И другие факторы эволюции

Тема 4. ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР

Задачи:

1. Сформировать систему знаний о естественном отборе и его роли в эволюции.

2. Сформировать умение сравнивать разные формы естественного отбора друг с другом и правильно определять их по сущностным характеристикам.

3. Доказать, что естественный отбор является основной и направляющей движущей силой эволюционного процесса.

Основное учебное содержание и методические материалы:

Наследственная изменчивость

Появление особей с многообразием признаков

Борьба за существование (в разных формах)

«Победа» наиболее приспособленных особей, имеющих важные благоприятные (адаптивные) признаки

Гибель

«Поражение» наименее приспособленных особей, имеющих неблагоприятные (неадаптивные) признаки

Устранение от размножения

Выживание и преимущественное участие в размножении

Неблагоприятные (неадаптивные) признаки не передаются потомкам

Благоприятные признаки передаются потомкам (в виде наследственных задатков), усиливаются из поколения в поколение

Великая заслуга Ч. Дарвина перед наукой состоит в открытии принципа естественного отбора как важней­шего фактора эволюционного процесса.

С большей вероятностью выживают и эффективнее размножаются организмы, обладающие набором свойств, обеспечиваю­щих их наибольшую приспособленность к условиям обитания. В этом и заключается основной принцип есте­ственного отбора. Таким образом, естественный отбор — результат борьбы за существование. Его механизм в са­мом обобщенном виде показан схемой. Дарвиновские представления о естественном отборе в настоящее время существенно расширены. Хорошо изучены различные формы отбора: движущая, стабили­зирующая, дивергентная (дизруптивная, разрывающая, рассекающая). Теория стабилизирующего отбора со­здана нашим соотечественником И. И. Шмалъгаузеном (1884-1963) — известным зоологом, морфологом и эволю­ционистом. В конкретных условиях среды, как правило, преобладает одна из форм отбора.

Выявив преимущественную форму отбора, которая действует в той или иной популяции конкретного вида животных или растений, можно прогнозировать изме­нения, которые в ней могут произойти впоследствии.

Сущность естественного отбора, борьбы за существо­вание, наследственной изменчивости рассматриваются при характеристике трудов Ч. Дарвина. Подчеркивается то обстоятельство, что в дальнейшем учеными-эволюционистами были деталь­но исследованы такие факторы эволюции, как «волны жизни», «дрейф генов», «изоляция». Под «волнами жизни» понимают достаточно резкие волнообразные из­менения численности особей в популяции, происходя­щие с определенной периодичностью. При этом можно наблюдать существенные изменения частот встречаемо­сти в популяции генов и различных генотипов. Посколь­ку основа эволюционного процесса — наследственная изменчивость, перечисленные изменения могут повли­ять на ход исторического развития.

ФОРМЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА

Движущая

Разрывающая (дизруптивная)

Стабилизирующая

Обеспечивает приспособленность популяции и вида к одноправленному изменению среды обитания

Обеспечивает сохранения приспособленности популяции к относительно стабильным условиям существования

Обеспечивает адаптацию различных группировок особей в популяции к разным комплексам условий среды

Отбраковываются особи со средним и одним из крайних проявлений признака

Отбраковываются особи с двумя крайними проявлениями данного признака

Отбраковываются особи со средним проявлением признака

Выживают и размножаются особи с другим крайним проявлением признака  

Выживают и размножаются особи со средним проявлением данного признака

Выживают особи, имеющие любое из двух крайних проявлений данного признака

Примеры: -потемнение крыльев у березовых пядениц в связи с загрязнением стволов берез; -появление тараканов, насекомых-вредителей сельского хозяйства, крыс, устойчивых к действию ядохимикатов.

Примеры: — соответствие частей цветка у растения данного вида размерам конкретного вида насекомого – опылителя; — кистеперые рыбы и крокодилы практически не изменились за миллионы лет.

Примеры: - образование бескрылых и длиннокрылых островных насекомых (остальные сдуваются ветром в море и гибнут; — формирование многих вариантов окраски внутри конкретной популяции у травяной лягушки (пример полиморфизма).

Характеристика гипотетической исходной популяции

33,3% особей с крупными размерами тела

33,3% особей с мелкими размерами тела

33,3% особей со средними размерами тела

Результаты действия отбора (прогнозируемые)

Движущего

Разрывающего (дизруптивного)

Стабилизирующего

Популяция будет состоять из 10% мелких, 30% средних и 60% крупных особей (или наоборот, если отбор действовал не в сторону уменьшения размеров особей в популяции)

Популяция будет состоять из 10% мелких, 80% средних и 10% крупных особей

Популяция будет состоять из 40% мелких, 20 % средних и 40% крупных особей

Увеличиться доля особей с крайними проявлениями признака

Увеличиться доля особей с односторонним отклонением признака от изначальной средней величины

Увеличится доля особей со средним проявлением признака

«Волны жизни», сопровождающиеся повышением численности особей в популяции, нередко приводят к об­ширным и активным миграциям животных. При этом могут временно преодолеваться географические барьеры, длительный срок разделявшие разные популяции. Популяция, принявшая в себя большое количество осо­бей-мигрантов, значительно изменяет свой генофонд. Очевидно, что при этом может быть существенно «скор­ректирован» ход протекающего в ней эволюционного процесса.

Более сложным для понимания явля­ется представление о «дрейфе генов» как об одном из факторов эволюции. Дрейф генов — процесс случай­ного, ненаправленного изменения частот аллелей (раз­личных состояний генов) в популяциях. Наиболее су­щественное влияние этот процесс оказывает на малую популяцию, где может наблюдаться утрата одних алле­лей и резкий рост частоты встречаемости других. Одной из причин дрейфа генов может явиться значительное повышение численности особей в популяции, что

наблюдается при «волнах жизни». Однако причины мо­гут быть и другими (пожары, наводнения, отстрел жи­вотных человеком и др.).

ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ФАКТОРЫ

Направляющие эволюционный процесс

Ненаправляющие эволюционный процесс

Естественный отбор (на фоне борьбы за существование)

Наследственная изменчивость  

Дрейф генов

Волны жизни

Изоляция

Действуют в популяции, изменяя ее генофонд

Возможный результат: Возникновение новых популяций, подвидов, видовов (видообразование)

Таковы современные представления об основных факторах эволюционного процесса.

Дата добавления: 2014-01-06