Пример за стабилизиращ подбор и задвижващ подбор. Примери за действие на стабилизираща селекция

Естественият подбор е движещата сила зад еволюцията. Механизъм за избор. Форми на селекция в популациите (I.I. Shmalgauzen).

Естествен подбор- процесът, при който броят на индивидите с максимална годност (най-благоприятните черти) се увеличава в популацията, докато броят на индивидите с неблагоприятни черти намалява. В светлината на съвременната синтетична теория на еволюцията естественият отбор се счита за основна причина за развитието на адаптациите, видообразуването и произхода на надвидовите таксони. Естественият подбор е единствената известна причина за адаптациите, но не и единствената причина за еволюцията. Неадаптивните причини включват генетичен дрейф, генен поток и мутации.

Терминът "естествен подбор" е популяризиран от Чарлз Дарвин, сравнявайки този процес с изкуствения подбор, чиято съвременна форма е подборът. Идеята за сравняване на изкуствения и естествения подбор е, че в природата се извършва и подборът на най-„успешните“, „най-добрите“ организми, но в този случай не човек действа като „оценител“ на полезността на имотите, но околната среда. Освен това материалът както за естествения, така и за изкуствения подбор са малки наследствени изменения, които се натрупват от поколение на поколение.

Механизъм на естествения подбор

В процеса на естествен подбор се фиксират мутации, които повишават годността на организмите. Естественият подбор често се нарича "очевиден" механизъм, тъй като следва от прости факти като:

Организмите произвеждат повече потомство, отколкото могат да оцелеят;

В популацията на тези организми има наследствена изменчивост;

Организмите, които имат различни генетични черти, имат различна степен на оцеляване и способност за възпроизвеждане.

Такива условия създават конкуренция между организмите за оцеляване и размножаване и са минимално необходимите условия за еволюция чрез естествен подбор. По този начин организмите с наследени черти, които им дават конкурентно предимство, са по-склонни да ги предадат на потомството си, отколкото организми с наследени черти, които не го правят.

Централната концепция на концепцията за естествения подбор е годността на организмите. Пригодността се определя като способността на организма да оцелява и да се възпроизвежда, което определя размера на неговия генетичен принос към следващото поколение. Основното при определяне на годността обаче не е общият брой на потомството, а броят на потомството с даден генотип (относителна годност). Например, ако потомството на успешен и бързо възпроизвеждащ се организъм е слабо и не се възпроизвежда добре, тогава генетичният принос и съответно годността на този организъм ще бъде ниска.

Ако някой алел повишава годността на даден организъм повече от другите алели на този ген, тогава с всяко поколение делът на този алел в популацията ще нараства. Тоест, селекцията се извършва в полза на този алел. И обратното, за по-малко полезни или вредни алели техният дял в популациите ще намалее, тоест селекцията ще действа срещу тези алели. Важно е да се отбележи, че влиянието на определени алели върху годността на организма не е постоянно - когато условията на околната среда се променят, вредните или неутралните алели могат да станат полезни, а полезните могат да станат вредни.

Естественият подбор за черти, които могат да варират в определен диапазон от стойности (като размера на организма), може да бъде разделен на три типа:

Насочена селекция- промени в средната стойност на признака във времето, например увеличаване на размера на тялото;

Разрушителен подбор- селекция за екстремни стойности на чертата и спрямо средните стойности, например големи и малки размери на тялото;

Стабилизираща селекция- селекция срещу екстремни стойности на признака, което води до намаляване на дисперсията на признака.

Специален случай на естествения подбор е полов подбор, чийто субстрат е всяка черта, която увеличава успеха на чифтосването чрез увеличаване на привлекателността на индивида за потенциални партньори. Чертите, които са еволюирали чрез полов подбор, са особено очевидни при мъжете на определени животински видове. Такива черти като големи рога, ярко оцветяване, от една страна, могат да привлекат хищници и да намалят процента на оцеляване на мъжете, а от друга страна, това се балансира от репродуктивния успех на мъжките със сходни изразени черти.

Селекцията може да действа на различни нива на организация като гени, клетки, отделни организми, групи организми и видове. Освен това селекцията може да действа едновременно на различни нива. Подборът на нива над индивида, като групов подбор, може да доведе до сътрудничество.

Форми на естествен подбор

Съществуват различни класификации на формите на подбор. Широко се използва класификация, основана на естеството на влиянието на селекционните форми върху изменчивостта на даден признак в популацията.

избор на шофиране- форма на естествен подбор, която действа под насоченипроменящите се условия на околната среда. Описан от Дарвин и Уолъс. В този случай лица с черти, които се отклоняват в определена посока от средната стойност, получават предимства. В същото време други вариации на признака (отклоненията му в обратна посока от средната стойност) са подложени на отрицателна селекция. В резултат на това в популацията от поколение на поколение се наблюдава изместване на средната стойност на признака в определена посока. В същото време натискът на задвижващата селекция трябва да съответства на адаптивните способности на популацията и скоростта на мутационни промени (в противен случай натискът от околната среда може да доведе до изчезване).

Класически пример за подбор на мотиви е еволюцията на цвета при брезовия молец. Цветът на крилата на тази пеперуда имитира цвета на кората на дърветата, покрити с лишеи, върху които прекарва дневните часове. Очевидно такова защитно оцветяване се е формирало в продължение на много поколения предишна еволюция. С началото на индустриалната революция в Англия обаче това устройство започва да губи значението си. Замърсяването на атмосферата доведе до масова смърт на лишеи и потъмняване на стволовете на дърветата. Светлите пеперуди на тъмен фон станаха лесно видими за птиците. От средата на 19 век в популациите на брезовия молец започват да се появяват мутантни тъмни (меланистични) форми на пеперуди. Честотата им нараства бързо. До края на 19-ти век някои градски популации на молец са почти изцяло съставени от тъмни форми, докато светлите форми все още преобладават в селските популации. Това явление е наречено индустриален меланизъм. Учените са установили, че в замърсените райони птиците са по-склонни да ядат светли форми, а в чисти райони - тъмни. Налагането на ограничения върху атмосферното замърсяване през 50-те години на миналия век накара естествения подбор отново да промени посоката си и честотата на тъмните форми в градското население започна да намалява. Те са почти толкова редки днес, колкото са били преди индустриалната революция.

Изборът на задвижване се извършва, когато околната среда се промени или се адаптира към нови условия с разширяването на обхвата. Той запазва наследствените промени в определена посока, като съответно измества скоростта на реакцията. Например, по време на развитието на почвата като местообитание за различни несвързани групи животни, крайниците се превърнаха в ровещи.

Стабилизираща селекция- форма на естествен подбор, при която действието му е насочено срещу индивиди с екстремни отклонения от средната норма, в полза на индивиди със средна изразеност на признака. Концепцията за стабилизираща селекция е въведена в науката и анализирана от I. I. Shmalgauzen.

Описани са много примери за действие на стабилизиращ подбор в природата. Например, на пръв поглед изглежда, че индивидите с максимална плодовитост трябва да имат най-голям принос към генофонда на следващото поколение. Наблюденията на естествените популации на птици и бозайници обаче показват, че това не е така. Колкото повече пилета или малки са в гнездото, толкова по-трудно е да ги нахраните, толкова по-малко и по-слабо е всяко от тях. В резултат на това индивидите със средна плодовитост се оказват най-адаптирани.

Селекция в полза на средните е установена за различни черти. При бозайниците новородените с много ниско и много високо тегло са по-склонни да умрат при раждането или през първите седмици от живота, отколкото новородените със средно тегло. Отчитането на размера на крилете на врабчетата, загинали след буря през 50-те години близо до Ленинград, показва, че повечето от тях са имали твърде малки или твърде големи крила. И в този случай средните индивиди се оказаха най-адаптирани.

Най-известният пример за такъв полиморфизъм е сърповидно-клетъчната анемия. Това тежко кръвно заболяване се среща при хора, хомозиготни за мутирал хемоглобинов алел ( Hb С) и води до тяхната смърт в ранна възраст. В повечето човешки популации честотата на този алел е много ниска и приблизително равна на честотата на появата му поради мутации. Въпреки това, това е доста често срещано в райони на света, където маларията е често срещана. Оказа се, че хетерозиготите за Hb Симат по-висока резистентност към малария от хомозиготите за нормалния алел. Благодарение на това, хетерозиготността за този летален алел в хомозигота се създава и стабилно се поддържа в популации, обитаващи райони с малария.

Стабилизиращата селекция е механизъм за натрупване на променливост в естествените популации. Изключителният учен I. I. Shmalgauzen беше първият, който обърна внимание на тази характеристика на стабилизиращата селекция. Той показа, че дори при стабилни условия на съществуване нито естественият подбор, нито еволюцията спират. Дори да остане фенотипно непроменена, популацията не спира да се развива. Неговият генетичен състав непрекъснато се променя. Стабилизиращата селекция създава такива генетични системи, които осигуряват формирането на подобни оптимални фенотипове на базата на голямо разнообразие от генотипове. Такива генетични механизми като доминиране, епистаза, комплементарно действие на гени, непълна пенетрантности други средства за прикриване на генетични вариации дължат съществуването си на стабилизиращата селекция.

По този начин стабилизиращият подбор, премахвайки отклоненията от нормата, активно формира генетични механизми, които осигуряват стабилното развитие на организмите и формирането на оптимални фенотипове на базата на различни генотипове. Осигурява стабилно функциониране на организмите в широк диапазон от колебания на външни условия, познати на вида.

Разрушителна (разкъсваща) селекция- форма на естествен подбор, при която условията благоприятстват два или повече крайни варианта (посоки) на изменчивост, но не благоприятстват междинното, средно състояние на признака. В резултат на това от една първоначална може да се появят няколко нови форми. Дарвин описва действието на разрушителния подбор, вярвайки, че той е в основата на дивергенцията, въпреки че не може да предостави доказателства за съществуването му в природата. Разрушителната селекция допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популацията и в някои случаи може да причини видообразуване.

Една от възможните ситуации в природата, при които разрушителната селекция влиза в действие, е когато полиморфна популация заема хетерогенно местообитание. В същото време различните форми се адаптират към различни екологични ниши или подниши.

Образуването на сезонни раси при някои плевели се обяснява с действието на разрушителната селекция. Беше показано, че времето на цъфтеж и узряване на семената при един от видовете такива растения - ливадна дрънкалка - се простира почти през цялото лято, а повечето растения цъфтят и дават плодове в средата на лятото. При сенокосните ливади обаче предимства получават онези растения, които имат време да цъфтят и да дадат семена преди коситбата, и тези, които дават семена в края на лятото, след коситба. В резултат на това се образуват две раси на дрънкане - ранен и късен цъфтеж.

Разрушителната селекция е извършена изкуствено в експерименти с Drosophila. Селекцията се извършва според броя на четинките, като се оставят само индивиди с малък и голям брой четинки. В резултат на това от около 30-то поколение двете линии се разминават много силно, въпреки факта, че мухите продължават да се кръстосват помежду си, като обменят гени. В редица други експерименти (с растения) интензивното кръстосване възпрепятства ефективното действие на разрушителната селекция.

полов подборТова е естествен подбор за успех в размножаването. Оцеляването на организмите е важен, но не единствен компонент на естествения подбор. Друг важен компонент е привлекателността за представителите на противоположния пол. Дарвин нарича това явление полов подбор. „Тази форма на подбор се определя не от борбата за съществуване в отношенията на органичните същества помежду им или с външните условия, а от съперничеството между индивиди от един и същи пол, обикновено мъже, за притежание на индивиди от другия пол. " Черти, които намаляват жизнеспособността на техните носители, могат да се появят и разпространят, ако предимствата, които предоставят при успеха на размножаването, са значително по-големи от техните недостатъци за оцеляване.

Често срещани са две хипотези за механизмите на половия подбор.

Според хипотезата за „добрите гени“ женската „разсъждава“ по следния начин: „Ако този мъж, въпреки яркото си оперение и дългата си опашка, е успял по някакъв начин да не умре в лапите на хищник и да оцелее до пубертета, тогава, следователно, той има добри гени, които му позволяват да го прави. Така че той трябва да бъде избран за баща на децата си: той ще им предаде добрите си гени. Избирайки ярки мъжки, женските избират добри гени за своето потомство.

Според хипотезата за „привлекателните синове“ логиката на женския подбор е малко по-различна. Ако ярките мъже по някаква причина са привлекателни за жените, тогава си струва да изберете ярък баща за бъдещите си синове, защото синовете му ще наследят гените на яркия цвят и ще бъдат привлекателни за жените в следващото поколение. По този начин се получава положителна обратна връзка, което води до факта, че от поколение на поколение яркостта на оперението на мъжките се засилва все повече и повече. Процесът продължава да се увеличава, докато достигне границата на жизнеспособност.

При избора на мъже, жените са не повече и не по-малко логични, отколкото във всяко друго поведение. Когато животното почувства жажда, това не е причина да пие вода, за да възстанови водно-солевия баланс в тялото - то отива към водопоя, защото изпитва жажда. По същия начин женските, избирайки ярки мъжки, следват инстинктите си - харесват ярки опашки. Всички, които инстинктивно са предизвикали различно поведение, всички те не са оставили потомство. Така обсъдихме не логиката на женските, а логиката на борбата за съществуване и естествения подбор - сляп и автоматичен процес, който, действайки постоянно от поколение на поколение, е формирал цялото онова невероятно разнообразие от форми, цветове и инстинкти, които ние наблюдавайте в света на дивата природа.

положителна и отрицателна селекция

Има две форми на естествен подбор: Положителени Изрязване (негатив)селекция.

Положителната селекция увеличава броя на индивидите в популацията, които имат полезни черти, които повишават жизнеспособността на вида като цяло.

Прекъснатата селекция извлича от популацията по-голямата част от индивидите, които носят черти, които рязко намаляват жизнеспособността при дадени условия на околната среда. С помощта на cut-off селекция силно вредните алели се отстраняват от популацията. Също така индивиди с хромозомни пренареждания и набор от хромозоми, които рязко нарушават нормалната работа на генетичния апарат, могат да бъдат подложени на селекция за рязане.

Ролята на естествения подбор в еволюцията

Чарлз Дарвин смята естествения подбор за основна движеща сила на еволюцията; в съвременната синтетична теория на еволюцията той е и основният регулатор на развитието и адаптацията на популациите, механизмът за възникване на видове и надвидови таксони, въпреки че натрупването информация за генетиката в края на 19-ти и началото на 20-ти век, по-специално откриването на дискретно природно наследство на фенотипни черти, накара някои изследователи да отрекат значението на естествения подбор и като алтернатива предложиха концепции, базирани на оценката на фактор на генотипна мутация като изключително важен. Авторите на такива теории постулират не постепенен, а много бърз (в продължение на няколко поколения) спазматичен характер на еволюцията (мутационният подход на Хуго де Врис, салтационизмът на Ричард Голдшмит и други по-малко известни концепции). Откриването на добре известни корелации между признаците на родствените видове (законът за хомоложните серии) от Н. И. Вавилов подтикна някои изследователи да формулират следващите „антидарвинови“ хипотези за еволюцията, като номогенеза, батмогенеза, автогенеза, онтогенеза и др. други. През 20-те и 40-те години на миналия век в еволюционната биология тези, които отхвърлят идеята на Дарвин за еволюция чрез естествен подбор (понякога наричани „селекционистки“ теории, които наблягат на естествения подбор), съживяват интереса към тази теория поради преразглеждането на класическия дарвинизъм в светлината на относително млада наука генетика. Получената синтетична теория на еволюцията, често неправилно наричана неодарвинизъм, разчита, наред с други неща, на количествения анализ на честотите на алелите в популациите, когато те се променят под влиянието на естествения подбор. Има дебати, в които хора с радикален подход, като аргумент срещу синтетичната теория на еволюцията и ролята на естествения подбор, твърдят, че „откритията от последните десетилетия в различни области на научното познание – от молекулярна биология с нейната теория за неутралните мутацииМото Кимура и палеонтология с нейната теория за прекъснатото равновесие Стивън Джей Гулд и Найлс Елдридж (при което изглед разбирана като относително статична фаза на еволюционния процес) до математика с нейната теориябифуркации и фазови преходи- свидетелстват за недостатъчността на класическата синтетична теория на еволюцията за адекватно описание на всички аспекти на биологичната еволюция". Дискусията за ролята на различните фактори в еволюцията започна преди повече от 30 години и продължава и до днес, като понякога се казва, че „еволюционната биология (което има предвид теорията за еволюцията, разбира се) е стигнала до необходимостта от следващото си, трети синтез."

Ситуацията, но можете да действате произволно. Достатъчно е да се създаде широк набор от различни индивиди - и в крайна сметка най-приспособените ще оцелеят.

1. Първоиндивид се появява с нови, напълно произволни свойства
2. Тогаватя е или не е в състояние да остави потомство, в зависимост от тези свойства
3. И накрая, ако резултатът от предишния етап е положителен, тогава тя оставя потомство и нейните потомци наследяват новопридобитите имоти

Понастоящем частично наивните възгледи на самия Дарвин са частично преработени. И така, Дарвин си представя, че промените трябва да се случват много плавно и спектърът на променливостта е непрекъснат. Днес обаче механизмите на естествения подбор се обясняват с помощта на генетиката, което внася известна оригиналност в тази картина. Мутациите в гените, които действат в първия етап от горния процес, са по същество дискретни. Ясно е обаче, че основната същност на идеята на Дарвин е останала непроменена.

Форми на естествен подбор

избор на шофиране

Движещ подбор - форма на естествен подбор, когато условията на околната среда допринасят за определена посока на промяна във всеки признак или група от признаци. В същото време други възможности за промяна на признака са подложени на отрицателна селекция. В резултат на това в една популация от поколение на поколение има изместване на средната стойност на признака в определена посока. В същото време натискът на задвижващата селекция трябва да съответства на адаптивните способности на популацията и скоростта на мутационни промени (в противен случай натискът от околната среда може да доведе до изчезване).

Съвременен случай на подбор на мотиви е "индустриалният меланизъм на английските пеперуди". „Индустриален меланизъм“ е рязко увеличаване на дела на меланистични (с тъмен цвят) индивиди в тези популации на пеперуди, които живеят в индустриални зони. Поради промишленото въздействие стволовете на дърветата потъмняха значително и светлите лишеи също умряха, което направи светлите пеперуди по-видими за птиците, а тъмните - по-лошо. През 20-ти век в редица региони делът на тъмноцветните пеперуди достига 95%, докато за първи път тъмна пеперуда (Morfa carbonaria) е уловена през 1848 г.

Изборът на задвижване се извършва, когато околната среда се промени или се адаптира към нови условия с разширяването на обхвата. Той запазва наследствените промени в определена посока, като съответно измества скоростта на реакцията. Например, при разработването на почвата като местообитание за различни несвързани групи животни, крайниците се превърнаха в ровещи.

Стабилизираща селекция

Стабилизираща селекция- форма на естествен подбор, при която действието е насочено срещу индивиди с екстремни отклонения от средната норма, в полза на индивиди със средна изразеност на признака.

Описани са много примери за действие на стабилизиращ подбор в природата. Например, на пръв поглед изглежда, че индивидите с максимална плодовитост трябва да имат най-голям принос към генофонда на следващото поколение. Наблюденията на естествените популации на птици и бозайници обаче показват, че това не е така. Колкото повече пилета или малки са в гнездото, толкова по-трудно е да ги нахраните, толкова по-малко и по-слабо е всяко от тях. В резултат на това индивидите със средна плодовитост се оказват най-адаптирани.

Селекция в полза на средните е установена за различни черти. При бозайниците новородените с много ниско и много високо тегло са по-склонни да умрат при раждането или през първите седмици от живота, отколкото новородените със средно тегло. Отчитането на размера на крилата на птици, умрели след бурята, показва, че повечето от тях са имали твърде малки или твърде големи крила. И в този случай средните индивиди се оказаха най-адаптирани.

Разрушителен подбор

Разрушителна (разкъсваща) селекция- форма на естествен подбор, при която условията благоприятстват два или повече крайни варианта (посоки) на изменчивост, но не благоприятстват междинното, средно състояние на признака. В резултат на това от една първоначална може да се появят няколко нови форми. Разрушителната селекция допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популацията и в някои случаи може да причини видообразуване.

Една от възможните ситуации в природата, при които разрушителната селекция влиза в действие, е когато полиморфна популация заема хетерогенно местообитание. В същото време различните форми се адаптират към различни екологични ниши или подниши.

Пример за разрушителна селекция е образуването на две раси в ливадната дрънкалка в сенокосни ливади. При нормални условия периодите на цъфтеж и узряване на семената на това растение обхващат цялото лято. Но в сенокосните ливади семената се произвеждат главно от онези растения, които имат време да цъфтят и узреят или преди периода на косене, или цъфтят в края на лятото, след косене. В резултат на това се образуват две раси на таранката - ранен и късноцъфтящ.

Разрушителната селекция е извършена изкуствено в експерименти с Drosophila. Селекцията се извършва според броя на четинките, като се оставят само индивиди с малък и голям брой четинки. В резултат на това от около 30-то поколение двете линии се разминават много силно, въпреки факта, че мухите продължават да се кръстосват помежду си, като обменят гени. В редица други експерименти (с растения) интензивното кръстосване възпрепятства ефективното действие на разрушителната селекция.

Избор на прекъсване

Избор на прекъсванее форма на естествен подбор. Действието му е противоположно на положителната селекция. Прекъснатата селекция извлича от популацията по-голямата част от индивидите, които носят черти, които рязко намаляват жизнеспособността при дадени условия на околната среда. С помощта на cut-off селекция силно вредните алели се отстраняват от популацията. Също така индивиди с хромозомни пренареждания и набор от хромозоми, които рязко нарушават нормалната работа на генетичния апарат, могат да бъдат подложени на селекция за рязане.

положителна селекция

положителна селекцияе форма на естествен подбор. Неговото действие е обратното на избора на клипинг. Положителната селекция увеличава броя на индивидите в популацията, които имат полезни черти, които повишават жизнеспособността на вида като цяло. С помощта на положителна селекция и подбор на рязане се извършва промяна на видовете (а не само чрез унищожаване на ненужни индивиди, тогава всяко развитие трябва да спре, но това не се случва).

Примерите за положителна селекция включват: препариран археоптерикс може да се използва като планер, но препарирана лястовица или чайка не може. Но първите птици летяха по-добре от археоптерикса. Друг пример за положителна селекция е появата на хищници, които превъзхождат много други топлокръвни създания по своите „умствени способности“. Или появата на влечуги като крокодилите, които имат четирикамерно сърце и могат да живеят както на сушата, така и във водата.

Частни направления на естествения подбор

• Оцеляването на най-адаптираните видове и популации, например видове с хриле във водата, тъй като фитнесът ви позволява да спечелите битката за оцеляване.
• Оцеляване на физически здрави организми.
• Оцеляването на физически най-силните организми, тъй като физическата борба за ресурси е неразделна част от живота. Важно е във вътрешновидовата борба.
• Оцеляване на най-сексуално успешните организми, тъй като сексуалното размножаване е доминиращият начин на възпроизвеждане. Тук влиза в действие сексуалният подбор.

Всички тези случаи обаче са частни и основното е успешното запазване във времето. Затова понякога тези указания се нарушават, за да се следва основната цел.

Ролята на естествения подбор в еволюцията

Дарвин дълго време не смееше да публикува своята теория, т.к. Видях проблема с мравките, който можеше да бъде обяснен само от гледна точка на генетиката.

Вижте също

Връзки

• "Проблеми на макроеволюцията" - сайт на палеонтолога А. В. Марков
• "Форми на естествен подбор" - статия с добре известни примери: цветът на пеперудите, устойчивостта на хората към малария и др.
• „Еволюция, основана на модели“ - статия за това дали ролята на мутациите в еволюционния процес е голяма или някои признаци съществуват предварително и след това се развиват под влияние на движещия подбор

еволюционна биология
Механизми и процеси	Адаптация Видообразуване Генетичен дрейф Естествен подборПроменливост на наследствеността Микроеволюция Макроеволюция Мутации Генен трансфер
Възникването на живота	Химическа еволюция РНК световна хипотеза Биологична еволюция
История на еволюционната доктрина

Има три основни форми на естествен подбор - стабилизиращ, движещ се (или насочен) и разрушителен (фрагментиращ). Това разделение е доста условно и често не винаги е възможно да се определи точно към коя от формите принадлежи този конкретен пример за естествен подбор.

Стабилизираща селекцияТя е насочена към поддържане в популациите на средната, предварително установена стойност на черта или свойство. Той работи при относително постоянни (колебащи се в определени граници) условия на околната среда. При стабилизиращ подбор най-типичните индивиди в популацията получават предимство при възпроизводството, докато индивидите, които забележимо се отклоняват от установената норма, се елиминират чрез естествен подбор. Тази форма на селекция е най-често срещаната, но е трудно да се забележи, тъй като в този случай няма промяна в морфологичния облик на организмите в популацията.

шофиране или насочванесе нарича селекция, която допринася за промяна на средната стойност на черта или свойство в популация. Тази форма на подбор възниква, когато условията на съществуване се променят и води до установяване на нова норма, която да замени предишната.

Разрушителен или фрагментиращ избор(disrupt - да се счупи, фрагментира, английски) се нарича селекция, която върви едновременно в полза на няколко опции за избягване срещу индивиди с междинна стойност на чертата. Тази форма на селекция възниква в случаите, когато нито една от групите генотипове не получава решаващо предимство в борбата за съществуване поради разнообразието от условия, срещани едновременно в една област.

еволюционен процес

Еволюционната теория твърди, че всеки биологичен вид целенасочено се развива и променя, за да се адаптира най-добре към околната среда. В процеса на еволюция много видове насекоми и риби придобиха защитно оцветяване, таралежът стана неуязвим благодарение на иглите, а човекът стана собственик на сложна нервна система. Можем да кажем, че еволюцията е процес на оптимизиране на всички живи организми. Нека разгледаме с какви средства природата решава този проблем с оптимизацията.

Основният механизъм на еволюцията е естественият подбор. Същността му се състои в това, че по-адаптираните индивиди имат повече възможности за оцеляване и възпроизвеждане и следователно носят повече потомство от неадаптираните индивиди. В същото време, поради трансфера на генетична информация ( генетично наследство) потомците наследяват от родителите си основните си качества.

За да направим разбираеми принципите на действие на генетичните алгоритми, ще обясним и как са устроени механизмите на генетичното наследство в природата. Всяка клетка на всяко животно съдържа цялата генетична информация за този индивид. Тази информация се записва като набор от много дълги ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) молекули. Всяка ДНК молекула е верига, състояща се от четири вида нуклеотидни молекули, обозначени с A, T, C и G. Всъщност редът на нуклеотидите в ДНК носи информация. Така генетичният код на индивида е просто много дълъг низ от знаци, където се използват само 4 букви. В животинска клетка всяка ДНК молекула е заобиколена от обвивка - тази формация се нарича хромозома.

Всяко вродено качество на индивида (цвят на очите, наследствени заболявания, тип коса и т.н.) е кодирано от определена част от хромозомата, която се нарича ген за това свойство. Например, генът за цвета на очите съдържа информация, кодираща определен цвят на очите. Различните стойности на един ген се наричат ​​негови алели.

Когато животните се размножават, две родителски зародишни клетки се сливат и тяхната ДНК взаимодейства, за да образува ДНК на потомството. Основният начин на взаимодействие е кросоувър (кросоувър, пресичане). При кръстосването ДНК на предците се разделя на две части, след което техните половини се разменят.

При наследяване са възможни мутации поради радиоактивност или други въздействия, в резултат на което някои гени в зародишните клетки на един от родителите могат да се променят. Променените гени се предават на потомството и му придават нови свойства. Ако тези нови свойства са полезни, те вероятно ще се запазят в дадения вид и ще има рязко повишаване на годността на вида.

В началото на 20-ти век, в зората на генетиката, много изследователи отричат ​​ролята на естествения подбор като творчески фактор. Процесът на мутация се смяташе за основна еволюционна сила като единствена причина за появата на нови признаци и свойства на организма. Тъй като мутацията е изключително рядко явление (установено е, че средно един ген от един милион мутира), на естествения подбор е отредена ролята на обикновен "контрольор", който влиза в действие едва след появата на нов генетичен отклонение.

По-нататъшни проучвания обаче показват, че в естествените популации на всеки вид има огромен резерв от генетична променливост за голямо разнообразие от черти. По този начин естественият подбор винаги разполага с огромно количество материал, с който да работи. В лабораторни експерименти беше възможно да се установи, че с помощта на селекция е възможно да се променят почти всички свойства на организма, дори като доминиране или рецесивност на определени черти.

Наистина, единственият източник на "еволюционен материал" (наследствена изменчивост) е процесът на мутация. Но това не отрича творческата роля на естествения подбор: той може да се сравни със скулптор, който създава красиви предмети на изкуството само като отрязва „ненужни“ парчета от мраморен блок.

Форми на естествен подбор

В природата естественият подбор несъмнено действа като единствен фактор, действащ в популациите. Въпреки това, в зависимост от промените в условията на околната среда и взаимодействието на популациите и видовете, не само неговата посока, но и неговите форми могат да се променят. В същото време механизмът на действие на естествения подбор остава непроменен - ​​оцеляването и по-ефективното възпроизвеждане на индивиди, които са най-адаптирани към специфични условия на съществуване. Има няколко вида избор: - каране - стабилизиране - разкъсване.

Шофиране форма на избор.Насърчава промяната в средната стойност на знаците и появата на нови форми.

Видове естествен подбор

Популациите, които са били в стабилни, слабо променящи се условия за достатъчно дълго време, достигат висока степен на адаптивност и могат да останат в равновесно състояние за дълго време, без да претърпят значителни промени в генотипния състав. Промените във външните условия обаче могат бързо да доведат до значителни промени в генотипната структура на популациите.

Ярък пример, който доказва съществуването на движеща форма на естествен подбор, е така нареченият индустриален меланизъм. Причината за увеличаването на честотата на поява на черни пеперуди в индустриалните зони е, че на потъмнелите стволове на дърветата белите пеперуди са станали лесна плячка за птиците, докато черните пеперуди, напротив, са станали по-малко забележими.

Движещата форма на естествения подбор води до утвърждаване на нова норма на реакция на организма, която съответства на променените условия на околната среда. Подборът винаги върви по фенотипове, но наред с фенотипа се подбират и генотиповете, които ги определят.

Стабилизираща форма на селекция. Стабилизиращата форма на селекция е насочена към поддържане на средната стойност на признака, който е установен в популацията. Тъй като във всяка популация винаги има мутационна променливост, тогава индивидите постоянно се появяват със значително отклонение от средната стойност, типична за популацията или вида, и умират.

По време на буря загиват предимно птици с дълги и къси крила, докато птиците със средни крила са по-склонни да оцелеят; Най-голямата смъртност на младите бозайници се наблюдава в семейства, чийто размер е по-голям и по-малък от средната стойност, тъй като това се отразява на условията на хранене и способността да се защитават от врагове.

Счупване на селекцията. Селекцията, която предпочита повече от един фенотипен оптимум и действа срещу междинни форми, се нарича разрушителна или разкъсваща.

Това може да се обясни с примера на появата на гърмящ - ранно цъфтящ и късно цъфтящ. Появата им е резултат от коситба, извършена в средата на лятото, която унищожава растения с междинен период на цъфтеж. В резултат на това една популация се разделя на две субпопулации, които не се припокриват. Хибридите, възникващи между различни форми, нямат достатъчно сходство с негодни за консумация видове и се консумират активно от птици.

Творческата роля на естествения подбор:При различни обстоятелства естественият подбор може да протича с различна интензивност.

Дарвин отбелязва обстоятелствата, благоприятстващи естествения подбор:

Достатъчно висока честота на проява на несигурни наследствени промени;

множеството индивиди от вида, което увеличава вероятността от проява на полезни промени;

Неинбридинг, който увеличава обхвата на променливостта в потомството.

Дарвин отбелязва, че кръстосаното опрашване се случва понякога, дори сред самоопрашващи се растения;

изолиране на група индивиди, предотвратявайки пресичането им с останалата маса от организми от тази популация;

Широкото разпространение на вида, тъй като в същото време, в различни граници на ареала, индивидите се срещат с различни условия и естественият подбор ще върви в различни посоки и ще увеличи вътревидовото разнообразие.

Дата на публикуване: 2015-01-24; Прочетено: 161 | Нарушаване на авторските права на страницата

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 г. (0.001 s) ...

Естественият подбор е в основата на еволюцията. Може да се разглежда като процес, в резултат на който в популациите на живите организми се увеличава броят на по-добре адаптираните към условията на околната среда индивиди.

Докато броят на по-малко адаптираните по една или друга причина индивиди намалява.

Тъй като условията на местообитанията на популациите не са еднакви (някъде условията са стабилни, някъде променливи), има няколко различни форми на естествен подбор.

Обикновено се разграничават три основни форми - това са стабилизиращи, задвижващи и разрушителни селекции.

Естествен подбор

Съществува и полов естествен подбор.

Стабилизираща форма на естествен подбор

Мутациите винаги възникват в популациите на организми, а също така съществува и комбинативна изменчивост. Те водят до появата на индивиди с нови черти или техни комбинации. Въпреки това, ако условията на околната среда останат постоянни и населението вече е добре адаптирано към тях, тогава появилите се нови стойности на черти обикновено стават неуместни.

Индивидите, в които са възникнали, се оказват по-лошо адаптирани към съществуващите условия, губят борбата за съществуване и оставят по-малко потомство. В резултат на това новите черти не се фиксират в популацията, а се премахват от нея.

По този начин стабилизиращата форма на естествения подбор действа при непроменени условия на околната среда и поддържа средните широко разпространени стойности на чертите в популацията.

Пример за стабилизираща селекция е поддържането на плодовитостта на средно ниво при много животни.

Индивидите, които раждат голям брой малки, не могат да ги хранят добре. В резултат на това потомството е слабо и загива в борбата за съществуване.

Индивидите, които раждат малък брой малки, не могат да попълнят популацията с гените си по начина, по който го правят индивидите, които раждат среден брой малки.

Движеща форма на естествен подбор

Движещата форма на естествения подбор започва да действа при променящите се условия на околната среда.Например, с постепенно охлаждане или затопляне, намаляване или увеличаване на влажността, появата на нов хищник, който бавно увеличава числеността си.

Освен това околната среда може да се промени в резултат на разширяването на обхвата на населението.

Трябва да се отбележи, че постепенната промяна на условията е важна за естествения подбор, тъй като появата на нови адаптации в организмите е дълъг процес, който се случва в продължение на много поколения.

Ако условията се променят драматично, тогава популациите от организми обикновено просто измират или се преместват в нови местообитания със същите или подобни условия.

При нови условия някои предишни вредни и неутрални мутации и комбинации от гени могат да се окажат полезни, да увеличат адаптивността на организмите и шансовете им за оцеляване в борбата за съществуване. Следователно такива гени и чертите, определени от тях, ще бъдат фиксирани в популацията.

В резултат на това всяко ново поколение организми все повече ще се отдалечава по някакъв начин от първоначалната популация.

Важно е да се разбере, че с движещата форма на естествения подбор само определена стойност на черта от предишни нерентабилни се оказва полезна, а не всички. Например, ако по-рано са оцелели само индивиди със среден ръст, а големи и малки са умрели, тогава при мотивационен подбор ще бъде по-добре да оцелеят, да речем, индивиди само с малък растеж, а със среден и дори повече индивиди ще се намерят в по-лоши условия и постепенно изчезват от популацията.

Разрушителна форма на естествен подбор

Разрушителната форма на естествен подбор е подобна по своя механизъм на движещата форма. Има обаче съществена разлика. Движещият подбор благоприятства само една стойност на дадена черта, премахвайки от популацията не само средната стойност на тази черта, но и всички останали екстремни. Разрушителната селекция действа само срещу средната стойност на черта, като обикновено благоприятства двете екстремни стойности на черта. Например на острови със силни ветрове насекомите оцеляват без крила (не летят) или с мощни крила (могат да устоят на вятъра, когато летят).

Насекомите със средни крила се пренасят в океана.

Разрушителният естествен подбор води до появата на полиморфизъм в популациите, когато се формират две или повече разновидности на индивиди за даден признак, понякога заемащи малко различни екологични ниши.

полов подбор

При сексуалния подбор индивидите в популациите избират за партньори онези индивиди от противоположния пол, които притежават някаква черта (например ярка опашка, големи рога), която не е пряко свързана с повишено оцеляване или дори вредна за това.

Притежаването на такава черта увеличава шансовете за възпроизводство и следователно фиксирането на техните гени в популацията. Има няколко хипотези за причините за половия подбор.

Движещата сила на еволюцията: какви форми на естествен подбор съществуват

ЕСТЕСТВЕН ПОДБОР. ФОРМИ НА ЕСТЕСТВЕН ОТБОР В ПОПУЛАЦИИТЕ.

Февруари, 11 клас, биология.

РОЛЯТА НА ИЗМЕНЛИВОСТТА И НАСЛЕДСТВЕНОСТТА В ЕВОЛЮЦИОННИЯ ПРОЦЕС.

Еволюция- процесът на историческо развитие на живата природа, основан на променливостта, наследствеността и естествения подбор.

Материал за еволюция- наследствена изменчивост.

наследствена изменчивостса мутации, които могат да възникнат в популациите.

Натрупват се рецесивни мутации, появяват се доминантни. Селекцията, действаща в популациите, отхвърля индивиди с ненужни черти, оставяйки индивиди с полезни черти.

Резултатите от еволюцията- адаптиране на организмите към условията на околната среда, образуване на нови видове и надспецифични таксони.

Придобиването на адаптации от определени групи организми може при определени условия да доведе до образуването на нови видове.

МЕХАНИЗМИ (посоки, пътища) на ЕВОЛЮЦИОННИЯ ПРОЦЕС

Ароморфоза- големи еволюционни промени, водещи до общо усложняване на структурата и функциите на организмите и позволяващи им да заемат принципно нови местообитания или значително да повишат конкурентната способност на организмите в съществуващи местообитания.

Идиоадаптация- частни адаптации, които не променят значително нивото на организация на организмите, постигнато в процеса на еволюцията, но значително улесняват тяхното оцеляване в тези конкретни местообитания.

В този случай може да има опростяване или изчезване на редица органи и тъкани, свързани с нов начин на живот.

биологичен прогрес- това е посока на еволюция, в която се увеличава броят на популациите, подвидовете и се разширява ареалът (хабитатът), докато тази група организми е в състояние на постоянно видообразуване.

биологична регресия- посоката на еволюцията, при която обхватът и броят на организмите намаляват, скоростта на видообразуване се забавя, броят на популациите, подвидовете и видовете намалява.

БОРБА ЗА СЪЩЕСТВУВАНЕ.

ЕСТЕСТВЕН ПОДБОР.

ФОРМИ НА ЕСТЕСТВЕН ОТБОР В ПОПУЛАЦИИТЕ.

Борба за съществуване- набор от взаимоотношения между индивиди от даден вид, с други видове и абиотични фактори на околната среда.

Някои от потомците на организма оцеляват, докато други са обречени на загиване.

Форми на борба за съществуване:

1. Вътрешновидови

2. Полов подбор

3. Междувидови

4. Взаимодействие с абиотични фактори

ИМА ТРИ ОСНОВНИ ФОРМИ НА ЕСТЕСТВЕН ПОДБОР:

1. Стабилизираща селекция -Тя е насочена към поддържане в популациите на средната, предварително установена стойност на черта или свойство. Той работи при относително постоянни (колебащи се в определени граници) условия на околната среда.

При стабилизиращ подбор най-типичните индивиди в популацията получават предимство при възпроизводството, докато индивидите, които забележимо се отклоняват от установената норма, се елиминират чрез естествен подбор. Тази форма на селекция е най-често срещаната, но е трудно да се забележи, тъй като в този случай няма промяна в морфологичния облик на организмите в популацията.

Насочван или насочван подбордопринася за промяна в средната стойност на черта или свойство в популация. Тази форма на подбор възниква, когато условията на съществуване се променят и води до установяване на нова норма, която да замени предишната.

Разрушителен или фрагментиращ избор- това е селекция, която върви едновременно в полза на няколко варианта срещу индивиди с междинна стойност на чертата. Тази форма на селекция възниква в случаите, когато нито една от групите генотипове не получава решаващо предимство в борбата за съществуване поради разнообразието от условия, срещани едновременно в една област.

Разрушителната селекция допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популацията и в някои случаи може да причини видообразуване.

По този начин потомците на силни индивиди също ще бъдат относително добре адаптирани и техният дял в общата маса на индивидите ще се увеличи. След смяна на няколко десетки или стотици поколения средната годност на индивидите от даден вид се увеличава значително.

Търсене в сайта:

Търсене на лекция

Форми на естествен подбор

В съвременната теория на еволюцията въпросът за формите на естествения подбор остава един от дискусионните. Различават се повече от 30 различни форми на селекция. Има обаче само три основни форми на селекция: стабилизиращо, движещо се и разрушително(Ориз.

Стабилизираща селекция -форма на естествен подбор, насочена към поддържане и повишаване на стабилността на прилагането в популация на средна, предварително установена стойност на черта или свойство.

Това се случва чрез премахване на всякакви отклонения от тази норма. Пример за стабилизираща селекция е връзката, установена от М. Карн и Л. Пенроуз между теглото на новородените и тяхната смъртност: колкото по-силно е отклонението във всяка посока от средната норма (3,6 kg), толкова по-рядко такива деца оцеляват.

По този начин най-важният резултат от действието на стабилизиращата селекция е запазването, стабилизирането на вече съществуващи признаци и вече формираната норма на реакция за тези признаци.

Пример за дългосрочно запазване на адаптациите на морфологично ниво е образуването на крайник с пет пръста, възникнал преди около 320 милиона години с появата на сухоземните гръбначни животни. Тъй като както при животните, така и при хората са известни мутации, които увеличават или намаляват броя на пръстите (птици, копитни животни, динозаври и др.), запазването на петопръстността е резултат от стабилизираща селекция.

избор на шофиране- селекция, която допринася за изместване на средната стойност на черта или свойство.

Тази форма на подбор води до появата на адаптивни черти. При насочена промяна в околната среда по-често оцеляват индивиди с индивидуални характеристики, съответстващи на тази промяна; индивиди с отклонения в обратна посока, неадекватни на промените във външните условия, умират по-често. Загубата на черта обикновено е резултат от движеща форма на селекция. Например, в условията на функционална непригодност на даден орган, естественият подбор допринася за тяхното намаляване.

Загубата на крила при някои птици и насекоми, загубата на пръсти при копитни животни, загубата на крайници при змиите и загубата на очи при пещерните животни са примери за действието на подбора на мотиви.

По този начин движещата форма на селекция води до развитие на нови адаптации чрез насочено пренареждане на популационния генофонд, а това от своя страна е придружено от пренареждане на генотипа на индивидите.

В природата задвижващите и стабилизиращите форми на подбор постоянно съществуват едновременно и може да се говори само за преобладаване на една или друга форма в даден период от време на дадена основа.

Разрушителен подбор- форма на селекция, която благоприятства повече от един фенотип и действа срещу средни междинни форми.

Такава селекция води до установяване на полиморфизъм в популацията. На тази основа населението е като че ли "разкъсано" на няколко групи. Пример за разрушителна селекция е появата на мимикрия в африканските платноходки.

В Коморските острови, Мадагаскар и Сомалия мъжките и женските платноходки са жълти на цвят и не имитират, т.к. в тези региони няма видове, които да не се ядат от птици.

В югозападна Абисиния мъжките запазват специфичната си за вида окраска и форма на крилете, докато женските променят цвета си, за да съответстват на пеперудите, които не са птици.

Като пример за разрушителна селекция при работа в природата, може да има случаи, при които добре диференцираните полиморфни типове имат ясно селективно предимство пред слабо диференцираните полиморфни типове.

Например полов диморфизъм: женските и мъжките с добре диференцирани вторични полови белези се чифтосват и размножават по-успешно от

различни междинни типове (интерсексуални, хомосексуални и др.).

Фиг. 2. Схема на действие на стабилизираща (A), задвижваща (B) и разрушителна (C) форми на селекция (според N.V. Timofeev-Resovsky et al., 1977)

други форми на естествен подбор:

- полов подбор;

- индивидуален подбор;

— групов избор и др.

Тези форми на подбор са от второстепенно значение. Естественият подбор, който се отнася до признаците на индивидите от един и същи пол, се нарича полов подбор.Основава се на селективната нееквивалентност на индивиди от един и същи пол при двудомни животни.

Това е специална форма на индивидуална селекция, в която участват представители само на един пол (обикновено мъжки) от дадена популация. Вторичните сексуални характеристики на мъжките им помагат да намерят партньори за чифтосване .

Естественият подбор прави поддържаща роля -поддържане на определено ниво на пригодност на индивидите в популацията, позволяващо й да съществува в дадени условия на околната среда.

Индивиди с относителна годност, по-ниска от средната годност на популацията, като правило загиват.

Важен е и за живота на вида и неговата еволюция ефект на разпространениеселекция. Видът заема тази част от земната повърхност, върху която може да оцелее. Селекцията регулира позицията на вида в околната среда: организмите оцеляват по-често в онези условия на околната среда, към които са по-добре адаптирани чрез селекция.

Следователно разпределението на организми, популации, видове по повърхността на Земята става предимно чрез селекция.

Изборът изпълнява акумулативна роля. Тъй като селекцията е опит на най-силните, всяко укриване, което подобрява адаптивността, се запазва от тях. Такива промени се натрупват и фенотипното проявление на признака се увеличава в редица поколения. Пример е еволюцията на крайниците на предците на коня: от петпръсти през трипръсти до еднопръсти.

творческа роляселекция е, че се избират най-силните, т.е.

адаптирани индивиди към дадени условия на околната среда. На генотипно ниво в резултат на селекцията настъпва еволюцията на генотипа, т.е. променливостта се трансформира. По отношение на фенотипа творческата роля на естествения отбор се изразява в образуването на нови адаптации и преустройството на целия организъм, което осигурява нормалното функциониране на тези адаптации.

Новите адаптации възникват само на базата на генотипна изменчивост и само в резултат на селекция.

Например през 40-те години на миналия век пеницилин, стрептомицин и други антибиотици са използвани за първи път в медицината. Първоначално те са били ефективни срещу патогенни бактерии, дори в малки дози. Въпреки това, скоро след като употребата на антибиотици се разшири, тяхната ефективност започна да намалява и трябваше да се използват по-високи дози, за да се постигнат желаните резултати.

Има щамове бактерии, които са устойчиви на антибиотици и чувствителни към тях. Появата на резистентни щамове се дължи на спонтанни мутации, възникващи с някаква ниска честота.

По този начин използването на антибиотици в ниски или умерени дози задвижва процес на селекция, който благоприятства появата на резистентни щамове.

Такива микроеволюционни промени са открити в лабораторни експерименти.

Пример е експеримент за селекция, проведен върху един от щамовете Стафилококус ауреус- патогенна бактерия, която причинява нагнояване на рани и хранително отравяне. Първоначалната популация, от която произхожда този щам, е чувствителна към различни антибиотици в ниски дози.

Част от бактериите, изолирани от първоначалната популация, се отглеждат последователно върху среда, съдържаща пеницилин и други антибиотици в нарастващи концентрации. В резултат на това различни щамове развиват резистентност към този антибиотик. Резистентността към различни антибиотици се повишава в различна степен: към хлоромицетин - 193 пъти, към Na-пеницилин - 187 000 пъти и към стрептомицин - 250 000 пъти.

В същото време в такива щамове настъпват други промени. Те растат по-бавно, особено при анаеробни условия, и губят своята патогенност. Отстраняването на антибиотици от хранителната среда води до селекция в обратна посока, т.е. за запазване на чувствителни към антибиотици форми.

Така творческата роля на естествения подбор определя:

1) трансформация на променливостта - промяна във фенотипната експресия на мутации, елиминиране на вредни прояви на плейотропия, еволюция на доминиране и рецесивност, както и пенетрантност и експресивност на гените;

2) еволюцията на процесите на индивидуално развитие;

3) появата на нови адаптации, включително съвместна адаптация на характеристиките на организма и укрепване на хомеостазата на организма, съвместна адаптация на индивиди в популация, развитие на механизми на популационна хомеостаза, съвместна адаптация на видовете, както и развитието на адаптации на абиотични фактори;

4) еволюция на популациите, диференциация на видове и видообразуване.

Резултатът от творческата роля на селекцията е процесът на органична еволюция, протичащ по линията на прогресивно усложняване на морфо-физиологичната организация (арогенеза) и в отделни клонове по пътя на специализация (алогенеза).

©2015-2018 poisk-ru.ru
Всички права принадлежат на техните автори.

Естественият подбор е движещият фактор на еволюцията. Видове естествен подбор.

Естествен подбор- основният еволюционен процес, в резултат на който броят на индивидите с максимална годност (най-благоприятните черти) се увеличава в популацията, докато броят на индивидите с неблагоприятни черти намалява.

В светлината на съвременната синтетична теория на еволюцията естественият отбор се счита за основна причина за развитието на адаптациите, видообразуването и произхода на надвидовите таксони. Естественият подбор е единствената известна причина за адаптациите, но не и единствената причина за еволюцията. Неадаптивните причини включват генетичен дрейф, генен поток и мутации.

Видове естествен подбор:

—избор на шофиране- форма на естествен подбор, която работи с насочена промяна в условията на околната среда.

Описан от Дарвин и Уолъс. В този случай лица с черти, които се отклоняват в определена посока от средната стойност, получават предимства. В същото време други вариации на признака (отклоненията му в обратна посока от средната стойност) са подложени на отрицателна селекция. В резултат на това в популацията от поколение на поколение се наблюдава изместване на средната стойност на признака в определена посока. В същото време натискът на задвижващата селекция трябва да съответства на адаптивните способности на популацията и скоростта на мутационни промени (в противен случай натискът от околната среда може да доведе до изчезване).

—Стабилизираща селекция- форма на естествен подбор, при която действието му е насочено срещу индивиди с екстремни отклонения от средната норма, в полза на индивиди със средна изразеност на признака.

Концепцията за стабилизираща селекция е въведена в науката и анализирана от I. I. Shmalgauzen.

- Разрушителна (разкъсваща) селекция- форма на естествен подбор, при която условията благоприятстват два или повече крайни варианта (посоки) на изменчивост, но не благоприятстват междинното, средно състояние на признака.

В резултат на това от една първоначална може да се появят няколко нови форми. Дарвин описва действието на разрушителния подбор, вярвайки, че той е в основата на дивергенцията, въпреки че не може да предостави доказателства за съществуването му в природата.

Разрушителната селекция допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популацията и в някои случаи може да причини видообразуване.

—полов подборТова е естествен подбор за успех в размножаването.

Оцеляването на организмите е важен, но не единствен компонент на естествения подбор. Друг важен компонент е привлекателността за представителите на противоположния пол. Дарвин нарича това явление полов подбор. „Тази форма на подбор се определя не от борбата за съществуване в отношенията на органичните същества помежду им или с външните условия, а от съперничеството между индивиди от един пол, обикновено мъже, за притежание на индивиди от другия пол.“

Черти, които намаляват жизнеспособността на техните носители, могат да се появят и разпространят, ако предимствата, които предоставят при успеха на размножаването, са значително по-големи от техните недостатъци за оцеляване.

Пътища и посоки на еволюцията.Резултати от еволюцията.

Пътища и посоки на еволюция.

Резултатите от еволюцията.

биологичен прогрес- посоката на еволюцията, която се характеризира с увеличаване на показателите за изобилие, зоната на местообитанието на дадена група организми, образуването на нови групи организми.

биологична регресия- посоката на еволюцията, която се характеризира с намаляване на показателите за популация, зоната на местообитанието на дадена група организми, изчезването на групи организми.

Ароморфоза (арогенеза)- пътят на еволюцията, в резултат на което се постига подобряване на морфологичните, функционални показатели на индивидите, повишаване на жизнеспособността.

Ароморфозата води до увеличаване на показателите за популация, увеличаване на площта на местообитанието на дадена група организми и образуването на нови групи организми. В ранните етапи е имало три разновидности на този еволюционен път: сексуално размножаване, усвояване на хранителни вещества чрез фотосинтеза и придобиване на многоклетъчна структура.

Идиоадаптация (алогенеза)- пътят на еволюцията, в резултат на който настъпват промени в организацията и функционирането само на определени групи организми.

Обща дегенерация (катагенеза)- пътят на еволюцията, в резултат на който организмите придобиват по-проста организация на структурата.

Резултати от естествения подбор:

Разнообразие от видове на планетата

Усложняване и подобряване на организмите

Появата на относителната пригодност на организмите към условията на околната среда

Така еволюцията протича от простото към сложното, тоест от най-низшето към най-висшето.

Структурата на биосферата

• Биосфера - обвивката на Земята, обитавана от живи организми, под тяхно влияние и заета от продуктите на тяхната жизнена дейност; "филм на живота"; глобална екосистема на Земята.
• Съставът на биосферата

Живата материя - съвкупността от телата на живите организми, обитаващи Земята, е физико-химично единна, независимо от тяхната систематична принадлежност. Масата на живата материя е сравнително малка и се оценява на 2,4 ... 3,6 1012 тона (в сухо тегло) и е по-малко от една милионна от цялата биосфера (около 3 1018 тона), което от своя страна е по-малко от една хилядна от масата на Земята. Но това е една от "най-мощните геохимични сили на нашата планета", тъй като живите организми не просто обитават земната кора, но трансформират лицето на Земята.

Живите организми обитават земната повърхност много неравномерно. Разпределението им зависи от географската ширина.

Биогенно вещество - вещество, създадено и преработено от жив организъм. По време на органичната еволюция живите организми са преминали през своите органи, тъкани, клетки и кръв хиляди пъти над по-голямата част от атмосферата, целия обем на световния океан и огромна маса от минерални вещества.

Тази геоложка роля на живата материя може да си представим от находищата на въглища, нефт, карбонатни скали и др.

3. Инертна материя – продукти, образувани без участието на живи организми.

4. Биоинертно вещество - вещество, което се създава едновременно от живи организми и инертни процеси, представляващи динамично балансирани системи от двете. Такива са почва, тиня, кора на изветряне и др. В тях водеща роля играят организмите.

Вещество, подложено на радиоактивно разпадане.

6. Разпръснати атоми, непрекъснато създавани от всякакъв вид земна материя под въздействието на космическата радиация.

Вещество от космически произход.

ЕСТЕСТВЕН ПОДБОР – резултат от борбата за съществуване; основава се на преференциалното оцеляване и потомство на най-приспособените индивиди от всеки вид и смъртта на по-малко приспособените организми

ATВ условията на постоянна промяна на околната среда естественият подбор елиминира неадаптираните форми и запазва наследствените отклонения, които съвпадат с посоката на променените условия на съществуване. Има или промяна в нормата на реакцията, или нейното разширяване (норма на реакциянаречена способност на тялото да реагира с адаптивни промени на действието на факторите на околната среда; скоростта на реакцията е границите на модификационната променливост, контролирана от генотипа на даден организъм). Тази форма на селекция е открита от Ч. Дарвин и е наречена шофиране .

Като пример можем да цитираме изместването на оригиналната светла форма от тъмно оцветената форма на пеперудата на брезовия молец. В югоизточна Англия, в миналото, наред със светло оцветената форма на пеперудата, понякога се срещаха и тъмно оцветени. В селските райони, на брезова кора, светлото оцветяване се оказва защитно, те са невидими, докато тъмните, напротив, се открояват на светъл фон и стават лесна плячка за птиците. В индустриалните зони, поради замърсяването на околната среда с промишлени сажди, тъмните форми получават предимство и бързо заменят светлите. И така, от 700 вида пеперуди в тази страна през последните 120 години, 70 вида молци са променили светлия си цвят на тъмен. Същата картина се наблюдава и в други индустриални зони на Европа. Подобни примери са появата на устойчиви на инсектициди насекоми, резистентни на антибиотици форми на микроорганизми, разпространението на устойчиви на отрови плъхове и т.н.

Откри местният учен И. И. Шмалхаузен стабилизиращ формаселекция, която действа при постоянни условия на съществуване. Тази форма на подбор е насочена към поддържане на съществуващата норма. В същото време постоянството на нормата на реакция се поддържа, докато околната среда остава стабилна, докато индивидите, които се отклоняват от средната норма, изчезват от популацията. Например, по време на снеговалеж и силен вятър врабчетата с къси и дълги крила загинаха, докато индивиди със среден размер на крилата оцеляха. Или друг пример: стабилното постоянство на частите на цветето в сравнение с вегетативните органи на растението, тъй като пропорциите на цветето са адаптирани към размера на опрашващите насекоми (земна пчела не може да проникне в твърде тясно венче на цвете, хоботът на пеперуда не може докосване на твърде къси тичинки на цветя с дълго венче). В продължение на милиони години стабилизиращата селекция защитава видовете от значителни промени, но само докато условията на живот не се променят значително.

Разпределете също разкъсване, илиразрушителен , селекция, действаща в разнообразна среда: се избира не една черта, а няколко различни, всяка от които благоприятства оцеляването в тесните граници на популационния обхват. Поради това населението е разделено на няколко групи. Например, някои вълци в планините Китскил в САЩ изглеждат като леки хрътки и ловуват елени, други вълци от същия район, с наднормено тегло, с къси крака, обикновено нападат стада овце. Разрушителната селекция действа в условия на рязка промяна в средата: в периферията на популацията оцеляват форми с многопосочни промени, те пораждат нова група, в която влиза в действие стабилизиращата селекция. Нито една от формите на подбор не се среща в природата в чист вид, тъй като факторите на околната среда се променят и действат в комбинация като цяло. Но в определени исторически периоди една от формите на подбор може да стане водеща.

Всички форми на естествен подбор представляват единен механизъм, който, действайки на статистическа основа като кибернетичен регулатор, поддържа баланса на популациите с условията на околната среда. Творческата роля на естествения подбор се състои не само в елиминирането на негодните, но и в това, че той ръководи възникващите адаптации (резултат от мутации и рекомбинации), като „подбира“ в дълга поредица от поколения само тези от тях, които са най-подходящи за дадените условия на съществуване., което води до появата на все повече и повече нови форми на живот.

Форми на естествен подбор (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблици. М., 2000 г.)

Форми за избор, графично представяне	Характеристики на всяка форма на естествен подбор
ДВИЖЕЩ СЕ	В полза на индивиди със стойност на чертата, която се отклонява от предварително установената стойност на популацията; води до утвърждаване на нова норма на реакция на организма, която съответства на променените условия на околната среда
II СТАБИЛИЗИРАНЕ	Тя е насочена към поддържане на средната стойност на признака, който е установен в популацията. Резултатът от действието на стабилизиращата селекция е голямото сходство на всички индивиди от растения или животни, наблюдавани във всяка популация.
РАЗРУШИТЕЛНО ИЛИ РАЗКЪСВАЩО	Благоприятства повече от една фенотипно оптимална черта и действа срещу междинни форми, което води както до вътревидов полиморфизъм, така и до изолация на популацията

Естественият подбор е основният, водещият, направляващият фактор в еволюцията, залегнал в основата на теорията на Ч. Дарвин. Всички други фактори на еволюцията са случайни, само естественият подбор има посока (по посока на адаптиране на организмите към условията на околната среда).

определение:селективно оцеляване и възпроизводство на най-приспособените организми.

Творческа роля:избирайки полезни черти, естественият подбор създава нови.

Ефективност:колкото повече различни мутации има в популацията (колкото по-висока е хетерозиготността на популацията), толкова по-голяма е ефективността на естествения подбор, толкова по-бързо протича еволюцията.

Форми:

• Стабилизиращ - действа при постоянни условия, селектира средните прояви на признака, запазва признаците на вида (латариева риба)
• Шофиране - действа при променящи се условия, избира крайните прояви на черта (отклонения), води до промяна в чертите (брезов молец)
• Сексуално - конкуренция за сексуален партньор.
• Разбиване - избира две крайни форми.

Последици от естествения подбор:

• Еволюция (промяна, усложняване на организмите)
• Поява на нови видове (увеличаване на броя [разнообразието] на видовете)
• Адаптирането на организмите към условията на околната среда. Всяко съвпадение е относително., т.е. адаптира тялото само към едни специфични условия.

Изберете една, най-правилната опция. Основата на естествения подбор е
1) процес на мутация
2) видообразуване
3) биологичен прогрес
4) относителна годност

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Какви са последствията от стабилизиращата селекция
1) запазване на стари видове
2) промяна в скоростта на реакцията
3) появата на нови видове
4) запазване на индивиди с променени черти

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. В процеса на еволюцията творческа роля играе
1) естествен подбор
2) изкуствен подбор
3) модификационна променливост
4) мутационна изменчивост

Отговор

Изберете три опции. Какви са характеристиките на избора на мотиви?
1) работи при относително постоянни условия на живот
2) елиминира индивиди със средна стойност на признака
3) насърчава възпроизводството на индивиди с модифициран генотип
4) запазва индивиди с отклонения от средните стойности на признака
5) запазва индивиди с установената норма на реакцията на чертата
6) допринася за появата на мутации в популацията

Отговор

Изберете три характеристики, които характеризират движещата форма на естествения подбор
1) осигурява появата на нов вид
2) се проявява в променящите се условия на околната среда
3) подобрява се адаптивността на индивидите към първоначалната среда
4) индивиди с отклонение от нормата се умъртвяват
5) увеличава се броят на индивидите със средна стойност на признака
6) запазват се индивиди с нови черти

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Изходният материал за естествения подбор е
1) борба за съществуване
2) мутационна изменчивост
3) промяна на местообитанието на организмите
4) адаптация на организмите към околната среда

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Изходният материал за естествения подбор е
1) променливост на модификацията
2) наследствена изменчивост
3) борбата на индивидите за условията на оцеляване
4) адаптивност на популациите към околната среда

Отговор

Изберете три опции. Стабилизиращата форма на естествения подбор се проявява в
1) постоянни условия на околната среда
2) промяна в средната скорост на реакция
3) запазване на адаптирани индивиди в първоначалното местообитание
4) умъртвяване на индивиди с отклонения от нормата
5) спасяване на индивиди с мутации
6) запазване на индивиди с нови фенотипове

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Ефективността на естествения подбор намалява, когато
1) появата на рецесивни мутации
2) увеличаване на хомозиготните индивиди в популацията
3) промяна в нормата на реакцията на знак
4) увеличаване на броя на видовете в екосистемата

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. В сухи условия, в процеса на еволюция, се образуват растения с опушени листа поради действието на
1) относителна променливост

3) естествен подбор
4) изкуствен подбор

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Насекомите вредители придобиват устойчивост към пестициди с течение на времето в резултат на
1) висока плодовитост
2) модификационна променливост
3) запазване на мутациите чрез естествен подбор
4) изкуствен подбор

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Материалът за изкуствен подбор е
1) генетичен код
2) население
3) генетичен дрейф
4) мутация

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Верни ли са следните твърдения относно формите на естествен подбор? А) Появата на резистентност към пестициди при насекоми вредители по селскостопански растения е пример за стабилизираща форма на естествен подбор. Б) Движещата селекция допринася за увеличаване на броя на индивидите от даден вид със средна стойност на даден признак
1) само А е вярно
2) само B е вярно
3) и двете твърдения са верни
4) и двете преценки са грешни

Отговор

Установете съответствие между резултатите от действието на естествения подбор и неговите форми: 1) стабилизиращи, 2) движещи се, 3) разрушителни (разкъсващи). Напишете числата 1, 2 и 3 в правилния ред.
А) развитие на резистентност към антибиотици в бактериите
Б) Съществуването на бързо и бавно растящи хищни риби в едно и също езеро
В) Подобно устройство на органите на зрението при хордовите
Г) Появата на плавниците при водолюбивите бозайници
Д) Подбор на новородени бозайници със средно тегло
Д) Запазване на фенотипове с екстремни отклонения в рамките на една популация

Отговор

1. Установете съответствие между характеристиката на естествения подбор и неговата форма: 1) задвижване, 2) стабилизиране. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) запазва средната стойност на характеристиката
Б) допринася за адаптирането към променящите се условия на околната среда
В) задържа индивиди с признак, който се отклонява от средната му стойност
Г) допринася за увеличаване на разнообразието от организми
Г) допринася за запазване на характеристиките на вида

Отговор

2. Сравнете характеристиките и формите на естествения подбор: 1) Задвижващ, 2) Стабилизиращ. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) действа срещу индивиди с екстремни стойности на черти
Б) води до стесняване на нормата на реакцията
B) обикновено работи при постоянни условия
Г) възниква при развитието на нови местообитания
Г) променя средните стойности на признака в популацията
Д) може да доведе до появата на нови видове

Отговор

3. Установете съответствие между формите на естествен подбор и техните характеристики: 1) задвижване, 2) стабилизиране. Запишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) работи при променящи се условия на околната среда
Б) работи при постоянни условия на околната среда
В) е насочена към поддържане на предварително установената средна стойност на признака
Г) води до изместване на средната стойност на признака в популацията
Г) под действието му може да настъпи както повишаване на знака, така и отслабване

Отговор

4. Установете съответствие между признаците и формите на естествения подбор: 1) стабилизиране, 2) задвижване. Запишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) формира адаптации към нови условия на околната среда
Б) води до образуването на нови видове
Б) поддържа средната норма на признака
Г) избива индивиди с отклонения от средната норма на признаците
Г) увеличава хетерозиготността на популацията

Отговор

Установете съответствие между примери и форми на естествен подбор, които са илюстрирани от тези примери: 1) задвижване, 2) стабилизиране. Запишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) увеличаване на броя на тъмните пеперуди в индустриалните зони в сравнение със светлите
Б) появата на устойчивост на насекоми вредители към пестициди
В) запазването на влечугото туатара, живеещо в Нова Зеландия до наши дни
Г) намаляване на размера на цефалоторакса при раци, които живеят в мътна вода
Д) при бозайниците смъртността на новородените със средно тегло е по-малка, отколкото с много ниско или много високо
Д) смъртта на крилати предци и запазването на насекоми с намалени крила на острови със силни ветрове

Отговор

Установете съответствие между формите на борбата за съществуване и примерите, които ги илюстрират: 1) вътрешноспецифични, 2) междувидови. Запишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) рибите ядат планктон
Б) чайките убиват пиленца, когато има голям брой от тях
В) лекинг на глухар
Г) маймуни с носове се опитват да викат една на друга, издувайки огромни носове
Г) гъбата чага се установява на бреза
Д) основната плячка на куницата е катерица

Отговор

Анализирайте таблицата "Форми на естествен подбор". За всяка буква изберете подходящата концепция, характеристика и пример от предоставения списък.
1) сексуален
2) шофиране
3) група
4) запазване на организми с две крайни отклонения от средната стойност на признака
5) появата на нов знак
6) образуването на бактериална резистентност към антибиотици
7) запазване на реликтния растителен вид гинко билоба 8) увеличаване броя на хетерозиготните организми

Отговор

© Д. В. Поздняков, 2009-2019