Еволюційне вчення 2 страница

Популяція — форма існування виду. Сукупність осо­бин одного виду, які мешкають на одній території і вільно схрещуються між собою, але так чи інакше ізольовані від особин інших сукупностей (популяцій) того самого виду, називають популяцією. Популяція — це елементарна структурна одиниця виду. Особини одного виду в межах ареалу розсіяні не рівномірно, а скупченнями — популяціями. Отже, вид існує як сукупність популяцій. Особини однієї популяції подібніші між собою порівняно з представниками інших популяцій. Це пояснюють тим, що всередині популяції схрещування виникає значно частіше, ніж із представниками інших популяцій. Всередині популяції відбувається боротьба за існування (природний добір), у результаті чого виживають особини, які найкраще пристосовані до даних умов існування.

Більшу внутрішньовидову сукупність становить підвид, який включає в себе популяції, зазвичай близькі за своїм ареалом.

Особини, що належать до різних підвидів і популяцій одного виду, вільно схрещуються між собою, тому підвиди і популяції — це генетично відкриті системи. Представ­ники різних видів, як правило, між собою не схрещуються тому вид є генетично закритою системою.

Мікроеволюція. Генетичні процеси в популяціях. Процеси всередині виду, які спричинюють формування внут­рішньовидових угруповань — популяцій, підвидів і далі —. до становлення нових видів, називають мікроеволюцією. Створюючи теорію природного добору, Ч. Дарвін пов'язу­вав дію добору лише з особинами. Проте дослідження, проведені вже в XX ст., довели, що повністю зрозуміти дію добору можна тільки, беручи до уваги процеси, які відбуваються в групах організмів (популяціях; див. п. 4 СТЕ).

Сукупність генотипів усіх особин, що входять у популяцію, становить її генофонд. У популяції одночасно знахо­дяться особини як з домінантними, так і з рецесивними ознаками. Виникає запитання: чому рецесивний алель не витісняється домінантним? Цю закономірність суто мате­матично пояснили у 1908 р. незалежно один від одного два дослідники, за прізвищами яких І було названо зако­ном Харді — Вайнберга.

Візьмемо якусь популяцію з однаковим співвідношен­ням генотипів АА і аа. Частоту гена А в ній позначимо через р, а гена а — через д. Тоді частоти цих генів у гаме­тах самок і самців становитимуть по 0,5. На підставі схре­щування гетерозигот Аа і Аа складемо решітку Пеннета:

Якщо виписати з цієї решітки утворені частоти гено­типів, то в сумі вони дорівнюватимуть 1 і ми отримаємо запис такого вигляду: 0,25 р² (АА) + 0,5 рд (Аа) + + 0,25 q ² (аа) = 1. У цій формулі пізнається квадрат суми двох чисел, тому вираз можна подати в такому вигляді: (р + я)^{2 =} 1- Якщо добути квадратний корінь, то дістанемо р + д = 1. Звідси видно, що співвідношення чисельності вихідних генотипів (домінантних гомозигот АА, гетерози­гот Аа і рецесивних гомозигот аа) залишається на одному рівні. Проте така закономірність справедлива лише для ідеальних популяцій. Ідеальна популяція характеризується досить великою чисельністю, вільним схрещуванням,

відсутністю мутацій, відсутністю добору за ознаками, що кодуються певним геном, відсутністю міграцій із сусідніх популяцій цього виду. В природних популяціях таких умов немає і генофонд популяції змінюється.

Відносно стабільні гени з часом можуть змінюватися шляхом мутацій. У кожному окремому гені мутації ви­никають рідко, але в генотипі будь-якого організму генів дуже багато. Звідси випливає, що в кожному поколінні відбуваються мутації значної кількості генів. У рослин­них і тваринних організмів може бути від 5 до 30 % гамет, у яких хоча б один ген мутований, тобто змінений.

Більшість мутацій рецесивні, і в популяції вони спочат­ку нагромаджуються в гетерозиготному стані. Тому фенотипові популяція однорідна, хоча й насичена різноманіт­ними рецесивними мутаціями. У разі досягнення досить великої концентрації гетерозигот з'являються рецесивні гомо зиготи, які потрапляють під контроль природного добору. Якщо нові ознаки виявляються сприятливими, вони підхоплюються добором і число таких організмів у популяції швидко зростає. Насиченість популяцій реце­сивними алелями встановив генетик С. С. Четвериков, а 1.1. Шмальгаузен назвав її резервом спадкової мінливості.

Дрейф генів та його генетичні наслідки. Однією з при­чин певної генетичної структури популяції є дрейф генів — випадкова і не спрямована зміна частот зустрічальності алелів у популяції. Найкраще це явище виявляється в нечисленних популяціях завдяки обмеженню свободи вибору партнера при розмноженні. І навпаки, чим вища чисельність популяції, тим менш значна роль дрейфу генів у зміні частот зустрічальності алелів.

Так, очевидно, в результаті дрейфу генів у північноаме­риканських індіанців концентрація алеля гена групи крові В (J) дуже низька, переважає група крові 0. Припускають, що в тій популяції стародавнього племені, яке мігрувало з Азії і дало початок аборигенам Північної Америки, цього алеля гена випадково не виявилось або його носіїв було мало і алель (J^В у результаті дрейфу генів був втрачений.

Одним з наслідків дрейфу генів є збільшення частоти зустрі­чальності гомозигот у нечисленних популяціях. Це зумовле­но підвищенням ймовірності спорідненого схрещування, в результаті якого зростає частка гомозигот. Крім того, в та­ких популяціях випадково можуть втрачатися окремі алелі.

Однією з причин дрейфу генів є так звані популяційні хвилі — періодичні коливання чисельності особин попу­ляцій. Найчіткіше воно виражене в організмів із швидкою зміною поколінь (комах, кліщів, однорічних рослин). При цьому зменшення густоти популяції спричинюється загибеллю частини особин внаслідок випадкових причин, незалежно від ступеня їхньої пристосованості до умов довкілля, що значно змінює співвідношення частот зустрі-чальності різних алелів.

Отже, в результаті дрейфу генів у популяціях, особливо нечисленних, може зростати частота зустрїчальності го­мозигот; тривалий час зберігатись мутантний алель, який знижує пристосованість особин; завдяки популяційним хвилям може швидко збільшуватися частота зустрічаль-ностІ одних алелів, тоді як інші взагалі можуть бути втрачені. Таким чином, популяції, які спочатку мали подібну генетичну структуру, з часом все більше розрізнятимуть­ся за нею незалежно від умов існування.

Форми природного добору. Природний добір сприяє виживанню і збільшенню в популяції особин числа носіїв одних генотипів з паралельним зменшенням числа інших. Це сприяє нагромадженню в популяції ознак, які мають пристосувальне значення. В різних умовах середовища природний добір має неоднаковий характер. Виділяють три форми природного добору: рушійний, стабілізаційний та розривний (дизруптивний) (мал. 28).

Припустимо, що створились умови, за яких деякі з тих спадкових відхилень, які виникають, корисні. Добір буде спрямований на збереження їх. Це спричинить поступову зміну фенотипу аж до зміни норми реакції в одному певному напрямі і зміни середньої величини ознаки. Таку фор­му добору називають рушійним добором. Класичним прикладом рушійного добору може бути зміна забарвлення нічних метеликів на околицях індустріальних міст Європи та Америки. Якщо раніше типовим для них було світле забарвлення, то в міру забруднення стовбурів дерев кіптявою і сажею світлі варіанти, які стали добре помітними на корі дерев, поїдалися птахами у першу чергу і перевагу здобули темні варіанти, саме їх оберігав природний добір. Це і спричинило зміну забарвлення. З рушійним добором пов'язані еволюція, поява нових пристосувань. Останнім часом у багатьох видів комах з'явилися раси, стійкі проти інсектицидів (препаратів, отруйних для комах). Чутливі до отрути комахи гинули, але в окремих особин виникали нові мутаиії або вони і раніше мали нейтральний ген нечутли­вості до певних інсектицидів. У змінених умовах ген пере­став бути нейтральним. Рушійний добір зберіг носіїв цього гена. Вони стали родоначальниками нових рас.

Мал. 28. Схема дії рушійного (/) і стабілізаційного (//) добору

(залежність числа особин р від мінливості ознаки у):

а — тиск добору; А, В, В — варіаційні криві мінливості попередніх

популяцій; Г — варіаційна крива мінливості існуючої популяції

Стабілізаційний добір виявляється у відносно сталих умовах. Помітні відхилення від середньої величини озна­ки можуть виявитися несприятливими і вибраковуються добором. У цьому разі добір спрямований на збереження мутацій, які забезпечують меншу мінливість ознаки. У рослин, які запилюються певними видами комах, будова віночка квітки не може варіювати, вона за формою і розмірами має відповідати величині і формі запилювача. Будь-яке відхилення від "стандартів" вибраковується добором, оскільки такі особини не залишають потомства. Норма реакції у разі стабілізаційного добору звужується.

Розривний добір призводить до розпадання (дивергенції) попередньої ознаки і формування не однієї, а двох або більше різних норм реакції. Класичний приклад цього видудобору — поява на океанічних островах комах безкрилих або а дуже добре розвиненими крилами (див. с. 152). За механізмом дії цей добір протилежний стабілізаційному, оскільки зберігає крайні варіанти і елімінує проміжні. Цей вид добору відіграв певну роль у виникненні рас людини, бо в різних природних умовах сприяв носіям адаптивних ознак. Отже, цей добір сприяє виникненню поліморфізму, що забезпечує пристосування популяції до нестабільних умов довкілля.

Характеризуючи різні види природного добору, ми свідо­мо спрощуємо обставини, за яких виявляється та чи інша форма (сталість умов існування, зміна їх в одному напрямі тощо) для того, щоб на моделі краще виявити основну тенденцію добору. В природі рідко трапляється певна форма добору в чистому вигляді. Найчастіше процес видоутво­рення розпочинається з переважання однієї форми, а згодом переважає інша. Умови існування виду постійно змінюються в часі і просторі, а відповідно до цього змінюються і типи добору. Загалом природний добір постійно вдоско­налює адаптації, спричинює певну впорядкованість живих систем, створює різноманітність форм життя. (Для ілюстрації цього можна скористатися матеріалом на с. 150— 161; згадайте резерв спадкової мінливості.)

Вплив господарської діяльності людини на структуру і відтворення популяцій. Господарська діяльність люди­ни змінює умови існування багатьох видів рослин і тва­рин. Це спричинює зміну чисельності популяцій та осо­бин у популяціях, що може зумовити вимирання окремих видів.

Із тварин, що були відомі науці в 1600 р., нині вже зник­ло 65 видів ссавців і 140 видів птахів. Ще в минулому столітті в степах України траплявся дикий кінь сірого кольору — тарпан. Господарське освоєння степів призве­ло до швидкого і різкого скорочення числа цих тварин: останній тарпан був убитий браконьєром у 1879 р., і вид перестав існувати. Тоді ж у степах України мешкали сте­пові антилопи — сайгаки. На початок нашого століття на території України вони були повністю винищені, в степах на схід від Каспійського моря вдалося зберегти кілька десятків цих тварин, і завдяки вжитим заходам вид було збережено. Проте багатьом видам рослин і тварин загро­жує небезпека знищення. В зв'язку з цим Міжнародний союз охорони природи і природних ресурсів (МСОП) У 1948 р. створив спеціальну комісію, яка зібрала відомості про зникаючі, рідкісні, які потребують охорони організми

і внесла їх у Міжнародну Червону книгу. У 1979 р. у Червону книгу МСОП було включено: ссавців — 321 вид і підвид, птахів — 485, земноводних — 41, плазунів — 141.

Включення будь-якого таксону в Червону книгу вказує на моральну відповідальність країни, в якій цей вид живе, за його подальшу долю. В країнах, в яких прийнято нор­мативні акти про охорону видів тварин і рослин, склада­ються офіційні списки видів, які підлягають охороні, а збірники короткої наукової документації про них умовно називають національними Червоними книгами.

Червона книга України затверджена в 1976 р. й опублі­кована в 1980 р. До неї занесено: комах — 18 видів, земно­водних — 4, плазунів — 6, птахів — 28, ссавців — 29, рос­лин — 110 видів і підвидів.

Поповнення Червоної книги спричинене не лише по­гіршенням екологічної обстановки, а й додатковими відо­мостями, які отримують останнім часом. У Червону кни­гу внесено не тільки представників усіх класів хребетних і вищих рослин, а й молюсків, ракоподібних, комах, грибів, мохів, лишайників.

До Червоної книги вносять організми за п'ятьма катего­ріями: 1) види, що перебувають під загрозою зникнення, вря­тування яких неможливе без вжиття спеціальних заходів; 2) види, чисельність яких ще відносно велика, але скоро­чується катастрофічно швидко, що в недалекому майбутньо­му може поставити їх під загрозу зникнення; 3) рідкісні види, яким нині ще не загрожує небезпека зникнення, але трапляються вони в такій невеликій кількості або на таких обмежених територіях, що можуть зникнути в разі неспри­ятливих змін умов середовища існування під впливом при­родних антропогенних факторів; 4) види, біологію яких ви­вчено недостатньо, чисельність і стан їх викликають триво­гу, проте нестача відомостей не дає змоги віднести їх до жод­ної з попередніх категорій; 5) відновлені види, стан яких завдяки вжитим заходам охорони не викликає побоювань, але вони ще не підлягають промисловому використанню, і за їхніми популяціями потрібний постійний контроль.

До числа відновлених у нашій країні належать зубр, новозеландський північний олень, ладозька нерпа, білощока казарка, малий лебідь, кавказький тетерев, рожева чайка, середньоазійська кобра.

Для охорони як окремих видів рослин і тварин, так і Цілих природних комплексів створюють заповідники, за­казники, природні національні парки. Найбільшими за­повідниками в Україні є: Чорноморський біосферний, Дунайський біосферний, Ялтинський гірсько-лісовий, По­ліський, Карпатський біосферний, Український степовий, Луганський, Асканія-Нова.

У результаті вжитих заходів щодо розумного ведення мисливського господарства та охорони тварин у нашій країні були відновлені умови відтворення популяцій ба­гатьох промислових тварин, значно зросла чисельність лося, бобрів, диких кабанів і багатьох інших видів.

Раціональне використання видів з дикої природи по­требує регулювання чисельності їхніх популяцій. Вирубу­вання лісу можна проводити лише з врахуванням його відновлення. Те саме стосується виловлювання риби і мисливського господарства. Це передбачено і законом України "Про тваринний світ", прийнятим у 1993 р.

Слід підкреслити, що господарська діяльність людини може сприяти не лише збереженню чисельності деяких видів, а й зростанню чисельності популяцій тих тварин, які харчуються рослинами, вирощуваними людиною. Ро­зорювання цілинних земель призвело до зникнення бага­тьох видів, які живилися специфічними для цілини рослинами, але деякі види, що мешкали раніше на диких зем­лях, перейшли на посіви пшениці. В результаті різко збільшилась чисельність пшеничного трипса і сірої зер­нової совки.

Часто великої чисельності сягають популяції рослин і тварин, які зумисне чи незумисно завезені людиною на нові території, де відсутні їхні конкуренти і вороги. Широко відома історія з диким європейським кроликом, завезеним в Австралію, де він інтенсивно розмножився і почав загрожувати сільськогосподарським посівам. На територію нашої країни в період другої світової війни проник бур'ян амброзія, який, не маючи "ворогів", все більше засмічує поля.

Повчальний приклад впливу діяльності людини на зміну чисельності природних популяцій наводив Ч. Дарвін. На острові Ямайка перші колонізатори-європейці отримува­ли щедрі урожаї. Проте разом із колонізаторами на острів проникли і пацюки. Не маючи ворогів, гризуни інтенсив­но розмножувались і виникла загроза збереженню урожаю. Для боротьби з пацюками на острів був завезений хижак — мангуст. Завдяки надлишку поживи популяція мангусті різко зросла. Чисельність пацюків різко впала. Тоді хи­жак перейшов на живлення дикими і домашніми птаха­ми. Зменшення кількості птахів призвело до інтенсивно­го розмноження кровосисних кліщів, чисельність яких

стримувалася птахами. Раніше кліщі паразитували па птахах і пацюках, тепер вони стали нападати переважно на молодь мангустів, чисельність яких почала зменшуватись. Натомість чисельність птахів стала зростати, чи­сельність кліщів зменшуватись... Ці складні взаємовідно­сини, що виникають між організмами різних видів у природі, Ч. Дарвін назвав боротьбою за існування. Саме вона приводить до виживання найбільш пристосованих, про що детально йтиметься далі.

Штучний добір. У середині XIX ст. у сільському госпо­дарстві було відомо багато порід великої рогатої худоби (молочна, м'ясна, м'ясо-молочна), коней (возовики, скакуни), свиней, собак, курей. Налічувалось 350 порід собак, 250 порід овець, 100 порід курей, понад 150 порід голубів, 300 сортів пшениці, понад 1000 сортів винограду. Породи свійських тварин і сорти культурних рослин, які нале­жать до одних і тих самих видів, настільки різняться між собою, що їх можна віднести до різних видів. Кожна поро­да або сорт за своїми ознаками завжди відповідає інтере­сам або примхам людини, заради яких вона їх розводить.

Для пояснення причин такої різноманітності Ч. Дарвін вдався до звітів сільськогосподарських виставок, давніх каталогів і прейскурантів, вивчив практику кіннозаводчиків, голуб'ятників, садівників, знайшов відомості про породи і сорти в історичних джерелах і дійшов висновку, що породи і сорти постійно змінювались, поступово ставали досконалішими і різноманітнішими за ознаками, які цікавили людину. Незважаючи на великі міжпородні відміни, породи (або сорти рослин) мають багато важливих спільних особливостей. Вони легко схрещуються між собою і дають плодюче потомство. Мають багато подібно­го в загальній поведінці і розмноженні. Точними дослідженнями та аналізом фактичного матеріалу Ч. Дарвін встановив, що всі породи свійських курей походять від дикої банківської курки, що нині живе в Індії. Прароди­чами великої рогатої худоби були два види тура, а собаки — вовк. Уся різноманітність сортів капусти бере початок від одного виду дикої європейської капусти, а голуби — від європейського сизого голуба.

Звідси випливає, що вся різноманітність порід і сортів є результатом різноспрямованої роботи людини, яка зберіга­ла для розведення тварин з бажаними ознаками і властивостями. Для виведення худоби молочної породи селекціо­нери добирали тварин, які давали найбільше молока, внаслідок чого отримали породи з високими і стійкими надоями, але з низькою якістю м'яса. Для виведення м'ясної породи селекціонери добирали і зберігали на потомство тварин з найвищими приростами маси на одиницю кормів і вивели породи, які швидко дозрівають і дають великий вихід високоякісного м'яса, але малу кількість молока.

Вихідним положенням теорії Ч. Дарвіна є твердження, що всі форми рослин і тварин, які людина взяла на господарське утримання, зазнали істотних змін. Це видно на прикладах багатьох порід птахів і ссавців, а також сортів рослин, виведених у різних районах земної кулі. Так, у пустелях Північної Африки фінікова пальма дала 38 різновидів. Лише на одному острові Полінезії вирощують 24 форми хлібного дерева і стільки само форм бананів тощо. У межах будь-якого виду тварин і рослин, а в культурі в межах породи або сорту кожна особина відрізняється від інших. У літературі траплялися різні підходи для пояснення такої неоднорідності. Проаналізувавши фактичний матеріал щодо мінливості тварин і рослин, Ч. Дарвін дійшов висновку, що будь-яка зміна зовнішніх умов здат­на спричинити мінливість, причому різні зміни неоднаковою мірою впливають на різні організми. Живі істоти, які упродовж кількох поколінь живуть під впливом якої-не-будь зміни зовнішнього середовища, здатні змінюватися. Ця здатність до зміни властива всім організмам.

Серед приручених тварин ми помічаємо значну міру їх мінливості, спричиненої зміною життєвих умов. Ці зміни іноді виявляються так нечітко, що ми схильні визнати їх мимовільними, хоча завжди є якась причина, яка їх зумов­лює, але для нас вона залишається невідомою. В зв'язку з цим Ч. Дарвін виділив дві форми мінливості: визначену (групову) і невизначену (індивідуальну).

У разі визначеної, або групової, мінливості велике чис­ло особин даної породи чи сорту під впливом певної при­чини змінюється однаковим чином. Наприклад, темп ро­сту організму залежить від кількості їжі, його забарвлення — від її якості. Невизначена, або індивідуальна, мінливість виявляється тоді, коли вона з'являється у відповідь на зміни зовнішнього середовища лише в окре­мих особин породи чи сорту.

Мінливість не створюється людиною: вона лише піддає організми новим життєвим умовам, у відповідь на що можуть виникати зміни. Визначена мінливість виникає внаслідок прямого впливу конкретних умов зовнішнього середовища, відображає пристосованість організмів до цих умов, виявляється в усіх організмів даного сорту чи породи доти, доки зберігається дія цих умов зовнішнього середовища. У разі зникнення зовнішніх чинників визначена мінливість не спостерігатиметься у потомстві, тобто вона не успадковується. Цілком зрозуміло, що ця форма мінливості не може бути використана селекціонерами.

Невизначена мінливість, навпаки, відбувається в різноманітних напрямах, не має прямого пристосувального значення, виявляється лише у порівняно невеликого числа особин і водночас має спадковий характер, стало передається у спадок. Вона є добрим матеріалом для селекціонерів, які можуть добирати бажані для них зміни і забезпечувати збереження цих змін у потомстві. Саме невизначені зміни, як зазначав Ч. Дарвін, є головним матеріалом, з якого селекціонери створюють нові сорти і породи.

Створення нових порід, за словами Ч. Дарвіна, полягає у владі людини нагромаджувати зміни шляхом добору: природа дає послідовно зміни, людина складає їх у відомих, корисних для неї, напрямках. Цей добір, що прово­диться людиною, Ч. Дарвін назвав штучним.

Отже, під штучним добором слід розуміти процес ство­рення нових порід тварин і сортів культурних рослин шляхом систематичного збереження особин з певними, цінними для людини ознаками і властивостями в кількох поколіннях.

Ч. Дарвін виділив дві форми штучного добору: не­свідомий і свідомий, або методичний.

Несвідомий добір — найбільш рання форма селекційного процесу. Людина не ставила перед собою завдання поліпшен­ня своїх одомашнених тварин і введених у культуру рослин, проте вона старалася зберегти для розмноження кращих тварин і краще насіння; менш цінні тварини і рослини ви­користовувалися в їжу. Ч. Дарвін писав, що вогнеземельці в голодні роки з'їдали собак, але насамперед тих, які гірше ловили видр, а кращих собак намагалися зберегти.

Несвідомий добір існує і нині повсюдно в селянських господарствах. Важливо підкреслити, що тут діє принцип збереження кращих і вибракування (елімінації) гірших. У разі несвідомого добору його позитивні сторони вияв­ляються досить повільно.

Свідомий, або методичний, добір полягає в тому, що се­лекціонер ставить перед собою мету вивести нову форму тварин або рослин, які б мали певні, цінні для нього озна­ки. Накресливши конкретне завдання, селекціонер виби­рає із вихідного матеріалу все краще, що хоча б у зачатко­вому стані має ті ознаки і властивості, які є предметом добору. Для відібраних екземплярів створюють відповідні умови життя й особливий догляд. Аналізують можливі шляхи схрещування. Потім, починаючи з першого потомства, методично із покоління в покоління ведуть суворий добір кращого матеріалу і вибракування того, що не задо­вольняє встановленим вимогам.

Так було створено численні породи курей, собак, вели­кої рогатої худоби, тонкорунних оведь, високоолійні сорти соняшнику тощо.

Отже, методичний добір завжди є творчим процесом, що забезпечує утворення нових порід і сортів. Користуючись цим методом, селекціонер, як скульптор, ліпить нові органічні форми за заздалегідь складеним планом.

Успіхи штучного добору забезпечуються низкою обста­вин. Насамперед вони залежать від ступеня мінливості вихідного матеріалу; чим більше варіюють ознаки, тим легше знайти потрібні індивідууми. Велике значення має і величина вихідної партії: у великій партії більше мож­ливостей відбору. Збереженню відібраного матеріалу сприяє запобігання схрещуванню з іншими формами.

Залежно від поставленого завдання людина проводить штучний добір у різних напрямах, що спричинює дивергенцію, тобто розходження ознак. Саме дивергенцією Ч. Дарвін пояснив виникнення різноманітності форм. Іноді подібні вимоги, які ставлять до різних порід, зумовлюють появу однакових ознак у різних за походженням організмів. Таке зближення ознак дістало назву конвергенції. Так, у м'ясних порід великої рогатої худоби і всіх порід свиней добір був спрямований на зменшення ніг, шиї, голови та на збільшення тулуба і загальної маси.

Узагальнивши досвід своїх сучасників селекціонерів, з'ясувавши значення невизначеної мінливості і добору для виведення нових сортів і порід та сформулювавши основні правила ефективної селекції, Ч. Дарвін створив першу наукову теорію селекції — вчення про штучний добір. Ця теорія перетворила селекцію із мистецтва на науку і різко піднесла її ефективність.

Створення вчення про штучний добір сприяло з'ясуванню Ч. Дарвіном причин і форм еволюції в природі, де зміни існуючих видів і виникнення нових відбуваються незалежно від бажання і впливу людини.

Природний добір — основна рушійна сила еволюції органічного світу. Всі організми в природі мають тенденцію розмножуватися в геометричній прогресії. Причому кожний вид потенційно має можливість збільшувати свою

чисельність необмежено. Звичайний горобець упродовж літа тричі виводить пташенят, кожного разу в середньому близько п'яти. Якби всі пташенята вижили, на наступний рік досягли статевої зрілості і також залишили потомство, то через десять років потомки однієї пари горобців становили б 257 716 963 696 особин. Сірий пацюк дає 5 виводків на рік, у середньому по 8 малят, які досягають статевої зрілості в тримісячному віці, Потенційно потомство пари сірих пацюків через рік могло б досягти 40 тис. особин. Потомство однієї самки листкової попелиці за рік могло б досягти 10²⁵ особин; вони б двометровим шаром вкрили суходіл планети.

Ще К. Лінней зазначав, що одна рослина маку дає близь­ко 32 тис. насінин, а Ч. Дарвін в одному плоді зозулиних сліз нарахував понад 186 тис. насінин.

За підрахунками Ч. Дарвіна, навіть дуже повільне роз­множення слонів має великі потенційні можливості — через 750 років одна пара дасть 19 млн голів.

У природі геометрична прогресія розмноження ніколи не реалізується, фактично організмів народжується зав­жди більше, ніж їх виживає. На шляху до потенційно без­межного розмноження стоїть перешкода у вигляді "бо­ротьби за існування". "Я мушу застерегти, що застосовую цей вислів, — писав Ч. Дарвін, — у широкому і метафо­ричному розумінні, включаючи сюди залежність однієї істоти від іншої, а також розуміючи (що іще важливіше) не тільки життя однієї особини, а й успіх її в забезпеченні себе,потомством... Про рослину на околиці пустелі так само кажуть, що вона бореться з посухою, хоч правильніше було б сказати, що вона залежить від вологості... У всіх цих значеннях... я заради зручності вдаюся до загального вислову "боротьба за існування".

Ч. Дарвін розрізняв три форми боротьби за існуван­ня: а) взаємовідносини організмів з неживою природою або пристосування до абіотичних факторів зовнішнього середовища; б) міжвидову боротьбу, до якої належать взає­мовідносини між особинами, різних видів; в) внутрішньо­видову боротьбу, до якої належать взаємовідносини між особинами,одного виду.

Взаємовідносини організмів з неживою природою мож­на показати на таких прикладах. Рослини Півночі більш морозостійкі, ніж південні форми, тому що особини, які нездатні перенести нкзьку температуру, вимирають і по­томство зберігається лише від тих, які в результаті інди­відуальної мінливості і добору набули морозостійкості.

У трав'янистих рослин тундри короткий вегетаційний пе­ріод, який дає змогу утворити насіння упродовж короткого літа. І це наслідок того, що рослини, які не встигали утворювати насіння за коротке північне літо, не могли за­лишити потомства. І тут у життєвій боротьбі перемагали ті, у яких завдяки відповідним спадковим змінам вияв­лявся скорочений вегетаційний період.

Ще коротший вегетаційний період у трав'янистої рос­линності пустель, що забезпечує їх дозрівання за невелике число днів вологого весняного періоду.

Уявімо собі картину з минулого... На краю пустелі рос­ла рослина з порівняно тривалим вегетаційним періодом. Насіння її звіювалось вітром у бік пустелі. Воно, безсум­нівно, мало Індивідуальні відміни, які відбивалися на швид­кості появи сходів, інтенсивності росту і дозрівання, тому не всі рослини могли вижити і залишити потомство. У деяких індивідуальні особливості виявилися відповідними умовам існування, однак і вони давали насіння, яке також не було однотипним. І знову добір залишав лише ті рослини, які були найбільш пристосовані до конкретних умов існування. Більше того, насіння і цих рослин потрапляло ще далі в глиб пустелі. Серед рослин, які виросли з такого на­сіння, знову йшов добір на здатність вижити в умовах ще коротшого вегетаційного періоду. Так сформувались у природі рослини з коротким періодом вегетації (ефемери).

Дата добавления: 2015-05-23