Современная теория эволюции. Изоляция, популяционные волны, дрейф генов

Современная теория органической эволюции значительно отличается от дарвиновской по целому ряду важнейших научных положений:

- в ней ясно выделяется элементарная структура, с которой начинается эволюция. В настоящее время такой элементарной структурой принято считать популяцию, а не отдельную особь или вид, который включает в себя несколько популяций;

- в качестве элементарного проявления процесса эволюции современная теория рассматривает устойчивое изменение генотипа популяции;

- она более аргументированно и обоснованно истолковывает факторы и движущие силы эволюции, выделяя среди них факторы основные и неосновные.

К основным факторам процесса эволюции Дарвин и последующие теоретики относили изменчивость, наследственность и борьбу за существование. В настоящее время к ним добавляют множество других дополнительных, неосновных факторов, которые тем не менее оказывают свое влияние на эволюционный процесс. Кроме того, сами основные факторы теперь понимаются по-новому и поэтому к ведущим факторам относят сейчас мутационные процессы, популяционные волны численности и изоляцию.

Современное эволюционное учение видит свою главную задачу в том, чтобы на основе углубленного познания механизма эволюционных процессов предсказать возможности эволюционных преобразований, а, в свою очередь, на этой основе управлять эволюционным процессом. Все возрастающую роль в решении этой задачи играет одна из наиболее перспективных отраслей биологической науки - генетика.

Дрейф генов- случайное ненаправленное изменение частот алле­лей и генотипов в малых популяциях. Одной из причин дрейфа ге­нов могут быть популяционные волны. Поскольку дрейф генов мо­жет идти вопреки естественному отбору, его последствия для популяции непредсказуемы: небольшую популяцию он может привести к гибели либо может сделать ее еще более приспособлен­ной к данной среде или усилить ее отличие от родительской попу­ляции. Дрейф генов считают существенным фактором в возникно­вении новых видов в островных изолированных популяциях. Явление дрейфа генов было открыто С. Райтом и Р. Фишером и не­зависимо от них советскими учеными Н. П. Дубининым и Д. Д. Ро­машовым, которые дали ему название «генетико-автоматические процессы».

Изоляция (от франц. isolation — отделение, разобщение) (биологическая), ограничение или нарушение свободного скрещивания индивидов и перемешивания (панмиксия) разных форм организмов; один из элементарных факторов эволюции. Ч. Дарвин на примере островных фаун и флор показал роль И. в возникновении, расширении и углублении различий между близкими формами живых организмов. Если какая-либо, чаще периферическая, часть исходной популяции изолируется какими-либо географическими преградами, то со временем эта часть популяции может превратиться в самостоятельный вид. Такой географический (аллопатрический; см. Аллопатрия) способ видообразования, по мнению многих биологов, — единственный или, во всяком случае, главный путь видообразования. В макроэволюционном плане (см. Макроэволюция) И. обусловливается нескрещиваемостью разных видов, т. е. преимущественно носит характер репродуктивной И. В микроэволюционном плане (см. Микроэволюция), т. е. на внутривидовом уровне, различают 2 основные группы И.: территориально-механическую, к которой относятся все случаи возникновения преград между разными частями населения или разными популяциями (например, водные барьеры для сухопутных и суша для водных организмов, горы для долинных и долины для горных видов и др.), и биологическую, которая подразделяется на 3 подгруппы: а) экологическая И. — индивиды двух или большего числа биотипов редко или совсем не встречаются в течение репродукционного периода: б) морфо-физиологическая И. — копуляция затруднена или невозможна по морфологическим или этологическим (поведенческим) причинам; в) собственно генетическая И., обусловленная неполноценностью (снижение жизнеспособности, плодовитости или полная стерильность) гибридов, полученных в результате соответствующих скрещиваний. Все виды И. могут оказывать на популяции различное давление, так как любая форма И. может быть количественно выражена в разной степени. Территориально-механическая И. (на больших территориях — географическая) приводит к аллопатрическому формообразованию и при достаточно длительном действии обычно вызывает появление какой-либо формы биологической И. Случаи первичного возникновения биологической И. могут повести к симпатрическому формообразованию

Популяционные волны — резкие колебания численности особей популяции вследствие ес­тественных причин. Впервые на это явление обратил внимание С. С. Четвериков, им же был введен данный термин (1905). У бы­стро размножающихся видов наблюдается периодическое чере­дование быстрых подъемов численности и резких спадов. На­пример, численность мышевидных грызунов за четыре года возрастает от ничтожной до максимальной, затем падает почти до нуля и снова начинает увеличиваться. Важную роль в данном случае играют хищники, численность которых колеблется про­порционально численности грызунов. Важной причиной популяционных волн является также постепенное истощение пищевых ресурсов в связи с ростом популяции и последующее их восстановление после снижения численности популяции. Причи­нами резких непериодических снижений численности популя­ции могут также быть стихийные бедствия: засухи, пожары, наводнения. Каким бы ни был механизм популяционных волн, ясно, что на численность популяции могут влиять одновременно многие факторы. Популяционные волны играют большую роль в ходе микроэволюции. С возрастанием численности популяции увеличивается вероятность появления новых мутаций и их ком­бинаций. Если в среднем один мутант появляется на 10 тыс. осо­бей, то при возрастании численности популяции в 100 раз общее число мутантов увеличится во столько же раз. После спада вол­ны численности генофонд популяции может уже оказаться иным: часть мутаций может случайно исчезнуть из-за гибели несущих их особей, а частота встречаемости других мутаций мо­жет повыситься. Таким образом, популяционные волны сами по себе не вызывают наследственную изменчивость, а только спо­собствуют изменению частот аллелей и генотипов; они являют­ся поставщиком исходного материала для действия естественно­го отбора.

Дата добавления: 2014-10-31