На головну

Природний відбір

  1. V2: Методи відбору та типи схрещувань
  2. У приміщенні або зовні? Природний або пофарбований фон?
  3. Види випробування, способи відбору проб.
  4. ПИТАННЯ N 92. Професійний відбір - це
  5. Генет теор їсть відбору теор їсть отб
  6. Генетичні параметри відбору
  7. Гидрокрани моделі 403ОП отримує привід від: Насос, встановленого на коробці відбору потужності

- Процес, що приводить до виживання і переважного розмноження більш пристосованих до даних умов середовища особин, що володіють корисними спадковими ознаками. Відповідно до теорії Дарвіна і сучасної синтетичної теорією еволюції, основним матеріалом для природного добору служать випадкові спадкові зміни - мутації і їх комбінації.

При відсутності статевого процесу природний відбір призводить до збільшення частки даного генотипу в наступному поколінні. Однак природний відбір «сліпий» в тому сенсі, що він «оцінює" не генотипи, а фенотип, і переважна передача наступному поколінню генів особини, що володіє корисними ознаками, відбувається незалежно від того, чи є ці ознаки успадкованими.

Вищі форми природного відбору

^ 1. Статевий відбір - Форма природного відбору, заснована на суперництві особин однієї статі за парування з особинами протилежної статі. При цьому пристосованість генотипу (фенотипу) оцінюється не по його виживання, а по його участі в розмноженні.

Зазвичай напрямок статевого відбору не залежить від виживання. Але абсолютно випадково (!) Фенотип і генотипи з найбільшою пристосованістю можуть користуватися найбільшим успіхом при розмноженні, і навпаки, гено / фенотип з найменшою виживанням можуть залишати більше потомства (напр., Носії сверхстімула). У першому випадку при наявності дизруптивного відбору можливий розпад вихідної популяції на дві і більше субпопуляції. У другому випадку загальна пристосованість популяції може знизитися настільки, що це призведе до її загибелі.

В результаті статевого відбору або за його участі у багатьох видів тварин в процесі еволюції виникли і розвинулися вторинні статеві ознаки. При наявності відмінностей між чоловічими і жіночими особинами раздельнополих видів виникає статевий диморфізм. Статевий диморфізм служить для впізнання статевої приналежності особин в межах виду, а при спільному співіснування безлічі близьких видів сприяє пізнанню особин свого виду, що підвищує ступінь міжвидової ізоляції.

Концепція статевого відбору, пояснює походження багатьох ознак, які, на перший погляд, є марними або навіть шкідливими і для особи, і для виду. До таких ознак належать: сильна розгалуженість рогів у оленів, послабляє їх значення як органів захисту або нападу, довгий важкий хвіст у самців деяких птахів під час шлюбного періоду.

Статевий відбір є прогресивною формою відбору, оскільки «боротьба» між самцями не ставить питання про виживання, про боротьбу за умови, необхідні для життя (їжа, життєвий простір і т. Д.). Отже, статевий відбір не вимагає загибелі «переможених»: «переможені», як правило, виживають і можуть бути навіть більш довговічними, ніж переможці, а в наступний сезон парування можуть виявитися «переможцями».

Статевий відбір зіграв значну роль в еволюції людини. Основи концепції статевого відбору розроблені Ч. Дарвіном (Походження людини і статевий відбір, 1871).

^ 2. Частотно-залежний відбір - Форма відбору, обумовлена ??залежністю пристосованості гено / фенотипу від його частоти в популяції. Наприклад, генотип аааа володіє пристосованістю (виживанням) W = 0,7 в «екологічному вакуумі», але при збільшенні кількості особин з генотипом аааа між ними виникає внутрішньовидова конкуренція, і величина W знижується.

^ 3. Відбір родичів (kin-selection) - Відбір в колоніях, родинах і надмалих популяціях. Призводить до накопичення альтруїстичних ознак (альтруїзм - самопожертва).

Якщо в родині з'являється "аллель альтруїзму" (насправді, альтруїзм обумовлений складними генетичними комплексами), то він буде в наявності у половини родичів. Носій цього алеля, дбаючи про онуків або племінників, сприяє їх виживанню і накопичення "алелі альтруїзму" у наступних поколіннях.

У вищій формі альтруїзм проявляється у громадських перетинчастокрилих (бджоли, мурашки), оскільки у цих комах сестри ближчі родичі, ніж мати і дочки. Цей ефект обумовлений гаплоидное самців - все сестри несуть половину абсолютно однакових алелей.

Відбір родичів зіграв значну роль в еволюції людини, поряд з статевим відбором.

^ 4. К-відбір і r-добір.

К-відбір - Відбір на ефективність - характеризується наступними результатами: зменшення числа нащадків, повільний розвиток, пізніше розмноження, тривалий репродуктивний період.

К-відбір протікає в насичених спільнотах. Цьому типу відбору сприяє висока виживаність-пристосованість, "надлишок" особин, гостра конкуренція.

r-добір - Відбір на плодючість - характеризується наступними результатами: збільшення числа нащадків, швидкий розвиток, раннє розмноження, одноразове розмноження.

r-добір протікає в екологічному вакуумі. Цьому типу відбору сприяє низька виживаність, "недолік" особин по відношенню до ємності ніші, пасивне змагання.

^ 5. дестабілізуючий відбір. Це відбір на руйнування історично сформованих адаптивних комплексів. Теорію дестабілізуючого відбору розробив акад. Д. К. Бєляєв, який вивчав генетичні аспекти доместикації лисиць. Не виключено, що дестабілізуючий відбір діє і в природі при зміні адаптивних зон.

Потрібно відзначити, що в природних популяціях перераховані форми відбору практично не зустрічаються в чистому вигляді. Зазвичай спостерігається складна взаємодія форм відбору.

^ Механізм природного відбору

Думка про те, що види можуть змінюватися під дією відбору, неодноразово висловлювали різні вчені починаючи з античних часів, в тому числі деякі англійські автори початку XIX століття. Однак широке визнання концепція природного відбору отримала після того, як в 1858 році англійські вчені Чарльз Дарвін і Альфред Уоллес виклали в своїх статтях, опублікованих в одному і тому ж номері журналу Journal of the Proceedings of the Linnean Society of London. Zoology, ідею про те, що в живій природі діє механізм, подібний штучний відбір, і особливо після виходу в світ в 1859 році книги Дарвіна «Походження видів». Сенс їх ідеї полягає в тому, що для появи вдалих створінь природи зовсім не обов'язково розуміти і аналізувати ситуацію, а можна діяти навмання. Досить створювати широкий спектр різноманітних особин - і, в кінцевому рахунку, виживуть найбільш пристосовані.

Спочатку з'являється особина з новими, абсолютно випадковими, властивостями

Потім вона виявляється або не надається здатної залишити потомство, в залежності від цих властивостей

Нарешті, якщо результат попереднього етапу виявляється позитивним, то вона залишає потомство і її нащадки успадковують новопридбані властивості

В даний час частково наївні погляди самого Дарвіна виявилися частково перероблені. Так, Дарвін уявляв, що зміни повинні відбуватися дуже плавно, а спектр мінливості є безперервним. Сьогодні, однак, механізми природного відбору пояснюються за допомогою генетики, яка вносить деяку своєрідність в цю картину. Мутації в генах, які працюють на першому етапі описаного вище процесу, є дискретними змінами генотипу. Ясно, однак, що основний сенс ідеї Дарвіна залишився без змін.

[Ред]

^ Форми природного добору

Існують різні класифікації форм відбору. Широко використовується класифікація, заснована на характері впливу форм відбору на мінливість ознаки в популяції.

[Ред]

Рушійною відбір

^ Рушійною відбір - Форма природного відбору, яка діє при направленому зміні умов зовнішнього середовища. Описали Дарвін і Уоллес. В цьому випадку особини з ознаками, які відхиляються в певну сторону від середнього значення, отримують переваги. При цьому інші варіації ознаки (його відхилення в протилежну сторону від середнього значення) піддаються негативному відбору. В результаті в популяції з покоління до покоління відбувається зсув середньої величини ознаки в певному напрямку. При цьому тиск рушійного відбору повинно відповідати пристосувальним можливостям популяції і швидкості мутаційних змін (в іншому випадку тиск середовища може призвести до вимирання).

Прикладом дії рушійного відбору є «індустріальний меланизм» у комах. «Індустріальний меланизм» являє собою різке підвищення частки меланистических (мають темне забарвлення) особин в тих популяціях комах (наприклад, метеликів), які мешкають в промислових районах. Через промислового впливу стовбури дерев значно потемніли, а також загинули світлі лишайники, через що світлі метелики стали краще видно для птахів, а темні - гірше. У XX столітті в ряді районів частка темнофарбовані метеликів в деяких добре вивчених популяціях березового п'ядуна в Англії досягла 95%, в той час як вперше темна метелик (morfa carbonaria) була виловлені в 1848 році.

Рушійною відбір здійснюється при зміні навколишнього середовища або пристосуванні до нових умов при розширенні ареалу. Він зберігає спадкові зміни в певному напрямку, переміщаючи відповідно і норму реакції. Наприклад, при освоєнні грунту як середовища існування у різних неспоріднених груп тварин кінцівки перетворилися в риє.

[Ред]

стабілізуючий відбір

^ Стабілізуючий відбір - Форма природного відбору, при якій його дія спрямована проти особин, що мають крайні відхилення від середньої норми, на користь особин з середньою вираженістю ознаки. Поняття стабілізуючого відбору ввів в науку і проаналізував І. І. Шмальгаузен.

Описано безліч прикладів дії стабілізується відбору в природі. Наприклад, на перший погляд здається, що найбільший внесок у генофонд наступного покоління повинні вносити особини з максимальною плодовитістю. Однак спостереження над природними популяціями птахів і ссавців показують, що це не так. Чим більше пташенят або дитинчат в гнізді, тим важче їх вигодувати, тим кожен з них менший і слабший. В результаті найбільш пристосованими виявляються особини з середньою плодючістю.

Відбір на користь середніх значень був виявлений по безлічі ознак. У ссавців новонароджені з дуже низьким і дуже високим вагою частіше гинуть при народженні або в перші тижні життя, ніж новонароджені з середньою вагою. Облік розміру крил у горобців, які загинули після бурі в 50-х роках під Ленінградом, показав, що більшість з них мали занадто маленькі або занадто великі крила. І в цьому випадку найбільш пристосованими виявилися середні особини.

[Ред]

дизруптивний відбір

дизруптивний(Розриває) відбір - форма природного відбору, при якому умови сприяють двом або декільком крайніх варіантів (напрямками) мінливості, але не сприяють проміжного, середнього стану ознаки. В результаті може з'явитися кілька нових форм з однієї вихідної. Дарвін описував дію дизруптивного відбору, вважаючи, що він лежить в основі дивергенції, хоча і не міг привести доказів його існування в природі. Дизруптивний відбір сприяє виникненню і підтримці поліморфізму популяцій, а в деяких випадках може служити причиною видоутворення.

Одна з можливих в природі ситуацій, в якій вступає в дію дизруптивний відбір, - коли поліморфна популяція займає неоднорідне місцепроживання. При цьому різні форми пристосовуються до різних екологічних нішах або субнішам.

Прикладом дизруптивного відбору є утворення двох рас у погремка великого на сінокісних лугах. У нормальних умовах терміни цвітіння і дозрівання насіння у цієї рослини покривають все літо. Але на сінокісних лугах насіння дають переважно ті рослини, які встигають отцвесті і дозріти або до періоду косовиці, або цвітуть наприкінці літа, після покосу. В результаті утворюються дві раси погремка - ранньо-та позднецветущих.

Дизруптивний відбір здійснювався штучно в експериментах з дрозофилами. Відбір проводився за кількістю щетинок, залишались тільки особини з малим і великим кількістю щетинок. В результаті приблизно з 30-го покоління дві лінії розійшлися дуже сильно, незважаючи на те, що мухи продовжували схрещуватися між собою, здійснюючи обмін генами. У ряді інших експериментів (з рослинами) інтенсивне схрещування перешкоджало ефективному дії дизруптивного відбору.

[Ред]

статевий відбір

Виживання організмів є важливим, але не єдиним компонентом природного відбору. Іншим найважливішим компонентом є привабливість для осіб протилежної статі. Дарвін назвав це явище статевим відбором. «Ця форма відбору визначається не боротьбою за існування у відносинах органічних істот між собою або з зовнішніми умовами, але суперництвом між особинами однієї статі, зазвичай самцями, за володіння особами протилежної статі». Статевий відбір - це природний відбір на успіх в розмноженні. Ознаки, які знижують життєздатність їх носіїв, можуть виникати і поширюватися, якщо переваги, які вони дають у успіху розмноження, значно вище, ніж їх недоліки для виживання. Було запропоновано дві основні гіпотези про механізми статевого відбору. Відповідно до гіпотези «хороших генів» самка «міркує» наступним чином: «Якщо цей самець, незважаючи на його яскраве оперення і довгий хвіст, якимось чином примудрився не загинути в лапах хижака і дожити до зрілого віку, то, отже, він має гарні генами, які дозволили йому це зробити. Значить, його варто вибрати в якості батька для своїх дітей: він передасть їм свої хороші гени ». Вибираючи яскравих самців, самки вибирають хороші гени для своїх нащадків. Відповідно до гіпотези «привабливих синів» логіка вибору самок дещо інша. Якщо яскраві самці, по яким би то не було причин, є привабливими для самок, то варто вибирати яскравого батька для своїх майбутніх синів, тому що його сини успадкують гени яскравого забарвлення і будуть привабливими для самок в наступному поколінні. Таким чином, виникає позитивний зворотний зв'язок, яка призводить до того, що з покоління в покоління яскравість оперення самців все більш і більш посилюється. Процес йде по наростаючій до тих пір, поки не досягне межі життєздатності. У виборі самців самки не більше і не менше логічні, ніж в усьому іншому їх поведінці. Коли тварина відчуває спрагу, воно не міркує, що йому слід попити води, для того щоб відновити водно-сольовий баланс в організмі - воно йде на водопій, тому що відчуває спрагу. Точно так само і самки, вибираючи яскравих самців, слідують своїм інстинктами - їм подобаються яскраві хвости. Всі ті, кому інстинкт підказував інша поведінка, всі вони не залишили потомства. Таким чином, ми обговорювали не логіку самок, а логіку боротьби за існування і природного відбору - сліпого і автоматичного процесу, який, діючи постійно з покоління в покоління, сформував все те дивовижне розмаїття форм, забарвлень і інстинктів, яке ми спостерігаємо в світі живої природи .

[Ред]

Позитивний і негативний відбір

[Ред]

позитивний відбір

Позитивний відбір - форма природного відбору. Його дія протилежна відсікає відбору. Позитивний відбір збільшує в популяції число особин, що володіють корисними ознаками, що підвищують життєздатність виду в цілому.

[Ред]

Відсікаючий (негативний) відбір

Відсікаючий відбір - форма природного відбору. Його дія протилежна позитивного відбору. Відсікаючий відбір вибраковує з популяції переважна більшість особин, що несуть ознаки, що різко знижують життєздатність за даних умов середовища. За допомогою відсікаючого відбору з популяції віддаляються сильно шкідливі алелі. Також відсікає відбору можуть піддаватися особи з хромосомними перебудовами і набором хромосом, різко порушують нормальну роботу генетичного апарату.

[Ред]

^ Приватні напрямки природного відбору

Виживання найбільш пристосованих до умов існування видів і популяцій, наприклад видів, що володіють зябрами в воді, оскільки пристосованість дозволяє вигравати боротьбу за виживання.

Виживання фізично здорових організмів.

Виживання фізично найсильніших організмів, оскільки фізична боротьба за ресурси є невід'ємною частиною життя. Має значення у внутрішньовидової боротьби.

Виживання найбільш сексуально успішних організмів, оскільки статеве розмноження є домінуючим способом розмноження. В даному випадку в справу вступає статевий відбір.

Однак всі ці випадки є приватними, а головним залишається успішне збереження в часі. Тому іноді ці напрямки порушуються заради проходження головної мети.

[Ред]

Роль природного добору в еволюції

Чарлз Дарвін вважав природний відбір основоположним фактором еволюції живого (селекціонізм в біології). Накопичення в кінці XIX - початку XX століття відомостей з генетики, зокрема виявлення дискретного характеру успадкування фенотипічних ознак, підштовхнуло багатьох дослідників до перегляду зазначеної тези Дарвіна: в якості надзвичайно важливих факторів еволюції стали розглядатися мутації генотипу (Мутационізм Гуго де Фріза, Сальтаціонізм Ріхарда Гольдшмітда і ін.). З іншого боку, відкриття відомих кореляцій серед ознак споріднених видів (закон гомологічних рядів) Н. І. Вавилова призвело до формулювання гіпотез про еволюцію на основі закономірностей, а не випадкової мінливості (номогенез Л. С. Берга, батмогенез Едварда Дрінкер Копа та інших) . У 1920-1940-і роки в еволюційної біології інтерес до селекціоністскім теоріям відродився завдяки синтезу класичної генетики і теорії природного відбору. Розроблена в результаті цього синтетична теорія еволюції, часто звана неодарвінізмом, спирається на кількісний аналіз частоти алелей в популяціях, що змінюється під впливом природного відбору. Проте, відкриття останніх десятиліть в різних областях наукового знання - від молекулярної біології з її теорією нейтральних мутацій Мото Кімури і палеонтології з її теорією переривчастого рівноваги Стівена Джея Гоулда і Найлз Елдріджа (в якій вид розуміється як щодо статична фаза еволюційного процесу) до математики з її теорією біфуркацій і фазових переходів - свідчать про недостатність класичної синтетичної теорії еволюції для адекватного опису всіх аспектів біологічної еволюції. Дискусія про роль різних факторів в еволюції триває і сьогодні, і еволюційна біологія підійшла до необхідності свого чергового, третього синтезу.

[Ред]

Цікаві факти

Дарвін довго не наважувався оприлюднити свою теорію, так як бачив проблему мурах, яку можна було пояснити тільки з позицій генетики



Спадкові зміни - мутації | статевий відбір

еволюція | Гіпотези про виникнення життя | Теорія Опаріна-Холдейна | Основна стаття: Самозародження | Теорія стаціонарного стану | Синтетична теорія еволюції, її сутність, основні положення | морфологічні докази | рудименти | атавізми | ембріологічнідокази |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати