Изменение видового разнообразия растений

Тема 2. Формирование биоразнообразия

Процесс формирования биоразнообразия может быть пред­ставлен взаимодействием микроэволюции (т. е. видообразова­ния) и макроэволюции (т. е. формирования системы таксонов надвидового ранга). В то же время формирование БРО тесно связано и с эволюцией живой клетки — переходом от прока­риотического к эукариотическому типу строения. Рост биораз­нообразия обусловлен также усложнением организмов — от од­ноклеточных к многоклеточным формам.

Видом называют совокупность особей, объединенных об­щностью происхождения, сходных по основным морфологи­ческим и функциональным признакам, кариотипу, поведен­ческим реакциям. Каждому виду присущи собственная терри­тория обитания (ареал) и экологическая ниша. Особи одного вида в природных условиях скрещиваются исключительно между собой (в научных или производственных целях иногда произ­водится и межвидовое скрещивание) и производят при этом плодовитое потомство — то есть вид обладает так называемой репродуктивной изоляцией.

Особям, образующим вид, присуща сформировавшаяся в ходе эволюции единая генетическая программа, реализующая­ся в процессе индивидуального развития от рождения до смер­ти (в онтогенезе).

Представления о видовом разнообразии опираются на принадлежность особей к группе, которая определяется соот­ветствием определенным критериям вида — цитогенетическо­му, морфологическому, физиолого-биохимическому, эколого­географическому, этологическому и др. Видовое и генетичес­кое разнообразие реализуются на видовом и популяционном уровнях организации живого вещества. Эти уровни отражают условия существования, распространения и жизнедеятельнос­ти растений, животных и микроорганизмов. В составе одного вида может быть от одной до многих десятков популяций, пред­ставители которых имеют различные места обитания и эколо­гические ниши. Виды представляют собой результат эволюции и характеризуются постоянно идущими процессами адаптации и сменяемости — это означает, что ныне существующие виды не похожи на те, что существовали в прошлом.

Вид может занимать как небольшую территорию, так и обширные пространства. Каждый вид обладает определенными популяционными различиями, и в репродуктивном цикле гено­фонд вида представлен генофондами отдельных популяций.

В отличие от таксонов надвидового ранга (родов, отрядов, семейств, классов, типов, царств), отражающих степень фило­генетического родства, вид является реально существующей биологической единицей. Особи одного вида, скрещиваясь меж­ду собой, обмениваются наследственным материалом, что ве­дет к перераспределению генов (аллелей) в каждом поколении и усилению генетического разнообразия.

Широко известно, что Чарльз Дарвин выделял три главных фактора эволюции — наследственность, изменчивость и естествен­ный отбор. Он считал, что наследственность и изменчивость по­зволяют фиксировать изменения организмов, происходящие в процессе взаимодействия с окружающей средой, трансформиро­вать и закреплять их в последующих поколениях. По Дарвину, именно свойство изменчивости определяет формирование раз­нообразия, причем в процессе естественного отбора сохраняются полезные признаки и элиминируются вредные.

Основной путь эволюционных преобразований Дарвин ви­дел в дивергенции — расхождении признаков живых организ­мов в сравнении с исходными формами, благодаря которому организмы получали возможность использования самых разных условий существования. По Дарвину, в результате дивергенции образуются «разновидности» — зачатки будущего вида:

Существует два главных способа возникновения новых видов:

1. Постепенное превращение во времени одного вида в другой — т. н. филетическое видообразование. Сюда же относят возможное превращение одних видов в другие в результате гиб­ридизации и в различной степени слияния видов. Оба варианта не связаны ни с развитием изолирующих механизмов, ни с увеличением числа видов.
2. Процесс видообразования, с помощью которого один вид-предок дает начало одному или нескольким видам, утра­чивая или сохраняя при этом свою самостоятельность (т. н. прин­цип «основателя»). Такой процесс сопровождается увеличени­ем числа видов (т. е. усилением биоразнообразия) и называет­ся истинным видообразованием.

1. Солбриг и Д. Солбриг (1982) так представляют возмож­ные пути происхождения видов:
2. Превращение видов (филетическое видообразование)

1. Аутогенная (внутренняя) трансформация генетического материала в результате мутаций, отбора и т. д.
2. Аллогенная трансформация (в результате интрогрессии от других видов).

1. Увеличение числа видов (истинное видообразование)

1. Внезапное видообразование, затрагивающее отдельные особи:

1. Постепенное видообразование, затрагивающее популя­ции:

1. разделение исходного генофонда на две и более изоли­рованные группы (изоляция);
2. независимая эволюция двух и более генофондов (диф­ференциация);
3. повторное слияние;
4. конкуренция между новыми генофондами.

• у панцирных рыб — в девоне (408 млн лет до н.э.);
• у хрящевых рыб — в карбоне (360 млн лет до н. э.);
• у насекомых — с позднего карбона до кайно­зоя (290—65 млн лет до н. э.);
• у костных рыб — в триасе и кайнозое (248— 20 млн лет до н. э.);
• у амфибий — с середины карбона до триаса

• у рептилий — с пермского до мелового пери­

• у млекопитающих и птиц — от кайнозоя (65 млн лет до н. э.)

Источник

64. Закономерности изменения таксономического разнообразия по важнейшим градиентам среды.

Видовое разнообразие сообщества подчиняется ряду закономерностей. Знакомство с ними позволяет оценить роль видового разнообразия в функционировании экосистем. 1)Любое сообщество состоит из большого числа редких видов и немногих видов с высокой численностью. Видовое разнообразие биотического сообщества зависит в основном от присутствия редких и случайных видов, представленных небольшим числом особей. 2)Более продуктивная среда способна обеспечить совместное существование большего числа видов. Существенное влияние на увеличение числа видов в сообществе оказывает продуктивность среды. В тех местообитаниях, где пищи мало, животные не могут игнорировать различные типы жертвы; там же, где ее много, они могут быть более прихотливыми и имеют возможность ограничить свой рацион только наилучшими пищевыми объектами. Следовательно, в более продуктивных местообитаниях, т.е. там, где «плотность пищи» высока, выбор шире и поэтому возможность для специализации больше, чем в менее продуктивных средах. Поскольку каждый вид использует только часть общего количества ресурсов, одинаковый диапазон доступных ресурсов в более продуктивной среде дает возможность существовать большему числу видов. 3)Наиболее богатые видами сообщества более устойчивы. Сложность организации экосистемы обусловлена количеством видов живых организмов, т.е. их разнообразием. Чем больше видов животных и растений в сообществе, тем сложнее и многообразнее связи между ними. Большое видовое разнообразие сообществ означает более длинные пищевые цепи, большее число контактов между особями, более активное взаимодействие между ними, такое как хищничество, паразитизм, симбиоз и др.4)Избирательное хищничество повышает видовое разнообразие. Большое влияние на видовое разнообразие сообщества оказывают связи между организмами, занимающими соседние звенья в пищевых цепях. Интенсивный выпас или активное хищничество существенно снижают видовое разнообразие травостоя или популяций жертв. В то же время умеренное хищничество часто снижает плотность видов-доминантов, давая тем самым возможность менее конкурентоспособным видам более полно использовать пространство и другие ресурсы, в результате чего видовое разнообразие в экосистеме возрастает.5)Под влиянием стресса, т.е. сильного неблагоприятного внешнего воздействия, в экосистеме уменьшается количество редких видов и возрастает численность видов, устойчивых к стрессу. В качестве стресса может выступать любое сильное нарушение среды, в том числе и ее загрязнение. В загрязненных экосистемах видовое разнообразие всегда ниже, чем в ненарушенных. Отсюда следует, что изменение уровня разнообразия видов в экосистеме может служить индикатором загрязнения среды.

65. Голарктическое флористическое царство. Восточно-азиатская область.

Голарктическое флористическое царство охватывает большую часть Евразии (в том числе всю территорию России), Северную Африку и Северную Америку – больше половины всей суши. Для него характерно обилие эндемичных родов и эндемичных семейств (30) с очень малыми ареалами. Многие ареалы разорваны из-за деятельности плейстоценовых ледников. Голарктическое царство подразделяют на подцарства: Бореальное (области Циркумбореальная, Восточноазиатская, Атлантическо-Североамериканская и область Скалистых гор), Древнесредиземноморское (области Макаронезийская, Средиземноморская, Сахаро-Аравийская, Ирано-Туранская), Мадреанское (Сонорское). Последнее охватывает большую часть Мексики и юго-запад США.

Восточноазиатская область включает большую часть Гималаев, части северо-восточных пограничных районов Индии, значительную часть континентального Китая, Приморье, значительную часть бассейна Амура, юго-восточное Забайкалье, восточную Монголию, Корею, Тайвань, Южные Курилы, южный Сахалин.

Флора восточноазиатской области весьма богата: включает 14 эндемичных семейств и более 300 эндемичных родов. Эндемичны из хвойных семейства гинкговых, цефалотаксовых; многие покрытосеменные. О древности флры свидетельствует, помимо обилия энедмиков, наличие весьма примитивных растений – магнолиевых, лютиковых и гамамелидовых. Эта область представляет собой один из главных центров развития высших растений Голакртики и Палеотрописа и гигантское убежище древних форм.

Источник

Немецкие учёные спрогнозировали влияние климатических изменений на растительный мир Земли

Крестовник узколистный (Senecio inaequidens), в естественных условиях произрастающий в горах Южной Африки, начиная с 1950 года быстро распространяется вдоль автомобильных и железных дорог Германии. Автор фото: В. Barthlott

Согласно результатам исследований научных сотрудников университетов Бонна, Геттингена и Йеле, климатические изменения будут способствовать появлению новых видов растений в более холодных широтах по всему миру. Эти виды могут составить сильную конкуренцию местным видам растений. В тропических широтах видовое разнообразие растений будет наоборот сокращаться.
По словам руководителя проекта доктора Яна Хеннинга Соммера (Jan Henning Sommer) из Боннского университета, последствия климатических изменений будут иметь далекоидущие трудно предсказуемые последствия для природных экосистем и человека. Поэтому учёные решили смоделировать влияние климатических изменений на видовое разнообразие растений в различных уголках Земли. Исследователи в ходе своих научных изысканий использовали 18 сценариев изменения климата до 2100 года.

Изменение видового разнообразия растений на Земле к 2100 году. На изображении представлено два возможных сценария: консервативного МГЭИК B1 (+1,8°C) и наиболее вероятного МГЭИК A1FI (4,0°C). На карте чётко видно уменьшение количества видов растений в тропических и экваториальных широтах (цвета от жёлтого к красному) и увеличение в умеренных и полярных широтах (цвета от жёлтого к зелёному). Источник изображения: uni-bonn.de

Наиболее сильно от последствий глобального потепления пострадают, в сторону снижения видового разнообразия, растительные сообщества Амазонской низменности.
Появление более южных видов растений в умеренных широтах будет делать растительный покров нашей планеты более единообразным (менее изменяющимся от широты), т.е. будет происходить, своего рода, “глобализация растительного мира”. Некоторые виды растений умеренных широт также продвинутся в субполярные и полярные широты. В очередной раз повторимся, что все эти процессы необходимо учитывать при организации охраняемых природных территорий.

Источник