Selecția naturală. Selecția naturală ca factor de evoluție

>>

Selecția naturală și formele ei

1. Ce factori mediu extern poate duce la selecția organismelor din natură?
2. Este relația dintre om și natură un factor de selecție?

Doctrina a selecția naturală dezvoltat de Charles Darwin, care considera selecția însăși ca rezultat al luptei pentru existență, iar condiția sa prealabilă era variabilitatea ereditară a organismelor.

Esența genetică a selecției naturale este conservarea selectivă în populatiilor anumite genotipuri. Materialul ereditar pe care îl conțin este transmis generațiilor următoare. Astfel, selecția naturală poate fi definită ca reproducere selectivă genotipuri, care răspund cel mai bine condițiilor actuale de viață ale populației. În clasa a IX-a, v-ați familiarizat deja cu câteva exemple de acțiune a selecției naturale care pot fi observate în experiment sau în natură.

Să luăm în considerare un alt experiment care arată cum, în cursul selecției naturale, se realizează legătura dintre fenotipuri și genotipuri dintr-o populație. În natură, există unele tipuri de muște de fructe care își găsesc hrana preferată fie pe vârfurile copacilor, fie la suprafață. sol, dar niciodată la mijloc. Este posibil să selectați insecte care zboară fie numai în jos, fie doar în sus? Figura 73 prezintă o diagramă a unui experiment care demonstrează influența selecției asupra compoziției genetice a populațiilor. Muștele de fructe au fost plasate într-un labirint format din mai multe camere, fiecare dintre ele având două ieșiri - în sus și în jos. În fiecare dintre camere, animalul trebuia să „decidă” în ce direcție să se miște. Muștele, mișcându-se constant în sus, au ajuns în cele din urmă la ieșirea superioară din labirint. Au fost selectați cu atenție pentru întreținerea ulterioară. Muștele care s-au deplasat în jos au ajuns în ieșirea inferioară din labirint și au fost, de asemenea, selectate. Insecte, rămase în camerele labirintului, adică cele care nu aveau o direcție specifică de mișcare, au fost colectate și îndepărtate din experiment. Muștele „de sus” și „de jos” au fost păstrate și crescute separat una de cealaltă. Treptat, a fost posibil să se creeze populații, toți indivizii cărora, fără excepție, au avut un anumit stereotip comportamental (mișcare în sus sau în jos). Acest rezultat nu a fost asociat cu apariția unor gene noi, totul s-a întâmplat doar datorită selecției, care a acționat asupra variabilității fenotipurilor care existau deja în populație (în acest caz, variabilitatea comportamentului muștelor). Astfel, acțiunea selecției naturale duce la faptul că fenotipurile încep să influențeze fondul genetic al populațiilor. Ce se întâmplă dacă elimini presiunea selecției naturale? Pentru a răspunde la această întrebare, experimentatorii au permis muștelor de la nivelurile „superioare” și „inferioare” să se reproducă împreună. Curând, echilibrul inițial al alelelor a fost restabilit în populație: unii indivizi s-au deplasat în sus, alții în jos, în timp ce alții nu au manifestat nicio preferință în ceea ce privește direcția de mișcare.

Selecția naturală modifică compoziția fondului genetic, „eliminând” din populație indivizi ale căror caracteristici și proprietăți nu oferă avantaje în lupta pentru existență. Ca urmare a selecției, materialul genetic al indivizilor „avansați” (adică cei cu proprietăți care le măresc șansele în lupta pentru viață) începe să influențeze din ce în ce mai mult fondul genetic al întregii populații.

În cursul selecției naturale, se generează adaptări (adaptari) biologice uimitoare și diverse ale organismelor la condițiile de mediu în care trăiește populația. De exemplu, adaptări generale, care includ adaptarea la înot a organismelor care trăiesc într-un mediu acvatic sau adaptarea membrelor vertebratelor la un mediu terestru și adaptări private:

adaptabilitate la alergat în cai, antilope, struți, săpat în alunițe, șobolani cârtiță sau cățărări în copaci (maimuțe, ciocănitoare, pikas etc.). Exemple de adaptare sunt colorarea de camuflaj și mimica (imitarea unei specii pașnice aspect un animal bine protejat de atacurile prădătorilor), și instincte comportamentale complexe și multe altele. etc. (Fig. 74), Trebuie amintit că orice adaptare este relativă. O specie care este bine adaptată la condițiile date poate fi pe cale de dispariție dacă condițiile se schimbă sau un nou prădător sau concurent apare în mediu. Se știe, de exemplu, că peștii, bine protejați de prădători prin spini și spini, ajung mai des în plasele de pescar, în care se încurcă și se țin tocmai din cauza excrescentelor dure ale corpului. Nu degeaba unul dintre principiile (ale predarii evolutive) intr-o forma plina de umor suna asa: „Cei mai apti supravietuiesc, dar ei sunt cei mai apti doar atata timp cat supravietuiesc.”

Deci, oportunitățile pentru schimbări evolutive într-o populație sunt întotdeauna prezente. Deocamdată, ele se manifestă doar în variabilitatea organismelor. De îndată ce selecția începe să acționeze, populația răspunde cu schimbări adaptative.

Anterior, ai fost introdus în cele două forme principale de selecție naturală: stabilizarea și conducerea. Să reamintim că stabilizarea selecției are ca scop menținerea fenotipurilor existente. Acțiunea sa poate fi ilustrată în Figura 75. Această formă de selecție funcționează de obicei acolo unde condițiile de viață rămân constante pentru o lungă perioadă de timp, cum ar fi la latitudinile nordice sau pe fundul oceanului.

A doua formă de selecție naturală este conducerea; Spre deosebire de stabilizare, această formă de selecție promovează schimbări în organism. De regulă, efectele selecției naturale devin vizibile pe perioade lungi de timp. Deși, uneori, selecția de conducere se poate manifesta foarte rapid ca răspuns la schimbări neașteptate și puternice ale condițiilor externe (Fig. 76). Un exemplu clasic al acțiunii de selecție a condusului este oferit de studiul molilor piperate, care își schimbă culoarea sub influența emisiilor de funingine și a trunchiurilor de copaci de funingine în zonele industriale ale Angliei în secolul al XIX-lea. (Fig. 78).

A treia formă de selecție naturală este perturbatoare sau sfâșietoare. Selecția discontinuă duce la apariția în cadrul populațiilor a unor grupuri de indivizi care diferă prin unele caracteristici (culoare, comportament, spațiu etc.). Selecția disruptivă promovează menținerea a două sau mai multe fenotipuri în cadrul populațiilor și elimină formele intermediare (Fig. 77). Există un fel de ruptură în populație după o anumită caracteristică. Acest fenomen se numește polimorfism. Polimorfismul este caracteristic multor specii de animale și plante. De exemplu, în somonul sockeye - pește de somon Orientul Îndepărtat, care își petrece viața în mare și se reproduce în mici lacuri proaspete legate de mare prin râuri, există o așa-numită „formă rezidențială”, reprezentată de mici masculi pitici care nu părăsesc niciodată lacurile. Printre unele specii de păsări (skuas, cuci, etc.) sunt frecvente morfele de culoare. Buburuza cu două pete prezintă polimorfism sezonier. Dintre cele două forme de culoare, gărgărițele „roșii” supraviețuiesc mai bine iarna, în timp ce cele „negre” supraviețuiesc mai bine vara. Apariția polimorfismului este determinată aparent în mare măsură de eterogenitatea (sezonieră sau spațială) a condițiilor de viață ale populației, care dă naștere selecției care duc la apariția unor forme specializate (corespunzătoare condițiilor eterogene) în cadrul unei singure populații.

Rolul creator al selecției naturale.

Trebuie subliniat că rolul selecției naturale nu se limitează doar la eliminarea organismelor individuale neviabile. Forma de conducere a selecției naturale păstrează nu caracteristicile individuale ale organismului, ci întregul lor complex, toate combinațiile de gene inerente organismului. Selecția naturală este adesea comparată cu activitatea unui sculptor. Așa cum un sculptor creează o lucrare dintr-un bloc informe de marmură care uimește prin armonia tuturor părților sale, tot așa selecția creează adaptări și specii, eliminând din fondul genetic al unei populații genotipuri care sunt ineficiente din punctul de vedere al supraviețuirii. Aceasta este rol creativ selecția naturală, deoarece rezultatul acțiunii sale sunt noi tipuri de organisme, noi forme de viață.

Selecția naturală. Adaptări biologice. Forme de selecție naturală: stabilizatoare, conducătoare, perturbatoare. Polimorfismul.

1. Ce este fitness-ul? De ce este relativ?
2. Ce este selecția stabilizatoare? În ce condiții este efectul său cel mai vizibil?
3. Ce este selecția de conducere? Dați exemple ale acțiunii sale. În ce condiții funcționează această formă de selecție?
4. Care este rolul creator al selecției naturale? Dați un exemplu care demonstrează că acțiunea de selecție nu se limitează la eliminarea trăsăturilor individuale care reduc supraviețuirea organismelor.

Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologie clasa a X-a
Trimis de cititorii de pe site

Conținutul lecției note de lecție și cadru suport prezentarea lecției metode de accelerare și tehnologii interactive exerciții închise (doar pentru uzul profesorilor) evaluare Practica sarcini și exerciții, autotestare, ateliere, laboratoare, cazuri gradul de dificultate al sarcinilor: normal, înalt, teme olimpiade Ilustrații ilustrații: clipuri video, audio, fotografii, grafice, tabele, benzi desenate, rezumate multimedia, sfaturi pentru curioși, cheat sheets, umor, pilde, glume, proverbe, cuvinte încrucișate, citate Suplimente teste externe independente (ETT) manuale vacanțe tematice de bază și suplimentare, articole sloganuri caracteristicile nationale dicționar de termeni alți Doar pentru profesori

factorul principal este istoric. dezvoltare organică pace; constă în faptul că dintre indivizii în curs de dezvoltare, doar cei care au un avantaj cel puțin subtil, dar totuși semnificativ față de ceilalți indivizi - adaptabilitate mai perfectă la condițiile de viață - supraviețuiesc și, cel mai important, produc urmași. Deschiderea E. o. ca cap. legi biologice dezvoltarea este cea mai importantă realizare a lui Darwin și formează nucleul darwinismului. Cele mai importante premise ale E. o. sunt variabilitatea și lupta pentru existență între indivizi atât în ​​cadrul unei specii date, cât și între indivizi aparținând diferite tipuri. Ca urmare a acțiunii acestor factori, nu toți indivizii supraviețuiesc până la vârsta adultă și, prin urmare, dau naștere la urmași. Învingătorii în lupta pentru existență sunt indivizii care sunt mai bine adaptați la condițiile date decât alții și, prin urmare, rezistă cu mare succes inamicilor și concurenților și condițiilor nefavorabile ale naturii. Se reproduc mai intens și lasă mai mulți descendenți decât cei mai puțin adaptați. In sfarsit, o conditie necesara succes E. o. este moștenirea unor noi caracteristici utile ale organizării ființelor vii (vezi Ereditatea). Acumularea și intensificarea treptată a acestor caracteristici în generațiile ulterioare și dispariția formelor intermediare (întrucât lupta pentru existență este mai intensă cu cât organismele sunt mai apropiate între ele, întrucât au nevoi similare de mijloace de subzistență) conduc la o din ce în ce mai mare. creșterea diferențelor între organisme, până la semne de divergență – așa-numitele divergenţă. Ca urmare, apar noi forme de organisme: mai întâi ecotipuri, soiuri, subspecii și apoi specii. Astfel, speciile și speciația apar datorită E. o. cel mai în formă și E. o. în general duce la perfecţionarea formelor, la întărirea activităţii lor vitale. Apariția unor forme noi, mai bine adaptate la condițiile date de existență și mai ales mai perfect organizate, ascunde în sine germenul morții formelor care trăiesc în aceleași condiții, dar inferioare noilor forme în ceea ce privește adaptabilitatea la mediul dat. condiţii sau în ceea ce priveşte nivelul de organizare. E. o., ca principal legea evoluției speciilor se caracterizează, așadar, prin calități, printr-o dependență particulară a individului, variabilitate și evoluție generală. dezvoltare. Individual. diferențe, ele însele determinate cauzal de procesele de viață ale organismelor individuale, în raport cu evoluția. procesele acționează ca aleatoriu. E. o. descoperă necesitatea acestora verificând adaptarea acestora. sens. Astfel E. o. există un tipar în care dialectica necesităţii şi întâmplării se manifestă ca specifică. continut biologic evoluţie. Engels subliniază în mod special această dialectică. baza teoriei lui Darwin a lui E. o.: „Darwin, în lucrarea sa care a constituit o epocă, pornește de la cea mai largă bază faptică, bazată pe întâmplare specii individuale ... forțează-l să pună la îndoială... conceptul de specie în fosta sa osificare metafizică și imuabilitate... Întâmplarea răstoarnă înțelegerea existentă până acum a necesității” („Dialectica naturii”, 1955, pp. 174-75). E . o. media varietatea de variații aleatoare, creând în cele din urmă formele care sunt cele mai adaptate la condițiile date. De exemplu, înțepătura unei albine este concepută astfel încât atunci când este utilizată, insecta moare. Cu toate acestea, capacitatea de a înțepa este utilă pentru conservarea speciei a oportunităţii biologice. Astfel, teoria lui E. infirmă complet teleologia. Această teorie este construită în esenţă pe recunoaşterea rolului de contradicţie a variabilităţii individuale aleatorii şi a biologiei generale. adaptarea speciilor ca principiu motor al speciaţiei. Aceste contradicții sunt rezolvate prin victorie și b. sau m. răspândirea rapidă a noilor forme și deplasarea celor vechi. Acest proces se desfășoară uneori atât de repede și de violent încât putem vorbi despre revoluții din istoria acestui grup. Rezolvarea contradicțiilor duce la crearea unor dispozitive noi, mai avansate, și, astfel, ca urmare a acțiunii lui E. o. organizarea fiinţelor vii capătă trăsături înrudite. oportunitatea, se dovedește a fi armonioasă ca structură și funcție, adaptată condițiilor de viață în schimbare. Apariția de E. o. adaptări care sunt potrivite nu numai în biotopul ocupat de populațiile speciei astăzi. timp, dar și dincolo de el, adică. dispozitive de mare însemnătate, deschizând posibilitatea ca descendenții acestei specii să preia un nou mediu ecologic. zone, duce la evoluție. progres. Achiziționarea unor astfel de dispozitive, care sunt valoroase și utile, Ch. arr. în cadrul anumitor condiții specifice de existență, nu deschide perspective de depășire a limitelor acestei ecologie. zone. Astfel de adaptări, mai ales dacă sunt asociate cu condiții de existență strict definite, duc la specializarea ființelor vii. Cu toate acestea, ar trebui să fie puternic contrastat cu specializarea și progresul. Fapte din istoria organică. lumea indică prezența unui anumit tip de „interpătrundere” a progresului și a specializării. Aceste fapte mai arată că progresul în sensul unei îmbunătățiri generale a organizației nu este armonios. dezvoltarea tuturor sistemelor de funcții și organe. Este asociată cu pierderea anumitor caracteristici care sunt necesare și utile în anumite condiții de existență și, în consecință, cu o anumită regresie. Astfel, teoria lui E. o. consideră dialectic regresia ca un moment, o formă de biologic. progres. Creativ, creând noi forme, rolul lui E. o. vizibil mai ales din observațiile, de exemplu, ale unei plante de zgârie. Pe natural Pe uscat, zornăiala are o capsulă auto-expandabilă și semințe înaripate purtate de vânt. La culturile de secară se dezvoltă o formă de zdrănitoare cu capsulă indehiscentă și semințe fără aripi, ceea ce împiedică eliminarea zdrănitoarei din culturi (capsula este treierată împreună cu secară, dar semințele nu sunt purtate de vânt atunci când sunt vânate). S-a dovedit că în păstăile de semințe de zornăi gradul de dezvoltare a aripilor este foarte diferit (de la aripi normale până la lipsa completă de aripi). E. o. a acţionat în direcţia eliminării formelor înaripate (au fost duse de vânt în timpul vânăturii), ceea ce a dus în cele din urmă la formarea unei forme fără aripi de zornăi în culturile cultivate. Sensul lui E. o. ca creativ Puterea speciației infirmă în mod decisiv interpretarea acesteia ca factor, a cărui acțiune se limitează doar la eliminarea formelor care nu sunt suficient de adaptate la datele de mediu. conditii. Lit.: Engels F., Dialectica naturii, M., 1955; Darwin Ch., Originea speciilor prin selecție naturală, Soch., vol. 3, M.–L., 1939; la fel, Schimbări la animalele de companie și plante cultivate, ibid., vol. 4, M.–L., 1951; Lysenko T.D., Selecția naturală și competiția intraspecifică, Minsk, 1951; ?imiryazev K.?., Izbr. soch., vol. 2, M., 1957; Gabunia L.K., Despre problema dezvoltării progresive în filogeneza mamiferelor, în: Tr. sectorul de paleobiologie al Academiei de Științe din Georgia. SSR, [vol.] 2, Tb., 1954; Golinevici P.N., Suprapopularea și lupta pentru existență, „Întrebări de filosofie”, 1956, nr. 4; Davitashvili L. Sh., Eseuri despre istoria doctrinei evoluției. progres, M., 1956; Gilyarov M.S., Probleme moderne. ecologie și teoria naturii. selecţie, „Usp. biol. modernă”, 1959, v. 48, nr. 3(6) (denumire bibliogr.); Wallace A.R., Selecția naturală, Sankt Petersburg, 1878; Schmidt G.?., Natural. selecţia ca generală şi nespecifică. factor al progresului evolutiv, „Proceedings of the URSS Academy of Sciences. Ser. Biol.”, 1959, Nr. 6 (nume bibliogr.); Frolov I. T., Despre cauzalitate și oportunitatea în natura vie, M., 1961; Plate L., Selectionsprinzip und Probleme der Artbildung. Ein Handbuch des Darwinismus, 3 Aufl., Lpz., 1908; L'H?ritier Ph., G?n?tique et ?volution, P., 1934; D´Anсona U., Lupta pentru existenţă, Leiden, 1954; Fisher R.?., Teoria genetică a selecției naturale, N. Y., . L. Gabunia. Tbilisi.

Ideea de a compara selecția artificială cu cea naturală este că în natură are loc și selecția celor mai „de succes”, „mai bune” organisme, dar în acest caz rolul de „evaluator” al utilității proprietăților nu este o persoană, dar habitatul. În plus, materialul atât pentru selecția naturală, cât și pentru cea artificială sunt mici modificări ereditare care se acumulează din generație în generație.

Mecanismul selecției naturale

În procesul de selecție naturală, sunt fixate mutații care cresc adaptabilitatea organismelor la mediul lor. Selecția naturală este adesea numită un mecanism „de la sine înțeles”, deoarece rezultă dintr-un astfel de mecanism fapte simple, Cum:

1. Organismele produc mai mulți descendenți decât pot supraviețui;
2. Există o variație ereditară în populația acestor organisme;
3. Organismele cu trăsături genetice diferite au rate de supraviețuire și capacitate de reproducere diferite.

Conceptul central al conceptului de selecție naturală este fitnessul organismelor. Fitnessul este definit ca abilitatea unui organism de a supraviețui și de a se reproduce în mediul său existent. Aceasta determină mărimea contribuției sale genetice la următoarea generație. Cu toate acestea, principalul lucru în determinarea aptitudinii nu este număr total descendenți și numărul de descendenți cu un anumit genotip (aptitudine relativă). De exemplu, dacă descendenții unui organism de succes și care se reproduc rapid sunt slabi și nu se reproduc bine, atunci contribuția genetică și, prin urmare, fitness-ul acelui organism va fi scăzută.

Selecția naturală pentru trăsături care pot varia într-un interval de valori (cum ar fi dimensiunea unui organism) poate fi împărțită în trei tipuri:

1. Selecția direcțională- modificări ale valorii medii a unei trăsături în timp, de exemplu o creștere a dimensiunii corpului;
2. Selecția perturbatoare- selecția pentru valori extreme ale unei trăsături și față de valori medii, de exemplu, dimensiuni mari și mici ale corpului;
3. Stabilizarea selecției- selecția față de valori extreme ale unei trăsături, ceea ce duce la o scădere a varianței trăsăturii.

Un caz special de selecție naturală este selecție sexuală, al cărui substrat este orice trăsătură care mărește succesul împerecherii prin creșterea atractivității individului față de potențialii parteneri. Trăsăturile care au evoluat prin selecția sexuală sunt vizibile în special la masculii unor specii de animale. Caracteristici precum coarnele mari și colorarea strălucitoare, pe de o parte, pot atrage prădători și pot reduce rata de supraviețuire a masculilor, iar pe de altă parte, acest lucru este echilibrat de succesul reproductiv al masculilor cu caracteristici pronunțate similare.

Selecția poate opera la diferite niveluri de organizare - cum ar fi gene, celule, organisme individuale, grupuri de organisme și specii. Mai mult, selecția poate acționa simultan la diferite niveluri. Selecția la niveluri deasupra individului, de exemplu, selecția de grup, poate duce la cooperare (vezi Evoluție#Cooperare).

Forme ale selecției naturale

Există diferite clasificări ale formelor de selecție. O clasificare bazată pe natura influenței formelor de selecție asupra variabilității unei trăsături într-o populație este utilizată pe scară largă.

Selecția de conducere

Selecția de conducere- o formă de selecţie naturală care operează când regizat condiţiile de mediu în schimbare. Descris de Darwin și Wallace. În acest caz, indivizii cu trăsături care se abate într-o anumită direcție de la valoarea medie primesc avantaje. În acest caz, alte variații ale trăsăturii (abaterile sale în sens opus față de valoarea medie) sunt supuse selecției negative. Ca urmare, are loc o schimbare a populației de la o generație la alta dimensiune medie semnează într-o anumită direcție. În acest caz, presiunea de selecție a conducerii trebuie să corespundă capacităților adaptative ale populației și ratei schimbărilor mutaționale (în caz contrar, presiunea mediului poate duce la dispariție).

Un exemplu de acțiune de conducere a selecției este „melanismul industrial” la insecte. „Melanismul industrial” este o creștere bruscă a proporției de indivizi melanistici (de culoare închisă) în acele populații de insecte (de exemplu, fluturi) care trăiesc în zonele industriale. Din cauza impactului industrial, trunchiurile copacilor s-au întunecat semnificativ, iar lichenii de culoare deschisă au murit și ei, motiv pentru care fluturii de culoare deschisă au devenit mai vizibili pentru păsări, iar cei de culoare închisă au devenit mai puțin vizibili. În secolul al XX-lea, într-o serie de zone, proporția fluturilor de culoare închisă în unele populații bine studiate de molii de mesteacăn din Anglia a atins 95%, în timp ce pentru prima dată fluture întunecat (morpha carbonaria) a fost capturat în 1848.

Selecția de conducere are loc atunci când există o schimbare mediu sau adaptarea la noile condiții atunci când gama se extinde. Păstrează modificările ereditare într-o anumită direcție, mișcând viteza de reacție în consecință. De exemplu, în timpul dezvoltării solului ca habitat, diferite grupuri de animale neînrudite au dezvoltat membre care s-au transformat în membre îngropate.

Stabilizarea selecției

Stabilizarea selecției- o formă de selecție naturală în care acțiunea sa este îndreptată împotriva indivizilor care au abateri extreme de la norma medie, în favoarea indivizilor cu expresie medie a trăsăturii. Conceptul de stabilizare a selecției a fost introdus în știință și analizat de I. I. Shmalgauzen.

Au fost descrise multe exemple de acțiune de stabilizare a selecției în natură. De exemplu, la prima vedere, se pare că cea mai mare contribuție la fondul genetic al următoarei generații ar trebui să o facă indivizii cu fertilitate maximă. Cu toate acestea, observațiile asupra populațiilor naturale de păsări și mamifere arată că nu este cazul. Cu cât sunt mai mulți pui sau pui în cuib, cu atât este mai dificil să-i hrănești, cu atât fiecare dintre ei este mai mic și mai slab. Drept urmare, persoanele cu fertilitate medie sunt cele mai potrivite.

Selecția față de medie a fost găsită pentru o varietate de trăsături. La mamifere, nou-născuții cu greutate foarte mică și foarte mare sunt mai susceptibili de a muri la naștere sau în primele săptămâni de viață decât nou-născuții cu greutate medie. Luând în considerare dimensiunea aripilor vrăbiilor care au murit după o furtună din anii '50 lângă Leningrad, a arătat că majoritatea aveau aripi prea mici sau prea mari. Și în acest caz, indivizii medii s-au dovedit a fi cei mai adaptați.

Selecția perturbatoare

Selecția perturbatoare- o formă de selecție naturală în care condițiile favorizează două sau mai multe variante (direcții) extreme de variabilitate, dar nu favorizează starea intermediară, medie, a unei trăsături. Ca urmare, pot apărea mai multe forme noi dintr-unul original. Darwin a descris acțiunea selecției perturbatoare, crezând că aceasta stă la baza divergenței, deși nu a putut oferi dovezi pentru existența acesteia în natură. Selecția perturbatoare contribuie la apariția și menținerea polimorfismului populației și, în unele cazuri, poate provoca speciație.

Una dintre situațiile posibile din natură în care intervine selecția perturbatoare este atunci când o populație polimorfă ocupă un habitat eterogen. În același timp forme diferite se adaptează la diferite nişe ecologice sau sub-nișe.

Un exemplu de selecție perturbatoare este formarea a două rase în zgârietura mare din pajiștile cu fân. În condiții normale, perioadele de înflorire și de coacere a semințelor acestei plante acoperă întreaga vară. Dar în pajiștile cu fân, semințele sunt produse în principal de acele plante care reușesc să înflorească și să se coacă fie înainte de perioada de cosit, fie înfloresc la sfârșitul verii, după cosire. Ca rezultat, se formează două rase de zornăitori - înflorire timpurie și târzie.

Selecția perturbatoare a fost efectuată artificial în experimente cu Drosophila. Selecția s-a efectuat în funcție de numărul de peri au fost reținute doar indivizi cu un număr mic și mare de peri. Ca urmare, din aproximativ a 30-a generație, cele două linii s-au separat foarte mult, în ciuda faptului că muștele au continuat să se încrucișeze între ele, schimbând gene. Într-un număr de alte experimente (cu plante), încrucișarea intensivă a împiedicat acțiunea eficientă a selecției perturbatoare.

Selectia sexuala

Selectia sexuala- Aceasta este selecția naturală pentru succesul reproductiv. Supraviețuirea organismelor este o componentă importantă, dar nu singura, a selecției naturale. Pentru alții o componentă importantă este atractiv pentru persoanele de sex opus. Darwin a numit acest fenomen selecție sexuală. „Această formă de selecție nu este determinată de lupta pentru existență în relațiile ființelor organice între ele sau cu conditii externe, ci prin competiție între indivizi de același sex, de obicei bărbați, pentru posesia unor indivizi de celălalt sex.” Trăsăturile care reduc viabilitatea gazdelor lor pot apărea și răspândi dacă avantajele pe care le oferă pentru succesul reproductiv sunt semnificativ mai mari decât dezavantajele lor pentru supraviețuire.

Două ipoteze despre mecanismele selecției sexuale sunt comune.

• Conform ipotezei „genelor bune”, femela „motivează” după cum urmează: „Dacă un anumit mascul, în ciuda penajului său strălucitor și a cozii lungi, a reușit să nu moară în ghearele unui prădător și să supraviețuiască până la maturitatea sexuală, atunci el are gene bune care i-au permis să facă asta. Prin urmare, el ar trebui să fie ales ca tată al copiilor săi: le va transmite genele sale bune.” Alegând masculi colorați, femelele aleg gene bune pentru descendenții lor.
• Conform ipotezei „fiilor atrăgători”, logica alegerii feminine este oarecum diferită. Dacă bărbații strălucitori, indiferent de motiv, sunt atrăgători pentru femele, merită să alegeți un tată strălucitor pentru viitorii săi fii, deoarece fiii săi vor moșteni genele pentru culori strălucitoare și vor fi atractivi pentru femele în generația următoare. Astfel, apare un feedback pozitiv, care duce la faptul că din generație în generație luminozitatea penajului masculilor devine din ce în ce mai intensă. Procesul continuă să crească până când ajunge la limita viabilității.

Atunci când aleg bărbați, femelele nu se gândesc la motivele comportamentului lor. Când unui animal îi este sete, nu are motive să bea apă pentru a restabili echilibrul apă-sare din organism - merge într-o groapă de apă pentru că îi este sete. În același mod, femelele, alegând masculi strălucitori, își urmează instinctele - le plac cozile strălucitoare. Cei pentru care instinctul sugera un comportament diferit nu au lăsat urmași. Logica luptei pentru existență și selecție naturală este logica unui proces orb și automat, care, acționând constant din generație în generație, a format uimitoarea varietate de forme, culori și instincte pe care le observăm în lumea naturii vii.

Metode de selecție: selecție pozitivă și negativă

Există două forme de selecție artificială: PozitivŞi Cut-off (negativ) selecţie.

Selecția pozitivă crește numărul de indivizi dintr-o populație care au trăsături utile care cresc viabilitatea speciei în ansamblu.

Eliminarea selecției elimină dintr-o populație marea majoritate a indivizilor care poartă trăsături care reduc drastic viabilitatea în anumite condiții de mediu. Alelele sever dăunătoare sunt îndepărtate dintr-o populație utilizând selecția. Persoane cu rearanjamente cromozomiale și un set de cromozomi care perturbă brusc munca normala aparat genetic.

Rolul selecției naturale în evoluție

În exemplul furnicii lucrătoare avem o insectă extrem de diferită de părinții ei, totuși absolut sterilă și, prin urmare, incapabilă de a transmite din generație în generație modificări dobândite de structură sau instincte. O întrebare bună de pus este cât de conciliabil este acest caz cu teoria selecției naturale?

- Originea speciilor (1859)

Darwin a presupus că selecția se poate aplica nu numai unui organism individual, ci și unei familii. El a mai spus că poate, într-o măsură sau alta, asta ar putea explica comportamentul oamenilor. Avea dreptate, dar abia odată cu apariția geneticii a devenit posibil să se ofere o viziune mai extinsă asupra conceptului. Prima schiță a „teoriei selecției rudelor” a fost făcută de biologul englez William Hamilton în 1963, care a fost primul care a propus luarea în considerare a selecției naturale nu numai la nivelul unui individ sau al unei familii întregi, ci și la nivelul gena.

Vezi de asemenea

Note

1. , Cu. 43-47.
2. , p. 251-252.
3. Orr H. A. Fitness și rolul său în genetica evoluționară // Nature Reviews Genetics. - 2009. - Vol. 10, nr. 8. - P. 531-539. - DOI:10.1038/nrg2603. - PMID 19546856.
4. Haldane J.B.S. Teoria selectiei naturale azi // Natura. - 1959. - Vol. 183, nr. 4663. - P. 710-713. - PMID 13644170.
5. Lande R., Arnold S.J. Măsurarea selectării pe caracterele corelate // Evoluție. - 1983. - Vol. 37, nr. 6. - P. 1210-1226. -

Trăind în condiții naturale, există variabilitate individuală, care se poate manifesta în trei tipuri- util, neutru și dăunător. De obicei, organismele cu variabilitate dăunătoare mor în diferite stadii ale dezvoltării individuale. Variabilitatea neutră a organismelor nu afectează viabilitatea acestora. Indivizii cu variații benefice supraviețuiesc datorită avantajelor din luptele intraspecifice, interspecifice sau de mediu.

Selecția de conducere

Când condițiile de mediu se schimbă, supraviețuiesc acei indivizi ai speciilor care au prezentat variabilitate ereditară și, ca urmare, au dezvoltat caracteristici și proprietăți care corespund noilor condiții, iar acei indivizi care nu au avut o astfel de variabilitate mor. În timpul călătoriei sale, Darwin a descoperit că pe insulele oceanice, unde predomină vânturile puternice, există puține insecte cu aripi lungi și multe insecte cu aripi vestigiale și insecte fără aripi. După cum explică Darwin, insectele cu aripi normale nu au putut rezista vântului puternic de pe aceste insule și au murit. Dar insectele cu aripi rudimentare și cele fără aripi nu s-au ridicat deloc în aer și s-au ascuns în crăpături, găsindu-și adăpost acolo. Acest proces, care a fost însoțit de variabilitate ereditară și selecție naturală și a continuat timp de multe mii de ani, a dus la o reducere a numărului de insecte cu aripi lungi de pe aceste insule și la apariția unor indivizi cu aripi vestigiale și insecte fără aripi. Se numește selecția naturală, care asigură apariția și dezvoltarea de noi caracteristici și proprietăți ale organismelor selecția de conducere.

Selecția perturbatoare

Selecția perturbatoare este o formă de selecție naturală care duce la formarea unui număr de forme polimorfe care diferă unele de altele în cadrul aceleiași populații.

Printre organismele unei anumite specii, există uneori indivizi cu două sau mai multe diverse forme. Acesta este rezultatul unei forme speciale de selecție naturală - selecția disruptivă. Da, y buburuze Există două forme de aripi dure - cu o culoare roșu închis și roșcat. Gândacii cu aripi roșiatice sunt mai puțin probabil să moară din cauza frigului iarna, dar produc puțini urmași vara, în timp ce cei cu aripi roșu închis, dimpotrivă, mor mai des iarna, neputând rezista frigului, dar produc numeroși. urmași vara. În consecință, aceste două forme de gărgărițe, datorită adaptărilor lor diferite la diferite anotimpuri, au reușit să-și păstreze puii timp de secole.

Selecția naturală crește șansele de supraviețuire și de continuare a întregii specii este la același nivel cu mutațiile, migrațiile și transformările în gene. Mecanismul de bază al evoluției funcționează impecabil, dar cu condiția ca nimeni să nu intervină în activitatea sa.

Ce este selecția naturală?

Sensul acestui termen a fost dat de omul de știință englez Charles Darwin. El a stabilit că selecția naturală este un proces care determină supraviețuirea și reproducerea doar a indivizilor adaptați condițiilor de mediu. Conform teoriei lui Darwin, schimbările ereditare aleatorii joacă cel mai important rol în evoluție.

• recombinarea genotipurilor;
• mutații și combinațiile lor.

Selecția naturală la om

În vremuri de medicină subdezvoltată și alte științe, doar o persoană cu un sistem imunitar puternic și un corp sănătos stabil a supraviețuit. Nu știau să îngrijească nou-născuții prematuri, nu foloseau antibiotice în tratament, nu făceau operații și trebuiau să facă față singuri bolilor. Selecția naturală dintre oameni a selectat cei mai puternici reprezentanți ai umanității pentru reproducere ulterioară.

În lumea civilizată nu se obișnuiește să aibă urmași numeroși și în majoritatea familiilor nu există mai mult de doi copii, care, mulțumesc conditii moderne viața și medicina, ar putea trăi până la o bătrânețe copt. Anterior, familiile aveau 12 copii sau mai mulți și supraviețuiau împreună conditii favorabile nu mai mult de patru. Selecția naturală la oameni a condus la faptul că, în cea mai mare parte, oamenii întăriți, excepțional de sănătoși și puternici au supraviețuit. Datorită fondului lor genetic, omenirea încă trăiește pe pământ.

Motive pentru selecția naturală

Toată viața de pe pământ s-a dezvoltat treptat, de la cele mai simple organisme la cele mai complexe. Reprezentanții anumitor forme de viață care nu au putut să se adapteze la mediu nu au supraviețuit și nu s-au reprodus genele lor nu au fost transmise generațiilor următoare. Rolul selecției naturale în evoluție a dus la apariția capacității la nivel celular de a se adapta la mediu și de a răspunde rapid la schimbările acestuia. Cauzele selecției naturale sunt influențate de o serie de factori simpli:

1. Selecția naturală funcționează atunci când se produc mai mulți descendenți decât pot supraviețui.
2. Există o variabilitate ereditară în genele unui organism.
3. Diferențele genetice dictează supraviețuirea și capacitatea de reproducere în conditii diferite.

Semne ale selecției naturale

Evoluția oricărui organism viu este creativitatea naturii însăși și nu este capriciul ei, ci o necesitate. Acționând în conditii diferite mediu, nu este greu de ghicit ce caracteristici sunt păstrate de selecția naturală, toate acestea vizează evoluția speciei, crescând rezistența acesteia la influențele externe:

1. Factorul de selecție joacă rol important. Dacă în selecția artificială o persoană alege ce caracteristici ale unei specii să păstreze și care nu (de exemplu, atunci când crește o nouă rasă de câini), atunci cu selecția naturală cel mai puternic câștigă în lupta pentru existența sa.
2. Materialul pentru selecție sunt modificări ereditare, ale căror semne pot ajuta la adaptarea la noile condiții de viață sau în scopuri specifice.
3. Rezultă o altă etapă a selecției naturale, în urma căreia s-au format noi specii cu caracteristici care sunt benefice în anumite condiții de mediu.
4. Viteza de acțiune - Mama Natură nu se grăbește, se gândește la fiecare pas și, prin urmare, selecția naturală este caracterizată de o rată scăzută de schimbare, în timp ce selecția artificială este caracterizată de o rată rapidă.

Care este rezultatul selecției naturale?

Toate organismele au propriul grad de adaptabilitate și este imposibil de spus cu certitudine cum se va comporta o anumită specie în condiții de mediu nefamiliare. Lupta pentru supraviețuire și variabilitatea ereditară sunt esența selecției naturale. Există multe exemple de plante și animale care au fost aduse de pe alte continente și care au prins mai bine rădăcini în noile condiții de viață. Rezultatul selecției naturale este un întreg set de schimbări dobândite.

• adaptare - adaptare la condiții noi;
• varietate de forme de organisme - apar dintr-un strămoș comun;
• progresul evolutiv – creșterea complexității speciilor.

Cum diferă selecția naturală de selecția artificială?

Este sigur să spunem că aproape tot ceea ce este consumat de oameni a fost mai devreme sau mai târziu supus selecției artificiale. Singura diferență fundamentală este că atunci când își efectuează selecția „sa”, o persoană își urmărește propriul beneficiu. Datorită selecției, a obținut produse alese și a dezvoltat noi rase de animale. Selecția naturală nu este orientată spre beneficiul umanității, ea urmărește doar interesele acestui organism particular.

Selecția naturală și artificială influențează în mod egal viața tuturor oamenilor. Ei luptă pentru viața unui copil prematur, la fel cum luptă pentru viața unui copil sănătos, dar, în același timp, selecția naturală ucide bețivii înghețați pe străzi, bolile fatale iau vieți. oameni obișnuiți, oamenii instabili mintal se sinucid, dezastrele naturale lovesc pământul.

Tipuri de selecție naturală

De ce doar anumiți reprezentanți ai speciilor sunt capabili să supraviețuiască în diferite condiții de mediu? Formele selecției naturale nu sunt reguli scrise ale naturii:

1. Motivarea selecției are loc atunci când condițiile de mediu se schimbă și speciile trebuie să se adapteze, păstrează moștenirea genetică în anumite direcții.
2. Selecția stabilizatoare vizează indivizii cu abateri de la norma statistică medie în favoarea indivizilor medii din aceeași specie.
3. Selecția disruptivă este atunci când supraviețuiesc indivizii cu indicatori extremi, și nu cu cei medii. Ca urmare a unei astfel de selecții, două specii noi pot fi formate simultan. Se găsește mai des în plante.
4. Selecția sexuală se bazează pe reproducere, când rolul cheie este jucat nu de capacitatea de supraviețuire, ci de atractivitate. Femelele, fără să se gândească la motivele comportamentului lor, aleg bărbați frumoși și strălucitori.

De ce este omul capabil să slăbească influența selecției naturale?

Progresul în medicină a făcut un pas mult înainte. Oamenii care ar fi trebuit să moară supraviețuiesc, se dezvoltă și au proprii lor copii. Transmițându-le genetica, ei dau naștere unei rase slabe. Selecția naturală și lupta pentru existență se ciocnesc din oră în oră. Natura vine cu modalități din ce în ce mai sofisticate de a controla oamenii, iar oamenii încearcă să țină pasul cu ea, prevenind astfel selecția naturală. umanitatea umană duce la cu aspect slab oameni.