Генетическое равновесие в популяциях и его нарушения
Появление популяционной генетики помогло выявить закономерности, которым подчиняются изменения генофонда популяции. Было установлено, что во многих популяциях наблюдается постоянство частот аллелей различных генов, то есть генетическое равновесие.
| Генетическое равновесие – это постоянство проявления различных признаков (частот аллелей генов) в изолированных популяциях в условиях относительного постоянства среды (слабого давления естественного отбора) |
Популяция является элементарной единицей эволюции. Популяцией считается группа особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой и населяющих определенную территорию, относительно обособленную от других групп особей того же вида.
В некоторых случаях генетическое равновесие в популяции может нарушаться, что приводит к изменению популяции в целом.
Причины нарушения генетического равновесия.
1. Нестандартный выбор партнера при скрещивании.
2. Гибель особей (потеря генов, отвечающих за определенный
признак).
3. Искусственная и естественная изоляция части популяции (создание водохранилищ, пожар и пр.).
4. Катастрофы: при гибели большинства особей остаются единицы, которые определяют генофонд новой популяции.
5. В результате естественного отбора отметаются одни и закрепляются другие признаки.
6. При освоении новых территорий появляются новые признаки, которые определяют новый генофонд.
Причины: 1–4 – ненаправленный характер изменений; 5–6 – направленное изменение генофонда.
Запомните!
Эволюционные изменения популяций всегда сопровождаются направленными изменениями генофонда, происходящими под действием естественного отбора. Таким образом обеспечивается различие между популяциями одного вида, что в дальнейшем обусловливает их преобразование в новые виды.
БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ И ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР.
Эволюция в природе, по Ч. Дарвину, обусловливается факторами, аналогичными тем, которые определяют эволюцию культурных форм. Приспособленность естественных видов – тоже результат отбора, который производился не человеком, а условиями среды.
Одним из главнейших условий естественного отбора в природной среде Ч. Дарвин считал возможное перенаселение видов, возникающее как следствие геометрической прогрессии размножения. Например, аскарида продуцирует в сутки до 200 тыс. яиц, самка трески выметывает до 10 млн икринок, одно растение осота дает до 19 тыс. семян, а белены – более 400 тыс. Таким образом, плодовитость организмов в целом очень велика, но до половозрелого состояния доживают не все. Значительная часть потомства гибнет по различным причинам. Дарвин делает заключение, что между организмами возникает борьба за существование. В понятие «борьба за существование» он вкладывает широкий и метафорический смысл. В «Происхождении видов» Ч. Дарвин пишет: «Я должен предупредить, что применяю этот термин в широком и метафорическом смысле, включая сюда зависимость одного существа от другого, а также включая (что еще важнее) не только жизнь одной особи, но и успех ее в оставлении после себя потомства».
| Борьба за существование – сложные и многообразные внутривидовые и межвидовые отношения, а также взаимоотношения организмов с факторами среды |
В результате борьбы за существование выживают особи, наиболее приспособленные к условиям окружающей среды.
| Форма борьбы | Определение | Причины | Результат борьбы | Примеры |
| Внутривидовая | Борьба между особями одного вида | Избыточная численность | Сохранение популяции и вида за счет гибели слабых | Чайки в колонии, одно-возрастные ели в лесу |
| Межвидовая | Борьба между особями разных видов | Ограниченность природных ресурсов | Использование одного вида другим в качестве пищи, расселение на новой территории | - Вытеснение европейской пчелой местной австралийской; - борьба за пищу между серой и черной крысами; - сорные растения угнетают культурные растения |
| Борьба с неблагоприят ными условиями среды | Борьба между организмами и средой | Неблагориятные условия среды | Выживание в крайних или изменившихся условиях наиболее приспособленных организмов | Зимой животные меняют окраску, густоту шерсти, впадают в спячку; редукция листьев и образование длинных корней у растений пустыни |
Ч. Дарвин при сопоставлении фактов борьбы за существование и всеобщей изменчивости признаков и свойств, пришел к заключению о неизбежности в природе избирательного уничтожения одних особей и размножения других – естественного отбора.
| Естественный отбор – процесс дифференцированного (неслучайного, избирательного) выживания и воспроизведения организмов в ходе эволюции. |
Естественный отбор реализуется через действие естественных факторов среды (температура, влажность, свет, паразиты, конкуренты, враги, трудности добывания пищи и т. п.), а также через сохранение и накопление мелких наследственных изменений.
Естественный отбор Дарвин считал главной движущей силой эволюции. Результатом действия этой силы являются такие феномены:
1) постепенное усложнение и повышение уровня организации живых существ;
2) приспособленность организмов к условиям окружающей среды;
3) многообразие видов.
Отбор происходит непрерывно на протяжении бесконечного ряда следующих друг за другом поколений и сохраняет главным образом формы, которые в большей мере соответствуют данным условиям.
СРАВНЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО И ИСКУССТВЕННОГО ОТБОРА
| Вопросы для сравнения | Естественный отбор | Искусственный отбор |
| Определение | Процесс, в результате которого выживают и оставляют потомство особи с полезными в данных условиях наследственными изменениями | Отбор особей с нужными человеку хозяйственными признаками для последую-щего их разведения |
| Что поставляет материал для отбора | Наследственная изменчивость | |
| Отбирающий фактор | Условия среды | Потребности человека |
| Отбираемые признаки | Полезные для выживания в данных условиях среды | Нужные человеку хозяйственные признаки |
| Результат отбора | Новые подвиды и виды, более совершенные в данных условиях среды | Новые породы животных и сорта растений |
В современной эволюционной теории выделяется более 30 различных форм отбора. Однако основных форм отбора в популяциях только три: стабилизирующий, движущий, дизруптивный.
Наиболее значимыми в эволюционном процессе являются стабилизирующий и движущий отбор.
Формы естественного отбора
При изменяющихся условиях среды преимущества получают особи с признаками, адекватными новым условиям, то есть особи, которые отличаются от остальных
При стабильных условиях среды обитания особи с отличающимися признаками отбираются
(то есть не выживают либо не оставляют потомства)
Одним из частных случаев внутривидового естественного отбора является половой отбор.
Половой отбор – естественный отбор, касающийся признаков особей одного пола. Это частный случай внутривидового естественного отбора, а не самостоятельный фактор эволюции.
Примеры полового отбора:
– яркая окраска самцов многих птиц и невзрачная окраска самок;
– брачные крики и другие формы брачного поведения;
– специфические запахи;
– орудия турнирного боя (рога, клыки, шпоры).
Все это повышает вероятность оставления и выживания потомства.
Результаты естественного отбора:
– создание новых адаптивных признаков;
– уничтожение неполезных приспособлений;
– сохранение полезных приспособлений.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Ответить письменно на вопросы:
1. Что такое генетическое равновесие? В каких условиях оно возможно?
2. Какие факторы являются причиной нарушения генетического равновесия?
3. Какова роль естественного отбора в изменении генофонда популяции?
4. Что такое борьба за существование?
5. Какие формы борьбы за существование вы знаете?
6. Дайте определение естественного отбора и приведите его примеры.
7. Почему учение о естественном отборе считается главным положением эволюционной теории?
8. Что такое стабилизирующий отбор? Приведите примеры его действия.
9. Что такое движущий отбор? Приведите примеры его действия.