ΤΜΗΜΑ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ

ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΥΛΗΣ Δρ. Κώστας Ποϊραζίδης, Δασολόγος ΤΜΗΜΑ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΧΕΙΜΕΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ 2009-2010

ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΥΛΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 2.2: Ορισμός είδους, Συστηματική, Οικολογία και Εξέλιξη, Φυσική επιλογή

ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΣ ΚΑΙ ΤΑΥΤΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΕΙΔΗ ΕΙΔΗ Στη βάση της αναπαραγωγικής συμπεριφοράς και γενικότερα στης εμφάνισης αλλά και άλλων χαρακτηριστικών, αρχικά οι βιολόγοι αναγνωρίζουν τα είδη ως ξεχωριστές οντότητες και έπειτα δίνουν σε αυτές τις οντότητες ξεχωριστά ονόματα (labels). Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι αυτά γίνονται μόνο όταν αναγνωριστούν σημαντικές διαφορές ανάμεσα σε οργανισμούς που ανήκουν σε διαφορετικά είδη.

ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΣ ΚΑΙ ΤΑΥΤΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΕΙΔΗ ΕΙΔΗ Το παράδειγμα των πουλιών Εύκολα είδη και ομάδες παρόμοιων πουλιών που ανήκουν στο ίδιο γένος.

ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΣ ΚΑΙ ΤΑΥΤΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΕΙΔΗ ΕΙΔΗ

ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΣ ΚΑΙ ΤΑΥΤΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΕΙΔΗ Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ

ΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑ: ΤΟ ΚΑΡΥΚΕΥΜΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ ΕΙΔΗ Scientific classification Επιστημονική ταξινόμηση Kingdom: Βασίλειο: Animalia Phylum: Ζωολογική διαίρεσις: Class: Κατηγορία: Order: Διάταξη: Chordata Mammalia Perissodactyla Περιττοδάκτυλων Family: Οικογένεια: Equidae Ιπποειδή Genus: Γένος: Species: Είδος: Equus E. caballus + asinus

ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΣ ΚΑΙ ΤΑΥΤΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΕΙΔΗ Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ ΑΣΚΗΣΗ: ΝΑ ΦΤΙΑΞΕΤΕ ΤΑ ΦΥΛΟΓΕΝΕΤΙΚΑ ΔΕΝΤΡΑ ΜΕΧΡΙ ΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΤΟΥ ΓΕΝΟΥΣ ΚΑΙ ΜΕ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΕΝΔΕΙΞΗ ΓΙΑ ΤΟΝ ΑΡΙΘΜΟ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΚΛΑΣΕΙΣ: ΠΟΥΛΙΑ (3 ΤΑΞΕΙΣ) ΚΑΙ ΘΗΛΑΣΤΙΚΑ (2 ΤΑΞΕΙΣ)

ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΣ ΚΑΙ ΤΑΥΤΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΕΙΔΗ Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ ΛΙΝΑΙΟΥ Ο πρώτος ταξινομιστής ήταν ο Σουηδός βιολόγος Κάρολος Λινναίος (Carolus Linnaeus) (1707-1778), ο οποίος περιέγραψε 9.000 είδη ζώων και φυτών στη 10 η έκδοση του βιβλίου του Systema Naturae (1758).

ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΣ ΚΑΙ ΤΑΥΤΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΕΙΔΗ Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ ΛΙΝΑΙΟΥ Πέρα από την ονοματολογία πολλών ειδών για πρώτη φορά, ο Λινναίος πρότεινε το σύστημα ταξινόμησης των ειδών και καθιέρωσε το διωνυμικό σύστημα ονοματολογία τους (π.χ. Κώστας Πόιρα).

ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΣ ΚΑΙ ΤΑΥΤΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΕΙΔΗ Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΟΥ ΛΙΝΑΙΟΥ

Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Από τότε, οι γνώσεις μας για τα είδη έχουν αυξηθεί πολύ και περίπου 1.5 εκατομμύρια είδη έχουνπροσδιοριστεί και ονοματιστεί. (3-5 εκατ έντομα υπολογίζονται ότι ζουν στον κόσμο)

Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ ΑΡΧΕΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ Δύο από τις καλά μελετημένες ομάδες είναι τα πουλιά και θηλαστικά που αριθμούν περίπου 9000 και 4000 είδη αντίστοιχα, αλλά η μεγαλύτερη και περισσότερο άγνωστη είναι η ομάδα των αρθροπόδων (κλάση εντόμων).

Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Υπάρχουν δύο κύριοι δρόμοι για την ανακάλυψη νέων ειδών. Ο πρώτος είναι η εξερεύνηση νέων περιοχών και η αναγνώριση νέων ειδών για την επιστήμη. Ο δεύτερος είναι η διαφοροποίηση από ήδη γνωστά είδη και η αναγωγή τους σε ανεξάρτητα είδη λόγω νέων γνώσεων για γενετικές ή άλλες διαφορές τους.

Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Για τα πουλιά και θηλαστικά η ανακάλυψη πια νέων ειδών είναι πολύ σπάνια και ο ρυθμός είναι ένα νέο είδος κάθε 20 χρόνια (ή 0,05 είδος ανά έτος). An undescribed species of honeyeater in New Guinea. Photo from Conservation International. Αντίθετα για τα έντομα, αράχνες, μήκυτες και νεματώδεις ο ρυθμός είναι 0.8, 1,8, 2,4 και 2,4 είδη ανά έτος αντίστοιχα.

Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ

Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Η ανθρώπινη πίεση στα οικοσυστήματα οδηγεί πολλά είδη σε εξαφάνιση και πολλές φυσικές βιοκοινότητες θα εξαφανιστούν χωρίς να έχουν καν περιγραφτεί ικανοποιητικά. Καθώς τα υπάρχοντα είδη εξαφανίζονται, και ακόμη και ολόκληρα οικοσυστήματα καταστρέφονται, χάνουμε για πάντα την ευκαιρία να τα μελετήσουμε.

Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ

Η ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ «Το να καταστρέφουμε τα είδη είναι σα να σκίζουμε σελίδες από ένα βιβλίο που δεν έχουμε διαβάσει, το οποίο είναι γραμμένο σε μια γλώσσα που μόλις και μετά βίας μπορούμε να καταλάβουμε» (Roston 1985).

ΑΡΧΕΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Πολλά βιβλία εκδίδονται αυτή τη στιγμή ενόψει των διακοσίων χρόνων από τη γέννηση του μεγάλου Βρετανού φυσιοδίφη Κάρολου Δαρβίνου (18091882) και των 150 χρόνων από τη συγγραφή του βιβλίου του «Η καταγωγή των ειδών».

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Η δαρβινική θεωρία της φυσικής επιλογής ήταν μια θεμελιώδης ενοποιητική θεωρία της ζωής. Αλλά η φυσική επιλογή δεν είναι συνώνυμη της εξέλιξης. Η εξέλιξη αναφέρεται σε αλλαγές κάθε είδους μέσα στο χρόνο, ενώ η φυσική επιλογή προσδιορίζει έναν συγκεκριμένο τρόπο - μηχανισμό με τον οποίο πραγματοποιούνται οι εν λόγω αλλαγές.

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Οι πρώτοι που πρότειναν αυτό το μηχανισμό το 1858 ήταν οι Charles Darwin και Alfred Wallace, ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλον.

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Οι πέντε βασικές αρχές που διέπουν τη θεωρία της εξέλιξης είναι οι εξής: α) Τα άτομα που συγκροτούν έναν πληθυσμό και προήλθαν από εγγενή αναπαραγωγή δεν είναι όμοια. Διαφέρουν έστω και λίγο ως προς το μέγεθος, τον ρυθμό αύξησης, την αντοχή τους στη θερμότητα κ.ο.κ.

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Οι πέντε βασικές αρχές που διέπουν τη θεωρία της εξέλιξης είναι οι εξής: β) Η παραλλακτικότητα των ατόμων σε κάποιο γνώρισμα (π.χ. μέγεθος σώματος) είναι σε κάποιο βαθμό κληρονομήσιμη. Αυτό συμβαίνει επειδή τα γνωρίσματα ενός ατόμου καθορίζονται εν μέρει από τη γενετική του σύσταση. Επειδή τα «τέκνα» παίρνουν τα γονίδια από τους γονείς τους τείνουν να ομοιάσουν περισσότερο με αυτούς.

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Οι πέντε βασικές αρχές που διέπουν τη θεωρία της εξέλιξης είναι οι εξής: γ) Σε ευνοϊκές συνθήκες κάθε πληθυσμός έχει υψηλό ρυθμό γεννητικότητας και χαμηλό θνησιμότητας και έχει τη δυνατότητα να «γεμίσει» με άτομα του όλη τη Γη. Σε φυσικές όμως συνθήκες, πολλά άτομα πεθαίνουν πριν να αναπαράγουν, ενώ από τα επιζώντα μέχρι την αναπαραγωγή τα περισσότερα, αν όχι όλα, αναπαράγουν λιγότερο από τον μέγιστο ρυθμό αναπαραγωγής.

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Οι πέντε βασικές αρχές που διέπουν τη θεωρία της εξέλιξης είναι οι εξής: δ) Τα άτομα του πληθυσμού δίνουν το καθένα διαφορετικό αριθμό απογόνων. Αυτό δεν αναφέρεται μόνο στον αριθμό των τέκνων. Αναφέρεται επίσης στην πιθανότητα των ατόμων να επιβιώσουν μέχρι την αναπαραγωγική ηλικία, στον αριθμό των τέκνων που γεννούν, στην επιβίωση και αναπαραγωγή των τέκνων, των «εγγονών» κ.ο.κ.

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Οι πέντε βασικές αρχές που διέπουν τη θεωρία της εξέλιξης είναι οι εξής: ε) Τελικώς, ο αριθμός των απογόνων, που δίνει ένα άτομο, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αλληλεπίδραση των γνωρισμάτων του ατόμου με το περιβάλλον του.

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Ένα άτομο μπορεί να επιβιώνει και να δίνει απογόνους σε κάποια περιβάλλοντα, να επιβιώνει χωρίς να αναπαράγει σε άλλα, ενώ σε κάποια η επιβίωση του είναι αδύνατη. Δηλαδή, κάποια περιβάλλοντα μπορούν να χαρακτηρισθούν ευνοϊκά και άλλα δυσμενή με την έννοια ότι κάποιοι οργανισμοί μπορούν να εναρομονισθούν σε αυτά ή δεν μπορούν.

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Εάν κάποια άτομα ενός πληθυσμού δίνουν περισσότερους απογόνους σε σύγκριση προς κάποια άλλα τότε τα γνωρίσματα του πληθυσμού μεταβάλλονται από γενεά σε γενεά. Στην περίπτωση αυτή λέμε ότι ο πληθυσμός εξελίσσεται διαμέσου της φυσικής επιλογής.

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Στην περίπτωση αυτή λέμε ότι ο πληθυσμός εξελίσσεται διαμέσου της φυσικής επιλογής.

ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ Ο ΔΑΡΒΙΝΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗΣ Η φυσική επιλογή αποτελεί τον πιο σημαντικό φορέα των εξελικτικών αλλαγών, για τον απλούστατο λόγο ότι έχει ως αποτέλεσμα την εναρμόνιση των οργανισμών με το περιβάλλον τους, ή αλλιώς τις προσαρμογές. Άλλοι πιθανοί εξελικτικοί μηχανισμοί εκτός της φυσικής επιλογής περιλαμβάνουν την κληρονόμηση των επίκτητων χαρακτηριστικών, τη γονιδιακή ροή και τη γενετική παρέκκλιση.