Наша матушка-природа устроена очень мудро. Слабый и неприспособленный не имеет шансов на выживание. Разве можно по природным законам допустить, чтобы больная особь давала такое же нездоровое потомство? Конечно же нет, поэтому все организмы вынуждены бороться за свое выживание. Победителем в этой борьбе оказывается сильный, выносливый, наиболее приспособленный и здоровый. Так осуществляется естественный отбор. Материал для отбора и принципы его рассмотрим в статье более подробно.
Понятие естественного отбора
Если давать определение, то можно сказать, что это процесс, который приводит к увеличению численности наиболее жизнеспособных и приспособленных особей. Слабые и плохо адаптированные просто не выдерживают конкуренции. Синтетическая теория эволюции рассматривает естественный отбор, материал для отбора, как основную причину развития всех адаптаций и образования надвидовых категорий.
Естественный отбор хоть и считается причиной приспособления организмов к среде обитания, но не он один является виновником эволюции в природе. Сам термин ввел Чарльз Дарвин, который многие свои труды посвятил изучению этого вопроса.
Из чего следует естественный отбор
Гены в любом организме способны к мутациям, которые могут происходить по самым разным причинам. В процессе естественного отбора происходит их закрепление, но только тех, которые способствуют повышению Довольно часто естественный отбор называют самоочевидным механизмом, так как он следует из нескольких факторов:
- Каждый организм способен произвести на свет потомства гораздо больше, чем может выжить.
- В любой популяции имеется наследственная изменчивость, это и есть исходный материал для естественного отбора.
- Генетически разнородные организмы отличаются между собой не только выживаемостью, но и способностью к размножению.
Эти факторы способствуют созданию конкуренции между организмами в выживании и размножении, и они являются одновременно необходимым условием для эволюции живой природы посредством естественного отбора. В природе так устроено, что организмы с преимущественными наследственными чертами передают их своему потомству, в то время как особи, не имеющие такого превосходства, имеют наименьшую вероятность передачи.
Механизм отбора
О том, что в самой природе заложен некий механизм, который подобен искусственному отбору, впервые высказались Чарльз Дарвин и Альфред Уолес. Они были уверены, что природе не обязательно вникать во все ситуации - достаточно создать большое разнообразие особей, среди которых выживут наиболее приспособленные. Механизм отбора можно представить так:
Несмотря на то что современные генетические открытия вносят свои коррективы, суть теории Дарвина остается неизменной. Может быть, только изменения происходят гораздо быстрее, а не плавно, как он утверждал, за счет мутаций, которые имеют скачкообразный характер.
Исходный материал для естественного отбора
Наследственная изменчивость служит тем материалом, который приводит к естественному отбору. Все наследственные изменения появляются в результате мутаций. Но для эволюционных преобразований интерес представляют только те, которые затрагивают половые клетки, потому что именно через них идет передача информации следующему поколению.
Большинство мутаций имеет рецессивный характер, то есть они не могут сразу проявиться, так как подавляются доминантными генами. Но они способны накапливаться, никуда из генофонда популяции не исчезают, хоть и не оказывают влияния на приспособленность и никак не проявляются фенотипически.
Идет непрерывно, число таких мутаций постоянно накапливается, и в один прекрасный момент встречаются два рецессивных гена и признак обязательно проявляется. Материалом для отбора служит наследственная изменчивость, но такие изменения не всегда приводят к повышению жизнеспособности и приспособленности. Довольно многие мутации, наоборот, снижают эти качества, так как провоцируют различные нарушения в обменных процессах.
Но можно привести примеры, когда, казалось бы, вредная мутация при изменении условий существования оказывается полезной. У комнатных мух имеется мутация, которая приводит к снижению скорости проведения нервных импульсов. Если организм оказывается гомозиготным по данному признаку, то мутация оказывается смертельной, а вот гетерозиготы жизнеспособность сохраняют, хоть и уступают по приспособленности здоровым особям. А вот при воздействии на популяцию мух препарата нервно-паралитического действия гетерозиготы выигрывают у нормальных особей, так как замедленная скорость проведения импульса заметно ослабляет воздействие яда на организм.
Типы естественного отбора
Исходный материал для отбора - это наследственная изменчивость, но она может приводить к появлению черт, способных изменяться в разном диапазоне. В зависимости от этого типы отбора выделяют следующие:
Половой - это также естественный отбор. Материал для отбора такого уровня - это любой признак, который повышает вероятность спаривания за счет увеличения привлекательности особи для противоположного пола. Это хорошо проявляется у самцов некоторых видов (например, огромные рога у оленей, яркая окраска оперения у птиц).
Формы естественного отбора
Формы отбора можно классифицировать по-разному, но критерии отбора материала практически всегда одинаковые:
- Полезность данного признака для самой особи.
- Необходимость и важность признака для выживания в определенных условиях.
- Положительное влияние признака на процветание вида в целом.
Материал для искусственного отбора - это также наследственная изменчивость, но критерии уже совсем другие. Здесь пальму первенства получают признаки, которые необходимы человеку, а не организму, для которого они вообще могут оказаться довольно вредными. Можно привести пример с породой глубей, которых называют дутышами. Они имеют большой зоб, который делает их необычными и привлекательными для человека, но в природе такие особи окажутся совсем беспомощными и не выдержат конкуренции со своими собратьями. Они просто не смогут отыскать себе пропитание. Вот и получается, что отбор материала основные принципы имеет совсем разные при естественном и искусственном отборе.
В зависимости от влияния отбора на изменчивость признака в популяции выделяют следующие его формы:
- Движущий.
- Стабилизирующий.
- Разрывающий, или дизруптивный.
Есть необходимость рассмотреть каждый отбор в отдельности более подробно.
Особенности движущего отбора
Причиной такого отбора всегда выступают изменения условий существования вида. Особи, у которых в результате появляются признаки, отклоняющиеся от за счет того, что материал для естественного отбора поставляет наследственная изменчивость, оказываются в более выигрышном положении. Из поколения в поколение происходит сдвиг признака в определенном направлении, в результате формируется именно такой, который помогает организмам выжить в новых условиях.
Ярким примером является эволюция окраски у Она с момента своего появления обитала на стволах берез, которые имеют белую окраску. Соответственно, и крылья этой бабочки также белые.
Но с развитием промышленности атмосфера стала загрязняться, в воздухе появилось много копоти и сажи, которые оседали на стволах деревьев. В итоге их цвет стал далек от белого. Из всего потомства бабочек в выигрыше оказывалось то, которое по причине мутаций имело более темную окраску, так как светлые были довольно заметными для птиц и ими часто съедались. Так постепенно эволюция шла в направлении изменения цвета бабочек.
Проявление стабилизирующего отбора
Рассмотрим стабилизирующий естественный отбор. Материал для отбора здесь - также наследственная изменчивость, но его действие уже направлено против появления отклонений от нормы. Можно привести такой пример: для всех организмов, казалось бы, повышенная плодовитость только хороша, так как приводит к увеличению Но на самом деле это не так. Преимущества получают особи со средними показателями плодовитости, так как выкормить многочисленное потомство довольно трудно.
Отбор в пользу средних показателей можно видеть на примере многих признаков. Например, птицам прибрежных зон предпочтительнее иметь крылья средних размеров. При наличии слишком коротких проблематично взлететь, а при слишком длинных ветер будет мешать полету.
Стабилизирующий отбор способствует накоплению изменчивости в популяциях. Даже стабильные условия существования вида не приводят к прекращению естественного отбора и эволюции в целом. Этот вид отбора обеспечивает стабильное функционирование организмов в привычных внешних условиях.
Дизруптивный отбор
При такой форме отбора условия существования оказываются подходящими для крайних проявлений признака. В результате этого появляется несколько форм существования.
Дизруптивный отбор приводит к образованию полиморфизма, а может стать даже причиной образования новых видов в природе.
Этот отбор часто вступает в силу, когда популяция занимает неоднородное местообитание. Разные формы вынуждены приспосабливаться к различным нишам и условиям. Например, у растения погремок имеется две формы - одна начинает цвести и плодоносить в середине лета, а вторая - уже после сенокоса, то есть в августе.
Положительная роль отбора и отрицательная
Вернее, это даже не роль, а формы отбора, которые оказывают разное действие.
- Положительный отбор приводит к увеличению численности организмов, имеющих полезные для выживания в данных условиях признаки, повышающие выживание вида в целом.
- Отрицательный, или его еще называют отсекающим отбором, приводит к уничтожению особей с признаками, резко снижающими выживаемость и приспособленность. Этот отбор помогает из популяции удалять вредные аллели.
Эффекты отбора
Мы уже выяснили, что является материалом для отбора, рассмотрели его формы. Но необходимо прояснить, какие эффекты дает тот или иной отбор. Движущий приводит к появлению новых приспособлений, в этом проявляются результаты его действия:
- Накапливающий . Этот эффект показывает накопление полезных признаков из поколения в поколение. Это применимо не только к организму, но и к отдельным органам. Например, увеличение переднего мозга, развитие коры больших полушарий - все это пример накапливающего действия движущего отбора.
- Преобразующий эффект проявляется в том, что усиливаются полезные признаки, а ослабляют свое проявление те, которые утратили приспособительное значение.
Если говорить в целом про отбор (материалом для естественного отбора является изменчивость), то можно назвать еще распределяющий эффект и поддерживающий .
Первый заключается в том, что в наиболее благоприятных условиях организмы чаще выживают и дают потомство. Там, где эти условия не соответствуют всем требованиям, с выживаемостью и рождаемостью проблемы.
Поддерживающий эффект заключается в том, что приспособительные признаки не могут уменьшиться, они могут усиливаться или оставаться на том же уровне.
Материалом для естественного отбора является наследственная изменчивость, но это не единственный фактор, который способствует эволюции живых организмов.
Роль естественного отбора в эволюции
Еще Чарльз Дарвин отдавал пальму первенства естественному отбору в эволюции. Современная синтетическая теория также считает его основным регулятором развития и появления адаптаций у организмов.
В 19-20 веках открытие в генетике дискретного характера наследования признаков привело к тому, что некоторые ученые стали отрицать важную роль естественного отбора. Синтетическая теория эволюции, которую еще называют неодарвинизмом, опирается на количественный анализ частоты встречаемости аллелей в популяции, которая меняется под воздействием того же самого естественного отбора.
Но наука не стоит на месте и открытия последних десятилетий в самых разных областях подтверждают несостоятельность классической синтетической теории для описания всех нюансов эволюции живых организмов.
Споры и дискуссии по поводу роли различных факторов в историческом развитии живого мира продолжаются и в настоящее время. Пожалуй, это такой вопрос, на который практически невозможно дать точный ответ. Но можно утверждать одно: назрел момент, когда вся эволюционная теория требует пересмотра.
1. Естественный отбор - процесс выживания особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и оставление ими потомства - главная движущая сила эволюции. Ненаправленный характер наследственных изменений, их разнообразие, преобладание вредных мутаций и направляющий характер естественного отбора - сохранение особей только с полезными в определенной среде наследственными изменениями.
2. Искусственный отбор - основной метод селекции, которая занимается выведением новых сортов растений и пород животных. Искусственный отбор - сохранение человеком для последующего размножения особей с наследственными изменениями, интересующими селекционера.
3. Сравнение естественного и искусственного отбора.
4. Роль естественного отбора в создании новых сортов растений и пород животных - повышение их приспособленности к условиям среды.
36. Основные методы селекции животных.
Создание пород домашних животных началось вслед за их приручением и одомашниванием, которое началось 10-12 тыс. лет назад. Содержание в неволе снижает действие стабилизирующей формы естественного отбора. Различные формы искусственного отбора (сначала бессознательный, а затем методический) приводят к созданию всего многообразия пород домашних животных.
В селекции животных, по сравнению с селекцией растений, есть ряд особенностей. Во-первых, для животных характерно в основном половое размножение, поэтому любая порода является сложной гетерозиготной системой. Оценка качеств самцов, которые внешне у них не проявляются (яйценоскость, жирномолочность), оцениваются по потомству и родословной. Во-вторых, у них часто поздняя половозрелость, смена поколений происходит через несколько лет. В-третьих, потомство немногочисленное.
Основными методами селекции животных являются гибридизация и отбор . Различают те же методы скрещивания - близкородственное скрещивание, инбридинг , и неродственное - аутбридинг . Инбридинг, как и у растений, приводит к депрессии . Отбор у животных проводится по экстерьеру (определенным параметрам внешнего строения), т.к. именно он является критерием породы.
1. Внутрипородное разведение: направлено на сохранение и улучшение породы. Практически выражается в отборе лучших производителей, выбраковке особей, не отвечающих требованиям породы. В племенных хозяйствах ведутся племенные книги, отражающие родословную, экстерьер и продуктивность животных за много поколений.
2. Межпородное скрещивание используют для создания новой породы. При этом часто проводят близкородственное скрещивание, родителей скрещивают с потомством, братьев с сестрами, это помогает получить большее число особей, обладающих нужными свойствами. Инбридинг сопровождается жестким постоянным отбором, обычно получают несколько линий, затем производят скрещивание разных линий.
Хорошим примером может служить выведенная академиком М.Ф.Ивановым порода свиней - украинская белая степная. При создании этой породы использовались свиноматки местных украинских свиней с небольшой массой и невысоким качеством мяса и сала, но хорошо приспособленных к местным условиям. Самцами-производителями были хряки белой английской породы. Гибридное потомство вновь было скрещено с английскими хряками, в нескольких поколениях применялся инбридинг, были получены чистые линии, при скрещивании которых получены родоначальники новой породы, которые по качеству мяса и массе не отличались от английской породы, по выносливости - от украинских свиней.
3. Использование эффекта гетерозиса . Часто при межпородном скрещивании в первом поколении проявляется эффект гетерозиса, гетерозисные животные отличаются скороспелостью и повышенной мясной продуктивностью. Например, при скрещивании двух мясных пород кур получают гетерозисных бройлерных кур, при скрещивании беркширской и дюрокджерсейской пород свиней получают скороспелых свиней с большой массой и хорошим качеством мяса и сала.
4. Испытание по потомству проводят для подбора самцов, у которых не проявляются некоторые качества (молочность и жирномолочность быков, яйценоскость петухов). Для этого производителей-самцов скрещивают с несколькими самками, оценивают продуктивность и другие качества дочерей, сравнивая их с материнскими и со среднепородными.
5. Искусственное осеменение используют для получения потомства от лучших самцов производителей, тем более что половые клетки можно хранить при температуре жидкого азота любое время.
6. С помощью гормональной суперовуляции и трансплантации у выдающихся коров можно забирать десятки эмбрионов в год, а затем имплантировать их в других коров, эмбрионы так же хранятся при температуре жидкого азота. Это дает возможность увеличить в несколько раз число потомков от выдающихся производителей.
7. Отдаленная гибридизация , межвидовое скрещивание, известно с древних времен. Чаще всего межвидовые гибриды стерильны, у них нарушается мейоз, что приводит к нарушению гаметогенеза. С глубокой древности человек использует гибрид кобылицы с ослом - мула, который отличается выносливостью и долгожительством. Но иногда гаметогенез у отдаленных гибридов протекает нормально, что позволило получить новые ценные породы животных. Примером являются архаромериносы, которые, как и архары, могут пастись высоко в горах, а, как мериносы, дают хорошую шерсть. Получены плодовитые гибриды от скрещивания местного крупного рогатого скота с яками и зебу. При скрещивании белуги и стерляди получен плодовитый гибрид - бестер, хорька и норки - хонорик, продуктивен гибрид между карпом и карасем.
1. Естественный отбор - процесс выживания особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и оставление ими потомства - главная движущая сила эволюции. Ненаправленный характер наследственных изменений, их разнообразие, преобладание вредных мутаций и направляющий характер естественного отбора - сохранение особей только с полезными в определенной среде наследственными изменениями.
2. Искусственный отбор - основной метод селекции, которая занимается выведением новых сортов растений и пород животных. Искусственный отбор - сохранение человеком для последующего размножения особей с наследственными изменениями, интересующими селекционера.
31. Разнообразие сортов растений и пород животных - результат селекционной работы ученых. Учение Н. И. Вавилова о центрах происхождения и многообразия культурных растений.
1. Селекция - наука о выведении новых сортов растений и пород животных. Порода (сорт) - искусственно созданная человеком популяция, которая характеризуется наследственными биологическими особенностями, морфологическими и физиологическими признаками, продуктивностью. 2. Ч. Дарвин - основоположник науки селекции, обосновавший значение наследственной изменчивости и искусственного отбора в создании новых сортов и пород.
3. Вклад Н. И. Вавилова в развитие науки селекции, в разработку ее задач. Обоснование Н. И. Вавиловым необходимости использования законов генетики в качестве научных основ селекции. Изучение и создание им коллекции сортового и видового разнообразия растений как исходного материала для селекции.
4. Закон Н. И. Вавилова о гомологических рядах в наследственной изменчивости, его значение для селекции: выявление сходных наследственных изменений у организмов близких видов.
5. Изучение Н. И. Вавиловым видового разнообразия. Богатство генофонда диких видов, превышение генофонда сортов растений и пород животных, необходимость изучения мирового богатства видов для селекции.
6. Учение Н. И. Вавилова о центрах многообразия и происхождения культурных растений. Центры происхождения культурных растений - в основном горные районы, древние очаги земледелия, характеризующиеся многообразием видов, разновидностей, родина сортов растений. Основные центры происхождения культурных растений.
7. Значение селекции - создание большого разнообразия высокопродуктивных сортов растений, полиплоидных форм, пригодных для выращивания в разных климатических условиях, а также пород животных, высокопродуктивных гибридных форм, бройлеров и др.
| Особенности эволюционного процесса | Искусственный отбор | Естественный отбор |
| Селекционирующий (отбирающий) фактор | Человек | Окружающая среда |
| Движущие силы эволюции | Наследственная изменчивость | Наследственная изменчивость. Борьба за существование |
| Результат | Многообразие сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов | Многообразие видов |
| Приспособленность | Организмы приспособлены к нуждам человека. Формы, обладающие менее полезными свойствами, выбраковываются | Организмы приспособлены к условиям среды. Формы, обладающие менее полезными признаками, вымирают |
| Темпы эволюции | Быстрые (на создание сорта иди породы требуется от 8-10 до 20 лет) | Медленные (тысячи и миллионы лет) |
Таким образом, заслуга Ч. Дарвина состоит в том, что он раскрыл главные движущие силы эволюции:
| Движущие силы эволюции по Ч. Дарвину | Характеристика |
| Наследственность | Способность организмов передавать признаки и свойства от родителей к потомкам |
| Изменчивость | Ч. Дарвин выделял определенную (групповую) и неопределенную (индивидуальную) изменчивость. Основное значение для эволюции имеет неопределенная изменчивость. |
| Естественный отбор | В процессе естественного отбора выживают наиболее приспособленные организмы, сохраняются организмы с полезными для них признаками в данных условиях окружающей среды. В основе естественного отбора по Дарвину лежит борьба за существование |
| Борьба за существование | Борьба за существование включает по Дарвину не только собственно борьбу особи за жизнь, зависимость организма от биотических и абиотических факторов, но и борьбу за успех в обеспечении себя потомством. Ч. Дарвин выделил три формы борьбы за существование |
Результаты эволюции. Главным результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям обитания, что влечет за собой совершенствование их организации. Приспособленность – это результат взаимодействия движущих сил эволюции: наследственности, изменчивости и естественного отбора. В результате действия естественного отбора сохраняются особи с полезными для их процветания признаками. Эти признаки обеспечивают хорошую, но не абсолютную приспособленность организмов к тем условиям, в которых они живут. Приспособленность организмов к среде обитания носит относительный характер. Это означает, что при изменении условий полезные признаки могут оказаться бесполезными или даже вредными.
Все приспособления появились в результате естественного отбора, обеспечивая существование вида в определенных условиях:
Широкое распространение среди животных покровительственной окраски , делающей их менее заметными в местах обитания (на Крайнем Севере многие животные окрашены в белый цвет - это куропатки, медведи);
У некоторых животных распространена предупреждающая (угрожающая) окраска в виде ярких отпугивающих пятен (божья коровка, оса);
- мимикрия (подражание) : многие животные, не имеющие специальных средств защиты, по форме тела и окраске подражают защищенным (неядовитые змеи и насекомые внешне похожи на ядовитых);
- маскировка – приспособление, при котором форма тела и окраска животных сливаются с окружающими предметами (гусеницы некоторых бабочек по форме тела и окраске напоминают сучки);
Многие животные, имеющие специальные защитные приспособления от поедания их другими животными, у многих животных имеются иглы, колючки, хитиновый покров, панцирь, раковина, чешуя;
У животных большую роль в качестве приспособлений играют различного рода инстинкты (инстинкт заботы о потомстве, инстинкты, связанные с добыванием пищи и др.);
У растений имеются приспособления к опылению (яркая окраска венчика и наличие нектара у насекомоопыляемых растений), распространению семян и плодов («парашютики» у одуванчика), защите от потери влаги (превращение листьев в колючки у кактуса).
Другой важный результат эволюции - увеличение многообразия видов . В результате борьбы за существование и естественного отбора выживают наиболее приспособленные организмы, возникают новые популяции, подвиды и виды, происходит процесс видообразования. Изоляция – один из важных факторов видообразования, так как препятствует скрещиванию и обмену наследственной информацией между обособленными популяциями.
Изолирующие механизмы – это различные факторы, преграды, барьеры, затрудняющие свободное скрещивание особей, что влечет за собой появление значительных различий в генотипах разных популяций одного вида, приводит к еще большему обособлению популяций.
Изолирующие механизмы
| Виды изолирующих механизмов | Причины | Примеры |
| Географическая изоляция | Происходит разрыв единого ареала обитания вида на не сообщающиеся между собой части. Причиной разрыва ареала могут быть реки, горы и т. д. Это ограничивает скрещивание особей из разных частей ареала | Популяции, живущие на разных островах |
| Экологическая изоляция | Связана с предпочтением конкретного местообитания, с освоением новых экологических ниш в пределах старого ареала | Лютик едкий распространяется на лугах и полях, а лютик ползучий – в более сырых местах. |
| Поведенческая изоляция | Связана с невозможностью спаривания из-за особенностей поведения | 1) Тетеревиный ток. Чужак не может присоединиться из-за отличий в издаваемых звуках и принимаемых поз во время ухаживания; 2) светлячки при спаривании ориентируются на тип светового сигнала |
| Репродуктивная изоляция | Различия в строении половых органов особей разных видов; несовпадение в сроках размножения | Разные сроки размножения у амфибий, живущих в одном водоеме |
| Нежизнеспособность или стерильность гибридов | Гибриды рождаются, но погибают в раннем возрасте, не достигают половой зрелости; гибриды не способны воспроизводить потомство | Мул – гибрид лошади и осла, стерилен, при его наборе хромосом мейоз невозможен |
Эволюционные процессы протекают на уровне популяций, из которых складывается биологический вид. Возникновение новых видов происходит разными путями. Изолирующие механизмы играют важную роль в процессе образования видов. Процесс видообразования называется микроэволюцией.
Микроэволюция – процессы, которые протекают внутри вида и приводят к образованию новых внутривидовых группировок: популяций и подвидов.
Видообразование бывает двух видов – географическое и экологическое. Различие между ними состоит в том, какой именно способ изоляции послужил исходным для первоначального расхождения популяций. Сущность процесса видообразования в обоих случаях одинакова.
Географическое видообразование связано с расширением ареала исходного вида или пространственной разобщенностью популяций при расчленении ареала на изолированные части физическими преградами: горами, реками.
Примеры географического видообразования:
Возникновение некоторых видов рыб (Предки рыб обитали в море, в ледниковый период стали осваивать и солоноватые водоемы, а затем и пресные, возникающие при таянии ледников на границах моря и материка. Когда ледник отступил, пресные водоемы оказались изолированными. Некоторые рыбы приспособились к изменившимся условиям, приобрели новые признаки, образовали новые виды);
Возникновение нескольких видов ландыша в результате распадения ареала (Исходный родительский вид имел сплошной ареал и был распространен в широколиственных лесах Евразии. После оледенения единый ареал распался на изолированные части. Сформировавшиеся на этих территориях популяции дали начало нескольким видам);
Возникновение вида лиственницы даурской в результате расширения ареала вида лиственницы сибирской (Лиственница сибирская далеко продвинулась на восток, ее популяции заселили территорию от Урала до Байкала и оказались в различных условиях. В результате более суровых условиях под действием борьбы за существование и естественного отбора сформировался новый вид - лиственница даурская).
Экологическое видообразование происходит в тех случаях, когда популяции одного вида остаются в пределах своего ареала, но условия обитания у них оказываются различными.
Примеры экологического видообразования:
Один вид традесканции сформировался на солнечных скалистых вершинах, другой – в тенистых лесах;
Пять видов синиц сформировались в связи с пищевой специализацией : синица большая питается крупными насекомыми в садах, парках; лазоревка – мелкими насекомыми, которых добывает в щелях коры; хохлатая синица - семенами хвойных растений; гаичка и московка – насекомыми в лесах разного типа.
| ВИДООБРАЗОВАНИЕ | |||
| Географическое | Экологическое | ||
| ↓ | ↓ | ||
| Обострение борьбы за существование между особями вида | |||
| ↓ ↓ | |||
| Расселение на новые территории (расширение ареала) | Освоение новых условий обитания в пределах старого ареала | ||
| ↓ ↓ | |||
| Географическая изоляция между популяциями | Экологическая изоляция между популяциями | ||
| ↓ ↓ | |||
| Естественный отбор | |||
| ↓ | |||
| Накопление различий между популяциями | |||
| ↓ | |||
| Возникновение и обособление подвидов | |||
| ↓ | |||
| Продолжение отбора в разных условиях среды, накопление различий между популяциями | |||
| ↓ | |||
| Появление биологической изоляции | |||
| ↓ | |||
| Возникновение новых видов | |||
Такое видообразование происходит медленно, в результате длительного естественного отбора генотипов, несущих полезные для данных условий признаки.
Полиплоиды – материал для увеличения видового разнообразия. Образование новых видов в результате хромосомных перестроек происходит мгновенно, или скачкообразно. Полиплоидия – явление кратного увеличения набора хромосом в ядрах клеток организмов. Она может возникнуть как самопроизвольно, так и под влиянием человека.
Микроэволюция – процессы, которые протекают внутри вида и приводят к образованию новых внутривидовых группировок – популяций и подвидов. Изучая процесс эволюции, ученые выделяют следующие типы эволюционных изменений: параллелизм, конвергенция, дивергенция .
Дивергенция – расхождение признаков в процессе эволюции, приводящее к образованию новых форм, или таксонов, организмов от общего предка. В результате дивергенции возникают гомологичные органы – органы, имеющие общее происхождение, но выполняющие разные функции: на основе дивергенции одни органы тела преобразуются в другие в связи с выполнением ими новых функций. Пример: конечности наземных позвоночных животных (земноводные, пресмыкающиеся, млекопитающие, птицы) имеют единый план строения и общее происхождение, хотя внешне отличаются друг от друга в связи с приспособлением к разным условиям – результат дивергенции. В основе дивергенции лежит экологическая дифференциация вида (или группы видов) на самостоятельные ветви. Различия между видами одной группы в процессе эволюции, в результате действия отбора, все более и более углубляются. Но при этом сохраняется и определенная общность признаков морфофизиологической организации, что свидетельствует о происхождении данной группы от общего предка. При дивергенции сходство между организмами объясняется общностью их происхождения, а различия - приспособлением к разным условиям среды.
Конвергенция – независимое возникновение сходных признаков у организмов, не родственных друг другу; возникает при заселении разными видами сходных мест обитания. В результате конвергенции возникают аналогичные органы – органы, выполняющие сходные функции, но имеющие разное происхождение. Пример: внешнее сходство крыльев птиц и насекомых (аналогичные органы), мимикрия. При конвергентном развитии сходство между неродственными организмами бывает всегда только внешним, так как эволюционным изменениям в одном направлении подвергаются внешние признаки как результат приспособления к одинаковым условиям среды. Таким образом, конвергенция обусловлена одинаковой средой обитания, в которую попадают неродственные организмы.
Параллелизм (параллельное развитие) – это процесс эволюционного развития генетически близких групп организмов, сформировавшихся в результате дивергенции от общего предка, в сходном направлении в силу того, что они оказались в одинаковых условиях окружающей среды.
В чем сходство и различие естественного и искусственного отбора?
В основе естественного и искусственного отборов лежит
наследственная изменчивость. В результате естественного и искусственного
отборов возникают новые формы живых существ: виды, сорта растений и
породы животных.
При естественном отборе критерием является полезность
нового признака для вида, для жизни его особей в определенных условиях.
Таким образом естественный отбор действует на пользу виду.
При искусственном отборе критерием является
полезность нового признака для человека, причем этот признак может быть
даже вредным для организма. Поэтому большинство искусственно полученных
человеком пород и сортов не могут выжить в естественных условиях и их
существование поддерживается человеком. Естественный отбор происходит на
Земле с момента появления на ней первого живого существа. Искусственный
отбор возник совсем недавно, когда человек стал разводить домашних
животных и заниматься земледелием.
Сравнение искусственного и естественного отбора
Показатели | Искусственный отбор | Естественный отбор |
Исходный материал для отбора | Индивидуальные признаки организма наследственная изменчивость мутации |
|
Отбирающий фактор | Условия среды |
|
Путь благоприятных изменений | Отбираются,полезные признаки становятся производительными | Остаются, накапливаются, передаются по наследству |
Путь неблагоприятных изменений | Отбираются, бракуются, уничтожаются | Уничтожаются в борьбе за существование |
Характер действия | Творческий – направленное накопление признаков на пользу человеку | Творческий – отбор приспособительных признаков на пользу особи, популяции, вида, приводящий к возникновению новых форм |
Результат отбора | Новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов | Новые виды Эволюция (изменение, усложнение организмов) Приспособленность организмов к условиям окружающей среды Не может быть культурных растений, одинаково продуктивных в любой местности. Под влиянием естественного отбора происходит районирование сортов |
Формы отбора | Массовый, индивидуальный, бессознательный, методический | Движущий, стабилизирующий, дестабилизирующий, дизруптивный, половой |