Ein Beispiel für stabilisierende Auswahl und treibende Auswahl. Beispiele für die Wirkung der stabilisierenden Selektion

Die natürliche Auslese ist die treibende Kraft der Evolution. Auswahlmechanismus. Selektionsformen in Populationen (I.I. Schmalgauzen).

Natürliche Auslese- der Prozess, bei dem die Anzahl der Personen mit der maximalen Fitness (den günstigsten Merkmalen) in der Population zunimmt, während die Anzahl der Personen mit ungünstigen Merkmalen abnimmt. Im Lichte der modernen synthetischen Evolutionstheorie wird die natürliche Selektion als Hauptgrund für die Entwicklung von Anpassungen, Artbildung und die Entstehung überspezifischer Taxa angesehen. Natürliche Auslese ist die einzige bekannte Ursache für Anpassungen, aber nicht die einzige Ursache für Evolution. Nicht-adaptive Ursachen sind Gendrift, Genfluss und Mutationen.

Der Begriff „natürliche Selektion“ wurde von Charles Darwin populär gemacht, der diesen Prozess mit künstlicher Selektion verglich, deren moderne Form Selektion ist. Die Idee des Vergleichs von künstlicher und natürlicher Selektion ist, dass in der Natur auch die Selektion der „erfolgreichsten“, „besten“ Organismen stattfindet, in diesem Fall aber kein Mensch als „Gutachter“ der Nützlichkeit fungiert der Immobilien, sondern der Umwelt. Darüber hinaus sind das Material sowohl für die natürliche als auch für die künstliche Selektion kleine erbliche Veränderungen, die sich von Generation zu Generation anhäufen.

Mechanismus der natürlichen Auslese

Im Prozess der natürlichen Auslese werden Mutationen fixiert, die die Fitness von Organismen erhöhen. Natürliche Auslese wird oft als „selbstverständlicher“ Mechanismus bezeichnet, weil sie sich aus einfachen Tatsachen ergibt wie:

Organismen produzieren mehr Nachkommen als überleben können;

In der Population dieser Organismen gibt es erbliche Variabilität;

Organismen mit unterschiedlichen genetischen Merkmalen haben unterschiedliche Überlebensraten und Fortpflanzungsfähigkeiten.

Solche Bedingungen schaffen Konkurrenz zwischen Organismen um Überleben und Fortpflanzung und sind die notwendigen Mindestbedingungen für Evolution durch natürliche Auslese. Daher ist es wahrscheinlicher, dass Organismen mit vererbten Merkmalen, die ihnen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen, diese an ihre Nachkommen weitergeben als Organismen mit vererbten Merkmalen, die dies nicht tun.

Das zentrale Konzept des Konzepts der natürlichen Selektion ist die Fitness von Organismen. Fitness ist definiert als die Fähigkeit eines Organismus zu überleben und sich fortzupflanzen, was die Größe seines genetischen Beitrags zur nächsten Generation bestimmt. Entscheidend für die Bestimmung der Fitness ist jedoch nicht die Gesamtzahl der Nachkommen, sondern die Anzahl der Nachkommen mit einem bestimmten Genotyp (relative Fitness). Wenn zum Beispiel die Nachkommen eines erfolgreichen und sich schnell vermehrenden Organismus schwach sind und sich nicht gut vermehren, dann wird der genetische Beitrag und dementsprechend die Fitness dieses Organismus gering sein.

Wenn ein Allel die Fitness eines Organismus stärker erhöht als andere Allele dieses Gens, dann wird mit jeder Generation der Anteil dieses Allels in der Population zunehmen. Das heißt, die Selektion erfolgt zugunsten dieses Allels. Und umgekehrt, für weniger nützliche oder schädliche Allele, wird ihr Anteil an Populationen abnehmen, das heißt, die Selektion wird gegen diese Allele wirken. Es ist wichtig zu beachten, dass der Einfluss bestimmter Allele auf die Fitness eines Organismus nicht konstant ist – wenn sich die Umweltbedingungen ändern, können schädliche oder neutrale Allele nützlich und nützliche Allele schädlich werden.

Die natürliche Selektion für Merkmale, die über einen bestimmten Wertebereich (z. B. die Größe eines Organismus) variieren können, kann in drei Typen unterteilt werden:

Gezielte Auswahl- Änderungen des Durchschnittswerts des Merkmals im Laufe der Zeit, z. B. eine Zunahme der Körpergröße;

Störende Auswahl- Auswahl für die Extremwerte des Merkmals und gegen die Durchschnittswerte, zum Beispiel große und kleine Körpergrößen;

Auswahl stabilisieren- Selektion gegen die Extremwerte des Merkmals, was zu einer Abnahme der Varianz des Merkmals führt.

Ein Sonderfall der natürlichen Auslese ist sexuelle Selektion, dessen Substrat jedes Merkmal ist, das den Paarungserfolg erhöht, indem es die Attraktivität des Individuums für potenzielle Partner erhöht. Merkmale, die sich durch sexuelle Selektion entwickelt haben, sind bei den Männchen bestimmter Tierarten besonders ausgeprägt. Merkmale wie große Hörner, helle Färbung können einerseits Raubtiere anziehen und die Überlebensrate von Männchen verringern, andererseits wird dies durch den Fortpflanzungserfolg von Männchen mit ähnlich ausgeprägten Merkmalen ausgeglichen.

Die Selektion kann auf verschiedenen Organisationsebenen wie Genen, Zellen, einzelnen Organismen, Gruppen von Organismen und Arten erfolgen. Darüber hinaus kann Selektion auf verschiedenen Ebenen gleichzeitig wirken. Selektion auf Ebenen oberhalb des Individuums, wie zB Gruppenselektion, kann zu Kooperation führen.

Formen der natürlichen Auslese

Es gibt verschiedene Klassifikationen von Selektionsformen. Eine Klassifizierung, die auf der Art des Einflusses von Selektionsformen auf die Variabilität eines Merkmals in einer Population basiert, ist weit verbreitet.

Fahrauswahl- eine Form der natürlichen Selektion, die unter funktioniert gerichtet sich ändernde Umweltbedingungen. Beschrieben von Darwin und Wallace. In diesem Fall erhalten Personen mit Merkmalen, die in einer bestimmten Richtung vom Durchschnittswert abweichen, Vorteile. Gleichzeitig werden andere Variationen des Merkmals (seine Abweichungen in die entgegengesetzte Richtung vom Durchschnittswert) einer negativen Selektion unterzogen. Infolgedessen verschiebt sich in der Bevölkerung von Generation zu Generation der Durchschnittswert des Merkmals in eine bestimmte Richtung. Gleichzeitig muss der Selektionsdruck der Anpassungsfähigkeit der Bevölkerung und der Rate der Mutationsänderungen entsprechen (andernfalls kann der Umweltdruck zum Aussterben führen).

Ein klassisches Beispiel für die Motivwahl ist die Farbentwicklung beim Birkenspanner. Die Farbe der Flügel dieses Schmetterlings imitiert die Farbe der Rinde von mit Flechten bedeckten Bäumen, auf denen er Tageslichtstunden verbringt. Offensichtlich wurde eine solche Schutzfärbung über viele Generationen vorangegangener Evolution gebildet. Mit Beginn der industriellen Revolution in England verlor dieses Gerät jedoch an Bedeutung. Die Luftverschmutzung hat zum Massensterben von Flechten und zur Verdunkelung von Baumstämmen geführt. Helle Schmetterlinge auf dunklem Hintergrund wurden für Vögel gut sichtbar. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts tauchten mutierte dunkle (melanistische) Schmetterlingsformen in Populationen der Birkenmotte auf. Ihre Häufigkeit nahm schnell zu. Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts bestanden einige städtische Populationen der Motte fast ausschließlich aus dunklen Formen, während in ländlichen Populationen immer noch helle Formen vorherrschten. Dieses Phänomen wurde genannt Industrieller Melanismus. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Vögel in verschmutzten Gebieten eher helle Formen und in sauberen Gebieten dunkle Formen fressen. Die Einführung von Beschränkungen für die Luftverschmutzung in den 1950er Jahren führte zu einer erneuten Richtungsänderung der natürlichen Selektion, und die Häufigkeit dunkler Formen in städtischen Populationen begann abzunehmen. Sie sind heute fast so selten wie vor der Industriellen Revolution.

Die Fahrauswahl wird durchgeführt, wenn sich die Umgebung ändert oder sich mit der Reichweitenerweiterung an neue Gegebenheiten anpasst. Es bewahrt erbliche Veränderungen in einer bestimmten Richtung und verschiebt die Reaktionsgeschwindigkeit entsprechend. Während der Entwicklung des Bodens als Lebensraum für verschiedene nicht verwandte Tiergruppen wurden beispielsweise die Gliedmaßen zu grabenden.

Auswahl stabilisieren- eine Form der natürlichen Selektion, bei der ihre Wirkung gegen Personen mit extremen Abweichungen von der Durchschnittsnorm zugunsten von Personen mit einer durchschnittlichen Schwere des Merkmals gerichtet ist. Das Konzept der stabilisierenden Selektion wurde in die Wissenschaft eingeführt und von I. I. Shmalgauzen analysiert.

Viele Beispiele für selektierungsstabilisierende Wirkungen in der Natur sind beschrieben worden. Zum Beispiel scheint es auf den ersten Blick, dass Personen mit maximaler Fruchtbarkeit den größten Beitrag zum Genpool der nächsten Generation leisten sollten. Beobachtungen natürlicher Populationen von Vögeln und Säugetieren zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Je mehr Küken oder Junge im Nest sind, desto schwieriger ist es, sie zu füttern, desto kleiner und schwächer sind sie. Infolgedessen erweisen sich Personen mit durchschnittlicher Fruchtbarkeit als die am besten angepassten.

Eine Selektion zugunsten von Durchschnittswerten wurde für eine Vielzahl von Merkmalen gefunden. Bei Säugetieren sterben Neugeborene mit sehr niedrigem und sehr hohem Geburtsgewicht eher bei der Geburt oder in den ersten Lebenswochen als Neugeborene mit mittlerem Gewicht. Die Berücksichtigung der Größe der Flügel von Spatzen, die in den 50er Jahren in der Nähe von Leningrad nach einem Sturm starben, zeigte, dass die meisten von ihnen zu kleine oder zu große Flügel hatten. Und in diesem Fall erwiesen sich die durchschnittlichen Individuen als die am besten angepassten.

Das bekannteste Beispiel für einen solchen Polymorphismus ist die Sichelzellenanämie. Diese schwere Blutkrankheit tritt bei Menschen auf, die homozygot für ein mutiertes Hämoglobin-Allel sind ( Hb S) und führt zu ihrem frühen Tod. In den meisten menschlichen Populationen ist die Häufigkeit dieses Allels sehr gering und ungefähr gleich der Häufigkeit seines Auftretens aufgrund von Mutationen. Es ist jedoch in Gebieten der Welt, in denen Malaria verbreitet ist, ziemlich verbreitet. Es stellte sich heraus, dass Heterozygoten für Hb S haben eine höhere Resistenz gegen Malaria als Homozygote für das normale Allel. Aus diesem Grund wird Heterozygotie für dieses tödliche Allel in der Homozygote erzeugt und in Populationen, die Malariagebiete bewohnen, stabil aufrechterhalten.

Die Stabilisierung der Selektion ist ein Mechanismus für die Akkumulation von Variabilität in natürlichen Populationen. Der herausragende Wissenschaftler I. I. Shmalgauzen war der erste, der auf dieses Merkmal der Stabilisierung der Selektion achtete. Er zeigte, dass selbst unter stabilen Existenzbedingungen weder die natürliche Auslese noch die Evolution aufhören. Auch wenn sie phänotypisch unverändert bleibt, hört die Population nicht auf, sich weiterzuentwickeln. Seine genetische Ausstattung ändert sich ständig. Die Stabilisierung der Selektion schafft solche genetischen Systeme, die die Bildung ähnlicher optimaler Phänotypen auf der Grundlage einer großen Vielfalt von Genotypen ermöglichen. Solche genetischen Mechanismen wie Dominanz, Epistase, komplementäre Wirkung von Genen, unvollständige Penetranz und andere Mittel zur Verschleierung genetischer Variationen verdanken ihre Existenz der Stabilisierung der Selektion.

Die Stabilisierung der Selektion, die Abweichungen von der Norm beseitigt, bildet also aktiv genetische Mechanismen, die die stabile Entwicklung von Organismen und die Bildung optimaler Phänotypen auf der Grundlage verschiedener Genotypen gewährleisten. Es gewährleistet das stabile Funktionieren von Organismen in einem breiten Spektrum von Schwankungen der äußeren Bedingungen, die der Art vertraut sind.

Disruptive (zerreißende) Auswahl- eine Form der natürlichen Selektion, bei der die Bedingungen zwei oder mehr extreme Varianten (Richtungen) der Variabilität begünstigen, aber nicht den mittleren, durchschnittlichen Zustand des Merkmals begünstigen. Infolgedessen können mehrere neue Formulare aus einem ursprünglichen Formular hervorgehen. Darwin beschrieb die Wirkungsweise der disruptiven Selektion und glaubte, dass sie der Divergenz zugrunde liegt, obwohl er keine Beweise für ihre Existenz in der Natur liefern konnte. Disruptive Selektion trägt zur Entstehung und Aufrechterhaltung von Populationspolymorphismus bei und kann in einigen Fällen Speziation verursachen.

Eine der möglichen Situationen in der Natur, in denen disruptive Selektion ins Spiel kommt, ist, wenn eine polymorphe Population einen heterogenen Lebensraum besetzt. Gleichzeitig passen sich unterschiedliche Formen an unterschiedliche ökologische Nischen oder Subnischen an.

Die Bildung saisonaler Rassen bei einigen Unkräutern wird durch die Wirkung störender Selektion erklärt. Es wurde gezeigt, dass sich der Zeitpunkt der Blüte und Samenreife bei einer der Arten solcher Pflanzen - Wiesenklapper - fast den ganzen Sommer erstreckte und die meisten Pflanzen mitten im Sommer blühen und Früchte tragen. Auf Mähwiesen erhalten jedoch diejenigen Pflanzen Vorteile, die vor dem Mähen Zeit haben, zu blühen und Samen zu produzieren, und diejenigen, die am Ende des Sommers nach dem Mähen Samen produzieren. Als Ergebnis werden zwei Rassen gebildet - frühe und späte Blüte.

In Experimenten mit Drosophila wurde eine störende Selektion künstlich durchgeführt. Die Selektion wurde nach der Anzahl der Setae durchgeführt, wobei nur Individuen mit einer kleinen und einer großen Anzahl von Setae übrig blieben. Infolgedessen gingen die beiden Linien ab etwa der 30. Generation sehr stark auseinander, obwohl sich die Fliegen weiterhin kreuzten und Gene austauschten. In einer Reihe anderer Experimente (mit Pflanzen) verhinderte intensives Kreuzen die effektive Wirkung der störenden Selektion.

sexuelle Selektion Dies ist die natürliche Auslese für den Fortpflanzungserfolg. Das Überleben von Organismen ist eine wichtige, aber nicht die einzige Komponente der natürlichen Selektion. Eine weitere wichtige Komponente ist die Attraktivität für Angehörige des anderen Geschlechts. Darwin nannte dieses Phänomen sexuelle Selektion. „Diese Form der Selektion wird nicht durch den Daseinskampf in den Beziehungen organischer Wesen untereinander oder mit äußeren Bedingungen bestimmt, sondern durch die Rivalität gleichgeschlechtlicher, meist männlicher Individuen um den Besitz von Individuen des anderen Geschlechts. " Merkmale, die die Lebensfähigkeit ihrer Träger verringern, können entstehen und sich ausbreiten, wenn die Vorteile, die sie für den Zuchterfolg bieten, deutlich größer sind als ihre Nachteile für das Überleben.

Zwei Hypothesen über die Mechanismen der sexuellen Selektion sind weit verbreitet.

Nach der Hypothese der „guten Gene“ „überlegt“ das Weibchen wie folgt: „Wenn es diesem Männchen trotz seines hellen Gefieders und seines langen Schwanzes irgendwie gelungen ist, nicht in den Fängen eines Raubtiers zu sterben und bis zur Pubertät zu überleben, dann also Er hat gute Gene, die ihn das machen lassen. Also sollte er als Vater für seine Kinder ausgewählt werden: Er wird seine guten Gene an sie weitergeben. Durch die Wahl aufgeweckter Männchen entscheiden sich Weibchen für gute Gene für ihre Nachkommen.

Nach der Hypothese der „attraktiven Söhne“ ist die Logik der weiblichen Selektion etwas anders. Wenn aufgeweckte Männchen, aus welchen Gründen auch immer, für Weibchen attraktiv sind, dann lohnt es sich, einen aufgeweckten Vater für Ihre zukünftigen Söhne zu wählen, denn seine Söhne erben die Gene für leuchtende Farben und werden in der nächsten Generation für Weibchen attraktiv sein. Somit findet eine positive Rückkopplung statt, die dazu führt, dass von Generation zu Generation die Leuchtkraft des Gefieders der Männchen immer mehr gesteigert wird. Der Prozess geht weiter, bis er die Grenze der Lebensfähigkeit erreicht.

Bei der Auswahl von Männern sind Frauen nicht mehr und nicht weniger logisch als in allem anderen Verhalten. Wenn ein Tier durstig ist, denkt es nicht daran, dass es Wasser trinken sollte, um das Wasser-Salz-Gleichgewicht im Körper wiederherzustellen – es geht zum Wasserloch, weil es Durst hat. Auf die gleiche Weise folgen Frauen, die sich für helle Männer entscheiden, ihrem Instinkt - sie mögen helle Schwänze. All diejenigen, die instinktiv ein anderes Verhalten veranlassten, alle hinterließen keine Nachkommen. So diskutierten wir nicht die Logik der Frau, sondern die Logik des Kampfes ums Dasein und der natürlichen Auslese – ein blinder und automatischer Prozess, der, ständig von Generation zu Generation wirkend, all diese erstaunliche Vielfalt an Formen, Farben und Instinkten geformt hat, die wir haben in der Welt der Tierwelt beobachten. .

positive und negative Selektion

Es gibt zwei Formen der natürlichen Auslese: Positiv Und Clipping (negativ) Auswahl.

Positive Selektion erhöht die Anzahl der Individuen in der Population, die nützliche Eigenschaften haben, die die Lebensfähigkeit der Art als Ganzes erhöhen.

Die Cut-off-Selektion sondert die überwiegende Mehrheit der Individuen aus der Population aus, die Merkmale aufweisen, die die Lebensfähigkeit unter gegebenen Umweltbedingungen stark reduzieren. Mit Hilfe der Cut-Off-Selektion werden stark schädliche Allele aus der Population entfernt. Auch Personen mit chromosomalen Umlagerungen und einem Chromosomensatz, der den normalen Betrieb des genetischen Apparats stark stört, können einer Schnittselektion unterzogen werden.

Die Rolle der natürlichen Selektion in der Evolution

Charles Darwin betrachtete die natürliche Selektion als die Hauptantriebskraft der Evolution; in der modernen synthetischen Evolutionstheorie ist sie auch der Hauptregulator der Entwicklung und Anpassung von Populationen, der Mechanismus für die Entstehung von Arten und überspezifischen Taxa, wenn auch der Akkumulation Informationen zur Genetik im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert, insbesondere die Entdeckung einer diskreten Naturvererbung von phänotypischen Merkmalen, veranlassten einige Forscher, die Bedeutung der natürlichen Selektion zu leugnen und als Alternative Konzepte auf der Grundlage der Bewertung vorzuschlagen Genotyp-Mutationsfaktor als äußerst wichtig. Die Autoren solcher Theorien postulierten keine allmähliche, sondern eine sehr schnelle (über mehrere Generationen) sprunghafte Natur der Evolution (der Mutationismus von Hugo de Vries, der Saltationismus von Richard Goldschmitt und andere weniger bekannte Konzepte). Die Entdeckung bekannter Korrelationen zwischen den Merkmalen verwandter Arten (das Gesetz der homologischen Reihen) durch N. I. Vavilov veranlasste einige Forscher, die nächsten „anti-darwinistischen“ Hypothesen über die Evolution zu formulieren, wie Nomogenese, Batmogenese, Autogenese, Ontogenese und Andere. In den 1920er und 1940er Jahren in der Evolutionsbiologie belebten diejenigen, die Darwins Idee der Evolution durch natürliche Selektion (manchmal als „selektionistische“ Theorien bezeichnet, die die natürliche Selektion betonten) das Interesse an dieser Theorie aufgrund der Überarbeitung des klassischen Darwinismus im Lichte der Relativität junge Wissenschaft der Genetik. Die daraus resultierende synthetische Evolutionstheorie, oft fälschlicherweise als Neo-Darwinismus bezeichnet, stützt sich unter anderem auf die quantitative Analyse von Allelhäufigkeiten in Populationen, wie sie sich unter dem Einfluss natürlicher Selektion verändern. Es gibt Debatten, in denen Menschen mit einem radikalen Ansatz als Argument gegen die synthetische Evolutionstheorie und die Rolle der natürlichen Selektion dies argumentieren "die Entdeckungen der letzten Jahrzehnte auf verschiedenen Gebieten der wissenschaftlichen Erkenntnis - von Molekularbiologie mit ihrer Theorie der neutralen MutationenMoto Kimura Und Paläontologie mit ihrer Theorie des unterbrochenen Gleichgewichts Stephen Jay Gould Und Nils Eldredge (worin Sicht verstanden als eine relativ statische Phase des Evolutionsprozesses) bis Mathematik mit ihrer TheorieGabelungen Und Phasenübergänge- bezeugen die Unzulänglichkeit der klassischen synthetischen Evolutionstheorie für eine adäquate Beschreibung aller Aspekte der biologischen Evolution". Die Diskussion über die Rolle verschiedener Faktoren in der Evolution begann vor mehr als 30 Jahren und dauert bis heute an, und es wird manchmal gesagt, dass "die Evolutionsbiologie (womit natürlich die Evolutionstheorie gemeint ist) die Notwendigkeit für ihre nächste, dritte Synthese."

Die Situation, aber Sie können nach dem Zufallsprinzip handeln. Es reicht aus, ein breites Spektrum unterschiedlicher Individuen zu schaffen – und am Ende werden die Stärksten überleben.

1. Anfangs ein Individuum erscheint mit neuen, völlig zufälligen Eigenschaften
2. Nach Abhängig von diesen Eigenschaften kann sie Nachkommen hinterlassen oder nicht
3. Wenn das Ergebnis der vorherigen Phase schließlich positiv ist, hinterlässt sie Nachkommen und ihre Nachkommen erben die neu erworbenen Eigenschaften

Gegenwärtig wurden die teilweise naiven Ansichten von Darwin selbst teilweise überarbeitet. Darwin stellte sich also vor, dass Änderungen sehr glatt erfolgen sollten und das Spektrum der Variabilität kontinuierlich ist. Heute werden die Mechanismen der natürlichen Selektion jedoch mit Hilfe der Genetik erklärt, was diesem Bild eine gewisse Originalität verleiht. Mutationen in den Genen, die im ersten Schritt des obigen Prozesses wirken, sind im Wesentlichen diskret. Es ist jedoch klar, dass die grundlegende Essenz von Darwins Idee unverändert geblieben ist.

Formen der natürlichen Auslese

Fahrauswahl

Fahrselektion - eine Form der natürlichen Selektion, bei der Umweltbedingungen zu einer bestimmten Richtung der Veränderung eines Merkmals oder einer Gruppe von Merkmalen beitragen. Gleichzeitig werden andere Möglichkeiten zur Veränderung des Merkmals einer Negativselektion unterzogen. Dadurch verschiebt sich in einer Population von Generation zu Generation der Durchschnittswert des Merkmals in eine bestimmte Richtung. Gleichzeitig muss der Selektionsdruck der Anpassungsfähigkeit der Bevölkerung und der Rate der Mutationsänderungen entsprechen (andernfalls kann der Umweltdruck zum Aussterben führen).

Ein moderner Fall der Motivauswahl ist der "industrielle Melanismus englischer Schmetterlinge". "Industrieller Melanismus" ist ein starker Anstieg des Anteils melanistischer (dunkler) Individuen in den Schmetterlingspopulationen, die in Industriegebieten leben. Durch industrielle Einflüsse verdunkelten sich Baumstämme erheblich und auch helle Flechten starben ab, wodurch helle Schmetterlinge für Vögel besser und dunkle Schmetterlinge schlechter sichtbar wurden. Im 20. Jahrhundert erreichte der Anteil der Dunkelfalter in einigen Regionen 95 %, während 1848 erstmals ein Dunkelfalter (Morfa carbonaria) gefangen wurde.

Die Fahrauswahl wird durchgeführt, wenn sich die Umgebung ändert oder sich mit der Reichweitenerweiterung an neue Gegebenheiten anpasst. Es bewahrt erbliche Veränderungen in einer bestimmten Richtung und verschiebt die Reaktionsgeschwindigkeit entsprechend. Als zum Beispiel der Boden als Lebensraum für verschiedene nicht verwandte Tiergruppen entwickelt wurde, wurden die Gliedmaßen zu grabenden.

Auswahl stabilisieren

Auswahl stabilisieren- eine Form der natürlichen Selektion, bei der die Aktion gegen Personen mit extremen Abweichungen von der Durchschnittsnorm zugunsten von Personen mit einer durchschnittlichen Schwere des Merkmals gerichtet ist.

Viele Beispiele für selektierungsstabilisierende Wirkungen in der Natur sind beschrieben worden. Zum Beispiel scheint es auf den ersten Blick, dass Personen mit maximaler Fruchtbarkeit den größten Beitrag zum Genpool der nächsten Generation leisten sollten. Beobachtungen natürlicher Populationen von Vögeln und Säugetieren zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Je mehr Küken oder Junge im Nest sind, desto schwieriger ist es, sie zu füttern, desto kleiner und schwächer sind sie. Infolgedessen erweisen sich Personen mit durchschnittlicher Fruchtbarkeit als die am besten angepassten.

Eine Selektion zugunsten von Durchschnittswerten wurde für eine Vielzahl von Merkmalen gefunden. Bei Säugetieren sterben Neugeborene mit sehr niedrigem und sehr hohem Geburtsgewicht eher bei der Geburt oder in den ersten Lebenswochen als Neugeborene mit mittlerem Gewicht. Die Berücksichtigung der Größe der Flügel von Vögeln, die nach dem Sturm starben, zeigte, dass die meisten von ihnen zu kleine oder zu große Flügel hatten. Und in diesem Fall erwiesen sich die durchschnittlichen Individuen als die am besten angepassten.

Störende Auswahl

Disruptive (zerreißende) Auswahl- eine Form der natürlichen Selektion, bei der die Bedingungen zwei oder mehr extreme Varianten (Richtungen) der Variabilität begünstigen, aber nicht den mittleren, durchschnittlichen Zustand des Merkmals begünstigen. Infolgedessen können mehrere neue Formulare aus einem ursprünglichen Formular hervorgehen. Disruptive Selektion trägt zur Entstehung und Aufrechterhaltung von Populationspolymorphismus bei und kann in einigen Fällen Speziation verursachen.

Eine der möglichen Situationen in der Natur, in denen disruptive Selektion ins Spiel kommt, ist, wenn eine polymorphe Population einen heterogenen Lebensraum besetzt. Gleichzeitig passen sich unterschiedliche Formen an unterschiedliche ökologische Nischen oder Subnischen an.

Ein Beispiel für störende Selektion ist die Bildung von zwei Rassen bei der Wiesenklapper auf Mähwiesen. Unter normalen Bedingungen erstrecken sich die Blüte- und Samenreifeperioden dieser Pflanze über den ganzen Sommer. Auf Mähwiesen werden Samen jedoch hauptsächlich von Pflanzen produziert, die entweder vor der Mahd oder am Ende des Sommers nach der Mahd Zeit zum Blühen und Reifen haben. Als Ergebnis werden zwei Rassen der Rassel gebildet - frühe und späte Blüte.

In Experimenten mit Drosophila wurde eine störende Selektion künstlich durchgeführt. Die Selektion wurde nach der Anzahl der Setae durchgeführt, wobei nur Individuen mit einer kleinen und einer großen Anzahl von Setae übrig blieben. Infolgedessen gingen die beiden Linien ab etwa der 30. Generation sehr stark auseinander, obwohl sich die Fliegen weiterhin kreuzten und Gene austauschten. In einer Reihe anderer Experimente (mit Pflanzen) verhinderte intensives Kreuzen die effektive Wirkung der störenden Selektion.

Cut-Off-Auswahl

Cut-Off-Auswahl ist eine Form der natürlichen Auslese. Seine Wirkung ist der positiven Selektion entgegengesetzt. Die Cut-off-Selektion sondert die überwiegende Mehrheit der Individuen aus der Population aus, die Merkmale aufweisen, die die Lebensfähigkeit unter gegebenen Umweltbedingungen stark reduzieren. Mit Hilfe der Cut-Off-Selektion werden stark schädliche Allele aus der Population entfernt. Auch Personen mit chromosomalen Umlagerungen und einem Chromosomensatz, der den normalen Betrieb des genetischen Apparats stark stört, können einer Schnittselektion unterzogen werden.

positive Auswahl

positive Auswahl ist eine Form der natürlichen Auslese. Seine Aktion ist das Gegenteil der Clipping-Auswahl. Positive Selektion erhöht die Anzahl der Individuen in der Population, die nützliche Eigenschaften haben, die die Lebensfähigkeit der Art als Ganzes erhöhen. Mit Hilfe der positiven Selektion und der Schnittselektion wird ein Artenwechsel durchgeführt (und nicht nur durch die Zerstörung unnötiger Individuen, dann sollte jede Entwicklung aufhören, aber dies geschieht nicht).

Beispiele für eine positive Selektion sind: Ein ausgestopfter Archaeopteryx kann als Gleiter verwendet werden, eine ausgestopfte Schwalbe oder Möwe jedoch nicht. Aber die ersten Vögel flogen besser als Archaeopteryx. Ein weiteres Beispiel für positive Selektion ist die Entstehung von Raubtieren, die viele andere Warmblüter in ihren „geistigen Fähigkeiten“ übertreffen. Oder die Entstehung von Reptilien wie Krokodilen, die ein vierkammeriges Herz haben und sowohl an Land als auch im Wasser leben können.

Private Richtungen der natürlichen Auslese

• Das Überleben der am besten angepassten Arten und Populationen, zum Beispiel Arten mit Kiemen im Wasser, da Sie mit Fitness den Kampf ums Überleben gewinnen können.
• Überleben körperlich gesunder Organismen.
• Das Überleben der körperlich stärksten Organismen, da der körperliche Kampf um Ressourcen ein fester Bestandteil des Lebens ist. Es ist wichtig im intraspezifischen Kampf.
• Überleben der sexuell erfolgreichsten Organismen, da die sexuelle Fortpflanzung die vorherrschende Fortpflanzungsart ist. Hier kommt die sexuelle Selektion ins Spiel.

All diese Fälle sind jedoch Sonderfälle, und die Hauptsache ist die erfolgreiche Erhaltung rechtzeitig. Daher werden diese Anweisungen manchmal verletzt, um das Hauptziel zu verfolgen.

Die Rolle der natürlichen Selektion in der Evolution

Darwin traute sich lange nicht, seine Theorie zu veröffentlichen, weil. Ich sah das Problem der Ameisen, das nur vom Standpunkt der Genetik aus zu erklären war.

siehe auch

Verknüpfungen

• "Probleme der Makroevolution" - Website des Paläontologen A. V. Markov
• "Formen der natürlichen Selektion" - ein Artikel mit bekannten Beispielen: die Farbe von Schmetterlingen, die Resistenz der Menschen gegen Malaria und mehr
• "Evolution basiert auf Mustern" - ein Artikel darüber, ob die Rolle von Mutationen im Evolutionsprozess groß ist oder ob einige Anzeichen im Voraus existieren und sich dann unter dem Einfluss der treibenden Selektion entwickeln

Evolutionsbiologie
Mechanismen und Prozesse	Anpassung Speziation Genetische Drift Natürliche Auslese Vererbung Variabilität Mikroevolution Makroevolution Mutationen Gentransfer
Die Entstehung des Lebens	Chemische Evolution RNA-Welthypothese Biologische Evolution
Geschichte der Evolutionslehre

Es gibt drei Hauptformen der natürlichen Selektion – stabilisierend, bewegend (oder gerichtet) und störend (fragmentierend). Diese Einteilung ist eher bedingt, und es ist oft nicht immer möglich, genau zu bestimmen, zu welcher der Formen dieses spezielle Beispiel natürlicher Selektion gehört.

Auswahl stabilisieren Es zielt darauf ab, in Populationen den durchschnittlichen, zuvor festgelegten Wert eines Merkmals oder einer Eigenschaft aufrechtzuerhalten. Es arbeitet unter relativ konstanten (innerhalb gewisser Grenzen schwankenden) Umgebungsbedingungen. Bei stabilisierender Selektion gewinnen die typischsten Individuen der Bevölkerung den Fortpflanzungsvorteil, während Individuen, die merklich von der etablierten Norm abweichen, durch natürliche Selektion eliminiert werden. Diese Form der Selektion ist die häufigste, aber schwer zu bemerken, da sich in diesem Fall das morphologische Erscheinungsbild der Organismen in der Population nicht ändert.

fahrend oder gelenkt wird als Selektion bezeichnet, die zu einer Verschiebung des Durchschnittswerts eines Merkmals oder einer Eigenschaft in einer Population beiträgt. Diese Form der Selektion entsteht, wenn sich die Existenzbedingungen ändern, und führt zur Etablierung einer neuen Norm, die die zuvor bestehende ersetzt.

Störende oder fragmentierende Auswahl(disrupt - to break, fragment, engl.) wird eine Selektion genannt, die gleichzeitig zugunsten mehrerer Ausweichmöglichkeiten gegen Individuen mit einem mittleren Wert des Merkmals geht. Diese Form der Selektion tritt auf, wenn keine der Gruppen von Genotypen durch die Vielfalt der gleichzeitig in einem Gebiet anzutreffenden Bedingungen einen entscheidenden Vorteil im Kampf ums Dasein erhält.

evolutionärer Prozess

Die Evolutionstheorie besagt, dass sich jede biologische Art zielgerichtet entwickelt und verändert, um sich optimal an die Umwelt anzupassen. Im Laufe der Evolution erhielten viele Insekten- und Fischarten eine schützende Färbung, der Igel wurde dank Nadeln unverwundbar und der Mensch wurde Besitzer eines komplexen Nervensystems. Wir können sagen, dass die Evolution ein Prozess der Optimierung aller lebenden Organismen ist. Betrachten wir, mit welchen Mitteln die Natur dieses Optimierungsproblem löst.

Der Hauptmechanismus der Evolution ist die natürliche Selektion. Ihr Wesen liegt in der Tatsache, dass angepasstere Individuen mehr Überlebens- und Fortpflanzungsmöglichkeiten haben und daher mehr Nachkommen hervorbringen als schlecht angepasste Individuen. Gleichzeitig wird aufgrund der Übertragung genetischer Informationen ( genetische Vererbung) Nachkommen erben von ihren Eltern ihre wichtigsten Eigenschaften.

Um die Funktionsweise genetischer Algorithmen verständlich zu machen, erklären wir auch, wie die Mechanismen der genetischen Vererbung in der Natur angeordnet sind. Jede Zelle eines Tieres enthält die gesamte genetische Information dieses Individuums. Diese Informationen werden als Satz sehr langer DNA-Moleküle (Desoxyribonukleinsäure) aufgezeichnet. Jedes DNA-Molekül ist eine Kette, die aus vier Arten von Nukleotidmolekülen besteht, die als A, T, C und G bezeichnet werden. Tatsächlich trägt die Reihenfolge der Nukleotide in der DNA Informationen. Somit ist der genetische Code eines Individuums einfach eine sehr lange Zeichenfolge, in der nur 4 Buchstaben verwendet werden. In einer tierischen Zelle ist jedes DNA-Molekül von einer Hülle umgeben – diese Formation wird als Chromosom bezeichnet.

Jede angeborene Eigenschaft eines Individuums (Augenfarbe, Erbkrankheiten, Haartyp usw.) wird durch einen bestimmten Teil des Chromosoms kodiert, der als Gen für diese Eigenschaft bezeichnet wird. Beispielsweise enthält das Gen für die Augenfarbe Informationen, die eine bestimmte Augenfarbe codieren. Die unterschiedlichen Werte eines Gens werden seine Allele genannt.

Wenn sich Tiere vermehren, verschmelzen zwei Elternkeimzellen und ihre DNA interagiert, um die DNA der Nachkommen zu bilden. Die Hauptinteraktionsart ist Crossover (Crossover, Crossing). Beim Crossover wird die DNA der Vorfahren in zwei Teile geteilt und dann ihre Hälften ausgetauscht.

Bei Vererbung sind Mutationen durch Radioaktivität oder andere Einflüsse möglich, wodurch sich einige Gene in den Keimzellen eines Elternteils verändern können. Veränderte Gene werden an den Nachwuchs weitergegeben und verleihen ihm neue Eigenschaften. Wenn diese neuen Eigenschaften nützlich sind, werden sie wahrscheinlich in der gegebenen Art beibehalten, und es wird eine abrupte Steigerung der Fitness der Art geben.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts, zu Beginn der Genetik, leugneten viele Forscher die Rolle der natürlichen Selektion als schöpferischen Faktor. Der Mutationsprozess wurde als die wichtigste evolutionäre Kraft als einziger Grund für die Entstehung neuer Merkmale und Eigenschaften des Organismus angesehen. Da Mutation ein äußerst seltenes Phänomen ist (es wurde festgestellt, dass im Durchschnitt ein Gen von einer Million mutiert), wurde der natürlichen Selektion die Rolle eines einfachen "Kontrolleurs" zugewiesen, der erst nach dem Erscheinen eines neuen Gens in Aktion tritt Abweichung.

Weitere Studien haben jedoch gezeigt, dass in natürlichen Populationen aller Arten eine riesige Reserve an genetischer Variabilität für eine Vielzahl von Merkmalen vorhanden ist. Die natürliche Selektion hat also immer eine riesige Menge an Material, mit dem sie arbeiten kann. In Laborexperimenten konnte festgestellt werden, dass es mit Hilfe der Selektion möglich ist, nahezu alle Eigenschaften eines Organismus zu verändern, auch etwa die Dominanz oder Rezessivität bestimmter Merkmale.

Tatsächlich ist die einzige Quelle für "evolutionäres Material" (erbliche Variabilität) der Mutationsprozess. Aber das negiert nicht die schöpferische Rolle der natürlichen Auslese: Sie kann mit einem Bildhauer verglichen werden, der schöne Kunstwerke schafft, indem er nur „unnötige“ Stücke von einem Marmorblock abschneidet.

Formen der natürlichen Auslese

In der Natur wirkt die natürliche Selektion zweifellos als ein einzelner Faktor, der innerhalb von Populationen wirkt. Abhängig von Änderungen der Umweltbedingungen und der Interaktion von Populationen und Arten kann sich jedoch nicht nur ihre Richtung, sondern auch ihre Form ändern. Gleichzeitig bleibt der Wirkungsmechanismus der natürlichen Selektion unverändert - das Überleben und die effizientere Fortpflanzung von Individuen, die am besten an bestimmte Existenzbedingungen angepasst sind. Es gibt mehrere Arten der Auswahl: - Treiben - Stabilisieren - Reißen.

Treibende Form der Selektion. Fördert eine Verschiebung des Durchschnittswerts von Zeichen und die Entstehung neuer Formen.

Arten der natürlichen Auslese

Populationen, die sich ausreichend lange in stabilen, wenig veränderlichen Bedingungen befunden haben, erreichen ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit und können lange Zeit in einem Gleichgewichtszustand bleiben, ohne wesentliche Veränderungen in der genotypischen Zusammensetzung zu erfahren. Änderungen der äußeren Bedingungen können jedoch schnell zu erheblichen Verschiebungen in der genotypischen Struktur von Populationen führen.

Ein schlagendes Beispiel, das die Existenz einer treibenden Form der natürlichen Selektion belegt, ist der sogenannte industrielle Melanismus. Der Grund für die Zunahme der Häufigkeit des Auftretens von Schwarzen Schmetterlingen in Industriegebieten liegt darin, dass weiße Schmetterlinge auf den verdunkelten Baumstämmen eine leichte Beute für Vögel geworden sind, während schwarze Schmetterlinge im Gegenteil weniger auffällig geworden sind.

Die treibende Form der natürlichen Auslese führt zur Festigung einer neuen Norm der Reaktion des Organismus, die den veränderten Umweltbedingungen entspricht. Die Selektion erfolgt immer nach Phänotypen, aber zusammen mit dem Phänotyp werden auch die Genotypen ausgewählt, die sie bestimmen.

Stabilisierende Form der Selektion. Die stabilisierende Form der Selektion zielt darauf ab, den in der Population etablierten Durchschnittswert des Merkmals zu erhalten. Da es in jeder Population immer eine Mutationsvariabilität gibt, treten immer wieder Individuen auf, die deutlich vom populations- oder arttypischen Durchschnittswert abweichen und sterben.

Während eines Sturms werden überwiegend Vögel mit langen und kurzen Flügeln getötet, während Vögel mit mittleren Flügeln eher überleben; Die größte Sterblichkeit junger Säugetiere wird in Familien beobachtet, deren Größe größer und kleiner als der Durchschnittswert ist, da dies die Ernährungsbedingungen und die Fähigkeit, sich gegen Feinde zu verteidigen, beeinträchtigt.

Auswahl brechen. Eine Selektion, die mehr als ein phänotypisches Optimum begünstigt und gegen Zwischenformen wirkt, wird als störend oder zerreißend bezeichnet.

Dies kann am Beispiel des Auftretens eines Rattlers erklärt werden - frühblühend und spätblühend. Ihr Auftreten ist das Ergebnis von Mähen im Hochsommer, die Pflanzen mit dazwischenliegenden Blütezeiten zerstören. Als Ergebnis wird eine einzelne Population in zwei nicht überlappende Subpopulationen aufgeteilt. Hybriden, die zwischen verschiedenen Formen entstehen, haben keine ausreichende Ähnlichkeit mit ungenießbaren Arten und werden von Vögeln aktiv verzehrt.

Die kreative Rolle der natürlichen Selektion: Unter verschiedenen Umständen kann die natürliche Auslese mit unterschiedlicher Intensität vor sich gehen.

Darwin bemerkt die Umstände, die die natürliche Selektion begünstigen:

Ausreichend hohe Häufigkeit der Manifestation unsicherer erblicher Veränderungen;

die Vielzahl von Individuen der Art, die die Wahrscheinlichkeit der Manifestation vorteilhafter Veränderungen erhöht;

Nicht-Inzucht, die die Variationsbreite der Nachkommen erhöht.

Darwin stellt fest, dass Kreuzbestäubung gelegentlich auftritt, sogar bei selbstbestäubenden Pflanzen;

Isolierung einer Gruppe von Individuen, um zu verhindern, dass sie sich mit dem Rest der Masse von Organismen dieser Population kreuzen;

Die weite Verbreitung der Arten, da gleichzeitig an verschiedenen Grenzen des Verbreitungsgebiets Individuen auf unterschiedliche Bedingungen treffen und die natürliche Selektion in unterschiedliche Richtungen geht und die innerartliche Vielfalt erhöht.

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Die natürliche Selektion ist das Herzstück der Evolution. Es kann als Prozess betrachtet werden, durch den die Zahl der besser an die Umweltbedingungen angepassten Individuen in den Populationen lebender Organismen zunimmt.

Während die Zahl der Personen, die aus dem einen oder anderen Grund weniger angepasst sind, abnimmt.

Da die Lebensraumbedingungen von Populationen nicht gleich sind (irgendwo sind die Bedingungen stabil, irgendwo veränderlich), gibt es verschiedene Formen der natürlichen Selektion.

Üblicherweise werden drei Hauptformen unterschieden – dies sind stabilisierende, treibende und störende Selektionen.

Natürliche Auslese

Es gibt auch sexuelle natürliche Auslese.

Stabilisierende Form der natürlichen Auslese

Mutationen treten immer in Populationen von Organismen auf, und es gibt auch kombinative Variabilität. Sie führen zum Auftreten von Individuen mit neuen Merkmalen oder deren Kombinationen. Bleiben die Umweltbedingungen jedoch konstant und hat sich die Population bereits gut daran angepasst, dann werden die neu aufgetretenen Merkmalswerte meist irrelevant.

Die Individuen, in denen sie entstanden sind, erweisen sich als schlechter an die bestehenden Bedingungen angepasst, verlieren den Kampf ums Dasein und hinterlassen weniger Nachkommen. Dadurch werden neue Merkmale nicht in der Population fixiert, sondern daraus entfernt.

Somit wirkt die stabilisierende Form der natürlichen Selektion bei unveränderten Umweltbedingungen und erhält die durchschnittlich verbreiteten Merkmalswerte in der Population.

Ein Beispiel für stabilisierende Selektion ist die Erhaltung der Fruchtbarkeit auf einem durchschnittlichen Niveau bei vielen Tieren.

Personen, die eine große Anzahl von Jungen zur Welt bringen, können sie nicht gut ernähren. Dadurch wird der Nachwuchs schwach und geht im Kampf ums Dasein zugrunde.

Individuen, die eine kleine Anzahl von Jungen zur Welt bringen, können die Population nicht so mit ihren Genen füllen, wie es Individuen tun, die eine durchschnittliche Anzahl von Jungen zur Welt bringen.

Treibende Form der natürlichen Auslese

Die treibende Form der natürlichen Auslese beginnt bei sich ändernden Umweltbedingungen zu wirken. Zum Beispiel mit einer allmählichen Abkühlung oder Erwärmung, einer Abnahme oder Zunahme der Luftfeuchtigkeit, dem Auftreten eines neuen Raubtiers, das seine Zahl langsam erhöht.

Auch die Umgebung kann sich infolge der Ausweitung des Populationsspektrums ändern.

Es sollte beachtet werden, dass eine allmähliche Änderung der Bedingungen für die natürliche Selektion wichtig ist, da die Entstehung neuer Anpassungen in Organismen ein langer Prozess ist, der sich über viele Generationen erstreckt.

Wenn sich die Bedingungen dramatisch ändern, sterben Populationen von Organismen normalerweise einfach aus oder ziehen in neue Lebensräume mit gleichen oder ähnlichen Bedingungen.

Manche bisher schädlichen und neutralen Mutationen und Genkombinationen können sich unter neuen Bedingungen als nützlich erweisen, die Anpassungsfähigkeit von Organismen und ihre Überlebenschancen im Kampf ums Dasein erhöhen. Folglich werden solche Gene und die von ihnen bestimmten Merkmale in der Population fixiert.

Infolgedessen wird sich jede neue Generation von Organismen in gewisser Weise zunehmend von der ursprünglichen Population entfernen.

Es ist wichtig zu verstehen, dass sich bei der treibenden Form der natürlichen Selektion nur ein bestimmter Wert eines Merkmals von zuvor unrentablen als nützlich herausstellt, und nicht alle. Wenn beispielsweise früher nur Personen mit mittlerer Größe überlebt haben und große und kleine gestorben sind, ist es unter Motivauswahl besser, beispielsweise Personen mit geringem Wachstum zu überleben, und mit mittlerer und noch mehr Personen werden sich selbst finden unter schlechteren Bedingungen und verschwinden nach und nach aus der Bevölkerung. .

Disruptive Form der natürlichen Selektion

Die disruptive Form der natürlichen Selektion ähnelt in ihrem Mechanismus der treibenden Form. Es gibt jedoch einen signifikanten Unterschied. Die Fahrselektion bevorzugt nur einen Wert eines bestimmten Merkmals und entfernt aus der Population nicht nur den Durchschnittswert dieses Merkmals, sondern auch alle anderen extremen Werte. Disruptive Selektion wirkt nur gegen den Durchschnittswert eines Merkmals und bevorzugt meist die beiden Extremwerte eines Merkmals. Auf Inseln mit starkem Wind überleben Insekten beispielsweise ohne Flügel (sie fliegen nicht) oder mit starken Flügeln (sie können dem Wind beim Fliegen widerstehen).

Insekten mit mittleren Flügeln werden ins Meer getragen.

Disruptive natürliche Selektion führt zum Auftreten von Polymorphismus in Populationen, wenn zwei oder mehr Arten von Individuen für ein Merkmal gebildet werden, die manchmal etwas unterschiedliche ökologische Nischen besetzen.

sexuelle Selektion

Bei der sexuellen Selektion wählen Individuen in Populationen diejenigen Individuen des anderen Geschlechts als Partner aus, die ein Merkmal (z. B. einen hellen Schwanz, große Hörner) besitzen, das nicht direkt mit einem erhöhten Überleben verbunden oder diesem sogar abträglich ist.

Der Besitz eines solchen Merkmals erhöht die Fortpflanzungschancen und folglich die Fixierung ihrer Gene in der Population. Es gibt mehrere Hypothesen über die Ursachen der sexuellen Selektion.

Die treibende Kraft der Evolution: Welche Formen der natürlichen Auslese gibt es?

NATÜRLICHE AUSLESE. FORMEN DER NATÜRLICHEN AUSWAHL IN BEVÖLKERUNGEN.

Februar, 11. Klasse, Biologie.

DIE ROLLE DER VARIABILITÄT UND VERERBUNG IM EVOLUTIONÄREN PROZESS.

Evolution- der Prozess der historischen Entwicklung der belebten Natur auf der Grundlage von Variabilität, Vererbung und natürlicher Selektion.

Stoff für die Evolution- erbliche Variabilität.

erbliche Variabilität sind Mutationen, die in Populationen auftreten können.

Rezessive Mutationen häufen sich, dominante treten auf. Selektion, die in Populationen wirkt, weist Individuen mit unnötigen Merkmalen zurück und lässt Individuen mit nützlichen Merkmalen zurück.

Die Ergebnisse der Evolution- Anpassung von Organismen an Umweltbedingungen, Bildung neuer Arten und überspezifischer Taxa.

Der Erwerb von Anpassungen durch bestimmte Organismengruppen kann unter bestimmten Bedingungen zur Bildung neuer Arten führen.

MECHANISMEN (Richtungen, Wege) des EVOLUTIONÄREN PROZESSES

Aromorphose- größere evolutionäre Veränderungen, die zu einer allgemeinen Komplikation der Struktur und Funktionen von Organismen führen und es ihnen ermöglichen, grundlegend neue Lebensräume zu besetzen oder die Wettbewerbsfähigkeit von Organismen in bestehenden Lebensräumen erheblich zu steigern.

Idioadaptation- private Anpassungen, die den im Laufe der Evolution erreichten Organisationsgrad der Organismen nicht wesentlich verändern, aber ihr Überleben in diesen besonderen Lebensräumen erheblich erleichtern.

In diesem Fall kann es zu einer Vereinfachung oder zum Verschwinden einer Reihe von Organen und Geweben kommen, die mit einer neuen Lebensweise verbunden sind.

biologischer Fortschritt- Dies ist eine Evolutionsrichtung, in der die Anzahl der Populationen, Unterarten zunimmt und das Verbreitungsgebiet (Lebensraum) erweitert wird, während sich diese Gruppe von Organismen in einem Zustand ständiger Speziation befindet.

biologische Regression- die Evolutionsrichtung, in der die Reichweite und Anzahl der Organismen abnimmt, die Speziationsrate verlangsamt wird, die Anzahl der Populationen, Unterarten und Arten abnimmt.

KAMPF UM DIE EXISTENZ.

NATÜRLICHE AUSLESE.

FORMEN DER NATÜRLICHEN AUSWAHL IN BEVÖLKERUNGEN.

Kampf um die Existenz- eine Reihe von Beziehungen zwischen Individuen einer Art, mit anderen Arten und abiotischen Umweltfaktoren.

Einige der Nachkommen des Organismus überleben, während andere dem Untergang geweiht sind.

Formen des Existenzkampfes:

1. Intraspezifisch

2. Sexuelle Selektion

3. Interspezies

4. Wechselwirkung mit abiotischen Faktoren

ES GIBT DREI HAUPTFORMEN DER NATÜRLICHEN AUSLESE:

1. Auswahl stabilisieren - Es zielt darauf ab, in Populationen den durchschnittlichen, zuvor festgelegten Wert eines Merkmals oder einer Eigenschaft aufrechtzuerhalten. Es arbeitet unter relativ konstanten (innerhalb gewisser Grenzen schwankenden) Umgebungsbedingungen.

Bei stabilisierender Selektion gewinnen die typischsten Individuen der Bevölkerung den Fortpflanzungsvorteil, während Individuen, die merklich von der etablierten Norm abweichen, durch natürliche Selektion eliminiert werden. Diese Form der Selektion ist die häufigste, aber schwer zu bemerken, da sich in diesem Fall das morphologische Erscheinungsbild der Organismen in der Population nicht ändert.

Angetriebene oder gerichtete Auswahl trägt zu einer Verschiebung des Durchschnittswerts eines Merkmals oder einer Eigenschaft in einer Population bei. Diese Form der Selektion entsteht, wenn sich die Existenzbedingungen ändern, und führt zur Etablierung einer neuen Norm, die die zuvor bestehende ersetzt.

Störende oder fragmentierende Auswahl- Dies ist eine Auswahl, die gleichzeitig zugunsten mehrerer Optionen gegen Personen mit einem mittleren Wert des Merkmals ausfällt. Diese Form der Selektion tritt auf, wenn keine der Gruppen von Genotypen durch die Vielfalt der gleichzeitig in einem Gebiet anzutreffenden Bedingungen einen entscheidenden Vorteil im Kampf ums Dasein erhält.

Disruptive Selektion trägt zur Entstehung und Aufrechterhaltung von Populationspolymorphismus bei und kann in einigen Fällen Speziation verursachen.

Damit werden auch die Nachkommen starker Individuen relativ gut angepasst und ihr Anteil an der Gesamtmasse der Individuen wird zunehmen. Nach einem Wechsel von mehreren zehn oder hundert Generationen nimmt die durchschnittliche Fitness der Individuen einer bestimmten Art deutlich zu.

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Formen der natürlichen Auslese

In der modernen Evolutionstheorie bleibt die Frage nach den Formen der natürlichen Selektion eine der umstrittenen. Es werden mehr als 30 verschiedene Selektionsformen unterschieden. Es gibt jedoch nur drei Hauptformen der Selektion: stabilisierend, bewegend und störend(Reis.

Auswahl stabilisieren - eine Form der natürlichen Selektion, die darauf abzielt, die Stabilität der Implementierung eines durchschnittlichen, zuvor festgelegten Wertes eines Merkmals oder einer Eigenschaft in einer Population aufrechtzuerhalten und zu erhöhen.

Sie erfolgt durch die Beseitigung etwaiger Abweichungen von dieser Norm. Ein Beispiel für die Stabilisierung der Selektion ist die von M. Karn und L. Penrose festgestellte Beziehung zwischen dem Gewicht von Neugeborenen und ihrer Sterblichkeit: Je stärker die Abweichung in irgendeiner Richtung von der durchschnittlichen Norm (3,6 kg) ist, desto seltener überleben solche Kinder.

Somit ist das wichtigste Ergebnis der Wirkung der stabilisierenden Selektion die Erhaltung, Stabilisierung bereits vorhandener Merkmale und der bereits gebildeten Reaktionsnorm für diese Merkmale.

Ein Beispiel für den langfristigen Erhalt von Anpassungen auf morphologischer Ebene ist die Bildung eines fünffingrigen Gliedes, die vor etwa 320 Millionen Jahren mit der Entstehung von Landwirbeltieren entstand. Da sowohl bei Tieren als auch beim Menschen Mutationen bekannt sind, die die Anzahl der Finger erhöhen oder verringern (Vögel, Huftiere, Dinosaurier usw.), ist die Erhaltung der Fünffingerigkeit das Ergebnis einer stabilisierenden Selektion.

Fahrauswahl- Selektion, die zu einer Verschiebung des Durchschnittswerts eines Merkmals oder einer Eigenschaft beiträgt.

Diese Form der Selektion führt zur Entstehung adaptiver Merkmale. Bei einer gezielten Veränderung der Umwelt überleben häufiger Personen mit individuellen Merkmalen, die dieser Veränderung entsprechen; Personen mit Abweichungen in die entgegengesetzte Richtung, die Änderungen der äußeren Bedingungen nicht angemessen sind, sterben häufiger. Der Verlust eines Merkmals ist normalerweise das Ergebnis einer treibenden Form der Selektion. Beispielsweise trägt bei funktioneller Untauglichkeit eines Organs die natürliche Auslese zu deren Reduktion bei.

Der Verlust von Flügeln bei einigen Vögeln und Insekten, der Verlust von Fingern bei Huftieren, der Verlust von Gliedmaßen bei Schlangen und der Verlust von Augen bei Höhlentieren sind Beispiele für die Wirkung der Motivauswahl.

Die treibende Form der Selektion führt also zur Entwicklung neuer Anpassungen durch eine gezielte Umordnung des Populationsgenpools, die wiederum von einer Umordnung des Genotyps von Individuen begleitet wird.

In der Natur existieren ständig treibende und stabilisierende Selektionsformen nebeneinander, und man kann nur von einem Vorherrschen der einen oder anderen Form in einem bestimmten Zeitraum auf einer bestimmten Grundlage sprechen.

Störende Auswahl- eine Form der Selektion, die mehr als einen Phänotyp begünstigt und gegen durchschnittliche Zwischenformen wirkt.

Eine solche Selektion führt zur Etablierung von Polymorphismus innerhalb einer Population. Die Bevölkerung wird auf dieser Grundlage gleichsam in mehrere Gruppen „zerrissen“. Ein Beispiel für disruptive Selektion ist das Aufkommen von Mimikry in afrikanischen Segelbooten.

Auf den Komoren, Madagaskar und Somalia haben männliche und weibliche Segelfische eine gelbe Farbe und imitieren nicht, weil. In diesen Regionen gibt es keine Arten, die nicht von Vögeln gefressen werden.

Im südwestlichen Abessinien behalten die Männchen ihre artspezifische Färbung und Flügelform bei, während die Weibchen ihre Farbe ändern, um sie an die Nicht-Vogel-Schmetterlinge anzupassen.

Als Beispiel für störende Selektion in der Natur kann es Fälle geben, in denen gut differenzierte polymorphe Typen einen klaren selektiven Vorteil gegenüber schwach differenzierten polymorphen Typen haben.

Zum Beispiel sexueller Dimorphismus: Weibchen und Männchen mit gut differenzierten sekundären Geschlechtsmerkmalen paaren und vermehren sich erfolgreicher als

verschiedene Zwischentypen (Intersexuelle, Homosexuelle etc.).

Abb. 2. Wirkungsschema stabilisierender (A), treibender (B) und störender (C) Selektionsformen (nach N.V. Timofeev-Resovsky et al., 1977)

andere Formen der natürlichen Auslese:

- sexuelle Selektion;

- individuelle Auswahl;

— Gruppenauswahl usw.

Diese Selektionsformen sind von untergeordneter Bedeutung. Natürliche Selektion, die die Merkmale von Personen des gleichen Geschlechts betrifft, wird als natürliche Selektion bezeichnet sexuelle Selektion. Sie beruht auf der selektiven Nicht-Äquivalenz gleichgeschlechtlicher Individuen bei zweihäusigen Tieren.

Dies ist eine besondere Form der individuellen Selektion, an der nur Vertreter eines Geschlechts (normalerweise Männer) einer bestimmten Population teilnehmen. Sekundäre Geschlechtsmerkmale von Männern helfen ihnen, Paarungspartner zu finden .

Natürliche Auslese tut es unterstützende Rolle - Aufrechterhaltung eines bestimmten Fitnessniveaus von Individuen in einer Population, die es ihr ermöglicht, unter bestimmten Umweltbedingungen zu existieren.

Personen mit einer relativen Fitness, die niedriger ist als die durchschnittliche Fitness der Bevölkerung, gehen in der Regel zugrunde.

Es ist auch wichtig für das Leben der Art und ihre Evolution Ausbreitungseffekt Auswahl. Die Art besiedelt den Teil der Erdoberfläche, auf dem sie überleben kann. Selektion regelt die Stellung der Art in der Umwelt: Organismen überleben häufiger unter den Umweltbedingungen, an die sie durch Selektion besser angepasst sind.

Daher erfolgt die Verteilung von Organismen, Populationen und Arten über die Erdoberfläche hauptsächlich durch Selektion.

Auswahl führt kumulative Rolle. Da die Auswahl eine Erfahrung der Stärksten ist, wird jede Ausweichmöglichkeit, die die Anpassungsfähigkeit erhöht, von ihnen beibehalten. Solche Veränderungen häufen sich, und die phänotypische Manifestation des Merkmals nimmt in einer Reihe von Generationen zu. Ein Beispiel ist die Entwicklung der Gliedmaßen der Vorfahren des Pferdes: von fünffingrig über dreifingrig zu einfingrig.

kreative Rolle Auswahl ist, dass die Stärksten ausgewählt werden, d.h.

angepasste Individuen an gegebene Umweltbedingungen. Auf genotypischer Ebene erfolgt durch Selektion die Evolution des Genotyps, d.h. Variabilität wird transformiert. In Bezug auf den Phänotyp drückt sich die kreative Rolle der natürlichen Selektion in der Bildung neuer Anpassungen und der Umstrukturierung des gesamten Organismus aus, wodurch das normale Funktionieren dieser Anpassungen sichergestellt wird.

Neue Anpassungen entstehen nur aufgrund genotypischer Variabilität und nur durch Selektion.

In den 40er Jahren des letzten Jahrhunderts wurden beispielsweise erstmals Penicillin, Streptomycin und andere Antibiotika in der Medizin eingesetzt. Anfangs wirkten sie schon in geringen Dosen gegen krankheitserregende Bakterien. Doch kurz nachdem der Einsatz von Antibiotika ausgeweitet wurde, begann ihre Wirksamkeit abzunehmen und höhere Dosen mussten verwendet werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Es gibt Bakterienstämme, die gegen Antibiotika resistent und empfindlich sind. Das Auftreten resistenter Stämme ist auf spontane Mutationen zurückzuführen, die mit einiger geringer Häufigkeit auftreten.

So setzt der Einsatz von Antibiotika in niedrigen oder moderaten Dosen einen Selektionsprozess in Gang, der die Entstehung resistenter Stämme begünstigt.

Solche mikroevolutionären Veränderungen wurden in Laborexperimenten gefunden.

Ein Beispiel ist ein Selektionsexperiment, das an einem der Stämme durchgeführt wurde Staphylococcus aureus- ein pathogenes Bakterium, das Wunden und Lebensmittelvergiftungen verursacht. Die ursprüngliche Population, aus der dieser Stamm stammte, war bei niedrigen Dosen empfindlich gegenüber verschiedenen Antibiotika.

Ein Teil der aus der Ausgangspopulation isolierten Bakterien wurde sequentiell auf Medien gezüchtet, die Penicillin und andere Antibiotika in steigenden Konzentrationen enthielten. Infolgedessen entwickelten verschiedene Stämme Resistenzen gegen dieses Antibiotikum. Die Resistenz gegenüber verschiedenen Antibiotika nahm in unterschiedlichem Maße zu: gegenüber Chloromycetin um das 193-fache, gegenüber Na-Penicillin um das 187.000-fache und gegenüber Streptomycin um das 250.000-fache.

Gleichzeitig treten bei solchen Stämmen andere Veränderungen auf. Sie wachsen insbesondere unter anaeroben Bedingungen langsamer und verlieren ihre Pathogenität. Die Entfernung von Antibiotika aus dem Kulturmedium führt zu einer Selektion in die entgegengesetzte Richtung, d. h. zur Erhaltung antibiotikaempfindlicher Formen.

Somit bestimmt die kreative Rolle der natürlichen Selektion:

1) Transformation der Variabilität - eine Änderung des phänotypischen Ausdrucks von Mutationen, die Beseitigung schädlicher Manifestationen der Pleiotropie, die Entwicklung von Dominanz und Rezessivität sowie Penetranz und Expressivität von Genen;

2) die Entwicklung der Prozesse der individuellen Entwicklung;

3) die Entstehung neuer Anpassungen, einschließlich Ko-Anpassung von Organismenmerkmalen und Stärkung der Organismus-Homöostase, Ko-Anpassung von Individuen in einer Population, Entwicklung von Mechanismen der Populations-Homöostase, Ko-Anpassung von Arten sowie die Entwicklung von Anpassungen zu abiotischen Faktoren;

4) Populationsentwicklung, Artendifferenzierung und Artbildung.

Das Ergebnis der schöpferischen Rolle der Selektion ist der Prozess der organischen Evolution, der entlang der Linie der fortschreitenden Komplikation der morphophysiologischen Organisation (Arogenese) und in getrennten Zweigen entlang des Weges der Spezialisierung (Allogenese) fortschreitet.

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Die natürliche Auslese ist der treibende Faktor der Evolution. Arten der natürlichen Auslese.

Natürliche Auslese- der Hauptevolutionsprozess, bei dem die Anzahl der Personen mit maximaler Fitness (den günstigsten Merkmalen) in der Bevölkerung zunimmt, während die Anzahl der Personen mit ungünstigen Merkmalen abnimmt.

Im Lichte der modernen synthetischen Evolutionstheorie wird die natürliche Selektion als Hauptgrund für die Entwicklung von Anpassungen, Artbildung und die Entstehung überspezifischer Taxa angesehen. Natürliche Auslese ist die einzige bekannte Ursache für Anpassungen, aber nicht die einzige Ursache für Evolution. Nicht-adaptive Ursachen sind Gendrift, Genfluss und Mutationen.

Arten der natürlichen Auslese.:

—Fahrauswahl- eine Form der natürlichen Auslese, die mit einer gezielten Veränderung der Umweltbedingungen arbeitet.

Beschrieben von Darwin und Wallace. In diesem Fall erhalten Personen mit Merkmalen, die in einer bestimmten Richtung vom Durchschnittswert abweichen, Vorteile. Gleichzeitig werden andere Variationen des Merkmals (seine Abweichungen in die entgegengesetzte Richtung vom Durchschnittswert) einer negativen Selektion unterzogen. Infolgedessen verschiebt sich in der Bevölkerung von Generation zu Generation der Durchschnittswert des Merkmals in eine bestimmte Richtung. Gleichzeitig muss der Selektionsdruck der Anpassungsfähigkeit der Bevölkerung und der Rate der Mutationsänderungen entsprechen (andernfalls kann der Umweltdruck zum Aussterben führen).

—Auswahl stabilisieren- eine Form der natürlichen Selektion, bei der ihre Wirkung gegen Personen mit extremen Abweichungen von der Durchschnittsnorm zugunsten von Personen mit einer durchschnittlichen Schwere des Merkmals gerichtet ist.

Das Konzept der stabilisierenden Selektion wurde in die Wissenschaft eingeführt und von I. I. Shmalgauzen analysiert.

- Disruptive (zerreißende) Selektion- eine Form der natürlichen Selektion, bei der die Bedingungen zwei oder mehr extreme Varianten (Richtungen) der Variabilität begünstigen, aber nicht den mittleren, durchschnittlichen Zustand des Merkmals begünstigen.

Infolgedessen können mehrere neue Formulare aus einem ursprünglichen Formular hervorgehen. Darwin beschrieb die Wirkungsweise der disruptiven Selektion und glaubte, dass sie der Divergenz zugrunde liegt, obwohl er keine Beweise für ihre Existenz in der Natur liefern konnte.

Disruptive Selektion trägt zur Entstehung und Aufrechterhaltung von Populationspolymorphismus bei und kann in einigen Fällen Speziation verursachen.

—sexuelle Selektion Dies ist die natürliche Auslese für den Fortpflanzungserfolg.

Das Überleben von Organismen ist eine wichtige, aber nicht die einzige Komponente der natürlichen Selektion. Eine weitere wichtige Komponente ist die Attraktivität für Angehörige des anderen Geschlechts. Darwin nannte dieses Phänomen sexuelle Selektion. "Diese Form der Selektion wird nicht durch den Daseinskampf in den Beziehungen organischer Wesen untereinander oder mit äußeren Bedingungen bestimmt, sondern durch die Rivalität zwischen Individuen eines Geschlechts, meist männlichen Geschlechts, um den Besitz von Individuen des anderen Geschlechts."

Merkmale, die die Lebensfähigkeit ihrer Träger verringern, können entstehen und sich ausbreiten, wenn die Vorteile, die sie für den Zuchterfolg bieten, deutlich größer sind als ihre Nachteile für das Überleben.

Wege und Richtungen der Evolution Ergebnisse der Evolution.

Wege und Richtungen der Evolution.

Die Ergebnisse der Evolution.

biologischer Fortschritt- die Richtung der Evolution, die durch eine Zunahme der Häufigkeitsindikatoren gekennzeichnet ist, die Lebensraumfläche einer bestimmten Gruppe von Organismen, die Bildung neuer Gruppen von Organismen.

biologische Regression- die Richtung der Evolution, die durch eine Abnahme der Bevölkerungsindikatoren gekennzeichnet ist, die Lebensraumfläche einer bestimmten Gruppe von Organismen, das Verschwinden von Gruppen von Organismen.

Aromorphose (Arogenese)- der Evolutionsweg, durch den die Verbesserung der morphologischen, funktionellen Indikatoren von Individuen eine Steigerung der Lebensfähigkeit erreicht wird.

Aromorphose führt zu einer Erhöhung der Populationsindikatoren, einer Vergrößerung der Lebensraumfläche einer bestimmten Gruppe von Organismen und der Bildung neuer Gruppen von Organismen. In den frühen Stadien gab es drei Varianten dieses Evolutionspfades: sexuelle Fortpflanzung, Assimilation von Nährstoffen durch Photosynthese und der Erwerb einer vielzelligen Struktur.

Idioadaptation (Allogenese)- der Evolutionsweg, aufgrund dessen Veränderungen in der Organisation und Funktionsweise nur bestimmter Gruppen von Organismen auftreten.

Allgemeine Degeneration (Katagenese)- der Evolutionsweg, wodurch Organismen eine einfachere Organisation der Struktur erhalten.

Ergebnisse der natürlichen Auslese:

Artenvielfalt auf dem Planeten

Komplikation und Verbesserung von Organismen

Die Entstehung der relativen Fitness von Organismen gegenüber Umweltbedingungen

Die Evolution geht also vom Einfachen zum Komplexen, das heißt vom Niedrigsten zum Höchsten.

Die Struktur der Biosphäre

• Biosphäre - die von lebenden Organismen bewohnte Hülle der Erde, die unter ihrem Einfluss steht und von den Produkten ihrer Lebenstätigkeit besetzt ist; "Film des Lebens"; globales Ökosystem der Erde.
• Die Zusammensetzung der Biosphäre

Lebende Materie - die Gesamtheit der Körper lebender Organismen, die die Erde bewohnen, ist physikalisch-chemisch einheitlich, unabhängig von ihrer systematischen Zugehörigkeit. Die Masse der lebenden Materie ist relativ gering und wird auf 2,4 ... 3,6 1012 Tonnen (in Trockengewicht) geschätzt und beträgt weniger als ein Millionstel der gesamten Biosphäre (etwa 3 1018 Tonnen), was wiederum weniger als eins ist Tausendstel der Masse der Erde. Aber dies ist eine der "mächtigsten geochemischen Kräfte unseres Planeten", da lebende Organismen nicht nur die Erdkruste bewohnen, sondern das Antlitz der Erde verändern.

Lebewesen bewohnen die Erdoberfläche sehr ungleichmäßig. Ihre Verbreitung hängt von der geografischen Breite ab.

Biogene Substanz - eine Substanz, die von einem lebenden Organismus erzeugt und verarbeitet wird. Im Laufe der organischen Evolution haben lebende Organismen den größten Teil der Atmosphäre, das gesamte Volumen des Weltozeans und eine riesige Masse mineralischer Substanzen tausendmal durch ihre Organe, Gewebe, Zellen und ihr Blut geleitet.

Diese geologische Rolle der lebenden Materie kann man sich anhand der Lagerstätten von Kohle, Öl, Karbonatgestein usw. vorstellen.

3. Inerte Materie - Produkte, die ohne Beteiligung lebender Organismen gebildet werden.

4. Bioinerte Substanz – eine Substanz, die gleichzeitig von lebenden Organismen und inerten Prozessen erzeugt wird und dynamisch ausgeglichene Systeme von beidem darstellt. Das sind Erde, Schlick, Verwitterungskruste usw. Organismen spielen darin eine führende Rolle.

Eine Substanz, die einem radioaktiven Zerfall unterliegt.

6. Verstreute Atome, die kontinuierlich aus jeglicher Art von irdischer Materie unter dem Einfluss kosmischer Strahlung entstehen.

Eine Substanz kosmischen Ursprungs.

NATÜRLICHE AUSWAHL - das Ergebnis des Kampfes ums Dasein; es basiert auf dem bevorzugten Überleben und den Nachkommen der fittesten Individuen jeder Art und dem Tod der weniger fitten Organismen

IN Unter Bedingungen ständiger Veränderung der Umwelt eliminiert die natürliche Selektion unangepasste Formen und bewahrt erbliche Abweichungen, die mit der Richtung der veränderten Existenzbedingungen übereinstimmen. Entweder ändert sich die Norm der Reaktion oder ihre Ausdehnung (Reaktionsnorm bezeichnet die Fähigkeit des Körpers, mit adaptiven Änderungen auf die Wirkung von Umweltfaktoren zu reagieren; die Reaktionsgeschwindigkeit ist die Grenze der Modifikationsvariabilität, die durch den Genotyp eines gegebenen Organismus kontrolliert wird). Diese Form der Selektion wurde von C. Darwin entdeckt und hieß Fahren .

Als Beispiel können wir die Verdrängung der ursprünglichen hellen Form durch die dunkle Form des Birkenfalters anführen. Im Südosten Englands wurden in der Vergangenheit neben der hellen Form des Schmetterlings gelegentlich auch dunkle gefunden. In ländlichen Gebieten, auf Birkenrinde, erweist sich eine helle Färbung als schützend, sie sind unsichtbar, während dunkle Farben sich dagegen von einem hellen Hintergrund abheben und für Vögel eine leichte Beute werden. In Industriegebieten gewinnen dunkle Formen durch Umweltverschmutzung durch Industrieruß einen Vorteil und verdrängen helle schnell. Von 700 Schmetterlingsarten in diesem Land haben in den letzten 120 Jahren 70 Mottenarten ihre helle Farbe in eine dunkle geändert. Dasselbe Bild zeigt sich in anderen Industriezonen Europas. Ähnliche Beispiele sind das Auftreten von insektizidresistenten Insekten, antibiotikaresistenten Formen von Mikroorganismen, die Ausbreitung von giftresistenten Ratten und so weiter.

Der Hauswissenschaftler I. I. Schmalhausen entdeckte stabilisierend form Selektion, die unter konstanten Existenzbedingungen operiert. Diese Form der Selektion zielt darauf ab, die bestehende Norm aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig wird die Konstanz der Reaktionsnorm aufrechterhalten, solange die Umwelt stabil bleibt, während Individuen, die von der Durchschnittsnorm abweichen, aus der Population verschwinden. Beispielsweise starben bei Schneefall und starkem Wind kurz- und langflügelige Spatzen, während Individuen mit mittelgroßen Flügeln überlebten. Oder ein anderes Beispiel: die stabile Konstanz von Blütenteilen gegenüber den vegetativen Organen der Pflanze, da die Proportionen der Blüte an die Größe bestäubender Insekten angepasst sind (eine Hummel kann eine zu schmale Blütenkrone nicht durchdringen, ein Schmetterlingsrüssel nicht berühren zu kurze Staubgefäße von Blüten mit langer Krone). Über Millionen von Jahren schützt die Stabilisierung der Selektion Arten vor signifikanten Veränderungen, aber nur so lange, wie sich die Lebensbedingungen nicht signifikant ändern.

Auch zuordnen reißen, oderstörend , Selektion in einem vielfältigen Umfeld: Nicht irgendein Merkmal wird selektiert, sondern mehrere verschiedene, von denen jedes das Überleben innerhalb der engen Grenzen des Populationsspektrums begünstigt. Aus diesem Grund wird die Bevölkerung in mehrere Gruppen eingeteilt. Zum Beispiel sehen einige Wölfe in den Kitskill Mountains der USA wie ein heller Windhund aus und jagen Hirsche, andere Wölfe der gleichen Gegend, dicker, mit kurzen Beinen, greifen normalerweise Schafherden an. Disruptive Selektion operiert unter Bedingungen einer starken Veränderung der Umwelt: An der Peripherie der Bevölkerung überleben Formen mit multidirektionalen Veränderungen, sie erzeugen eine neue Gruppe, in der eine stabilisierende Selektion ins Spiel kommt. Keine der Selektionsformen kommt in der Natur in Reinform vor, da Umweltfaktoren sich verändern und in Kombination als Ganzes wirken. In bestimmten historischen Zeitabschnitten kann jedoch eine der Selektionsformen zur führenden werden.

Alle Formen der natürlichen Selektion stellen einen einzigen Mechanismus dar, der auf statistischer Basis als kybernetischer Regulator agiert und das Gleichgewicht der Populationen mit den umgebenden Umweltbedingungen aufrechterhält. Die schöpferische Rolle der natürlichen Selektion besteht nicht nur in der Eliminierung der Ungeeigneten, sondern auch darin, dass sie die entstehenden Anpassungen (das Ergebnis von Mutationen und Rekombinationen) lenkt und in einer langen Reihe von Generationen nur diejenigen von ihnen "selektiert". für die gegebenen Existenzbedingungen am besten geeignet sind, was zur Entstehung immer neuer Lebensformen führt.

Formen der natürlichen Selektion (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biology in tables. M., 2000)

Auswahlformulare, grafische Darstellung	Merkmale jeder Form der natürlichen Auslese
ZIEHEN UM	zugunsten von Individuen mit einem Merkmalswert, der von dem zuvor ermittelten Populationswert abweicht; führt zur Festigung einer neuen Norm der Körperreaktion, die den veränderten Umweltbedingungen entspricht
II STABILISIERUNG	Es zielt darauf ab, den in der Population etablierten Durchschnittswert des Merkmals beizubehalten. Das Ergebnis der Wirkung der stabilisierenden Selektion ist die große Ähnlichkeit aller Pflanzen- oder Tierindividuen, die in jeder Population beobachtet werden.
STÖREN ODER REISSEN	Begünstigt mehr als ein phänotypisch optimales Merkmal und wirkt gegen Zwischenformen, was sowohl zu intraspezifischem Polymorphismus als auch zu Populationsisolation führt

Die natürliche Selektion ist der wichtigste, führende und richtungsweisende Faktor in der Evolution, die der Theorie von Ch. Darwin zugrunde liegt. Alle anderen Faktoren der Evolution sind zufällig, nur die natürliche Selektion hat eine Richtung (in Richtung der Anpassung von Organismen an Umweltbedingungen).

Definition: selektives Überleben und Fortpflanzung der geeignetsten Organismen.

Kreative Rolle: Durch die Auswahl nützlicher Merkmale schafft die natürliche Selektion neue.

Effizienz: Je mehr unterschiedliche Mutationen in der Population vorhanden sind (je höher die Heterozygotie der Population), desto größer die Effizienz der natürlichen Selektion, desto schneller schreitet die Evolution voran.

Formen:

• Stabilisierend - wirkt unter konstanten Bedingungen, wählt die durchschnittlichen Manifestationen des Merkmals aus, bewahrt die Merkmale der Art (Coelacanth Coelacanth-Fisch)
• Fahren - wirkt unter sich ändernden Bedingungen, wählt die extremen Manifestationen eines Merkmals (Abweichungen) aus, führt zu einer Änderung der Merkmale (Birkenmotte)
• Sexuell - Wettbewerb um einen Sexualpartner.
• Breaking - wählt zwei extreme Formen aus.

Folgen der natürlichen Auslese:

• Evolution (Veränderung, Komplikation von Organismen)
• Entstehung neuer Arten (Zunahme der Artenzahl [Vielfalt])
• Die Anpassung von Organismen an Umweltbedingungen. Jede Passform ist relativ., d.h. passt den Körper nur an eine bestimmte Bedingung an.

Wählen Sie eine, die richtigste Option. Die Grundlage der natürlichen Auslese ist
1) Mutationsprozess
2) Speziation
3) biologischer Fortschritt
4) relative Fitness

Antworten

Wählen Sie eine, die richtigste Option. Welche Folgen hat die Stabilisierung der Selektion?
1) Erhaltung alter Arten
2) Änderung der Reaktionsgeschwindigkeit
3) die Entstehung neuer Arten
4) Erhaltung von Individuen mit veränderten Merkmalen

Antworten

Wählen Sie eine, die richtigste Option. Im Prozess der Evolution spielt eine kreative Rolle
1) natürliche Auslese
2) künstliche Selektion
3) Modifikationsvariabilität
4) Mutationsvariabilität

Antworten

Wählen Sie drei Optionen. Was sind die Merkmale der Motivauswahl?
1) arbeitet unter relativ konstanten Lebensbedingungen
2) eliminiert Individuen mit einem durchschnittlichen Wert des Merkmals
3) fördert die Reproduktion von Individuen mit verändertem Genotyp
4) bewahrt Individuen mit Abweichungen von den Durchschnittswerten des Merkmals
5) bewahrt Individuen mit der etablierten Norm der Reaktion des Merkmals
6) trägt zum Auftreten von Mutationen in der Population bei

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Wählen Sie drei Merkmale aus, die die treibende Form der natürlichen Auslese charakterisieren
1) sorgt für das Erscheinen einer neuen Art
2) manifestiert sich in sich ändernden Umweltbedingungen
3) die Anpassungsfähigkeit von Individuen an die ursprüngliche Umgebung wird verbessert
4) Individuen mit einer Abweichung von der Norm werden ausgesondert
5) die Zahl der Personen mit dem Durchschnittswert des Merkmals steigt
6) Individuen mit neuen Merkmalen bleiben erhalten

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Wählen Sie eine, die richtigste Option. Das Ausgangsmaterial für die natürliche Auslese ist
1) Kampf ums Dasein
2) Mutationsvariabilität
3) Veränderung des Lebensraums von Organismen
4) Anpassung von Organismen an die Umwelt

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Wählen Sie eine, die richtigste Option. Das Ausgangsmaterial für die natürliche Auslese ist
1) Modifikationsvariabilität
2) erbliche Variabilität
3) der Kampf der Individuen um die Bedingungen des Überlebens
4) Anpassungsfähigkeit der Populationen an die Umwelt

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Wählen Sie drei Optionen. Die stabilisierende Form der natürlichen Auslese manifestiert sich in
1) konstante Umgebungsbedingungen
2) Änderung der durchschnittlichen Reaktionsgeschwindigkeit
3) die Erhaltung angepasster Individuen im ursprünglichen Lebensraum
4) Keulung von Personen mit Abweichungen von der Norm
5) Rettung von Personen mit Mutationen
6) Erhaltung von Individuen mit neuen Phänotypen

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Wählen Sie eine, die richtigste Option. Die Wirksamkeit der natürlichen Auslese nimmt ab, wenn
1) das Auftreten von rezessiven Mutationen
2) eine Zunahme homozygoter Personen in der Bevölkerung
3) Änderung der Norm der Reaktion eines Zeichens
4) Zunahme der Artenzahl im Ökosystem

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Wählen Sie eine, die richtigste Option. Unter trockenen Bedingungen wurden im Laufe der Evolution Pflanzen mit kurz weichhaarigen Blättern durch die Einwirkung von gebildet
1) relative Variabilität

3) natürliche Auslese
4) künstliche Selektion

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Wählen Sie eine, die richtigste Option. Dadurch erwerben Schadinsekten im Laufe der Zeit eine Resistenz gegen Pestizide
1) hohe Fruchtbarkeit
2) Modifikationsvariabilität
3) Erhaltung von Mutationen durch natürliche Selektion
4) künstliche Selektion

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Wählen Sie eine, die richtigste Option. Das Material für die künstliche Selektion ist
1) genetischer Code
2) Bevölkerung
3) Gendrift
4) Mutation

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Wählen Sie eine, die richtigste Option. Sind die folgenden Aussagen zu den Formen der natürlichen Auslese richtig? A) Die Entstehung von Resistenzen gegen Pestizide bei Schadinsekten landwirtschaftlicher Pflanzen ist ein Beispiel für eine stabilisierende Form natürlicher Selektion. B) Die treibende Selektion trägt zu einer Erhöhung der Anzahl von Individuen einer Art mit einem durchschnittlichen Wert eines Merkmals bei
1) nur A ist wahr
2) nur B ist wahr
3) Beide Aussagen sind richtig
4) Beide Urteile sind falsch

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Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Ergebnissen der Wirkung der natürlichen Selektion und ihren Formen her: 1) stabilisierend, 2) bewegend, 3) störend (zerreißend). Schreibe die Zahlen 1, 2 und 3 in der richtigen Reihenfolge auf.
A) Entwicklung von Resistenzen gegen Antibiotika bei Bakterien
B) Das Vorhandensein von schnell und langsam wachsenden Raubfischen im selben See
C) Ähnliche Struktur der Sehorgane in Akkordaten
D) Die Entstehung von Flossen bei Wasservögeln
E) Auswahl von neugeborenen Säugetieren mit einem durchschnittlichen Gewicht
E) Erhaltung von Phänotypen mit extremen Abweichungen innerhalb einer Population

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1. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Merkmal der natürlichen Auslese und ihrer Form her: 1) antreibend, 2) stabilisierend. Schreibe die Zahlen 1 und 2 in der richtigen Reihenfolge auf.
A) bewahrt den Mittelwert des Merkmals
B) trägt zur Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen bei
C) behält Individuen mit einem Merkmal, das von seinem Durchschnittswert abweicht
D) trägt zu einer Erhöhung der Vielfalt der Organismen bei
D) trägt zur Erhaltung der Arteigenschaften bei

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2. Vergleichen Sie die Eigenschaften und Formen der natürlichen Auslese: 1) Treibend, 2) Stabilisierend. Schreibe die Zahlen 1 und 2 in der richtigen Reihenfolge auf.
A) wirkt gegen Personen mit extremen Merkmalswerten
B) führt zu einer Einengung der Reaktionsnorm
B) arbeitet normalerweise unter konstanten Bedingungen
D) tritt während der Entwicklung neuer Lebensräume auf
D) ändert die Durchschnittswerte des Merkmals in der Population
E) kann zur Entstehung neuer Arten führen

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3. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Formen der natürlichen Auslese und ihren Merkmalen her: 1) antreibend, 2) stabilisierend. Notieren Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge, die den Buchstaben entspricht.
A) arbeitet unter wechselnden Umgebungsbedingungen
B) arbeitet unter konstanten Umgebungsbedingungen
C) zielt darauf ab, den zuvor festgelegten Durchschnittswert des Merkmals beizubehalten
D) führt zu einer Verschiebung des Durchschnittswertes des Merkmals in der Population
D) Unter seiner Wirkung kann sowohl eine Zunahme eines Vorzeichens als auch eine Abschwächung auftreten

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4. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Zeichen und Formen der natürlichen Auslese her: 1) stabilisierend, 2) treibend. Notieren Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge, die den Buchstaben entspricht.
A) bildet Anpassungen an neue Umweltbedingungen
B) führt zur Bildung neuer Arten
B) behält die durchschnittliche Norm des Merkmals bei
D) Personen mit Abweichungen von der durchschnittlichen Norm der Zeichen aussondert
D) erhöht die Heterozygotie der Bevölkerung

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Stellen Sie eine Entsprechung zwischen Beispielen und Formen der natürlichen Auslese her, die durch diese Beispiele veranschaulicht werden: 1) treibend, 2) stabilisierend. Notieren Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge, die den Buchstaben entspricht.
A) eine Zunahme der Anzahl dunkler Schmetterlinge in Industriegebieten im Vergleich zu hellen
B) die Entstehung von Resistenzen von Schadinsekten gegen Pestizide
C) die Erhaltung des bis heute in Neuseeland lebenden Reptils Tuatara
D) eine Verringerung der Größe des Cephalothorax bei Krebsen, die in schlammigem Wasser leben
E) Bei Säugetieren ist die Sterblichkeit von Neugeborenen mit einem durchschnittlichen Gewicht geringer als mit sehr niedrigem oder sehr hohem
E) das Absterben von geflügelten Vorfahren und die Erhaltung von Insekten mit reduzierten Flügeln auf Inseln mit starken Winden

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Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Formen des Daseinskampfes und Beispielen her, die sie illustrieren: 1) intraspezifisch, 2) interspezifisch. Notieren Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge, die den Buchstaben entspricht.
A) Fische fressen Plankton
B) Möwen töten Küken, wenn es eine große Anzahl von ihnen gibt
C) Auerhuhn leckt
D) Nasenaffen versuchen, sich gegenseitig niederzuschreien, indem sie riesige Nasen aufblasen
D) Chaga-Pilz setzt sich auf einer Birke ab
E) Die Hauptbeute des Marders ist das Eichhörnchen

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Analysieren Sie die Tabelle „Formen der natürlichen Auslese“. Wählen Sie für jeden Buchstaben das passende Konzept, Merkmal und Beispiel aus der bereitgestellten Liste aus.
1) sexuell
2) Fahren
3) Gruppe
4) Erhaltung von Organismen mit zwei extremen Abweichungen vom Durchschnittswert des Merkmals
5) die Entstehung eines neuen Zeichens
6) die Bildung einer bakteriellen Resistenz gegen Antibiotika
7) Erhaltung der Reliktpflanzenart Gingko biloba 8) Zunahme der Zahl heterozygoter Organismen

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© D. V. Pozdnyakov, 2009-2019