Естествен подбор. Стабилизираща селекция

Ситуацията или можете да действате произволно. Достатъчно е да се създаде широка гама от различни индивиди - и в крайна сметка най-силните ще оцелеят.

1. Първоиндивид се появява с нови, напълно произволни свойства
2. Следтя е или не е в състояние да остави потомство, в зависимост от тези свойства
3. И накрая, ако резултатът от предишния етап е положителен, тогава тя оставя потомство и нейните потомци наследяват новопридобитите имоти

Понастоящем донякъде наивните възгледи на самия Дарвин са частично преработени. Така Дарвин си представя, че промените трябва да се случват много плавно и спектърът на променливостта трябва да бъде непрекъснат. Днес обаче механизмите на естествения подбор се обясняват с помощта на генетиката, което внася известна оригиналност в тази картина. Мутациите в гените, които действат в първия етап от процеса, описан по-горе, са по същество дискретни. Ясно е обаче, че основната същност на идеята на Дарвин остава непроменена.

Форми на естествен подбор

Избор на шофиране

Движещият подбор е форма на естествен подбор, когато условията на околната среда допринасят за определена посока на промяна във всяка черта или група от черти. В същото време други възможности за промяна на признака са обект на отрицателна селекция. В резултат на това в популацията от поколение на поколение се наблюдава изместване на средната стойност на признака в определена посока. В този случай натискът на движещата селекция трябва да съответства на адаптивните способности на популацията и скоростта на мутационни промени (в противен случай натискът от околната среда може да доведе до изчезване).

Модерен случай на водене на селекция е „индустриалният меланизъм на английските пеперуди“. „Индустриален меланизъм“ е рязко увеличаване на дела на меланистични (тъмно оцветени) индивиди в популациите на пеперуди, които живеят в индустриални зони. Поради въздействието на промишлеността стволовете на дърветата потъмняха значително, а светлите лишеи също загинаха, поради което светлите пеперуди станаха по-добре видими за птиците, а тъмните - по-малко. През 20 век в редица райони делът на тъмноцветните пеперуди достига 95%, докато първата тъмноцветна пеперуда (Morfa carbonaria) е уловена през 1848 г.

Изборът на шофиране се извършва, когато околната среда се промени или се адаптира към нови условия, когато обхватът се разшири. Той запазва наследствените промени в определена посока, като съответно движи скоростта на реакцията. Например, по време на развитието на почвата като местообитание в различни несвързани групи животни, крайниците се превърнаха в крайници за ровене.

Стабилизираща селекция

Стабилизираща селекция- форма на естествен подбор, при която действието е насочено срещу индивиди с екстремни отклонения от средната норма, в полза на индивиди със средно изразен признак.

Описани са много примери за действие на стабилизиращ подбор в природата. Например, на пръв поглед изглежда, че най-голям принос към генофонда на следващото поколение трябва да имат индивиди с максимална плодовитост. Наблюденията на естествените популации на птици и бозайници обаче показват, че това не е така. Колкото повече пиленца или малки има в гнездото, толкова по-трудно е да ги нахраните, толкова по-малко и по-слабо е всяко от тях. В резултат на това индивидите със средна плодовитост са най-годни.

Селекция към средната стойност е открита за различни признаци. При бозайниците новородените с много ниско тегло и с много високо тегло са по-склонни да умрат при раждането или през първите седмици от живота си, отколкото новородените със средно тегло. Проучване на размера на крилата на птици, умрели след бурята, показа, че повечето от тях са имали твърде малки или твърде големи крила. И в този случай средните индивиди се оказаха най-адаптирани.

Разрушителен подбор

Разрушителен подбор- форма на естествен подбор, при която условията благоприятстват два или повече крайни варианта (посоки) на изменчивост, но не благоприятстват междинното, средно състояние на даден признак. В резултат на това могат да се появят няколко нови форми от една оригинална. Разрушителната селекция допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популацията и в някои случаи може да причини видообразуване.

Една от възможните ситуации в природата, при които разрушителната селекция влиза в действие, е когато полиморфна популация заема хетерогенно местообитание. В същото време различните форми се адаптират към различни екологични ниши или подниши.

Пример за разрушителна селекция е образуването на две раси в ливадната дрънкалка в сенокосни ливади. При нормални условия периодите на цъфтеж и узряване на семената на това растение обхващат цялото лято. Но в сенокосните ливади семената се произвеждат главно от онези растения, които успяват да цъфтят и узреят или преди периода на косене, или цъфтят в края на лятото, след косене. В резултат на това се образуват две раси на дрънкане - ранен и късен цъфтеж.

Разрушителната селекция е извършена изкуствено в експерименти с Drosophila. Селекцията е извършена според броя на четините, като са задържани само индивиди с малък и голям брой четина. В резултат на това от около 30-то поколение двете линии се разминават много, въпреки факта, че мухите продължават да се кръстосват помежду си, като обменят гени. В редица други експерименти (с растения) интензивното кръстосване възпрепятства ефективното действие на разрушителната селекция.

Избор на рязане

Избор на рязане- форма на естествен подбор. Действието му е обратното на положителната селекция. Премахването на селекцията елиминира от популацията огромното мнозинство от индивиди, които носят черти, които рязко намаляват жизнеспособността при дадени условия на околната среда. Използвайки селекционна селекция, силно вредните алели се отстраняват от популацията. Също така индивиди с хромозомни пренареждания и набор от хромозоми, които рязко нарушават нормалното функциониране на генетичния апарат, могат да бъдат подложени на режеща селекция.

Положителна селекция

Положителна селекция- форма на естествен подбор. Действието му е обратното на сеченето на селекция. Положителната селекция увеличава броя на индивидите в популацията, които имат полезни черти, които повишават жизнеспособността на вида като цяло. С помощта на положителна селекция и подбор на рязане видовете се променят (и не само чрез унищожаване на ненужни индивиди, тогава всяко развитие трябва да спре, но това не се случва).

Примерите за положителна селекция включват: препариран археоптерикс може да се използва като планер, но препарирана лястовица или чайка не може. Но първите птици летяха по-добре от археоптерикса. Друг пример за положителна селекция е появата на хищници, които превъзхождат по своите „умствени способности“ много други топлокръвни животни. Или появата на влечуги като крокодилите, които имат четирикамерно сърце и могат да живеят както на сушата, така и във водата.

Особени направления на естествения подбор

• Оцеляването на видовете и популациите, които са най-добре адаптирани към тяхната среда, като тези с хриле във водата, защото фитнесът печели битката за оцеляване.
• Оцеляване на физически здрави организми.
• Оцеляване на физически най-силните организми, тъй като физическата конкуренция за ресурси е неразделна част от живота. Важно е във вътрешновидовата борба.
• Оцеляване на най-сексуално успешните организми, тъй като сексуалното размножаване е доминиращият начин на възпроизвеждане. В този случай половият подбор влиза в действие.

Всички тези случаи обаче са специални и основното остава успешното запазване във времето. Затова понякога тези насоки се нарушават, за да се преследва основната цел.

Ролята на естествения подбор в еволюцията

Дарвин дълго се колебаеше да публикува теорията си, защото... Видях проблем с мравките, който можеше да бъде обяснен само от гледна точка на генетиката.

Вижте също

Връзки

• “Проблеми на макроеволюцията” - сайт на палеонтолога А. В. Марков
• „Форми на естествен подбор“ - статия с добре известни примери: цветът на пеперудите, устойчивостта на човека към малария и др.
• „Еволюция, основана на модели“ - статия за това дали ролята на мутациите в процеса на еволюцията е голяма или някои характеристики съществуват предварително и след това се развиват под влияние на движещия подбор

Тази форма на подбор е открита от Чарлз Дарвин и се нарича шофиране. Стабилизиращата селекция допринася за поддържането на средна, предварително установена черта в популацията. Какво точно се избира в процеса на естествен подбор и как протича този процес? Какви са приликите и разликите между естествения и изкуствения подбор?

Отговор на този въпрос дава учението за стабилизиращия подбор, разработено от руския еволюционист И.И. Шмалхаузен. Стабилизиращ подбор се наблюдава, ако условията на околната среда остават сравнително постоянни за дълго време. Има много примери за стабилизиращ подбор. Така след снеговалеж и силни ветрове в Северна Америка бяха открити 136 зашеметени, полумъртви домашни врабчета, 72 от тях оцеляха и 64 умряха.

В резултат на действието на стабилизираща форма на селекция мутациите с широка норма на реакция се заменят с мутации със същата средна стойност, но по-тясна норма на реакция.

Централната концепция на концепцията за естествения подбор е годността на организмите

Стабилизиращият и управляващият избор са взаимосвързани и представляват две страни на един и същи процес. Терминът „естествен подбор“ е популяризиран от Чарлз Дарвин, сравнявайки процеса с изкуствения подбор, чиято съвременна форма е селективното развъждане. В допълнение, материалът както за естествения, така и за изкуствения подбор са малки наследствени промени, които се натрупват от поколение на поколение. Такива условия създават конкуренция между организмите за оцеляване и размножаване и са минимално необходимите условия за еволюция чрез естествен подбор.

Оцеляването на организмите е важен, но не единствен компонент на естествения подбор

И обратното, за по-малко полезни или вредни алели техният дял в популациите ще намалее, тоест селекцията ще действа срещу тези алели. Чертите, които са еволюирали чрез полов подбор, са особено забележими при мъжете на някои животински видове.

Освен това селекцията може да действа едновременно на различни нива. Подборът на нива над индивида, като групов подбор, може да доведе до сътрудничество (вижте Еволюция#Сътрудничество). Движещият подбор е форма на естествен подбор, който действа при насочени промени в условията на околната среда. Описан от Дарвин и Уолъс. В този случай други вариации на признака (отклоненията му в обратна посока от средната стойност) са обект на отрицателна селекция.

В този случай натискът на движещата селекция трябва да съответства на адаптивните способности на популацията и скоростта на мутационни промени (в противен случай натискът от околната среда може да доведе до изчезване). Пример за действието на стимулиране на селекцията е „индустриалният меланизъм“ при насекомите.

8. Дайте примери за влиянието на различни видове естествен подбор върху популациите на живите същества

Стабилизиращият подбор е форма на естествен подбор, при която действието му е насочено срещу индивиди с екстремни отклонения от средната норма, в полза на индивиди със средно изразен признак. Концепцията за стабилизираща селекция е въведена в науката и анализирана от I. I. Shmalgauzen. Селекция към средната стойност е открита за различни признаци. Дарвин описва действието на разрушителния подбор, вярвайки, че той е в основата на дивергенцията, въпреки че не може да предостави доказателства за съществуването му в природата.

Може да се даде следният пример за стабилизираща селекция:

Една от възможните ситуации в природата, при които разрушителната селекция влиза в действие, е когато полиморфна популация заема хетерогенно местообитание. Разрушителната селекция е извършена изкуствено в експерименти с Drosophila. Селекцията е извършена според броя на четините, като са задържани само индивиди с малък и голям брой четина. В редица други експерименти (с растения) интензивното кръстосване възпрепятства ефективното действие на разрушителната селекция.

Друг важен компонент е привлекателността за представителите на противоположния пол. Дарвин нарича това явление полов подбор. Често срещани са две хипотези за механизмите на половия подбор. Също така индивиди с хромозомни пренареждания и набор от хромозоми, които рязко нарушават нормалното функциониране на генетичния апарат, могат да бъдат подложени на режеща селекция. Дарвин допуска, че селекцията може да се прилага не само към отделен организъм, но и към семейство.

В относително непроменена среда предимство имат типичните, добре адаптирани индивиди със средна проява на признака, а мутантите, които се различават от тях, умират. Движещият избор се крие във факта, че с бавна промяна на условията на околната среда в нова посока, средната норма постоянно се измества в една или друга посока.

По време на разрушителната селекция се появиха две форми на пеперуди от общ светложълт прародител: бяла и жълта

Класически пример за еволюционна промяна в зависимост от вида на селекция е появата на тъмно оцветени пеперуди под въздействието на химическо замърсяване на атмосферата (индустриален меланизъм). Модел на разрушителна селекция може да бъде ситуацията на появата на хищни риби джуджета в хранително тяло с малко храна.

Тъй като селекцията се основава на фенотипове, индивидите от дадена група трябва да се различават един от друг, тоест групата трябва да има различни качества. Различните фенотипове при едни и същи условия могат да бъдат причинени от различни генотипове. В продължение на милиони години стабилизиращата селекция защитава видовете от значителни промени, но само докато условията на живот не се променят значително.

Понастоящем има няколко форми на естествен подбор, основните от които са стабилизиращ, движещ или насочен и разрушителен. Ще научите как естественият подбор влияе на съвременния човек. Описани са много примери за действие на стабилизиращ подбор в природата.

Естественият подбор е движещият фактор на еволюцията. Механизъм на действие на селекцията. Форми на селекция в популациите (I.I. Shmalgauzen).

Естествен подбор- процесът, при който в популацията броят на индивидите с максимална годност (най-благоприятните черти) се увеличава, докато броят на индивидите с неблагоприятни черти намалява. В светлината на съвременната синтетична теория на еволюцията естественият отбор се счита за основна причина за развитието на адаптациите, видообразуването и произхода на надвидовите таксони. Естественият подбор е единствената известна причина за адаптацията, но не е единствената причина за еволюцията. Дезадаптивните причини включват генетичен дрейф, генен поток и мутации.

Терминът „естествен подбор“ е популяризиран от Чарлз Дарвин, сравнявайки процеса с изкуствения подбор, чиято съвременна форма е селективното развъждане. Идеята за сравняване на изкуствения и естествения подбор е, че в природата се извършва и подборът на най-„успешните“, „най-добрите“ организми, но в този случай ролята на „оценител“ на полезността на свойствата не е човек, а но околната среда. В допълнение, материалът както за естествения, така и за изкуствения подбор са малки наследствени промени, които се натрупват от поколение на поколение.

Механизъм на естествения подбор

В процеса на естествен подбор се фиксират мутации, които повишават годността на организмите. Естественият подбор често се нарича "самоочевиден" механизъм, тъй като следва от такива прости факти като:

Организмите произвеждат повече потомство, отколкото могат да оцелеят;

Има наследствени вариации в популацията на тези организми;

Организмите с различни генетични характеристики имат различна степен на оцеляване и способност за възпроизвеждане.

Такива условия създават конкуренция между организмите за оцеляване и размножаване и са минимално необходимите условия за еволюция чрез естествен подбор. По този начин организмите с наследствени черти, които им дават конкурентно предимство, са по-склонни да ги предадат на своето потомство, отколкото организми с наследствени черти, които нямат такова предимство.

Централната концепция на концепцията за естествения подбор е годността на организмите. Пригодността се определя като способността на организма да оцелява и да се възпроизвежда, което определя размера на неговия генетичен принос към следващото поколение. Основното при определяне на годността обаче не е общият брой потомци, а броят на потомците с даден генотип (относителна годност). Например, ако потомството на успешен и бързо възпроизвеждащ се организъм е слабо и не се възпроизвежда добре, тогава генетичният принос и следователно годността на този организъм ще бъде ниска.

Ако някой алел повишава годността на даден организъм повече от другите алели на този ген, тогава с всяко поколение делът на този алел в популацията ще нараства. Тоест, селекцията се извършва в полза на този алел. И обратното, за по-малко полезни или вредни алели техният дял в популациите ще намалее, тоест селекцията ще действа срещу тези алели. Важно е да се отбележи, че влиянието на определени алели върху годността на организма не е постоянно – когато условията на околната среда се променят, вредните или неутралните алели могат да станат полезни, а полезните – вредни.

Естественият подбор за черти, които могат да варират в определен диапазон от стойности (като размера на организма), може да бъде разделен на три типа:

Насочен избор- промени в средната стойност на черта във времето, например увеличаване на размера на тялото;

Разрушителен подбор- селекция за екстремни стойности на черта и срещу средни стойности, например големи и малки размери на тялото;

Стабилизираща селекция- селекция срещу екстремни стойности на признак, което води до намаляване на дисперсията на признака.

Специален случай на естествения подбор е полов подбор, чийто субстрат е всяка черта, която увеличава успеха на чифтосването чрез увеличаване на привлекателността на индивида за потенциални партньори. Чертите, които са еволюирали чрез полов подбор, са особено забележими при мъжете на някои животински видове. Характеристики като големи рога и ярки цветове, от една страна, могат да привлекат хищници и да намалят процента на оцеляване на мъжките, а от друга страна, това се балансира от репродуктивния успех на мъжките със сходни изразени характеристики.

Селекцията може да работи на различни нива на организация, като гени, клетки, отделни организми, групи организми и видове. Освен това селекцията може да действа едновременно на различни нива. Подборът на нива над индивида, като групов подбор, може да доведе до сътрудничество.

Форми на естествен подбор

Има различни класификации на формите за селекция. Широко се използва класификация, основана на естеството на влиянието на формите на селекция върху изменчивостта на даден признак в популацията.

Избор на шофиране- форма на естествен подбор, която действа, когато насоченипроменящите се условия на околната среда. Описан от Дарвин и Уолъс. В този случай лица с черти, които се отклоняват в определена посока от средната стойност, получават предимства. В този случай други вариации на признака (отклоненията му в обратна посока от средната стойност) са обект на отрицателна селекция. В резултат на това в една популация от поколение на поколение има изместване на средната стойност на признака в определена посока. В този случай натискът на движещата селекция трябва да съответства на адаптивните способности на популацията и скоростта на мутационни промени (в противен случай натискът от околната среда може да доведе до изчезване).

Класически пример за стимулиране на селекцията е еволюцията на цвета при брезовия молец. Цветът на крилата на тази пеперуда имитира цвета на покритата с лишеи кора на дърветата, на които прекарва дневните часове. Очевидно такова защитно оцветяване се е формирало в продължение на много поколения предишна еволюция. С началото на индустриалната революция в Англия обаче това устройство започва да губи значението си. Замърсяването на атмосферата доведе до масова смърт на лишеи и потъмняване на стволовете на дърветата. Светлите пеперуди на тъмен фон станаха лесно видими за птиците. В началото на средата на 19 век мутантните тъмни (меланистични) форми на пеперуди започват да се появяват в популациите на брезов молец. Честотата им нараства бързо. До края на 19 век някои градски популации на брезовия молец се състоят почти изцяло от тъмни форми, докато селските популации продължават да бъдат доминирани от светли форми. Това явление се наричаше индустриален меланизъм. Учените са установили, че в замърсените райони птиците са по-склонни да ядат светло оцветени форми, а в чисти райони - тъмни. Въвеждането на ограничения за замърсяването на въздуха през 50-те години на миналия век накара естествения подбор отново да обърне курса и честотата на тъмните форми в градското население започна да намалява. Те са почти толкова редки в наши дни, колкото и преди индустриалната революция.

Изборът на шофиране се извършва, когато околната среда се промени или се адаптира към нови условия, когато обхватът се разшири. Той запазва наследствените промени в определена посока, като съответно движи скоростта на реакцията. Например, по време на развитието на почвата като местообитание, различни несвързани групи животни са развили крайници, които са се превърнали в ровещи крайници.

Стабилизираща селекция- форма на естествен подбор, при която действието му е насочено срещу индивиди с крайни отклонения от средната норма, в полза на индивиди със средно изразен признак. Концепцията за стабилизираща селекция е въведена в науката и анализирана от I. I. Shmalgauzen.

Описани са много примери за действие на стабилизиращ подбор в природата. Например, на пръв поглед изглежда, че най-голям принос към генофонда на следващото поколение трябва да имат индивиди с максимална плодовитост. Наблюденията на естествените популации на птици и бозайници обаче показват, че това не е така. Колкото повече пиленца или малки са в гнездото, толкова по-трудно е да ги храним, толкова по-малко и по-слабо е всяко от тях. В резултат на това индивидите със средна плодовитост са най-годни.

Селекция към средната стойност е открита за различни признаци. При бозайниците новородените с много ниско тегло и с много високо тегло са по-склонни да умрат при раждането или през първите седмици от живота си, отколкото новородените със средно тегло. Вземането под внимание на размера на крилете на врабчетата, умрели след буря през 50-те години близо до Ленинград, показва, че повечето от тях са имали крила, които са твърде малки или твърде големи. И в този случай средните индивиди се оказаха най-адаптирани.

Най-известният пример за такъв полиморфизъм е сърповидно-клетъчната анемия. Това тежко кръвно заболяване се среща при хора, хомозиготни за мутантния хемоглобинов алел ( Hb С) и води до смъртта им в ранна възраст. В повечето човешки популации честотата на този алел е много ниска и приблизително равна на честотата на появата му поради мутации. Въпреки това, това е доста често срещано в райони на света, където маларията е често срещана. Оказа се, че хетерозиготите за Hb Симат по-висока резистентност към малария от хомозиготите за нормалния алел. Благодарение на това в популациите, обитаващи маларийни райони, се създава и стабилно поддържа хетерозиготност за този алел, който е летален при хомозиготите.

Стабилизиращата селекция е механизъм за натрупване на променливост в естествените популации. Изключителният учен I. I. Shmalgauzen беше първият, който обърна внимание на тази характеристика на стабилизиращата селекция. Той показа, че дори при стабилни условия на съществуване нито естественият подбор, нито еволюцията спират. Дори и да остане фенотипно непроменена, популацията не спира да се развива. Неговият генетичен състав непрекъснато се променя. Стабилизиращата селекция създава генетични системи, които осигуряват формирането на сходни оптимални фенотипове на базата на голямо разнообразие от генотипове. Генетични механизми като доминиране, епистаза, комплементарно генно действие, непълна пенетрантности други средства за скриване на генетични вариации дължат съществуването си на стабилизиращата селекция.

По този начин, стабилизирайки селекцията, премахвайки отклоненията от нормата, активно формира генетични механизми, които осигуряват стабилното развитие на организмите и формирането на оптимални фенотипове на базата на различни генотипове. Осигурява стабилно функциониране на организмите в широк диапазон от колебания на външни условия, познати на вида.

Разрушителен подбор- форма на естествен подбор, при която условията благоприятстват два или повече крайни варианта (посоки) на изменчивост, но не благоприятстват междинното, средно състояние на даден признак. В резултат на това могат да се появят няколко нови форми от една оригинална. Дарвин описва действието на разрушителния подбор, вярвайки, че той е в основата на дивергенцията, въпреки че не може да предостави доказателства за съществуването му в природата. Разрушителната селекция допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популацията и в някои случаи може да причини видообразуване.

Една от възможните ситуации в природата, при които разрушителната селекция влиза в действие, е когато полиморфна популация заема хетерогенно местообитание. В същото време различните форми се адаптират към различни екологични ниши или подниши.

Образуването на сезонни раси при някои плевели се обяснява с действието на разрушителната селекция. Беше показано, че времето на цъфтеж и узряване на семената при един от видовете такива растения - ливадна дрънкалка - се удължава почти през цялото лято, като повечето растения цъфтят и плодоносят в средата на лятото. Въпреки това, в сенокосните ливади се облагодетелстват тези растения, които имат време да цъфтят и да дадат семена преди косене, и тези, които дават семена в края на лятото, след косене. В резултат на това се образуват две раси на дрънкане - ранен и късен цъфтеж.

Разрушителната селекция е извършена изкуствено в експерименти с Drosophila. Селекцията е извършена според броя на четините, като са задържани само индивиди с малък и голям брой четина. В резултат на това от около 30-то поколение двете линии се разминават много, въпреки факта, че мухите продължават да се кръстосват помежду си, като обменят гени. В редица други експерименти (с растения) интензивното кръстосване възпрепятства ефективното действие на разрушителната селекция.

Сексуален подбор- Това е естествен подбор за репродуктивен успех. Оцеляването на организмите е важен, но не единствен компонент на естествения подбор. Друг важен компонент е привлекателността за лица от противоположния пол. Дарвин нарича това явление полов подбор. „Тази форма на подбор се определя не от борбата за съществуване в отношенията на органичните същества помежду им или с външните условия, а от конкуренцията между индивиди от един пол, обикновено мъже, за притежание на индивиди от другия пол.“ Черти, които намаляват жизнеспособността на техните гостоприемници, могат да се появят и разпространят, ако предимствата, които предоставят за репродуктивен успех, са значително по-големи от недостатъците им за оцеляване.

Често срещани са две хипотези за механизмите на половия подбор.

Според хипотезата за „добрите гени“ женската „разсъждава“ по следния начин: „Ако този мъж, въпреки яркото си оперение и дългата си опашка, е успял по някакъв начин да не умре в лапите на хищник и да оцелее до пубертета, тогава, следователно, той има добри гени.” гени, които му позволиха да направи това. Това означава, че той трябва да бъде избран за баща на децата си: той ще им предаде добрите си гени.“ Избирайки цветни мъжки, женските избират добри гени за своето потомство.

Според хипотезата за „привлекателните синове“ логиката на женския избор е малко по-различна. Ако ярко оцветените мъже по някаква причина са привлекателни за жените, тогава си струва да изберете ярко оцветен баща за бъдещите си синове, защото синовете му ще наследят ярко оцветените гени и ще бъдат привлекателни за жените в следващото поколение. По този начин възниква положителна обратна връзка, която води до факта, че от поколение на поколение яркостта на оперението на мъжете става все по-интензивна. Процесът продължава да расте, докато достигне границата на жизнеспособност.

В избора на мъжки, женските са не повече и не по-малко логични, отколкото в цялото си друго поведение. Когато животното почувства жажда, това не е причина да пие вода, за да възстанови водно-солевия баланс в тялото - то отива на водопой, защото изпитва жажда. По същия начин женските, когато избират ярки мъжки, следват инстинктите си - харесват ярки опашки. Всички, на които инстинктът подсказваше различно поведение, всички те не оставиха потомство. Така ние обсъждахме не логиката на женските, а логиката на борбата за съществуване и естествения подбор - сляп и автоматичен процес, който, действайки постоянно от поколение на поколение, е формирал цялото удивително многообразие от форми, цветове и инстинкти, които наблюдаваме в света на живата природа .

Положителна и отрицателна селекция

Има две форми на естествен подбор: ПоложителенИ Гранична граница (отрицателна)селекция.

Положителната селекция увеличава броя на индивидите в популацията, които имат полезни черти, които повишават жизнеспособността на вида като цяло.

Премахването на селекцията елиминира от популацията огромното мнозинство от индивиди, които носят черти, които рязко намаляват жизнеспособността при дадени условия на околната среда. Използвайки селекционна селекция, силно вредните алели се отстраняват от популацията. Също така индивиди с хромозомни пренареждания и набор от хромозоми, които рязко нарушават нормалното функциониране на генетичния апарат, могат да бъдат подложени на режеща селекция.

Ролята на естествения подбор в еволюцията

Чарлз Дарвин смята, че естественият подбор е основната движеща сила на еволюцията; в съвременната синтетична теория на еволюцията той е и основният регулатор на развитието и адаптацията на популациите, механизмът за възникване на видове и надвидови таксони, въпреки че натрупването на информация за генетиката в края на 19-ти - началото на 20-ти век, по-специално откриването на дискретна природа на наследяване на фенотипни черти е накарало някои изследователи да отрекат значението на естествения подбор и, като алтернатива, да предложат концепции, базирани на оценка на генотипа мутационен фактор като изключително важен. Авторите на такива теории постулират не постепенен, а много бърз (в продължение на няколко поколения) спазматичен характер на еволюцията (мутационният подход на Хуго де Врис, салтационизмът на Ричард Голдшмид и други по-малко известни концепции). Откриването на известни корелации между признаците на родствените видове (законът за хомоложните серии) от Н. И. Вавилов подтикна някои изследователи да формулират следващите „антидарвинови“ хипотези за еволюцията, като номогенеза, батмогенеза, автогенеза, онтрогенеза и др. През 20-те до 40-те години на миналия век в еволюционната биология тези, които отхвърлиха идеята на Дарвин за еволюция чрез естествен подбор (понякога теориите, които наблягаха на естествения подбор, се наричаха „селекционистки“ теории), видяха възраждане на интереса към тази теория поради ревизията на класическия дарвинизъм в светлината на относително младата наука генетика. Получената синтетична теория на еволюцията, често неправилно наричана неодарвинизъм, се основава, наред с други неща, на количествен анализ на честотата на алелите в популациите, променящи се под влиянието на естествения подбор. Има дебати, в които хора с радикален подход, като аргумент срещу синтетичната теория на еволюцията и ролята на естествения подбор, твърдят, че „открития от последните десетилетия в различни области на научното познание - от молекулярна биология с нейната теория за неутралните мутацииМото Кимура И палеонтология с нейната теория за прекъснатото равновесие Стивън Джей Гулд И Найлс Елдридж (при което изглед разбирана като относително статична фаза на еволюционния процес) до математици с нейната теориябифуркации И фазови преходи- посочват недостатъчността на класическата синтетична теория на еволюцията да опише адекватно всички аспекти на биологичната еволюция". Дискусията за ролята на различни фактори в еволюцията започна преди повече от 30 години и продължава и до днес, като понякога се казва, че „еволюционната биология (което има предвид теорията за еволюцията, разбира се) е стигнала до необходимостта от следващото си, трети синтез.

Има три основни форми на естествен подбор: стабилизиращ, движещ (или насочен) и разрушителен (фрагментиращ). Това разделение е доста произволно и често не винаги е възможно точно да се определи към коя форма принадлежи даден пример за естествен подбор.

Стабилизираща селекцияе насочен към поддържане на средната, предварително установена стойност на черта или свойство в популациите. Той работи при относително постоянни (колебащи се в определени граници) условия на околната среда. При стабилизиращ подбор предимството при възпроизводството се дава на най-типичните индивиди в популацията, докато индивидите, които забележимо се отклоняват от установената норма, се елиминират чрез естествен подбор. Тази форма на селекция е най-често срещаната, но е трудно забележима, тъй като в този случай няма промяна в морфологичния облик на организмите в популацията.

Подвижен или насоченсе нарича селекция, която насърчава промяна в средната стойност на черта или свойство в популация. Тази форма на подбор възниква, когато условията на съществуване се променят и води до установяване на нова норма, която да замени предишната.

Разрушителен или фрагментиращ избор(disrupt - разкъсване, смачкване, английски) извикване на селекция, която се извършва едновременно в полза на няколко опции за избягване срещу индивиди с междинна стойност на чертата. Тази форма на селекция се среща в случаите, когато никоя група генотипове не получава решаващо предимство в борбата за съществуване поради разнообразието от условия, които се срещат едновременно на една територия.

Еволюционен процес

Еволюционната теория твърди, че всеки вид целенасочено се развива и променя, за да се адаптира най-добре към околната среда. В процеса на еволюцията много видове насекоми и риби придобиха защитни цветове, таралежът стана неуязвим благодарение на иглите си, а човекът стана собственик на много сложна нервна система. Можем да кажем, че еволюцията е процес на оптимизиране на всички живи организми. Нека разгледаме с какви средства природата решава този проблем с оптимизацията.

Основният механизъм на еволюцията е естественият подбор. Същността му е, че по-адаптираните индивиди имат повече възможности за оцеляване и възпроизвеждане и следователно произвеждат повече потомство от слабо адаптираните индивиди. Освен това, благодарение на трансфера на генетична информация ( генетично наследство) потомците наследяват основните си качества от своите родители.

За да изясним принципите на работа на генетичните алгоритми, ще обясним и как работят механизмите на генетичното наследство в природата. Всяка клетка на всяко животно съдържа цялата генетична информация за този индивид. Тази информация е записана под формата на набор от много дълги ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) молекули. Всяка ДНК молекула е верига, състояща се от четири вида нуклеотидни молекули, обозначени с A, T, C и G. Всъщност информацията се носи от реда на нуклеотидите в ДНК. Така генетичният код на индивида е просто много дълъг низ от знаци, използващ само 4 букви. В животинската клетка всяка ДНК молекула е заобиколена от мембрана - тази формация се нарича хромозома.

Всяко вродено качество на индивида (цвят на очите, наследствени заболявания, тип коса и т.н.) е кодирано от определена част от хромозомата, която се нарича ген за това свойство. Например генът за цвета на очите съдържа информация, която кодира специфичен цвят на очите. Различните значения на един ген се наричат ​​негови алели.

Когато животните се размножават, две родителски зародишни клетки се сливат и тяхната ДНК взаимодейства, за да образува ДНК на потомството. Основният метод на взаимодействие е кръстосването. При кросоувър ДНК-то на предците се разделя на две части, след което техните половини се разменят.

По време на наследяването са възможни мутации поради радиоактивност или други влияния, в резултат на което някои гени в зародишните клетки на един от родителите могат да се променят. Променените гени се предават на потомството и му придават нови свойства. Ако тези нови свойства са полезни, те вероятно ще се запазят в дадения вид, което води до скок в годността на вида.

В началото на 20-ти век, в зората на генетиката, много изследователи отричат ​​ролята на естествения подбор като творчески фактор. Процесът на мутация се счита за основна еволюционна сила като единствена причина за появата на нови характеристики и свойства на организма. Тъй като мутацията е изключително рядко явление (установено е, че средно един ген на милион мутира), на естествения подбор е отредена ролята на обикновен „контрольор“, който влиза в действие едва след появата на ново генетично отклонение.

По-нататъшни изследвания обаче показват, че в естествените популации на всеки вид има огромен резерв от генетична променливост за голямо разнообразие от черти. По този начин естественият подбор винаги разполага с богат материал, с който да работи. В лабораторни експерименти беше възможно да се установи, че с помощта на селекция е възможно да се променят почти всички свойства на организма, дори като доминиране или рецесивност на определени черти.

Всъщност единственият източник на „еволюционен материал“ (наследствена променливост) е процесът на мутация. Но това не отрича творческата роля на естествения подбор: той може да се сравни със скулптор, който създава красиви предмети на изкуството само като отрязва „ненужни“ парчета от мраморен блок.

Форми на естествен подбор

В природата естественият подбор несъмнено действа като единствен фактор, действащ в популациите. Въпреки това, в зависимост от промените в условията на околната среда и взаимодействието на популациите и видовете, не само нейната посока, но и нейните форми могат да се променят. Механизмът на действие на естествения подбор остава непроменен - ​​оцеляването и по-ефективното размножаване на индивиди, най-добре адаптирани към специфичните условия на съществуване. Има няколко форми на избор: - каране - стабилизиране - разкъсване.

Шофиране форма на избор.Насърчава промяната в средната стойност на чертите и появата на нови форми.

Видове естествен подбор

Популациите, които остават в стабилни, слабо променящи се условия за достатъчно дълго време, постигат висока степен на годност и могат да останат в равновесно състояние за дълго време, без да претърпят значителни промени в генотипния състав. Промените във външните условия обаче могат бързо да доведат до значителни промени в генотипната структура на популациите.

Ярък пример, доказващ съществуването на движеща форма на естествен подбор, е така нареченият индустриален меланизъм. Причината за увеличаването на честотата на поява на черни пеперуди в индустриалните зони е, че на потъмнели стволове на дървета белите пеперуди са станали лесна плячка за птиците, а черните пеперуди, напротив, са станали по-малко забележими.

Движещата форма на естествения подбор води до утвърждаване на нова норма на реакция на организма, която съответства на променените условия на околната среда. Подборът протича винаги по фенотипове, но наред с фенотипа се подбират и генотиповете, които ги определят.

Стабилизираща форма на селекция. Стабилизиращата форма на селекция е насочена към запазване на установената в популацията средна стойност на даден признак. Тъй като мутационната променливост винаги съществува във всяка популация, индивиди постоянно се появяват с характеристики, които се отклоняват значително от средната стойност, типична за популацията или вида, и умират.

По време на буря умират предимно птици с дълги и къси крила, докато птиците със средни крила по-често оцеляват; Най-голямата смъртност на малките на бозайниците се наблюдава в семейства, чийто размер е по-голям и по-малък от средния, тъй като това се отразява в условията на хранене и способността за защита срещу врагове.

Разрушителен подбор. Селекцията, която благоприятства повече от един фенотипен оптимум и действа срещу междинни форми, се нарича разрушителна или разрушителна.

Може да се обясни с примера на появата на ранноцъфтящата и късноцъфтящата разогремка. Появата им е резултат от косене, извършено в средата на лятото, което унищожава растения с междинни периоди на цъфтеж. В резултат на това една популация се разделя на две субпопулации, които не се припокриват. Хибридите, които възникват между различни форми, нямат достатъчно сходство с негодни за консумация видове и се консумират активно от птици.

Творческата роля на естествения подбор:При различни обстоятелства естественият подбор може да протича с различна скорост.

Дарвин отбелязва обстоятелства, благоприятстващи естествения подбор:

Доста висока честота на проява на несигурни наследствени промени;

големият брой индивиди от даден вид, увеличаващи вероятността от настъпване на благоприятни промени;

Неинбридинг, което увеличава обхвата на променливостта в потомството.

Дарвин отбелязва, че кръстосаното опрашване се случва понякога дори сред самоопрашващи се растения;

изолиране на група индивиди, предотвратяване на тяхното кръстосване с останалите организми от дадена популация;

Широко разпространение на даден вид, тъй като на различните граници на ареала индивидите срещат различни условия и естественият подбор ще върви в различни посоки и ще увеличи вътрешновидовото разнообразие.

Дата на публикуване: 2015-01-24; Прочетено: 161 | Нарушаване на авторските права на страницата

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0.001 s)…

Естественият подбор е в основата на еволюцията. Може да се разглежда като процес, в резултат на който в популациите на живите организми се увеличава броят на индивидите, които са по-добре приспособени към условията на околната среда.

Докато броят на индивидите, които са по-малко адаптирани към определени характеристики, намалява.

Тъй като условията на околната среда на популациите не са еднакви (на някои места условията са стабилни, на други са променливи), има няколко различни форми на естествен подбор.

Обикновено се разграничават три основни форми: стабилизираща, задвижваща и разрушителна селекция.

Естествен подбор

Съществува и полов естествен подбор.

Стабилизираща форма на естествен подбор

Мутациите винаги възникват в популациите на организмите, а има и комбинативна изменчивост. Те водят до появата на индивиди с нови характеристики или техни комбинации. Въпреки това, ако условията на околната среда останат постоянни и популацията вече е добре адаптирана към тях, тогава новите стойности на чертите, които се появяват, обикновено стават неуместни.

Индивидите, в които са възникнали, се оказват по-малко адаптирани към съществуващите условия, губят борбата за съществуване и оставят по-малко потомство. В резултат на това новите характеристики не се фиксират в популацията, а се премахват от нея.

По този начин стабилизиращата форма на естествен подбор работи при постоянни условия на околната среда и поддържа средни, широко разпространени стойности на черти в популацията.

Пример за стабилизираща селекция е поддържането на средна плодовитост при много животни.

Индивидите, които раждат голям брой малки, не могат да ги хранят добре. В резултат на това потомството се оказва слабо и умира в борбата за съществуване.

Индивидите, които раждат малък брой малки, не могат да попълнят популацията с гените си по същия начин, както могат индивидите, които раждат среден брой малки.

Движещата форма на естествения подбор

Движещата форма на естествения подбор започва да действа при променящите се условия на околната среда.Например при постепенно охлаждане или затопляне, намаляване или повишаване на влажността или появата на нов хищник, който бавно увеличава числеността си.

Освен това околната среда може да се промени в резултат на разширяване на обхвата на популацията.

Трябва да се отбележи, че постепенната промяна на условията е важна за естествения подбор, тъй като появата на нови адаптации в организмите е дълъг процес, който се случва в продължение на много поколения.

Ако условията се променят рязко, тогава популациите от организми обикновено просто измират или се преместват в нови местообитания със същите или подобни условия.

В нови условия някои предишни вредни и неутрални мутации и комбинации от гени могат да се окажат полезни, повишавайки адаптивността на организмите и шансовете им за оцеляване в борбата за съществуване. Следователно, такива гени и чертите, които те определят, ще бъдат фиксирани в популацията.

В резултат на това всяко ново поколение организми ще се отдалечава все повече и повече от първоначалната популация в някакво отношение.

Важно е да се разбере, че с движещата форма на естествения подбор само определена стойност на черта от предишни неполезни се оказва полезна, а не всички. Например, ако по-рано са оцелели само индивиди със среден ръст, а големи и малки са умрели, тогава при селекция на шофиране индивидите с малък ръст ще оцелеят по-добре, но тези със среден и особено голям ръст ще се окажат в по-лоши условия и постепенно ще изчезнат от населението.

Разрушителна форма на естествен подбор

Разрушителната форма на естествен подбор е подобна по своя механизъм на движещата форма. Има обаче съществена разлика. Движещият подбор благоприятства само една стойност на дадена черта, премахвайки от популацията не само средната стойност на тази черта, но и всички други крайности. Разрушителната селекция действа само срещу средната стойност на дадена черта, като обикновено благоприятства две екстремни стойности на чертата. Например на острови със силни ветрове насекомите оцеляват без крила (не летят) или с мощни крила (могат да устоят на вятъра, когато летят).

Насекомите със средни крила се пренасят в океана.

Разрушителният естествен подбор води до появата на полиморфизъм в популациите, когато две или повече разновидности на индивиди се формират въз основа на някакъв признак, понякога заемащи малко различни екологични ниши.

Сексуален подбор

При сексуалния подбор индивидите в популациите избират за партньори онези индивиди от противоположния пол, които притежават някаква черта (например ярка опашка, големи рога), която не е пряко свързана с повишеното оцеляване или дори е вредна за това.

Притежаването на такава черта увеличава шансовете за възпроизвеждане и следователно консолидиране на гените в популацията. Има няколко хипотези относно причините за възникването на половия подбор.

Движещата сила на еволюцията: какви форми на естествен подбор съществуват

ЕСТЕСТВЕН ПОДБОР. ФОРМИ НА ЕСТЕСТВЕН ОТБОР В ПОПУЛАЦИИТЕ.

Февруари, 11 клас, биология.

РОЛЯТА НА ПРОМЕНЛИВОСТТА И НАСЛЕДСТВОТО В ЕВОЛЮЦИОННИЯ ПРОЦЕС.

Еволюция– процесът на историческо развитие на живата природа, основан на изменчивостта, наследствеността и естествения отбор.

Материал за еволюция- наследствена изменчивост.

Наследствена изменчивостса мутации, които могат да възникнат в популациите.

Натрупват се рецесивни мутации, появяват се доминантни. Селекцията, действаща в популациите, отхвърля индивиди с ненужни черти, оставяйки индивиди с полезни черти.

Резултати от еволюцията– адаптивност на организмите към условията на средата, образуване на нови видове и надвидови таксони.

Придобиването на адаптации от отделни групи организми може при определени условия да доведе до образуването на нови видове

МЕХАНИЗМИ (посоки, пътища) на ЕВОЛЮЦИОННИЯ ПРОЦЕС

Ароморфоза- големи еволюционни промени, водещи до общо усложняване на структурата и функциите на организмите и позволяващи им да заемат фундаментално нови местообитания или значително повишаване на конкурентната способност на организмите в съществуващи местообитания.

Идиоматични адаптации- частни адаптации, които не променят значително нивото на организация на организмите, постигнато в процеса на еволюцията, но значително улесняват тяхното оцеляване в определени местообитания.

В този случай редица органи и тъкани, свързани с новия начин на живот, могат да се опростят или да изчезнат.

Биологичен прогрес- това е посока на еволюция, при която броят на популациите, подвидовете се увеличава и ареалът (местообитанието) се разширява, докато тази група организми е в състояние на постоянно видообразуване.

Биологична регресия- посоката на еволюция, в която ареалът и броят на организмите намаляват, скоростта на видообразуване се забавя и броят на популациите, подвидовете и видовете намалява.

БОРБА ЗА СЪЩЕСТВУВАНЕ.

ЕСТЕСТВЕН ПОДБОР.

ФОРМИ НА ЕСТЕСТВЕН ОТБОР В ПОПУЛАЦИИТЕ.

Борба за съществуване– набор от взаимоотношения между индивиди от даден вид, с други видове и абиотични фактори на средата.

Някои от потомците на организма оцеляват, докато други са обречени на смърт.

Форми на борба за съществуване:

1. Вътрешновидови

2. Полов подбор

3. Междувидови

4. Взаимодействие с абиотични фактори

ИМА ТРИ ОСНОВНИ ФОРМИ НА ЕСТЕСТВЕН ПОДБОР:

1. Стабилизираща селекция -е насочен към поддържане на средната, предварително установена стойност на черта или свойство в популациите. Той работи при относително постоянни (колебащи се в определени граници) условия на околната среда.

При стабилизиращ подбор предимството при възпроизводството се дава на най-типичните индивиди в популацията, докато индивидите, които забележимо се отклоняват от установената норма, се елиминират чрез естествен подбор. Тази форма на селекция е най-често срещаната, но е трудно забележима, тъй като в този случай няма промяна в морфологичния облик на организмите в популацията.

Шофиране или насочен избор -допринася за промяна в средната стойност на черта или свойство в популация. Тази форма на подбор възниква, когато условията на съществуване се променят и води до установяване на нова норма, която да замени предишната.

Разрушителен или фрагментиращ избор- това е селекция, която се извършва едновременно в полза на няколко опции срещу индивиди с междинна стойност на чертата. Тази форма на селекция се среща в случаите, когато никоя група генотипове не получава решаващо предимство в борбата за съществуване поради разнообразието от условия, които се срещат едновременно на една територия.

Разрушителната селекция допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популацията и в някои случаи може да причини видообразуване.

По този начин потомците на силни индивиди също ще бъдат относително добре адаптирани и техният дял в общата маса на индивидите ще се увеличи. След смяна на няколко десетки или стотици поколения средната годност на индивидите от даден вид се увеличава значително.

Търсене в сайта:

Търсене на лекции

Форми на естествен подбор

В съвременната теория на еволюцията въпросът за формите на естествения подбор остава един от спорните въпроси. Има повече от 30 различни форми на избор. Има обаче само три основни форми на селекция: стабилизиращ, движещ и разрушителен(Ориз.

Стабилизираща селекция -форма на естествен подбор, насочена към поддържане и повишаване на стабилността на прилагането в популация на средната, предварително установена стойност на черта или свойство.

Това се случва чрез елиминиране на всякакви отклонения от тази норма. Пример за стабилизираща селекция е установената от М. Карн и Л. Пенроуз връзка между теглото на новородените деца и тяхната смъртност: колкото по-голямо е отклонението във всяка посока от средната норма (3,6 кг), толкова по-рядко такива деца оцеляват.

По този начин най-важният резултат от действието на стабилизиращата селекция е запазването и стабилизирането на вече съществуващи характеристики и вече формираната норма на реакция за тези характеристики.

Пример за дългосрочно запазване на адаптациите на морфологично ниво е образуването на крайник с пет пръста, възникнал преди приблизително 320 милиона години с появата на сухоземните гръбначни животни. Тъй като са известни мутации както при животни, така и при хора, които увеличават или намаляват броя на пръстите (птици, копитни животни, динозаври и др.), запазването на петте пръста е резултат от стабилизираща селекция.

Избор на шофиране- селекция, която насърчава промяна в средната стойност на черта или свойство.

Тази форма на подбор води до появата на адаптивни черти. При насочена промяна в околната среда по-често оцеляват индивиди с индивидуални характеристики, съответстващи на тази промяна; индивиди с отклонения в обратна посока, които не са адекватни на промените във външните условия, по-често умират. Загубата на черта обикновено е резултат от движеща форма на селекция. Например, в условията на функционална непригодност на даден орган, естественият подбор насърчава тяхното намаляване.

Загубата на крила при някои птици и насекоми, пръсти при копитни животни, крайници при змии, очи при пещерни животни са примери за действието на движеща селекция.

По този начин движещата форма на селекция води до развитие на нови адаптации чрез насочено преструктуриране на генофонда на популацията, а това от своя страна е придружено от преструктуриране на генотипа на индивидите.

В природата задвижващите и стабилизиращите форми на подбор постоянно съществуват едновременно и можем да говорим само за преобладаване на една или друга форма в даден период от време за даден признак.

Разрушителен подбор- форма на селекция, която благоприятства повече от един фенотип и действа срещу междинни междинни форми.

Такава селекция води до установяване на полиморфизъм в популацията. Населението изглежда е „разкъсано” според тази характеристика на няколко групи. Пример за разрушителна селекция е появата на мимикрия при африканските лястови опашки.

На Коморските острови, Мадагаскар и Сомалия мъжките и женските лястовичи опашки са жълти на цвят и не имитират, т.к. в тези региони няма видове, които не са изядени от птици.

В югозападна Абисиния мъжките запазват специфичното за вида оцветяване и форма на крилата, докато женските променят цвета си в съответствие с пеперудите, които не се ядат от птици.

Като пример за разрушителна селекция, действаща в природата, може да има случаи, при които добре диференцираните полиморфни типове имат ясно селективно предимство пред слабо диференцираните полиморфни типове.

Например полов диморфизъм: женските и мъжките с добре диференцирани вторични полови белези се чифтосват и размножават по-успешно от

различни междинни типове (интерсексуални, хомосексуални и др.).

2. Схема на действие на стабилизиращи (A), задвижващи (B) и разрушителни (C) форми на селекция (според N.V. Timofeev-Resovsky et al., 1977)

други форми на естествен подбор:

- полов подбор;

— индивидуален подбор;

— групов избор и др.

Тези форми на подбор са от второстепенно значение. Нарича се естествен подбор, засягащ характеристиките на индивиди от един и същи пол полов подбор.Основава се на селективната нееквивалентност на индивиди от един и същи пол при двудомни животни.

Това е специална форма на индивидуален подбор, който включва представители само на един пол (обикновено мъже) от дадена популация. Вторичните полови белези на мъжките им помагат да намерят партньори .

Естественият подбор действа поддържаща роля -поддържане на определено ниво на годност на индивидите в популацията, позволяващо й да съществува в дадени условия на околната среда.

Индивиди с относителна годност по-ниска от средната годност на населението, като правило, умират.

Важен е и за живота на вида и неговата еволюция разпределителен ефектселекция. Видът заема тази част от земната повърхност, върху която може да оцелее. Селекцията регулира позицията на вида в околната среда: организмите оцеляват по-често в онези условия на околната среда, към които са по-добре адаптирани чрез селекция.

Следователно разпределението на организми, популации, видове на повърхността на Земята става преди всичко чрез селекция.

Изборът изпълнява акумулираща роля. Тъй като селекцията е опитът на по-годните, тя запазва всяко отклонение, което увеличава адаптивността. Такива промени се натрупват и фенотипното проявление на признака се засилва в продължение на няколко поколения. Пример е еволюцията на крайника на предците на коня: от петпръст през трипръст до еднопръст.

Творческа роляселекция е, че се избират най-силните, т.е.

индивиди, адаптирани към дадени условия на околната среда. На генотипно ниво в резултат на селекцията настъпва еволюцията на генотипа, т.е. има трансформация на променливостта. По отношение на фенотипа творческата роля на естествения подбор се изразява в образуването на нови адаптации и преструктурирането на целия организъм, осигурявайки нормалното функциониране на тези адаптации.

Новите адаптации възникват само на базата на генотипна изменчивост и само в резултат на селекция.

Например през 40-те години на миналия век пеницилин, стрептомицин и други антибиотици са използвани за първи път в медицината. Отначало те са били ефективни срещу патогенни бактерии дори в малки дози. Въпреки това, скоро след като употребата на антибиотици се увеличи, тяхната ефективност започна да намалява и трябваше да се използват по-високи дози, за да се постигнат желаните резултати.

Има щамове бактерии, които са устойчиви на антибиотици и чувствителни към тях. Появата на резистентни щамове се дължи на спонтанни мутации, които се появяват с определена ниска честота.

По този начин използването на антибиотици в ниски или умерени дози задвижва процес на селекция, който благоприятства появата на резистентни щамове.

Такива микроеволюционни промени са открити в лабораторни експерименти.

Пример е експеримент за селекция, проведен върху един от щамовете Стафилококус ауреус– патогенна бактерия, която причинява нагнояване на рани и хранително отравяне. Първоначалната популация, от която произхожда този щам, е чувствителна към различни антибиотици в ниски дози.

Някои от бактериите, изолирани от първоначалната популация, се отглеждат последователно върху среда, съдържаща пеницилин и други антибиотици в нарастващи концентрации. В резултат на това различни щамове са развили резистентност към този антибиотик. Резистентността към различни антибиотици се повишава в различна степен: към хлоромицетин - 193 пъти, към Na-пеницилин - 187 000 пъти и към стрептомицин - 250 000 пъти.

В същото време в такива щамове настъпват други промени. Те растат по-бавно, особено при анаеробни условия, и губят своята патогенност. Отстраняването на антибиотици от хранителната среда води до селекция в обратна посока, т.е. за запазване на чувствителни към антибиотици форми.

Така творческата роля на естествения подбор определя:

1) трансформация на променливостта - промяна на фенотипната експресия на мутации, елиминиране на вредните прояви на плейотропия, еволюцията на доминиране и рецесивност, както и проникването и експресивността на гените;

2) еволюцията на процесите на индивидуално развитие;

3) появата на нови адаптации, включително коадаптация на характеристиките на организма и укрепване на хомеостазата на организма, коадаптация на индивиди в популация, развитие на механизми на популационна хомеостаза, коадаптация на видовете, както и развитието на адаптации на абиотични фактори;

4) еволюция на популациите, диференциация на видове и видообразуване.

Резултатът от творческата роля на селекцията е процесът на органична еволюция, който протича по линията на прогресивно усложняване на морфо-физиологичната организация (арогенеза), а в определени отрасли по пътя на специализация (алогенеза).

©2015-2018 poisk-ru.ru
Всички права принадлежат на техните автори.

Естественият подбор е движещият фактор на еволюцията. Видове естествен подбор.

Естествен подбор- основният еволюционен процес, в резултат на който в популацията се увеличава броят на индивидите с максимална годност (най-благоприятните черти), докато броят на индивидите с неблагоприятни черти намалява.

В светлината на съвременната синтетична теория на еволюцията естественият отбор се счита за основна причина за развитието на адаптациите, видообразуването и произхода на надвидовите таксони. Естественият подбор е единствената известна причина за адаптацията, но не е единствената причина за еволюцията. Дезадаптивните причини включват генетичен дрейф, генен поток и мутации.

Видове естествен подбор:

—Избор на шофиране- форма на естествен подбор, която действа при насочени промени в условията на околната среда.

Описан от Дарвин и Уолъс. В този случай лица с черти, които се отклоняват в определена посока от средната стойност, получават предимства. В този случай други вариации на признака (отклоненията му в обратна посока от средната стойност) са обект на отрицателна селекция. В резултат на това в една популация от поколение на поколение има изместване на средната стойност на признака в определена посока. В този случай натискът на движещата селекция трябва да съответства на адаптивните способности на популацията и скоростта на мутационни промени (в противен случай натискът от околната среда може да доведе до изчезване).

—Стабилизираща селекция- форма на естествен подбор, при която действието му е насочено срещу индивиди с крайни отклонения от средната норма, в полза на индивиди със средно изразен признак.

Концепцията за стабилизираща селекция е въведена в науката и анализирана от I. I. Shmalgauzen.

-Дисруптивна (разрушителна) селекция- форма на естествен подбор, при която условията благоприятстват два или повече крайни варианта (посоки) на изменчивост, но не благоприятстват междинното, средно състояние на даден признак.

В резултат на това могат да се появят няколко нови форми от една оригинална. Дарвин описва действието на разрушителния подбор, вярвайки, че той е в основата на дивергенцията, въпреки че не може да предостави доказателства за съществуването му в природата.

Разрушителната селекция допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популацията и в някои случаи може да причини видообразуване.

—Сексуален подбор- Това е естествен подбор за репродуктивен успех.

Оцеляването на организмите е важен, но не единствен компонент на естествения подбор. Друг важен компонент е привлекателността за представителите на противоположния пол. Дарвин нарича това явление полов подбор. „Тази форма на подбор се определя не от борбата за съществуване в отношенията на органичните същества помежду им или с външните условия, а от конкуренцията между индивиди от един пол, обикновено мъже, за притежание на индивиди от другия пол.“

Черти, които намаляват жизнеспособността на техните гостоприемници, могат да се появят и разпространят, ако предимствата, които предоставят за репродуктивен успех, са значително по-големи от недостатъците им за оцеляване.

Пътища и посоки на еволюцията.Резултати от еволюцията.

Пътища и посоки на еволюцията.

Резултати от еволюцията.

Биологичен прогрес- посоката на еволюцията, която се характеризира с увеличаване на числеността, местообитанията на дадена група организми и образуването на нови групи организми.

Биологична регресия- посока на еволюция, която се характеризира с намаляване на числеността, зоните на местообитанията на дадена група организми и изчезването на групи организми.

Ароморфоза (арогенеза)- пътя на еволюцията, в резултат на който се постига подобряване на морфологичните и функционални показатели на индивидите и повишаване на жизнеността.

Ароморфозата води до увеличаване на числеността на популацията, увеличаване на площта на местообитанието на дадена група организми и образуването на нови групи организми. В ранните етапи е имало три разновидности на този еволюционен път: сексуално размножаване, усвояване на хранителни вещества чрез фотосинтеза и придобиване на многоклетъчна структура.

Идиоадаптации (алогенеза)- пътят на еволюцията, в резултат на който настъпват промени в организацията и функционирането само на определени групи организми.

Обща дегенерация (катагенеза)- път на еволюция, в резултат на който организмите придобиват по-проста структура.

Резултати от естествения подбор:

Разнообразие от видове на планетата

Усложняване и подобряване на организмите

Появата на относителна адаптивност на организмите към условията на околната среда

Така еволюцията протича от просто към сложно, тоест от по-ниско към по-висше.

Структура на биосферата

• Биосферата е обвивката на Земята, населена с живи организми, под тяхно влияние и заета от продуктите на тяхната жизнена дейност; „филм на живота“; глобална екосистема на Земята.
• Състав на биосферата

Живата материя - цялата съвкупност от тела на живи организми, населяващи Земята, е физико-химично единна, независимо от тяхната систематична принадлежност. Масата на живата материя е сравнително малка и се оценява на 2,4...3,6 1012 тона (в сухо тегло) и съставлява по-малко от една милионна от цялата биосфера (ок. 3 1018 тона), което от своя страна представлява по-малко от една хилядна от масата на Земята. Но това е „една от най-мощните геохимични сили на нашата планета“, тъй като живите организми не просто обитават земната кора, но трансформират външния вид на Земята.

Живите организми обитават земната повърхност много неравномерно. Разпределението им зависи от географската ширина.

Биогенното вещество е вещество, създадено и преработено от жив организъм. По време на органичната еволюция живите организми са преминали през своите органи, тъкани, клетки и кръв хиляди пъти над по-голямата част от атмосферата, целия обем на световните океани и огромна маса от минерали.

Тази геоложка роля на живата материя може да си представим от находищата на въглища, нефт, карбонатни скали и др.

3. Инертно вещество - продукти, образувани без участието на живи организми.

4. Биоинертно вещество е вещество, което се създава едновременно от живи организми и инертни процеси, представляващи динамично равновесни системи от двете. Това са почва, тиня, кора на изветряне и др. В тях водеща роля играят организмите.

Вещество, подложено на радиоактивно разпадане.

6. Разпръснати атоми, непрекъснато създавани от всички видове земна материя под въздействието на космическата радиация.

Вещество от космически произход.

Нека се спрем на общите характеристики на естествения подбор и неговите форми, като се съсредоточим върху една от тях - стабилизираща. Нека да разгледаме неговите признаци, илюстративни примери и последствия.

Естественият подбор е...

Терминът "естествен подбор" е въведен от Чарлз Дарвин. Това понятие се отнася до най-важния еволюционен процес, по време на който се увеличава броят на индивидите, най-адаптирани към определени условия, и намалява броят на индивидите с неблагоприятни характеристики за даден район. По-съвременната синтетична теория на еволюцията нарича естествения подбор основната причина за формирането на видовете и адаптирането на живите същества към околната среда.

Освен естествения подбор, движещите сили на еволюцията са също мутациите, генетичният дрейф и трансферът на гени от популация на популация.

Видове естествен подбор

Има четири основни форми на естествен подбор:

1. Движещ избор - тази форма действа при внезапно променени условия на околната среда. „Печелившите“ са тези индивиди, чиито характеристики се отклоняват в определена посока от средната стойност, а именно тези, които са по-подходящи за новата среда. Увеличаването на броя на насекомите със сивкав, тъмен цвят в райони, които са станали индустриални, е движещ избор, тъй като в новите условия индивидите със светъл цвят са много забележими за хищниците.
2. Disruptive (disruptive selection) – при тази форма външните условия благоприятстват само крайно полярните прояви на даден признак, като не дават шанс на индивидите със средното му проявление. Например при косене на ливади само растения, които имат време да цъфтят в края на пролетта или началото на есента, дават семена - преди и след косене на тревата.
3. Стабилизиращата форма на подбор е насочена срещу индивиди, които се отклоняват от средните стойности за определена популация.
4. Сексуален подбор - тази форма "отстранява" мъжките и женските, които не са привлекателни за противоположния пол поради редица причини - болест, дефект, дефектно развитие и др. Помага да не се наследяват черти, които са нежелани или вредни за потомството.

Характеристики на стабилизиращата селекция

За да направим примерите за стабилизираща селекция по-ясни, първо трябва да я характеризираме.

Терминът "стабилизиращ подбор" е въведен от руския еволюционист И. И. Шмалгаузен. Под него ученият разбира вид селекция, насочена срещу индивиди, които се отклоняват от средното проявление на всяка черта. По този начин стабилизиращата селекция защитава популацията от пълното наследяване на всяка широка мутация, но позволява тесни мутации.

Това е стабилизираща селекция, защитаваща средните прояви на черта от значителни промени, която обогатява генофонда на определена популация - натрупват се рецесивни (непроявени в мнозинството за момента) алели, при условие че общият фенотип остава непроменен. В резултат на това се натрупва скрито генетично разнообразие на популацията, един вид мобилизационен резерв, който се натрупва в момента на рязка промяна на външните условия и влизане в сила на движещия подбор.

Струва си да се каже, че стабилизиращият и движещият подбор са тясно свързани помежду си - те периодично се заменят взаимно в жизнения цикъл на популациите от живи същества.

Примери за стабилизираща селекция

Нека споменем различни прояви на стабилизираща селекция:

1. Постоянство на структурата на тироксина (тироиден хормон) през цялата история на еволюцията на гръбначните животни.
2. След снежна буря в Северна Америка бяха открити ранени 136 домашни врабчета. 64 птици са загинали, а 72 са оцелели. Сред мъртвите има предимно индивиди с много дълги или твърде къси крила. Врабчетата със средни по дължина крила се оказаха по-издръжливи.
3. Сред горските птици най-приспособими са индивидите със средна плодовитост. Силно плодовитите родители не са в състояние да изхранят напълно всичките си пилета, поради което последните растат малки и слаби.
4. По време на раждането при бозайниците, както и през първите седмици от живота, някои от малките постоянно умират - с твърде ниско или, обратно, твърде голямо тегло. Средните индивиди обикновено преживяват този период безопасно.

Признаци на стабилизираща селекция

Стабилизиращата селекция се характеризира със следните характеристики:

1. Появява се в среда, чиито условия остават относително постоянни за дълго време. Отличен пример за стабилизираща селекция са нилските крокодили. В продължение на 70 милиона години външният им вид не се е променил, тъй като местообитанието им (тропически полуводни биотопи) също остава почти климатично непроменено. Заслужава да се отбележи фактът, че самите крокодили са непретенциозни животни и могат да останат без храна дълго време.
2. Позволява мутации с тясна скорост на реакция.
3. Води до хомогенност на популационния фенотип. Нека отбележим още веднъж, че това е само привидно - неговият генофонд остава подвижен поради тесни мутации.
4. Унищожаване на индивиди, значително променени от мутация.

Резултати от стабилизираща селекция

И накрая, нека да разгледаме последствията от стабилизиращата селекция:

• стабилност във всяка съществуваща популация;
• запазване на най-значимите, типични характеристики на населението;
• защита на видовото разнообразие от мутационни промени, някои от които са не само вредни, но и разрушителни;
• създаване на механизъм на наследственост;
• усъвършенстване на механизмите на индивидуалното развитие - онтогенезата.

Стабилизиращият подбор е една от важните форми на естествения подбор. Той не позволява на мутациите да променят основните характеристики на определена популация или цял вид. Примери за стабилизираща селекция показват неблагоприятността или дори разрушителността на мутационните прояви, които тя отхвърля.