Биологический и систематический виды

Экология видов, эйдэкология или спишесэкология изучает условия обитания и ареалы распространениявида как основной таксономической единицы биологии. Для вида характерны общность происхождения, сходство облика (фенотипа), единство экологических реакций на внешние воздействия. Мы, люди, — казахи, русские, чукчи, эфиопы, американские индейцы, полинезийцы и другие народы относимся к одному виду – Homo sapiens. Мужчины и женщины всех рас и национальностей женятся друг на друге и производят плодовитое потомство. Если же взять лошадь и осла, то это два разных вида. Разошлись они от общего предка около 800000 лет тому назад. За этот период у них накопилось около 0,8% генетической разницы. Это незначительное количество генетического несоответствия позволяет им производить потомство: конь+ослица = лошак, осел+кобыла = мул. Однако, лошак + лошачка = 0, мул + мулица = 0, то есть не дают потомства. Гибриды двух видов — лошадей и ослов — стерильны, не дают потомства. Эти генетические изменения происходят в наших половых клетках постоянно, как и у всех живых организмов на Земле, в том числе у млекопитающих, со скоростью около 1% в миллион лет. Наиболее близкий к человеку примат — шимпанзе генетически отличается от человека примерно на 2,7%. То есть, мы разошлись от общего предка около 2,7 миллионов лет назад, Кровь шимпанзе имеет те же четыре группы с теми же положительными и отрицательными резусами. Ее можно переливать человеку. Так же, как и пересаживать внутренние органы. Однако гибрида человека и обезьяны не получится — слишком большая генетическая разница – 2,7%. Поэтому, если, теоретически, взять любого молодого человека (юношу, девушку) находящегося в репродуктивном возрасте, заморозить и через полтора миллиона лет разморозить, то он окажется стерильными для потомков нынешних людей. Потомки людей при естественном развитии накопят за полтора миллиона лет 1,5% генетической разницы. Они потихонечку превратятся в другой вид. Скорость этих генетических изменений постоянна и называются она, эта скорость – молекулярными, генетическими или биологическими часами.

Если же мы возьмем собаку – Canis familiaris и волка — Canis lupus тут закономерности такие же. Вроде это как два вида — но систематические. Потому что всего лишь 12-13 тысяч лет назад из волчат человек начал отбирать наиболее послушных ему особей и к настоящему времени вывел более 450 пород собак — от крошечного чихуа-хуа, массой не более 2 кг, до гигантского сенбернара до метра высотой в холке, масса которого 70 кг и больше. Причем, все эти породы собак спокойно скрещиваются как между собой, так и с волком, и дают плодовитое потомство. Плодовитое потомство получается потому, что генетическая разница между волком и любой породой собак не более 0,012 – 0,013 %.

Такая же закономерность наблюдается с домашними свиньями и дикими кабанами, которых человек приручил около 5 тысяч лет назад. Разница между ними не более 0,005%.

То есть в данных случаях мы применяем к определению и называнию вида не биологический, а систематический подход. Разные биологические виды в естественных условиях не скрещиваются друг с другом, тогда как систематические виды могут скрещиваться.

Именно поэтому, биологи говорят о генетической определенности биологического вида. Именно поэтому ученые утверждают, что эти эволюционные изменения приводят к ежедневному вымиранию более 10 видов и ежедневному зарождению более 10 видов.

Наиболее показательны в отношении экологии вида медведи. Белый медведь живет только на севере, питается, в основном, мясной пищей, стройный и грациозный. Бурый медведь живет в лесах умеренной зоны, питается наряду с мясной пищей и растительной. Большая панда живет в теплых лесах Китая, питается в основном листьями бамбука и лишь иногда собирает птичьи яйца и насекомых.

Как было сказано выше, всего описанных и живущих в настоящее время видов организмов на Земле насчитывается более 2 миллионов. Поэтому можно написать такое же количество экологий. В том числе и экологию человека, и как было сказано выше, прикладной раздел «охрана окружающей человека среды». Если же взять дисциплину «экология волка», то прикладной раздел экологии волка может звучать как «охрана окружающей волка среды». При этом, в первую очередь, нужно было бы уничтожить человека, который охотится и уничтожает волка, так как волк наносит значительный ущерб хозяйствованию человека, нападая на домашний скот.

Окружающий нас живой мир состоит из организмов. Любой организм смертен и рано или поздно погибает, а жизнь продолжается и процветает, существуя на Земле уже около 4 млрд лет. Живые организмы постоянно воспроизводят себя в веренице поколений, что не свойственно телам неживой природы. Именно, способность к размножению позволяет видам существовать в природе очень долго, несколько миллионов лет, несмотря на то, что каждая особь живет ограниченное время. Способность к самовоспроизведению — главное свойство жизни.

Даже самый медленно размножающийся вид способен в короткое время произвести столько особей, что для них не хватит места на земном шаре. Всего за пять поколений, т.е. за один-полтора летних месяца, одна-единственная тля может оставить более 300 млн потомков. Взрослая самка трески способна стать родоначальницей такого стада рыб, которое через 10 лет насчитывало бы 800 млн особей с общей массой более 3 млн т. Через 100 лет ее потомкам не хватило бы океана.

Если дать видам возможность размножаться свободно, без ограничений, численность любого из них росла бы в геометрической прогрессии, и это несмотря на то, что одни производят за всю жизнь всего несколько яиц или детенышей, а другие — тысячи и даже миллионы зародышей, которые могут вырасти во взрослые организмы.

Рост в геометрической прогрессии выражается на графике особой кривой. В каждом поколении из одной клетки возникает две. Кривая увеличения численности с каждым поколением становится все круче и вскоре резко уходит вверх. Чем больше потомков оставляют после себя представители разных видов, тем круче изначальный подъем подобной кривой.

Фактически во всех живых организмах заложена способность размножаться беспредельно. Эта способность делает жизнь очень мощной силой на Земле. Огромная живая масса организмов поддерживает круговорот веществ на планете, создает горные породы, почвы, регулирует состав вод и атмосферы.

Однако постоянного и беспредельного роста численности отдельных видов в природе мы не наблюдаем. Ни один вид не в состоянии реализовать до конца ту безграничную способность к размножению, которой он обладает.

Главный ограничитель на пути к беспредельному размножению организмов — нехватка ресурсов, самых необходимых: для растений — минеральных солей, углекислого газа, воды, света; для животных — пищи, воды; для микроорганизмов — разнообразных потребляемых ими соединений. Запасы этих ресурсов не бесконечны, в разных частях планеты они имеют свои пределы, и этим сдерживается размножение видов.

В процессе размножения видов, в генах, происходит процесс редупликации ДНК, или расщепление одной двойной спирали ДНК и формирование двух спиралей. В процессе раскручивания двойной спирали ДНК и присоединении соответствующих 20 аминокислот в полипепдидной цепи иногда происходят ошибки — вместо одной аминокислоты присоединяется другая или же вместо одного нуклеотида присоединяется другой. Частота возникновения этих ошибок постоянна и соответственно постоянна их скорость. Эти ошибки присоединения называются генетическими мутациями. Эти генетические мутации, накапливаясь в процессе эволюции, приводят к видоизменению исходного организма и называются молекулярными или биологическими часами. Скорость накопления мутаций постоянна для всех живых организмов и составляет около 1,0% за миллион лет.