سوال های تشریحی گفتار سوم فصل چهارم زیست شناسی دوازدهم

گفتار تغییر در گونه‌­ها

در حال آماده سازی برای طرح پرسش

قدردان شکیبایی شما هستیم!

پرسش‌های دو گزینه‌ای

▪️در هر جمله با انتخاب یکی از عبارات داخل پرانتز جمله درست را به دست آورید. 

الف)

پرسش‌های سطر به سطر

▪️جاهای خالی عبارات زیر را با کلمات مناسب کامل کنید. 

الف)

پرسش‌های توصیفی – تشریحی

▪️

پرسش‌های یادگیری موثر

▪️درست یا نادرست بودن جملات زیر را مشخص کنید. در جملات نادرست، عبارت‌های غلط را پیدا کرده و زیر آنها خط بکشید. 

الف)

پرسش‌های مقایسه‌ای

◾هر یک از موارد زیر معرف کدام ویژگی….. است؟ 

الف)

فعلاً پرسش‌های ساده زیر را داشته باشید. 

گفتار تغییر در گونه‌ها فصل تغییر در اطلاعات وراثتی

سوال‌های تشریحی با فونت و نگارش عالی و بر اساس کتاب‌های جدید به زودی منتشر خواهد شد.

1- کدام شواهد نشان می‌دهد گونه‌ها در طول زمان تغییر کرده‌اند؟

سنگواره‌ها، تشریح مقایسه‌ای و مطالعات مولکولی

2- بقایای یک جاندار یا آثاری از جانداری که در گذشته دور زندگی می کرده است، چیست؟

سنگواره

3- سنگواره معمولا حاوی کدام قسمت های بدن جانداران است؟

سنگواره معمولا حاوی قسمت های سخت بدن جانداران (مثل استخوان ها یا اسکلت خارجي) است.

4- آیا ممکن است کل یک جاندار سنگواره شده باشد؟ مثال بزنید.

گاهی ممکن است کل یک جاندار سنگواره شده باشد مثل ماموت های منجمد شده ای که همه قسمت های بدن آنها، حتی پوست و مو، حفظ شده اند یا حشراتی که در رزین های گیاهان به دام افتاده اند.

5- چه عواملی باعث شد کل ماموت و کل حشره سنگواره شود؟

انجماد در مورد ماموت ها و به دام افتادن حشرات در رزین گیاهان

6- کدام شاخه از زیست شناسی به مطالعه سنگواره ها می پردازد؟

دیرینه شناسی

7- کدام افراد به مطالعه سنگواره ها می پردازند؟

دیرینه شناسان

8- در گذشته کدام جانداران زندگی می کرده اند که امروز دیگر نیستند؟

دایناسورها

9- کدام جانداران امروز زندگی می کنند، اما در گذشته زندگی نمی کرده اند؟

گل لاله یا گربه

10- کدام گونه های جانداران از گذشته های دور تا زمان حال زندگی کرده اند؟

درخت گیسو

11- شواهد سنگواره ای نشان می دهند که درخت گیسو از چه زمانی تاکنون وجود داشته است؟

از ۱۷۰ میلیون سال پیش

12- کدام متخصصین قادرند عمر یک سنگواره را تعیین کنند؟

دیرینه شناسان

13- فسیل ها چه اطلاعاتی به ما می دهند؟

فسیل ها اطلاعات فراوانی به ما می دهند. نشلان می دهند در هر زمان، چه جاندارانی وجود داشته اند و در زمان های مختلف، زندگی به شکل های مختلفی جریان داشته است و نتیجه کلی شاهد تغییر گونه ها در گذر زمان می باشند.

14- دیرینه شناسان چگونه نشان می دهند که در هر زمان، چه جاندارانی وجود داشته اند؟

با تعیین عمر یک سنگواره

15- در تشریح مقایسه ای اجزای پیکر کدام جانداران با یکدیگر مقایسه می شود؟

جانداران گونه های مختلف

16- اندام هایی را که طرح ساختاری آنها یکسان است با اینکه کار متفاوتی دارند، چه می نامند؟

اندام ها یا ساختارهای همتا

17- اندام حرکت جلویی در مهره داران مختلف را در تشریح مقایسه ای چه می نامند؟ چرا؟

اندام ها یا ساختارهای همتا. زیرا اندام هایی هستند که طرح ساختاری آنها یکسان است با اینکه کار متفاوتی دارند.

18- نمونه ای از اندام های همتا چیست؟

دست انسان، بال پرنده، باله دلفین و دست گربه مثال هایی از اندام های همتا هستند.

19- علت وجود ساختارهای همتا در گونه های متفاوت چیست؟

زیست شناسان بر این باورند که این گونه ها، نیای مشترکی دارند یعنی اینکه در گذشته از گونه مشترکی مشتق شده اند. به همین علت این شباهت ها میان آنها دیده می شود.

20- علت شباهت های ساختاری در تشریح مقایسه ای جانداران مختلف چیست؟

نشان می دهد که این گونه ها در گذشته از گونه مشترکی مشتق شده اند و به عبارت دیگر نیای مشترگ دارند و گونه های خویشاوند می­باشند.

21- گونه هایی را که نیای مشترکی دارند چه می نامند؟

گونه های خویشاوند

22- از خویشاوندی موجودات به چه منظوری استفاده می شود؟

در رده بندی

23- چرا دلفین و شیر کوهی در یک گروه (رده) قرار می گیرند؟

به دلیل خویشاوندی نزدیک به یکدیگر

24- دلفین خویشاوند شیر کوهی است یا کوسه؟

هر دو ولی دلفین با شیر کوهی خویشاوندی نزدیک تری دارد تا با کوسه. بنابراین دلفین و شیر کوهی در یک گروه قرار می گیرند.

25- زیست شناسان از کدام ساختارها برای رده بندی جانداران استفاده می کنند؟

ساختارهای همتا

26- زیست شناسان بر چه اساسی جانداران را در یک گروه قرار می دهند؟

با استفاده از ساختارهای همتا و تعیین جانداران خویشاوند

27- ساختارهایی را که کار یکسان اما طرح متفاوت دارند، چه می نامند؟

ساختارهای آنالوگ

28- در تشریح  مقایسه ای بال کبوتر و بال پروانه نسبت به یکدیگر چه ساختارهایی می باشند؟ چرا؟

بال کبوتر و بال پروانه آنالوگ اند چون هر دو برای پرواز کردن اند (کار یکسان) اما ساختارهای متفاوتی دارند.

29- کدام ساختارها نشان می دهند که برای پاسخ به یک نیاز، جانداران به روش های مختلفی سازش پیدا کرده اند؟

ساختارهای آنالوگ

30- ساختارهای آنالوگ نشان دهنده چه موضوعی می باشند؟

این ساختارها نشان می دهند که برای پاسخ به یک نیاز، جانداران به روش های مختلفی سازش پیدا کرده اند.

31- تشریح مقایسه ای آشکار کننده چه موضوعاتی است؟

تشریح مقایسه ای علاوه بر آشکار کردن خویشاوندی گونه ها. اطلاعات دیگری را نیز فراهم می کند. روش های مختلف سازش جانداران در پاسخ به نیاز مشترک و سرانجام شاهدی بر تغییر گونه هاست.

32- وقتی گونه های مختلف را مقایسه می کنیم، گاهی به ساختارهایی برمی خوریم که در یک عده بسیار کارآمد هستند اما در عده دیگر، کوچک یا ساده شده و حتی ممکن است فاقد کار خاصی باشند. این ساختارهای کوچک، ساده یا ضعیف شده را چه می­نامیم؟

ساختارهای وستيجيال (به معنی ردپا)

33- مار پیتون با اینکه پا ندارد اما بقایای پا در لگن آن به صورت چه ساختاری موجود است؟

ساختار وستيجيال

34- ساختارهای وستیجیال از کدام موضوع زیستی حکایت می کنند؟

حاکی از وجود رابطه ای میان جانور دارای این اندام با دیگر جانداران است یعنی ردپایی از تغییر گونه هاست.

35- نمونه ای از ساختار وستیجیال در مار پیتون چیست؟

بقایای پا در لگن آن به صورت وستیجيال موجود است.

36- کدام ساختارها ردپای تغییر گونه ها، هستند؟

ساختارهای وستیجيال

37- مارها از تغییر یافتن کدام جانوران پدید آمده اند؟ کدام شاهد حاکی از وجود چنین رابطه ای است؟

سوسمارها- ساختار وستیجیال(بقایای پا در لگن مار)

38- مقایسه مولکولی گونه ها در چه ترازی انجام می شود؟

تراز ژنگان

39- در ژنگان شناسی مقایسه ای چه اطلاعاتی به دست می آید؟

از این مقایسه، اطلاعات ارزشمندی به دست می آید. مثلاً اینکه کدام ژن ها در بین گونه ها مشترک اند و کدام ژن ها ویژگی های خاص یک گونه را باعث می شوند. هم چنین، زیست شناسان از مقایسه بین دنای جانداران مختلف برای تشخیص خویشاوندی آنها استفاده می کنند. هر چه دنای دو جاندار شباهت بیشتری داشته باشد. خویشاوندی نزدیک تری دارند. هم چنین می توانند به تاریخچه تغییر آنها پی ببرند.

40- زیست شناسان چگونه از مقایسه بین دنای جانداران مختلف برای تشخیص خویشاوندی آنها استفاده می کنند؟

هر چه دنای دو جاندار شباهت بیشتری داشته باشد. خویشاوندی نزدیک تری دارند.

41- الف) توالی هایی از دنا را که در بین گونه های مختلف دیده می شوند چه نامیده می شوند؟

توالی های حفظ شده

ب) توالی دنای دو گونه فرضی A و B به صورت AGCGCTT و AGCACAA است. توالی دنای نیای مشترک این دو گونه به چه صورت است؟

AGCACTT

42-  ارنست مایر برای کدام اصطلاح زیستی تعریف ارائه کرده است؟

برای گونه

43- تعریفی که ارنست مایر برای گونه ارائه کرده است. برای کدام جانداران کاربرد دارد؟

برای جاندارانی کاربرد دارد که تولید مثل جنسی دارند

44- تعریف ارنست مایر برای گونه چیست؟

گونه در زیست شناسی به جاندارانی گفته می شود که می توانند در طبیعت با هم آمیزش کنند و زاده های زیستا و زایا به وجود آورند ولی نمی توانند با جانداران دیگر آمیزش موفقیت آمیز داشته باشند.

45- زاده های جانداران یک گونه چه ویژگی هایی دارند؟

زیستا و زایا می باشند.

46- زیستا در تعریف گونه، به چه جانداری گفته می شود؟

زیستا به جانداری گفته می شود که زنده می ماند و زندگی طبیعی خود را ادامه می دهد.

47- منظور از آمیزش موفقیت آمیز چیست؟

منظور از آمیزش موفقیت آمیز، آمیزشی است که به تولید زاده های زیستا و زايا منجر شود.

48- آمیزشی که به تولید زاده های زیستا و زايا منجر شود چیست؟

آمیزش موفقیت آمیز

49- نوع آمیزش در جانداران یک گونه چیست؟

آمیزش موفقیت آمیز

50- احتمال تشکیل گونه جدید چگونه فراهم می شود؟

اگر میان افراد یک گونه جدایی تولیدمثلی رخ دهد، آن گاه خزانه ژنی آنها از یکدیگر جدا و احتمال تشکیل گونه جدید فراهم می­شود.

51- اگر میان افراد یک گونه جدایی تولیدمثلی رخ دهد نتیجه به چه صورت است؟

اگر میان افراد یک گونه جدایی تولیدمثلی رخ دهد، آن گاه خزانه ژنی آنها از یکدیگر جدا و احتمال تشکیل گونه جدید فراهم می­شود.

52- منظور از جدایی تولید مثلی چیست؟

منظور از جدایی تولید مثلی، عواملی است که مانع آمیزش بعضی از افراد یک گونه با بعضی دیگر از افراد همان گونه می شوند.

53- ساز و کارهایی را که باعث ایجاد گونه ای جدید می شوند، به چند گروه تقسیم می کنند؟ نام آنها چیست؟

به طور کلی ساز و کارهایی را که باعث ایجاد گونه ای جدید می شوند، به دو گروه تقسیم می کنند: گونه زایی دگر میهنی و گونه زایی هم میهنی که در آن جدایی جغرافیایی رخ نمی دهد.

54- گونه زایی دگر میهنی چیست؟

گونه زایی دگر میهنی که در آن جدایی جغرافیایی رخ می دهد.

55- در کدام گروه از گونه زایی، جدایی جغرافیایی رخ می دهد؟

گونه زایی دگر میهنی

56-گونه زایی هم میهنی چیست؟

گونه زایی هم میهنی که در آن جدایی جغرافیایی رخ نمی دهد.

57- گونه زایی دگر میهنی و هم میهنی را با هم مقایسه کنید.

گونه زایی دگر میهنی که در آن جدایی جغرافیایی رخ می دهد و گونه زایی هم میهنی که در آن جدایی جغرافیایی رخ نمی دهد.

58- جدایی جغرافیایی در گونه زایی دگرمیهنی چگونه رخ می دهد؟

بر اثر وقوع رخدادهای زمین شناختی و وقوع سدهای جغرافیایی مثلاً در نتیجه پدیده کوه زایی، ممکن است در یک منطقه مثلاً کوه، دره و یا دریاچه ایجاد شود.

59- یک جمعیت چگونه، به دو قسمت جداگانه تقسیم می شود؟ در کدام نوع گونه زایی چنین رویدادی رخ می دهد؟

گاهی بر اثر وقوع رخدادهای زمین شناختی و وقوع سدهای جغرافیایی مثلاً در نتیجه پدیده کوه زایی، ممکن است در یک منطقه مثلاً کوه، دره و یا دریاچه ایجاد شود و یک جمعیت را به دو قسمت تقسیم کند. گونه زایی دگر میهنی

60- کدام عوامل در گونه زایی دگر میهنی موجب تفاوت در دو جمعیت تقسیم شده از یک جمعیت می شوند؟

عدم شارش ژن- وقوع پدیده هایی همچون جهش، نوترکیبی و انتخاب طبیعی و اثر رانش ژن در مورد جمعیت های کوچک

61- گونه زایی دگرمیهنی چگونه رخ می دهد؟

سدهای جغرافیایی، ارتباط دو قسمت را – که قبلا به یک جمعیت تعلق داشتند- قطع می کنند و بین آنها دیگر شارش ژن صورت نمی­گیرد. بر اثر وقوع پدیده هایی همچون جهش، نوترکیبی و انتخاب طبیعی، به تدریج دو جمعیت یاد شده با یکدیگر متفاوت می شوند. از آنجا که شارش ژن میان آنها وجود ندارد. این تفاوت بیشتر و بیشتر می شود تا جایی که حتی اگر این دو جمعیت کنار هم باشند، آمیزشی بین آنها رخ نخواهد داد و بنابراین می توان آنها را دو گونه مجزا به شمار آورد. اگر جمعیتی که از جمعیت اصلی جدا شده است کوچک باشد، آن وقت اثر رانش ژن را نیز باید در نظر گرفت که خود بر میزان تفاوت بین دو جمعیت می افزاید.

62- در گونه زایی دگر میهنی در چه صورت اثر رانش ژن را نیز باید در نظر گرفت؟ نتیجه چنین اثری چیست؟

اگر جمعیتی که از جمعیت اصلی جدا شده است کوچک باشد، آن وقت اثر رانش ژن را نیز باید در نظر گرفت که خود بر میزان تفاوت بین دو جمعیت می افزاید.

63- در چه صورت بین جمعیت هایی که در یک زیستگاه زندگی می کنند، گونه جدیدی حاصل می شود؟

اگر جدایی تولیدمثلی اتفاق افتد.

64- اگر بین جمعیت هایی که در یک زیستگاه زندگی می کنند، جدایی تولیدمثلی اتفاق افتد و در نتیجه، گونه جدیدی حاصل شود. نوع گونه زایی چیست؟

گونه زایی هم میهنی

65- در کدام نوع گونه زایی، جدایی جغرافیایی رخ نمی دهد؟

گونه زایی هم میهنی

66- نمونه ای از گونه زایی هم میهنی چیست؟

پیدایش گیاهان چندلادی (پلی پلوییدی)

67- پیدایش گیاهان چندلادی (پلی پلوییدی)، مثالی از کدام نوع گونه زایی است؟

گونه زایی هم میهنی

68- چرا گیاهان چندلادی (پلی پلوییدی) را گونه ای جدید به شمار می آورند؟

چندلادی به تولید گیاهانی منجر می شود که زیستا و زایا هستند اما نمی توانند در نتیجه آمیزش با افراد گونه نیایی خود، زاده های زیستا و زایا پدید آورند و بنابراین گونه ای جدید به شمار می روند.

69- گیاهان چندلادی بر اثر چه پدیده ای ایجاد می شوند؟

خطای کاستمانی

70- در اوایل دهه ۱۹۰۰ دانشمندی به نام هوگو دووری که با چه جاندارانی کار می کرده است؟

گیاهان گل مغربی (14=2n)

71- عدد کروموزومی گل مغربی به حالت طبیعی چند است؟

(14=2n)

72- موضوع تحقیقاتی هوگو دووری در چه زمینه ای بود؟

گونه زایی هم میهنی

73- گونه زایی هم میهنی در تحقیقات هوگو دووری مربوط به کدام جاندار بوده است؟

گیاه گل مغربی

74- در اوایل دهه ۱۹۰۰ دانشمندی به نام هوگو دووری که با گیاهان گل مغربی (14=2n) کار می کرده متوجه شد که یکی از گل های مغربی ظاهری متفاوت با بقیه دارد. وی با بررسی فام تن های آن دریافت که این گیاه چند فام تن دارد و چندلادی است؟

این گیاه ۲۸ فام تن دارد و چارلاد (تتراپلوئيد) (4n) است.

75- تفاوت عدد کروموزومی گونه جدید با گونه نیایی در گونه زایی هوگودووری چیست؟

گیاه جدید ۲۸ فام تن دارد و چارلادی (تتراپلوئيد) (4n) است حال آن که گونه نیایی 14 فام تن دارد و دیپلوئیدی است.

76- گامت هایی که گونه جدید در تحقیقات هوگودووری ایجاد می کند چندلادی هستند؟

گامت هایی که گیاه چارلاد ایجاد می کند، دولاد (2n) اند نه تک لاد  (n)

77- چرا گیاه تتراپلوییدی در آزمایش هوگو دووری را گونه ای جدید به شمار می آورند؟

اگر کامه های این گیاه (14=2n) با کامه های گیاهان طبیعی(7=n)، که تک لادند آمیزش کنند تخم های حاصل سه لاد (ترپپلوئید) (3n) خواهند شد. گیاه سه لاد حاصل از نمو این تخم، نازاست.

78- ویژگی های زاده های حاصل از آمیزش گیاه تتراپلوییدی گل مغربی و گیاه دیپلوئیدی گل مغربی چیست؟

گیاه سه لادی حاصل از نمو تخم حاصل از لقاح گامت های این دو گیاه، زیستا و نازاست.

79- ویژگی های گیاه گل مغربی چارلادی چیست؟

زیستا و زایاست و عدد کروموزومی این گونه جدید  28=۴n

80- چرا گیاه تتراپلوییدی در آزمایش هوگو دووری را گونه ای جدید به شمار می آورند؟

زیرا زاده های این گیاه قادر به کاستمان بوده، بنابراین زایاست و این گیاه با جمعیت نیایی خود (که ۲n بودند) نمی‌تواند آمیزش کند و بنابراین به گونه جدیدی تعلق دارد که افراد آن ۴n هستند.

81- گیاه چارلادی چگونه از گیاه دولادی تشکیل می شود؟

ابتدا تشکیل کامه بدون کاهش کروموزوم با پدیده خطای کاستمانی و سپس خودلقاحی.

82- به جز پیدایش گیاهان چندلادی، سازوکاری دیگر برای گونه زایی هم میهنی چیست؟

آمیزش بین افراد متعلق به دو گونه مختلف است.

83- اگرچه زاده های حاصل از آمیزش بین گونه ای، زیستا و زایا نیستند اما گاهی به دلیل چه پدیده ای، امکان ایجاد گونه جدید، به خصوص در گیاهان، فراهم می شود؟

خطای کاستمانی

پرسش‌های نهایی زیست‌شناسی

گفتار ۳.     تغییر در گونه‌ها

گونه‌های بسیاری روی کره زمین زندگی می‌کنند. آیا این گونه‌ها در گذشته‌های دور هم وجود داشته‌اند؟ یا اینکه در طول زمان پدید آمده‌اند؟

شواهد تغییر گونه‌ها

شواهدی وجود دارند که نشان می‌دهند گونه‌ها در طول زمان تغییر کرده‌اند. در ادامه به این شواهد می‌پردازیم.

الف) سنگواره‌ها: در سال‌های قبل، با انواع سنگواره‌ها و نحوه تشکیل آنها آشنا شده‌اید. به یاد دارید که سنگواره عبارت بود از بقایای یک جاندار یا آثاری از جانداری که در گذشته دور زندگی می‌کرده است. سنگواره معمولاً حاوی قسمت‌های سخت بدن جانداران (مثل استخوان‌ها یا اسکلت خارجی) است. گاهی ممکن است کل یک جاندار سنگواره شده باشد مثل ماموت‌های منجمد شده‌ای که همه قسمت‌های بدن آنها، حتی پوست و مو، حفظ شده‌اند یا حشراتی که در رزین‌های گیاهان به دام افتاده‌اند.

سنگواره‌ها اطلاعات فراوانی به ما می‌دهند. دیرینه‌شناسان، که به مطالعه سنگواره‌ها می‌پردازند، دریافته‌اند که در گذشته جاندارانی زندگی می‌کرده‌اند که امروز دیگر نیستند، مثل دایناسورها. در مقابل، جاندارانی هم هستند که امروز زندگی می‌کنند، اما در گذشته زندگی نمی‌کرده‌اند مثل گل لاله یا گربه. در این میان، گونه‌هایی هم هستند که از گذشته‌های دور تا زمان حال زندگی کرده‌اند مثل درخت گیسو. شواهد سنگواره‌ای نشان می‌دهند که این درخت در ۱۷۰ میلیون سال پیش هم وجود داشته است (شکل 10).

شکل ۱۰- برگ درخت گیسو و سنگوارهٔ آن

دیرینه شناسان قادرند عمر یک سنگواره را تعیین کنند. آنان اکنون می‌دانند که در هر زمان، چه جاندارانی وجود داشته‌اند. در مجموع، سنگواره‌ها نشان می‌دهند که در زمان‌های مختلف، زندگی به شکل‌های مختلفی جریان داشته است.

ب) تشریح مقایسه‌ای: در تشریح مقایسه‌ای اجزای پیکر جانداران گونه‌های مختلف با یکدیگر مقایسه می‌شود. این مقایسه نشان می‌دهد که ساختار بدنی بعضی گونه‌ها از طرح مشابهی برخوردار است. مقایسه اندام حرکتی جلویی در مهره‌داران مختلف، از طرح ساختاری یکسان حکایت دارد. اندام‌هایی را که طرح ساختاری آنها یکسان است، حتی اگر کار متفاوتی انجام دهند، «اندام‌ها یا ساختارهای همتا» می‌نامند. دست انسان، بال پرنده، باله دلفین و دست گربه مثال‌هایی از اندام‌های همتا هستند.

علت وجود ساختارهای همتا در گونه‌های متفاوت چیست؟ زیست شناسان بر این باورند که این گونه‌ها، نیای مشترکی دارند یعنی اینکه در گذشته از گونه مشترکی مشتق شده‌اند (شکل ۱۱)، به همین علت این شباهت‌ها میان آنها دیده می‌شود. گونه‌هایی را که نیای مشترکی دارند گونه‌های خویشاوند می‌گویند.

شکل ۱۱- نیای مشترک و گونه‌های خویشاوند. از خویشاوندی موجودات زنده در رده‌بندی هم استفاده می‌شود. دلفین با شیر کوهی خویشاوندی نزدیک‌تری دارد تا با کوسه. بنابراین دلفین و شیر کوهی در یک گروه قرار می‌گیرند.

زیست شناسان از ساختارهای همتا برای رده‌بندی جانداران استفاده می‌کنند و جانداران خویشاوند را در یک گروه قرار می‌دهند.

ساختارهایی را که کار یکسان اما طرح ساختاری متفاوت دارند، ساختارهای آنالوگ می‌نامند. بال کبوتر و بال پروانه آنالوگ‌اند چون هر دو برای پرواز کردن‌اند (کار یکسان) گرچه ساختارهای متفاوتی دارند. این ساختارها نشان می‌دهند که برای پاسخ به یک نیاز، جانداران به روش‌های مختلفی سازش پیدا کرده‌اند.

تشریح مقایسه‌ای علاوه بر آشکار کردن خویشاوندی گونه‌ها، اطلاعات دیگری را نیز فراهم می‌کند. وقتی گونه‌های مختلف را مقایسه می‌کنیم، گاهی به ساختارهایی برمی خوریم که در یک عده بسیار کارآمد هستند اما در عده دیگر، کوچک یا ساده شده و حتی ممکن است فاقد کار خاصی باشند. این ساختارهای کوچک، ساده یا ضعیف شده را ساختارهای وستیجيال (به معنی ردپا) می‌نامیم. مار پیتون با اینکه پا ندارد اما بقایای پا در لگن آن به صورت وستیجیال موجود است و این حاکی از وجود رابطه‌ای میان آن و دیگر مهره داران است (شکل 12).

در واقع ساختارهای وستیجيال ردپای «تغییر گونه‌ها» هستند. شواهد متعددی در دست است که نشان می‌دهد مارها از تغییر یافتن سوسمارها پدید آمده‌اند.

شکل ۱۲- بقایای پا در مار پیتون

پ) مطالعات مولکولی: مقایسه گونه‌ها را می‌توان در تراز ژنگان هم انجام داد. از این مقایسه، اطلاعات ارزشمندی به دست می‌آید. مثلاً اینکه کدام ژن‌ها در بین گونه‌ها مشترک‌اند و کدام ژن‌ها ویژگی‌های خاص یک گونه را باعث می‌شوند. همچنین، زیست شناسان از مقایسه بین دنای جانداران مختلف برای تشخیص خویشاوندی آنها استفاده می‌کنند. هرچه بین دنای دو جاندار شباهت بیشتری وجود داشته باشد، خویشاوندی نزدیک‌تری دارند. همچنین می‌توان به تاریخچه تغییر آنها پی برد.

توالی‌هایی از دنا را که در بین گونه‌های مختلف دیده می‌شوند توالی‌های حفظ شده می‌نامند.

گونه‌زایی

تعاریف مختلفی برای گونه وجود دارد که هر کدام در محدوده مشخصی کارآمدند. یکی از تعاریف رایج برای گونه، تعریفی است که ارنست مایر ارائه کرده است و برای جاندارانی کاربرد دارد که تولیدمثل جنسی دارند: «گونه در زیست شناسی به جاندارانی گفته می‌شود که می‌توانند در طبیعت با هم آمیزش کنند و زاده‌های زیستا و زایا به وجود آورند ولی نمی‌توانند با جانداران دیگر آمیزش موفقیت آمیز داشته باشند».

زیستا در تعریف بالا، به جانداری گفته می‌شود که زنده می‌ماند و زندگی طبیعی خود را ادامه می‌دهد. همچنین، منظور از آمیزش موفقیت آمیز، آمیزشی است که به تولید زاده‌های زیستا و زايا منجر شود.

اگر میان افراد یک گونه جدایی تولیدمثلی رخ دهد، آن‌گاه خزانه ژنی آنها از یکدیگر جدا و احتمال تشکیل گونه جدید فراهم می‌شود. منظور از جدایی تولیدمثلی، عواملی است که مانع آمیزش بعضی از افراد یک گونه با بعضی دیگر از افراد همان گونه می‌شوند.

به طور کلی سازوکارهایی را که باعث ایجاد گونه‌ای جدید می‌شوند، به دو گروه تقسیم می‌کنند: گونه‌زایی دگر میهنی که در آن جدایی جغرافیایی رخ می‌دهد و گونه‌زایی هم میهنی که در آن جدایی جغرافیایی رخ نمی‌دهد. در شکل ۱۳ این دو نوع گونه زایی با هم مقایسه شده‌اند.

شكل ۱۳- الف) گونه‌زایی دگرمیهنی و ب) هم میهنی

گونه‌زایی دگرمیهنی: گاهی بر اثر وقوع رخدادهای زمین‌شناختی و سدهای جغرافیایی، یک جمعیت، به دو قسمت جداگانه تقسیم می‌شود. مثلاً در نتیجه پدیده کوه‌زایی، ممکن است در یک منطقه مثلاً کوه، دره و یا دریاچه ایجاد شود و یک جمعیت را به دو قسمت تقسیم کند.

این سدهای جغرافیایی، ارتباط دو قسمت را که قبلاً به یک جمعیت تعلق داشتند قطع می‌کنند و بین آنها دیگر شارش ژن صورت نمی‌گیرد. بر اثر وقوع پدیده‌هایی همچون جهش، نوترکیبی و انتخاب طبیعی، به تدریج دو جمعیت یاد شده با یکدیگر متفاوت می‌شوند. از آنجا که شارش ژن میان آنها وجود ندارد، این تفاوت بیشتر و بیشتر می‌شود تا جایی که حتی اگر این دو جمعیت کنار هم باشند، آمیزشی بین آنها رخ نخواهد داد (مثلاً زمان تولیدمثل آنها فرق کند)؛ بنابراین می‌توان آنها را دوگونه مجزا به شمار آورد.

اگر جمعیتی که از جمعیت اصلی جدا شده است کوچک باشد، آن وقت اثر رانش ژن را نیز باید در نظر گرفت که خود بر میزان تفاوت بین دو جمعیت می‌افزاید.

گونه‌زایی هم میهنی: گاهی بین جمعیت‌هایی که در یک زیستگاه زندگی می‌کنند، جدایی تولیدمثلی اتفاق می افتد و در نتیجه، گونه جدیدی حاصل می‌شود. این نوع گونه‌زایی را گونه‌زایی هم‌میهنی می‌نامند. در گونه‌زایی هم میهنی، برخلاف گونه‌زایی دگرمیهنی، جدایی جغرافیایی رخ نمی‌دهد.

پیدایش گیاهان چندلادی (پلی‌پلوییدی)، مثال خوبی از گونه‌زایی هم میهنی است. چندلادی به تولید گیاهانی منجر می‌شود که زیستا و زايا هستند اما نمی‌توانند در نتیجه آمیزش با افراد گونه نیایی خود، زاده‌های زیستا و زایا پدید آورند و بنابراین گونه‌ای جدید به شمار می‌روند.

گیاهان چندلادی بر اثر خطای کاستمانی ایجاد می‌شوند. می‌دانیم که جدانشدن فام‌تن‌ها در کاستمان به تشکیل گامت‌هایی با عدد فام‌تنی غیرطبیعی منجر می‌شود و اگر این گامت‌ها با گامت طبیعی لقاح کنند تخم طبیعی تشکیل نخواهد شد (شکل 14).

شکل ۱۴- نتیجه آمیزش گامت‌های حاصل از خطای کاستمانی با گامت سالم

در اوایل دهه ۱۹۰۰ دانشمندی به نام هوگو دووری که با گیاهان گل مغربی (۱۴=۲n) کار می‌کرد، متوجه شد که یکی از گل‌های مغربی ظاهری متفاوت با بقیه دارد. وی با بررسی فام‌تن‌های آن دریافت که این گیاه به جای ۱۴ فام‌تن، ۲۸ فام‌تن دارد و بنابراین چارلاد (تتراپلوئيد) (4n) است. گامت‌هایی که گیاه چارلاد ایجاد می‌کند، دولاد (2n )اند نه تک لاد (n).

اگر گامت‌های این گیاه با گامت‌های گیاهان طبیعی، که تک لادند، آمیزش کنند تخم‌های حاصل سه‌لاد (تریپلوئید) (3n) خواهند شد. گیاه سه‌لاد حاصل از نمو این تخم، نازاست.

اما اگر گیاه چارلاد بتواند خودلقاحی انجام دهد، یا در نزدیکی آن گیاه چارلاد مشابه دیگری وجود داشته باشد، یاخته تخم ۴n خواهد بود و گیاهی که از آن ایجاد می‌شود، قادر به کاستمان بوده، بنابراین زایاست. این گیاه، با جمعیت نیایی خود (که ۲n بودند) نمی‌تواند آمیزش کند و بنابراین به گونه جدیدی تعلق دارد که افراد آن 4n هستند. شکل ۱۵ این ساز و کار را برای گیاهی با ۶ فام‌تن نشان می‌دهد.

شکل ۱۵- چگونگی تشکیل گیاه چارلاد از گیاه دولاد