Разнообразие вьюрковых птиц есть результат. Галапагосский вьюрок: происхождение видов

Результаты полногеномного секвенирования 120 вьюрков, населяющих Галапагосские острова, позволили выяснить, за счет чего форма клюва этих птиц адаптировалась к разным видам пищи.

У всех ученых-биологов есть любимые модельные системы: к примеру, молекулярные биологи исследуют активность генов с помощью люциферазы светлячка, потому что по ее свечению сразу видно, в каких клетках работает интересующий ученых генетический элемент. Нейробиологи изучают свойства крупных нервных клеток моллюсков, потому что с ними удобно работать, а генетики исследуют наследственность на мушках-дрозофилах, у которых удобно контролировать скрещивание и быстро сменяются поколения. Биологи, которые исследуют эволюцию, тоже обладают любимыми модельными системами, хотя их «рабочие установки» несколько более масштабны. Самая известная «лаборатория» исследователей эволюции - Галапагосские острова , населяемые несколькими видами вьюрков . Эти птицы очень похожи между собой во всем, кроме формы клюва. Еще Дарвин предположил, что эти виды произошли от одного предка, который когда-то заселил острова, а затем виды разделились, поскольку птицы приспосабливались к разным видам пищи - к семенам, насекомым или нектару (рис. 1). Дарвина поразило, что эти птицы, так похожие на обитателей американского континента, все же представляют собой отдельные виды, специфические именно для Галапагосских островов, и к тому же, по-видимому, адаптировавшиеся к разным нишам в новой среде обитания. Эти наблюдения развили в нем интерес к идее об изменении видов. Надо сказать, что Дарвину повезло с возможность попасть на острова, поскольку, как мы сейчас знаем, специализация в таких изолированных сообществах происходит быстрее, и Дарвину посчастливилось увидеть действительно выразительный пример, когда птицы разных видов были явно похожи, но их клювы «заточились» под определенный вид пищи.

Рисунок 1. Форма клюва Галапагосских вьюрков приспособлена к питанию определенной пищей.

С XIX века возможности исследователей эволюции существенно расширились - теперь они не ограниченны анализом внешних признаков. К изучению классической системы Галапагосских островов теперь можно подойти со всем арсеналом новых методов. В частности, можно определить генотипы большого количества вьюрков, и посмотреть, что отличает их на уровне ДНК. Сравнивая количество отличий в ДНК у представителей разных видов птиц, можно построить схему расхождения их видов и выяснить, соответсвует ли она нашим представлениям об приспособлении птиц к разным экологическим нишам островов.

Ранее такие деревья расхождения видов вьюрков уже строились, но тогда ученые ограничивались лишь скромным сравнением их митохондриальной ДНК или отдельных ядерных маркеров. Митохондриальная ДНК, во-первых, представляет собой лишь незначительную часть всей ДНК клетки, а во-вторых, не содержит в себе информации об изменениях, которые непосредственно повлияли на форму клюва. ДНК митохондрий содержит лишь часть информации о белках этих клеточных органелл, а все гены, которые отвечают за внешние признаки организма, находятся в ядре клетки. Если ДНК митохондрий пары видов на данный момент отличается сильнее, чем ДНК митохондрий другой пары видов, можно думать, что первая пара видов произошла от общего предка раньше, чем вторая, поскольку различия в ДНК видов, которые перестали скрещиваться, со временем накапливаются. Однако, конечно, хочется знать и конкретные гены, которые привели к разделению видов, а не просто случайные мутации, которые накопились в ДНК со временем. Поэтому на этот раз ученые проанализировали полные последовательности ДНК 120 птиц, представляющих все виды вьюрков Галапагосских островов . Они нашли все различия в ДНК, характерные для разных видов птиц, и среди отличающихся фрагментов нашли гены, которые могут влиять и на форму клюва. Так наконец мы подошли к самому механизму, который позволил потомкам одного вида птиц приспособиться к разным экологическим нишам островов и создать настоящее разнообразие.

В целом получившаяся таксономия оказалась сходной с ранее построенными, хотя по данным полных геномов оказалось, что один из видов, выделявшихся ранее, на самом деле нужно разделить на три (рис. 2). Полученные данные позволили восстановить некоторые подробности эволюционной истории вьюрков Галапагосских островов. По данным полных геномов птиц, первое разделение видов произошло 900 тыс. лет назад. Разделение на земляные и древесные виды началось 100–300 тыс. лет назад и было довольно быстрым. Между некоторыми видами обнаружился поток генов, то есть, скрещивания могли иногда происходить и после разделения видов. После разделения по средам обитания (земляные и древесные виды) поток генов между видами одной среды обитания был ожидаемым образом сильнее, чем между видами разных сред обитания.

Рисунок 2. Таксономия Галапагосских вьюрков на основании данных о полных последовательностях геномов.

Но самым интересным было найти конкретные гены, которые сделали птиц на островах более разнообразными. Для этого ученые сгруппировали полученные последовательности ДНК по формам клюва их носителей и нашли, какие области ДНК характерны для обладателей клювов разной формы. Всего было найдено 15 областей генома, последовательности которых были более сходными у птиц с одинаковой формой клюва, и различались сильнее у птиц с разными клювами. Из них 6 регионов содержало гены, имеющие отношение к развитию лицевого отдела черепа и/или клюва у млекопитающих или птиц. Все эти гены потенциально могли быть ответственными за адаптацию формы клюва птиц к типу употребляемой пищи. Сильнее всего соответствовал форме клюва достаточно протяженный регион ДНК птиц, содержавший, в том числе, ген транскрипционного фактора ALX1 . Этот белок играет ключевую роль в миграции нервных клеток нервного гребня в ходе развития головы зародыша птицы. Ген ALX1 - отличный кандидат на главную роль в изменении формы клюва вьюрков. Но с формой клюва у птиц была связана не только последовательность этого гена, но и последовательности участков ДНК в протяженной области вокруг него (целых 240 тысяч нуклеотидов). Такую последовательность расположенных рядом и, как правило, наследуемых вместе элементов хромосомы называют гаплотипом . Особи с определенной формой клюва, как правило, обладали двумя копиями определенного гаплотипа этого участка. Гаплотипы, соответствовавшие тупой и заостренной форме клюва, возникли вскоре после первого разделения вьюрков на виды, и с тех пор накопили целых 335 различий. Некоторые из них изменяют места связывания транскрипционных факторов, некоторые изменяют аминокислотную последовательность белка ALX1, а некоторые, по-видимому, никак не проявляют себя. Интересно, что варианты гаплотипа могли варьировать и в пределах одного вида - так, у Geospiza fortis , у представителей которого форма клюва может отличаться, нуклеотидные замены в гене ALX1 были многочисленными и также ассоциировались с формой клюва.

Интересно, что вьюрки менялись в последний миллион лет и продолжают меняться и буквально на наших глазах. В 1986 году на островах была засуха, которая повлияла на количества и виды доступной пищи. В результате заостренные клювы стали более «выгодными» и более распространенными, в том числе, благодаря межвидовой гибридизации птиц. Оказалось, что близкие по генетических признакам виды вьюрков могут скрещиваться между собой, а получившиеся гибриды могут давать плодовитое потомство от представителей любого из родительских видов. Исследователи изучили генотипы вида Geospiza fortis с большим разнообразием клювов и генотипы гибридов этого вида с другими видами (Geospiza scandens и Geospiza andfuliginosa ), обладающими заостренными клювами. У гибридов G. fortis с G. scandens и G. andfuliginosa доля гаплотипов ALX1 , соответствовавших заостренному клюву, была выше. Это подтверждает, что найденный биоинформатическими методами участок генома действительно имеет отношение к определению формы клюва у разных видов птиц. По-видимому, «заимствование» более выгодного гаплотипа у других видов сыграло значительную роль в распространении заостренных клювов, которое помогало птицам приспособиться к меняющимся условиям жизни в последние десятилетия. В общем, эволюция продолжается.

Непереводимая игра слов.

Литература

1. Как прочитать эволюцию по генам? ;
2. Lamichhaney S., Berglund J., Almén M.S., Maqbool K., Grabherr M., Martinez-Barrio A., Andersson L. (2015). Evolution of Darwin’s finches and their beaks revealed by genome sequencing . Nature doi: 10.1038/nature14181..

Считаются классическим примером быстрого видообразования в условиях островной изоляции. В конце XIX – начале XX века на острове Флореана обитало три вида древесных вьюрков: малый, средний и большой. Новое исследование биологов из Австралии, Швеции и США показало, что к настоящему времени большой древесный вьюрок полностью вымер на острове, а средний интенсивно гибридизуется с малым, что в итоге может привести к полному слиянию двух видов. Причиной вымирания и межвидовой гибридизации, скорее всего, является занесенная на остров в 1960-е годы паразитическая муха Philornis downsi , личинки которой поселяются в гнездах вьюрков и убивают птенцов. Крупные птицы страдают от паразита сильнее, чем мелкие, а межвидовые гибриды отличаются повышенной устойчивостью. В настоящее время крупные самки стараются выбирать себе мелких мужей (что и приводит к межвидовой гибридизации), а крупные самцы часто остаются бездетными. Гибридизация слабеет в сухие годы и усиливается в дождливые, что совпадает с колебаниями численности паразитической мухи.

Во второй половине XIX века ученые зарегистрировали на острове Флореана три вида древесных вьюрков : малый (Camarhynchus parvulus ), средний (C. pauper ) и большой (C. psittacula ). Средний вьюрок является эндемиком Флореаны (встречается только на этом острове), малый и большой живут также на других островах. В 1947 году орнитолог Дэвид Лэк, детально изучивший собранные в 1852–1906 годах музейные коллекции, пришел к выводу, что вид C. pauper (средний вьюрок) произошел от больших вьюрков C. psittacula , прилетевших на Флореану с острова Исабела и впоследствии измельчавших (рис. 1). Большие вьюрки с Флореаны - это мало изменившиеся потомки другой группы C. psittacula , попавшей сюда позднее с острова Санта-Крус (D. Lack, 1947. Darwin’s Finches). Самым массовым видом на Флореане был (и остается) малый вьюрок C. parvulus , второй по численности - средний, самым редким является большой вьюрок.

Но постепенно стали появляться сомнения. Знаменитые Питер и Розмари Грант (Peter and Rosemary Grant), изучающие дарвиновых вьюрков с 1973 года, пять раз посещали Флореану и ни разу не видели, а главное, не слышали большого вьюрка. Галапагосские вьюрки различаются по песням. Песня большого вьюрка была зарегистрирована на Флореане в 1962 году, но с тех пор таких данных не было. Поэтому Кляйндорфер и ее коллеги, вторично проводившие мониторинг древесных вьюрков на Флореане в 2010 году, решили более тщательно разобраться в ситуации. Результаты проведенного анализа опубликованы в мартовском номере журнала The American Naturalist .

Авторы сопоставили морфологические и генетические данные, собранные ими в 2005 и 2010 годах, с «историческими» данными - теми самыми музейными коллекциями, которые собирались с 1852 по 1906 год и были проанализированы Лэком в 1947 году. При помощи нескольких статистических методов и программ (см., например: mclust) они показали, что «исторические» данные действительно позволяют подразделить флореанских вьюрков на три четко обособленных кластера, которые соответствуют трем видам: малому, среднему и большому древесному вьюрку.

Морфологические данные по птицам, пойманным и окольцованным в 2005 и 2010 годах, тоже делятся на три кластера, хотя и менее четко. Но это уже другие кластеры! Птиц, сопоставимых по массе тела, размеру клюва и другим признакам с настоящими большими вьюрками C. psittacula , в материалах 2005 и 2010 годов в действительности не оказалось. Например, у «исторических» больших вьюрков с Флореаны среднее расстояние от ноздри до кончика клюва (один из главных признаков, по которым различаются виды дарвиновых вьюрков) составляло 9,9 мм, у средних - 9,0 мм, у малых - 7,4 мм. У птиц, пойманных в 2000-е годы, которых Кляйндорфер с соавторами поначалу приняли за больших вьюрков, средняя длина клюва составляет лишь 9,0 мм, у определенных как «средние» - 8,3 мм, у малых - 7,3 мм. Аналогичная картина получилась и по другим признакам.

У всех окольцованных в 2005 и 2010 годах вьюрков были взяты пробы крови для анализа ДНК. Генетические данные подтвердили вывод, который уже напрашивался на основе результатов морфологического анализа. Те птицы, которых авторы сначала определили как больших вьюрков C. psittacula , на самом деле оказались средними вьюрками C. pauper . Больших вьюрков в выборках 2000-х годов вообще не оказалось. Птицы, поначалу принятые за средних вьюрков C. pauper , оказались гибридами средних и малых вьюрков, и только малые вьюрки (C. parvulus ) действительно оказались теми, за кого их приняли.

Таким образом, за столетие, прошедшее со времен «исторических» сборов, один из трех видов флореанских древесных вьюрков вымер, а два оставшихся начали сливаться путем интенсивной межвидовой гибридизации. Судьба большого вьюрка, который был самым малочисленным из трех видов, пока неясна: либо он исчез, вовсе не оставив потомков, либо слился со средним. Зато авторам удалось обнаружить важные факты, проливающие свет на причины и характер гибридизации средних и малых вьюрков.

Анализ возрастного состава гибридных вьюрков показал, что гибридизация, по-видимому, усиливается в дождливые годы и слабеет в засушливые. В сухом 2005 году среди гибридов преобладали особи четырех- и пятилетнего возраста, родившиеся во время предыдущего Эль-Ниньо. В дождливом 2010 году преобладали молодые гибридные птицы.

Что касается самок малого древесного вьюрка, то их избирательность была одинакова в 2005 и 2010 году: они неизменно предпочитали чуть более мелких самцов. В семьях гибридов наблюдалось полное равенство: гибридные самки выбирали себе мужей такого же размера, как они сами.

Морфологические и генетические данные позволяют предположить, что гибридные птицы в дальнейшем скрещиваются преимущественно с малыми вьюрками. Таким образом, гены более редкого вида C. pauper (среднего вьюрка) постепенно вливаются в генофонд более многочисленного C. parvulus (малого вьюрка). Фактически, редкий вид постепенно «растворяется» в массовом. По мнению супругов Грант, изучавших аналогичные процессы у других видов вьюрков на других островах архипелага (эти данные рассматриваются в их только что вышедшей книге 40 Years of Evolution: Darwin"s Finches on Daphne Major Island), это может привести к полному слиянию двух видов уже через несколько десятилетий. И тогда на Флореане останется только один вид древесных вьюрков - C. parvulus , с генофондом, обогащенным примесью генов исчезнувшего среднего вьюрка.

Источники:
1) Sonia Kleindorfer, Jody A. O’Connor, Rachael Y. Dudaniec, Steven A. Myers, Jeremy Robertson, and Frank J. Sulloway. Species Collapse via Hybridization in Darwin’s Tree Finches // The American Naturalist . 2014. V. 183. P. 325–341.
2) Peter R. Grant and B. Rosemary Grant. Speciation undone // Nature . 2014. V. 507. P. 178–179.

Примеры близких видов, заметно отличающихся по общим размерам и по величине клюва, весьма обычны среди наземных птиц других океанических островов.

Так, на острове лорда Гоу, близ Австралии, встречаются два вида белоглазки, Zosterops, заметно отличающиеся по этим двум признакам; на соседнем острове Норфольк обитают три вида белоглазок - большая, средняя и малая (Мэтьюс, 1928; Штреземанн, 1931), напоминая три вида Geospiza Галапагосских островов. На острове Найтингель (группа Тристан да Кунья) встречаются два вида вьюрков Nesospiza, отличающихся главным образом по общим размерам и по величине клюва (Лоу, 1923). Два аналогичных примера обнаружены на острове Кауаи (Гавайский архипелаг), где встречаются большой и малый виды дрозда Phaeornis и цветочницы Chlorodrepatiis (Перкинс, 1903). Дальнейшие примеры приводятся в другой моей работе (Лэк, 1944а).

Подобные случаи нередки и среди континентальных птиц. В Европе большая и малая камышевки, Acrocephalus arundinaceus и A. scirpaceus, размножаются бок о бок в тростниковых зарослях, тогда как большой, средний и малый пестрые дятлы, Dryobates major, D. medius и D. minor, дают еще один пример трех видов, живущих совместно в одном и том же местообитании и отличающихся прежде всего по размерам. Два вида Oryzoborus Южной Америки отличаются друг от друга по размерам клюва почти столь же значительно, как большой и средний земляные вьюрки Галапагосских островов. Большой и малый виды тимелий, Garrulax pectoralis и G. moniliger, встречаются совместно по всей Бирме и Индо-Китаю (Майр, 1942). Подобные примеры можно найти не только среди певчих птиц, но и в других группах, как хищные птицы, поганки, чайки, крачки и многие другие.

Гекели (1942), приводящий много других примеров этого рода, является, по-видимому, единственным ученым, уже высказавшим мнение, что эти различия в размерах связаны прежде всего с различиями в пище. Он останавливается на двух британских соколах - небольшом дербнике, Falco columbarius, и более крупном сапсане, F. peregrinus; первый охотится главным образом за мелкими птицами, а второй - за крупными. Он мог бы, вероятно, добавить к ним третий вид - пустельгу, F. tinnunculus, - промежуточный по размерам между дербником и сапсаном и отличающийся по пище от них обоих; пустельга охотится главным образом за мелкими грызунами и отличается, кроме того, по способам охоты. Подобный же пример представляют три вида крачек, размножающихся в одних и тех же местах на восточном побережье Англии, - небольшая Sterna albifrons, средняя S. hirundo и крупная S. sanvidensis. Гекели приводит некоторые наблюдения Гаузе (1934) над колонией этих птиц на Черном море; данные Гаузе показывают, что эти птицы, питаясь в море и имея сходные способы питания, отличаются, однако, тем, что добывают себе пищу на различном расстоянии от берега, причем их пища, по всей вероятности, отличается по размерам, так что борьба между этими тремя видами отсутствует. В колониях крачек на Черном море встречается также и четвертый вид, Gelochelidoti nilotica, питающийся на суше наземными насекомыми.

Перкинс (1903) на острове Кауаи (Гавайский архипелаг) также обнаружил различия в способах добывания пищи между малым и большим видами дрозда, Phaeornis, и медососа, Chlorodrepanis. Гаген (1940) сообщает, что на острове Найтингель более крупный вид рода Nesospiza питается орехами на деревьях, тогда как более мелкий вид питается травянистыми растениями. В сельских местностях Англии встречаются два вида голубей, Colamba palumbus и С. oenas, и М. К. Колькгун сообщил мне, что, согласно данным Британского орнитологического треста, эти два вида питаются в общем различной пищей.

Особенно яркий пример представляют собой клесты, Loxia, северной Европы: L. leucoptera, имеющий небольшой клюв, кормится главным образом мягкими шишками лиственницы; обыкновенный, средних размеров L. curvirostra питается еловыми шишками, а толстоклювый Loxia pytyopsittacus - твердыми сосновыми шишками. Когда L. curvirostra берет сосновые шишки, он справляется с ними менее удачно, чем L. pytyopsittacus (Нитгаммер, 1937; Лэк, 1944).

Если бы мы имели больше сведений о питании птиц, число подобных примеров, вероятно, можно было бы значительно увеличить. Однако и приведенные примеры достаточно хорошо иллюстрируют высказанное в предыдущем разделе мнение о том, что, как правило, близкие виды, заметно отличающиеся по размерам клюва, склонны отличаться и по характеру пищи.

Значение того обстоятельства, что подобные случаи чаще всего наблюдаются среди видов, занимающих одно и то же местообитание, уже отмечалось.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

УЧЕНИЕ ОБ ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

1 . Эволюция — это: А — учение об изменении живых организмов Б — учение, объясняющее историческую смену форм живых организмов глобальными катастро-фами

В — необратимое и в известной мере направлен-ное историческое развитие живой природы

Г — раздел биологии, дающий описание всех существующих и вымерших организмов

2 . Движущей и направляющей силой эволюции яв-ляется:

А — дивергенция признаков Б — разнообразие условий среды

В — приспособленность к условиям среды Г — естественный отбор

3. Единицей эволюционного процесса является: А — особь Б — популяция В — мутация Г — вид

4 . Материалом для эволюционных процессов слу-жит:

А — генетическое разнообразие популяции Б — вид

В — благоприобретенные признаки Г — бесполезные или вредные признаки

5 . При стабилизирующем отборе признаки организ-мов не изменяются:

А — не меняются определяющие эти признаки гены

Б — не изменяются условия среды В — отбор сохраняет полезные и устраняет вредные в данных условиях признаки Г — сохраняются «живые ископаемые»

6. Приспособленность организмов носит относитель-ный характер, так как:

А — любая адаптация целесообразна только в определенных условиях

Б — ароморфозы далеко не сразу обеспечивают живым организмам победу в борьбе за сущест-вование В — борьба за существование может привести к изменению вида

Г — при резких изменениях условий группа вымирает

7. Примером ароморфоза может служить:

А — покровительственная окраска Б —половой процесс

В — уплощение тела придонных рыб Г — приспособление цветков к опылению

8 . Биологический прогресс характеризуется следующими чертами:

А — расширением ареала Б — уменьшением численности вида В — увеличением численности вида Г — образованием новых видов

9 . Результатом эволюции явились: А — искусственный и естественный отбор Г — наследственная изменчивость Б — приспособленность организмов к среде оби-тания В — многообразие видов

ОТВЕТЫ

Тест 1. Движущие силы эволюции Впишите необходимые термины.

1. Движущими силами эволюции являются: 1) наследственная изменчивость, 2) ...
3) ...

2. Избирательное выживание и преимущественное размножение наиболее приспособленных особей— ...

3. Исходным материалом для естественного отбора является...

4. Накопление благоприятных и уничтожение неблагоприятных изменений идет в результате...

…………………………………………………….

5. Результатом отбора является образование: а) ……………….…………………….. б) . ……………… ..………… .....................................

6. Форма естественного отбора, поддерживающая постоянство средней нормы — ...

7. Расхождение признаков в пределах вида, популяции в процессе естественного отбора — ...

8. Сближение признаков у разных групп организмов, обитающих в одинаковых условиях — ...

9. Относительно изолированная группа особей одного вида — ...

10. Повышение уровня организации организмов в ходе эволюции — ...

11. Возрастание приспособленности, увеличение численности, расширение ареала вида — ...

13. Снижение уровня приспособленности организмов к условиям обитания, уменьшение численности, сужение ареала — ...

17. Закон повторения в индивидуальном развитии краткого исторического развития зародышевых форм — ...

18. Образование нового вида путем освоения новых мест обитания в пределах одного ареала — ...

19. Органы, утратившие в ходе эволюции свое биологическое значение называют-ся...

21. Органы, возникающие в результате конвергенции, выполняющие одинаковые функции — ...

22. Частные приспособительные изменения, возникающие без изменения общего уров-ня организации — ...

23. Форма естественного отбора, поддерживающая крайние признаки популяции в из-
меняющихся условиях — ...

4. Снижение уровня приспособленности организмов к условиям обитания, уменьшение численности, сужение ареала — ...

5. Индивидуальное развитие организмов — ...

1. Историческое развитие организмов — ...

7. Закон повторения в индивидуальном развитии краткого исторического развития зародышевых форм — ...

8. Образование нового вида путем освоения новых мест обитания в пределах одного ареала — ...

9. Органы, утратившие в ходе эволюции свое биологическое значение называют-ся...

20. «Явление возврата к признакам предков — ...

10. Органы, возникающие в результате конвергенции, выполняющие одинаковые функции — ...

11. Частные приспособительные изменения, возникающие без изменения общего уров-ня организации — ...

12. Относительная целесообразность строения и функций организмов называется...

13. Форма естественного отбора, поддерживающая крайние признаки популяции в из-меняющихся условиях — ...

14. Сохранение популяции или вида за счет гибели более слабых происходит в результате...

Завершите предложения, впишите необходимые термины.

1. Движущими силами эволюции являются: ………
2. Выживание и преимущественное размножение наиболее приспособ-ленных особей— ...

3. Сложные, многообразные взаимоотношения между особями и окружающей средой...

4. Форма естественного отбора, поддерживающая постоянство средней нормы — ...

5. Расхождение признаков в пределах вида, популяции в процессе естественного отбора — ...

6. Сближение признаков у разных групп организмов, обитающих в одинаковых условиях — ...

7. Относительно изолированная группа особей одного вида — ...

8. Повышение уровня организации организмов в ходе эволюции — ...

9. Возрастание приспособленности, увеличение численности, расширение ареала вида — ...

Тест 3.

1. Ароморфозом у позвоночных животных является:

а) форма тела; б) два круга кровообращения; в) две пары конечностей.

2. Аналогичными органами у растений являются:

а) корень и корневище; б) лист и чашелистик; в) тычинки и пестик.

3. К внутривидовой борьбе за существование относится:

4. К дивергенции признаков у организмов - приводят:а) модификации; б) комбинации; в) мутации.

5. Аналогичными органами являются конечности:

а) крота и медведки; б) крота и утки; в) крота и собаки.

6. Идиоадаптациёй у растений является:

а) приспособление к опылению; б) размножение семенами; в) появление цветков.

7. Гомологичными органами у животных являются: -

а) крыло птицы и бабочки; б) лапы тигра и крота в) конечности таракана и лягушки.

8. Исчезновение динозавров связано с:

а) общей дегенерацией; б) биологическим прогрессом; в) биологическим регрессом.

9. Основной причиной борьбы за существование являются:

а) возможность беспредельного размножения; б) наследственная изменчивость; в) ограниченность территории и пищи.

10. Приспособительная окраска, позволяющая незащищенному организму походить на защищенную особь, называется: а) мимикрией; б) маскировкой; в) предупреждающей

11. Изоляция является важным фактором видообразования, так как она способствует:

а) сохранению генофонда вида; б) изменению генофонда популяций; в) расселению популяций.

12. Форма и окраска тела палочника является: а)мимикрией; б)предупреждающей; в) маскировкой.

13. Предупреждающую окраску имеет: а) божья коровка; б) стрекоза; в) бабочка-белянка.

14 Разнообразие вьюрковых птиц есть результат: а) дегенерации; б) ароморфоза; в) дивергенции.

а) дегенерации; б) ароморфоза; в) идиоадаптации.

16. Форма естественного отбора, приводящая к раскалыванию вида на две различные популяции называется: а) движущей; б) стабилизирующей; в) дизруптивной.

17. Угнетение культурных растений сорными связано с:

а) внутривидовой борьбой б) межвидовой борьбой; в) борьбой с условиями среды.

18. Конвергенция признаков наблюдается у:
а) мыши и зайца; б) акулы и кита; в) волка и лисицы.

19. Ароморфозом у растений является

а) появление плодов; б) видоизменение листа в колючки в) видоизменение побега,

Тест 1. Движущие силы эволюции Впишите необходимые термины.

10. Движущими силами эволюции являются: 1) наследственная изменчивость, 2) ...
3) ...

11.Избирательное выживание и преимущественное размножение наиболее приспособленных особей— ...

12.Исходным материалом для естественного отбора является...

13.Накопление благоприятных и уничтожение неблагоприятных изменений идет в
результате...

14.Результатом отбора является образование: а) ……………………….. б) ...

15.Форма естественного отбора, поддерживающая постоянство средней нормы — ...

16. Расхождение признаков в пределах вида, популяции в процессе естественного отбора — ...

17.Сближение признаков у разных групп организмов, обитающих в одинаковых условиях — ...

18.Относительно изолированная группа особей одного вида — ...

14. Повышение уровня организации организмов в ходе эволюции — ...

15. Возрастание приспособленности, увеличение численности, расширение ареала
вида — ...

17. Снижение уровня приспособленности организмов к условиям обитания, уменьшение численности, сужение ареала — ...

15. Индивидуальное развитие организмов — ...

20. Историческое развитие организмов — ...

20. «Явление возврата к признакам предков — ...

26. Форма естественного отбора, поддерживающая крайние признаки популяции в из-
меняющихся условиях — ...

18. Снижение уровня приспособленности организмов к условиям обитания, уменьшение численности, сужение ареала — ...

19. Индивидуальное развитие организмов — ...

1. Историческое развитие организмов — ...

21. Закон повторения в индивидуальном развитии краткого исторического развития зародышевых форм — ...

22. Образование нового вида путем освоения новых мест обитания в пределах одного ареала — ...

23. Органы, утратившие в ходе эволюции свое биологическое значение называют-ся...

20. «Явление возврата к признакам предков — ...

24. Органы, возникающие в результате конвергенции, выполняющие одинаковые функции — ...

25. Частные приспособительные изменения, возникающие без изменения общего уров-ня организации — ...

26. Относительная целесообразность строения и функций организмов называется...

27. Форма естественного отбора, поддерживающая крайние признаки популяции в из-меняющихся условиях — ...

28. Сохранение популяции или вида за счет гибели более слабых происходит в результате...

Никогда не являлись частью материка и возникли из недр земли, их флора и фауна уникальны. Большинство представителей являются эндемиками и более нигде на Земле не встречаются. К таковым относятся и разные виды галапагосских вьюрков. Впервые они были описаны Чарльзом Дарвином, открывшим их значение в теории эволюции.

Происхождение вида

Эндемичную группу небольших птиц некоторые ученые относят к семейству овсянковых, другие - к танагровым. Второе название - дарвиновы - они получили благодаря своему первооткрывателю. Молодой и амбициозный ученый был поражен природой островов. Он предположил, что абсолютно все вьюрки на Галапагосских островах имеют одного общего предка, попавшего сюда более 2 миллионов лет назад с ближайшего материка, то есть, вероятнее всего, из Южной Америки.

Все птицы имеют небольшие размеры, длина тела составляет в среднем 10-20 см. Основное отличие, которое подтолкнуло Ч. Дарвина к мысли о видообразовании - форма и размер клюва пернатых. Они сильно варьируются, и это позволяет каждому виду занимать свою отдельную Помимо того, существуют различия в окрасе оперения (черный и коричневый цвет преобладающие) и вокализации. Наблюдая за птицами, ученый предположил, что изначально на остров попал лишь один вид вьюрков. Именно он постепенно расселился по островам архипелага, приспосабливаясь к различным условиям среды обитания. Однако готовыми к жизни в суровых условиях оказались не все галапагосские вьюрки. Клювы - вот что стало главным критерием В борьбе за выживание преимущество было у тех видов, у которых они подходили для местной пищи. Одни особи получили разнообразие семян, другие - насекомых. В результате произошло расщепление исконного (предкового) вида на несколько других, причем каждый из них специализируется на конкретной кормовой базе.

В результате его исследований и открытий небольшой галапагосский вьюрок вошел в мировую историю биологии, а загадочные и далёкие острова стали лабораторией под открытым небом, которая идеально подходит для наблюдений за результатами эволюционных процессов.

Современный взгляд

Вдохновившие Ч. Дарвина на создание теории эволюции вьюрки активно помогли современной науке в ее подтверждении. По крайней мере, об этом говорят ученый из университета Принстона Питер Грант и его коллеги.

Своими исследованиями они подтверждают, что причина появления разных видов галапагосских вьюрков кроется в кормовой базе и борьбе за нее между различными популяциями. В своей работе они говорят о том, что за достаточно короткий срок с одной из разновидностей птиц произошли такие изменения. Размер клюва вьюрка поменялся в результате того, что на остров прибыли конкуренты, а пищи было ограниченное количество. На это ушло 22 года, что для эволюционных процессов практически равносильно мгновениям. У вьюрков клюв уменьшился в размерах, и они получили возможность уйти от конкуренции, перейдя на иную пищу.

Результаты более чем 33-летней работы были опубликованы в журнале Science. Они подтверждают важную роль конкуренции в процессе образования новых видов.

На островах гнездится большое количество вьюрков, и все они эндемики, но чаще всего встречаются три основных вида из группы земляных. Остановимся на них более подробно.

Большой кактусовый вьюрок

Небольшая певчая птица (фото выше) обитает на четырех островах архипелага и, как несложно догадаться из названия, ее жизнь тесно связана с кактусами. Этот галапагосский вьюрок используют их не только в качестве укрытия, но и в пищу (цветы и плоды). Клюв продолговатой формы, крепкий, он наилучшим образом приспособлен для добывания насекомых и семян. Окрас черный, с серыми пятнами у самок.

Средний земляной вьюрок

Остроклювый земляной вьюрок

У вида наблюдает самцы преимущественно черного оперения, а самки - серые с коричневыми пятнами.

Древесные вьюрки

Род состоит из шести видов, все они эндемики и обитают только на Галапагосских островах. Фауна и флора этого места крайне уязвимы и легко разрушаются, когда в них вмешиваются. Развивавшиеся изолированно от всего мира острова нуждаются в защите и охране. В частности, мангровый древесный вьюрок в настоящий момент находится под угрозой вымирания. Небольшие серые птицы с оливковой грудкой проживают только на одном острове - Исабела, численность популяции около 140 особей.

Интерес представляет то, как этот галапагосский вьюрок питается. Он предпочитает крупных личинок насекомых, достать которых из-под коры дерева порой бывает затруднительно, поэтому он использует специальный инструмент (палочки, веточки, травинки), которыми ловко копает внутри. Аналогично поступает еще одна птица из данного рода - дятловый древесный вьюрок (на фото), предпочитающий использовать в том числе колючки кактуса.