Charles Darwin evolúció elmélete. Természetes kiválasztás. A természetes kiválasztás formái. A természetes kiválasztás kreatív szerepe az evolúcióban

A természetes szelekció az evolúció fő, vezető, vezető tényezőjeCharles Darwin elméletének alapja. Minden más evolúciós tényező véletlenszerű, csak a természetes szelekció iránya (a szervezetek környezeti feltételekhez való alkalmazkodása felé).

meghatározása: szelektív túlélés és a legmegfelelőbb szervezetek reprodukciója.

Kreatív szerep: A hasznos tulajdonságok kiválasztásával a természetes kiválasztás újakat hoz létre.

hatékonyság: minél több populáció van különböző mutációkkal (minél nagyobb a népesség heterozigóta), annál nagyobb a természeti szelekció hatékonysága, annál gyorsabb az evolúció.

formák:

Stabilizálás - állandó körülmények között cselekszik, kiválasztja a tulajdonság átlagos megnyilvánulásait, megőrzi a faj jellemzőit (kereszt-zöld latimeria halak)
Vezetés - változó körülmények között cselekszik, kiválasztja a tulajdonság szélsőséges megnyilvánulásait (eltérés), a tulajdonságok megváltozásához vezet (peppered moth)
Szexuális - verseny a szexuális partnerért.
Breaking - két szélső formát választ.

A természetes kiválasztás következményei:

Evolúció (változás, organizmusok komplikációja)
Az új fajok megjelenése (a fajok számának növelése)
A szervezetek környezeti feltételekhez való alkalmazkodása. Minden alkalmasság relatívIe a testet csak egy meghatározott állapothoz igazítja.

Válassza ki a legmegfelelőbbet. A természetes kiválasztás alapja
1) mutációs folyamat
2) specifikáció
3) biológiai fejlődés
4) relatív alkalmasság

A válasz

Válassza ki a legmegfelelőbbet. Milyen hatásai vannak a kiválasztás stabilizálásának?
1) a régi fajok megőrzése
2) a reakciósebesség változása
3) új fajok megjelenése
4) a megváltozott tulajdonságokkal rendelkező személyek megőrzése

A válasz

Válassza ki a legmegfelelőbbet. Az evolúciós folyamat kreatív szerepet játszik
1) természetes kiválasztás
2) mesterséges kiválasztás
3) módosítási variabilitás
4) mutációs variabilitás

A válasz

Válasszon három lehetőséget. Milyen jeleket jellemez a motiváló kiválasztás?
1) viszonylag állandó életkörülmények között működik
2) kiküszöböli a tulajdonságok átlagos értékével rendelkező személyeket.
3) elősegíti a megváltozott genotípusú egyének reprodukcióját
4) megmenti az egyéneket a jellemző átlagértékeitől való eltéréssel.
5) az egyéneket a tulajdonság folyamatos reakciójával megmenti.
6) elősegíti a mutációk megjelenését a populációban

A válasz

Válasszon három tulajdonságot, amelyek a természetes kiválasztás mozgó formáját jellemzik.
1) új típusú megjelenést biztosít
2) változó környezeti körülmények között nyilvánul meg
3) az egyének az eredeti környezethez való alkalmasságának javítása
4) elutasította a normától való eltérést
5) az egyének száma a jellemző átlagos értékével nő.
6) az új jelekkel rendelkező személyek mentésre kerülnek

A válasz

Válassza ki a legmegfelelőbbet. A természetes szelekció forrása
1) a létezésért folytatott küzdelem
2) mutációs variabilitás
3) a szervezetek élőhelyének változása
4) a szervezeteknek a környezethez való alkalmazkodása

A válasz

Válassza ki a legmegfelelőbbet. A természetes kiválasztáshoz használt kiindulási anyag
1) módosítási variabilitás
2) örökletes változékonyság
3) az egyének küzdelme a túlélési feltételekért
4) a populációk alkalmazkodása az élőhelyhez

A válasz

Válasszon három lehetőséget. A természetes szelekció stabilizáló formája a
1) állandó környezeti feltételek
2) az átlagos reakciósebesség változása
3) az adaptált egyének megőrzése az eredeti élőhelyen
4) a normáktól való eltéréssel rendelkező egyének elpusztítása
5) a mutációval rendelkező egyének megmentése
6) az új fenotípusú személyek megőrzése

A válasz

Válassza ki a legmegfelelőbbet. A természetes szelekció hatékonysága a következővel csökken
1) recesszív mutációk előfordulása
2) a homozigóta egyének növekedése a populációban
3) a tulajdonság reakciósebességének megváltoztatása
4) a fajok számának növelése az ökoszisztémában

A válasz

Válassza ki a legmegfelelőbbet. Száraz körülmények között, az evolúciós folyamat során az akció következtében a serdülő levelekkel rendelkező növények alakultak ki
1) korrelatív variabilitás

3) természetes kiválasztás
4) mesterséges kiválasztás

A válasz

Válassza ki a legmegfelelőbbet. A rovar kártevők idővel a növényvédő szerekkel szembeni ellenállást eredményeznek
1) magas termékenység
2) módosítási variabilitás
3) a mutációk természetes szelekcióval történő megőrzése
4) mesterséges kiválasztás

A válasz

A természetes szelekció jellemzői és formája közötti összefüggés megállapítása: 1) vezetés, 2) stabilizálás. Jegyezze fel az 1. és 2. számot a megfelelő sorrendben.
A) elmenti a tulajdonság átlagos értékét.
B) hozzájárul a változó környezeti feltételekhez való alkalmazkodáshoz
B) az átlagtól eltérő jelet ment
D) növeli a szervezetek sokféleségét.
D) hozzájárul a fajok jellemzőinek megőrzéséhez.

A válasz

Válassza ki a legmegfelelőbbet. A mesterséges kiválasztáshoz szükséges anyag
1) genetikai kód
2) népesség
3) gén drift
4) mutáció

A válasz

Válassza ki a legmegfelelőbbet. Az alábbi ítéletek a természetes kiválasztás formáiról helyesek? A) A növényvédő szerekkel szembeni rezisztencia megjelenése a rovarokban - a mezőgazdasági növények kártevői - a természetes szelekció stabilizáló formájának példája. B) A vezetési szelekció segít növelni a faj egyének számát a tulajdonság átlagos értékével.
1) csak A igaz
2) csak B igaz
3) mindkét ítélet igaz
4) mindkét ítélet nevreni

A válasz

Határozzuk meg a természetes szelekció eredményei és formái közötti összefüggést: 1) stabilizáló, 2) vezetési, 3) zavaró (szakadás). Írja be az 1., 2. és 3. számot a megfelelő sorrendbe.
A) Az antibiotikum rezisztencia kialakulása a baktériumokban
B) Gyors és lassan növekvő ragadozó halak megléte egy tóban.
B) A látásszervek hasonló szerkezete a húroknál
D) A békalábok jelenléte a vízimadarak emlősökben.
D) Átlagos súlyú újszülött emlősök kiválasztása
E) A fenotípusok megőrzése ugyanazon populációban rendkívüli eltéréssel.

A válasz

Hasonlítsa össze a természetes kiválasztás jellemzőit és formáit: 1) Vezetés, 2) Stabilizálás. Jegyezze fel az 1. és 2. számot a megfelelő sorrendben.
A) a jelek szélsőséges értékével rendelkező egyének ellen cselekszik
B) a reakciósebesség csökkenését eredményezi
B) rendszerint állandó körülmények között működik.
D) új élőhelyek kialakulása során fordul elő
D) megváltoztatja a jellemzők átlagértékeit a populációban.
E) új fajok megjelenéséhez vezethet.

A válasz

Létre kell hozni a létezés elleni küzdelem formái és az azokat illusztráló példák közötti megfelelést: 1) intraspecific, 2) interspecifikus. Írja le az 1. és 2. számot a betűk sorrendjében.
A) halak planktonot fogyasztanak
B) a sirályok nagy számban megölik a csibéket
C) fátyolok jelei
D) A zaklatott majmok próbálják kiáltani egymást, és hatalmas orrokat fújnak.
D) A chaga gomba a nyíron fekszik
E) a mókus fő termelése

A válasz

A természetes szelekció formái és jellemzői közötti összefüggés megállapítása: 1) mozgás, 2) stabilizálás. Írja le az 1. és 2. számot a betűk sorrendjében.
A) változó környezeti feltételek mellett működik
B) állandó környezeti körülmények között működik
C) célja, hogy megőrizze a tulajdonság korábban megállapított átlagértékét.
D) a jellemző átlagos értékének a népességben való eltolódásához vezet.
D) cselekedete alatt a tulajdonság erősítése és gyengülése lehet

A válasz

A TERMÉSZETES KIVÁLASZTÁS FORMÁJA POPULÁCIÓKBAN

A szelekciós nyomás intenzitása mennyiségi jellemzője, a természetes szelekció iránya meghatározza annak minőségi hatását az evolúcióra. Az iránytól függően a természetes szelekció különböző formái vannak.

A természetes szelekció bármilyen formájának genetikai alapja az örökletes változékonyság, és az oka a környezeti feltételek hatása. Azok a mutánsok, amelyek korábban kevésbé voltak adaptáltak a normális genotípushoz képest, kedvező változásokkal jártak a környezetben, előnyben részesítik a régi normát, és fokozatosan kivonják azt. A hosszú távú kiválasztás eredménye a populációs génkészlet átalakulása, egyes kvantitatívan domináns genotípusok helyettesítése másokkal.

A természetes kiválasztás vezetési formája. A vezetési választást Charles Darwin írta le. A „mozgó” név maga is azt sugallja, hogy az ilyen kiválasztás az evolúció kreatív ereje. Mozgó szelekciós formában a mutációk az átlagos tulajdonság egy értékével kerülnek eltávolításra, amelyet egy másik átlagos tulajdonságértékű mutáció helyettesít. Ez a kiválasztási forma könnyebben észlelhető, mint mások. A kiválasztás vezetési formájának hatása miatt például az utódok méretének növekedése az ősökhöz viszonyítva (a fosszilis jelenségek evolúciós sorozatában, amely a róka méretét méri a modern szamár, zebra, ló). Más formák mérete csökkenthető. Tehát a harmadlagos időszak végén az elefántok a Földközi-tenger szigeteit érintik. Korlátozott szigeti erdőforrásokkal

a kis méretű személyeknek előnye volt. A dwarfizmus mutációit a kiválasztás vezetési formája váltotta fel, és az eredeti elefántok, amelyek az elefántok normál méretét határozták meg, nagy egyének halála következtében megszűntek. Ennek eredményeként a Földközi-tenger szigetein megjelentek a fél toruszméteres törpe elefántok, amelyeket az első szigetekre telepedett vadászok elpusztítottak. Charles Darwin elmagyarázta az óceáni szigeteken élő sok repülés nélküli rovar eredetét mozgó válogatásként.

Klasszikus példa a természetben mozgó válogatás hatására az úgynevezett ipari melanizmus. Azokban a területeken, ahol nem volt iparosodott, a nyír szerzetes pillangója fehér színű, világos nyírfakéreggel. A nyírfák törzsén lévő világos pillangók között sötétek is voltak, de a madarak jól láthatóak voltak. Az ipari fejlődés levegőszennyezéshez vezetett, és fehér nyírfák borítottak koromréteggel. Most, a madár sötét gerincén, könnyebb volt észrevenni, nem sötét, hanem tipikus fényes pillangók. Fokozatosan a szennyezett területeken a sötét (mutáns) egyének előfordulási gyakorisága meredeken emelkedett, és uralkodóvá váltak, bár a közelmúltban rendkívül ritkák voltak (6. táblázat).

A mozgó kiválasztás meggyőző példája az antibiotikumokkal és toxikus vegyszerekkel szembeni rezisztencia kialakulása mikroorganizmusokban, rovarokban és egérszerű rágcsálókban. Számos tanulmány kimutatta, hogy a különböző antibiotikumokkal való mikroorganizmusok expozíciója viszonylag rövid idő alatt a kezdeti értéknél többször meghaladó dózisokkal szembeni rezisztenciát okoz. Ez azzal magyarázható, hogy az antibiotikumok a rezisztens mutáns formák túléléséhez hozzájáruló szelekciós faktorként hatnak. A mikroorganizmusok gyors szaporodása miatt a mutáns egyedek száma nő, és új populációkat képez, amelyek nem érzékenyek az antibiotikumok hatására. A dózis növelése vagy erősebb gyógyszerek alkalmazása megteremti a motívumok kiválasztásának feltételeit, aminek következtében egyre több rezisztens mikroorganizmus-populáció alakul ki. Ez az oka annak, hogy az orvostudomány folyamatosan keresi az antibiotikumok új formáit, amelyekhez a kórokozó mikrobák még nem szereztek stabilitást.

A fejlett növényekkel rendelkező országokban egyre inkább elutasítják a kémiai növényvédő szereket a kártevők (rovarok, gombák) ellen. Mivel a korlátozott számú generáción keresztül a kémiai rezisztencia mutációkat a kártevők által okozott motívumválasztás határozza meg. A kémiai kezelés helyett célszerűnek tartották a régi fajtát egy újra cserélni 10-12 év után, amit a kártevők még nem találtak meg.

Stabilizáló kiválasztás. Ismert, hogy a fegyveres ginkgo növény és az első pillangók leszármazottja, valamint a keresztfúvós piac

A Ba-Latimeria évekig nem létezik változás (24. ábra). Hogyan magyarázzuk meg a fajok ilyen stabilitását, ha a természetben a mutációs folyamat folyamatos? A kérdés erre a kérdésre ad választ stabilizáló kiválasztás, a legnagyobb evolucionista I. I. Schmalhausen által kifejlesztett.

Stabilizáló szelekció figyelhető meg, ha a környezeti feltételek hosszú ideig viszonylag állandóak. Egy viszonylag változatlan környezetben az jellemző, hogy az átlagos jellemzőkkel rendelkező, jól adaptált egyéneknek előnyük van, míg azoktól eltérő mutánsok elpusztulnak. A stabilizáló szelekció számos példája ismert. Szóval, miután egy hóesés és erős szél észak-amerikai, 136 megdöbbent, félig halott ház verebek találtak, közülük 72 maradt fenn, és 64 meghalt. A halott madaraknak nagyon hosszú vagy nagyon rövid szárnyai voltak. A közepes, „normális”, szárnyasok tartósabbnak bizonyultak.

A stabilizáló szelekciós forma hatásának eredményeként a széles reakciósebességű mutációkat azonos átlagos, de szűkebb reakciósebességű mutációk váltják fel.

A stabilizáló szelekció a populáció nagy fenotípusos egységességéhez vezet. Ha hosszú ideig működik, úgy tűnik, hogy a lakosság vagy a faj nem változik. Ez az invariancia azonban nyilvánvaló, és csak a populáció külső populációját érinti, de génkészlete továbbra is változik az azonos átlagértékű mutációk megjelenése alapján, de szűkebb reakciósebességgel.

A kiválasztás stabilizáló formája az emberre jellemző.

Ismeretes, hogy a legkisebb 21-22 örökletes betegség - Sind-rum Down. Ha eltérések vannak a nagyobb kromoszómák számában és alakjában, ez a megtermékenyített tojások halálához vezet. A spontán (spontán) abortuszokat gyakran a közepes méretű kromoszómákban előforduló embriók halálával okozzák.

Így a több mint harmincezer és több millió generáció kiválasztásának stabilizáló formája védi a fajokat a jelentős változásoktól, a mutációs folyamat romboló hatásától, a mutáns formák elvetésével. Stabilizáló szelekció nélkül az élő természetben nem lenne stabilitás (stabilitás).

A stabilizáló és motívum-kiválasztások egymáshoz kapcsolódnak, és ugyanazon folyamat két oldalát képviselik. A populációk állandóan alkalmazkodniuk kell a környezeti feltételek változásához. A mozgó szelekció megőrzi azokat a genotípusokat, amelyek a legjobban megfelelnek a környezeti változásoknak, amikor a környezeti feltételek stabilizálódnak, a kiválasztás egy jól adaptált formához vezet. Ettől a pillanattól kezdve a stabilizáló kiválasztás jön létre, amely a tipikus, domináns genotípusokat megtartja és megszünteti a mutáns formákat, amelyek eltérnek az átlagos normától a reprodukciótól.

Destabilizáló kiválasztás. A stabilizáló szelekció csökkenti a reakció sebességét. A természetben azonban gyakran előfordulnak olyan esetek, amikor egy faj ökológiai hiánya idővel szélesebbre válhat. Ebben az esetben a szélesebb reakciósebességgel rendelkező egyének és populációk szelektív előnyöket kapnak, amelyek szintén megtartják a tulajdonság középértékét. Ennek eredményeképpen a stabilizáló szelekcióval ellentétes eljárás van: a szélesebb reakciósebességű mutációk előnyhöz jutnak. Így a heterogén megvilágítású tavakban élő tavaszi békák populációi, a kacsacskával, náddal, nyárral, nyíltvízi „ablakokkal” betakarított váltakozó parcellákkal a színezés változatosságának széles skálája (a destabilizáló kiválasztás eredménye) jellemzi. Éppen ellenkezőleg, az egyenletes megvilágítású és színezett tározókban (tavacskák, teljesen kacagott vagy nyílt tavakkal), a békák színezésében a variabilitás tartománya szűk (a stabilizáló kiválasztás eredménye). Ily módon destabilizáló kiválasztási forma a reakciósebesség növekedéséhez vezet.

kínzó (zavaró) szűrés. Számos populáció esetében jellemző polimorfizmus - egy adott tulajdonság két vagy több formájának létezése. A polimorfizmus nem magyarázható csak az új mutációk megjelenésével. Ennek oka eltérő lehet. Különösen a heterozigóták megnövekedett relatív életképességének tudható be. Más esetekben a polimorfizmus egy speciális kiválasztási forma eredménye kínzó vagy dizruptiv-CIÓ. Ez a kiválasztási forma két esetben történik

Stabilizáló meghajtó

Ábra. 25. Különböző kiválasztási formák cselekvési sémája

vagy több genetikailag különböző formában az előny az eltérő körülmények között, például az év különböző időszakaiban. Jól tanulmányozták a „piros” és a nyári „fekete” formák télen a túlélés túlélését. A zavaró kiválasztás több fenotípust részesít előnyben, és a közbenső közbenső formák ellen irányul. Úgy tűnik, hogy az adott populáció lakosságát több, ugyanazon a területen előforduló csoportra bontja, és az elszigeteltség részvételével a lakosság két és többre osztódásához vezethet (25. ábra).

Kreatív szerep természetes kiválasztása. A darwinizmus kritikusai a „sziták” vagy a „sírkeresők” szerepének kiválasztását, a populációk változásainak kiküszöbölését vagy rendezését tulajdonították. A természetben történő szelekciós tevékenység ilyen eredménye létezik, de a kiválasztás nemcsak a környezethez kevésbé alkalmazkodó embereket, hanem az evolúció irányát is meghatározza, következetesen számos örökletes változást felhalmozva. Amint fentebb említettük, a mutációs folyamat, a bőséges hullámok és más evolúciós tényezők az evolúció anyagát jelentik. Ugyanez az anyag (örökletes változások) a kiválasztás irányától függően eltérő eredményekhez vezethet. Korlátlan időre (millió és milliárd év) a természetes szelekció, más evolúciós tényezőkkel, a gén-driftvel és az elszigeteltséggel együtt a hatalmas sokszínűséget teremtette meg

4 1, -iK -2^\, 11 Szia, | i.i.ii: ini ""

fajok a vadon élő állatokban, amelyek bolygónk különböző részein alkalmazkodtak az élethez.

ELLENŐRIZNI ÖN

1. Miért a természetes szelekció az evolúció irányító tényezője?

2. A zöld füves zöld szöcskék közül a zöld füves zöld szöcske kiválasztása jelenleg zöld réten történik? Mi a kiválasztás formája?

3. Csak viszonylag nemrégiben (a 40-es években) a warfarin kis dózisainak alkalmazása néhány napon belül a teljes kezelt patkánypopuláció halálához vezetett. Jelenleg a patkányok elpusztítják a warfarint anélkül, hogy kárt okoznának maguknak. Hogyan magyarázzuk meg az ilyen "superkrys" megjelenését?

4. Hogyan kapcsolódnak a motívum, a stabilizáló és a stabilizálódó választások?

5. Mi a természetes kiválasztás kreatív szerepe?

ADAPTÁCIÓK MEGJELENÉSE - A TERMÉSZETI KIVÁLASZTÁS HATÁSÁNAK EREDMÉNYE

A szervek szerkezetének megfeleltetése az általuk elvégzett funkciókkal (például a madarak repülőberendezésének tökéletessége, illékony egerek, rovarok) mindig felkeltette az ember figyelmét, és arra ösztönözte a kutatókat, hogy sok gép és eszköz létrehozásakor használják az élő lények szervezésének elveit. A növények és állatok harmonikus kapcsolatuk élőhelyükkel nem kevésbé feltűnő.

Olyan sok tény, hogy az élőlények alkalmazkodnak az életfeltételekhez, és nem lehet teljes körű leírást adni. Csak néhány élénk példát adunk az adaptív színezésre.

Példák az adaptációra. A tojások, lárvák védelme érdekében különösen fontos a csibék. patronáló színezés. Nyílt fészkelő madarakban (fátyol, szarvas, farkas) a fészekben ülő nő szinte megkülönböztethetetlen a környező háttértől (26. ábra). Megfelel a háttér és a pigmentált tojáshéj. Érdekes, hogy az üreges fészkelő madarakban a nők gyakran élénk színekkel (mellek, tüskék, papagájok) rendelkeznek.

Meglepő hasonlít a gallyakhoz a rovar rovarokban. Egyes pillangók hernyói hasonlítanak a csomókra, és egyes pillangó levelek teste (7. táblázat). Itt a pártfogoló színezés együtt van a pártfogoló test alakjával. Amikor a stickman lefagy, nehezen észlelhető jelenléte még közeli távolságból is - így összeolvad a környező növényzetbe. Amikor az erdőben, a réteken, a területen, nem is vagyunk

Ábra. 26. pettyes színező öblök annak ellenségektől

Észrevettük, hogy hány rovar rejtőzik a kéregen, a leveleken, a fűben.

A zebrák és a tigrisek sötét és világos csíkokkal rendelkeznek a testükön, amelyek egybeesnek az árnyék és a környező terep fényváltásával. Ebben az esetben az állatok alig észrevehetőek még 50-70 m távolságból is. Néhány állat (lepényhal, kaméleon) még képesek a védőréteg gyors változására a pigmentek a bőr kromatográfiáiban történő újraelosztása miatt. A védőszíneződés hatása növekszik, amikor együtt viseli a megfelelő viselkedést: a veszély, a rovarok, a halak és a madarak megfagyásának pillanatában fagynak, pihenőhelyzetben.

Nagyon világos óvatos színezés (általában fehér, sárga, piros, fekete) jellemző a jól védett, mérgező, szúrós formákra. Miután többször megpróbálták kipróbálni egy kla-pa- „katona”, egy katicabogár, egy darázs, a madarak végül visszautasították az áldozat élénk színű támadását.

Érdekes példák az alkalmazkodásra mimikri (a görögtől. Mimos - színész). Néhány védtelen és ehető állat utánozza a fajokat, amelyek jól védettek a ragadozók támadásától. Például néhány pók hasonlít a hangyákra, és bizonyos legyek kifelé hasonlítanak a darazsakkal (7. táblázat).

Ezek és sok más példa az evolúció adaptív jellegéről szól. Milyen okai vannak a különböző eszközöknek?

A fitness eredete (alkalmazkodás) a szervezetekben. C. Darwin először adta elő a fitnesz tudományos magyarázatát. A természetes szelekció nagyon Darwini-doktrínájából, mint a legjobban fennálló túlélésből és reprodukálódásból következik, hogy a kiválasztás a fő oka annak, hogy az élő szervezetek különböző környezetbe való adaptációi alakulnak ki.

4< 99

Mutassuk meg ezt a példát arra, hogy az erdei madarakban az erdők alsó szintjén életre kelnek. Ehhez emlékezünk ezeknek a madaraknak a külső szerkezetének és életmódjának néhány jellemzőjére: egy rövid csőr, amely lehetővé teszi a bogyók és a magok levágását az erdei padlóról, télen a hó felszínéről, az ujjak ragadós szegélyeit, séta a hóban, azon képességét, hogy éjszaka eltemessék a hidegtől, hó, rövid és széles szárnyak, amelyek lehetővé teszik a gyors és szinte függőleges repülést a földről.

Tegyük fel, hogy a nyúlvány elődeiben a fent leírt adaptációkat nem fejlesztették ki. Azonban, ha megváltozott az élőhely (hideg időjárás vagy más körülmények miatt), kénytelenek voltak télen az erdőben, a fészekben és az erdős padlóban táplálni.

Az új mutációk kialakulásának folyamatos folyamata, azok kombinációja az átkelés során, a számhullámok biztosítják a populáció genetikai heterogenitását. Ezért a madarak számos örökletes tulajdonságban különböztek egymástól: az ujjain lévő bordák hiánya vagy jelenléte, a szárnyak mérete, a csőr hossza stb.

Az intraspecifikus küzdelem a létezésért hozzájárult az egyének túléléséhez, ahol a külső szerkezet jelei jobban megfeleltek az élőhelyi feltételeknek. A természetes szelekció folyamán ezek a madarak hagyják a termékeny utódokat, és ezek száma a népességben nőtt.

Az új generációs madarak többféle mutációt hordoztak. A mutációk között lehetnek azok, amelyek megnövelik a korábban kiválasztott jelek megnyilvánulását. Ezeknek a tulajdonságoknak a tulajdonosai ismét jobb eséllyel rendelkeztek a túlélésre és az utódok elhagyására. Így a nemzedékről nemzedékre a megerősítés alapján a hasznos öröklődő változások felhalmozódása javította az erdei madarak alkalmazkodásának jellemzőit az erdő alsó szintjén.

Charles Darwin által adott fitnesz kialakulásának magyarázata alapvetően eltér attól, hogy ezt a folyamatot megértette J. B. La-marc, aki előterjeszti az élőlény képességét, hogy a szervezetek befolyásolják a környezetet, csak a számára hasznos irányban. Egyáltalán híres sündisznók éles tüskék megbízhatóan védik őket a ragadozók többségétől. Nehéz elképzelni, hogy az ilyen tüskék kialakulását a környezet közvetlen befolyása okozza. Egy ilyen eszköz kialakulását csak a természetes szelekció fellépése magyarázhatja: még egy kisebb hajhullás is segíthet egy sündisznó őseinek túlélésében. Fokozatosan, több millió generáció alatt, csak azok a személyek éltek túlélésre, akik egyre több fejlett tüskék tulajdonosai voltak. Az utódokat sikerült elhagyniuk és örökletes tulajdonságaikat adni neki. Madagaszkár ugyanazt az utat tette ki, hogy a haj helyett a tűk jöttek

"Bristly sün" - tenreki és néhány tüskés egér és hörcsög faj.

A természetben való alkalmazkodás egyéb példáit figyelembe véve (a tövisek megjelenése a növényekben, különböző horgok, horgok, növényi magok lechechkje az állatok elterjedésével kapcsolatban stb.) Feltételezhetjük, hogy származási mechanizmusuk : minden esetben az adaptációk nem jelennek meg azonnal kész formában, mint valami adottak, hanem hosszú távon alakulnak ki az evolúciós folyamatban azon személyek kiválasztásával, akik a leginkább kifejezett formában jeleznek.

A fitness relativitása. A biológia előrehaladásának előtti darwini időszakban az élő lények alkalmazkodóképessége bizonyította Isten létezését: minden természetű alkotó nélkül, a természet maga nem tudott olyan intelligens módon elrendezni az élő lényeket, és így bölcsen alkalmazkodni a környezethez. Az uralkodó nézet az volt, hogy minden egyes eszköz abszolút volt, hiszen ez megfelel az alkotó által meghatározott konkrét célnak: a hordó szájrészei kinyújtottak a törzsbe, hogy nektárt kapjanak a corolla mélységében; a víz tárolásához stb. szükség van egy kaktusz vastag szárára.

A szervezeteknek a környezethez való alkalmazkodását a természetes okok hatására hosszú történelmi fejlődés folyamata alakítja ki, és nem abszolút, hanem relatív, mivel a környezeti feltételek gyakran gyorsabban változnak, mint az adaptációk. Egy adott élőhelynek megfelelően az átalakítások elveszítik értéküket. A fitness viszonylagos jellegének bizonyítéka a következő tények lehetnek:

Bizonyos ellenségektől származó védőeszközök másoktól nem hatékonyak (például mérgező kígyók, veszélyesek sok állatra, enni mangózt, sündisznát, sertést);

Előfordulhat, hogy az állatokban az ösztönök megnyilvánulása nem megfelelő (az éjszakai lepkék fényes virágokból gyűjtenek nektárt, jól láthatók éjjel, de a tűzre is repülnek, bár ebben az esetben meghalnak);

Az egyik állapotban hasznos szerv egy másik környezetben használhatatlanná és viszonylag károsvá válik (a hegyi libák ujjai közötti membránok, amelyek soha nem süllyednek a vízbe);

Az élőhely tökéletesebb adaptációja is lehetséges. Egyes állatfajok és növények gyorsan szaporodtak és széles körben elterjedtek a világ teljesen új területein, ahol véletlenül vagy szándékosan bevitték az emberek.

Így a fitnesz viszonylagos jellege ellentétes az élő természetben való abszolút célszerűség kijelentésével.

ELLENŐRIZNI ÖN

1. Adja meg példáit a szervezeteknek a környezethez való alkalmazkodóképességéről.

2. Vita volt a természetes kiválasztás eredményeiről. Vannak, akik azzal érvelnek, hogy a struktúra és a fitness. a fajok viselkedése már elérte a korlátot, a modern fajok továbbfejlesztése nem lesz. Másoknak ellenkező véleményük van: a fajok adaptációi nem mindig tökéletesek, és a környezeti feltételek folyamatosan változnak, így a kiválasztás mindig folytatódhat ott, ahol van élet. Mi a véleményed? Milyen tények alapján szüntetheti meg a vitát?

3 - Hogyan magyarázzuk meg a kezdeti szemek előfordulását egy anyajegyben?

4. Hogyan alkalmazkodik a harkály a fák életéhez? Ismertesse bármely eszköz, például véső alakú csőr előfordulását.

5. Milyen relatív alkalmassága van egy ültetvénynek, csalánnak, pitypangnak?

AZ EREDMÉNY MIKROEVOLUTION TÍPUSÁNAK FORMÁSA

A populációkban előforduló mikroevolúciós folyamatok nem csak az adaptációk kialakulására korlátozódnak, hanem új fajok kialakulásához is vezethetnek.

Darwin a spekulációról. C. Darwin könyvének címe: „A fajok eredete a természetes szelekcióval” ad választ arra a kérdésre, hogy a fajok hogyan származnak a természetből.

Darwin Darwin a monofília és az általa előadott eltérések elvei alapján építette fel a spekuláció rendszerét. monofiliáját - az ősök leszármazottai. Di-konvergencia disszekció szülő formája két vagy több leányvállalatnak, unokának és más fajnak (27. ábra).

A legintenzívebb versenynek kell lennie az adott faj leginkább elrendezett egyének között (létfontosságú szükségleteik hasonlósága miatt). Ezért kedvezőbb körülmények között eltérnek a fekete formák átlagos állapotától. Előnyben részesülnek a túlélés és a felhagyás esélyei. Éppen ellenkezőleg, az ős- és közbenső formák, amelyek egymáshoz hasonlítanak, kevés eséllyel rendelkeznek a létezésért folytatott küzdelem megnyerésére. Ennek eredményeképpen, az evolúció során egy közös őse, egyre több és különböző változó lesz.

szigetelés - kulcsfontosságú tényező. A szexuális úton szaporodó szervezetekben a faj a populációk összetett mozaikja. Míg a fajon belüli különböző populációkban élő egyedek legalább időnként összefonódnak a természetben, és termékeny utódokat termelnek, azaz addig, amíg a genetikai információ folyama van

a fajok között a mátrix holisztikus és egységes rendszer marad. Azonban az erős elszigetelési nyomás következtében megszakítható a gének áramlása, és az izolált populációk, amelyeknek az állandóan működő elemi evolúciós tényezők hatása alatt felhalmozódott változásai vannak, megszakíthatják az átkelést a következő találkozókon. A különböző populációk közötti reproduktív izoláció kialakulása az egyik faj két részének megoszlását jelenti. Más szóval, ebben az esetben a spekuláció folyamatát jegyezzük meg. Ezért az új fajok kialakulásának kérdése megegyezik azzal a kérdéssel, hogy hogyan alakul ki a reproduktív izoláció a fajon belüli populációk között.

A leggyakrabban tanult fajok oktatási útja fokozatos meghatározás, a mikroevolúciós folyamat során. Ez a fajok populációinak fokozatos eltéréséhez vezet, amíg a fiatal lányok nem válnak teljesen elkülönülnek, ami összhangban van a fajok eredetének klasszikus darwini fogalmával.

Az opcionális osztályok lehetőséget adnak a szélesebb és ... P. További fejezetekre a tanfolyam Matematika 7 - 8 osztály választható osztályok. Támogatás ...

Választható kurzus "sakk - iskola" program "második éves sakk"

A program

VÁLASZTHATÓTANFOLYAM "CHESS - ... Bevezetés az integrált matematika történetébe tanfolyam „Matematika és tervezés” ... Osztályozatlan iskolák választhatótanfolyam „Bevezetés az etnológiába” választhatótanfolyam „Az univerzumod” választhatótanfolyam - Sakk ...

Választható kurzus a 9. osztályba tartozó tanulók számára 34 órás emberi élettan

Magyarázó megjegyzés

... VÁLASZTHATÓTANFOLYAM 9 osztályos tanulóknak 34 óra HUMAN PHYSIOLOGY. Magyarázó megjegyzés Javasolt tanfolyam ... tudományos irány. Főbb feladatok persze: a készségek kialakulása és ... A TECHNIKAI BERENDEZÉSEKRE VONATKOZÓ KÖVETELMÉNYEK

Ez az ökológiai világ történelmi fejlődésének holisztikus tanítása.

Az evolúciós elmélet lényege a következő főbb pontokból áll:

1. A Földön élő mindenféle élőlényt soha nem teremtett senki.

2. Természetesen a szerves formák lassan és fokozatosan átalakultak és javultak a környező körülményeknek megfelelően.

3. A fajok természetbeni átalakulásának alapja az organizmusok olyan tulajdonságai, mint az öröklés és a variabilitás, valamint a természetben folyamatosan előforduló természetes szelekció. A természetes szelekciót a szervezetek egymással és az élettelen tényezőkkel való komplex kölcsönhatása révén végezzük; Darwin ezeket a kapcsolatokat a létezésért folytatott küzdelemnek nevezte.

4. Az evolúció eredménye a szervezetek alkalmazkodása az élőhelyük körülményeihez és a fajok sokféleségéhez a természetben.

Természetes kiválasztás. Azonban az evolúció elméletének megteremtésében Darwin fő érdeme, hogy az evolúció vezető és irányító tényezőjeként fejleszti a természetes szelekciót. Darwin szerint a természetes szelekció a természetben bekövetkező változások halmaza, amely biztosítja a leginkább egyedek túlélését és az utódaik túlnyomó elhagyását, valamint a létező vagy megváltozott környezeti feltételekhez nem alkalmas szervezetek szelektív megsemmisítését.

A természetes szelekció során az organizmusok alkalmazkodnak, azaz kifejlesztik a szükséges alkalmazkodási feltételeket. A hasonló létfontosságú szükségletekkel rendelkező fajok versenyének következtében rosszabbul adaptált fajok halnak ki. A szervezetek alkalmazkodási mechanizmusának javítása azt eredményezi, hogy szervezetük szintje fokozatosan összetettebbé válik, és így az evolúciós folyamatot végzik. Ugyanakkor Darwin felhívta a figyelmet a természetes szelekció jellegzetességeire, mint a fokozatos és lassú változási folyamatra és arra, hogy ezeket a változásokat nagy, döntő okokba foglalja össze, amelyek új fajok kialakulásához vezetnek.

Az a tény, hogy a természetes szelekció változatos és egyenlőtlen egyének között működik, az örökletes variabilitás, az egyének és csoportok preferenciális túlélésének és szaporodásának kumulatív kölcsönhatása, amely jobban alkalmazkodik a másokhoz az adott létfeltételekhez. Ezért a természetes szelekció mint vezetési és irányító tényező az ökológiai világ történelmi fejlődésében központi szerepet játszik Darwin evolúciós elméletében.

Természetes kiválasztási formák:

A motivációs szelekció a természeti szelekció egyik formája, amely a környezeti feltételek irányváltozására hat. Leírt Darwin és Wallace. Ebben az esetben az egyének, akik bizonyos irányban eltérnek az átlagértéktől, előnyöket kapnak. Ugyanakkor a tulajdonság egyéb variációi (az ellenkező irányba eső eltérések az átlagértéktől) negatív szelekciónak vannak kitéve.

Ennek eredményeképpen a jellemző átlagméretének bizonyos irányú eltolódása a populációban generációról generációra fordul. Ugyanakkor a mozgó kiválasztás nyomásának meg kell felelnie a lakosság adaptív képességeinek és a mutációs változások sebességének (ellenkező esetben a környezet nyomása kihaláshoz vezethet).

Példa a mozgó szelekcióra az „ipari melanizmus” a rovarokban. Az „ipari melanizmus” a melanisztikus (sötét színű) egyének aránya az ipari területeken élő rovarállományokban (pl. Lepkék). Az ipari hatás miatt a fatörzsek jelentősen sötétebbek, valamint a fényes zuzmókat is megölték, amelyek miatt a madarak és a sötét lepkék fényesebb pillangók lettek jobbak.

A huszadik században a sötét színű lepkék aránya néhány jól tanulmányozott nyírfa-populációban Angliában egyes körzetekben 95% -ot ért el, míg az első sötét pillangó (morfa carbonaria) 1848-ban fogott.

A vezetés kiválasztása akkor történik, amikor a környezet megváltozik, vagy alkalmazkodik az új feltételekhez, amikor a tartomány bővül. Ez megőrzi az örökletes változásokat bizonyos irányban, ennek megfelelően mozgatja a reakciósebességet. Például a talaj fejlődése során az állati végtagok különböző, nem összefüggő csoportjainak élőhelyévé vált ásássá.

Stabilizáló kiválasztás - a természeti szelekció egy formája, amelyben tevékenysége az átlagos normától való rendkívüli eltéréssel rendelkező egyének ellen irányul, a tulajdonság átlagos súlyosságával rendelkező egyének javára. A tudományba bevitt és a vizsgált I. sz.

Számos példát írtak le a stabilizáló szelekció természetéről. Például első pillantásra úgy tűnik, hogy a legmagasabb termelékenységgel rendelkező egyéneknek a legnagyobb mértékben hozzá kell járulniuk a következő generáció génkészletéhez. A madarak és emlősök természetes populációinak megfigyelése azonban azt mutatja, hogy ez nem így van. Minél több csibék vagy kölykök vannak a fészekben, annál nehezebb a takarmányozás, annál kisebb és gyengébb. Ennek eredményeként a közepes termékenységűek leginkább alkalmazkodnak.

Az átlagokat támogató kiválasztás számos okból történt. Az emlősökben a nagyon alacsony és nagyon nagy súlyú újszülöttek gyakran születéskor vagy az élet első heteiben halnak meg, mint az átlagos súlyú újszülöttek. Az 50-es évek közeli vihar után elhalt veréb szárnyainak mérete azt mutatta, hogy a legtöbbük túl kicsi vagy túl nagy szárnya volt. És ebben az esetben az átlagemberek a leginkább alkalmazkodtak.

Zavaró (szakadás) kiválasztás - a természetes szelekció egy formája, amelyben a feltételek a variabilitás két vagy több szélsőséges változatát (irányt) részesítik előnyben, de nem kedveznek a jellemző közbenső, közepes állapotának. Ennek eredményeként több új űrlapot kaphat egy forrásból. Darwin leírta a zavaró kiválasztás akcióját, úgy vélte, hogy ez az eltérés alapja, bár nem tudta bizonyítani, hogy létezik a természetben. A zavaró szelekció hozzájárul a populációk polimorfizmusának kialakulásához és fenntartásához, és bizonyos esetekben is okozhat spekulációt.

Az egyik lehetséges helyzet a természetben, ahol a zavaró kiválasztás jön létre, amikor a polimorf populáció heterogén élőhelyet foglal el. Ugyanakkor a különböző formák alkalmazkodnak a különböző ökológiai fülkékhez vagy alsó részekhez.

Egy példa a széteső kiválasztásra a két verseny kialakulása a nagy kaszálók közelében a széna réteken. Normál körülmények között ennek a növénynek a virágzási és érési ideje egész nyáron terjed. A réteken azonban a magok főleg azoknak a növényeknek adják, amelyeknek a virágzás és az érés ideje alatt nyáron vagy nyáron nyáron nyárthatók. Ennek eredményeképpen két futam egy csörgést képez - korai és késői virágzás.

A lenyűgöző szelekciót mesterségesen végezték gyümölcsökkel végzett kísérletekben. A szelekciót a szőlőfajok számának megfelelően végeztük, csak kis és nagyszámú kocsányú egyed maradt. Ennek eredményeképpen a 30-as generáció körül a két vonal nagyon erősen eltér egymástól, annak ellenére, hogy a legyek folytatódtak egymással, gének cseréjével. Számos más kísérletben (növényekkel) az intenzív keresztezés megakadályozta a hatékony zavaró kiválasztást.

A szexuális kiválasztás a reprodukciós siker természetes kiválasztása. Az élőlények túlélése fontos, de nem a természetes szelekció egyetlen összetevője. Egy másik fontos összetevő az ellenkező nemű egyének vonzereje. Darwin ezt a jelenséget szexuális szelekciónak nevezte. "Ezt a kiválasztási formát nem határozza meg az egymás közötti vagy a külső körülmények közötti létezésért való küzdelem, hanem az azonos neműek, általában a férfiak közötti versengés, a másik nemek egyének birtokában."

Előfordulhatnak és terjedhetnek azok a tünetek, amelyek csökkentik a hordozóik életképességét, ha a tenyésztési sikerben rejlő előnyök sokkal magasabbak, mint a túléléshez kapcsolódó hátrányaik. A férfiak kiválasztásakor a nők nem gondolkodnak a viselkedésük okaira. Amikor egy állat szomjas, nem okozza, hogy vizet kell inni, hogy helyreállítsa a víz-só egyensúlyt a testben - az öntözőhelyre megy, mert szomjasnak érzi magát.

Hasonlóképpen, a nőstények, akik világos férfiakat választanak, követik az ösztöneiket - szeretik a fényes farakat. Azok, akik ösztönöztek, más viselkedést váltottak ki, nem hagyott utódokat. A létezésért és a természetes szelekcióért folytatott küzdelem logikája a vak és az automatikus folyamat logikája, amely a nemzedékről nemzedékre állandóan kialakítva a formák, színek és ösztönök csodálatos sokféleségét, amelyeket az élő természet világában megfigyelünk.

A szervezettség növekedésének okait vagy azoknak az élőhelyi körülményekhez való alkalmazkodását elemezve Darwin felhívta a figyelmet arra a tényre, hogy a kiválasztás nem szükségszerűen a legjobb kiválasztását igényli, csak a legrosszabb pusztulásához lehet csökkenteni. Pontosan ez történik az eszméletlen kiválasztásban. De a legrosszabb pusztulása (megszüntetése), ami kevésbé alkalmazkodik a természetben élő szervezetekhez, minden lépésben megfigyelhető. Következésképpen a természeti szelekciót a "vak" természeti erők végezhetik.

Darwin hangsúlyozta, hogy a „természetes szelekció” kifejezést semmiképpen sem lehet megérteni abban az értelemben, hogy bárki vezeti ezt a választást, mivel ez a kifejezés a természet elemi erők hatására utal, aminek következtében az adott körülményekhez igazított szervezetek életben maradnak és elpusztulnak. szokta meg. A hasznos változások felhalmozódása először kicsi, majd jelentős változásokhoz vezet. Így új fajták, fajok, nemzetek és más, magasabb rangú egységek jelennek meg. Ez a természetes kiválasztás vezető, kreatív szerepe az evolúcióban.

Elemi evolúciós tényezők. Mutációs folyamat és genetikai kombinatorika. Népesség hullámai, izoláció, gén drift, természetes szelekció. Az elemi evolúciós tényezők kölcsönhatása.

Az elemi evolúciós tényezők a sztochasztikus (valószínűségi) folyamatok, amelyek a populációkban előforduló primer intrapopulációs variációk forrásaként fordulnak elő.

3. Időszakos nagy amplitúdó. Számos organizmusban találhatók. Gyakran időszakos jellegű, például a ragadozó-zsákmányrendszerben. Az exogén ritmusokkal társítható. Az evolúcióban ez a fajta népességhullámok jelentik a legnagyobb szerepet.

Történelmi háttér. Az „Élethullám” kifejezést valószínűleg először a dél-amerikai pampák kutatója, Hudson (W. H. Hudson, 1872-1873) használta fel. Hudson megjegyezte, hogy kedvező körülmények között (könnyű, gyakori zuhanyzók) általában éghető növényzet maradt meg; a virágok sokasága bumbleek, majd egerek, és az egereken táplálkozó madarak (beleértve a kakukkokat, gólyákat, mocsár baglyokat) bőségét okozták.

SS Chetverikov felhívta a figyelmet az élet hullámaira, megjegyezve, hogy 1903-ban megjelent a moszkvai tartományban egyes pillangók fajtái, amelyeket ott nem találtak 30 ... 50 évig. Ezt megelőzően, 1897-ben és egy kicsit később, a páratlan selyemhernyó tömeges megjelenése volt, amely az erdők hatalmas területeit tette ki, és jelentős károkat okozott a gyümölcsösöknek. 1901-ben egy pillangós admirális megjelenését tapasztalták. Megfigyeléseinek eredményei egy rövid esszében "Élethullámok" (1905) vázolták.

Ha a maximális populációméret (például egy millió személy) alatt 10-6 frekvenciájú mutáció jelenik meg, akkor annak fenotípusos megnyilvánulásának valószínűsége 10-12. Ha a legfeljebb 1000 egyed számának csökkenése során a mutáció hordozója véletlenül fennmarad, a mutáns allél frekvenciája 10-3-ra növekszik. Ugyanez a frekvencia marad a későbbi számnövekedés időszakában, majd a mutáció fenotípusos megnyilvánulásának valószínűsége 10-6 lesz.

Szigetelés. Baldwin-effektust biztosít az űrben.

Egy nagy populációban (például egy millió diploid egyénnel) a 10-6-os nagyságú mutációs sebesség azt jelenti, hogy egy millió ember közül az egyik egy új mutáns allél hordozója. Ennek megfelelően ennek az allélnek a diploid recesszív homozigóta fenotípusos megnyilvánulásának valószínűsége 10-12 (egy trillion).

Ha ez a populáció 1000 kisebb, 1000 egyedből álló populációra van osztva, akkor az izolált populációk egyikében valószínűleg egy mutáns allél lesz, és a frekvenciája 0,001 lesz. A következő generációk fenotípusos megnyilvánulásának valószínűsége (10 - 3) 2 = 10 - 6 (egy millió). Az ultra-kis populációkban (több tucat egyén) a mutáns allél megnyilvánulásának valószínűsége a fenotípusban (10 - 2) 2 = 10 - 4 (egy tízezer).

Így csak a kis és ultra-kis populációk elszigeteltsége miatt a következő generációkban a mutációk fenotípusos megnyilvánulásának esélyei több ezer alkalommal növekednek. Ugyanakkor nehéz feltételezni, hogy ugyanaz a mutáns allél a fenotípusban a fenotípusban véletlenül megjelenik a fenotípusban. Valószínűleg minden kis populációt egy vagy néhány mutáns allél magas frekvenciája jellemez: a vagy b, vagy c stb.

A természetes szelekció a Charles Darwin által eredetileg meghatározott folyamat, amely az adott környezeti feltételekhez jobban illeszkedő és az örökletes tulajdonságokkal rendelkező személyek túléléséhez és preferenciális reprodukciójához vezet. Darwin elméletének és a modern szintetikus evolúciós elméletnek megfelelően a természetes szelekció fő anyaga véletlen örökletes változások - genotípusok, mutációk és ezek kombinációinak rekombinációja.

A természetes kiválasztás az evolúció hajtóereje. A kiválasztás mechanizmusa. A kiválasztás formái a populációkban (I.I. Schmalgausen).

Természetes kiválasztás - az a folyamat, amellyel a népesség növeli a maximális fitnesz- séggel rendelkezők számát (a legkedvezőbb tulajdonságokat), míg a kedvezőtlen tulajdonságokkal rendelkező személyek száma csökken. A modern szintetikus evolúciós elmélet fényében a természetes szelekciót tekintjük az adaptációk, a spekuláció és a szupraspecifikus taxonok eredetének kialakulásának fő oka. A természetes kiválasztás az egyetlen ismert oka az adaptációknak, de nem az egyetlen oka az evolúciónak. A nem adaptív okok közé tartozik a genetikai drift, a génáramlás és a mutációk.

A „természetes kiválasztás” kifejezést Charles Darwin népszerűsítette, összehasonlítva ezt a folyamatot mesterséges kiválasztással, amelynek modern formája a kiválasztás. A mesterséges és természetes szelekció összehasonlításának ötlete az, hogy a természetben a legeredményesebb, „legjobb” szervezetek kiválasztása is előfordul, de a tulajdonságok „értékelőjének” szerepe ebben az esetben nem egy személy, hanem egy élőhely. Emellett a természetes és mesterséges szelekció anyagai is kis öröklődő változások, amelyek generációról generációra halmozódnak fel.

Természetes kiválasztási mechanizmus

A természetes szelekció folyamatában olyan mutációkat rögzítenek, amelyek növelik a szervezetek alkalmasságát. A természetes szelekciót gyakran „magától értetődő” mechanizmusnak nevezik, mivel az ilyen egyszerű tényekből következik:

A szervezetek a leszármazókat jobban termelik, mint amennyire túlélhetik;

E szervezetek populációjában genetikai variáció van;

A különböző genetikai tulajdonságokkal rendelkező szervezetek eltérő túlélési arányokkal és a szaporodási képességgel rendelkeznek.

Ezek a körülmények a szervezetek közötti versenyt hoznak létre a túléléshez és a szaporodáshoz, és a minimálisan szükséges feltételek a természetes szelekció révén történő fejlődéshez. Így olyan örökletes tulajdonságokkal rendelkező szervezetek, amelyek versenyelőnyt biztosítanak számukra, nagyobb valószínűséggel adják át az utódaiknak, mint olyan öröklődő tulajdonságokkal rendelkező szervezetek, amelyeknek nincs ilyen előnye.

A természetes szelekció fogalmának központi eleme a szervezetek alkalmassága. A fitnesz definíciója a szervezet azon képessége, hogy túlélje és szaporodjon, ami meghatározza a következő generációhoz való genetikai hozzájárulásának méretét. A fitness meghatározásában azonban nem a leszármazottak teljes száma, hanem az adott genotípusú (relatív fitnesz) leszármazottak száma. Például, ha egy sikeres és gyorsan szaporodó szervezet leszármazottai gyengék és nem szaporodnak jól, akkor a genetikai hozzájárulás és ennek megfelelően a szervezet alkalmassága alacsony lesz.

Ha bármelyik allél növeli a szervezet alkalmasságát, mint a gén többi allélje, akkor az egyes generációknál ez az allél aránya növekszik a populációban. Ez azt jelenti, hogy a kiválasztás ezen allél javára történik. Ezzel ellentétben a kevésbé jövedelmező vagy káros allélok esetében - a populációkban való részesedésük csökken, vagyis a kiválasztás ezen allélek ellen fog hatni. Fontos megjegyezni, hogy egyes allélok hatása a szervezet alkalmasságára nem tartós - a környezeti feltételek változása, a káros vagy semleges allélok hasznosak lehetnek, és hasznos káros.

A bizonyos értékek tartományában változó tulajdonságok (például egy szervezet mérete) természetes kiválasztása három típusra osztható:

Irányválasztás - a tulajdonság átlagos értékének változása hosszú időn át, például a testméret növekedése;

Zavaró kiválasztás - a jel szélsőséges értékeinek kiválasztása és az átlagos értékek, például a nagy és a kis testméretek ellen;

Stabilizáló kiválasztás - kiválasztás a jellemző szélső értékei ellen, ami a tulajdonság diszperziójának csökkenéséhez vezet.

A természetes kiválasztás különleges esete szexuális kiválasztásEnnek alapja minden olyan jel, amely növeli a párosodás sikerességét azáltal, hogy növeli az egyén vonzerejét a potenciális partnerek számára. A szexuális szelekció következtében kialakult tulajdonságok különösen észrevehetők egyes állatfajok férfiaknál. Az olyan jelek, mint a nagy szarvak, az élénk színek, egyrészt ragadozót vonzhatnak, és csökkenthetik a férfiak túlélési arányát, és ezzel ellentétben a hasonló kifejezett jelekkel rendelkező férfiak reproduktív sikere.

A kiválasztás a szervezet különböző szintjein, például géneken, sejteken, egyéni organizmusokon, organizmuscsoportokon és fajokon működhet. Ezenkívül a kiválasztás egyidejűleg különböző szinteken is működhet. Az egyén fölötti szint kiválasztása, például a csoportválasztás, együttműködést eredményezhet.

A természetes kiválasztás formái

A kiválasztási formák különböző osztályozásai vannak. Széles körben alkalmazzuk a szelekciós formáknak a tulajdonságok variabilitására gyakorolt hatására vonatkozó osztályozást.

Vezetési választás - a természetes kiválasztás egyfajta formája irányított változó környezeti feltételek. Leírt Darwin és Wallace. Ebben az esetben az egyének, akik bizonyos irányban eltérnek az átlagértéktől, előnyöket kapnak. Ugyanakkor a tulajdonság egyéb variációi (az ellenkező irányba eső eltérések az átlagértéktől) negatív szelekciónak vannak kitéve. Ennek eredményeképpen a jellemző átlagméretének bizonyos irányú eltolódása a populációban generációról generációra fordul. Ugyanakkor a mozgó kiválasztás nyomásának meg kell felelnie a lakosság adaptív képességeinek és a mutációs változások sebességének (ellenkező esetben a környezet nyomása kihaláshoz vezethet).

A mozgó szelekció klasszikus példája a nyír lepke színének alakulása. A pillangó szárnyainak színezése utánozza a zuzmóval borított fák kéregének színét, amelyen a napfény órákat tölt. Nyilvánvaló, hogy az előző evolúció sok generációja során egy ilyen védőfestéket alakítottunk ki. Azonban Angliában az ipari forradalom elején ez az adaptáció elvesztette jelentését. A légkör szennyezése a zuzmók tömeges halálához és a fatörzsek sötétedéséhez vezetett. A sötét háttéren világos pillangók könnyedén láthatóvá váltak a madarak számára. A XIX. Század közepe óta a lepkék mutáns sötét (melanisztikus) formái kezdtek megjelenni a nyír lepkék populációiban. A gyakoriságuk gyorsan növekedett. A XIX. Század végére a nyír moly néhány városi populációja szinte teljes egészében sötét formákból állt, míg a vidéki lakosságban még mindig világos formák voltak. Ezt a jelenséget nevezték el ipari melanizmus. A tudósok felfedezték, hogy a szennyezett területeken a madarak többnyire könnyű formákat fogyasztanak, a tisztaekben pedig sötétek. A légszennyezésre vonatkozó korlátozások bevezetése az 1950-es években azt a tényt eredményezte, hogy a természetes szelekció ismét megváltoztatta az irányt, és a városi lakosságban a sötét formák gyakorisága csökkent. Manapság szinte olyan ritkák, mint az ipari forradalom kezdete előtt.

Stabilizáló kiválasztás - a természeti szelekció egy formája, amelyben tevékenysége az átlagos normától való rendkívüli eltéréssel rendelkező egyének ellen irányul, a tulajdonság átlagos súlyosságával rendelkező egyének javára. A tudományba bevitt és a vizsgált I. sz.

Az ilyen polimorfizmus legismertebb példája a sarlósejtes anaemia. Ez a súlyos vérbetegség olyan személyeknél fordul elő, akik homozigótaak a mutáns hemoglobin allélre ( félpanzió S) és korai életkorukhoz vezet. A legtöbb emberi populációban ennek az allélnek a gyakorisága nagyon alacsony és megközelítőleg megegyezik a mutációk miatt előforduló gyakorisággal. Ugyanakkor meglehetősen gyakori a világ azon területein, ahol a malária gyakori. Kiderült, hogy heterozigóták félpanzió S nagyobb a maláriával szembeni rezisztencia, mint a homozigóták a normál allél esetében. Ennek következtében a maláriaterületeken lakó populációban a halálos homozigóta allél heterozigóta alakul ki és tart fenn.

A stabilizáló szelekció a természetes populációk variabilitásának felhalmozódásának mechanizmusa. A kiemelkedő tudós, I.Shmalgauzen volt az első, aki észrevette ezt a jellemzőt a stabilizálás során. Megmutatta, hogy még stabil körülmények között sem a természetes kiválasztás, sem az evolúció megszűnik. Még a fenotípusilag változatlan marad, a lakosság nem fejeződik be. A genetikai smink folyamatosan változik. A stabilizáló szelekció olyan genetikai rendszereket hoz létre, amelyek biztosítják a hasonló, optimális fenotípusok kialakulását a különböző genotípusok alapján. Ilyen genetikai mechanizmusok dominancia, episztázis, komplementer génhatás, hiányos penetrancia és a genetikai variabilitás más módon történő eltitkolásának lehetősége a stabilizálódó kiválasztásnak köszönhető.

Így a szelekció stabilizálása, a normától való eltérések eltörlése aktívan kialakítja azokat a genetikai mechanizmusokat, amelyek biztosítják a szervezetek stabil fejlődését és a különböző genotípusokon alapuló optimális fenotípusok kialakulását. Biztosítja a szervezetek stabil működését számos olyan külső körülmények között, amelyek ismerik az oszcillációk típusát.

Zavaró (szakadás) kiválasztás - a természetes szelekció egy formája, amelyben a feltételek a variabilitás két vagy több szélsőséges változatát (irányt) részesítik előnyben, de nem kedveznek a jellemző közbenső, közepes állapotának. Ennek eredményeként több új űrlapot kaphat egy forrásból. Darwin leírta a zavaró kiválasztás akcióját, úgy vélte, hogy ez az eltérés alapja, bár nem tudta bizonyítani, hogy létezik a természetben. A zavaró szelekció hozzájárul a populációk polimorfizmusának kialakulásához és fenntartásához, és bizonyos esetekben is okozhat spekulációt.

A zavaró szelekció hatása egyes gyomnövényekben szezonális versenyek kialakulását magyarázza. Kimutatták, hogy a növények virágzásának és érlelésének időzítése az egyik ilyen növényfajban - rétes csörgő - szinte egész nyáron húzódott, és a növények nagy része nyáron virágzik és gyümölcsöt visel. Ugyanakkor a réteken azok a növények, amelyeknek ideje a virágzáshoz és a vetőmagok eladásához, és azok, amelyek nyár végén termesztenek magokat, a kaszálás után. Ennek eredményeképpen két futam egy csörgést képez - korai és késői virágzás.

Szexuális kiválasztás - Ez a reprodukció sikerének természetes kiválasztása. Az élőlények túlélése fontos, de nem a természetes szelekció egyetlen összetevője. Egy másik fontos összetevő az ellenkező nemű egyének vonzereje. Darwin ezt a jelenséget szexuális szelekciónak nevezte. "Ezt a kiválasztási formát nem határozza meg a létezésért való küzdelem az ökológiai lények önmagával vagy külső viszonyokkal való kapcsolataiban, hanem az egy neműek, általában a férfiak közötti versengés, a másik nemek egyének birtokában." Előfordulhatnak és terjedhetnek azok a tünetek, amelyek csökkentik a hordozóik életképességét, ha a tenyésztési sikerben rejlő előnyök sokkal magasabbak, mint a túléléshez kapcsolódó hátrányaik.

A szexuális szelekció mechanizmusaira vonatkozó két hipotézis gyakori.

A „jó gének” hipotézise szerint a női „okok” a következők: „Ha ez a férfi, a fényes tollazata és a hosszú farka ellenére, egyáltalán nem tudott meghalni a ragadozó lábainál, és szexuális érettségre élni, akkor tehát jó gének, amelyek lehetővé tették számára, hogy ezt megtehesse. Ez azt jelenti, hogy gyermekei apjának kell választania: jó génjeit adja nekik. A fényes férfiak kiválasztásakor a nőstények jó géneket választanak utódaik számára.

A „vonzó fiak” hipotézise szerint a nők kiválasztásának logikája némileg eltérő. Ha a fényes férfiak bármilyen okból vonzóak a nők számára, akkor érdemes választani egy fényes apát a jövőbeli fiaik számára, mert fiai örökölnek a világos színű gének, és vonzóak lesznek a következő generációs nők számára. Így van egy pozitív visszajelzés, ami azt eredményezi, hogy a nemzedékekről nemzedékre a férfiak tollazatának fényereje egyre erősebb. A folyamat addig növekszik, amíg el nem éri az életképesség határát.

A férfiak kiválasztásakor a nőstények többé nem kevésbé logikusak, mint a többi viselkedésük. Amikor egy állat szomjas, nem okozza, hogy vizet kell inni, hogy helyreállítsa a víz-só egyensúlyt a testben - az öntözőhelyre megy, mert szomjasnak érzi magát. Hasonlóképpen, a nőstények, akik világos férfiakat választanak, követik az ösztöneiket - szeretik a fényes farakat. Mindazok, akik ösztönöznek, más viselkedést keltettek, mindannyian nem hagytak utódokat. Így nem a nők logikájáról beszéltünk, hanem a létezésért és a természeti szelekcióért folytatott küzdelem logikájáról - egy vak és automatikus folyamatról, amely állandóan generációról generációra alakította ki azt a csodálatos formákat, színeket és ösztönöket, amelyeket a vadvilág világában megfigyelünk. .

Pozitív és negatív kiválasztás

A természetes kiválasztásnak két típusa van: pozitív és Kikapcsolás (negatív) kiválasztása.

A pozitív szelekció növeli az egyének számát a populációban, előnyös tulajdonságokkal, amelyek növelik a faj egészének életképességét.

A leállási kiválasztás elutasítja a lakosságot azoknak a személyeknek a túlnyomó többségével, akik bizonyos környezeti feltételek mellett drasztikusan csökkentik az életképességet. A cut-off szelekció segítségével a populációból nagyon káros alléleket távolítanak el. A kromoszómális átrendeződések és a kromoszómák olyan csoportjai is, amelyek élesen megzavarják a genetikai készülék normál működését, alávethetők.

A természetes szelekció szerepe az evolúcióban

Charles Darwin úgy vélte, hogy az evolúció fő mozgatórugója a természetes szelekció, a modern szintetikus evolúciós elméletben a populációk fejlődésének és adaptációjának, a fajok mechanizmusának és a szupraspecifikus taxonoknak a fő szabályozója, bár a genetikai információk felhalmozódása a XIX. A fenotípusos tulajdonságok öröksége miatt néhány kutató megtagadta a természetes szelekció fontosságát, és alternatívaként felajánlotta a koncepciót, amely a a genotípus mutációi, mint rendkívül fontos tényező. Az ilyen elméletek szerzői nem csak fokozatos, hanem nagyon gyors (több generáció) ugrásszerű jellegű evolúciót feltételeztek (Hugh de Vries mogionizmusa, Richard Goldschmitd sótámasztása és más, kevésbé ismert fogalmak). Ismert összefüggések felfedezése a kapcsolódó fajok jellemzői között (a homológ sorozat törvénye) N. Vavilova néhány kutatót arra kényszerített, hogy megfogalmazza a következő „anti-Darwin” hipotéziseket az evolúcióról, mint például a nomogenezis, a fürdőképződés, az autogenezis, az ontrogenezis és mások. Az 1920-1940-es években azoknak evolúciós biológiája, akik elvetették Darwin evolúcióját a természetes szelekcióval (néha a természeti szelekciót hangsúlyozó elméleteket "szelekciósnak" nevezték), a klasszikus darwinizmus felülvizsgálata miatt újjáéledtek az elmélet iránt. viszonylag fiatal genetika. A keletkező szintetikus evolúciós elmélet, amelyet gyakran helytelenül neveznek neo-darwinizmusnak, többek között a populációkban az allélok gyakoriságának kvantitatív elemzésén alapul, amely a természetes szelekció hatására változik. Vannak olyan viták, amelyekben a radikális megközelítésű emberek, mint érvelés az evolúció szintetikus elmélete és a természetes szelekció szerepe ellen, azt állítják, hogy „Az elmúlt évtizedek felfedezése a tudományos ismeretek különböző területein molekuláris biológia a semleges mutációk elméletévelMotoo Kimura és paleontológia az időszakos egyensúly elméletével Stephen Jay Gould és Niles aldridge (amelyben a nézet az evolúciós folyamat viszonylag statikus fázisaként értendő) matematika elméletévelelágazásuktól és fázisátmenetek - a klasszikus szintetikus evolúciós elmélet elégtelenségének igazolása a biológiai evolúció minden aspektusának megfelelő leírása érdekében ”\\ t . A különböző tényezők szerepéről az evolúcióban folytatott megbeszélés több mint 30 évvel ezelőtt kezdődött és ma is folytatódik, és néha kifejeződik, hogy „az evolúciós biológia (természetesen ez az evolúciós elmélet) természetesen a következő, harmadik szintéziséhez szükséges.