У сучасній біології живу матерію прийнято розглядати як ієрархічну структуру. Кожен рівень являє собою систему взаємопов'язаних елементів. При цьому окрема структурна одиниця одночасно є і сукупністю «деталей» нижчого порядку. Популяційно-видовий рівень організації життя - одна з таких сходинок в ієрархічній драбині організмів. Саме на ньому починають повною мірою проявлятися всі еволюційні зміни.
Ієрархічна модель
Живі системи прийнято об'єднувати в чотири групи:
- Молекулярно-генетичний рівень. На ньому розміщуються такі складові живих організмів, як ліпіди, вуглеводи, білки і нуклеїнові кислоти. Цей рівень ще не можна назвати живим, але макромолекули, його складові, створюють основу для наступного ступеня розвитку.
- Онтогенетичний рівень. Тут розміщуються клітини, органи, тканини і багатоклітинні організми, від гідри до людини. Саме на цьому рівні вперше виникає життя.
- Популяційно-видовий рівень. Викладу його особливостей присвячена ця стаття.
- Біогеоценотичний рівень. Включає спільноти організмів, біоценози та біосферу. Це рівень, на якому організація живої матерії досягає найбільшої складності.
Деякі особливості
Структури, що розміщуються на кожному з рівнів, є системними. Їм властиво складатися з деякого числа елементів, постійно взаємодіяти з навколишнім середовищем, керувати внутрішніми процесами за допомогою саморегуляції. Вони володіють кордоном, що визначає, де закінчується система і починається зовнішній світ. Популяційно-видовий рівень - це структура з аналогічними властивостями. Кордоном, що відокремлює його від навколишнього середовища, є не якась фізична структура, але складні взаємини окремих особин і генетичні фактори.
Популяційно-видовий рівень організації життя є найважливішим для розуміння еволюційних процесів. Саме на цьому етапі добре помітні всі основні механізми відбору. Головні елементи рівня - вид і популяція.
Критерії вибору
Видів живих істот на нашій планеті існує величезна безліч. Відмінності між ними визначаються за цілим набором характеристик. Всі вони являють собою різні варіанти схожості особин одного виду:
- Морфологічна ознака. Інакше кажучи, це схожість зовнішньої будови.
- Однаковість фізіологічних і біохімічних процесів. У особин одного виду подібним чином протікає обмін речовин, збігається молекулярний склад тканин і органів.
- Географічна ознака. Всі особини даного виду розміщуються в межах одного ареалу.
- Екологічна ознака. Організми, що належать до одного виду, схожим чином реагують на зміни умов проживання. Для нормального функціонування їм потрібен певний рівень температури, вологості, освітлення та інших параметрів.
- Генетична ознака. Для особливостей одного виду характерна однакова нуклеотидна послідовність ДНК. У них збігається число хромосом.
Відсутність головного
Будь-яка з цих ознак, взята окремо і виявлена у групи особин, не гарантує, що перед нами описуваний елемент, що становить популяційно-видовий рівень життя. Тільки всі параметри, взяті разом, дозволяють стверджувати, що розглянута група організмів становить єдине ціле. За морфологічною ознакою можуть бути схожі так звані види-двійники. Прикладом їх є аскариди, в цілому однакові по будові, але відрізняються середовищем проживання. Буває і так, що особини одного виду розрізняються зовні. Поширений приклад - неспівпадіння за забарвленням і розмірами самиць і самців деяких птахів або комах. Єдина територія проживання у відриві від інших показників також може призвести до помилкового віднесення особин до одного виду. Ареал часто буває розрізненим в силу деяких характеристик ландшафту. І навпаки, на одній території нерідко спільно проживають особини абсолютно різних видів.
Визначення
Подібні приклади можна знайти для будь-якого з перелічених параметрів. Елементи, що складають популяційно-видовий рівень організації життя, можна розрізнити, тільки використовуючи весь набір ознак. Найбільш суттєве значення має вільне схрещення особин і плодовите потомство. На основі цих ознак можна вивести визначення поняття. Вид - це сукупність особин, схожих за внутрішньою і зовнішньою будовою, а також протікання процесів життєдіяльності, що займають один ареал і здатних вільно схрещуватися один з одним, залишаючи здатне до розмноження потомство.
Підрозділи
Популяційно-видовий рівень, приклади якого зустрічаються на будь-якій території, є тією сходинкою ієрархії життя, де повною мірою розгортаються всі механізми природного відбору. Саме тут розташовується так звана одиниця еволюції. Це популяція, що являє собою одночасно і структурний елемент виду. Останній є, швидше, систематичною одиницею. У природі не можна виявити вигляд, не поділений на популяції.
У цього елемента, що входить в популяційно-видовий рівень, є кілька характеристик:
- всі особи належать одному виду;
- вони населяють відносно відокремлений ареал на території даного виду;
- особини вільно схрещуються і залишають плодовите потомство.
Показники
Поділ виду на популяції найчастіше відбувається в результаті географічної або біологічної ізоляції однієї групи особин від інших. У першому випадку їх розділяють гори, озера, річки чи інші природні перепони. У другому - в результаті кілька різноманітних потреб в умовах навколишнього середовища, відмінностей у поведінці або наявності мутацій зникає можливість схрещування особин різних груп.
Популяції мають набір таких показників, як чисельність, народжуваність, смертність і приріст. Перший являє собою сукупність всіх особин. Популяцію відрізняє здатність до саморегуляції своєї чисельності. Стримуючим фактором є опір середовища: в результаті збільшення кількості особин знижується кормова база на даній території, погіршуються інші умови. Відповіддю на це буде зниження чисельності - її відновлення до якогось середнього рівня.
Важливими показниками цього елемента, що входить в популяційно-видовий рівень організації живого, є народжуваність і смертність. Вони являють собою число з'явилися і померлих особин за певний період відповідно. Різниця між ними називається приростом. Він буває негативним і позитивним. У першому випадку чисельність популяції знижується, а в другому - збільшується.
Структура
Особи розглянутого елемента, що входить в популяційно-видовий рівень організації життя, розрізняються за статтю і віком. Ці показники лягли в основу виділення відповідних структур. Співвідношення чоловічих і жіночих особин, як правило, один до одного, проте внаслідок впливу зовнішніх факторів може виникати дисгармонія за цим параметром. Одночасна присутність в популяції особин різного віку сприяє більшій її пристосованості. При цьому збільшення числа «молодняка» дозволяє прогнозувати підвищення в майбутньому чисельності популяції.
Виділяють також поведінкову структуру, характерну виключно для тварин. Особи в популяції можуть бути одинаками або ж утворювати зграї, сім'ї та стада. Перші рано чи пізно шукають суспільства собі подібних, оскільки інакше неможливо розмноження. Зграя характеризується наявністю великого числа наслідувальних реакцій, чіткого внутрішнього порядку, розробленою системою сигналізації. У період розмноження, як правило, вона розпадається на пари. У сім'ї більш міцними стають взаємини потомства і батьків. Гарним прикладом цього типу поведінкової структури є левовий прайд, що складається з одного самця, декількох самок і їх дитинчат. Стадо - найбільш постійне об'єднання тварин. Воно характеризується наявністю суворої ієрархії на чолі з ватажком.
Одиниця еволюції
Як вже зазначалося, популяційно-видовий рівень організації - та сходинка в ієрархії живих систем, на якій повною мірою можна простежити еволюційний процес. Зміни починаються з популяції. Особи, її складові, володіють генофондом, тобто сукупністю спадкового матеріалу всіх організмів. Він характеризується здатністю до спрямованої зміни. Популяцію називають одиницею еволюції, оскільки окремий організм протягом життя не може змінюватися в силу фіксованості набору його генів.
Еволюційний матеріал
Зміна генофонду відбувається в результаті появи і накопичення мутацій. Вони з'являються досить рідко і можуть торкнутися будь-якої ознаки. Виділяють домінантні та рецесивні мутації. Перші, з'явившись, відразу ж проявляються. Особи з новою ознакою потім піддаються природному відбору. Якщо мутація корисна, то вона закріплюється. Поступово в популяції збільшується число особин з цією ознакою.
Рецесивні мутації, що зустрічаються в природі набагато частіше домінантних, спочатку неактивні. Вони накопичуються в генофонді протягом часто досить тривалого періоду. При досягненні певного рівня концентрації таких мутацій вони можуть проявитися у вигляді нової ознаки, і процес піде аналогічно описаному вище.
Також поява різних характеристик особин можлива на основі перемішування (комбінації) наявного в генофонді матеріалу в результаті вільного схрещування. При цьому кількість можливих варіацій буде тим більшою, чим значніша чисельність популяції.
Спрямована зміна
У відносно спокійних, тобто постійних, умовах в популяції співіснують особини з різним набором ознак. При цьому підтримується якийсь середній склад генів. У випадку, коли особи схильні до постійного впливу агресивних факторів зовнішнього середовища, виживати будуть лише найбільш пристосовані організми. Так працює природний відбір, який зорко «контролює» популяційно-видовий рівень. Приклади його впливу складають всю еволюцію тваринного світу. Подібні зміни генофонду є необхідною передумовою для всіх більш великих перетворень.
У природній ієрархії не можна виділити найважливіші і потрібні структури. Кожен вищий рівень розвитку неможливий без «напрацювань» попередніх. Однак новий щабель завжди якісно відрізняється від простої суми особливостей нижчих. Так, популяційно-видовий рівень організації живої матерії стає «полем діяльності» природного відбору, основного еволюційного процесу.
