomes. La grande majorité des espèces sont caractérisées par un caryotype strictement défini. Cependant, ce critère n'est pas universel. Par exemple, de nombreuses espèces différentes ont le même nombre de chromosomes et leur forme est similaire. Ainsi, de nombreuses espèces de la famille des légumineuses possèdent 22 chromosomes (2n = 22). Au sein d'une même espèce, il peut également y avoir des individus avec différents numéros chromosomes (résultat de mutations génomiques) : le saule bouc possède un nombre de chromosomes diploïdes (38) et tétraploïdes (76) ; dans le carassin argenté, il existe des populations avec un ensemble de chromosomes 100, 150 200, alors que le nombre normal est de 50. Ainsi, sur la base d'un critère génétique, il n'est pas toujours possible de déterminer si les individus appartiennent à une espèce spécifique.

Critère biochimique- c'est la composition et la structure certaines protéines, acides nucléiques et autres substances. Par exemple, la synthèse de certaines substances de haut poids moléculaire n'est inhérente qu'à certaines espèces: les alcaloïdes sont produits par des espèces végétales des familles des Solanacées et des Liliacées. Mais ce critère n'est pas largement utilisé - il demande beaucoup de travail et n'est pas toujours universel. Il existe une variabilité intraspécifique significative dans presque tous les paramètres biochimiques (la séquence d'acides aminés dans les molécules protéiques et les nucléotides dans les sections individuelles de l'ADN). Dans le même temps, de nombreuses caractéristiques biochimiques sont conservatrices : certaines se retrouvent chez tous les représentants de ce genre ou la classe.

Ainsi, aucun des critères pris séparément ne peut servir à déterminer l'espèce : pour déterminer l'espèce, il faut prendre en compte la totalité de tous les critères. En plus des caractéristiques répertoriées, les scientifiques identifient des critères historiques et éthologiques.

Caractéristiques des critères de type

Critères de type	Caractéristiques du critère
Morphologique	La similitude de la structure externe (morphologique) et interne (anatomique) des individus d'une même espèce.
Physiologique	La similitude de tous les processus vitaux et, surtout, de la reproduction. En règle générale, les représentants de différentes espèces ne se croisent pas et ne produisent pas de progéniture stérile.
Génétique	Caractéristique, unique uniquement cette espèce ensemble de chromosomes, leur structure, leur forme, leur taille. Les individus d’espèces différentes possédant des ensembles de chromosomes différents ne se croisent pas.
Biochimique	Capacité à former des protéines spécifiques à une espèce ; similarité de la composition chimique et des processus chimiques.
Écologique	L'adaptabilité des individus d'une espèce donnée à certaines conditions environnementales est une combinaison de facteurs environnementaux dans lesquels l'espèce existe.
Géographique	Une zone, un habitat et une répartition spécifiques dans la nature.
Historique	Origine et développement de l'espèce.
Éthologique	Certaines caractéristiques spécifiques à l'espèce dans le comportement des individus : différences dans les chants d'accouplement, dans le comportement d'accouplement.

Voir- un ensemble d'individus caractérisés par une origine commune, possédant une similitude héréditaire de caractéristiques morphologiques, physiologiques et biochimiques, se croisant librement et produisant une progéniture fertile, adaptée aux conditions de vie existantes et occupant un certain territoire - habitat. Toutes les espèces sont constituées de populations, c'est-à-dire qu'une population est l'unité structurelle d'une espèce.

Populations – Il s’agit de groupes d’organismes de la même espèce, relativement isolés les uns des autres, capables de se croiser librement et de produire une progéniture fertile.

Voir - un ensemble d'individus qui ont des caractéristiques morphophysiologiques communes et sont unis par la capacité de se croiser, formant un système de populations qui forment un espace commun.

Les populations se caractérisent par certaines propriétés :

1) nombre – le nombre total d’organismes dans la population ;

2) taux de natalité – taux de croissance démographique ;

3) mortalité – le taux de déclin de la population résultant de la mort d'individus ;

4) composition par âge – rapport du nombre d’individus d'âges différents(ratio des tranches d'âge) ;

5) sex-ratio - sur la base de la détermination génétique du sexe, le sex-ratio dans la population devrait être de 1:1, la violation de ce rapport entraîne une diminution de la taille de la population ;

6) dynamique de la population - influencée divers facteurs des fluctuations périodiques et non périodiques du nombre et de la taille de la zone sont possibles, ce qui peut affecter la nature des franchissements ;

7) densité de population - le nombre d'individus par unité d'espace occupé par la population.

Les populations n'existent pas de manière isolée : elles interagissent avec des populations d'autres espèces, formant des communautés biotiques.

En étudiant la nature, les scientifiques ont découvert et décrit des organismes jusqu'alors inconnus, en leur donnant des noms. Dans le même temps, il s'est souvent avéré que différents scientifiques appelaient différemment le même organisme. Plus les matériaux accumulés étaient nombreux, plus les difficultés apparaissaient dans l'utilisation des connaissances accumulées. Il était nécessaire de rassembler toute la diversité des organismes vivants dans un seul système. La branche de la biologie qui s'occupe de la description et de la classification des organismes s'appelle taxonomie .

Les premiers systèmes étaient artificiels, car ils étaient construits sur plusieurs fonctionnalités arbitrairement choisies. L'un des systèmes de classification des plantes et des animaux a été proposé par Carl Linnaeus (1707-1778). Le mérite du scientifique ne réside pas seulement dans la création du système, mais aussi dans le fait qu'il a introduit des noms doubles d'espèces : le premier mot est le nom du genre, le second est le nom de l'espèce, par exemple, Aurelia aurita - méduse à oreilles, Aurelia cyanea - méduse polaire. Ce système de dénomination existe encore aujourd'hui. Par la suite, le système du monde organique proposé par C. Linnaeus a été considérablement modifié. Au coeur classement moderne, lequel est naturel, réside le principe de la parenté des espèces avec les espèces vivantes et éteintes.

Ainsi, l'objectif du naturel classements– création d’un système unifié d’organismes vivants qui couvrirait toute la diversité des organismes vivants et refléterait l’origine et l’histoire de leur développement. Dans le système moderne, les organismes sont classés en groupes en fonction des liens qui les unissent par filiation. Les catégories systématiques, ou taxons, sont des noms de groupes d’organismes vivants partageant des caractéristiques similaires. Par exemple, la classe des Oiseaux est constituée de vertébrés hautement organisés dont le corps est couvert de plumes et dont les membres antérieurs sont transformés en ailes. Les plus grandes catégories systématiques d'organismes sont les empires (organismes précellulaires et cellulaires). Les empires sont divisés en royaumes.

Monde organique

Virus du Royaume

Procaryotes du Royaume Overking eucaryotes du Royaume Overkingdom

(non nucléaire) (nucléaire)

Bactéries du Royaume

Royaume des Plantes Royaume des Animaux Royaume des Champignons Les règnes animaux s'unissent les types, et dans les plantes - départements. Exemples de catégories systématiques :

Les systèmes dans lesquels des catégories supérieures incluent successivement des catégories inférieures et inférieures sont appelés hiérarchiques (du grec hieros - sacré, arche - pouvoir), c'est-à-dire des systèmes dont les niveaux sont soumis à certaines règles.

Une étape importante dans le développement de la biologie a été la période de formation de la systématisation, associée au nom Carla Linné(1707-1778). K. Linnaeus croyait que Vivre la nature créés par le Créateur, les types restent inchangés. Le scientifique a basé la classification sur des signes de similitude plutôt que sur la parenté entre les espèces. Malgré les erreurs commises par K. Linnaeus, sa contribution au développement de la science est énorme : il a rationalisé les idées sur la diversité de la flore et de la faune.

À la fin du XVIIIe siècle, des changements se sont produits dans les conceptions de l'origine de la vie : des idées sont apparues sur l'origine des organismes modernes issus d'ancêtres lointains.

L'idée d'évolution du monde organique s'exprime par Jean-Baptiste Lamarck(1744-1829). Les principales réalisations de Lamarck sont les suivantes :

Introduction du terme « biologie » ;

Amélioration de la classification déjà existante à cette époque ;

J'ai essayé de déterminer les causes du processus évolutif (selon Lamarck, la cause de l'évolution est le désir de s'améliorer - exercice et non-exercice des organes) ;

Il croyait que le processus de changement historique allait du simple au complexe ; les espèces changent en raison des conditions environnement externe;

Il a exprimé l'idée de l'origine humaine d'ancêtres simiesques.

Les positions erronées de Lamarck incluent :

L'idée d'un désir interne de s'améliorer ;

L'hypothèse de l'héritage des changements survenus sous l'influence de l'environnement extérieur.

Le mérite de Lamarck est d'avoir créé la première doctrine évolutionniste.

Au XIXe siècle, la science, l'industrie, Agriculture. Les succès de la science et de l’activité humaine pratique ont jeté les bases sur lesquelles s’est développée la théorie évolutionniste.

Quels sont les critères d’espèces ? Nommer et caractériser les principaux critères de l'espèce.

Les critères d'espèce sont des caractéristiques et des propriétés caractéristiques d'une espèce. Aucun des critères n'est absolu, mais leur complexité témoigne de la réalité de l'espèce.

Le critère morphologique d'une espèce détermine la similitude de la structure externe et interne. Cependant, la présence d’espèces ressemblantes (moustiques, pucerons…) complique parfois son utilisation. Dans le même temps, les individus d’une même espèce peuvent différer en apparence. Par exemple, certains animaux et oiseaux présentent un dimorphisme sexuel (les individus mâles et femelles sont différents).

Le critère physiologique d'une espèce caractérise la similitude des processus vitaux des individus d'une même espèce. Ce n’est pas non plus assez précis. La plupart des espèces ne se croisent pas dans des conditions naturelles ou leur progéniture est stérile, mais il existe des exceptions - un certain nombre d'espèces de canaris, de peupliers, etc.

Le critère biochimique d'une espèce repose sur la capacité à synthétiser des protéines spécifiques. Cela est dû à une séquence d’ADN unique.

Génétique - montre que les espèces diffèrent par le nombre et la structure des chromosomes.

Écologique - chaque espèce existe dans certaines conditions. Par exemple, la renoncule rampante dans les endroits humides et la renoncule caustique dans les prairies sèches.

Géographique - détermine l'habitat de l'espèce, son aire de répartition. Chaque espèce a une aire de répartition spécifique.

Quels sont les critères d’espèces ? Nommer et caractériser les principaux critères de l'espèce.

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Pour étudier la diversité de la vie, l’homme devait développer un système de classification des organismes pour les diviser en groupes. Comme vous le savez déjà, la plus petite unité structurelle de la taxonomie des organismes vivants est l'espèce.

Espèce - un ensemble historiquement établi d'individus qui sont similaires par leurs caractéristiques morphologiques, physiologiques et biochimiques, se croisent librement et produisent une progéniture fertile, adaptés à certaines conditions environnementales et occupent une place dans la nature territoire commun- zone.

Afin de classer les individus comme étant identiques ou différents, ils sont comparés les uns aux autres selon un certain nombre de caractéristiques - critères.

Critères de type

L'ensemble des caractères caractéristiques du même type, dans lesquels les individus d'une même espèce sont similaires et les individus d'espèces différentes diffèrent les uns des autres, est appelé critère d'espèce. En biologie moderne, on distingue les principaux critères suivants pour une espèce : morphologique, physiologique, biochimique, génétique, environnemental, géographique.

Critère morphologique reflète un ensemble de traits caractéristiques de la structure externe. Par exemple, les types de trèfle diffèrent par la couleur des inflorescences, la forme et la couleur des feuilles. Ce critère est relatif. Au sein d’une espèce, les individus peuvent différer considérablement dans leur structure. Ces différences dépendent du sexe ( dimorphisme sexuel), stade de développement, étape du cycle de reproduction, conditions environnementales, appartenance à des variétés ou des races.

Par exemple, chez le canard colvert, le mâle est de couleur vive et la femelle est brun foncé ; chez le cerf élaphe, les mâles ont des bois, mais pas les femelles. Le papillon blanc du chou a une chenille qui diffère de l'adulte signes extérieurs. Chez la fougère bouclier mâle, le sporophyte a des feuilles et des racines, et le gamétophyte est représenté par une plaque verte avec des rhizoïdes. Dans le même temps, certaines espèces présentent des caractéristiques morphologiques si similaires qu'elles sont appelées espèces jumelles. Par exemple, certains types moustiques du paludisme, les mouches des fruits et les grillons nord-américains ne diffèrent pas en apparence, mais ne se croisent pas.

Ainsi, sur la base d'un seul critère morphologique, il est impossible de juger si un individu appartient à une espèce particulière.

Critère physiologique- totalité traits caractéristiques processus vitaux (reproduction, digestion, excrétion, etc.). Un des signes importants est la capacité des individus à se croiser. Les individus d'espèces différentes ne peuvent pas se croiser en raison de l'incompatibilité des cellules germinales et de l'inadéquation des organes génitaux. Ce critère est relatif, puisque les individus d’une même espèce ne peuvent parfois pas se croiser. Chez les drosophiles, l'incapacité de s'accoupler peut être due à des différences dans la structure de l'appareil reproducteur. Cela conduit à une perturbation des processus de reproduction. A l’inverse, il existe des espèces connues dont les représentants peuvent se croiser. Par exemple, un cheval et un âne, représentants de certaines espèces de saules, peupliers, lièvres et canaris. Il s'ensuit que pour déterminer l'identité spécifique des individus, il ne suffit pas de les comparer uniquement selon des critères physiologiques.

Critère biochimique reflète la caractéristique composition chimique corps et métabolisme. C'est le critère le moins fiable. Il n’existe aucune substance ou réaction biochimique propre à une espèce particulière. Les individus d'une même espèce peuvent différer considérablement dans ces indicateurs. Alors que chez les individus d’espèces différentes, la synthèse des protéines et des acides nucléiques se déroule de la même manière. Un certain nombre de substances biologiquement actives jouent des rôles similaires dans le métabolisme de différentes espèces. Par exemple, la chlorophylle de toutes les plantes vertes participe à la photosynthèse. Cela signifie qu'il est également impossible de déterminer l'identité spécifique des individus sur la base d'un seul critère biochimique.

Critère génétique caractérisé par un certain ensemble de chromosomes, similaires en taille, forme et composition. C’est le critère le plus fiable, puisqu’il est un facteur d’isolement reproductif qui maintient l’intégrité génétique de l’espèce. Cependant, ce critère n'est pas absolu. Chez les individus d’une même espèce, le nombre, la taille, la forme et la composition des chromosomes peuvent différer en raison de mutations génomiques, chromosomiques et génétiques. Parallèlement, lors du croisement de certaines espèces, des hybrides interspécifiques fertiles et viables apparaissent parfois. Par exemple, un chien et un loup, un peuplier et un saule, un canari et un pinson, lorsqu'ils sont croisés, produisent une progéniture fertile. Ainsi, la similitude selon ce critère n'est pas non plus suffisante pour classer les individus comme une seule espèce.

Critère écologique est un ensemble de facteurs environnementaux caractéristiques nécessaires à l’existence d’une espèce. Chaque espèce peut vivre dans un environnement où conditions climatiques, les caractéristiques du sol, le relief et les sources de nourriture correspondent à ses limites de tolérance. Mais les organismes d’autres espèces peuvent aussi vivre dans les mêmes conditions environnementales. Le développement de nouvelles races animales et variétés végétales par l’homme a montré que les individus d’une même espèce (sauvages et domestiqués) peuvent vivre dans des conditions environnementales très différentes. Cela prouve le caractère relatif du critère environnemental. Par conséquent, il est nécessaire d’utiliser d’autres critères pour déterminer si les individus appartiennent à une espèce particulière.

Critère géographique caractérise la capacité des individus d'une espèce à habiter une certaine partie de la nature la surface de la terre(zone).

Par exemple, le mélèze de Sibérie est commun en Sibérie (Trans-Oural) et le mélèze de Dahurie est commun dans le territoire de Primorsky ( Extrême Orient), les chicoutés se trouvent dans la toundra et les myrtilles se trouvent dans la zone tempérée.

Ce critère indique que l'espèce est confinée à un habitat spécifique. Mais il existe des espèces qui n'ont pas de limites de répartition claires, mais qui vivent presque partout (lichens, bactéries). Chez certaines espèces, l'aire de répartition coïncide avec celle des humains. Ces types sont appelés synanthropique(mouche domestique, punaise de lit, souris domestique, rat gris). Différentes espèces peuvent avoir des habitats qui se chevauchent. Cela signifie que ce critère est relatif. Il ne peut pas être utilisé seul pour déterminer l’identité spécifique des individus.

Ainsi, aucun des critères décrits n’est absolu et universel. Par conséquent, pour déterminer si un individu appartient à une espèce donnée, tous ses critères doivent être pris en compte.

Gamme d'espèces. Le concept d’endémiques et de cosmopolites

Selon le critère géographique, chaque espèce dans la nature occupe un certain territoire - aire de répartition.

Zone(de lat. zone- superficie, espace) - partie de la surface terrestre à l'intérieur de laquelle les individus d'une espèce donnée sont répartis et subissent le cycle complet de leur développement.

La portée peut être solide ou intermittent, extensif ou limité. Espèces avec une large distribution à l'intérieur différents continents, sont appelés espèce cosmopolite(certains types de protistes, bactéries, champignons, lichens). Lorsque l’aire de répartition est très étroite et située dans une petite région, l’espèce qui l’habite est appelée endémique(du grec endémos- locale).

Par exemple, les kangourous, les échidnés et les ornithorynques ne vivent qu'en Australie. Le ginkgo ne pousse naturellement qu'en Chine, le rhododendron acuminé et le lis daurien - uniquement en Extrême-Orient.