Dom Zabieg dentystyczny Formy i rodzaje doboru naturalnego – napędzający, stabilizujący i destrukcyjny. Przykład selekcji stabilizującej i selekcji sterującej

Zabieg dentystyczny

Formy i rodzaje doboru naturalnego – napędzający, stabilizujący i destrukcyjny. Przykład selekcji stabilizującej i selekcji sterującej

Dotknijmy ogólna charakterystyka naturalna selekcja i jego form, skupiając się na jednej z nich – stabilizacji. Spójrzmy na jego znaki, ilustrujące przykłady i konsekwencje.

Dobór naturalny to...

Termin „dobór naturalny” został ukuty przez Karola Darwina. Pojęcie to nawiązuje do najważniejszego procesu ewolucyjnego, podczas którego wzrasta liczba osobników najlepiej przystosowanych do określonych warunków, a maleje liczba osobników o cechach niekorzystnych dla danego obszaru. Nowoczesna syntetyczna teoria ewolucji nazywa się doborem naturalnym główny powód powstawanie gatunków i adaptacja istot żywych do środowiska.

Oprócz doboru naturalnego siłą napędową ewolucji są także mutacje, dryf genetyczny i przenoszenie genów z populacji do populacji.

Rodzaje doboru naturalnego

Istnieją cztery główne formy doboru naturalnego:

Wybór jazdy - ta forma działa w nagle zmienionych warunkach środowisko. „Zwycięzcami” są osoby, których cechy odbiegają w pewnym kierunku od średniej wartości statystycznej, czyli te, które lepiej odnajdują się w nowym środowisku. Wzrost liczby owadów o szarawym, ciemnym kolorze na obszarach, które stały się przemysłowe, jest selekcją napędową, ponieważ w nowych warunkach osobniki o jasnym kolorze są bardzo zauważalne dla drapieżników.
Destrukcyjna (destrukcyjna selekcja) - w tej postaci warunki zewnętrzne sprzyjają jedynie skrajnie polarnym przejawom cechy, nie dając szans jednostkom o jej przeciętnej manifestacji. Np. na koszonych łąkach nasiona wysiewają wyłącznie rośliny, które mają czas zakwitnąć późną wiosną lub wczesną jesienią – przed i po skoszeniu trawy.
Stabilizująca forma selekcji skierowana jest przeciwko osobnikom, które odbiegają od średnich wartości dla danej populacji.
Dobór płciowy - ta forma „wyeliminowuje” samce i samice, które z wielu powodów nie są atrakcyjne dla płci przeciwnej - choroby, wady, wadliwego rozwoju itp. Pomaga nie dziedziczyć cech niepożądanych lub szkodliwych dla potomstwa.

Charakterystyka doboru stabilizującego

Aby przykłady selekcji stabilizującej były jaśniejsze, musimy ją najpierw scharakteryzować.

Termin „dobór stabilizujący” wprowadził rosyjski ewolucjonista I. I. Szmalgauzen. Naukowiec rozumiał przez to rodzaj selekcji skierowanej przeciwko osobnikom odbiegającym od przeciętnego przejawu jakiejkolwiek cechy. Selekcja stabilizująca chroni zatem populację przed całkowitym dziedziczeniem jakiejkolwiek szerokiej mutacji, ale pozwala na mutacje wąskie.

To dobór stabilizujący, chroniący przeciętne przejawy cechy przed znaczącymi zmianami, wzbogacający pulę genową określonej populacji - allele recesywne (nie objawiające się na razie u większości) kumulują się, pod warunkiem, że ogólny fenotyp pozostaje niezmieniony. W rezultacie kumuluje się ukryta różnorodność genetyczna populacji, rodzaj rezerwy mobilizacyjnej, która gromadzi się do czasu gwałtownej zmiany warunków zewnętrznych i wejścia w życie wybór jazdy.

Warto powiedzieć, że dobór stabilizujący i napędowy są ze sobą ściśle powiązane - okresowo zastępują się nawzajem koło życia populacje istot żywych.

Przykłady selekcji stabilizującej

Wspomnijmy różne przejawy doboru stabilizującego:

Niezmieniona struktura tyroksyny (hormonu Tarczyca) w całej historii ewolucji kręgowców.
Po burzy śnieżnej w Ameryka północna Znaleziono 136 rannych wróbli domowych. Zginęły 64 ptaki, a 72 przeżyły. Wśród zmarłych znajdowały się głównie osobniki o bardzo długich lub zbyt krótkich skrzydłach. Bardziej wytrzymałe okazały się wróble o skrzydłach średniej długości.
Wśród ptaki leśne najlepiej przystosowane są osoby o średniej płodności. Wysoce płodni rodzice nie są w stanie w pełni wykarmić wszystkich swoich piskląt, dlatego te ostatnie wyrastają na małe i słabe.
Podczas porodu u ssaków, a także w pierwszych tygodniach życia, część młodych konsekwentnie umiera - ze zbyt niską lub odwrotnie, zbyt dużą wagą. Osobniki średniej wielkości na ogół bezpiecznie przeżywają ten okres.

Oznaki selekcji stabilizującej

Selekcja stabilizująca charakteryzuje się następującymi cechami:

Przejawia się w środowisku, którego warunki przez długi czas pozostają względnie stałe. Doskonałym przykładem selekcji stabilizującej są krokodyle nilowe. W ciągu 70 milionów lat wygląd nie zmienia się, ponieważ ich siedlisko (tropikalne biotopy półwodne) również pozostaje prawie niezmienione klimatycznie. Warto zauważyć, że same krokodyle są zwierzętami bezpretensjonalnymi i mogą długo obejść się bez jedzenia.
Umożliwia mutacje z wąską szybkością reakcji.
Prowadzi do jednorodności fenotypu populacji. Jeszcze raz zauważmy, że jest to tylko pozorne – jego pula genowa pozostaje mobilna ze względu na wąskie mutacje.
Odstrzał osobników znacząco zmienionych przez mutację.

Wyniki selekcji stabilizującej

Na koniec przyjrzyjmy się konsekwencjom selekcji stabilizującej:

stabilność w obrębie każdej istniejącej populacji;
zachowanie tego, co najważniejsze, typowe znaki populacje;
ochrona różnorodności gatunkowej przed zmianami mutacyjnymi, z których część jest nie tylko szkodliwa, ale także destrukcyjna;
stworzenie mechanizmu dziedziczności;
udoskonalenie mechanizmów rozwój indywidualny- ontogeneza.

Dobór stabilizujący jest jedną z najważniejszych form doboru naturalnego. Nie pozwala na zmianę podstawowych cech konkretnej populacji lub całego gatunku przez mutacje. Przykłady selekcji stabilizującej wskazują na niekorzystność, a nawet destrukcyjność odrzucanych przez nią przejawów mutacyjnych.

Dobór naturalny sprzyja przetrwaniu i wzrostowi liczebności populacji osobników niosących pewne genotypy ze szkodą dla nosicieli innych. Przyczynia się to do akumulacji w populacji cech mających znaczenie adaptacyjne.

W różne warunkiśrodowisku, dobór naturalny ma inny charakter. Istnieją trzy główne formy doboru naturalnego:

Poruszający;
stabilizacja;
niszczący.

Formularz wniosku (z przykładami)

Przejaw selekcji jazdy znajduje odzwierciedlenie w wynikających z tego zmianach nowe środowisko okazać się bardziej przydatne. Selekcja będzie miała na celu ich zachowanie. Będzie się to wiązało ze stopniowymi zmianami fenotypu osobników w populacji, zmianą normy reakcji i zmianą średniej wartości cechy.

Klasycznym przykładem kierowania selekcją jest zmiana ubarwienia ciem w okolicach miast przemysłowych w Europie i Ameryce. Jeśli wcześniej charakterystyczny był dla nich jasny kolor, to w miarę zanieczyszczania pni drzew sadzą i sadzą, jasne warianty widoczne na korze drzew były zjadane głównie przez ptaki, a ciemne warianty coraz częściej zyskiwały na popularności; zostały zachowane przez dobór naturalny. Spowodowało to zmianę koloru.

Ewolucja i pojawienie się nowych adaptacji są związane z selekcją jazdy. W ostatnich dziesięcioleciach u wielu gatunków owadów wykształciły się rasy odporne na środki owadobójcze (leki trujące dla owadów). Owady wrażliwe na truciznę wymierały, lecz u niektórych osobników pojawiła się nowa mutacja lub posiadały one wcześniej gen neutralny odpowiadający za niewrażliwość na jakiekolwiek środki owadobójcze. W zmienionych warunkach gen przestał być neutralny. Selekcja jazdy pozwoliła zachować nosicieli tego genu. Stali się założycielami nowych ras.

Forma stabilizująca (z przykładami)

Selekcja stabilizująca zachodzi w stosunkowo stałych warunkach. Tutaj odchylenia od średniej wartości atrybutu mogą już okazać się niekorzystne i zostać odrzucone. W takich przypadkach selekcja ma na celu zachowanie mutacji, co prowadzi do mniejszej zmienności cechy.

Ustalono, że przedstawiciele populacji o przeciętnej manifestacji tej cechy są bardziej odporni na ekstremalne zmiany warunków, dlatego wróble o średniej długości skrzydeł łatwiej znoszą zimę niż te o długich lub krótkich skrzydłach. Również stała temperatura Ciała u zwierząt homeotermicznych są konsekwencją selekcji stabilizującej.

U roślin zapylanych przez określone typy owadów budowa korony kwiatowej nie może się zmieniać, odpowiada ona kształtem i wielkością wielkości i kształtowi zapylaczy. Wszelkie odchylenia od „standardu” są natychmiast odrzucane przez selekcję, ponieważ nie pozostawiają potomstwa.

Dobór stabilizujący występuje najczęściej i jest uważany za kluczowy w rozwoju organizmów, gdy poprawa średnich wskaźników prowadzi do postępu ewolucyjnego.

Gdy zmieniają się warunki życia, selekcja napędzająca i stabilizująca mogą się wzajemnie zastępować.

Forma destrukcyjna (z przykładami)

Selekcję destrukcyjną można zaobserwować wówczas, gdy wśród wszystkich wariantów genotypu nie ma dominującego, co wiąże się z niejednorodnością terytorium, na którym żyją. Pod wpływem pewnych czynników pewne cechy przyczyniają się do przetrwania, a gdy zmieniają się warunki, inne.

Selekcja destrukcyjna skierowana jest przeciwko tym przedstawicielom gatunku, którzy mają przeciętne objawy danej cechy, co prowadzi do pojawienia się polimorfizmu w jednej populacji. Forma zakłócająca nazywana jest również łzawieniem, ponieważ populacja jest podzielona na osobne części zgodnie z obecną charakterystyką. Zatem forma destrukcyjna jest odpowiedzialna za rozwój fenotypów skrajnych i jest skierowana przeciwko formom przeciętnym.

Przykładem selekcji zakłócającej jest kolor muszli ślimaka winogronowego. Kolor muszli zależy od warunków środowiskowych, w jakich znajduje się ślimak. W strefie leśnej, gdzie powierzchniowa warstwa ziemi jest zabarwiona brązowy kolor, żywe ślimaki z brązowymi muszlami. W regionie stepowym, gdzie trawa jest sucha i żółta, mają żółte muszle. Różnica w kolorze muszli ma charakter adaptacyjny, ponieważ chroni ślimaki przed zjedzeniem przez ptaki drapieżne.

Tabela głównych typów doboru naturalnego

Charakterystyka	Poruszająca forma	Stabilizująca forma	Zaburzająca forma
Działanie	Występuje w stopniowo zmieniających się warunkach życia jednostki.	Warunki życia organizmu nie zmieniają się przez długi czas.	Z gwałtowną zmianą warunków życia organizmu.
Centrum	Ma na celu zachowanie organizmów o cechach, które przyczyniają się do przetrwania gatunku.	Utrzymanie jednorodności populacji, eliminacja form skrajnych.	Akcja ma na celu przetrwanie jednostek w heterogenicznych warunkach, poprzez manifestację różnych fenotypów.
Konkluzja	Wygląd średnia norma, który zastępuje stary, który nie nadaje się do nowego środowiska.	Utrzymanie średnich wartości normalnych.	Utworzenie kilku średnich norm niezbędnych do przetrwania.

Inne rodzaje doboru naturalnego

Główne formy selekcji opisano powyżej, są też dodatkowe:

Destabilizujący;
seksualny;
Grupa.

Destabilizująca forma działanie jest odwrotne do stabilizującego, podczas gdy norma reakcji rozszerza się, ale średnie wskaźniki zostają zachowane.

Zatem żaby żyjące na bagnach, w środowiskach o różnym poziomie oświetlenia, znacznie różnią się kolorem skóra jest przejawem destabilizującej selekcji. Żaby zamieszkujące obszar całkowicie zacieniony lub odwrotnie dobry dostępŚwiatła mają jednolitą barwę – jest to przejaw stabilizującej selekcji.

Płciowa forma doboru naturalnego ma na celu kształtowanie wtórnych cech płciowych, które pomagają wybrać parę do krzyżowania. Na przykład jasne kolory piór i śpiew ptaków, głośne głosy, tańce godowe lub wydalanie substancje zapachowe aby przyciągnąć przeciwny element u owadów i nie tylko.

Formularz grupowy którego celem jest przetrwanie populacji, a nie jednostek. Śmierć kilku członków grupy w celu ratowania gatunku byłaby uzasadniona. Zatem w stadzie dzikich zwierząt już na poziomie genetycznym ustala się, że życie grupy jest ważniejsze niż własne. Kiedy zbliża się niebezpieczeństwo, zwierzę będzie wydawać głośne dźwięki, aby ostrzec swoich bliskich, w takim przypadku umrze, ale uratuje resztę.

Wybór jazdy. Dobór naturalny zawsze prowadzi do wzrostu przeciętnego przystosowania populacji. Zmiany warunków zewnętrznych mogą prowadzić do zmian w przystosowaniu poszczególnych genotypów. W odpowiedzi na te zmiany dobór naturalny wykorzystuje ogromny rezerwuar różnorodności genetycznej u wielu ludzi różne znaki, prowadzi do znaczących zmian w strukturze genetycznej populacji. Jeśli środowisko zewnętrzne stale zmienia się w określonym kierunku, wówczas dobór naturalny zmienia strukturę genetyczną populacji w taki sposób, że jej przystosowanie do tych zmieniających się warunków pozostaje maksymalne. Jednocześnie zmienia się częstość występowania poszczególnych alleli w populacji. Zmieniają się także średnie wartości cech adaptacyjnych w populacjach. W ciągu pokoleń można prześledzić ich stopniowe przesuwanie się w określonym kierunku. Ta forma selekcji nazywana jest selekcją sterującą.

Klasycznym przykładem kierowania selekcją jest ewolucja koloru ćmy brzozowej. Kolor skrzydeł tego motyla imituje kolor porośniętej porostami kory drzew, na których spędza dzień. Oczywiście takie ochronne zabarwienie ukształtowało się przez wiele pokoleń poprzedniej ewolucji. Jednak wraz z początkiem rewolucji przemysłowej w Anglii urządzenie to zaczęło tracić na znaczeniu. Zanieczyszczenie atmosfery doprowadziło do masowego obumierania porostów i ciemnienia pni drzew. Jasne motyle na ciemnym tle stały się łatwo widoczne dla ptaków. Od połowy XIX wieku w populacjach ćmy brzozowej zaczęły pojawiać się zmutowane ciemne (melanistyczne) formy motyli. Ich częstotliwość gwałtownie wzrosła. DO koniec XIX wieku stuleci niektóre populacje miejskie ćmy brzozowej składały się prawie wyłącznie z form ciemnych, podczas gdy w populacjach wiejskich nadal dominowały formy jasne. Zjawisko to nazwano industrialny melanizm. Naukowcy odkryli, że na obszarach zanieczyszczonych ptaki chętniej zjadają formy jasne, a na obszarach czystych – ciemne. Wprowadzenie ograniczeń w zakresie zanieczyszczenia powietrza w latach pięćdziesiątych XX wieku spowodowało, że dobór naturalny ponownie odwrócił kurs, a częstotliwość występowania ciemnych form w populacjach miejskich zaczęła spadać. Obecnie są prawie tak rzadkie, jak przed rewolucją przemysłową.

Selekcja sterująca dostosowuje skład genetyczny populacji do zmian w środowisku zewnętrznym, tak aby zmaksymalizować średnie przystosowanie populacji. Na wyspie Trynidad gupiki żyją w różnych zbiornikach wodnych. Wiele zwierząt żyjących w dolnych partiach rzek i stawów ginie w zębach drapieżnych ryb. W górnym biegu życie gupików jest znacznie spokojniejsze - drapieżników jest tam niewiele. Te różnice w warunkach zewnętrznych doprowadziły do tego, że gupiki „górne” i „dolne” ewoluowały w różnych kierunkach. „Oddolni”, zagrożeni ciągłą zagładą, zaczynają się rozmnażać młodym wieku i produkować wiele bardzo małych narybku. Szansa na przeżycie każdego z nich jest bardzo mała, jednak jest ich sporo i niektórym udaje się rozmnożyć. „Góry” osiągają dojrzałość płciową później, ich płodność jest mniejsza, ale ich potomstwo jest większe. Kiedy badacze przenieśli „niskorosnące” gupiki do niezamieszkanych zbiorników w górnym biegu rzek, zaobserwowali stopniową zmianę w sposobie rozwoju ryb. Jedenaście lat po przeprowadzce stały się znacznie większe, później zaczęły się rozmnażać i wydały na świat mniej, ale większe potomstwo.

Tempo zmian częstości alleli w populacji i średnie wartości cech pod wpływem selekcji zależy nie tylko od intensywności selekcji, ale także od struktury genetycznej cech, wzdłuż którego przebiega obrót. Selekcja wobec mutacji recesywnych okazuje się znacznie mniej skuteczna niż wobec mutacji dominujących. U heterozygoty allel recesywny nie pojawia się w fenotypie i dlatego wymyka się selekcji. Korzystając z równania Hardy'ego-Weinberga, można oszacować tempo zmian częstości występowania allelu recesywnego w populacji w zależności od intensywności selekcji i początkowego stosunku częstotliwości. Im niższa częstotliwość alleli, tym wolniejsza jest ich eliminacja. Aby zmniejszyć częstotliwość śmiertelności recesywnej z 0,1 do 0,05, potrzeba tylko 10 pokoleń; 100 pokoleń - w celu zmniejszenia z 0,01 do 0,005 i 1000 pokoleń - z 0,001 do 0,0005.

Napędowa forma doboru naturalnego odgrywa decydującą rolę w adaptacji organizmów żywych do zmian zachodzących w czasie. warunki zewnętrzne. Zapewnia także szeroką dystrybucję życia, jego przenikanie do wszystkich możliwych nisz ekologicznych. Błędem jest jednak sądzić, że w stabilnych warunkach istnienia dobór naturalny ustaje. W takich warunkach nadal działa w formie selekcji stabilizującej.

Stabilizacja selekcji. Dobór stabilizujący utrzymuje stan populacji zapewniający jej maksymalną przydatność w stałych warunkach bytowania. W każdym pokoleniu usuwane są osobniki odbiegające od średniej optymalnej wartości cech adaptacyjnych.

Opisano wiele przykładów działania selekcji stabilizującej w przyrodzie. Przykładowo na pierwszy rzut oka wydaje się, że największy wkład w pulę genową kolejnego pokolenia powinny wnosić osoby o maksymalnej płodności. Jednak obserwacje naturalnych populacji ptaków i ssaków pokazują, że tak nie jest. Im więcej piskląt lub młodych w gnieździe, tym trudniej je nakarmić, tym każde z nich jest mniejsze i słabsze. W rezultacie najbardziej sprawne są osoby o średniej płodności.

Stwierdzono selekcję w kierunku średniej dla różnych cech. U ssaków noworodki o bardzo małej i bardzo dużej masie ciała są bardziej narażone na śmierć przy urodzeniu lub w pierwszych tygodniach życia niż noworodki o średniej masie ciała. Badanie wielkości skrzydeł ptaków, które padły po burzy, wykazało, że większość z nich miała skrzydła za małe lub za duże. I w tym przypadku najbardziej przystosowane okazały się osoby przeciętne.

Jaka jest przyczyna ciągłego pojawiania się słabo przystosowanych form w stałych warunkach istnienia? Dlaczego dobór naturalny nie jest w stanie raz na zawsze oczyścić populacji z niepożądanych form dewiacyjnych? Powodem jest nie tylko i nie tyle ciągłe pojawianie się coraz większej liczby nowych mutacji. Powodem jest to, że często najsilniejsi są ci genotypy heterozygotyczne. Po skrzyżowaniu stale się dzielą, a ich potomstwo daje potomstwo homozygotyczne o obniżonej sprawności. Zjawisko to nazywa się zrównoważonym polimorfizmem.

Najbardziej znanym przykładem takiego polimorfizmu jest anemia sierpowatokrwinkowa. Ten poważna choroba krew występuje u osób homozygotycznych pod względem zmutowanego allelu hemoglobiny ( Hb S) i prowadzi do ich śmierci w młodym wieku. W większości populacji ludzkich częstość występowania tego allelu jest bardzo niska i w przybliżeniu równa częstotliwości jego występowania w wyniku mutacji. Jednakże jest to dość powszechne w obszarach świata, gdzie malaria jest powszechna. Okazało się, że heterozygoty dla Hb S mają wyższą odporność na malarię niż homozygoty pod względem allelu prawidłowego. Dzięki temu w populacjach zamieszkujących obszary malaryczne tworzy się i trwale utrzymuje heterozygotyczność pod względem tego allelu, który u homozygot jest śmiertelny.

Dobór stabilizujący jest mechanizmem akumulacji zmienności w naturalnych populacjach. Wybitny naukowiec I.I. Shmalgauzen jako pierwszy zwrócił uwagę na tę cechę selekcji stabilizującej. Pokazał, że nawet w stabilnych warunkach istnienia nie ustaje ani dobór naturalny, ani ewolucja. Nawet jeśli fenotyp pozostaje niezmieniony, populacja nie przestaje ewoluować. Jego skład genetyczny stale się zmienia. Dobór stabilizujący tworzy systemy genetyczne, które zapewniają powstawanie podobnych optymalnych fenotypów na podstawie szerokiej gamy genotypów. Mechanizmy genetyczne, takie jak dominacja, epistaza, komplementarne działanie genów, niepełna penetracja i inne sposoby ukrywania zmienności genetycznej zawdzięczają swoje istnienie stabilizującej selekcji.

Należy tutaj zauważyć, że stałość warunków nie oznacza ich niezmienności. Warunki środowiskowe zmieniają się regularnie w ciągu roku. Dobór stabilizujący dostosowuje populacje do tych zmian sezonowych. Cykle reprodukcyjne są tak zgrane w czasie, aby młode zwierzęta rodziły się o tej porze roku, kiedy zasoby pożywienia są maksymalne. Wszelkie odchylenia od tego optymalnego cyklu, który powtarza się z roku na rok, są eliminowane poprzez stabilizację selekcji. Potomkowie urodzeni zbyt wcześnie umierają z braku pożywienia, potomstwo urodzone zbyt późno nie ma czasu na przygotowanie się do zimy. Skąd zwierzęta i rośliny wiedzą, że nadchodzi zima? Z początkiem mrozu? Nie, nie jest to zbyt wiarygodny wskaźnik. Krótkoterminowe wahania temperatury mogą być bardzo mylące. Jeśli w którymś roku zrobi się cieplej wcześniej niż zwykle, nie oznacza to, że nadeszła wiosna. Ci, którzy zareagują zbyt szybko na ten niewiarygodny sygnał, ryzykują pozostawienie bez potomstwa. Lepiej poczekać na bardziej niezawodny znak wiosny - wydłużenie godzin dziennych. U większości gatunków zwierząt to właśnie ten sygnał uruchamia mechanizmy sezonowych zmian funkcji życiowych: cykle reprodukcji, linienia, migracji itp. I.I. Schmalhausen przekonująco wykazał, że te uniwersalne adaptacje powstają w wyniku doboru stabilizującego.

Tym samym selekcja stabilizująca, eliminująca odchylenia od normy, aktywnie kształtuje mechanizmy genetyczne, które zapewniają stabilny rozwój organizmów i kształtowanie optymalnych fenotypów w oparciu o różne genotypy. Zapewnia stabilne funkcjonowanie organizmów w szerokim zakresie wahań warunków zewnętrznych znanych gatunkowi.

Wybór zakłócający. Przy selekcji stabilizującej przewagę mają jednostki o przeciętnym przejawie cech, przy selekcji napędzającej przewagę ma jedna z skrajnych form. Teoretycznie możliwa jest inna forma selekcji - selekcja destrukcyjna lub nieciągła, gdy obie skrajne formy zyskują przewagę.

Tworzenie się ras sezonowych u niektórych chwastów można wytłumaczyć działaniem selekcji zakłócającej. Wykazano, że termin kwitnienia i dojrzewania nasion jednego z gatunków takich roślin – grzechotki łąkowej – rozciąga się niemal przez całe lato, przy czym większość roślin kwitnie i owocuje w połowie lata. Jednak na łąkach kośnych odnoszą korzyści te rośliny, które mają czas na kwitnienie i wydanie nasion przed koszeniem oraz te, które wydają nasiona pod koniec lata, po skoszeniu. W rezultacie powstają dwie rasy grzechotki - wczesne i późne kwitnienie.

W niektórych sytuacjach selekcja destrukcyjna pod kątem cech związanych z cechami środowiskowymi (czas lęgowy, preferencje różne rodzajeżywność, różne siedliska) może prowadzić do powstania ekologicznie izolowanych ras w obrębie gatunku, a następnie do specjacji.

Dobór płciowy. Samce wielu gatunków wykazują wyraźnie wyrażone drugorzędne cechy płciowe, które na pierwszy rzut oka wydają się nieadaptacyjne: ogon pawia, jasne pióra rajskich ptaków i papug, szkarłatne grzebienie kogutów, urzekające kolory tropikalnych ryb, pieśni ptaków i żab itp. Wiele z tych cech komplikuje życie ich nosicieli i sprawia, że są one łatwo zauważalne dla drapieżników. Wydawać by się mogło, że te cechy nie zapewniają ich nosicielom żadnej przewagi w walce o byt, a przecież są one w przyrodzie bardzo rozpowszechnione. Jaką rolę w ich powstaniu i rozprzestrzenianiu się odegrał dobór naturalny?

Wiemy już, że przetrwanie organizmów jest ważnym, ale nie jedynym elementem doboru naturalnego. Kolejnym ważnym elementem jest atrakcyjność dla osób płci przeciwnej. Charles Darwin nazwał to zjawisko selekcja płciowa. Po raz pierwszy wspomniał o tej formie selekcji w O pochodzeniu gatunków, a następnie szczegółowo ją przeanalizował w O pochodzeniu człowieka i doborze płciowym. Uważał, że „o tej formie selekcji decyduje nie walka o byt w stosunkach istot organicznych między sobą lub z warunkami zewnętrznymi, lecz rywalizacja jednostek jednej płci, przeważnie mężczyzn, o posiadanie osobników drugiej płci”. seks."

Dobór płciowy jest doborem naturalnym zapewniającym sukces reprodukcyjny. Cechy, które zmniejszają żywotność żywicieli, mogą pojawić się i rozprzestrzenić, jeśli korzyści, jakie zapewniają dla sukcesu reprodukcyjnego, są znacznie większe niż wady w zakresie przetrwania. Samiec, który żyje krótko, ale jest lubiany przez samice i dlatego rodzi wiele potomstwa, ma znacznie wyższą ogólną sprawność fizyczną niż ten, który żyje długo, ale wydaje niewiele potomstwa. U wielu gatunków zwierząt zdecydowana większość samców w ogóle nie uczestniczy w rozmnażaniu. W każdym pokoleniu powstaje zacięta rywalizacja między samcami o samice. Rywalizacja ta może mieć charakter bezpośredni i objawiać się walką o terytorium lub walkami turniejowymi (ryc. XI .15.2). Może również występować w formie pośredniej i być zdeterminowany wyborem samic. W przypadkach, gdy samice wybierają samców, męska konkurencja objawia się w pokazywaniu ich jaskrawych kolorów. wygląd lub trudne zachowanie podczas zalotów. Kobiety wybierają mężczyzn, których lubią najbardziej. Z reguły są to najzdolniejsze samce. Ale dlaczego kobiety lubią bystrych mężczyzn?

Sprawność kobiety zależy od tego, jak obiektywnie potrafi ona ocenić potencjalną sprawność przyszłego ojca swoich dzieci. Musi wybrać samca, którego synowie będą bardzo elastyczni i atrakcyjni dla kobiet.

Zaproponowano dwie główne hipotezy dotyczące mechanizmów doboru płciowego.

Zgodnie z hipotezą „atrakcyjnych synów” logika kobiecych wyborów jest nieco inna. Jeśli z jakiegoś powodu jaskrawi mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet, warto wybrać dla swoich przyszłych synów kolorowego ojca, ponieważ jego synowie odziedziczą jaskrawe geny i będą atrakcyjni dla kobiet w następnym pokoleniu. Zatem jest pozytyw Informacja zwrotna, co prowadzi do tego, że z pokolenia na pokolenie jasność upierzenia samców wzrasta coraz bardziej. Proces ten postępuje, aż osiągnie granicę wykonalności. Wyobraźmy sobie sytuację, w której samice wybierają samców z dłuższym ogonem. Samce z długimi ogonami rodzą więcej potomstwa niż samce z krótkimi i średnimi ogonami. Z pokolenia na pokolenie długość ogona wzrasta, ponieważ samice wybierają samców nie o określonej wielkości ogona, ale o rozmiarze większym niż przeciętny. Ostatecznie ogon osiąga długość, przy której szkodliwy wpływ na witalność samca równoważy jego atrakcyjność w oczach samic.

Wyjaśniając te hipotezy, staraliśmy się zrozumieć logikę działań samic ptaków. Może się wydawać, że zbyt wiele od nich oczekujemy, że tak skomplikowane obliczenia sprawności są dla nich prawie niemożliwe. W rzeczywistości kobiety nie są bardziej ani mniej logiczne w wyborze mężczyzn, niż we wszystkich innych swoich zachowaniach. Gdy zwierzę odczuwa pragnienie, nie rozumuje, że powinno napić się wody, aby przywrócić równowagę wodno-solną w organizmie – trafia do wodopoju, bo czuje pragnienie. Kiedy pszczoła robotnica użądla drapieżnika atakującego ul, nie przelicza, jak bardzo dzięki temu poświęceniu zwiększa ogólną sprawność swoich sióstr – kieruje się instynktem. Podobnie kobiety, wybierając jasne samce, kierują się instynktem - lubią jasne ogony. Wszyscy, którym instynkt podpowiadał inne zachowanie, nie pozostawili potomstwa. Rozmawialiśmy zatem nie o logice kobiet, ale o logice walki o byt i doboru naturalnego - ślepego i automatycznego procesu, który działając nieustannie z pokolenia na pokolenie, uformował całą niesamowitą różnorodność kształtów, kolorów i instynktów, które obserwujemy w świecie żywej przyrody.

1. Porównaj formy selekcji i podkreśl podobieństwa i różnice między nimi.

2.Podaj przykłady różnych form doboru w przyrodzie.

3. Czy prawdą jest, że w zmieniających się warunkach środowiskowych działa jedynie selekcja napędzająca, a w niezmiennych warunkach środowiskowych jedynie selekcja stabilizująca?

4. W jakich przypadkach selekcja prowadzi do zmniejszenia zmienności genetycznej populacji, a w jakich do jej akumulacji?

5.Podaj przykłady dymorfizmu płciowego u zwierząt i spróbuj wyjaśnić ich ewolucję wykorzystując mechanizmy popędu i doboru płciowego.

Sytuacja lub możesz działać losowo. Wystarczy stworzyć szeroki zasięg zróżnicowane jednostki - i ostatecznie przetrwają najsilniejsi.

Najpierw pojawia się jednostka z nowymi, całkowicie losowymi właściwościami
Po jest lub nie jest w stanie pozostawić potomstwa, w zależności od tych właściwości
Wreszcie, jeśli wynik poprzedniego etapu będzie pozytywny, wówczas pozostawia potomstwo, a jej potomkowie dziedziczą nowo nabyte majątki

Obecnie nieco naiwne poglądy samego Darwina zostały częściowo przerobione. Zatem Darwin wyobrażał sobie, że zmiany powinny zachodzić bardzo płynnie, a spektrum zmienności powinno być ciągłe. Dziś jednak mechanizmy doboru naturalnego wyjaśnia się za pomocą genetyki, co wnosi pewną oryginalność do tego obrazu. Mutacje w genach, które działają na pierwszym etapie procesu opisanego powyżej, są zasadniczo dyskretne. Jasne jest jednak, że podstawowa istota idei Darwina pozostaje niezmieniona.

Formy doboru naturalnego

Wybór jazdy

Dobór kierujący jest formą doboru naturalnego, gdy warunki środowiskowe przyczyniają się do określonego kierunku zmian dowolnej cechy lub grupy cech. Jednocześnie inne możliwości zmiany cechy podlegają selekcji negatywnej. W rezultacie w populacji z pokolenia na pokolenie następuje przesunięcie średniej wartości cechy w określonym kierunku. W tym przypadku presja selekcji sterującej musi odpowiadać możliwościom adaptacyjnym populacji i tempu zmian mutacyjnych (w przeciwnym razie presja środowiska może doprowadzić do wyginięcia).

Współczesnym przypadkiem selekcji kierującej jest „przemysłowy melanizm angielskich motyli”. „Melanizm przemysłowy” jest ostry wzrost odsetek osobników melanistycznych (ciemnych) w populacjach motyli żyjących na obszarach przemysłowych. Na skutek wpływów przemysłowych pnie drzew znacznie pociemniały, wymarły także jasne porosty, dlatego jasne motyle stały się lepiej widoczne dla ptaków, a ciemne mniej. W XX wieku na wielu obszarach odsetek motyli ciemnych osiągnął 95%, a pierwszego motyla ciemnego (Morfa carbonaria) złowiono w 1848 r.

Wybór jazdy następuje, gdy otoczenie zmienia się lub dostosowuje do nowych warunków, gdy zasięg się zwiększa. Zachowuje dziedziczne zmiany w określonym kierunku, odpowiednio zmieniając szybkość reakcji. Na przykład podczas rozwoju gleby jako siedliska różnych niepowiązanych ze sobą grup zwierząt kończyny zamieniły się w kończyny kopiące.

Stabilizacja selekcji

Stabilizacja selekcji- forma doboru naturalnego, w której działanie skierowane jest przeciwko osobnikom o skrajnych odchyleniach od normy przeciętnej, na rzecz osobników o przeciętnym wyrazie cechy.

Wybór zakłócający

Wybór zakłócający- forma doboru naturalnego, w której warunki faworyzują dwa lub więcej skrajnych wariantów (kierunków) zmienności, ale nie faworyzują pośredniego, przeciętnego stanu cechy. W rezultacie z jednej pierwotnej może powstać kilka nowych form. Selekcja zakłócająca przyczynia się do powstania i utrzymania polimorfizmu populacji, a w niektórych przypadkach może powodować specjację.

Jedną z możliwych sytuacji w przyrodzie, w której wchodzi w grę dobór destrukcyjny, jest sytuacja, gdy populacja polimorficzna zajmuje heterogeniczne siedlisko. W której różne kształty dostosować się do różnych nisz lub subnisz ekologicznych.

Przykładem selekcji zakłócającej jest powstawanie dwóch ras grzechotników łąkowych na łąkach kośnych. W normalne warunki Okresy kwitnienia i dojrzewania nasion tej rośliny trwają przez całe lato. Natomiast na łąkach kośnych nasiona produkują głównie te rośliny, które potrafią zakwitnąć i dojrzeć albo przed okresem koszenia, albo zakwitną pod koniec lata, po koszeniu. W rezultacie powstają dwie rasy grzechotki - wczesne i późne kwitnienie.

Selekcję zakłócającą przeprowadzono sztucznie w eksperymentach z Drosophila. Selekcji dokonano na podstawie liczby włosków, wzięto pod uwagę jedynie osobniki z małą i dużą liczbą włosków. W rezultacie od około 30. pokolenia obie linie bardzo się rozeszły, mimo że muchy nadal krzyżowały się ze sobą, wymieniając geny. W szeregu innych eksperymentów (z roślinami) zapobiegnięto intensywnemu krzyżowaniu skuteczne działanie selekcja zakłócająca.

Wybór cięcia

Wybór cięcia- forma doboru naturalnego. Jego działanie jest przeciwieństwem selekcji pozytywnej. Eliminacja selekcji eliminuje z populacji zdecydowaną większość osobników posiadających cechy znacznie zmniejszające żywotność w danych warunkach środowiskowych. Za pomocą selekcji selekcyjnej usuwa się z populacji wysoce szkodliwe allele. Również osoby z rearanżacjami chromosomowymi i zestawem chromosomów, które ostro zakłócają normalne funkcjonowanie aparatu genetycznego, mogą zostać poddane selekcji cięcia.

Pozytywna selekcja

Pozytywna selekcja- forma doboru naturalnego. Jego działanie jest przeciwieństwem selekcji cięcia. Selekcja pozytywna zwiększa liczbę osobników w populacji, które mają tę cechę przydatne znaki, zwiększając żywotność gatunku jako całości. Za pomocą selekcji pozytywnej i selekcji cięć gatunki ulegają zmianie (i nie tylko poprzez niszczenie niepotrzebnych osobników, wtedy wszelki rozwój powinien się zatrzymać, ale tak się nie dzieje).

Przykłady selekcji pozytywnej obejmują: wypchanego archaeopteryksa można wykorzystać jako szybowiec, ale wypchanej jaskółki lub mewy nie. Ale pierwsze ptaki latały lepiej niż Archaeopteryx. Innym przykładem selekcji pozytywnej jest pojawienie się drapieżników, które pod względem „zdolności umysłowych” przewyższają wiele innych stałocieplnych zwierząt. Lub pojawienie się gadów, takich jak krokodyle, które mają czterokomorowe serce i mogą żyć zarówno na lądzie, jak i w wodzie.

Poszczególne kierunki doboru naturalnego

Przetrwanie gatunków i populacji najlepiej przystosowanych do swojego środowiska, np. tych, które mają skrzela w wodzie, ponieważ sprawność fizyczna wygrywa walkę o przetrwanie.
Przetrwanie fizycznie zdrowych organizmów.
Przetrwanie najsilniejszych fizycznie organizmów, ponieważ fizyczna rywalizacja o zasoby jest integralną częścią życia. Jest to ważne w walce wewnątrzgatunkowej.
Przetrwanie organizmów odnoszących największe sukcesy seksualne, ponieważ rozmnażanie płciowe jest dominującą metodą reprodukcji. W w tym przypadku wchodzi w grę dobór płciowy.

Jednak wszystkie te przypadki są wyjątkowe i najważniejsze pozostaje pomyślne zachowanie w czasie. Dlatego czasami te wskazówki są naruszane, aby osiągnąć główny cel.

Rola doboru naturalnego w ewolucji

Darwin długo wahał się z publikacją swojej teorii, ponieważ... Widziałem problem z mrówkami, który można wyjaśnić jedynie z punktu widzenia genetyki.

Zobacz też

Spinki do mankietów

„Problemy makroewolucji” - strona internetowa paleontologa A.V. Markowa
„Formy doboru naturalnego” – artykuł dobry słynne przykłady: kolor motyli, odporność człowieka na malarię itp.
„Ewolucja oparta na wzorcach” – artykuł o tym, czy rola mutacji w procesie ewolucji jest duża, czy też pewne cechy istnieją z góry, a następnie rozwijają się pod wpływem napędzającej selekcji

Biologia ewolucyjna
Mechanizmy i procesy	Adaptacja Specjacja Dryf genetyczny Naturalna selekcja Zmienność dziedziczności Mikroewolucja Makroewolucja Mutacje Transfer genów
Pojawienie się życia	Ewolucja chemiczna Hipoteza świata RNA Ewolucja biologiczna
Historia nauczania ewolucyjnego