أشكال وأنواع الانتقاء الطبيعي – القيادة والاستقرار والتخريب. مثال على تحديد الاستقرار واختيار القيادة

دعونا نتطرق الخصائص العامة الانتقاء الطبيعيوأشكاله مع التركيز على أحدهما - التثبيت. دعونا ننظر إلى علاماته والأمثلة التوضيحية والعواقب.

الانتقاء الطبيعي هو...

مصطلح "الانتقاء الطبيعي" صاغه تشارلز داروين. يشير هذا المفهوم إلى أهم عملية تطورية، والتي خلالها يزداد عدد الأفراد الأكثر تكيفًا مع ظروف معينة ويتناقص عدد الأفراد ذوي الخصائص غير المواتية لمنطقة معينة. وهناك نظرية اصطناعية أكثر حداثة للتطور تسمى الانتقاء الطبيعي سبب رئيسيتكوين الأنواع وتكيف الكائنات الحية مع البيئة.

بالإضافة إلى الانتقاء الطبيعي، فإن القوى الدافعة للتطور هي أيضًا الطفرات والانحراف الوراثي ونقل الجينات من مجتمع إلى آخر.

أنواع الانتقاء الطبيعي

هناك أربعة أشكال رئيسية للانتقاء الطبيعي:

1. اختيار القيادة - يعمل هذا النموذج في ظل ظروف متغيرة فجأة بيئة. "الفائزون" هم الأفراد الذين تنحرف خصائصهم في اتجاه معين عن متوسط ​​القيمة الإحصائية، أي أولئك الأكثر ملاءمة للبيئة الجديدة. تعد الزيادة في عدد الحشرات ذات اللون الرمادي الداكن في المناطق الصناعية بمثابة اختيار القيادة، لأنه في الظروف الجديدة، يكون الأفراد ذوو اللون الفاتح ملحوظين جدًا للحيوانات المفترسة.
2. تخريبي (اختيار تخريبي) - في هذا الشكل، تفضل الظروف الخارجية فقط المظاهر القطبية للغاية للسمات، ولا تعطي فرصة للأفراد ذوي مظاهرها المتوسطة. على سبيل المثال، في مروج القص، فقط النباتات التي لديها وقت لتزدهر في أواخر الربيع أو أوائل الخريف تنتج البذور - قبل وبعد قطع العشب.
3. يتم توجيه شكل الاختيار المثبت ضد الأفراد الذين ينحرفون عن القيم المتوسطة لمجموعة سكانية معينة.
4. الانتقاء الجنسي - هذا النموذج "يتخلص" من الذكور والإناث الذين لا ينجذبون للجنس الآخر لعدد من الأسباب - المرض، أو العيب، أو النمو المعيب، وما إلى ذلك. فهو يساعد على عدم وراثة السمات غير المرغوب فيها أو الضارة بالنسل.

خصائص اختيار الاستقرار

لجعل الأمثلة على اختيار الاستقرار أكثر وضوحا، نحتاج أولا إلى وصفه.

تم تقديم مصطلح "اختيار الاستقرار" من قبل التطوري الروسي I. I. Shmalgauzen. ومن خلاله فهم العالم نوعًا من الاختيار الموجه ضد الأفراد الذين ينحرفون عن المظهر المتوسط ​​​​لأي سمة. ومن ثم فإن عملية الانتقاء المستقرة تحمي العشيرة من الوراثة الكلية لأي طفرة واسعة النطاق، ولكنها تسمح بحدوث طفرات ضيقة.

إن تحقيق الاستقرار في الاختيار، وحماية المظاهر المتوسطة للسمة من التغييرات المهمة، هو الذي يثري تجمع الجينات لمجموعة معينة من السكان - تتراكم الأليلات المتنحية (التي لم تظهر في الأغلبية في الوقت الحالي)، بشرط أن يظل النمط الظاهري العام دون تغيير. ونتيجة لذلك، يتراكم التنوع الجيني الخفي للسكان، وهو نوع من احتياطي التعبئة الذي يتراكم بحلول وقت حدوث تغيير حاد في الظروف الخارجية ودخول الاتفاق حيز التنفيذ. اختيار القيادة.

تجدر الإشارة إلى أن اختيار الاستقرار والقيادة يرتبطان ارتباطًا وثيقًا ببعضهما البعض - حيث يستبدلان بعضهما البعض بشكل دوري دورة الحياةمجموعات الكائنات الحية.

أمثلة على اختيار الاستقرار

دعونا نذكر المظاهر المختلفة لاختيار التثبيت:

1. البنية غير المتغيرة لهرمون الغدة الدرقية (هرمون الغدة الدرقية) طوال تاريخ تطور الفقاريات.
2. بعد عاصفة ثلجية في أمريكا الشماليةتم العثور على 136 عصافير منزلية مصابة. مات 64 طائرا ونجا 72. ومن بين القتلى، كان هناك في الغالب أفراد بأجنحة طويلة جدًا أو قصيرة جدًا. تبين أن العصافير ذات الأجنحة متوسطة الطول أكثر مرونة.
3. ضمن طيور الغابةالأصلح هم الأفراد ذوي الخصوبة المتوسطة. الآباء الخصوبة للغاية غير قادرين على إطعام جميع فراخهم بشكل كامل، ولهذا السبب يكبر الأخير صغيرًا وضعيفًا.
4. أثناء الولادة في الثدييات، وكذلك في الأسابيع الأولى من الحياة، تموت بعض الأشبال باستمرار - بوزن منخفض جدًا أو على العكس من ذلك، كبير جدًا. عادة ما يعيش الأفراد متوسطو الحجم هذه الفترة بأمان.

علامات استقرار الاختيار

يتميز اختيار التثبيت بالميزات التالية:

1. يتجلى في بيئة ظروفها لفترة طويلةتبقى ثابتة نسبيا. مثال ممتاز على اختيار الاستقرار هو تماسيح النيل. على مدار 70 مليون سنة، قاموا بذلك مظهرلا يتغير، نظرًا لأن موطنهم (البيئات الحيوية الاستوائية شبه المائية) يظل أيضًا دون تغيير مناخيًا تقريبًا. تجدر الإشارة إلى حقيقة أن التماسيح نفسها حيوانات متواضعة ويمكنها البقاء بدون طعام لفترة طويلة.
2. يسمح بحدوث طفرات بمعدل تفاعل ضيق.
3. يؤدي إلى تجانس النمط الظاهري للسكان. دعونا نلاحظ مرة أخرى أن الأمر واضح فقط - حيث يظل تجمع الجينات الخاص به متحركًا بسبب الطفرات الضيقة.
4. إعدام الأفراد يتغير بشكل كبير عن طريق الطفرة.

نتائج اختيار الاستقرار

أخيرًا، دعونا نلقي نظرة على عواقب اختيار الاستقرار:

• الاستقرار داخل كل مجموعة سكانية موجودة؛
• الحفاظ على أهم الأشياء، علامات نموذجيةالسكان؛
• حماية تنوع الأنواع من التغيرات الطفرية، وبعضها ليس ضارًا فحسب، بل مدمرًا أيضًا؛
• خلق آلية الوراثة.
• تحسين الآليات التنمية الفردية- تطور الجنين.

يعد الانتقاء المستقر أحد الأشكال المهمة للانتقاء الطبيعي. ولا يسمح للطفرات بتغيير الخصائص الأساسية لمجتمع معين أو لنوع بأكمله. تشير أمثلة اختيار التثبيت إلى عدم مواتية أو حتى تدمير المظاهر الطفرية التي يرفضها.

يفضل الانتقاء الطبيعي بقاء وزيادة أعداد الأفراد الذين يحملون بعض الطرز الجينية على حساب حاملي الطرز الجينية الأخرى. وهذا يساهم في تراكم السمات التي لها أهمية تكيفية.

في ظروف مختلفةالبيئة، والانتقاء الطبيعي له طابع مختلف. هناك ثلاثة أشكال رئيسية للانتقاء الطبيعي:

• متحرك؛
• استقرار
• مدمرة.

نموذج الحركة (مع أمثلة)

ينعكس مظهر اختيار القيادة عندما تتغير النتائج بيئة جديدةتبين أنها أكثر فائدة. وسوف يهدف الاختيار إلى الحفاظ عليها. وسوف يستلزم ذلك تغييرات تدريجية في النمط الظاهري للأفراد في المجتمع، وتغييرًا في معيار التفاعل وتغييرًا في متوسط ​​قيمة السمة.

من الأمثلة الكلاسيكية على اختيار القيادة هو التغير في لون العث بالقرب من المدن الصناعية في أوروبا وأمريكا. إذا كان اللون الفاتح في السابق نموذجيًا بالنسبة لهم، فعندما أصبحت جذوع الأشجار ملوثة بالسخام والسخام، كانت المتغيرات الفاتحة التي أصبحت ملحوظة على لحاء الأشجار تأكلها الطيور في المقام الأول واكتسبت المتغيرات الداكنة ميزة متزايدة؛ وتم الحفاظ عليها عن طريق الانتقاء الطبيعي. هذا أدى إلى تغيير في اللون.

يرتبط التطور وظهور تعديلات جديدة باختيار القيادة. في العقود الأخيرة، طورت العديد من أنواع الحشرات أجناسًا مقاومة للمبيدات الحشرية (الأدوية السامة للحشرات). ماتت الحشرات الحساسة للسم، ولكن ظهرت طفرة جديدة لدى بعض الأفراد أو كان لديهم في السابق جين محايد لعدم الحساسية لأي مبيدات حشرية. وفي ظل الظروف المتغيرة، توقف الجين عن أن يكون محايدا. لقد حافظ اختيار القيادة على حاملات هذا الجين. لقد أصبحوا مؤسسي الأجناس الجديدة.

نموذج التثبيت (مع أمثلة)

يحدث اختيار التثبيت في ظل ظروف ثابتة نسبيًا. هنا، قد تكون الانحرافات عن القيمة المتوسطة للسمة غير مواتية بالفعل ويتم التخلص منها. في هذه الحالات، يهدف الانتخاب إلى الحفاظ على الطفرات التي تؤدي إلى تباين أقل في السمة.

لقد ثبت أن ممثلي السكان الذين لديهم مظهر متوسط ​​لهذه السمة هم أكثر مقاومة للتغيرات الشديدة في الظروف، وبالتالي فإن العصافير ذات طول الجناح المتوسط ​​تنجو من الشتاء بسهولة أكبر من تلك ذات الأجنحة الطويلة أو القصيرة. أيضًا درجة حرارة ثابتةالهيئات في الحيوانات الحرارية هي نتيجة لتحقيق الاستقرار في الاختيار.

في النباتات التي يتم تلقيحها بواسطة أنواع معينة من الحشرات، لا يمكن أن يختلف هيكل كورولا الزهرة، فهو يتوافق في الشكل والحجم مع حجم وشكل الملقحات. يتم رفض أي انحرافات عن "المعيار" على الفور عن طريق الاختيار، لأنها لا تترك ذرية.

يحدث الانتقاء المستقر في أغلب الأحيان ويعتبر أمرًا أساسيًا في تطور الكائنات الحية، عندما يؤدي تحسين المؤشرات المتوسطة إلى التقدم التطوري.

عندما تتغير ظروف الوجود، يمكن أن يحل اختيار القيادة والثبات محل بعضهما البعض.

النموذج التخريبي (مع أمثلة)

يمكن ملاحظة الانتقاء التخريبي عندما لا يكون هناك أي نوع سائد من بين جميع متغيرات النمط الجيني، وهو ما يرتبط بعدم تجانس المنطقة التي يعيشون فيها. وتحت تأثير عوامل معينة، تساهم بعض السمات في البقاء، وعندما تتغير الظروف، تساهم سمات أخرى.

يتم توجيه الاختيار التخريبي ضد ممثلي الأنواع الذين لديهم مظاهر متوسطة لهذه السمة، مما يؤدي إلى ظهور تعدد الأشكال بين مجتمع واحد. ويسمى الشكل التخريبي أيضًا بالتمزق، لأن السكان ينقسمون إلى أجزاء منفصلة وفقًا للخاصية الحالية. وبالتالي، فإن الشكل التخريبي هو المسؤول عن تطور الصفات الظاهرية المتطرفة وموجه ضد الأشكال المتوسطة.

مثال على الاختيار التخريبي هو لون قشرة حلزون العنب. يعتمد لون القشرة على الظروف البيئية التي يجد الحلزون نفسه فيها. في منطقة الغابات، حيث تكون الطبقة السطحية من الأرض ملونة اللون البنيالقواقع الحية ذات الأصداف البنية. في منطقة السهوب، حيث العشب جاف وأصفر، لديهم قذائف صفراء. يعد الاختلاف في لون الصدفة تكيفيًا بطبيعته، لأنه يحمي القواقع من أن تأكلها الطيور الجارحة.

جدول الأنواع الرئيسية للانتقاء الطبيعي

صفة مميزة	شكل متحرك	شكل الاستقرار	شكل مزعج
فعل	يحدث في ظل الظروف المعيشية المتغيرة تدريجياً للفرد.	الظروف المعيشية للجسم لا تتغير لفترة طويلة.	مع تغير حاد في الظروف المعيشية للجسم.
ركز	يهدف إلى الحفاظ على الكائنات الحية ذات الخصائص التي تساهم في بقاء النوع.	الحفاظ على التجانس السكاني، والقضاء على الأشكال المتطرفة.	يهدف الإجراء إلى بقاء الأفراد في ظروف غير متجانسة، من خلال إظهار أنماط ظاهرية مختلفة.
الحد الأدنى	مظهر متوسط ​​القاعدةالذي يحل محل القديم الذي لا يتناسب مع البيئة الجديدة.	الحفاظ على متوسط ​​القيم الطبيعية.	تشكيل عدة معايير متوسطة ضرورية للبقاء.

أنواع أخرى من الانتقاء الطبيعي

تم وصف الأشكال الرئيسية للاختيار أعلاه، وهناك أيضًا أشكال إضافية:

• زعزعة الاستقرار؛
• جنسي؛
• مجموعة.

نموذج زعزعة الاستقراريكون الإجراء معاكسًا للاستقرار، بينما يتوسع معدل التفاعل، ولكن يتم الحفاظ على المؤشرات المتوسطة.

لذا فإن الضفادع التي تعيش في المستنقعات، في بيئات ذات مستويات إضاءة مختلفة، تختلف بشكل كبير في اللون جلدهو مظهر من مظاهر الاختيار المزعزع للاستقرار. الضفادع التي تعيش في منطقة مظللة بالكامل أو على العكس من ذلك وصول جيدالأضواء لها لون موحد - وهذا مظهر من مظاهر اختيار الاستقرار.

الشكل الجنسي للانتقاء الطبيعييهدف إلى تكوين الخصائص الجنسية الثانوية التي تساعد على اختيار الزوج للعبور. على سبيل المثال، ألوان الريش الزاهية وزقزقة العصافير، والأصوات العالية، ورقصات التودد أو الإفراز مواد ذات رائحةلجذب العنصر المعاكس في الحشرات وغيرها.

نموذج المجموعةتهدف إلى بقاء السكان، وليس الأفراد. سيكون موت العديد من أعضاء المجموعة لإنقاذ النوع مبررًا. وهكذا، في قطيع من الحيوانات البرية، يتحدد على المستوى الجيني أن حياة المجموعة أكثر أهمية من حياة الفرد. عند اقتراب الخطر، يصدر الحيوان أصواتًا عالية لتحذير أقاربه، وفي هذه الحالة سيموت، لكنه سينقذ الباقي.

اختيار القيادة.يؤدي الانتقاء الطبيعي دائمًا إلى زيادة متوسط ​​اللياقة البدنية للسكان. يمكن أن تؤدي التغييرات في الظروف الخارجية إلى تغييرات في ملاءمة الأنماط الجينية الفردية. واستجابة لهذه التغيرات، تم استخدام الانتقاء الطبيعي للمخزون الضخم من التنوع الجيني عبر العديد علامات مختلفةيؤدي إلى تحولات كبيرة في التركيب الوراثي للسكان. إذا كانت البيئة الخارجية تتغير باستمرار في اتجاه معين، فإن الانتقاء الطبيعي يغير البنية الجينية للسكان بطريقة تظل لياقتها في هذه الظروف المتغيرة في الحد الأقصى. في الوقت نفسه، تتغير ترددات الأليلات الفردية في السكان. يتغير أيضًا متوسط ​​​​قيم السمات التكيفية لدى السكان. في سلسلة من الأجيال، يمكن تتبع تحولهم التدريجي في اتجاه معين. يسمى هذا النوع من الاختيار اختيار القيادة.

أحد الأمثلة الكلاسيكية لاختيار القيادة هو تطور اللون في عثة البتولا. ويحاكي لون أجنحة هذه الفراشة لون لحاء الأشجار المغطى بالأشنة والذي تقضي عليه ساعات النهار. من الواضح أن هذا التلوين الوقائي قد تشكل على مدى أجيال عديدة من التطور السابق. لكن مع بداية الثورة الصناعية في إنجلترا بدأ هذا الجهاز يفقد أهميته. أدى تلوث الغلاف الجوي إلى موت أعداد كبيرة من الأشنات وتغميق جذوع الأشجار. أصبحت الفراشات الخفيفة على خلفية داكنة مرئية بسهولة للطيور. ابتداءً من منتصف القرن التاسع عشر، بدأت أشكال الفراشات الداكنة (الميلانية) في الظهور في مجموعات عثة البتولا. وزاد تواترها بسرعة. ل نهاية القرن التاسع عشرلعدة قرون، كانت بعض مجموعات عثة البتولا في المناطق الحضرية تتألف بالكامل تقريبًا من أشكال داكنة، بينما استمرت الأشكال الفاتحة في الهيمنة في سكان الريف. وسميت هذه الظاهرة الميلانية الصناعية.لقد وجد العلماء أنه في المناطق الملوثة، من المرجح أن تأكل الطيور الأشكال ذات الألوان الفاتحة، وفي المناطق النظيفة - الداكنة. أدى فرض القيود على تلوث الهواء في الخمسينيات من القرن الماضي إلى عكس مسار الانتقاء الطبيعي مرة أخرى، وبدأ تواتر الأشكال المظلمة في سكان المناطق الحضرية في الانخفاض. وهي نادرة هذه الأيام تقريبًا كما كانت قبل الثورة الصناعية.

يؤدي اختيار القيادة إلى جعل التركيب الجيني للسكان يتماشى مع التغيرات في البيئة الخارجية بحيث يصل متوسط ​​اللياقة السكانية إلى الحد الأقصى. في جزيرة ترينيداد، تعيش أسماك الجوبي في مسطحات مائية مختلفة. يموت العديد من أولئك الذين يعيشون في الروافد السفلية للأنهار والبرك في أسنان الأسماك المفترسة. في الروافد العليا، تكون حياة أسماك الغابي أكثر هدوءًا - حيث يوجد عدد قليل من الحيوانات المفترسة. أدت هذه الاختلافات في الظروف الخارجية إلى حقيقة أن أسماك الغابي "العلوية" و"السفلية" تطورت في اتجاهات مختلفة. "القواعد الشعبية"، تحت التهديد المستمر بالإبادة، تبدأ في التكاثر أكثر عمر مبكروتنتج العديد من الزريعة الصغيرة جدًا. فرصة البقاء على قيد الحياة لكل منهم ضئيلة للغاية، ولكن هناك الكثير منهم وبعضهم يتمكن من التكاثر. تصل "الجبال" إلى مرحلة النضج الجنسي في وقت لاحق، وتكون خصوبتها أقل، لكن نسلها أكبر. عندما قام الباحثون بنقل أسماك الجوبي "منخفضة النمو" إلى خزانات غير مأهولة في المجاري العليا للأنهار، لاحظوا تغيرًا تدريجيًا في نوع تطور الأسماك. وبعد مرور أحد عشر عامًا على هذه الخطوة، أصبحت أكبر بكثير، وبدأت في التكاثر لاحقًا، وأنتجت ذرية أقل ولكن أكبر.

معدل التغير في ترددات الأليل في السكان ومتوسط ​​قيم السماتتحت تأثير الاختيار لا يعتمد ذلك على شدة الاختيار فحسب، بل يعتمد أيضًا على التركيب الوراثي للصفات، الذي يسير على طوله حجم التداول. تبين أن الانتقاء ضد الطفرات المتنحية أقل فعالية بكثير من الانتقاء ضد الطفرات السائدة. في الزيجوت المتغاير، لا يظهر الأليل المتنحي في النمط الظاهري، وبالتالي يفلت من الانتخاب. باستخدام معادلة هاردي-واينبرغ، يمكن تقدير معدل التغير في تواتر الأليل المتنحي في مجتمع ما اعتمادًا على شدة الاختيار ونسبة التردد الأولية. كلما انخفض تردد الأليل، كلما كان التخلص منه أبطأ. ومن أجل تقليل تواتر الفتك المتنحي من 0.1 إلى 0.05، هناك حاجة إلى 10 أجيال فقط؛ 100 جيل - لتقليله من 0.01 إلى 0.005 و 1000 جيل - من 0.001 إلى 0.0005.

يلعب الشكل الدافع للانتقاء الطبيعي دورًا حاسمًا في تكيف الكائنات الحية مع التغيرات بمرور الوقت. الظروف الخارجية. كما أنه يضمن التوزيع الواسع للحياة، واختراقها في جميع المنافذ البيئية الممكنة. ومع ذلك، فمن الخطأ الاعتقاد أنه في ظروف الوجود المستقرة يتوقف الانتقاء الطبيعي. في ظل هذه الظروف، يستمر في العمل في شكل اختيار استقرار.

استقرار الاختيار.يحافظ الاختيار المستقر على حالة السكان التي تضمن أقصى قدر من اللياقة في ظل ظروف وجود ثابتة. في كل جيل، تتم إزالة الأفراد الذين ينحرفون عن متوسط ​​القيمة المثلى للسمات التكيفية.

تم وصف العديد من الأمثلة على عمل تحقيق الاستقرار في الطبيعة. على سبيل المثال، يبدو للوهلة الأولى أن المساهمة الأكبر في المجموعة الجينية للجيل القادم يجب أن يقدمها الأفراد الذين يتمتعون بأقصى قدر من الخصوبة. ومع ذلك، فإن ملاحظات المجموعات الطبيعية من الطيور والثدييات تظهر أن الأمر ليس كذلك. كلما زاد عدد الكتاكيت أو الأشبال في العش، كلما زادت صعوبة إطعامهم، كلما كان كل منهم أصغر وأضعف. ونتيجة لذلك، فإن الأفراد ذوي الخصوبة المتوسطة هم الأكثر لياقة.

تم العثور على الاختيار نحو المتوسط ​​لمجموعة متنوعة من السمات. في الثدييات، يكون الأطفال حديثو الولادة ذوو الوزن المنخفض جدًا والمرتفع جدًا أكثر عرضة للوفاة عند الولادة أو في الأسابيع الأولى من الحياة مقارنة بالأطفال حديثي الولادة ذوي الوزن المتوسط. أظهرت دراسة حجم أجنحة الطيور التي ماتت بعد العاصفة أن معظمها كان لديه أجنحة صغيرة جدًا أو كبيرة جدًا. وفي هذه الحالة، تبين أن الأفراد العاديين هم الأكثر تكيفًا.

ما هو سبب الظهور المستمر لأشكال سيئة التكيف في ظروف وجود ثابتة؟ لماذا لا يتمكن الانتقاء الطبيعي من تطهير مجموعة من الأشكال المنحرفة غير المرغوب فيها مرة واحدة وإلى الأبد؟ السبب ليس فقط وليس كثيرًا ظهور المزيد والمزيد من الطفرات الجديدة بشكل مستمر. والسبب هو أن الأصلح في كثير من الأحيان هو الذي الأنماط الجينية المتغايرة. عند التهجين، فإنها تنقسم باستمرار وينتج نسلها ذرية متماثلة اللواقح مع انخفاض اللياقة البدنية. وتسمى هذه الظاهرة تعدد الأشكال المتوازن.

المثال الأكثر شهرة لمثل هذا تعدد الأشكال هو فقر الدم المنجلي. هذا مرض خطيريحدث الدم عند الأشخاص المتماثلين في أليل الهيموجلوبين الطافر ( الهيموجلوبين س) ويؤدي إلى وفاتهم في سن مبكرة. في معظم المجتمعات البشرية، يكون تواتر هذا الأليل منخفضًا جدًا ويساوي تقريبًا تواتر حدوثه بسبب الطفرات. ومع ذلك، فهو شائع جدًا في مناطق العالم التي تنتشر فيها الملاريا. اتضح أن متغاير الزيجوت ل الهيموجلوبين سلديهم مقاومة أعلى للملاريا من متماثلات الزيجوت بالنسبة للأليل الطبيعي. بفضل هذا، في السكان الذين يسكنون مناطق الملاريا، يتم إنشاء متغاير الزيجوت لهذا الأليل، وهو أمر مميت في متماثلات الزيجوت، والحفاظ عليه بشكل ثابت.

استقرار الاختيار هو آلية لتراكم التباين في التجمعات الطبيعية. كان العالم المتميز I. I. شمالجوزين أول من لفت الانتباه إلى هذه الميزة المتمثلة في اختيار التثبيت. لقد أظهر أنه حتى في ظروف الوجود المستقرة، لا يتوقف الانتقاء الطبيعي ولا التطور. وحتى لو ظل النمط الظاهري دون تغيير، فإن السكان لا يتوقفون عن التطور. تركيبها الجيني يتغير باستمرار. يؤدي الانتقاء المثبت إلى إنشاء أنظمة وراثية تضمن تكوين أنماط ظاهرية مثالية مماثلة على أساس مجموعة واسعة من الأنماط الجينية. الآليات الوراثية مثل الهيمنة، الرعاف، العمل الجيني التكميلي، الاختراق غير الكاملوغيرها من وسائل إخفاء التباين الوراثي ترجع في وجودها إلى الانتقاء التثبيتي.

ومن المهم أن نلاحظ هنا أن ثبات الظروف لا يعني ثباتها. تتغير الظروف البيئية بانتظام على مدار العام. يؤدي تثبيت الاستقرار إلى تكييف السكان مع هذه التغيرات الموسمية. يتم توقيت دورات التكاثر لتتزامن معها، بحيث تولد الحيوانات الصغيرة في ذلك الفصل من العام الذي تكون فيه الموارد الغذائية في الحد الأقصى. يتم التخلص من جميع الانحرافات عن هذه الدورة المثالية، والتي تتكرر من سنة إلى أخرى، عن طريق اختيار التثبيت. فالأحفاد المولودون في وقت مبكر جدًا يموتون بسبب نقص الغذاء، أما النسل المولود في وقت متأخر جدًا فليس لديه الوقت الكافي للاستعداد لفصل الشتاء. كيف تعرف الحيوانات والنباتات أن الشتاء قادم؟ عند بداية الصقيع؟ لا، هذا ليس مؤشرا موثوقا للغاية. يمكن أن تكون التقلبات في درجات الحرارة على المدى القصير مضللة للغاية. إذا أصبح الجو أكثر دفئًا في وقت أبكر من المعتاد في أحد الأعوام، فهذا لا يعني أن الربيع قد جاء. أولئك الذين يتفاعلون بسرعة كبيرة مع هذه الإشارة غير الموثوقة يخاطرون بالبقاء بدون ذرية. من الأفضل انتظار علامة الربيع الأكثر موثوقية - زيادة ساعات النهار. في معظم الأنواع الحيوانية، تؤدي هذه الإشارة إلى آليات التغيرات الموسمية في الوظائف الحيوية: دورات التكاثر، والانسلاخ، والهجرة، وما إلى ذلك. أظهر شمالهاوزن بشكل مقنع أن هذه التعديلات العالمية تنشأ نتيجة للاختيار المستقر.

وبالتالي، فإن تثبيت الانتقاء، وتجاوز الانحرافات عن القاعدة، يشكل بنشاط الآليات الجينية التي تضمن التطور المستقر للكائنات الحية وتشكيل الأنماط الظاهرية المثالية على أساس الأنماط الجينية المختلفة. إنه يضمن الأداء المستقر للكائنات الحية في مجموعة واسعة من التقلبات في الظروف الخارجية المألوفة للأنواع.

اختيار مزعج.مع اختيار الاستقرار، يتمتع الأفراد الذين لديهم مظهر متوسط ​​للسمات بميزة؛ ومع اختيار القيادة، يتمتع أحد الأشكال المتطرفة بميزة. من الناحية النظرية، يمكن تصور شكل آخر من أشكال الانتقاء - الانتخاب التخريبي أو المتقطع، عندما يكتسب كلا الشكلين المتطرفين ميزة.

يتم تفسير تكوين السباقات الموسمية في بعض الحشائش من خلال عملية الانتقاء التخريبية. وتبين أن توقيت التزهير ونضج البذور في أحد أنواع هذه النباتات - خشخيشة المرج - يمتد طوال فصل الصيف تقريبًا، حيث تزهر معظم النباتات وتؤتي ثمارها في منتصف الصيف. ومع ذلك، في مروج القش، تستفيد تلك النباتات التي لديها الوقت لتزدهر وتنتج البذور قبل القص، وتلك التي تنتج البذور في نهاية الصيف، بعد القص، تستفيد. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل سباقين من حشرجة الموت - المزهرة المبكرة والمتأخرة.

في حالات معينة، يتم الانتخاب المضطرب للصفات المتعلقة بالسمات البيئية (وقت التكاثر، التفضيل أنواع مختلفةالغذاء، والموائل المختلفة) يمكن أن يؤدي إلى تكوين أجناس معزولة بيئيًا داخل النوع ومن ثم إلى حدوث نوع جديد.

الانتقاء الجنسي.يُظهر الذكور في العديد من الأنواع خصائص جنسية ثانوية واضحة المعالم تبدو للوهلة الأولى غير قادرة على التكيف: ذيل الطاووس، والريش اللامع لطيور الجنة والببغاوات، والأعراف القرمزية للديكة، والألوان الساحرة للأسماك الاستوائية، والأغاني. من الطيور والضفادع وغيرها. تعمل العديد من هذه الميزات على تعقيد حياة حامليها وتجعلهم مرئيين بسهولة للحيوانات المفترسة. ويبدو أن هذه الخصائص لا توفر أي مزايا لحامليها في النضال من أجل الوجود، ومع ذلك فهي منتشرة على نطاق واسع بطبيعتها. ما هو الدور الذي لعبه الانتقاء الطبيعي في ظهورها وانتشارها؟

نحن نعلم بالفعل أن بقاء الكائنات الحية يعد عنصرًا مهمًا، ولكنه ليس العنصر الوحيد في الانتقاء الطبيعي. عنصر آخر مهم هو جاذبية الأفراد من الجنس الآخر. وقد أطلق تشارلز داروين على هذه الظاهرة اسم الانتقاء الجنسي. وقد ذكر هذا الشكل من الانتخاب لأول مرة في كتابه "أصل الأنواع" ثم قام بتحليله بالتفصيل في كتابه أصل الإنسان والانتقاء الجنسي. ورأى أن “هذا الشكل من الاختيار لا يتحدد بالصراع من أجل الوجود في علاقات الكائنات العضوية فيما بينها أو مع الظروف الخارجية، بل بالتنافس بين أفراد من جنس واحد، عادة الذكور، على امتلاك أفراد من الجنس الآخر”. الجنس."

الانتقاء الجنسي هو الانتقاء الطبيعي للنجاح الإنجابي. يمكن أن تظهر وتنتشر السمات التي تقلل من قدرة مضيفيها على البقاء إذا كانت المزايا التي توفرها للنجاح الإنجابي أكبر بكثير من مساوئها للبقاء على قيد الحياة. الذكر الذي يعيش قصيرًا ولكنه محبوب من قبل الإناث وبالتالي ينتج العديد من النسل، يتمتع بلياقة بدنية إجمالية أعلى بكثير من الذكر الذي يعيش طويلًا ولكنه ينتج عددًا قليلًا من النسل. في العديد من الأنواع الحيوانية، لا تشارك الغالبية العظمى من الذكور في التكاثر على الإطلاق. في كل جيل، تنشأ منافسة شرسة بين الذكور على الإناث. يمكن أن تكون هذه المنافسة مباشرة، وتتجلى في شكل صراع على الأراضي أو معارك البطولة (الشكل الحادي عشر .15.2). ويمكن أن يحدث أيضًا بشكل غير مباشر ويتم تحديده من خلال اختيار الإناث. وفي الحالات التي تختار فيها الإناث الذكور، تتجلى منافسة الذكور في عرض ألوانهم الزاهية. مظهرأو سلوك الخطوبة الصعب. تختار الإناث الذكور الذين يفضلونها أكثر. كقاعدة عامة، هؤلاء هم ألمع الذكور. لكن لماذا تحب الإناث الذكور الأذكياء؟

تعتمد لياقة الأنثى على مدى قدرتها الموضوعية على تقييم اللياقة المحتملة للأب المستقبلي لأطفالها. يجب عليها أن تختار الذكر الذي سيكون أبناؤه قابلين للتكيف بدرجة كبيرة وجذابين للإناث.

تم اقتراح فرضيتين رئيسيتين حول آليات الانتقاء الجنسي.

وبحسب فرضية «الأبناء الجذابين»، فإن منطق اختيار الأنثى يختلف بعض الشيء. إذا كان الذكور ذوي الألوان الزاهية، لأي سبب من الأسباب، جذابين للإناث، فمن المفيد اختيار أب ذو ألوان زاهية لأبنائه المستقبليين، لأن أبنائه سيرثون الجينات ذات الألوان الزاهية وسيكونون جذابين للإناث في الجيل القادم. وبالتالي، هناك إيجابية تعليقمما يؤدي إلى حقيقة أن سطوع ريش الذكور يزداد من جيل إلى جيل أكثر فأكثر. تستمر العملية في النمو حتى تصل إلى الحد الأقصى من الصلاحية. دعونا نتخيل موقفًا تختار فيه الإناث الذكور ذوي الذيل الأطول. ينتج الذكور ذو الذيل الطويل ذرية أكثر من الذكور ذوي الذيول القصيرة والمتوسطة. من جيل إلى جيل، يزداد طول الذيل لأن الإناث تختار الذكور ليس بحجم ذيل معين، ولكن بحجم أكبر من المتوسط. في النهاية يصل الذيل إلى طول يتوازن فيه فقدانه لحيوية الذكر مع جاذبيته في عيون الإناث.

وفي شرح هذه الفرضيات حاولنا فهم منطق تصرفات إناث الطيور. قد يبدو أننا نتوقع منهم الكثير، وأن مثل هذه الحسابات المعقدة للياقة البدنية بالكاد تكون ممكنة بالنسبة لهم. في الواقع، الإناث لسن أكثر أو أقل منطقية في اختيارهن للذكور مقارنة بكل سلوكياتهن الأخرى. عندما يشعر الحيوان بالعطش، فلا داعي لشرب الماء من أجل استعادة توازن الماء والملح في الجسم، بل يذهب إلى بئر الماء لأنه يشعر بالعطش. عندما تلسع نحلة عاملة حيوانًا مفترسًا يهاجم خلية، فإنها لا تحسب مقدار ما تزيده من اللياقة العامة لأخواتها بهذه التضحية بالنفس - فهي تتبع الغريزة. وبنفس الطريقة، تتبع الإناث غرائزها عند اختيار الذكور اللامعين - فهي تحب الذيول اللامعة. كل أولئك الذين أوحت لهم الغريزة بسلوك مختلف، كلهم ​​​​لم يتركوا ذرية. وهكذا، لم نكن نناقش منطق الإناث، بل منطق الصراع من أجل الوجود والانتقاء الطبيعي - وهي عملية عمياء وتلقائية، تعمل باستمرار من جيل إلى جيل، وشكلت كل التنوع المذهل في الأشكال والألوان والغرائز التي نلاحظ في عالم الطبيعة الحية .

1. مقارنة أشكال الاختيار وإبراز أوجه التشابه والاختلاف بينها.

2. أعط أمثلة على أشكال الانتخاب المختلفة في الطبيعة.

3. هل صحيح أنه في الظروف البيئية المتغيرة فقط يؤدي إلى أعمال الانتقاء، وفي الظروف البيئية غير المتغيرة فقط يؤدي إلى أعمال الانتقاء المستقرة؟

4. في أي الحالات يؤدي الاختيار إلى انخفاض التباين الوراثي للسكان، وفي أي الحالات يؤدي إلى تراكمه؟

5. إعطاء أمثلة على ازدواج الشكل الجنسي في الحيوانات ومحاولة شرح تطورها باستخدام آليات القيادة والاختيار الجنسي.

الوضع، أو يمكنك التصرف بشكل عشوائي. يكفي أن تخلق مدى واسعأفراد مختلفون - وفي نهاية المطاف، سوف يبقى الأصلح.

1. في البدايهفيظهر الفرد بخصائص جديدة عشوائية تمامًا
2. بعدفهي قادرة أو غير قادرة على ترك ذرية حسب هذه الخصائص
3. وأخيرا إذا كانت نتيجة المرحلة السابقة إيجابية فإنها تترك ذرية ويرث نسلها الخصائص المكتسبة حديثا

حاليًا، تم إعادة صياغة وجهات النظر الساذجة إلى حد ما لداروين نفسه جزئيًا. وهكذا، تصور داروين أن التغييرات يجب أن تحدث بسلاسة شديدة، وأن طيف التباين يجب أن يكون مستمرًا. ولكن اليوم، يتم شرح آليات الانتقاء الطبيعي باستخدام علم الوراثة، مما يضفي بعض الأصالة على هذه الصورة. إن الطفرات في الجينات التي تعمل في الخطوة الأولى من العملية الموصوفة أعلاه هي في الأساس منفصلة. ولكن من الواضح أن الجوهر الأساسي لفكرة داروين لم يتغير.

أشكال الانتقاء الطبيعي

اختيار القيادة

اختيار القيادة هو شكل من أشكال الانتقاء الطبيعي عندما تساهم الظروف البيئية في اتجاه معين للتغيير في أي سمة أو مجموعة من السمات. وفي الوقت نفسه، فإن الاحتمالات الأخرى لتغيير السمة تخضع للاختيار السلبي. نتيجة لذلك، من جيل إلى جيل، هناك تحول في متوسط ​​\u200b\u200bقيمة السمة في اتجاه معين. في هذه الحالة، يجب أن يتوافق ضغط اختيار القيادة مع القدرات التكيفية للسكان ومعدل التغيرات الطفرية (وإلا فإن الضغط البيئي يمكن أن يؤدي إلى الانقراض).

إحدى الحالات الحديثة لاختيار القيادة هي "الميلانية الصناعية للفراشات الإنجليزية". "الميلانية الصناعية" هي زيادة حادةنسبة الأفراد الميلانيين (ذوي الألوان الداكنة) في مجموعات الفراشات التي تعيش في المناطق الصناعية. بسبب التأثير الصناعي، أصبحت جذوع الأشجار داكنة بشكل كبير، وماتت أيضًا الأشنات ذات الألوان الفاتحة، ولهذا السبب أصبحت الفراشات ذات الألوان الفاتحة مرئية بشكل أفضل للطيور، وأصبحت الفراشات ذات الألوان الداكنة أقل وضوحًا. وفي القرن العشرين وصلت نسبة الفراشات ذات اللون الداكن في عدد من المناطق إلى 95%، بينما تم اصطياد أول فراشة داكنة اللون (Morfa Carbonaria) عام 1848.

يتم اختيار القيادة عندما تتغير البيئة أو تتكيف مع الظروف الجديدة عندما يتوسع النطاق. فهو يحافظ على التغيرات الوراثية في اتجاه معين، ويحرك معدل التفاعل وفقًا لذلك. على سبيل المثال، أثناء تطور التربة كموئل في مجموعات مختلفة من الحيوانات غير المرتبطة ببعضها البعض، تحولت الأطراف إلى أطراف تختبئ في الجحور.

استقرار الاختيار

استقرار الاختيار- شكل من أشكال الانتقاء الطبيعي يتم فيه توجيه الإجراء ضد الأفراد ذوي الانحرافات الشديدة عن المعيار المتوسط، لصالح الأفراد ذوي التعبير المتوسط ​​عن السمة.

تم وصف العديد من الأمثلة على عمل تحقيق الاستقرار في الطبيعة. على سبيل المثال، يبدو للوهلة الأولى أن المساهمة الأكبر في المجموعة الجينية للجيل القادم يجب أن يقدمها الأفراد الذين يتمتعون بأقصى قدر من الخصوبة. ومع ذلك، فإن ملاحظات المجموعات الطبيعية من الطيور والثدييات تظهر أن الأمر ليس كذلك. كلما زاد عدد الكتاكيت أو الأشبال في العش، كلما زادت صعوبة إطعامهم، كلما كان كل منهم أصغر وأضعف. ونتيجة لذلك، فإن الأفراد ذوي الخصوبة المتوسطة هم الأكثر لياقة.

تم العثور على الاختيار نحو المتوسط ​​لمجموعة متنوعة من السمات. في الثدييات، يكون الأطفال حديثو الولادة ذوو الوزن المنخفض جدًا والوزن المرتفع جدًا أكثر عرضة للوفاة عند الولادة أو في الأسابيع الأولى من الحياة مقارنة بالأطفال حديثي الولادة ذوي الوزن المتوسط. أظهرت دراسة حجم أجنحة الطيور التي ماتت بعد العاصفة أن معظمها كان لديه أجنحة صغيرة جدًا أو كبيرة جدًا. وفي هذه الحالة، تبين أن الأفراد العاديين هم الأكثر تكيفًا.

اختيار مزعج

اختيار مزعج- شكل من أشكال الانتقاء الطبيعي حيث تفضل الظروف اثنين أو أكثر من المتغيرات (الاتجاهات) المتطرفة للتباين، ولكنها لا تفضل الحالة المتوسطة والمتوسطة للسمة. ونتيجة لذلك، قد تظهر عدة أشكال جديدة من نموذج أصلي واحد. يساهم الانتقاء التخريبي في ظهور تعدد الأشكال السكاني والحفاظ عليه، وفي بعض الحالات يمكن أن يسبب الانتواع.

أحد المواقف المحتملة في الطبيعة التي يلعب فيها الانتقاء التخريبي دوره هو عندما يحتل مجتمع متعدد الأشكال موطنًا غير متجانس. حيث أشكال مختلفةالتكيف مع مختلف المنافذ البيئية أو subniches.

مثال على الانتقاء التخريبي هو تكوين سباقين في حشرجة المرج في مروج القش. في الظروف العاديةتغطي فترات التزهير ونضج البذور لهذا النبات فصل الصيف بأكمله. ولكن في مروج القش، يتم إنتاج البذور بشكل أساسي من تلك النباتات التي تمكنت من الازدهار والنضج إما قبل فترة القص، أو تتفتح في نهاية الصيف، بعد القص. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل سباقين من حشرجة الموت - المزهرة المبكرة والمتأخرة.

تم إجراء الاختيار التخريبي بشكل مصطنع في التجارب على ذبابة الفاكهة. تم الاختيار وفقًا لعدد الشعيرات، وتم الاحتفاظ فقط بالأفراد الذين لديهم عدد صغير أو كبير من الشعيرات. ونتيجة لذلك، منذ حوالي الجيل الثلاثين، تباعد الخطان كثيرًا، على الرغم من حقيقة أن الذباب استمر في التهجين مع بعضهما البعض، وتبادل الجينات. وفي عدد من التجارب الأخرى (مع النباتات)، تم منع التهجين المكثف عمل فعالاختيار مزعج.

اختيار القطع

اختيار القطع- شكل من أشكال الانتقاء الطبيعي. عملها هو عكس الاختيار الإيجابي. يؤدي القضاء على الانتقاء إلى القضاء على الغالبية العظمى من الأفراد الذين يحملون سمات تقلل بشكل حاد من القدرة على البقاء في ظل ظروف بيئية معينة. باستخدام اختيار الاختيار، تتم إزالة الأليلات الضارة للغاية من السكان. أيضًا ، يمكن أن يتعرض الأفراد الذين لديهم إعادة ترتيب الكروموسومات ومجموعة من الكروموسومات التي تعطل بشكل حاد الأداء الطبيعي للجهاز الوراثي إلى الانتقاء القطعي.

اختيار إيجابي

اختيار إيجابي- شكل من أشكال الانتقاء الطبيعي. عملها هو عكس اختيار القطع. يؤدي الاختيار الإيجابي إلى زيادة عدد الأفراد في المجتمع الذي لديهم علامات مفيدة، مما يزيد من بقاء الأنواع ككل. بمساعدة الاختيار الإيجابي واختيار القطع، يتم تغيير الأنواع (وليس فقط من خلال تدمير الأفراد غير الضروريين، ثم يجب أن يتوقف أي تطور، لكن هذا لا يحدث).

تتضمن أمثلة الاختيار الإيجابي ما يلي: يمكن استخدام الأركيوبتركس المحشو كطائرة شراعية، لكن لا يمكن استخدام السنونو المحشو أو النورس. لكن الطيور الأولى طارت بشكل أفضل من الأركيوبتركس. مثال آخر على الانتقاء الإيجابي هو ظهور حيوانات مفترسة تتفوق في "قدراتها العقلية" على العديد من الحيوانات الأخرى ذات الدم الحار. أو ظهور الزواحف مثل التماسيح التي لها قلب من أربع حجرات وقادرة على العيش على الأرض وفي الماء.

اتجاهات خاصة للانتقاء الطبيعي

• بقاء الأنواع والمجموعات التي تتكيف بشكل أفضل مع بيئتها، مثل تلك التي لديها خياشيم في الماء، لأن اللياقة البدنية تفوز في معركة البقاء.
• بقاء الكائنات السليمة جسديا.
• بقاء أقوى الكائنات الحية جسديًا، حيث أن التنافس الجسدي على الموارد جزء لا يتجزأ من الحياة. ومن المهم في الصراع بين الأنواع.
• البقاء على قيد الحياة من أكثر الكائنات الحية نجاحا جنسيا بسبب التكاثر الجنسيهي الطريقة السائدة للتكاثر. في في هذه الحالةالانتقاء الجنسي يأتي دوره.

ومع ذلك، كل هذه الحالات خاصة، والشيء الرئيسي هو الحفاظ عليها بنجاح مع مرور الوقت. لذلك، في بعض الأحيان يتم انتهاك هذه الاتجاهات من أجل تحقيق الهدف الرئيسي.

دور الانتقاء الطبيعي في التطور

تردد داروين لفترة طويلة في نشر نظريته، لأن... لقد رأيت مشكلة مع النمل، والتي لا يمكن تفسيرها إلا من وجهة نظر علم الوراثة.

أنظر أيضا

روابط

• "مشاكل التطور الكبير" - موقع عالم الحفريات إيه في ماركوف
• "أشكال الانتقاء الطبيعي" - مقال بالخير أمثلة مشهورة: لون الفراشات، مقاومة الإنسان للملاريا، الخ.
• "التطور المبني على الأنماط" - مقال حول ما إذا كان دور الطفرات في عملية التطور كبيرًا، أو ما إذا كانت بعض الخصائص موجودة مسبقًا ثم تتطور تحت تأثير الاختيار الدافع

علم الأحياء التطوري
الآليات والعمليات	التكيف الانواع الانجراف الوراثي الانتقاء الطبيعيالوراثة الاختلاف التطور الجزئي الطفرات التطور الكبير نقل الجينات
ظهور الحياة	التطور الكيميائي فرضية عالم RNA التطور البيولوجي
تاريخ التدريس التطوري