اشکال و انواع انتخاب طبیعی - محرک، تثبیت کننده و مخرب. مثالی از تثبیت انتخاب و انتخاب رانندگی

بیایید لمس کنیم ویژگی های عمومی انتخاب طبیعیو اشکال آن، با تمرکز بر یکی از آنها - تثبیت کننده. بیایید به نشانه ها، مثال های گویا و پیامدهای آن نگاه کنیم.

انتخاب طبیعی است ...

اصطلاح "انتخاب طبیعی" توسط چارلز داروین ابداع شد. این مفهوم به مهمترین فرآیند تکاملی اشاره دارد که طی آن تعداد افراد سازگار با شرایط خاص افزایش می یابد و تعداد افراد با ویژگی های نامطلوب برای یک منطقه معین کاهش می یابد. یک نظریه ترکیبی مدرن تر تکامل، انتخاب طبیعی نامیده می شود دلیل اصلیشکل گیری گونه ها و سازگاری موجودات زنده با محیط.

علاوه بر انتخاب طبیعی، نیروهای محرکه تکامل نیز جهش، رانش ژنتیکی و انتقال ژن ها از جمعیت به جمعیت است.

انواع انتخاب طبیعی

چهار شکل اصلی انتخاب طبیعی وجود دارد:

1. انتخاب رانندگی - این فرم تحت شرایط تغییر ناگهانی عمل می کند محیط. "برندگان" افرادی هستند که ویژگی های آنها در جهت خاصی از مقدار متوسط ​​منحرف می شود، یعنی افرادی که برای محیط جدید مناسب تر هستند. افزایش تعداد حشرات با رنگ خاکستری و تیره در مناطقی که صنعتی شده اند یک انتخاب محرک است، زیرا در شرایط جدید افراد با رنگ روشن بسیار مورد توجه شکارچیان هستند.
2. مخرب (انتخاب مخرب) - در این شکل، شرایط بیرونی فقط به نفع تظاهرات بسیار قطبی یک صفت است و هیچ شانسی به افراد با تجلی متوسط ​​آن نمی دهد. به عنوان مثال، در چمن زارها، فقط گیاهانی که در اواخر بهار یا اوایل پاییز فرصت شکوفه دادن دارند، بذر تولید می کنند - قبل و بعد از بریدن علف.
3. شکل تثبیت کننده انتخاب علیه افرادی است که از مقادیر متوسط ​​برای یک جمعیت خاص انحراف دارند.
4. انتخاب جنسی - این شکل مردان و زنانی را که به دلایل مختلفی برای جنس مخالف جذاب نیستند - از بین می برد.

ویژگی های تثبیت کننده انتخاب

برای شفاف‌تر کردن مثال‌های تثبیت‌کننده انتخاب، ابتدا باید آن را مشخص کنیم.

اصطلاح "انتخاب تثبیت کننده" توسط تکامل شناس روسی I.I. Shmalgauzen معرفی شد. با آن، دانشمند نوعی انتخاب را متوجه شد که علیه افرادی که از میانگین تظاهرات هر صفت منحرف می شوند، انجام می شود. بنابراین انتخاب تثبیت کننده جمعیت را از توارث کلی هر جهش وسیع محافظت می کند، اما جهش های محدود را امکان پذیر می کند.

این انتخاب تثبیت کننده، محافظت از میانگین تظاهرات یک صفت در برابر تغییرات قابل توجه است، که مخزن ژنی یک جمعیت خاص را غنی می کند - آلل های مغلوب (در حال حاضر در اکثریت ظاهر نمی شوند) جمع می شوند، مشروط بر اینکه فنوتیپ کلی بدون تغییر باقی بماند. در نتیجه، تنوع ژنتیکی پنهان جمعیت انباشته می شود، نوعی ذخیره بسیج که در زمان تغییر شدید شرایط خارجی و شروع به کار جمع می شود. انتخاب رانندگی.

شایان ذکر است که تثبیت و انتخاب رانندگی ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند - آنها به طور دوره ای یکدیگر را جایگزین می کنند چرخه زندگیجمعیت موجودات زنده

نمونه هایی از تثبیت انتخاب

اجازه دهید به تظاهرات مختلف تثبیت انتخاب اشاره کنیم:

1. ساختار بدون تغییر تیروکسین (هورمون غده تیروئید) در طول تاریخ تکامل مهره داران.
2. پس از طوفان برف در آمریکای شمالی 136 گنجشک خانگی مجروح پیدا شد. 64 پرنده مردند و 72 پرنده زنده ماندند. در میان کشته شدگان، عمدتاً افرادی با بالهای بسیار بلند یا خیلی کوتاه وجود داشتند. گنجشک‌هایی با بال‌هایی با طول متوسط ​​انعطاف‌پذیرتر بودند.
3. در میان پرندگان جنگلیبهترین ها افراد با باروری متوسط ​​هستند. والدین بسیار بارور قادر به تغذیه کامل همه جوجه های خود نیستند، به همین دلیل است که جوجه ها کوچک و ضعیف رشد می کنند.
4. در طول زایمان در پستانداران، و همچنین در هفته های اول زندگی، برخی از توله ها به طور مداوم می میرند - با وزن بسیار کم یا، برعکس، بیش از حد. افراد با جثه متوسط ​​عموماً در این دوره با خیال راحت زنده می مانند.

نشانه های تثبیت انتخاب

انتخاب تثبیت کننده با ویژگی های زیر مشخص می شود:

1. خود را در محیطی نشان می دهد که شرایط آن برای مدت طولانینسبتا ثابت بماند. یک نمونه عالی از تثبیت انتخاب، تمساح های نیل هستند. در طول 70 میلیون سال، آنها ظاهرتغییر نمی کند، زیرا زیستگاه آنها (بیوتوپ های نیمه آبی گرمسیری) نیز تقریباً از نظر اقلیمی بدون تغییر باقی می ماند. شایان ذکر است که کروکودیل ها خود حیواناتی بی تکلف هستند و می توانند برای مدت طولانی بدون غذا بمانند.
2. به جهش هایی با سرعت واکنش محدود اجازه می دهد.
3. منجر به همگنی فنوتیپ جمعیت می شود. اجازه دهید یک بار دیگر توجه کنیم که این فقط ظاهری است - مخزن ژن آن به دلیل جهش های باریک متحرک باقی می ماند.
4. حذف افراد به طور قابل توجهی توسط جهش تغییر می کند.

نتایج تثبیت انتخاب

در نهایت، بیایید به پیامدهای تثبیت انتخاب نگاه کنیم:

• ثبات در هر جمعیت موجود؛
• حفظ ضروری ترین، نشانه های معمولیجمعیت ها
• حفاظت از تنوع گونه ها در برابر تغییرات جهشی، که برخی از آنها نه تنها مضر، بلکه مخرب نیز هستند.
• ایجاد مکانیسم وراثت؛
• بهبود مکانیسم ها توسعه فردی- آنتوژنز

انتخاب تثبیت کننده یکی از اشکال مهم انتخاب طبیعی است. اجازه نمی دهد جهش ها ویژگی های اساسی یک جمعیت خاص یا یک گونه کامل را تغییر دهند. نمونه هایی از انتخاب تثبیت کننده نشان دهنده نامطلوب یا حتی مخرب بودن تظاهرات جهشی است که آن را رد می کند.

انتخاب طبیعی به نفع بقا و افزایش تعداد در جمعیتی از افراد دارای برخی ژنوتیپ ها به ضرر ناقلین دیگر است. این به تجمع صفاتی که دارای اهمیت تطبیقی ​​هستند در جمعیت کمک می کند.

که در شرایط مختلفمحیط، انتخاب طبیعی ویژگی متفاوتی دارد. سه شکل اصلی انتخاب طبیعی وجود دارد:

• در حال حرکت؛
• تثبیت کننده؛
• مخرب.

فرم حرکت (با مثال)

تجلی انتخاب رانندگی با تغییر در نتیجه منعکس می شود محیط جدیدمعلوم شود مفیدتر است انتخاب با هدف حفظ آنها خواهد بود. این امر مستلزم تغییرات تدریجی در فنوتیپ افراد در جمعیت، تغییر در هنجار واکنش و تغییر در مقدار متوسط ​​صفت خواهد بود.

یک مثال کلاسیک از انتخاب رانندگی، تغییر رنگ پروانه ها در مجاورت شهرهای صنعتی در اروپا و آمریکا است. اگر قبلاً رنگ روشن برای آنها معمول بود، پس با آلوده شدن تنه درختان به دوده و دوده، گونه های روشن که در پوست درختان قابل توجه بود، عمدتاً توسط پرندگان خورده می شد و گونه های تیره به طور فزاینده ای سود می بردند؛ آنها حفظ می شدند. توسط انتخاب طبیعی این منجر به تغییر رنگ شد.

تکامل و ظهور سازگاری های جدید با انتخاب رانندگی مرتبط است. در دهه‌های اخیر، بسیاری از گونه‌های حشرات نژادهایی ایجاد کرده‌اند که به حشره‌کش‌ها (داروهایی که برای حشرات سمی هستند) مقاوم هستند. حشرات حساس به سم مردند، اما در برخی افراد یک جهش جدید ایجاد شد یا قبلاً یک ژن خنثی برای عدم حساسیت به هر گونه حشره کش داشتند. در شرایط تغییر یافته، ژن خنثی نبود. انتخاب رانندگی حاملان این ژن را حفظ کرده است. آنها بنیانگذار نژادهای جدید شدند.

فرم تثبیت کننده (با مثال)

انتخاب تثبیت کننده در شرایط نسبتاً ثابت رخ می دهد. در اینجا، انحراف از مقدار متوسط ​​ویژگی ممکن است قبلاً نامطلوب باشد و نادیده گرفته شود. در این موارد، انتخاب با هدف حفظ جهش هایی است که منجر به تنوع کمتر در صفت می شود.

مشخص شده است که نمایندگان جمعیت با تجلی متوسط ​​این صفت نسبت به تغییرات شدید شرایط مقاوم تر هستند، بنابراین گنجشک هایی با طول بال متوسط ​​در زمستان راحت تر از آنهایی که بال های بلند یا کوتاه دارند زنده می مانند. همچنین دمای ثابتاجسام در حیوانات هومیوترمیک نتیجه تثبیت انتخاب است.

در گیاهانی که توسط انواع خاصی از حشرات گرده افشانی می شوند، ساختار تاج گل نمی تواند متفاوت باشد، از نظر شکل و اندازه با اندازه و شکل گرده افشان ها مطابقت دارد. هر گونه انحراف از "استاندارد" بلافاصله با انتخاب رد می شود، زیرا آنها فرزندانی را ترک نمی کنند.

انتخاب تثبیت کننده اغلب اتفاق می افتد و زمانی که بهبود شاخص های متوسط ​​منجر به پیشرفت تکاملی می شود، مرکزی در رشد موجودات در نظر گرفته می شود.

هنگامی که شرایط وجود تغییر می کند، انتخاب راندن و تثبیت کننده می توانند جایگزین یکدیگر شوند.

فرم مخرب (با مثال)

انتخاب مخرب زمانی قابل مشاهده است که، در میان همه گونه‌های ژنوتیپ، هیچ گونه غالبی وجود نداشته باشد که با ناهمگونی قلمروی که در آن زندگی می‌کنند مرتبط باشد. تحت تأثیر برخی عوامل، برخی از صفات به بقا کمک می کنند و زمانی که شرایط تغییر می کند، برخی دیگر این کار را انجام می دهند.

انتخاب مخرب علیه آن دسته از نمایندگان گونه هایی است که تظاهرات متوسط ​​​​این صفت را دارند، که منجر به ظهور چندشکلی در بین یک جمعیت می شود. شکل مخل را پارگی نیز می گویند، زیرا جمعیت با توجه به ویژگی فعلی به قسمت های جداگانه تقسیم می شود. بنابراین، شکل مخرب مسئول ایجاد فنوتیپ های شدید است و در مقابل اشکال متوسط ​​قرار دارد.

نمونه ای از انتخاب مخرب رنگ پوسته حلزون انگور است. رنگ پوسته بستگی به شرایط محیطی دارد که حلزون در آن قرار دارد. در منطقه جنگلی که لایه سطحی زمین رنگی است رنگ قهوه ای، حلزون های زنده با پوسته قهوه ای. در منطقه استپ که چمن خشک و زرد است پوسته های زرد رنگ دارند. تفاوت در رنگ پوسته ماهیت تطبیقی ​​دارد، زیرا از حلزون ها در برابر خورده شدن توسط پرندگان شکاری محافظت می کند.

جدول انواع اصلی انتخاب طبیعی

مشخصه	فرم متحرک	فرم تثبیت کننده	شکل مخرب
عمل	تحت شرایط زندگی در حال تغییر تدریجی یک فرد رخ می دهد.	شرایط زندگی بدن برای مدت طولانی تغییر نمی کند.	با تغییر شدید در شرایط زندگی بدن.
تمرکز	هدف آن حفظ ارگانیسم هایی با ویژگی هایی است که به بقای گونه کمک می کند.	حفظ همگنی جمعیت، حذف اشکال شدید.	این عمل با هدف بقای افراد در شرایط ناهمگن، از طریق تجلی فنوتیپ های مختلف انجام می شود.
خط پایین	ظاهر هنجار متوسطکه جایگزین قبلی می شود که در محیط جدید مناسب نیست.	حفظ مقادیر نرمال متوسط	تشکیل چندین هنجار متوسط ​​لازم برای بقا.

انواع دیگر انتخاب طبیعی

اشکال اصلی انتخاب در بالا توضیح داده شده است؛ موارد اضافی نیز وجود دارد:

• بی ثبات کننده؛
• جنسی؛
• گروه

فرم بی ثبات کنندهعمل برخلاف تثبیت کننده است، در حالی که هنجار واکنش گسترش می یابد، اما شاخص های متوسط ​​حفظ می شوند.

بنابراین قورباغه هایی که در باتلاق ها زندگی می کنند، در محیط هایی با سطوح نوری متفاوت زندگی می کنند، به طور قابل توجهی از نظر رنگ متفاوت هستند پوستمظهر انتخاب بی ثبات کننده است. قورباغه هایی ساکن منطقه ای هستند که کاملاً سایه دار است یا برعکس دسترسی خوبچراغ ها یک رنگ یکنواخت دارند - این جلوه ای از انتخاب تثبیت کننده است.

شکل جنسی انتخاب طبیعیبا هدف تشکیل خصوصیات جنسی ثانویه است که به انتخاب یک جفت برای عبور کمک می کند. به عنوان مثال، رنگ پرهای روشن و آواز پرندگان، صدای بلند، رقص خواستگاری یا دفع مواد بدبوبرای جذب عنصر مخالف در حشرات و بیشتر.

فرم گروهیبا هدف بقای جمعیت، نه افراد. مرگ چند نفر از اعضای گروه برای نجات گونه موجه خواهد بود. بنابراین، در یک گله از حیوانات وحشی، در سطح ژنتیکی مشخص می شود که زندگی آن گروه از زندگی خود مهمتر است. هنگامی که خطر نزدیک می شود، حیوان برای هشدار دادن به بستگان خود صداهای بلندی از خود تولید می کند، در این صورت می میرد، اما بقیه را نجات می دهد.

انتخاب رانندگیانتخاب طبیعی همیشه منجر به افزایش میانگین تناسب جمعیت ها می شود. تغییرات در شرایط خارجی می تواند منجر به تغییر در تناسب ژنوتیپ های فردی شود. در پاسخ به این تغییرات، انتخاب طبیعی، با استفاده از مخزن عظیم تنوع ژنتیکی در بسیاری از افراد نشانه های مختلف، منجر به تغییرات قابل توجهی در ساختار ژنتیکی جمعیت می شود. اگر محیط خارجی دائماً در جهت خاصی در حال تغییر باشد، انتخاب طبیعی ساختار ژنتیکی جمعیت را به گونه ای تغییر می دهد که تناسب آن در این شرایط متغیر حداکثر باقی می ماند. در همان زمان، فراوانی آلل های فردی در جمعیت تغییر می کند. میانگین مقادیر صفات سازگار در جمعیت ها نیز تغییر می کند. در یک سری از نسل ها، تغییر تدریجی آنها در جهت خاصی قابل ردیابی است. این شکل از انتخاب را انتخاب رانندگی می نامند.

یک مثال کلاسیک از انتخاب رانندگی، تکامل رنگ در پروانه توس است. رنگ بال های این پروانه شبیه به رنگ پوست درختان پوشیده از گلسنگ است که ساعات روز را بر روی آن می گذراند. بدیهی است که چنین رنگ محافظی در طول بسیاری از نسل های تکامل قبلی شکل گرفته است. اما با شروع انقلاب صنعتی در انگلستان، این دستگاه اهمیت خود را از دست داد. آلودگی جوی منجر به مرگ گسترده گلسنگ ها و تیره شدن تنه درختان شده است. پروانه های روشن در پس زمینه تیره به راحتی برای پرندگان قابل مشاهده بودند. از اواسط قرن نوزدهم، اشکال تیره جهش یافته (ملانیستی) پروانه ها در جمعیت پروانه غان ظاهر شد. فرکانس آنها به سرعت افزایش یافت. به پایان قرن 19قرن ها، برخی از جمعیت های شهری پروانه توس تقریباً به طور کامل از اشکال تیره تشکیل شده بودند، در حالی که در جمعیت های روستایی اشکال روشن همچنان غالب بودند. این پدیده نامیده شد ملانیسم صنعتیدانشمندان دریافته‌اند که در مناطق آلوده، پرندگان به احتمال بیشتری از شکل‌های رنگ روشن و در مناطق تمیز، تاریک می‌خورند. معرفی محدودیت های آلودگی هوا در دهه 1950 باعث شد که انتخاب طبیعی دوباره مسیر خود را معکوس کند و فراوانی اشکال تیره در جمعیت های شهری شروع به کاهش کرد. این روزها تقریباً به اندازه قبل از انقلاب صنعتی نادر هستند.

انتخاب رانندگی ترکیب ژنتیکی جمعیت ها را با تغییرات محیط خارجی مطابقت می دهد به طوری که میانگین تناسب جمعیت ها به حداکثر می رسد. در جزیره ترینیداد، ماهی گوپی در آب های مختلف زندگی می کند. بسیاری از کسانی که در پایین دست رودخانه ها و حوضچه ها زندگی می کنند در دندان ماهی های درنده می میرند. در مناطق بالا، زندگی برای گوپی ها بسیار آرام تر است - شکارچیان کمی در آنجا وجود دارد. این تفاوت ها در شرایط خارجی منجر به این واقعیت شد که گوپی های "بالا" و "پایین" در جهات مختلف تکامل یافته اند. "مردم"، تحت تهدید دائمی نابودی، شروع به تکثیر بیشتر می کنند سن پایینو تعداد زیادی بچه خیلی کوچک تولید می کند. شانس زنده ماندن هر یک از آنها بسیار کم است، اما تعداد آنها زیاد است و برخی از آنها موفق به تولید مثل می شوند. "کوه ها" دیرتر به بلوغ جنسی می رسند، باروری آنها کمتر است، اما فرزندان آنها بزرگتر هستند. هنگامی که محققان گوپی های "کم رشد" را به مخازن غیر مسکونی در قسمت بالایی رودخانه ها منتقل کردند، تغییر تدریجی در نوع رشد ماهی مشاهده کردند. یازده سال پس از انتقال، آنها به طور قابل توجهی بزرگتر شدند، بعداً شروع به تولید مثل کردند و فرزندان کمتر اما بزرگتری تولید کردند.

نرخ تغییر در فراوانی آلل در جمعیت و مقادیر میانگین صفتتحت تأثیر انتخاب نه تنها به شدت انتخاب، بلکه به ساختار ژنتیکی صفات نیز بستگی دارد، که گردش مالی در طول آن می رود. انتخاب در برابر جهش های مغلوب بسیار کمتر از جهش های غالب موثر است. در هتروزیگوت، آلل مغلوب در فنوتیپ ظاهر نمی شود و بنابراین از انتخاب فرار می کند. با استفاده از معادله هاردی واینبرگ می توان نرخ تغییر فراوانی یک آلل مغلوب در یک جمعیت را بسته به شدت انتخاب و نسبت فرکانس اولیه تخمین زد. هرچه فرکانس آلل کمتر باشد، حذف آن کندتر اتفاق می افتد. به منظور کاهش فرکانس کشندگی مغلوب از 0.1 به 0.05، تنها 10 نسل مورد نیاز است. 100 نسل - برای کاهش آن از 0.01 به 0.005 و 1000 نسل - از 0.001 به 0.0005.

شکل محرک انتخاب طبیعی نقش تعیین کننده ای در سازگاری موجودات زنده با تغییرات در طول زمان دارد. شرایط خارجی. همچنین توزیع گسترده زندگی، نفوذ آن به تمام طاقچه های اکولوژیکی ممکن را تضمین می کند. با این حال، این اشتباه است که فکر کنیم در شرایط پایدار وجود، انتخاب طبیعی متوقف می شود. در چنین شرایطی، در قالب انتخاب تثبیت کننده به عمل خود ادامه می دهد.

انتخاب تثبیت کنندهانتخاب تثبیت کننده وضعیت جمعیت را حفظ می کند که حداکثر تناسب آن را در شرایط ثابت وجود تضمین می کند. در هر نسل، افرادی که از میانگین مقدار بهینه صفات انطباقی منحرف می شوند حذف می شوند.

نمونه های زیادی از عمل تثبیت انتخاب در طبیعت شرح داده شده است. به عنوان مثال، در نگاه اول به نظر می رسد که بیشترین سهم را در مخزن ژنی نسل بعدی باید افراد با حداکثر باروری داشته باشند. با این حال، مشاهدات جمعیت طبیعی پرندگان و پستانداران نشان می دهد که چنین نیست. هرچه تعداد جوجه ها یا توله ها در لانه بیشتر باشد، تغذیه آنها دشوارتر است، هر یک از آنها کوچکتر و ضعیف تر هستند. در نتیجه، افراد با باروری متوسط ​​مناسب‌ترین افراد هستند.

انتخاب به سمت میانگین برای انواع صفات پیدا شده است. در پستانداران، نوزادان با وزن بسیار کم و بسیار بالا در هنگام تولد یا در هفته های اول زندگی بیشتر از نوزادان با وزن متوسط ​​می میرند. مطالعه اندازه بال های پرندگانی که پس از طوفان مرده بودند نشان داد که اکثر آنها بال های خیلی کوچک یا خیلی بزرگ داشتند. و در این مورد، افراد متوسط، سازگارترین افراد بودند.

دلیل ظهور دائمی اشکال ضعیف سازگار در شرایط ثابت وجود چیست؟ چرا انتخاب طبیعی قادر نیست یک بار برای همیشه جمعیتی را از اشکال انحرافی ناخواسته پاک کند؟ دلیل آن نه تنها و نه چندان زیاد ظهور مداوم جهش‌های جدید بیشتر و بیشتر است. دلیل آن این است که اغلب افراد مناسب ترین هستند ژنوتیپ های هتروزیگوت. هنگام تلاقی، آنها دائماً شکافته می شوند و فرزندان آنها فرزندان هموزیگوت با کاهش تناسب اندام تولید می کنند. این پدیده چندشکلی متعادل نامیده می شود.

شناخته شده ترین مثال از چنین پلی مورفیسمی کم خونی سلول داسی شکل است. این بیماری جدیخون در افراد هموزیگوت برای آلل هموگلوبین جهش یافته رخ می دهد. HbS) و منجر به مرگ آنها در سنین پایین می شود. در اکثر جمعیت های انسانی فراوانی این آلل بسیار کم و تقریباً برابر با فراوانی وقوع آن در اثر جهش است. با این حال، در مناطقی از جهان که مالاریا شایع است، کاملاً رایج است. معلوم شد که هتروزیگوت ها برای HbSمقاومت بالاتری نسبت به هموزیگوت ها نسبت به مالاریا برای آلل طبیعی دارند. به لطف این، در جمعیت های ساکن در مناطق مالاریا، هتروزیگوسیتی برای این آلل، که در هموزیگوت ها کشنده است، ایجاد شده و به طور پایدار حفظ می شود.

انتخاب تثبیت کننده مکانیسمی برای تجمع تنوع در جمعیت های طبیعی است. دانشمند برجسته I.I. Shmalgauzen اولین کسی بود که توجه را به این ویژگی تثبیت انتخاب جلب کرد. او نشان داد که حتی در شرایط پایدار وجود، نه انتخاب طبیعی و نه تکامل متوقف می شود. حتی اگر از نظر فنوتیپی بدون تغییر باقی بماند، رشد جمعیت متوقف نمی شود. ساختار ژنتیکی آن دائما در حال تغییر است. انتخاب تثبیت کننده سیستم های ژنتیکی را ایجاد می کند که تشکیل فنوتیپ های بهینه مشابه را بر اساس طیف گسترده ای از ژنوتیپ ها تضمین می کند. مکانیسم های ژنتیکی مانند تسلط، اپیستاز، عمل ژن مکمل، نفوذ ناقصو دیگر ابزارهای پنهان کردن تنوع ژنتیکی وجود خود را مدیون تثبیت انتخاب هستند.

در اینجا ذکر این نکته ضروری است که ثبات شرایط به معنای تغییر ناپذیری آنها نیست. شرایط محیطی به طور منظم در طول سال تغییر می کند. انتخاب تثبیت کننده جمعیت ها را با این تغییرات فصلی سازگار می کند. چرخه‌های تولیدمثلی مطابق با آن‌ها تنظیم می‌شوند، به طوری که حیوانات جوان در فصلی از سال که منابع غذایی حداکثر است متولد می‌شوند. تمام انحرافات از این چرخه بهینه که سال به سال بازتولید می شود، با انتخاب تثبیت کننده حذف می شود. نوادگانی که خیلی زود به دنیا می آیند به دلیل کمبود غذا می میرند؛ فرزندانی که خیلی دیر به دنیا می آیند زمانی برای آماده شدن برای زمستان ندارند. چگونه حیوانات و گیاهان می دانند که زمستان در راه است؟ با شروع یخبندان؟ نه، این یک اشاره گر خیلی قابل اعتماد نیست. نوسانات کوتاه مدت دما می تواند بسیار گمراه کننده باشد. اگر در فلان سال هوا زودتر از حد معمول گرم شود، به این معنی نیست که بهار آمده است. کسانی که خیلی سریع به این سیگنال نامطمئن واکنش نشان می‌دهند، بدون فرزند باقی می‌مانند. بهتر است منتظر یک نشانه قابل اعتمادتر از بهار - افزایش ساعات روز باشید. در اکثر گونه های جانوری، این سیگنال است که مکانیسم های تغییرات فصلی در عملکردهای حیاتی را تحریک می کند: چرخه های تولید مثل، پوست اندازی، مهاجرت و غیره. I.I. اشمالهاوزن به طور متقاعدکننده ای نشان داد که این سازگاری های جهانی در نتیجه تثبیت انتخاب بوجود می آیند.

بنابراین، تثبیت انتخاب، کنار زدن انحرافات از هنجار، به طور فعال مکانیسم های ژنتیکی را شکل می دهد که توسعه پایدار ارگانیسم ها و تشکیل فنوتیپ های بهینه بر اساس ژنوتیپ های مختلف را تضمین می کند. عملکرد پایدار موجودات را در طیف گسترده ای از نوسانات در شرایط خارجی آشنا برای گونه تضمین می کند.

انتخاب مخرببا انتخاب تثبیت کننده، افراد با تجلی متوسط ​​صفات دارای مزیت هستند، با انتخاب رانندگی، یکی از اشکال افراطی مزیت دارد. از لحاظ نظری، شکل دیگری از انتخاب قابل تصور است - انتخاب مخرب یا ناپیوسته، زمانی که هر دو شکل افراطی مزیت پیدا می کنند.

تشکیل نژادهای فصلی در برخی علف های هرز با عمل انتخاب مخرب توضیح داده می شود. نشان داده شد که زمان گلدهی و رسیدن بذر در یکی از گونه های این گونه گیاهان - جغجغه علفزار - تقریباً در تمام تابستان طولانی می شود و بیشتر گیاهان در اواسط تابستان گل می دهند و میوه می دهند. اما در علفزارها آن دسته از گیاهانی که قبل از چمن زنی زمان گلدهی و تولید بذر دارند و بعد از چمن زنی در پایان تابستان بذر تولید می کنند سود می برند. در نتیجه، دو نژاد جغجغه تشکیل می شود - گلدهی زودرس و دیررس.

در شرایط خاص، انتخاب مخرب برای صفات مربوط به ویژگی های محیطی (زمان پرورش، ترجیح انواع متفاوتغذا، زیستگاه های مختلف) می تواند منجر به تشکیل نژادهای جدا شده از نظر اکولوژیکی در یک گونه و سپس گونه زایی شود.

انتخاب جنسینرهای بسیاری از گونه‌ها ویژگی‌های جنسی ثانویه را به وضوح نشان می‌دهند که در نگاه اول غیر سازگار به نظر می‌رسد: دم طاووس، پرهای درخشان پرندگان بهشتی و طوطی‌ها، تاج‌های قرمز رنگ خروس‌ها، رنگ‌های دلربا ماهی‌های استوایی، آوازها. از پرندگان و قورباغه ها و غیره بسیاری از این ویژگی ها زندگی ناقلان آنها را پیچیده می کند و آنها را به راحتی برای شکارچیان قابل توجه می کند. به نظر می رسد که این ویژگی ها هیچ مزیتی برای حاملان خود در مبارزه برای هستی فراهم نمی کند و با این حال در طبیعت بسیار گسترده است. انتخاب طبیعی چه نقشی در پیدایش و گسترش آنها داشت؟

ما قبلاً می دانیم که بقای موجودات مهم، اما نه تنها جزء انتخاب طبیعی است. مولفه مهم دیگر جذابیت برای افراد جنس مخالف است. چارلز داروین این پدیده را نامیده است انتخاب جنسی. او ابتدا این شکل انتخاب را در «درباره منشأ گونه‌ها» ذکر کرد و سپس در کتاب «تبار انسان و انتخاب جنسی» به تحلیل آن پرداخت. او معتقد بود که «این شکل انتخاب نه با مبارزه برای هستی در روابط موجودات ارگانیک بین خود یا با شرایط بیرونی، بلکه با رقابت بین افراد یک جنس، معمولاً مذکر، برای تصاحب افراد دیگر تعیین می‌شود. ارتباط جنسی."

انتخاب جنسی انتخاب طبیعی برای موفقیت باروری است. در صورتی که مزایایی که برای موفقیت باروری ارائه می‌کنند به میزان قابل‌توجهی بیشتر از مضرات آنها برای بقا باشد، ویژگی‌هایی که زنده‌مانی میزبان‌هایشان را کاهش می‌دهند، می‌توانند ظهور و گسترش پیدا کنند. مردی که کوتاه‌مدت زندگی می‌کند اما ماده‌ها او را دوست دارند و بنابراین فرزندان زیادی تولید می‌کند، نسبت به مردی که عمر طولانی دارد اما فرزندان کمی تولید می‌کند، آمادگی کلی بسیار بالاتری دارد. در بسیاری از گونه های جانوری، اکثریت قریب به اتفاق نرها اصلاً در تولید مثل شرکت نمی کنند. در هر نسل، رقابت شدیدی بین نرها و ماده ها به وجود می آید. این رقابت می تواند مستقیم باشد و خود را به شکل مبارزه برای سرزمین یا مسابقات مسابقات نشان دهد (شکل XI .15.2). همچنین می تواند به شکل غیرمستقیم رخ دهد و با انتخاب ماده ها مشخص شود. در مواردی که ماده ها نرها را انتخاب می کنند، رقابت مردانه در نمایش رنگ های روشن آنها ظاهر می شود. ظاهریا رفتار دشوار خواستگاری ماده ها نرهایی را که بیشتر دوست دارند انتخاب می کنند. به عنوان یک قاعده، اینها درخشان ترین مردان هستند. اما چرا ماده ها نرهای درخشان را دوست دارند؟

تناسب اندام یک زن بستگی به این دارد که او چقدر می تواند به طور عینی آمادگی بالقوه پدر آینده فرزندان خود را ارزیابی کند. او باید مردی را انتخاب کند که پسرانش برای زنان بسیار سازگار و جذاب باشند.

دو فرضیه اصلی در مورد مکانیسم های انتخاب جنسی ارائه شده است.

بر اساس فرضیه «پسران جذاب»، منطق انتخاب زن تا حدودی متفاوت است. اگر نرهای خوش رنگ، به هر دلیلی، برای زنان جذاب هستند، پس شایسته است که برای پسران آینده‌اش پدری با رنگ روشن انتخاب کنیم، زیرا پسران او ژن‌های خوش رنگ را به ارث خواهند برد و در نسل بعدی برای زنان جذاب خواهند بود. بنابراین، یک مثبت وجود دارد بازخورد، که منجر به این واقعیت می شود که از نسلی به نسل دیگر روشنایی پرهای نر بیشتر و بیشتر می شود. این روند تا زمانی که به حد قابل قبولی برسد به رشد خود ادامه می دهد. بیایید شرایطی را تصور کنیم که در آن ماده ها نرهایی را با دم بلندتر انتخاب می کنند. نرهای دم دراز نسبت به نرهای با دم کوتاه و متوسط ​​فرزندان بیشتری تولید می کنند. از نسلی به نسل دیگر، طول دم افزایش می یابد زیرا ماده ها نرها را نه با اندازه دم مشخص، بلکه با اندازه بزرگتر از حد متوسط ​​انتخاب می کنند. در نهایت، دم به طولی می رسد که زیان آن برای سرزندگی نر با جذابیت آن در چشم ماده ها متعادل می شود.

در تبیین این فرضیه ها سعی کردیم منطق اعمال پرندگان ماده را درک کنیم. ممکن است به نظر برسد که ما بیش از حد از آنها انتظار داریم، که چنین محاسبات پیچیده تناسب اندام برای آنها به سختی امکان پذیر است. در حقيقت، زنان در انتخاب مردان بيش از همه رفتارهاي ديگرشان منطقي نيستند. وقتی حیوانی احساس تشنگی می‌کند، دلیل نمی‌شود که آب بنوشد تا تعادل آب و نمک را در بدن بازگرداند - چون احساس تشنگی می‌کند به آبخوری می‌رود. وقتی یک زنبور کارگر شکارچی را که به کندو حمله می کند نیش می زند، محاسبه نمی کند که با این از خود گذشتگی چقدر تناسب اندام خواهرانش را افزایش می دهد - او از غریزه پیروی می کند. به همین ترتیب، زنان هنگام انتخاب نرهای روشن، از غرایز خود پیروی می کنند - آنها دم روشن را دوست دارند. همه کسانی که غریزه رفتار متفاوتی را به آنها پیشنهاد می کرد، همگی فرزندی از خود باقی نگذاشتند. بنابراین، ما در مورد منطق زنانه بحث نمی‌کردیم، بلکه منطق مبارزه برای هستی و انتخاب طبیعی را مورد بحث قرار می‌دادیم - فرآیندی کور و خودکار که به طور مداوم از نسلی به نسل دیگر عمل می‌کند، همه تنوع شگفت‌انگیز اشکال، رنگ‌ها و غرایز را شکل داده است. ما در دنیای طبیعت زنده مشاهده می کنیم.

1. اشکال انتخاب را مقایسه کنید و شباهت ها و تفاوت های بین آنها را برجسته کنید.

2- از اشکال مختلف انتخاب در طبیعت مثال بزنید.

3. آیا این درست است که در شرایط متغیر محیطی فقط انتخاب محرک عمل می کند و در شرایط محیطی بدون تغییر فقط انتخاب تثبیت کننده عمل می کند؟

4. انتخاب در چه مواردی منجر به کاهش تنوع ژنتیکی جمعیت ها و در چه مواردی منجر به تجمع آن می شود؟

5. مثال هایی از دوشکلی جنسی در حیوانات بیاورید و سعی کنید با استفاده از مکانیسم های رانندگی و انتخاب جنسی، تکامل آنها را توضیح دهید.

وضعیت، یا شما می توانید به طور تصادفی عمل کنید. برای ایجاد کافی است طیف گسترده ایافراد متنوع - و در نهایت، بهترین ها زنده خواهند ماند.

1. در ابتدافردی با ویژگی های جدید و کاملا تصادفی ظاهر می شود
2. بعد ازاو بسته به این ویژگی ها قادر به ترک فرزندان است یا نمی تواند
3. در نهایت، اگر نتیجه مرحله قبل مثبت باشد، او فرزندانی به جا می‌گذارد و فرزندان او دارایی‌های تازه به دست آمده را به ارث می‌برند.

در حال حاضر، نظرات تا حدودی ساده لوحانه خود داروین تا حدی بازنگری شده است. بنابراین، داروین تصور کرد که تغییرات باید به آرامی رخ دهد و طیف تنوع باید پیوسته باشد. با این حال، امروزه مکانیسم های انتخاب طبیعی با استفاده از ژنتیک توضیح داده می شود که اصالتی را برای این تصویر به ارمغان می آورد. جهش در ژن هایی که در اولین مرحله از فرآیندی که در بالا توضیح داده شد عمل می کنند اساساً گسسته هستند. با این حال، واضح است که جوهر اساسی ایده داروین بدون تغییر باقی می ماند.

اشکال انتخاب طبیعی

انتخاب رانندگی

انتخاب رانندگی شکلی از انتخاب طبیعی است که شرایط محیطی به جهت خاصی از تغییر در هر صفت یا گروهی از صفات کمک می کند. در عین حال، سایر احتمالات برای تغییر صفت در معرض انتخاب منفی است. در نتیجه، در جمعیت از نسلی به نسل دیگر تغییری در مقدار متوسط ​​صفت در جهت خاصی وجود دارد. در این مورد، فشار انتخاب رانندگی باید با قابلیت های سازگاری جمعیت و میزان تغییرات جهش مطابقت داشته باشد (در غیر این صورت، فشار محیطی می تواند منجر به انقراض شود).

یک مورد مدرن از انتخاب رانندگی "ملانیسم صنعتی پروانه های انگلیسی" است. «ملانیسم صنعتی» است افزایش شدیدنسبت افراد ملانیستی (تیره رنگ) در جمعیت های پروانه ای که در مناطق صنعتی زندگی می کنند. در اثر ضربه صنعتی، تنه درختان به میزان قابل توجهی تیره شد و گلسنگ های رنگ روشن نیز از بین رفتند، به همین دلیل است که پروانه های رنگ روشن برای پرندگان بهتر دیده می شوند و پروانه های تیره رنگ کمتر دیده می شوند. در قرن بیستم، در تعدادی از مناطق، نسبت پروانه های تیره رنگ به 95٪ رسید، در حالی که اولین پروانه تیره رنگ (Morfa carbonaria) در سال 1848 شکار شد.

انتخاب رانندگی زمانی اتفاق می‌افتد که با افزایش برد، محیط تغییر کند یا با شرایط جدید سازگار شود. تغییرات ارثی را در جهت خاصی حفظ می کند و سرعت واکنش را بر این اساس حرکت می دهد. به عنوان مثال، در طول توسعه خاک به عنوان زیستگاه در گروه های مختلف حیوانات غیرمرتبط، اندام ها به اندام های حفاری تبدیل شدند.

تثبیت کننده انتخاب

تثبیت کننده انتخاب- شکلی از انتخاب طبیعی که در آن اقدام علیه افرادی با انحرافات شدید از هنجار متوسط، به نفع افرادی با بیان متوسط ​​​​خصلت انجام می شود.

نمونه های زیادی از عمل تثبیت انتخاب در طبیعت شرح داده شده است. به عنوان مثال، در نگاه اول به نظر می رسد که بیشترین سهم را در مخزن ژنی نسل بعدی باید افراد با حداکثر باروری داشته باشند. با این حال، مشاهدات جمعیت طبیعی پرندگان و پستانداران نشان می دهد که چنین نیست. هرچه تعداد جوجه ها یا توله ها در لانه بیشتر باشد، تغذیه آنها دشوارتر است، هر یک از آنها کوچکتر و ضعیف تر هستند. در نتیجه، افراد با باروری متوسط ​​مناسب‌ترین افراد هستند.

انتخاب به سمت میانگین برای انواع صفات پیدا شده است. در پستانداران، نوزادان بسیار کم وزن و بسیار پر وزن در هنگام تولد یا در هفته های اول زندگی بیشتر از نوزادان با وزن متوسط ​​می میرند. مطالعه اندازه بال های پرندگانی که پس از طوفان مرده بودند نشان داد که اکثر آنها بال های خیلی کوچک یا خیلی بزرگ داشتند. و در این مورد، افراد متوسط، سازگارترین افراد بودند.

انتخاب مخرب

انتخاب مخرب- شکلی از انتخاب طبیعی که در آن شرایط به نفع دو یا چند نوع (جهت) شدید تغییرپذیری است، اما حالت متوسط ​​و متوسط ​​یک صفت را ترجیح نمی دهد. در نتیجه، ممکن است چندین فرم جدید از یک فرم اصلی ظاهر شود. انتخاب مخرب به پیدایش و حفظ چندشکلی جمعیت کمک می کند و در برخی موارد می تواند باعث گونه زایی شود.

یکی از موقعیت‌های ممکن در طبیعت که در آن انتخاب مخرب وارد عمل می‌شود، زمانی است که یک جمعیت چندشکل یک زیستگاه ناهمگن را اشغال می‌کند. که در آن اشکال مختلفانطباق با سوله ها یا زیرشاخه های مختلف زیست محیطی.

نمونه ای از انتخاب مخرب، تشکیل دو نژاد در جغجغه علفزار در علفزارهای یونجه است. که در شرایط عادیدوره گلدهی و رسیدن بذر این گیاه کل تابستان را در بر می گیرد. اما در علفزارهای یونجه، دانه ها عمدتاً توسط گیاهانی تولید می شوند که قبل از دوره چمن زنی موفق به شکوفه دادن و رسیدن می شوند یا در پایان تابستان، پس از چمن زنی گل می دهند. در نتیجه، دو نژاد جغجغه تشکیل می شود - گلدهی زودرس و دیررس.

انتخاب مخرب به طور مصنوعی در آزمایش با مگس سرکه انجام شد. انتخاب بر اساس تعداد موها انجام شد؛ فقط افراد با تعداد پرزهای کم و زیاد حفظ شدند. در نتیجه، از حدود نسل 30، با وجود این واقعیت که مگس ها به آمیختگی با یکدیگر و تبادل ژن ها ادامه دادند، این دو خط بسیار از هم جدا شدند. در تعدادی از آزمایشات دیگر (با گیاهان)، از تلاقی شدید جلوگیری شد اقدام موثرانتخاب مخرب

انتخاب برش

انتخاب برش- نوعی انتخاب طبیعی عمل آن برعکس انتخاب مثبت است. حذف انتخاب، اکثریت قریب به اتفاق افرادی را که دارای صفاتی هستند که قابلیت حیات را در شرایط محیطی معین به شدت کاهش می دهد، از بین می برد. با استفاده از انتخاب انتخاب، آلل های بسیار مضر از جمعیت حذف می شوند. همچنین، افراد دارای بازآرایی کروموزومی و مجموعه ای از کروموزوم ها که عملکرد طبیعی دستگاه ژنتیکی را به شدت مختل می کنند، می توانند در معرض انتخاب برش قرار گیرند.

انتخاب مثبت

انتخاب مثبت- نوعی انتخاب طبیعی عمل آن برعکس انتخاب برش است. انتخاب مثبت تعداد افراد یک جمعیت را افزایش می دهد نشانه های مفید، افزایش زنده ماندن گونه به عنوان یک کل. با کمک انتخاب مثبت و انتخاب برش، گونه ها تغییر می کنند (و نه تنها از طریق تخریب افراد غیر ضروری، پس هر گونه توسعه باید متوقف شود، اما این اتفاق نمی افتد).

نمونه هایی از انتخاب مثبت عبارتند از: آرکئوپتریکس پر شده را می توان به عنوان گلایدر استفاده کرد، اما پرستوی پر شده یا مرغ دریایی نمی تواند. اما اولین پرندگان بهتر از آرکئوپتریکس پرواز کردند. نمونه دیگری از انتخاب مثبت، ظهور شکارچیانی است که در "توانایی های ذهنی" خود نسبت به بسیاری از حیوانات خون گرم دیگر برتری دارند. یا ظاهر خزندگانی مانند کروکودیل که قلب چهار حفره ای دارند و هم در خشکی و هم در آب می توانند زندگی کنند.

جهت های خاص انتخاب طبیعی

• بقای گونه ها و جمعیت هایی که به بهترین وجه با محیط خود سازگار هستند، مانند آنهایی که آبشش در آب دارند، زیرا تناسب اندام در مبارزه برای بقا پیروز می شود.
• بقای موجودات سالم از نظر جسمی.
• بقای قوی ترین موجودات فیزیکی، زیرا رقابت فیزیکی برای منابع بخشی جدایی ناپذیر از زندگی است. در مبارزه درون گونه ای مهم است.
• بقای موفق ترین موجودات جنسی به دلیل تولید مثل جنسیروش غالب تولید مثل است. که در در این موردانتخاب جنسی وارد عمل می شود

با این حال، همه این موارد خاص هستند و نکته اصلی حفظ موفقیت آمیز در طول زمان است. بنابراین گاهی برای پیگیری هدف اصلی این جهات زیر پا گذاشته می شود.

نقش انتخاب طبیعی در تکامل

داروین مدت ها در انتشار نظریه خود تردید داشت، زیرا... من مشکلی با مورچه ها دیدم که فقط از نقطه نظر ژنتیک قابل توضیح بود.

همچنین ببینید

پیوندها

• "مشکلات تکامل کلان" - وب سایت دیرینه شناس A.V. Markov
• "اشکال انتخاب طبیعی" - مقاله با خوب نمونه های معروف: رنگ پروانه ها، مقاومت انسان در برابر مالاریا و غیره.
• "تکامل بر اساس الگوها" - مقاله ای در مورد اینکه آیا نقش جهش ها در فرآیند تکامل زیاد است یا اینکه برخی از ویژگی ها از قبل وجود دارند و سپس تحت تأثیر انتخاب محرک ایجاد می شوند.

زیست شناسی تکاملی
مکانیسم ها و فرآیندها	سازگاری گونه رانش ژنتیکی انتخاب طبیعیوراثت وراثت ریز تکامل جهش های تکامل کلان انتقال ژن
پیدایش حیات	تکامل شیمیایی فرضیه جهان RNA تکامل بیولوژیکی
تاریخچه تدریس تکاملی