Dom Stomatološki tretman Oblici i vrste prirodne selekcije – pokretačke, stabilizirajuće i remetilačke. Primjer stabilizacijskog odabira i odabira vožnje

Stomatološki tretman

Oblici i vrste prirodne selekcije – pokretačke, stabilizirajuće i remetilačke. Primjer stabilizacijskog odabira i odabira vožnje

Hajde da se dotaknemo opšte karakteristike prirodna selekcija i njegove forme, fokusirajući se na jedan od njih - stabilizaciju. Pogledajmo njegove znakove, ilustrativne primjere i posljedice.

Prirodna selekcija je...

Termin "prirodna selekcija" skovao je Charles Darwin. Ovaj koncept se odnosi na najvažniji evolutivni proces, tokom kojeg se povećava broj jedinki koje su najprilagođenije određenim uslovima, a smanjuje broj jedinki sa nepovoljnim karakteristikama za dato područje. Modernija sintetička teorija evolucije naziva se prirodna selekcija glavni razlog formiranje vrsta i prilagođavanje živih bića okolini.

Osim prirodne selekcije, pokretačke snage evolucije su i mutacije, genetski drift i prijenos gena iz populacije u populaciju.

Vrste prirodne selekcije

Postoje četiri glavna oblika prirodne selekcije:

Odabir vožnje - ovaj oblik djeluje pod naglo promijenjenim uslovima okruženje. “Pobjednici” su pojedinci čije karakteristike u određenom smjeru odstupaju od prosječne statističke vrijednosti, odnosno oni koji su pogodniji za novu sredinu. Povećanje broja insekata sivkaste, tamne boje u područjima koja su postala industrijska je pokretačka selekcija, jer su u novim uvjetima jedinke svijetle boje vrlo uočljive predatorima.
Disruptivan (disruptivna selekcija) - u ovom obliku, vanjski uvjeti favoriziraju samo izrazito polarne manifestacije osobine, ne dajući šanse pojedincima sa njenom prosječnom manifestacijom. Na primjer, na kosidbi livada samo biljke koje imaju vremena da procvjetaju u kasno proljeće ili ranu jesen daju sjeme - prije i nakon košnje trave.
Stabilizirajući oblik selekcije usmjeren je protiv jedinki koje odstupaju od prosječnih vrijednosti za određenu populaciju.
Seksualna selekcija – ovaj oblik “odstranjuje” mužjake i ženke koji nisu privlačni suprotnom polu iz više razloga – bolesti, defekta, defektnog razvoja itd. Pomaže da se ne naslijede osobine koje su nepoželjne ili štetne za potomstvo.

Karakteristike stabilizacijske selekcije

Da bismo primjeri stabilizacijske selekcije učinili jasnijim, prvo ga moramo okarakterizirati.

Termin "stabilizirajuća selekcija" uveo je ruski evolucionista I. I. Šmalgauzen. Pod njim je naučnik shvatio vrstu selekcije usmjerene protiv jedinki koje odstupaju od prosječne manifestacije bilo koje osobine. Stabilizirajuća selekcija tako štiti populaciju od potpunog nasljeđivanja bilo koje široke mutacije, ali dozvoljava uske mutacije.

Upravo stabilizirajuća selekcija, štiteći prosječne manifestacije osobine od značajnih promjena, obogaćuje genetski fond određene populacije - akumuliraju se recesivni (za sada se u većini ne manifestiraju) aleli, pod uslovom da ukupni fenotip ostane nepromijenjen. Kao rezultat, akumulira se skrivena genetska raznolikost populacije, neka vrsta mobilizacijske rezerve koja se akumulira do nagle promjene vanjskih uslova i stupanja na snagu izbor vožnje.

Vrijedi reći da su stabilizacija i odabir vožnje usko povezani jedni s drugima - oni se povremeno zamjenjuju životni ciklus populacije živih bića.

Primjeri stabilizacije selekcije

Spomenimo razne manifestacije stabilizacijske selekcije:

Nepromijenjena struktura tiroksina (hormona štitne žlijezde) kroz istoriju evolucije kičmenjaka.
Nakon snježne oluje u sjeverna amerika Pronađeno je 136 ozlijeđenih kućnih vrabaca. Uginule su 64 ptice, a 72 su preživjele. Među poginulima je uglavnom bilo jedinki sa vrlo dugim ili prekratkim krilima. Pokazalo se da su vrapci sa krilima srednje dužine otporniji.
Među šumske ptice najsposobnije su osobe sa prosečnom plodnošću. Visoko fertilni roditelji nisu u stanju da u potpunosti nahrane sve svoje piliće, zbog čega ovi odrastaju mali i slabi.
Tokom porođaja kod sisara, kao iu prvim sedmicama života, neki od mladunaca stalno umiru - s preniskom ili, obrnuto, prevelikom težinom. Jedinke srednje veličine uglavnom bezbedno preživljavaju ovaj period.

Znakovi stabilizacije selekcije

Stabilizirajuću selekciju karakteriziraju sljedeće karakteristike:

Manifestuje se u okruženju čiji uslovi dugo vremena ostaju relativno konstantne. Odličan primjer stabilizacije selekcije su nilski krokodili. Tokom 70 miliona godina, oni izgled ne mijenja, budući da njihovo stanište (tropski polu-akvatični biotopi) također ostaje gotovo klimatski nepromijenjeno. Vrijedi napomenuti činjenicu da su sami krokodili nepretenciozne životinje i mogu dugo bez hrane.
Dozvoljava mutacije sa uskom stopom reakcije.
Dovodi do homogenosti fenotipa populacije. Napominjemo još jednom da je to samo prividno - njegov genski fond ostaje mobilan zbog uskih mutacija.
Uklanjanje jedinki značajno izmijenjenih mutacijom.

Rezultati stabilizacije selekcije

Na kraju, pogledajmo posljedice stabilizacije selekcije:

stabilnost unutar svake postojeće populacije;
očuvanje najbitnijeg, tipične znakove populacije;
zaštita raznolikosti vrsta od mutacijskih promjena, od kojih su neke ne samo štetne, već i destruktivne;
stvaranje mehanizma nasljeđa;
poboljšanje mehanizama individualni razvoj- ontogenija.

Stabilizirajuća selekcija je jedan od važnih oblika prirodne selekcije. Ne dozvoljava mutacijama da promijene osnovne karakteristike određene populacije ili cijele vrste. Primjeri stabilizacijske selekcije ukazuju na nepovoljnost ili čak destruktivnost mutacijskih manifestacija koje ona odbija.

Prirodna selekcija pogoduje opstanku i povećanju broja u populaciji jedinki koje nose neke genotipove nauštrb nosilaca drugih. To doprinosi akumulaciji u populaciji osobina koje imaju adaptivni značaj.

IN različitim uslovimaživotne sredine, prirodna selekcija ima drugačiji karakter. Postoje tri glavna oblika prirodne selekcije:

Moving;
stabilizacija;
ometajući.

Forma pokreta (sa primjerima)

Manifestacija odabira vožnje se odražava kada se rezultirajuća promjena u novo okruženje pokazalo se korisnijim. Selekcija će biti usmjerena na njihovo očuvanje. To će podrazumijevati postupne promjene fenotipa jedinki u populaciji, promjenu norme reakcije i promjenu prosječne vrijednosti osobine.

Klasičan primjer pokretačke selekcije je promjena boje moljaca u blizini industrijskih gradova Evrope i Amerike. Ako je ranije za njih bila tipična svijetla boja, onda kako su stabla drveća postala kontaminirana čađom i čađom, svijetle varijante koje su postale uočljive na kori drveća prvenstveno su jele ptice, a tamne varijante su sve više dobijale prednost, one su se čuvale. prirodnom selekcijom. To je dovelo do promjene boje.

Evolucija i pojava novih adaptacija povezani su sa odabirom pokreta. Posljednjih desetljeća mnoge vrste insekata su razvile rase koje su otporne na insekticide (lijekove koji su otrovni za insekte). Insekti osjetljivi na otrov uginuli su, ali je kod nekih jedinki nastala nova mutacija ili su prethodno imali neutralan gen za neosjetljivost na bilo kakve insekticide. U promenjenim uslovima, gen je prestao da bude neutralan. Vozačka selekcija je sačuvala nosioce ovog gena. Oni su postali osnivači novih rasa.

Stabilizirajuća forma (sa primjerima)

Stabilizirajuća selekcija se dešava u relativno konstantnim uslovima. Ovdje se odstupanja od prosječne vrijednosti atributa već mogu pokazati nepovoljnim i odbacuju se. U tim slučajevima, selekcija je usmjerena na očuvanje mutacija koje dovode do manje varijabilnosti osobine.

Utvrđeno je da su predstavnici populacije sa prosječnom manifestacijom osobine otporniji na ekstremne promjene uslova, pa vrapci prosječne dužine krila lakše preživljavaju zimu od onih sa dugim ili kratkim krilima. Također konstantna temperatura tijela kod homeotermnih životinja posljedica su stabilizacijske selekcije.

Kod biljaka koje se oprašuju određenim vrstama insekata, struktura cvjetnog vjenčića ne može varirati, po obliku i veličini odgovara veličini i obliku oprašivača. Sva odstupanja od “standarda” se selekcijom odmah odbijaju, jer ne ostavljaju potomstvo.

Stabilizirajuća selekcija se javlja najčešće i smatra se centralnom u razvoju organizama, kada poboljšanje prosječnih pokazatelja dovodi do evolucijskog napretka.

Kada se uslovi postojanja promijene, vožnja i stabilizacijska selekcija mogu zamijeniti jedno drugo.

Disruptivni oblik (sa primjerima)

Disruptivna selekcija se može uočiti kada među svim varijantama genotipa ne postoji nijedna prevladavajuća, što je povezano sa heterogenošću teritorije koju naseljavaju. Pod uticajem određenih faktora, neke osobine doprinose preživljavanju, a kada se uslovi promene, druge doprinose.

Disruptivna selekcija je usmjerena protiv onih predstavnika vrste koji imaju prosječne manifestacije osobine, što dovodi do pojave polimorfizma među jednom populacijom. Disruptivni oblik naziva se i kidanje, jer je populacija podijeljena na posebne dijelove prema trenutnoj karakteristici. Dakle, disruptivni oblik je odgovoran za razvoj ekstremnih fenotipova i usmjeren je protiv prosječnih oblika.

Primjer ometajuće selekcije je boja ljuske grožđanog puža. Boja ljuske zavisi od uslova okoline u kojoj se puž nalazi. U šumskoj zoni, gdje je obojen površinski sloj zemlje Smeđa boja, živi puževi sa smeđim školjkama. U stepskom području, gdje je trava suva i žuta, imaju žute školjke. Razlika u boji ljuske je adaptivne prirode, jer štiti puževe da ih ne pojedu ptice grabljivice.

Tabela glavnih tipova prirodne selekcije

Karakteristično	Pokretna forma	Stabilizirajuća forma	Disruptivni oblik
Akcija	Javlja se u postepenim promenama uslova života pojedinca.	Životni uslovi tela se ne menjaju dugo vremena.	Sa oštrom promjenom životnih uslova tijela.
Focus	Cilj mu je očuvanje organizama sa karakteristikama koje doprinose opstanku vrste.	Održavanje homogenosti populacije, eliminisanje ekstremnih oblika.	Akcija je usmjerena na opstanak jedinki u heterogenim uvjetima, kroz ispoljavanje različitih fenotipova.
Zaključak	Izgled prosječna norma, koji zamjenjuje staru, koja nije primjerena u novom okruženju.	Održavanje prosječnih normalnih vrijednosti.	Formiranje nekoliko prosječnih normi neophodnih za preživljavanje.

Druge vrste prirodne selekcije

Glavni oblici selekcije opisani su gore; postoje i dodatni:

Destabilizirajući;
seksualno;
grupa.

Destabilizirajuća forma djelovanje je suprotno stabilizirajućem, dok se norma reakcije širi, ali su prosječni pokazatelji očuvani.

Dakle, žabe koje žive u močvarama, u sredinama sa različitim nivoima osvetljenja, značajno se razlikuju po boji kože je manifestacija destabilizirajuće selekcije. Žabe koje naseljavaju područje koje je potpuno zasjenjeno ili, obrnuto, sa dobar pristup Svjetla imaju ujednačenu boju - ovo je manifestacija stabilizacijske selekcije.

Seksualni oblik prirodne selekcije ima za cilj formiranje sekundarnih spolnih karakteristika, koje pomažu u odabiru para za križanje. Na primjer, svijetle boje perja i pjev ptica, glasni glasovi, plesovi udvaranja ili izlučivanje mirisne supstance da privuče suprotni element kod insekata i još mnogo toga.

Grupni oblik usmjerene na opstanak stanovništva, a ne pojedinaca. Smrt nekoliko članova grupe da bi se spasila vrsta bila bi opravdana. Tako je u krdu divljih životinja na genetskom nivou određeno da je život grupe važniji od vlastitog. Kada se opasnost približi, životinja će izdavati glasne zvukove kako bi upozorila svoje rođake, u tom slučaju će umrijeti, ali će spasiti ostale.

Odabir vožnje. Prirodna selekcija uvijek dovodi do povećanja prosječne sposobnosti populacija. Promjene vanjskih uvjeta mogu dovesti do promjena u sposobnosti pojedinačnih genotipova. Kao odgovor na ove promjene, prirodna selekcija, koristeći ogroman rezervoar genetske raznolikosti u mnogima različiti znakovi, dovodi do značajnih pomaka u genetskoj strukturi populacije. Ako se vanjsko okruženje stalno mijenja u određenom smjeru, onda prirodna selekcija mijenja genetsku strukturu populacije na način da njena sposobnost u tim promjenjivim uvjetima ostaje maksimalna. Istovremeno se mijenjaju i učestalosti pojedinih alela u populaciji. Prosječne vrijednosti adaptivnih osobina u populacijama se također mijenjaju. U nizu generacija može se pratiti njihovo postepeno pomicanje u određenom smjeru. Ovaj oblik selekcije se naziva selekcija pokretanja.

Klasičan primjer pokretačke selekcije je evolucija boje kod brezovog moljca. Boja krila ovog leptira imitira boju lišajevima prekrivene kore drveća na kojoj provodi dnevne sate. Očigledno, takva zaštitna boja nastala je tijekom mnogih generacija prethodne evolucije. Međutim, s početkom industrijske revolucije u Engleskoj, ovaj uređaj je počeo gubiti na važnosti. Zagađenje atmosfere dovelo je do masovnog odumiranja lišajeva i zamračenja stabala drveća. Svijetli leptiri na tamnoj pozadini postali su lako vidljivi pticama. Počevši od sredine 19. stoljeća, mutirani tamni (melanistički) oblici leptira počeli su se pojavljivati u populacijama brezovog moljca. Njihova učestalost se brzo povećavala. TO kraj 19. veka stoljeća, neke urbane populacije brezovog moljca gotovo su se u potpunosti sastojale od tamnih oblika, dok su u ruralnim populacijama i dalje prevladavale svijetle forme. Ova pojava je nazvana industrijski melanizam. Naučnici su otkrili da u zagađenim područjima ptice češće jedu svijetle oblike, a u čistim područjima tamne. Uvođenje ograničenja zagađivanja zraka 1950-ih uzrokovalo je da se prirodna selekcija ponovo obrne, a učestalost tamnih oblika u urbanoj populaciji počela je opadati. Ovih dana su skoro jednako rijetki kao što su bili prije industrijske revolucije.

Pokretačka selekcija dovodi genetski sastav populacija u sklad sa promjenama u vanjskom okruženju tako da je prosječna sposobnost populacija maksimizirana. Na ostrvu Trinidad ribe gupi žive u različitim vodenim tijelima. Mnogi od onih koji žive u donjim tokovima rijeka i bara umiru u zubima riba grabežljivaca. U gornjem toku, život gupija je mnogo mirniji - tamo ima malo grabežljivaca. Ove razlike u vanjskim uvjetima dovele su do činjenice da su "gornji" i "donji" guppiji evoluirali u različitim smjerovima. „Grassroots“, pod stalnom prijetnjom istrebljenja, počinje da se umnožava rane godine i proizvode mnogo vrlo sitne mladice. Šanse za preživljavanje za svakog od njih su vrlo male, ali ih ima puno i neki od njih uspijevaju da se razmnože. “Planine” kasnije dostižu spolnu zrelost, njihova plodnost je niža, ali su im potomci veći. Kada su istraživači prenijeli gupije "niskog rasta" u nenaseljene rezervoare u gornjim tokovima rijeka, primijetili su postupnu promjenu u vrsti razvoja ribe. Jedanaest godina nakon preseljenja, postali su znatno veći, počeli su se razmnožavati kasnije i proizveli manje, ali veće potomstvo.

Brzina promjene frekvencija alela u populaciji i prosječne vrijednosti osobina pod uticajem selekcije zavisi ne samo od intenziteta selekcije, već i od genetske strukture osobina, po kojoj ide promet. Pokazalo se da je selekcija protiv recesivnih mutacija mnogo manje efektivna nego protiv dominantnih. Kod heterozigota, recesivni alel se ne pojavljuje u fenotipu i stoga izmiče selekciji. Koristeći Hardy-Weinbergovu jednačinu, može se procijeniti brzina promjene frekvencije recesivnog alela u populaciji ovisno o intenzitetu selekcije i početnom omjeru učestalosti. Što je frekvencija alela niža, sporije dolazi do njegovog eliminacije. Da bi se učestalost recesivne smrtnosti smanjila sa 0,1 na 0,05, potrebno je samo 10 generacija; 100 generacija - da se smanji sa 0,01 na 0,005 i 1000 generacija - sa 0,001 na 0,0005.

Pokretački oblik prirodne selekcije igra odlučujuću ulogu u prilagođavanju živih organizama promjenama tokom vremena. spoljni uslovi. Također osigurava široku rasprostranjenost života, njegov prodor u sve moguće ekološke niše. Pogrešno je, međutim, misliti da u stabilnim uslovima postojanja prirodna selekcija prestaje. U takvim uslovima nastavlja da deluje u vidu stabilizacijske selekcije.

Stabilizirajuća selekcija. Stabilizirajuća selekcija čuva stanje populacije koje osigurava njenu maksimalnu sposobnost u stalnim uslovima postojanja. U svakoj generaciji uklanjaju se jedinke koje odstupaju od prosječne optimalne vrijednosti za adaptivne osobine.

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

Pronađena je selekcija prema srednjoj vrijednosti za različite osobine. Kod sisara je veća vjerovatnoća da će umrijeti novorođenčad vrlo niske i vrlo visoke težine pri rođenju ili u prvim sedmicama života nego novorođenčad prosječne težine. Studija veličine krila ptica koje su umrle nakon oluje pokazala je da je većina njih imala krila koja su bila premala ili prevelika. I u ovom slučaju, prosječni pojedinci su se pokazali najprilagođenijim.

Šta je razlog stalnog pojavljivanja slabo prilagođenih oblika u stalnim uslovima postojanja? Zašto prirodna selekcija nije u stanju jednom zauvijek očistiti populaciju od neželjenih devijantnih oblika? Razlog nije samo i ne toliko u stalnom pojavljivanju sve više i više novih mutacija. Razlog je što su često oni najsposobniji heterozigotni genotipovi. Kada se križaju, oni se stalno cijepaju i njihovo potomstvo proizvodi homozigotno potomstvo sa smanjenom kondicijom. Ovaj fenomen se naziva uravnoteženi polimorfizam.

Najpoznatiji primjer takvog polimorfizma je anemija srpastih stanica. Ovo ozbiljna bolest krv se javlja kod ljudi homozigotnih za mutantni alel hemoglobina ( Hb S) i dovodi do njihove smrti u ranoj dobi. U većini ljudskih populacija, učestalost ovog alela je vrlo niska i približno jednaka učestalosti njegovog pojavljivanja zbog mutacija. Međutim, prilično je česta u područjima svijeta gdje je malarija uobičajena. Ispostavilo se da heterozigoti za Hb S imaju veću otpornost na malariju od homozigota za normalni alel. Zahvaljujući tome, u populacijama koje naseljavaju malarična područja, stvara se i stabilno održava heterozigotnost za ovaj alel koji je smrtonosan za homozigote.

Stabilizirajuća selekcija je mehanizam za akumulaciju varijabilnosti u prirodnim populacijama. Izvanredni naučnik I. I. Shmalgauzen prvi je skrenuo pažnju na ovu osobinu stabilizacije selekcije. On je pokazao da čak iu stabilnim uslovima postojanja ni prirodna selekcija ni evolucija ne prestaju. Čak i ako ostane fenotipski nepromijenjena, populacija ne prestaje da se razvija. Njegov genetski sastav se stalno mijenja. Stabilizirajuća selekcija stvara genetske sisteme koji osiguravaju formiranje sličnih optimalnih fenotipova na osnovu širokog spektra genotipova. Genetski mehanizmi kao npr dominacija, epistaza, komplementarno djelovanje gena, nepotpuna penetracija i drugi načini skrivanja genetske varijacije svoje postojanje duguju stabilizaciji selekcije.

Ovdje je važno napomenuti da konstantnost uslova ne znači njihovu nepromjenjivost. Uslovi životne sredine se redovno menjaju tokom cele godine. Stabilizirajuća selekcija prilagođava populacije ovim sezonskim promjenama. Ciklusi reprodukcije su vremenski usklađeni s njima, tako da se mlade životinje rađaju u to doba godine kada su resursi hrane maksimalni. Sva odstupanja od ovog optimalnog ciklusa, koji se reprodukuje iz godine u godinu, otklanjaju se stabilizacijom selekcije. Potomci rođeni prerano umiru od nedostatka hrane; potomci rođeni prekasno nemaju vremena da se pripreme za zimu. Kako životinje i biljke znaju da dolazi zima? Po nastupu mraza? Ne, ovo nije baš pouzdan pokazivač. Kratkoročne temperaturne fluktuacije mogu biti vrlo pogrešne. Ako neke godine postane toplije ranije nego inače, to ne znači da je došlo proljeće. Oni koji prebrzo reaguju na ovaj nepouzdani signal rizikuju da ostanu bez potomstva. Bolje je čekati pouzdaniji znak proljeća - povećanje dnevnog vremena. Kod većine životinjskih vrsta upravo taj signal pokreće mehanizme sezonskih promjena vitalnih funkcija: cikluse razmnožavanja, linjanja, migracije itd. I.I. Schmalhausen je uvjerljivo pokazao da ove univerzalne adaptacije nastaju kao rezultat stabilizacije selekcije.

Dakle, stabilizacija selekcije, uklanjajući odstupanja od norme, aktivno oblikuje genetske mehanizme koji osiguravaju stabilan razvoj organizama i formiranje optimalnih fenotipova zasnovanih na različitim genotipovima. Osigurava stabilno funkcioniranje organizama u širokom rasponu fluktuacija vanjskih uvjeta poznatih vrsti.

Disruptivna selekcija. Kod stabilizacije selekcije prednost imaju jedinke sa prosječnom ispoljavanjem osobina, a kod pokretačke selekcije prednost ima jedan od ekstremnih oblika. Teoretski, drugi oblik selekcije je zamisliv - disruptivna ili diskontinuirana selekcija, kada oba ekstremna oblika dobijaju prednost.

Formiranje sezonskih rasa kod nekih korova objašnjava se djelovanjem disruptivne selekcije. Pokazalo se da je vrijeme cvatnje i sazrijevanja sjemena kod jedne od vrsta takvih biljaka - livadskog zvečka - produženo gotovo cijelo ljeto, pri čemu većina biljaka cvjeta i plodi sredinom ljeta. Međutim, na sijenim livadama od koristi imaju one biljke koje imaju vremena da procvjetaju i daju sjeme prije košnje, i one koje daju sjeme krajem ljeta, nakon košnje. Kao rezultat, formiraju se dvije rase zvečke - rano i kasno cvjetanje.

U određenim situacijama, ometajuća selekcija za osobine povezane sa karakteristikama životne sredine (vrijeme razmnožavanja, preferencija različite vrste hrana, različita staništa) može dovesti do formiranja ekološki izolovanih rasa unutar vrste, a zatim i do specijacije.

Seksualna selekcija. Mužjaci mnogih vrsta pokazuju jasno izražene sekundarne polne karakteristike koje na prvi pogled izgledaju neprilagođene: rep pauna, sjajno perje rajskih ptica i papagaja, grimizni grebeni pijetlova, očaravajuće boje tropskih riba, pjesme ptica i žaba itd. Mnoge od ovih karakteristika kompliciraju život njihovih nosača i čine ih lako uočljivim grabežljivcima. Čini se da ove karakteristike ne daju nikakve prednosti njihovim nosiocima u borbi za egzistenciju, a ipak su u prirodi vrlo rasprostranjene. Kakvu je ulogu prirodna selekcija imala u njihovom nastanku i širenju?

Već znamo da je opstanak organizama važna, ali ne i jedina komponenta prirodne selekcije. Druga važna komponenta je privlačnost osobama suprotnog pola. Čarls Darvin je nazvao ovaj fenomen seksualni odabir. On je prvi put pomenuo ovaj oblik selekcije u O poreklu vrsta, a zatim ga je detaljno analizirao u delu Poreklo čoveka i seksualna selekcija. On je smatrao da „ovaj oblik selekcije nije određen borbom za postojanje u odnosima organskih bića među sobom ili sa vanjskim uslovima, već nadmetanjem između jedinki jednog spola, obično muškaraca, za posjedovanje jedinki drugog spola. seks.”

Seksualna selekcija je prirodna selekcija za reproduktivni uspjeh. Osobine koje smanjuju održivost njihovih domaćina mogu se pojaviti i širiti ako su prednosti koje pružaju za reproduktivni uspjeh znatno veće od njihovih nedostataka za preživljavanje. Mužjak koji živi kratko, ali ga žene vole i stoga proizvodi mnogo potomaka, ima mnogo veću ukupnu kondiciju od onoga koji živi dugo, ali proizvodi malo potomaka. Kod mnogih životinjskih vrsta velika većina mužjaka uopće ne sudjeluje u reprodukciji. U svakoj generaciji javlja se žestoka konkurencija između mužjaka i ženki. Ovo takmičenje može biti direktno, a manifestovati se u vidu borbe za teritoriju ili turnirskih bitaka (Sl. XI .15.2). Može se javiti i u indirektnom obliku i biti određen izborom ženki. U slučajevima kada ženke biraju mužjake, muška konkurencija se manifestuje u prikazu njihovih jarkih boja. izgled ili teško ponašanje udvaranja. Ženke biraju mužjake koji im se najviše sviđaju. U pravilu su to najsjajniji mužjaci. Ali zašto ženke vole svijetle mužjake?

Kondicija žene zavisi od toga koliko je objektivno u stanju da proceni potencijalnu sposobnost budućeg oca svoje dece. Ona mora izabrati mužjaka čiji će sinovi biti vrlo prilagodljivi i privlačni ženkama.

Predložene su dvije glavne hipoteze o mehanizmima seksualne selekcije.

Prema hipotezi o „privlačnim sinovima“, logika ženskog izbora je nešto drugačija. Ako su mužjaci jarkih boja, iz bilo kojeg razloga, privlačni ženkama, onda je vrijedno odabrati oca jarke boje za svoje buduće sinove, jer će njegovi sinovi naslijediti gene jarkih boja i biti će privlačni ženkama u sljedećoj generaciji. Dakle, postoji pozitivno Povratne informacije, što dovodi do činjenice da se iz generacije u generaciju svjetlina perja mužjaka sve više povećava. Proces nastavlja da raste sve dok ne dostigne granicu održivosti. Zamislimo situaciju u kojoj ženke biraju mužjake sa dužim repom. Dugorepi mužjaci daju više potomaka od mužjaka sa kratkim i srednjim repom. Iz generacije u generaciju, dužina repa se povećava jer ženke biraju mužjake ne određene veličine repa, već veće od prosječne veličine. Na kraju, rep dostiže dužinu u kojoj je njegova šteta po vitalnost mužjaka uravnotežena njegovom privlačnošću u očima ženki.

Objašnjavajući ove hipoteze, pokušali smo razumjeti logiku djelovanja ženskih ptica. Može se činiti da od njih očekujemo previše, da su tako složeni proračuni kondicije za njih teško mogući. U stvari, žene nisu ni manje ni više logične u svom izboru mužjaka nego u svom drugom ponašanju. 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. Kada pčela radilica ubode grabežljivca koji napada košnicu, ona ne računa koliko ovim samopožrtvovanjem povećava ukupnu kondiciju svojih sestara - ona slijedi instinkt. Na isti način, ženke, kada biraju svijetle mužjake, slijede svoje instinkte - vole svijetle repove. Svi oni kojima je instinkt sugerisao 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 zadivljujuću raznolikost oblika, boja i instinkata koji posmatramo u svetu žive prirode.

1. Uporedite oblike selekcije i istaknite sličnosti i razlike među njima.

2.Navesti primjere različitih oblika selekcije u prirodi.

3. Da li je tačno da u promjenjivim uvjetima okoline djeluje samo pokretačka selekcija, a u nepromjenjivim uvjetima samo stabilizacija selekcije?

4. U kojim slučajevima selekcija dovodi do smanjenja genetske varijabilnosti populacija, a u kojim do njene akumulacije?

5. Navedite primjere polnog dimorfizma kod životinja i pokušajte objasniti njihovu evoluciju koristeći mehanizme pogona i seksualne selekcije.

Situacija, ili možete djelovati nasumično. Dovoljno je stvarati širok raspon različiti pojedinci - i, na kraju krajeva, najsposobniji će preživjeti.

Kao prvo pojedinac se pojavljuje sa novim, potpuno slučajnim svojstvima
Poslije ona može ili ne može ostaviti potomstvo, u zavisnosti od ovih svojstava
Konačno, ako je ishod prethodne faze pozitivan, onda ona ostavlja potomstvo i njeni potomci nasljeđuju novostečene posjede.

Trenutno su pomalo naivni pogledi samog Darvina djelimično prerađeni. Dakle, Darwin je zamislio da se promjene trebaju odvijati vrlo glatko, a spektar varijabilnosti treba da bude kontinuiran. Danas se, međutim, mehanizmi prirodne selekcije objašnjavaju genetikom, što ovoj slici unosi određenu originalnost. Mutacije u genima koje djeluju u prvom koraku gore opisanog procesa su u suštini diskretne. Jasno je, međutim, da osnovna suština Darwinove ideje ostaje nepromijenjena.

Oblici prirodne selekcije

Odabir vožnje

Pokretačka selekcija je oblik prirodne selekcije kada uslovi okoline doprinose određenom smjeru promjene bilo koje osobine ili grupe osobina. Istovremeno, druge mogućnosti za promjenu osobine podliježu negativnoj selekciji. Kao rezultat toga, u populaciji s generacije na generaciju dolazi do pomaka prosječne vrijednosti osobine u određenom smjeru. U ovom slučaju, pritisak pokretačke selekcije mora odgovarati adaptivnim sposobnostima populacije i brzini mutacijskih promjena (u suprotnom, pritisak okoline može dovesti do izumiranja).

Moderan slučaj selekcije je "industrijski melanizam engleskih leptira". "Industrijski melanizam" je naglo povećanje udio melanističkih (tamno obojenih) jedinki u populacijama leptira koje žive u industrijskim područjima. Usljed industrijskog utjecaja stabla su značajno potamnila, a uginuli su i svijetli lišajevi, zbog čega su svijetli leptiri postali bolje vidljivi pticama, a tamni manje vidljivi. U 20. stoljeću u brojnim područjima udio tamno obojenih leptira dostigao je 95%, dok je prvi tamno obojeni leptir (Morfa carbonaria) ulovljen 1848. godine.

Odabir vožnje se događa kada se okruženje promijeni ili se prilagodi novim uvjetima kada se domet proširi. Čuva nasljedne promjene u određenom smjeru, pomjerajući brzinu reakcije u skladu s tim. Na primjer, tokom razvoja tla kao staništa u različitim nepovezanim grupama životinja, udovi su se pretvorili u udove koji se kopale.

Stabilizirajuća selekcija

Stabilizirajuća selekcija- oblik prirodne selekcije u kojoj je djelovanje usmjereno protiv jedinki s ekstremnim odstupanjima od prosječne norme, u korist jedinki sa prosječnim izraženim osobinama.

Pronađena je selekcija prema srednjoj vrijednosti za različite osobine. Kod sisara je veća vjerovatnoća da će umrijeti novorođenčad vrlo male i vrlo visoke težine pri rođenju ili u prvim sedmicama života nego novorođenčad prosječne težine. Studija veličine krila ptica koje su umrle nakon oluje pokazala je da je većina njih imala krila koja su bila premala ili prevelika. I u ovom slučaju, prosječni pojedinci su se pokazali najprilagođenijim.

Disruptivna selekcija

Disruptivna selekcija- oblik prirodne selekcije u kojoj 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 originalnog. 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. Gde različitih oblika prilagođavaju se različitim ekološkim nišama ili podnišama.

Primjer disruptivne selekcije je formiranje dvije rase u livadskom zvečku na sijenim livadama. IN normalnim uslovima Period cvatnje i zrenja sjemena ove biljke pokriva cijelo ljeto. Ali na livadama sijena sjemenke proizvode uglavnom one biljke koje uspijevaju procvjetati i sazrijeti ili prije perioda košenja, ili procvjetaju 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 čekinja, a zadržavane su jedinke sa malim i velikim brojem čekinja. Kao rezultat toga, od otprilike 30. generacije, dvije linije su se jako razilazile, uprkos činjenici da su muhe nastavile da se ukrštaju jedna s drugom, razmjenjujući gene. U nizu drugih eksperimenata (sa biljkama) spriječeno je intenzivno ukrštanje efektivna akcija disruptivna selekcija.

Odabir rezanja

Odabir rezanja- oblik prirodne selekcije. Njegovo djelovanje je suprotno pozitivnoj selekciji. Eliminacijom selekcije iz populacije se eliminira velika većina jedinki koje nose osobine koje naglo smanjuju održivost u datim uvjetima okoline. Koristeći selekciju, vrlo štetni aleli se uklanjaju iz populacije. Također, pojedinci s kromosomskim preuređenjima i skupom hromozoma koji oštro remete normalno funkcioniranje genetskog aparata mogu biti podvrgnuti selekciji rezanja.

Pozitivna selekcija

Pozitivna selekcija- oblik prirodne selekcije. Njegovo djelovanje je suprotno od rezanja selekcije. Pozitivna selekcija povećava broj jedinki u populaciji koje imaju korisni znakovi, povećavajući održivost vrste u cjelini. Uz pomoć pozitivne selekcije i selekcije rezanja, vrste se mijenjaju (i to ne samo uništavanjem nepotrebnih jedinki, tada bi svaki razvoj trebao stati, ali to se ne događa).

Primjeri pozitivne selekcije uključuju: punjeni arheopteriks se može koristiti kao jedrilica, ali punjena lastavica ili galeb ne može. Ali prve ptice su letele bolje od arheopteriksa. Još jedan primjer pozitivne selekcije je pojava grabežljivaca koji su superiorniji u svojim "mentalnim sposobnostima" od mnogih drugih toplokrvnih životinja. Ili pojava gmizavaca kao što su krokodili, koji imaju srce sa četiri komore i mogu da žive i na kopnu i u vodi.

Posebni pravci prirodne selekcije

Opstanak vrsta i populacija koje su najbolje prilagođene svom okruženju, poput onih sa škrgama u vodi, jer fitnes pobjeđuje u borbi za opstanak.
Opstanak fizički zdravih organizama.
Opstanak fizički najjačih organizama, budući da je fizičko nadmetanje za resurse sastavni dio života. Važan je u intraspecifičnoj borbi.
Opstanak seksualno najuspješnijih organizama jer seksualna reprodukcija je dominantna metoda reprodukcije. IN u ovom slučaju seksualna selekcija dolazi u obzir.

Međutim, svi ovi slučajevi su posebni, a glavna stvar ostaje uspješno očuvanje tijekom vremena. Stoga se ponekad ovi pravci krše kako bi se ostvario glavni cilj.

Uloga prirodne selekcije u evoluciji

Darwin je dugo oklijevao da objavi svoju teoriju, jer... Vidio sam problem sa mravima, koji se mogao objasniti samo sa stanovišta genetike.

vidi takođe

Linkovi

“Problemi makroevolucije” - web stranica paleontologa A.V. Markova
“Oblici prirodne selekcije” - članak sa dobrim poznatih primjera: boja leptira, otpornost ljudi na malariju itd.
“Evolucija zasnovana na obrascima” - članak o tome da li je uloga mutacija u procesu evolucije velika, ili neke karakteristike postoje unaprijed, a zatim se razvijaju pod utjecajem pokretačke selekcije

Evoluciona biologija
Mehanizmi i procesi	Adaptacija Speciacija Genetski drift Prirodna selekcija Varijacija nasljeđa Mikroevolucija Makroevolucija Mutacije Transfer gena
Pojava života	Hemijska evolucija Hipoteza RNA svijeta Biološka evolucija
Istorija evolucionog učenja