物种和物种形成
物种的概念
达尔文试图解释灿烂的多样性的生物的生活world-thousands最多多样化的种,从卑微的蠕虫到壮观的鸟类的天堂,从酵母菌和霉菌橡树和兰花。他的在《物种起源》通过自然选择(1859)是一个持续的参数显示多样性生物体及其特点可以解释为自然过程的结果。
物种都是逐渐改变由于自然选择的结果。环境在时间上不断变化,他们不同于地方。因此自然选择偏爱不同的特点在不同的情况下。的积累差异最终收益率不同的物种。
日常经验告诉我们,有各种不同的生物,也教导如何识别它们。每个人都知道,人属于人类物种和不同于猫和狗,进而相互不同。人与人之间存在差异,以及在猫和狗之间,但同一物种的个体更多类似的自己比其他物种的个体。
外部相似性识别个体的共同基础是同一物种的成员。然而,还有更多比外表的一个物种。斗牛犬,犬,金毛猎犬外貌截然不同,但他们都是狗,因为他们可以交配。人们也可以交配彼此,所以可以猫与其他猫,但是人们无法用狗或猫交配,这些也不能。很明显那,虽然物种通常被外观,有一些基本的、重要的生物学意义,相似的物种appearance-individuals能够彼此交配但不与其他物种的成员。这是表示在接下来的定义:物种杂交组自然种群繁殖孤立于其他组。(对于一个解释和讨论的这个概念,见下文生殖隔离。)
交配的能力是伟大的进化的重要性,因为它决定了物种进化单位是独立的。基因变化起源于单一的个人;他们可以通过自然选择的所有成员物种传播而不是个人的其他物种。个人共享一个共同的物种基因库这不是共享其他物种的个体。不同的物种有独立进化基因池,因为它们繁殖孤立。
虽然标准决定个人是否属于同一物种是清楚的,可能会有模棱两可在实践中有两个原因。一是缺乏知识也可能不是以确定生活在不同站点的人属于同一物种,因为它是不知道他们是否能自然交配。模棱两可的另一个原因是根植于自然进化是一个循序渐进的过程。两个地理上分开人群,一次是同一物种的成员后可能会分化成两个不同的物种。因为这个过程是渐进的,没有特定的点,可以认为两个种群已经成为两个不同的物种。
一个相关的情况属于生物生活在不同的时间。没有办法测试如果今天的人类交配与那些住在几千年前。似乎合理的生活的人,或者住猫,能够与人交配,或猫,就像那些生活早几代。但是祖先被一千或一百万代吗?现代人类的祖先生活在500000年前(大约20000代)被列为该物种直立人。没有确切的时间直立人成为智人,但它不会适当的分类远程人类祖先和现代人类在同一物种仅仅因为从一代一代的小变化。它是有用的区分两组通过不同物种的名字,就像给不同的名称是很有用的童年和成年即使没有一刻可以单独一个。生物学家区分物种的生物生活在不同时间的常识形态标准:如果两个生物体不同形式和结构相当于做两个人生活属于两个不同的物种,它们被归类在不同的物种和不同的名字。
物种上面给出的定义仅适用于生物能够交配。细菌和蓝藻(蓝绿藻),例如,不是性,而是由分裂繁殖。生物缺乏有性生殖分为不同种类根据标准如外部形态、化学和生理特性,遗传素质。
《物种起源》
生殖隔离
在性生物,个体能够交配属于同一个物种。生物体的生物属性防止杂交被称为生殖隔离机制(边缘)。橡树在不同的岛屿,小鱼在不同的河流,或者在不同的山脉松鼠不能交配,因为他们是分开的,不是因为他们在生理上不相容的。地理隔离,因此,不是边缘。
有两种大类的生殖隔离机制:是怪物,或者那些在受精之前生效,postzygotic,那些之后生效。是怪物钢圈防止的形成混合动力车成员之间通过生态、不同人群的时间,行为学的(行为),机械,和配子的隔离。Postzygotic钢圈减少混合动力车的可行性或生育或他们的后代。
生态隔离
人口可能占据相同的领土,但生活在不同的栖息地,所以不能满足。的按蚊maculipennis集团由六蚊子物种,其中一些参与的传播疟疾。虽然物种形态相差无几,他们是孤立的繁殖,部分原因是他们在不同繁殖栖息地。一些品种的水,其他淡水,还有一些在停滞不前的淡水。
时间隔离
人口可能配偶或花在不同季节或不同时间的一天。三个的热带兰花品种属石斛兰每一朵花一天;花儿开在黎明和傍晚枯萎。开花气象发生响应某些刺激,如突然的风暴在炎热的一天。相同的刺激作用于所有三个物种,但刺激之间的失误和开花是一个物种8天,在另一个9,10或11在第三。种间受精是不可能的,因为在一个物种的花朵开放的时候,其他物种的已经枯萎或尚未成熟。
一种特殊的时间隔离对密切相关的物种之间存在蝉年代,一个物种的每一对出现每13年,另每17年。一对两个物种的可能分布区重叠的(生活在同一个地区),但他们有机会形成杂交一次221年(或13×17)。
行为学的(行为)隔离
一个特定物种的雄性和雌性之间的性吸引可能是薄弱或缺乏。在大多数动物两种性别的物种,成员必须首先寻找彼此,在一起。复杂的求爱仪式之后,男性经常服用倡议和女性的反应。这反过来产生额外的行动男性和响应的女性,并最终有交配,或性交(或者,在某些水生生物,释放的性在水中受精的细胞)。这些复杂的仪式是特定于一个物种和物种识别的重要组成部分。如果search-courting-mating过程中的一系列事件呈现不和谐的两性的通过,那么整个过程将会中断。求爱和交配仪式都进行了广泛的分析在某些哺乳动物,鸟类,鱼类和数量昆虫物种(看到生殖行为)。
行为学的隔离往往是最强有力的RIM防止动物物种杂交。它甚至可以非常强大的密切相关的物种之一。醋苍蝇果蝇serrata,d . birchii,d .多米尼加裔有三个兄弟姐妹物种(即物种几乎无法分辨形态)是吗流行在澳大利亚和群岛新几内亚和新英国。在许多地区这三个物种占据相同的领土,但没有混合动力车在自然界中观察到。行为学的孤立的力量已经被放置在实验室测试组的女性和男性在各种组合了好几天。当苍蝇都相同的物种,但女性和男性组每个来自不同的地理起源,绝大多数的女性受精(通常90%或更多)。但是没有受精或很少(少于4%)发生在男性和女性不同的物种,无论是来自相同或不同的地理起源。
应该补充说,稀有的种间授精,确实发生在醋苍蝇产生混合成年个体在很少情况下,混合动力车总是无菌。这说明了一个普遍pattern-reproductive隔离物种之间是由连续几轮圈;如果一个分解,其他人仍然存在。除了行为隔离,失败的混合动力车生存和杂种不育性(见下文混合不能存活和杂种不育性)防止成功繁殖之间的三个成员果蝇物种之间以及许多其他动物物种。
物种识别在求爱期间涉及刺激可能是化学(嗅觉),视觉,听觉,或触觉。信息素年代特定的物质发挥重要作用在一个物种的成员之间的识别;他们一直化学识别在蚂蚁等昆虫,飞蛾,蝴蝶,和甲虫等脊椎动物和鱼类,爬行动物和哺乳动物。“歌曲”的鸟类、青蛙和昆虫(最后产生这些声音的振动或摩擦翅膀)是物种识别信号。某种形式的身体接触或接触发生在许多哺乳动物也在果蝇苍蝇和其他昆虫。