Tri glavna oblika prirodne selekcije. izbor vožnje

1. Šta je borba za postojanje?

Borba za postojanje je složen i raznolik odnos organizama unutar iste vrste, između različitih vrsta i sa neorganskom prirodom.

2. Šta je prirodna selekcija? Šta se podrazumijeva pod umjetnom selekcijom?

Prirodna selekcija je glavni faktor evolucije, koji vodi do opstanka i preferencijalne reprodukcije jedinki koje su prilagođenije datim uslovima sredine i imaju korisne nasledne osobine.

Umjetna selekcija je odabir od strane osobe ekonomski ili dekorativno najvrednijih jedinki životinja i biljaka kako bi se od njih dobilo potomstvo sa željenim svojstvima.

3. Koje su glavne odredbe Darvinovog evolucionog učenja?

Darwinova teorija se može formulirati kao sljedeće osnovne odredbe.

1. Svi organizmi koji naseljavaju našu planetu su promjenjivi. Nemoguće je pronaći dva potpuno identična zeca, vuka, guštera ili druge životinje ili biljke koje pripadaju istoj vrsti.

2. U prirodi se rađa više jedinki svake vrste nego što resursi životne sredine dozvoljavaju da se hrane. To dovodi do borbe za postojanje između njih. Kao rezultat toga, preživljavaju jedinke koje imaju najpovoljnije osobine u datim uslovima sredine, odnosno dolazi do prirodne selekcije.

3. Jedinke očuvane prirodnom selekcijom ostavljaju potomstvo, prenoseći svoje osobine naslijedom. To osigurava postojanje određene vrste dugo vremena.

4. Pošto se uslovi životne sredine u različitim delovima areala mogu razlikovati, onda se adaptacije formiraju različito, odnosno dolazi do divergencije karakteristika organizama, što dovodi do pojave novih vrsta – specijacije.

Pitanja

1. Koji su glavni uzroci borbe za egzistenciju?

Nesklad između broja jedinki koje se pojavljuju u populaciji i raspoloživih životnih resursa neminovno vodi u borbu za egzistenciju.

2. Koje oblike borbe za egzistenciju poznajete? Navedite relevantne primjere.

Darwin je razlikovao tri oblika borbe za egzistenciju: intraspecifičnu, međuvrstu i borbu protiv nepovoljnih uslova neorganske prirode.

Najintenzivnija od njih je intraspecifična borba. Živopisan primjer intraspecifične borbe je nadmetanje između četinarskih šumskih stabala iste starosti. Najviša stabla sa svojim raširenim krošnjama presreću većinu sunčevih zraka, a njihov moćan korijenski sistem apsorbira minerale otopljene u vodi iz tla na štetu slabijih susjeda. Intraspecifična borba posebno se pogoršava povećanjem gustine populacije, na primjer, s obiljem pilića u nekim vrstama ptica (mnoge vrste galebova, burevica): jači tjeraju slabe iz gnijezda, osuđujući ih na smrt od grabežljivaca ili gladovanje.

Između populacija različitih vrsta uočava se međuvrsna borba. Može se manifestovati u obliku nadmetanja za iste vrste prirodnih resursa ili u vidu jednostranog korišćenja jedne vrste drugom. Primjer konkurencije za slične vrste resursa daje odnos između sivih i crnih pacova koji se bore za mjesto u ljudskim naseljima. Sivi štakor, jači i agresivniji, vremenom je zamijenio crnog štakora, koji se trenutno nalazi samo u šumskim područjima ili pustinjama. U Australiji je obična pčela donesena iz Evrope istisnula malu domaću pčelu bez uboda.

Primjer borbe druge vrste je odnos između grabežljivca i plijena: ptica i insekata, riba i malih rakova, lavova i antilopa itd. Samo u ovim slučajevima borba za egzistenciju se izražava u direktnoj borbi: grabežljivci se prepiru oko plijena ili grabežljivac se bori sa žrtvom. Jasan rezultat takvih odnosa su koordinirane evolucijske promjene i grabežljivca i plijena: grabežljivac stječe sofisticirana sredstva napada - očnjake, kandže, brze pokrete, vrebajuće ponašanje; žrtve imaju ništa manje sofisticirane oblike zaštite: razne šiljke i školjke, kamuflažne boje, postavljanje stražara i druge vrste adaptivnog ponašanja.

Treći oblik borbe za egzistenciju - borba sa nepovoljnim uslovima životne sredine - takođe igra veliku ulogu u evolucionim promenama organizama. Strukturne karakteristike nekih biljaka, kao što su vilenjaci, jastučnice, jasno ukazuju na život u teškim uslovima severa ili visoravni.

Abiotički faktori imaju značajan utjecaj na evoluciju organizama ne samo sami po sebi: njihov utjecaj može ojačati ili oslabiti unutar- i međuvrsne odnose. S nedostatkom teritorije, topline ili svjetlosti, unutarspecifična borba može se pogoršati ili, obrnuto, oslabiti s viškom resursa potrebnih za život. U toplim godinama, s obilnim razvojem zooplanktona, smuđ aktivno jede rakove koji plutaju u vodenom stupcu; u hladnim, neproduktivnim godinama, nedostatak hrane tjera ribe da se prebace na prehranu vlastitim mladuncima.

3. Šta je djelovanje prirodne selekcije?

Prirodna selekcija utiče na sastav populacije: „uklanjajući“ iz nje manje prilagođene genotipove, čini je prilagođenijom uslovima sredine.

4. Koje oblike prirodne selekcije poznajete? Pod kojim uslovima rade? Navedite relevantne primjere.

U slučajevima kada je prirodna selekcija usmjerena na održavanje postojećih osobina (fenotipova), govore o stabilizaciji selekcije. Biolozi znaju dobre dokaze za postojanje stabilizacijske selekcije. Na primjer, boja vodene zmije koja živi na otocima nekih jezera čini je nevidljivom u šikarama vegetacije. Međutim, s vremena na vrijeme, kao rezultat mutacija, pojavljuju se osobe koje imaju drugu boju. Ova nova boja je naslijeđena. Ipak, broj mutanata ne raste: ptice grabljivice brzo ih uništavaju, zakopavajući ih na pozadini vodene vegetacije. Posljedično, rijetko uspijevaju preživjeti do puberteta i ostaviti potomstvo.

Stabilizirajuća selekcija je uobičajena tamo gdje životni uslovi ostaju konstantni tokom dugog perioda, kao što su sjeverne geografske širine i na dnu okeana. Ovdje desetinama i stotinama miliona godina nije došlo do primjetnih promjena, a organizmi su se već prilično dobro prilagodili životu u ovoj sredini. Stabilizirajuća selekcija djeluje i na promjenjivijim mjestima - na planinskim livadama, na bezvodnim pješčanim dinama: ovdje se uvjeti mijenjaju brže nego na dnu okeana, ali ipak ostaju konstantni prilično dugo u odnosu na životni vijek pojedinih generacija.

Drugi oblik prirodne selekcije je selekcija motiva. Za razliku od stabilizacije, ovaj oblik selekcije potiče promjene fenotipova. Akcija selekcije motiva može se vrlo brzo manifestirati kao odgovor na neočekivane i snažne promjene vanjskih uvjeta. Klasičan primjer je slučaj jedne od vrsta leptira, brezovog moljca.

U 18. stoljeću engleski kolekcionari leptira vrlo rijetko su nalazili tamne predstavnike ove vrste. Obično su brezovi moljci svijetle boje, što im omogućava da se dobro kamufliraju na stablima gusto prekrivenim lišajevima, gdje obično provode vrijeme tokom dana. Ptice i drugi lovci na leptire imaju poteškoća u razlikovanju svijetlih leptira kada su smješteni na stablima drveća. Tamnokrili leptiri su jedinke sa visokim sadržajem pigmenta melanina. Nemaju prirodnu kamuflažu i stoga su ranjiviji na ptice. Kao rezultat toga, kolekcionarima nije bilo lako da ga pronađu.

Međutim, sredinom XIX vijeka u Engleskoj je došlo do industrijske revolucije. Okruzi fabrike su bili jako zagađeni produktima sagorevanja uglja sa visokim sadržajem sumpora (sumporni gas). Kao rezultat toga, lišajevi na kori drveća počeli su umirati. Osim toga, kora mnogih stabala bila je prekrivena čađom, posebno u blizini fabrika i fabrika. Kao rezultat toga, upravo u tim područjima broj tamnih leptira počeo je rasti, dok se broj svijetlih leptira primjetno smanjio. Naučnici su sugerirali da promjene u sastavu populacije moljca nisu ništa drugo nego posljedica prirodne selekcije povezane s promjenama u okolišu.

Drugi primjer se odnosi na promjenu pod utjecajem selekcije motiva u osjetljivosti insekata na djelovanje insekticida (otrova). Selekcija je pomogla mnogim vrstama insekata da se odupru otrovima. Na primjer, neke vrste komaraca imaju gen koji kodira proizvodnju enzima koji blokira djelovanje malih doza otrova. Tamo gdje se koriste insekticidi, većina komaraca umire, samo nekoliko preživi, ​​ali su u stanju proizvesti odgovarajući enzim dvostruko većom brzinom. Oni su ti koji stvaraju novu populaciju, čiji su pojedinci praktički imuni na otrov.

Razmotrili smo primjere u kojima se djelovanje motivske selekcije manifestira vrlo brzo – u roku od samo nekoliko decenija – kao odgovor na nagle promjene u uvjetima postojanja organizama. Međutim, u većini slučajeva proces odabira je vrlo spor. Promjene stanovništva povezane s tim traju isto toliko. Dakle, djelovanje selekcije može se otkriti samo u obliku postepenih i ne uvijek izrazitih promjena u procesu proučavanja fosilnih oblika. Klasičan primjer takvih promjena je rekonstruirana slika evolucije konjskog stopala.

U procesu evolucije izmjenjuju se različiti oblici prirodne selekcije. Obično evolucijske transformacije počinju pod utjecajem selekcije motiva kao odgovora na ozbiljne promjene u uvjetima okoline. Kao rezultat, pojavljuju se nove podvrste, a zatim vrste. Tada se pokretačka selekcija zamjenjuje stabilizirajućom, a promjene koje su stekle jedinke vrste se čuvaju - nova vrsta se stabilizira.

5. Da li je moguće dobiti eksperimentalnu potvrdu djelovanja prirodne selekcije?

Eksperimentalnu potvrdu djelovanja prirodne selekcije teško je dobiti, jer. izbor je veoma spor. Ali u nekim slučajevima (na primjer, s vretenima od breze) to je još uvijek moguće.

Evolucija je priča o pobjednicima, a prirodna selekcija je nepristrani sudija koji odlučuje ko živi, ​​a ko umire. Primjeri prirodne selekcije su posvuda: čitava raznolikost živih bića na našoj planeti proizvod je tog procesa, a čovjek nije izuzetak. Međutim, o čovjeku se može raspravljati, jer je on odavno navikao poslovno intervenirati u onim područjima koja su nekada bila svete tajne prirode.

Kako funkcioniše prirodna selekcija

Ovaj mehanizam bez kvara je temeljni proces evolucije. Njegovo djelovanje osigurava rast populacije broj jedinki koje imaju skup najpovoljnijih osobina koje obezbeđuju maksimalnu prilagodljivost uslovima života u okruženju, a istovremeno - smanjenje broja manje prilagođenih jedinki.

Sam izraz „prirodna selekcija“ nauka duguje Čarlsu Darvinu, koji je ovaj proces uporedio sa veštačkom selekcijom, odnosno selekcijom. Razlika između ove dvije vrste je samo u tome ko presuđuje u izboru određenih svojstava organizama - osobe ili staništa. Što se tiče "radnog materijala", u oba slučaja to su male nasljedne mutacije koje se akumuliraju ili, obrnuto, iskorijene u sljedećoj generaciji.

Teorija koju je razvio Darwin bila je nevjerovatno hrabra, revolucionarna, čak i skandalozna za svoje vrijeme. Ali sada prirodna selekcija ne izaziva sumnje u naučnom svijetu, štoviše, naziva se „samorazumljivim“ mehanizmom, budući da njeno postojanje logično slijedi iz tri neosporne činjenice:

1. Živi organizmi očito proizvode više potomaka nego što mogu preživjeti i dalje se razmnožavati;
2. Apsolutno svi organizmi podliježu nasljednoj varijabilnosti;
3. Živi organizmi obdareni različitim genetskim karakteristikama preživljavaju i razmnožavaju se s nejednakim uspjehom.

Sve to izaziva žestoku konkurenciju između svih živih organizama, što pokreće evoluciju. Evolucijski proces u prirodi, u pravilu, teče sporo, a u njemu se mogu razlikovati sljedeće faze:

Principi klasifikacije prirodne selekcije

Prema smjeru djelovanja razlikuju se pozitivne i negativne (odsjecajuće) vrste prirodne selekcije.

Pozitivno

Njegovo djelovanje je usmjereno na konsolidaciju i razvoj korisnih osobina i doprinosi povećanju populacije broja jedinki sa ovim osobinama. Dakle, unutar određenih vrsta, pozitivna selekcija djeluje na povećanje njihove održivosti, a na razmjerima cijele biosfere, na postupno usložnjavanje strukture živih organizama, što je dobro ilustrovano cjelokupnom istorijom evolucijskog procesa. Na primjer, transformacija škrga koja je trajala milionima godina kod nekih vrsta drevnih riba, u srednjem uhu vodozemaca, pratio je proces „sletanja“ živih organizama u uslovima jakih oseka i oseka.

Negativno

Za razliku od pozitivne selekcije, cut-off selekcija tjera iz populacije one jedinke koje nose štetne osobine koje mogu značajno smanjiti održivost vrste u postojećim uvjetima okoline. Ovaj mehanizam djeluje kao filter koji ne propušta najštetnije alele i ne dozvoljava njihov daljnji razvoj.

Na primjer, kada su, s razvojem palca na ruci, preci Homo sapiensa naučili savijati četkicu u šaku i koristiti je u borbama jedni protiv drugih, pojedinci s krhkim lobanjama počeli su umirati od povreda glave (kao što je dokazano arheološkim nalazima), ustupanje životnog prostora pojedincima sa jačim lobanjama.

Vrlo uobičajena klasifikacija, na osnovu prirode uticaja selekcije na varijabilnost osobine u populaciji:

1. kretanje;
2. stabilizacija;
3. destabilizirajuće;
4. ometajuće (kidanje);
5. seksualno.

Kretanje

Pokretački oblik prirodne selekcije uklanja mutacije s jednom vrijednošću prosječne osobine, zamjenjujući ih mutacijama s drugom prosječnom vrijednošću iste osobine. Kao rezultat, na primjer, može se pratiti povećanje veličine životinja iz generacije u generaciju - to se dogodilo sa sisavcima koji su stekli kopnenu dominaciju nakon smrti dinosaura, uključujući i ljudske pretke. Drugi oblici života, naprotiv, značajno su se smanjili. Dakle, drevni vilini konjici u uvjetima visokog sadržaja kisika u atmosferi bili su gigantski u usporedbi s modernim veličinama. Isto važi i za druge insekte..

stabiliziranje

Za razliku od pokretačkog, teži očuvanju postojećih karakteristika i manifestuje se u slučajevima dugotrajnog očuvanja uslova sredine. Primjeri su vrste koje su do nas došle iz antike gotovo nepromijenjene: krokodili, mnoge vrste meduza, divovske sekvoje. Postoje i vrste koje postoje, praktički nepromijenjene, milionima godina: ovo je najstarija biljka ginka, direktni potomak prvih guštera haterija, celakant (riba s četkastim perajima, koju mnogi naučnici smatraju „srednjom karikom ” između riba i vodozemaca).

Stabilizacija i pokretačka selekcija djeluju u sprezi i dvije su strane istog procesa. Pokretač nastoji zadržati mutacije koje su najkorisnije u promjenjivim uvjetima okoline, a kada se ti uvjeti stabiliziraju, proces će kulminirati stvaranjem najbolje prilagođenog oblika. Ovdje dolazi red stabilizacije selekcije- čuva ove provjerene genotipove i ne dozvoljava mutantnim oblicima koji odstupaju od opće norme da se razmnožavaju. Dolazi do sužavanja norme reakcije.

Destabilizirajuće

Često se dešava da se ekološka niša koju zauzima neka vrsta proširi. U takvim slučajevima, šira stopa reakcije bila bi korisna za opstanak te vrste. U uslovima heterogenog okruženja dešava se proces koji je suprotan stabilizacijskoj selekciji: osobine sa većom brzinom reakcije dobijaju prednost. Na primjer, heterogeno osvjetljenje akumulacije uzrokuje široku varijabilnost u boji žaba koje žive u njemu, a u rezervoarima koji se ne razlikuju u različitim bojama, sve žabe su približno iste boje, što doprinosi njihovoj kamuflaži ( rezultat stabilizacije selekcije).

ometajuće (kidanje)

Postoji mnogo populacija koje su polimorfne - koegzistencija unutar jedne vrste dva ili čak više oblika po bilo kojoj osnovi. Ova pojava može biti uzrokovana različitim razlozima, kako prirodnog tako i antropogenog porijekla. Na primjer, suše nepovoljne za gljive, koji pada sredinom ljeta, odredio je razvoj njihovih proljetnih i jesenjih vrsta, a košenje sijena, koje se dešavalo u ovo vrijeme i na drugim područjima, dovelo je do toga da unutar nekih vrsta trava sjeme kod nekih jedinki sazrijeva rano, a kasno. u ostalima, to je prije i poslije košenja sijena.

Seksualno

U ovom nizu logično utemeljenih procesa izdvaja se seksualna selekcija. Njegova suština leži u činjenici da se predstavnici iste vrste (obično mužjaci) međusobno natječu u borbi za pravo na razmnožavanje. . Međutim, često razvijaju iste simptome. koji negativno utiču na njihovu održivost. Klasičan primjer je paun sa svojim luksuznim repom, koji nema praktičnu upotrebu, štoviše, čini ga vidljivim grabežljivcima i može ometati kretanje. Njegova jedina funkcija je da privuče ženku i tu funkciju uspješno obavlja. Postoje dvije hipoteze objašnjavajući mehanizam ženske selekcije:

1. Hipoteza o "dobrim genima" - ženka bira oca za buduće potomstvo, na osnovu njegove sposobnosti da preživi čak i sa tako teškim sekundarnim polnim karakteristikama;
2. Hipoteza o privlačnom sinu – ženka ima tendenciju da proizvede uspješno muško potomstvo koje zadržava očeve gene.

Seksualna selekcija je od velike važnosti za evoluciju, jer glavni cilj jedinki bilo koje vrste nije preživjeti, već ostaviti potomstvo. Mnoge vrste insekata ili riba umiru čim završe ovu misiju - bez toga ne bi bilo života na planeti.

Razmatrano oruđe evolucije može se okarakterisati kao beskonačan proces kretanja ka nedostižnom idealu, jer je okolina gotovo uvijek korak ili dva ispred svojih stanovnika: ono što je postignuto jučer mijenja se danas da bi sutra zastarjelo.

PRIRODNA SELEKCIJA - rezultat borbe za egzistenciju; zasniva se na preferencijalnom preživljavanju i potomstvu najsposobnijih jedinki svake vrste i smrti manje sposobnih organizama

AT U uslovima stalne promene sredine, prirodna selekcija eliminiše neprilagođene oblike i čuva nasledna odstupanja koja se poklapaju sa smerom izmenjenih uslova postojanja. Postoji ili promjena norme reakcije, ili njeno proširenje (reakciona norma naziva se sposobnost tijela da reagira adaptivnim promjenama na djelovanje faktora okoline; brzina reakcije je granica varijabilnosti modifikacije koju kontroliše genotip datog organizma). Ovaj oblik selekcije je otkrio C. Darwin i nazvan je vožnje .

Kao primjer možemo navesti pomicanje izvorne svijetle forme tamnobojnom formom leptira brezovog moljca. Na jugoistoku Engleske u prošlosti su se, uz svijetlo obojeni oblik leptira, povremeno nalazili i tamni. U ruralnim područjima, na kori breze, svijetla boja pokazuje se kao zaštitna, nevidljiva su, dok se tamne boje, naprotiv, ističu na svijetloj pozadini i postaju lak plijen za ptice. U industrijskim zonama, zbog zagađenja okoliša industrijskom čađom, tamno obojeni oblici dobivaju prednost i brzo zamjenjuju svijetle. Dakle, od 700 vrsta leptira u ovoj zemlji u proteklih 120 godina, 70 vrsta leptira je promijenilo svoju svijetlu boju u tamnu. Ista slika je iu ostalim industrijskim zonama Evrope. Slični primjeri su pojava insekata otpornih na insekticide, oblika mikroorganizama otpornih na antibiotike, širenje pacova otpornih na otrove i tako dalje.

Otkrio je domaći naučnik I. I. Schmalhausen stabiliziranje formu selekcija koja funkcioniše u stalnim uslovima postojanja. Ovaj oblik selekcije ima za cilj održavanje postojeće norme. Istovremeno, konstantnost norme reakcije se održava sve dok je okruženje stabilno, dok pojedinci koji odstupaju od prosječne norme nestaju iz populacije. Na primjer, za vrijeme snježnih padavina i jakih vjetrova, kratkokrili i dugokrilni vrapci su uginuli, dok su jedinke srednje veličine krila preživjele. Ili drugi primjer: stabilna postojanost cvjetnih dijelova u odnosu na vegetativne organe biljke, jer su proporcije cvijeta prilagođene veličini insekata oprašivača (bumbar ne može prodrijeti u preuski vjenčić cvijeta, ne može proboscis leptira dodiruju prekratke prašnike cvijeća sa dugim vjenčićem). Milijunima godina stabilizirajuća selekcija štiti vrste od značajnih promjena, ali samo dok se uvjeti života značajno ne mijenjaju.

Dodijelite također kidanje, iliometajući , selekcija koja djeluje u raznolikom okruženju: nije odabrana nijedna osobina, već nekoliko različitih, od kojih svaka favorizira opstanak unutar uskih granica raspona populacije. Zbog toga je stanovništvo podijeljeno u nekoliko grupa. Na primjer, neki vukovi u planinama Kitskill u SAD-u izgledaju kao svijetli hrt i love jelene, drugi vukovi iz istog područja, deblji, kratkih nogu, obično napadaju stada ovaca. Disruptivna selekcija djeluje u uvjetima nagle promjene sredine: na periferiji populacije opstaju oblici sa višesmjernim promjenama, stvaraju novu grupu, u kojoj dolazi do stabilizacije selekcije. Nijedan od oblika selekcije se u prirodi ne javlja u svom čistom obliku, jer se faktori okoline mijenjaju i djeluju u kombinaciji kao cjelina. Međutim, u određenim istorijskim periodima jedan od oblika selekcije može postati vodeći.

Svi oblici prirodne selekcije čine jedinstveni mehanizam koji, djelujući na statističkoj osnovi kao kibernetički regulator, održava ravnotežu populacija sa okolnim uvjetima okoline. Kreativna uloga prirodne selekcije sastoji se ne samo u eliminaciji nepodobnih, već i u tome da usmjerava nastajuće adaptacije (rezultat mutacija i rekombinacija), „odabirući“ u dugom nizu generacija samo one od njih koje su najpogodniji za date uslove postojanja., što dovodi do pojave sve više i više novih oblika života.

Oblici prirodne selekcije (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biologija u tabelama. M., 2000)

U modernoj teoriji evolucije, pitanje oblika prirodne selekcije ostaje jedno od diskutabilnih. Razlikuje se više od 30 različitih oblika selekcije. Međutim, postoje samo tri glavna oblika selekcije: stabilizirajući, pokretni i ometajući(sl. 2) .

Stabilizirajuća selekcija - oblik prirodne selekcije čiji je cilj održavanje i povećanje stabilnosti implementacije u populaciji prosječne, prethodno utvrđene vrijednosti osobine ili svojstva. Nastaje otklanjanjem svih odstupanja od ove norme. Primjer stabilizirajuće selekcije je odnos koji su utvrdili M. Karn i L. Penrose između težine novorođenčadi i njihove smrtnosti: što je jače odstupanje u bilo kojem smjeru od prosječne norme (3,6 kg), takva djeca rjeđe prežive.

Dakle, najvažniji rezultat djelovanja stabilizacijske selekcije je očuvanje, stabilizacija već postojećih osobina i već formirane norme reakcije za te osobine. Primjer dugoročnog očuvanja adaptacija na morfološkom nivou je formiranje udova s ​​pet prstiju, koji je nastao prije oko 320 miliona godina pojavom kopnenih kralježnjaka. Budući da su poznate mutacije i kod životinja i kod ljudi koje povećavaju ili smanjuju broj prstiju (ptice, kopitari, dinosauri itd.), očuvanje petoprstije rezultat je stabilizacijske selekcije.

izbor vožnje- selekcija koja doprinosi promjeni prosječne vrijednosti osobine ili svojstva. Ovaj oblik selekcije dovodi do pojave adaptivnih osobina. Usmjerenom promjenom okruženja češće preživljavaju pojedinci sa individualnim karakteristikama koje odgovaraju ovoj promjeni; češće umiru pojedinci sa odstupanjima u suprotnom smjeru, neadekvatni promjenama vanjskih uslova. Gubitak osobine je obično rezultat pokretačkog oblika selekcije. Na primjer, u uvjetima funkcionalne neprikladnosti organa, prirodna selekcija doprinosi njihovom smanjenju. Gubitak krila kod nekih ptica i insekata, prstiju kod kopitara, udova kod zmija, očiju kod pećinskih životinja primjeri su akcije selekcije motiva.

Dakle, pokretački oblik selekcije dovodi do razvoja novih adaptacija kroz usmjereno preuređenje genofonda populacije, a to je, pak, praćeno preuređivanjem genotipa jedinki.

U prirodi, pokretački i stabilizirajući oblici selekcije stalno koegzistiraju, a može se govoriti samo o prevlasti jednog ili drugog oblika u datom vremenskom periodu na datoj osnovi.

Disruptivna selekcija- oblik selekcije koji favorizuje više od jednog fenotipa i djeluje protiv prosječnih intermedijarnih oblika. Takva selekcija dovodi do uspostavljanja polimorfizma unutar populacije. Stanovništvo je po ovom osnovu, takoreći, "pocijepano" u nekoliko grupa. Primjer disruptivne selekcije je pojava mimikrije u afričkim jedrilicama. Na Komorima, Madagaskaru i Somaliji mužjaci i ženke jedrenjaka su žute boje i ne oponašaju, jer. u ovim regijama nema vrsta koje ptice ne jedu. U jugozapadnoj Abesiniji, mužjaci zadržavaju boju specifičnu za vrstu i oblik krila, dok ženke mijenjaju boju kako bi odgovarale leptirima koji nisu ptiči.

Kao primjer disruptivne selekcije na djelu u prirodi, mogu postojati slučajevi u kojima dobro diferencirani polimorfni tipovi imaju jasnu selektivnu prednost u odnosu na slabo diferencirane polimorfne tipove. Na primjer, spolni dimorfizam: ženke i mužjaci s dobro diferenciranim sekundarnim spolnim karakteristikama se pare i razmnožavaju uspješnije od

Rice. Slika 2. Šema djelovanja stabilizirajućih (A), pokretačkih (B) i disruptivnih (C) oblika selekcije (prema N.V. Timofeev-Resovsky et al., 1977.)

drugi oblici prirodne selekcije:

seksualni odabir;

Individualna selekcija;

Grupni odabir itd.

Ovi oblici selekcije su od podređenog značaja. Prirodna selekcija, koja se odnosi na osobine jedinki istog pola, naziva se seksualni odabir. Temelji se na selektivnoj neekvivalenciji jedinki istog spola kod dvodomnih životinja. Ovo je poseban oblik individualne selekcije u kojoj učestvuju predstavnici samo jednog pola (obično muškog pola) određene populacije. Sekundarne seksualne karakteristike mužjaka pomažu im u pronalaženju partnera za parenje .

Prirodna selekcija radi sporedna uloga - održavanje određenog nivoa kondicije pojedinaca u populaciji, omogućavajući joj postojanje u datim uslovima sredine. Pojedinci sa relativnom kondicijom nižom od prosječne kondicije populacije po pravilu ginu.

Takođe je važan za život vrste i njenu evoluciju efekat širenja izbor. Vrsta zauzima onaj dio zemljine površine na kojem može preživjeti. Selekcija reguliše položaj vrste u životnoj sredini: organizmi češće preživljavaju u onim uslovima sredine na koje su bolje prilagođeni selekcijom. Stoga se distribucija organizama, populacija, vrsta po površini Zemlje prvenstveno odvija selekcijom.

Selekcija se vrši akumulativne uloge. Budući da je selekcija iskustvo najsposobnijih, oni zadržavaju svako izbjegavanje koje povećava prilagodljivost. Takve promjene se akumuliraju, a fenotipska manifestacija osobine se povećava u nizu generacija. Primjer je evolucija udova predaka konja: od petoprstih preko troprstih do jednoprstih.

kreativnu ulogu selekcija je da se biraju najsposobniji, tj. prilagođene jedinke datim uslovima sredine. Na genotipskom nivou, kao rezultat selekcije, dolazi do evolucije genotipa, tj. varijabilnost se transformiše. U odnosu na fenotip, kreativna uloga prirodne selekcije izražava se u formiranju novih adaptacija i restrukturiranju cijelog organizma, čime se osigurava normalan rad ovih adaptacija. Nove adaptacije nastaju samo na osnovu genotipske varijabilnosti i samo kao rezultat selekcije.

Na primjer, 40-ih godina prošlog stoljeća u medicini su prvi put korišteni penicilin, streptomicin i drugi antibiotici. U početku su bili efikasni protiv patogenih bakterija, čak i u malim dozama. Međutim, ubrzo nakon što se upotreba antibiotika proširila, njihova učinkovitost je počela opadati i morale su se koristiti veće doze da bi se postigli željeni rezultati. Postoje sojevi bakterija koji su otporni na antibiotike i osjetljivi na njih. Pojava rezistentnih sojeva je posljedica spontanih mutacija koje se javljaju na nekoj niskoj frekvenciji. Dakle, upotreba antibiotika u malim ili umjerenim dozama pokreće proces selekcije koji pogoduje nastanku rezistentnih sojeva.

Takve mikroevolucijske promjene pronađene su u laboratorijskim eksperimentima. Primjer je selekcijski eksperiment proveden na jednom od sojeva Staphylococcus aureus- patogena bakterija koja uzrokuje nagnojavanje rana i trovanje hranom. Originalna populacija iz koje potiče ovaj soj bila je osjetljiva na različite antibiotike u malim dozama. Dio bakterija izoliranih iz početne populacije uzgajan je uzastopno na podlogama koje su sadržavale penicilin i druge antibiotike u sve većim koncentracijama. Kao rezultat toga, različiti sojevi razvili su otpornost na ovaj antibiotik. Otpornost na različite antibiotike je povećana u različitom stepenu: na hloromicetin za 193 puta, na Na-penicilin za 187.000 puta i na streptomicin za 250.000 puta. Istovremeno se kod takvih sojeva javljaju i druge promjene. Rastu sporije, posebno u anaerobnim uslovima, i gube svoju patogenost. Uklanjanje antibiotika iz medijuma kulture dovodi do selekcije u suprotnom smeru, tj. očuvanju oblika osjetljivih na antibiotike.

Dakle, kreativna uloga prirodne selekcije određuje:

1) transformacija varijabilnosti - promena fenotipske ekspresije mutacija, eliminacija štetnih manifestacija pleiotropije, evolucija dominacije i recesivnosti, kao i penetracije i ekspresivnosti gena;

2) evolucija procesa individualnog razvoja;

3) pojava novih adaptacija, uključujući koadaptaciju osobina organizma i jačanje homeostaze organizma, koadaptaciju jedinki u populaciji, razvoj mehanizama homeostaze populacije, koadaptaciju vrsta, kao i razvoj adaptacija na abiotske faktore;

4) evolucija populacija, diferencijacija vrsta i specijacija.

Rezultat kreativne uloge selekcije je proces organske evolucije, koji ide linijom progresivnog usložnjavanja morfo-fiziološke organizacije (arogeneze), au posebnim granama - putem specijalizacije (alogeneze).

©2015-2019 stranica
Sva prava pripadaju njihovim autorima. Ova stranica ne tvrdi autorstvo, ali omogućava besplatno korištenje.
Datum kreiranja stranice: 30.03.2017

Prirodna selekcija je proces koji je izvorno definirao Charles Darwin kao vodeći do opstanka i preferencijalne reprodukcije jedinki koje su prilagođenije datim uvjetima okoline i imaju korisne nasljedne osobine. U skladu s Darwinovom teorijom i modernom sintetičkom teorijom evolucije, glavni materijal za prirodnu selekciju su nasumične nasljedne promjene – rekombinacije genotipova, mutacije i njihove kombinacije.

U nedostatku seksualnog procesa, prirodna selekcija dovodi do povećanja udjela datog genotipa u sljedećoj generaciji. Međutim, prirodna selekcija je "slijepa" u smislu da "procjenjuje" ne genotipove, već fenotipove, a preferencijalni prijenos na sljedeću generaciju gena pojedinca s korisnim osobinama se dešava bez obzira na to da li su te osobine nasljedne.

Postoje različite klasifikacije oblika selekcije. Široko se koristi klasifikacija zasnovana na prirodi uticaja selekcijskih oblika na varijabilnost osobine u populaciji.

izbor vožnje- oblik prirodne selekcije, koji deluje sa usmerenom promenom uslova sredine. Opisali Darwin i Wallace. U ovom slučaju osobe sa osobinama koje u određenom smjeru odstupaju od prosječne vrijednosti dobijaju prednost. U isto vrijeme, druge varijacije osobine (njegova odstupanja u suprotnom smjeru od prosječne vrijednosti) podliježu negativnoj selekciji. Kao rezultat toga, u populaciji s generacije na generaciju dolazi do pomaka prosječne vrijednosti osobine u određenom smjeru. Istovremeno, pritisak pokretačke selekcije mora odgovarati adaptivnim sposobnostima populacije i brzini mutacijskih promjena (u suprotnom, pritisak okoline može dovesti do izumiranja).

Primjer djelovanja selekcije motiva je "industrijski melanizam" kod insekata. "Industrijski melanizam" je naglo povećanje udjela melanističkih (koji imaju tamnu boju) u onim populacijama insekata (na primjer, leptira) koji žive u industrijskim područjima. Usljed industrijskog utjecaja stabla su značajno potamnila, a uginuli su i svijetli lišajevi, zbog čega su svijetli leptiri bili vidljiviji pticama, a tamni lošiji. U 20. stoljeću, u brojnim područjima, udio tamno obojenih leptira u nekim dobro proučavanim populacijama brezovog moljca u Engleskoj dostigao je 95%, dok je prvi tamno obojeni leptir (morfa carbonaria) ulovljen 1848. godine.

Odabir vožnje se provodi kada se okruženje mijenja ili se prilagođava novim uvjetima sa proširenjem dometa. Čuva nasljedne promjene u određenom smjeru, pomjerajući brzinu reakcije u skladu s tim. Na primjer, tokom razvoja tla kao staništa za različite nepovezane grupe životinja, udovi su se pretvorili u udubljenja.

Stabilizirajuća selekcija- oblik prirodne selekcije, u kojoj je njeno djelovanje usmjereno protiv jedinki s ekstremnim odstupanjima od prosječne norme, u korist jedinki sa prosječnom težinom osobine. Koncept stabilizacijske selekcije uveo je u nauku i analizirao I.I. Schmalhausen.

Opisani su mnogi primjeri djelovanja stabilizacijske selekcije u prirodi. Na primjer, na prvi pogled se čini da bi osobe s maksimalnom plodnošću trebale dati najveći doprinos genskom fondu sljedeće generacije. Međutim, posmatranja prirodnih populacija ptica i sisara pokazuju da to nije slučaj. Što je više pilića ili mladunaca u gnijezdu, to ih je teže hraniti, svaki od njih je manji i slabiji. Kao rezultat toga, pojedinci sa prosječnom plodnošću ispadaju najprilagođeniji.

Odabir u korist prosjeka je pronađen za različite osobine. Kod sisara je veća vjerovatnoća da će novorođenčad s vrlo niskom i vrlo visokom porođajnom težinom umrijeti pri rođenju ili u prvim sedmicama života nego novorođenčad srednje težine. Računanje veličine krila vrabaca koji su umrli nakon oluje 50-ih godina u blizini Lenjingrada pokazalo je da je većina njih imala premala ili prevelika krila. I u ovom slučaju, prosječni pojedinci su se pokazali najprilagođenijim.

Disruptivna (trgajuća) selekcija- oblik prirodne selekcije, u kojem uslovi favorizuju dve ili više ekstremnih varijanti (smera) varijabilnosti, ali ne favorizuju srednje, prosečno stanje osobine. Kao rezultat, može se pojaviti nekoliko novih oblika iz jednog početnog. Darwin je opisao operaciju disruptivne selekcije, vjerujući da ona leži u osnovi divergencije, iako nije mogao pružiti dokaze za njeno postojanje u prirodi. Disruptivna selekcija doprinosi nastanku i održavanju polimorfizma populacije, au nekim slučajevima može uzrokovati specijaciju.

Jedna od mogućih situacija u prirodi u kojoj dolazi do poremećaja selekcije je kada polimorfna populacija zauzima heterogeno stanište. Istovremeno se različiti oblici prilagođavaju različitim ekološkim nišama ili podnišama.

Primjer disruptivne selekcije je formiranje dvije rase u velikom zvečku na sijenim livadama. U normalnim uslovima, periodi cvetanja i zrenja semena ove biljke pokrivaju celo leto. Ali na livadama sijena sjemenke proizvode uglavnom one biljke koje imaju vremena da procvjetaju i sazriju ili prije perioda košnje, ili cvjetaju krajem ljeta, nakon košnje. Kao rezultat, formiraju se dvije rase zvečke - rano i kasno cvjetanje.

Disruptivna selekcija je izvedena umjetno u eksperimentima s Drosophila. Selekcija je vršena prema broju seta, ostavljajući samo jedinke sa malim i velikim brojem seta. Kao rezultat toga, od otprilike 30. generacije, dvije linije su se jako razilazile, uprkos činjenici da su se muhe nastavile ukrštati jedna s drugom, razmjenjujući gene. U nizu drugih eksperimenata (sa biljkama), intenzivno ukrštanje spriječilo je djelotvorno djelovanje disruptivne selekcije.

seksualni odabir Ovo je prirodna selekcija za uspjeh u reprodukciji. Opstanak organizama je važna, ali ne i jedina komponenta prirodne selekcije. Druga važna komponenta je privlačnost za pripadnike suprotnog pola. Darwin je ovu pojavu nazvao seksualnom selekcijom. „Ovaj oblik selekcije nije određen borbom za egzistenciju u odnosima organskih bića među sobom ili sa vanjskim uvjetima, već rivalstvom između jedinki istog spola, obično muškaraca, za posjedovanje jedinki drugog spola. " Osobine koje smanjuju održivost njihovih nosilaca mogu se pojaviti i širiti ako su prednosti koje pružaju u uspjehu razmnožavanja znatno veće od njihovih nedostataka za preživljavanje. Predložene su dvije glavne hipoteze o mehanizmima seksualne selekcije. Prema hipotezi o "dobrim genima", ženka "razlozi" na sljedeći način: "Ako je ovaj mužjak, uprkos svom sjajnom perju i dugom repu, nekako uspio da ne umre u kandžama grabežljivca i preživi do puberteta, onda, ima dobre gene koji mu to dozvoljavaju. Dakle, treba ga izabrati za oca svojoj djeci: on će na njih prenijeti svoje dobre gene. Odabirom svijetlih mužjaka, ženke biraju dobre gene za svoje potomstvo. Prema hipotezi o „privlačnim sinovima“, logika ženske selekcije je nešto drugačija. Ako su svijetli mužjaci, iz bilo kojeg razloga, privlačni ženkama, onda je vrijedno odabrati svijetlog oca za svoje buduće sinove, jer će njegovi sinovi naslijediti gene svijetle boje i biti će privlačni ženkama u sljedećoj generaciji. Dakle, dolazi do pozitivne povratne informacije, što dovodi do činjenice da se iz generacije u generaciju svjetlina perja mužjaka sve više povećava. Proces se povećava sve dok ne dostigne granicu održivosti. U odabiru mužjaka, ženke nisu ni više ni manje logične nego u svim ostalim ponašanjima. Kada životinja osjeti žeđ, to ne znači da treba piti vodu kako bi uspostavila ravnotežu vode i soli u tijelu - ona odlazi na pojilo jer osjeća žeđ. Na isti način, ženke, birajući svijetle mužjake, slijede svoje instinkte - vole svijetle repove. Svi oni koji su instinktivno podstakli drugačije ponašanje, svi nisu ostavili potomstvo. Dakle, nismo razgovarali o logici ženki, već o logici borbe za egzistenciju i prirodnoj selekciji – slijepom i automatskom procesu koji je, djelujući neprestano s generacije na generaciju, formirao svu tu zadivljujuću raznolikost oblika, boja i instinkta koje mi posmatrati u svijetu divljih životinja. .