Какво означава естественият подбор. Естествен подбор

Обитаван в естествени условия, има индивидуална вариабилност, която може да се прояви в три вида - полезни, неутрални и вредни. Обикновено организмите с вредна вариабилност умират на различни етапи от индивидуалното двойно развитие. Неутралната вариабилност на организмите не засяга тяхната жизнеспособност. Индивидите с полезна вариабилност оцеляват благодарение на предимството на интраспецифичната, междупространствена борба или в борбата срещу неблагоприятните условия на околната среда.

Преместване на селекцията

С промяната в условията на средата, тези лица на вида, които показват наследствена вариабилност и следователно разработени признаци и свойства, съответстващи на нови условия, и тези лица, които не са имали такава променливост. По време на пътуването си Дарвин откри, че на океанските острови, където доминират силни ветрове, има няколко дълги повдигнати насекоми и много насекоми с елементарни крила и незаконни насекоми. Както обяснява Дарвин, насекомите с нормални крила не могат да се противопоставят на силни ветрове на тези острови и да умрат. И насекоми с елементарни крила и безмаслени не се изкачваха във въздуха и се скриха в гънките, намирайки се там. Този процес, който беше придружен от наследствена вариабилност и естествен подбор и продължи хиляди години, доведе до намаляване на броя на тези острови на дългооткрити насекоми и до появата на лица с елементарни крила и безкръвни насекоми. Нарича се естествен подбор, който гарантира появата и развитието на нови функции и свойства на организмите преместване на селекцията.

Ди-обща селекция

Ди-обща селекция- Това е форма на естествен подбор, водещ до дизайна на редица полиморфни форми, които се различават един от друг в предсрочните случаи на една популация.

Естественият подбор е процес, първоначално дефиниран от Charles Darwin като водещ до оцеляване и за предпочитане възпроизвеждане на по-адаптирани към тези условия на индивиди с полезни наследствени черти. В съответствие с теорията на Дарвин и съвременната синтетична теория на еволюцията, основният материал за естествения подбор е случайни наследствени промени - рекомбинацията на генотипите, мутациите и тяхната комбинация.

При липса на сексуален процес естествената селекция води до увеличаване на дела на този генотип в следващото поколение. Въпреки това, естественият подбор на "сляп" в смисъл, че "оценява" не е генотипи, но фенотипи и преференциално предаване на индивиди на индивиди с полезни характеристики възникват независимо дали тези функции са наследени.

Има различни класификации на формулярите за избор. Класификацията се използва широко въз основа на естеството на ефекта от формите за подбор върху променливостта в популацията.

Преместване на селекцията - формата на естествен подбор, който действа с цел промяна в условията на външната среда. Описани са Дарвин и Уолъс. В този случай, индивиди с функции, които отклоняват от определена страна на средната стойност, получават предимства. В този случай други варианти на функцията (нейните отклонения в обратна посока от средната стойност) са подложени на отрицателна селекция. В резултат на това, в популация от поколение на поколение, средната характеризирана промяна се измества в определена посока. В този случай натискът на избора на шофиране следва да реагира на адаптивните възможности на популацията и степента на мутационни промени (в противен случай налягането на средата може да доведе до изчезване).

Пример за действие на прибора за шофиране е "индустриален меланизъм" в насекомите. "Индустриален меланизъм" е рязко увеличение на дела на мелания (с тъмен цвят) на индивиди в тези популации на насекоми (например пеперуди), които живеят в индустриални зони. Благодарение на промишлените ефекти на стволовете на дърветата, леко потъмнените и леки лишеи бяха убити, поради което леките пеперуди стават по-добре видими за птиците, а тъмно - по-лошо. През 20-ти век, в редица области, делът на тъмно боядисаните пеперуди в някои добре проучени популации от бреза в Англия достигна 95%, докато за първи път тъмната пеперуда (Morfa Harbaria) е уловена през 1848 година.

Изборът на шофиране се извършва при околната среда или адаптиране към нови условия при разширяване на обхвата. Той запазва наследствени промени в определена посока, като се движи, съответно и скоростта на реакцията. Например, когато проучвате почвата като местообитания, различни неверидни групи от животински крайници се превръщат в акостиране.

Стабилизиране на селекцията - формата на естествен подбор, при който нейното действие е насочено срещу лица, които имат крайни отклонения от средната норма, в полза на индивидите със средната тежест на функцията. Концепцията за стабилизираща селекция, въведена в науката и анализира i.I. Шмалхаузен.

Описани са различни примери за стабилизиране на селекцията в природата. Например, на пръв поглед изглежда, че най-големият принос към гена на следващото поколение трябва да се направи от индивиди с максимална плодовитост. Въпреки това, наблюденията на естествените популации на птици и бозайници показват, че това не е така. Колкото повече пилета или малките в гнездото, толкова по-трудно е да ги напълните, колкото повече и по-слаби. В резултат на това индивидите със средна плодовитост са най-адаптирани.

Изборът в полза на средните стойности бе открит с много признаци. При бозайници, новородени с много ниски и много високи тежести по-често умират при раждането или през първите седмици от живота, отколкото новородени със средно тегло. Отчитането на размера на крилата в врабчето, които умряха след бурята в 50-те години близо до Ленинград, показа, че повечето от тях са имали твърде малки или твърде големи крила. И в този случай най-адаптирани средни индивиди се оказаха.

Diport (Broatinging) - формата на естествен подбор, при който условията благоприятстват два или няколко екстремни варианта (указания) на променливост, но не предпочитат междинното, средното състояние на функцията. В резултат на това могат да се появят няколко нови форми от един източник. Дарвин описва действието на диоргетична селекция, като вярва, че тя е в основата на различията, въпреки че не може да донесе доказателства за съществуването си в природата. Dizuprative Selection допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популациите и в някои случаи може да се причини причината за спекулацията.

Една от възможните ситуации в естеството, в които влиза в сила дефитърният избор - когато полиморфната популация заема нехомогенно местообитание. В същото време различни форми се адаптират към различни екологични ниши или поднашами.

Пример за диордративна селекция е образуването на две раси на ръба на големи на сеновите ливади. При нормални условия времето на цъфтежа и зрението на семената от това растение покрива цялото лято. Но на ливадите сено, семената са предимно растенията, които имат време за замърсяване и маршрутизиране или преди периода на торбичката, или цъфтят в края на лятото, след носа. В резултат на това се образуват две състезания - рано и по-късно дишане.

Ди-обща селекция се извършва изкуствено в експерименти с дрософила. Изборът бе проведен в броя на четините, останаха само индивиди с малък и голям брой четина. В резултат на това от около 30-то поколение две линии се отклоняват много, въпреки факта, че мухите продължават да се пресичат, като извършват обмена на гени. В редица други експерименти (с растения) интензивното преминаване предотврати ефективното действие на диордративния избор.

Избор - Това е естествен подбор за успех в репродукцията. Оцеляването на организмите е важно, но не единственият компонент на естествения подбор. Друг основен компонент е привлекателността за противоположния пол. Дарвин нарече това явление със сексуална селекция. "Тази форма на подбор се определя не от борбата за съществуването в отношенията на органични същества между себе си или с външни условия, но съперничество между индивидите на един пол, обикновено от мъже, за притежаването на други полове." Знаци, които намаляват жизнеспособността на техните носители, могат да възникнат и разпространяват, ако предимствата, които те дават в успеха на възпроизвеждането, са значително по-високи от техните недостатъци за оцеляване. Предложени бяха две основни хипотези за механизмите за избор на секс. Според хипотезата на "добрите гени", женската "разговори", както следва: "Ако този мъж, въпреки яркото оперение и дълга опашка, някак си успя да не умре в лапите на хищник и да живее до пубертета, тогава, Затова той притежава добри гени, които му позволяват да го направи. Така че трябва да бъде избран като баща за децата си; той ще им даде добрите си гени. Изборът на ярки мъже, женските избират добри гени за своите потомци. Според хипотезата на "атрактивни синове", логиката на селекцията на жените е малко по-различна. Ако ярки мъже по някаква причина са привлекателни за жените, си заслужава да изберем ярък баща за бъдещите си синове, защото синовете му ще наследят гените на яркия цвят и ще бъдат привлекателни за жените в следващото поколение. Така възниква положителна обратна връзка, която води до факта, че от поколение на поколение яркостта на оперението на мъжете все повече и повече. Процесът продължава да нараства, докато достигне границата на жизненост. При избора на мъжете женските не са повече и не по-малко логически, отколкото във всяко друго поведение. Когато животното се чувства жажда, тя не твърди, че трябва да пие вода, за да възстанови баланса на водния сол в тялото - тя отива на поливане, защото се чувства жажда. По същия начин, жените, изборът на ярки мъже, следвайте инстинктите си - те харесват ярки опашки. Всички онези, които инстинкт предполагат различно поведение, всички те не оставят потомството. По този начин, ние не обсъждахме логиката на жените, но логиката на борбата за съществуването и естествения подбор - слепият и автоматичен процес, който, действащ постоянно от поколение на поколение, формира всичко невероятно разнообразие от форми, картини и инстинкти, които Ние наблюдаваме света на дивата природа.

Естественият подбор е естествен процес, в който само тези, които имат качества, които допринасят за успешното възпроизвеждане на себе си, се съхраняват във времето от всички живи организми. Според идеите на синтетичната теория на еволюцията, естественият подбор е един от най-важните фактори на еволюцията.

Механизъм за естествен подбор

Идеята, че в пустинята има механизъм, подобен на изкуствения подбор, първо изразени английски учени Charles Darwin и Алфред Уолъс. Същността на техните идеи е, че за появата на успешни същества природата не е задължително да разбира и анализира ситуацията, но можете да действате на случаен принцип. Достатъчно е да се създаде широк спектър от различни индивиди - и в крайна сметка да оцелеят най-адаптиран.

1. Първо, човек се появява с нови, напълно случайни, свойства

2. След това се оказва или не може да напусне потомството, в зависимост от тези свойства

3. Накрая, ако резултатът от предишния етап е положителен, той оставя потомството и нейните потомци наследяват нови придобивания

В момента, отчасти наивната гледка към Дарвин са частично преработени. Така че, Дарвин представлява, че промените трябва да се появят много гладко, а спектърът на вариабилността е непрекъснат. Днес обаче механизмите на естествения подбор се обясняват с генетиката, което прави някаква оригиналност в тази картина. Мутациите в гените, които работят на първия етап от описания по-горе процес, са значително дискретни. Ясно е обаче, че основната същност на идеята за Дарвин остава непроменена.

Форми на естествен подбор

Преместване на селекцията - формата на естествен подбор, когато екологичните условия допринасят за определена посока на промяна на всякаква характеристика или група от характеристики. В същото време други възможности за промяна на знака са отрицателни. В резултат на това се случва средните стойности на функцията в определена посока. В този случай натискът на избора на шофиране следва да реагира на адаптивните възможности на популацията и степента на мутационни промени (в противен случай налягането на средата може да доведе до изчезване).

Модерният случай на шофиране е "индустриалният меланизъм на английски пеперуди". "Индустриален меланизъм" е рязко увеличение на дела на меланистическия (с тъмен цвят) на индивиди в тези популации на пеперуди, които живеят в индустриални зони. Благодарение на промишлените ефекти на стволовете на дърветата, леко потъмнените и леки лишеи бяха убити, поради което леките пеперуди стават по-добре видими за птиците, а тъмно - по-лошо. През 20-ти век, в редица области, делът на тъмно боядисаните пеперуди достигна 95%, докато за първи път тъмната пеперуда (Морфа карбонария) е уловена през 1848 година.

Изборът на шофиране се извършва при околната среда или адаптиране към нови условия при разширяване на обхвата. Той запазва наследствени промени в определена посока, като се движи съответно и скоростта на реакцията. Например, когато почвата се овладее, тъй като местообитанието между различните не-твърди групи от животински крайници се превърнаха в много.

Стабилизиране на селекцията - формата на естествен подбор, при който действието е насочено срещу физически лица с екстремни отклонения от средната норма, в полза на индивидите със средната тежест на функцията.

Описани са различни примери за стабилизиране на селекцията в природата. Например, на пръв поглед изглежда, че най-големият принос към гена на следващото поколение трябва да се направи от индивиди с максимална плодовитост. Въпреки това, наблюденията на естествените популации на птици и бозайници показват, че това не е така. Колкото повече пилета или младо в гнездото, толкова по-трудно е да избледнявате, толкова по-малко и по-слаб от тях. В резултат на това индивидите със средна плодовитост са най-адаптирани.

Изборът в полза на средните стойности бе открит с много признаци. При бозайници, новородени с много ниски и много високи тежести по-често умират при раждането или през първите седмици от живота, отколкото новородени със средно тегло. Отчитане на размера на крилата в птиците, които са починали, след като бурята показа, че повечето от тях са имали твърде малки или твърде големи крила. И в този случай най-адаптирани средни индивиди се оказаха.

Diport (Broatinging) - формата на естествен подбор, при който условията благоприятстват два или няколко екстремни варианта (указания) на променливост, но не предпочитат междинното, средното състояние на функцията. В резултат на това могат да се появят няколко нови форми от един източник. Dizuprative Selection допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популациите и в някои случаи може да се причини причината за спекулацията.

Пример за диретична селекция е образуването на две раси от ливада в сеновите ливади. При нормални условия времето на цъфтежа и зрението на семената от това растение покрива цялото лято. Но на ливадите сено, семената са предимно растенията, които имат време за замърсяване и маршрутизиране или преди периода на торбичката, или цъфтят в края на лятото, след носа. В резултат на това се образуват две състезания - рано и по-късно дишане.

Ди-обща селекция се извършва изкуствено в експерименти с дрософила. Изборът беше проведен в броя на четините, само индивидите бяха оставени с малко и голямо количество четина. В резултат на това от около 30-то поколение две линии се отклоняват много, въпреки факта, че мухите продължават да се пресичат, като извършват обмена на гени. В редица други експерименти (с растения) интензивното преминаване предотврати ефективното действие на диордративния избор.

Рязане - форма на естествен подбор. Нейното действие е противоположно на положителната селекция. Изборът на рязане, избран от населението, преобладаващото мнозинство от лицата, носещи признаци, рязко намаляват жизнеспособността при тези условия на средата. С помощта на изрязване на рязане от населението, силно вредните алели се премахват. Също така, изборът на рязане може да бъде обект на индивиди с хромозомни перестони и набор от хромозоми, като драстично нарушават нормалната работа на генетичния апарат.

Положителен избор - форма на естествен подбор. Нейното действие е противоположно на прекъсването на избора. Положителен подбор се увеличава в популацията броя на лицата с полезни характеристики, които увеличават жизнеспособността на вида като цяло. С помощта на положителна подбор и изрязването на рязане се прави промяна в вида (и не само чрез унищожаване на ненужни индивиди, тогава всяко развитие трябва да спре, но това не се случва). Сред примерите за положителна селекция: плашилото на Archeopteryix може да се използва като планер и пълнените лястовици или чаежи не могат. Но първите птици летяха по-добре Archeopteryix.

Друг пример за положителна селекция е появата на хищници, превъзхождащи техните "умствени способности" на много други топлокръвни. Или появата на такива влечуги като крокодили с четиримерно сърце и способни да живеят както на земята, така и на вода.

Палеонтологът Иван Ефремов твърди, че лицето е приело не само подбора за по-добро приспособяване към условията на околната среда, но и "подбора за социалност" - оцелели тези общности, чиито членове по-добре се подкрепят. Това е друг пример за положителна селекция.

Частни посоки на естествен подбор

· Оцеляването на видовете и популациите са най-адаптирани за местообитание, като видове, притежаващи хриле във вода, тъй като адаптивността ви позволява да спечелите борбата за оцеляване.

· Оцеляване на физически здрави организми.

· Оцеляване на физически най-силни организми, тъй като физическата борба за ресурсите е неразделна част от живота. Тя има значение в интраспецифичната борба.

· Оцеляване на най-сексуално успешните организми, тъй като сексуалното възпроизвеждане е доминиращ метод за възпроизвеждане. В този случай сексът за пол идва в бизнеса.

Въпреки това, всички тези случаи са частни, а основното нещо остава успешно във времето. Ето защо, понякога тези насоки са нарушени в името на основната цел.

Ролята на естествения подбор в еволюцията

В. Дарвин вярваше в естествения подбор от основния фактор в развитието на живота (животновъдство в биологията). Натрупването в края на 19-ти - началото на 20-ти век информация за генетиката, по-специално дискретният характер на наследството на фенотипните знаци, избута много изследователи, за да преразгледат посочената тезис на Дарвин: генотипните мутации (мутацията G. de Freze, SoLiatariation R , се считат за изключително важни фактори на еволюцията. Goldsmitda и други). От друга страна, отварянето на известни корелации сред признаците на свързаните видове (законът на хомоложната серия) Ni Vavilov доведе до формулирането на хипотези на еволюцията въз основа на модели, а не случайност (номендуза LS Berg, батмогенеза Ed kopa и д-р). През 1920-1940 г. Г. Г. в еволюционната биология, интересът към теориите за разплод е съживен поради синтеза на класическата генетика и теорията за естествения подбор.

Проектиран в резултат на тази синтетична теория на еволюцията (STE), често наричана индеравинизъм, разчита на количествен анализ на честотата на алелите в популациите, които се различават под влиянието на естествения подбор. Въпреки това откритието на последните десетилетия в различни области на научни знания - от молекулярната биология със своята теория на неутрални мутации М. Кимура и палеонтология със своята теория за периодичното равновесие SJ Goudda и N. Eldridge (в който видовете се разбира като сравнително статична фаза на еволюционния процес) към математиката със своята теория на бифуркациите и фазовите преходи - показват недостатъчност на класическия сал за адекватно описание на всички аспекти на биологичната еволюция. Дискусията за ролята на различни фактори в еволюцията продължава днес, а еволюционната биология се приближи до необходимостта от следващия, третия синтез.

Появата на адаптация в резултат на естествен подбор

Адаптациите са свойствата и признаците на организми, които осигуряват адаптация към околната среда, в която живеят тези организми. Адаптацията също се нарича процес на осветителни тела. По-горе проучихме как някои адаптации възникват в резултат на естествен подбор. Населението на бреза паяци, адаптирано към променените външни условия, дължащи се на натрупването на тъмни цветови мутации. В популациите на човек, обитаващ маларийните зони, адаптацията възникна поради разпространението на мутация на сърповидната клетъчна анемия. И в това, в друг случай, адаптирането се постига чрез действието на естествения подбор.

В този случай материалът за подбор е наследствена вариабилност, натрупана в популациите. Тъй като различните популации се различават един от друг чрез набор от натрупани мутации, те се адаптират по различен начин по различни начини за същите фактори на околната среда. По този начин африкански популации, адаптирани към живота в зоните на маларията поради натрупването на мутации на сърповидно-клетъчна анемия HB S, и в популациите, обитаващи Югоизточна Азия, се формират съпротивата на маларията, основана на натрупване на редица други мутации, които в Хомозигозното състояние също причинява кръвни заболявания в хомозиготно състояние и в хетерозиготни - осигуряват защита срещу малария.

Тези примери илюстрират ролята на естествения подбор при формирането на адаптации. Необходимо е обаче да се разбере, че това са специални случаи на сравнително прости адаптации, произтичащи от селективното възпроизвеждане на носители на единични "полезни" мутации. Малко вероятно е повечето адаптации да възникнат по този начин.

Поздравяване, предупреждение и имитация. Обмислете например такива широко разпространени адаптации като патронаж, предупреждение и имитация (мимикрия). Патронажа на цвета позволява на животните да станат незабележими, сливане със субстрата. Някои насекоми са удивително подобни на листата на дърветата, на които живеят, други приличат на изсушени клонки или шипове на стволовете на дърветата. Тези морфологични адаптации се допълват от поведенчески адаптации. Насекомите избират да покрият точно местата, където те са по-малко забележими.

Несъществени насекоми и отровни животни - змии и жаби, имат ярък, предупредителен цвят. Predator, след като е изправен пред такова животно, за дълго време свързва този вид цвят с опасност. Това се използва от някои съюзни животни. Те придобиват поразителни прилики с отровни и по този начин намаляват опасността от хищници. Тя имитира картината на Viper, летят по-им. Този феномен се нарича мимикрия.

Как възникват всички тези невероятни устройства? Малко вероятно е една единствена мутация да осигури такъв точен мач между крилото на насекомото и жив лист, между мухата и пчелата. Невероятно е, че единствената мутация прави покровителното боядисано насекомо да се крие върху тези листа, които изглежда. Очевидно е, че такива адаптации като покровителствен и предупредителен цвят и мимикрия са възникнали чрез постепенното подбор на всички тези малки отклонения под формата на тялото, при разпределението на някои пигменти, в вродено поведение, което съществува в популациите на предците на тези животни . Една от най-важните характеристики на естествения подбор е неговата кумулативност - способността му да натрупва и укрепва тези отклонения в редица поколения, метода на промените в отделните гени и контролираните организми.

Най-интересният и труден проблем е началният етап на адаптиране. Ясно е какви предимства дават почти идеалното сходство на богомолката със суха кучка. Но какви предимства може да са в далечния му прародител, който само отдалечи кучката? Са хищници толкова глупави, че могат да бъдат толкова лесно измамени? Не, хищниците не са глупави и естествената селекция от поколение на поколение "учи" всичките им по-добри и по-добре разпознават трикове на плячката си. Дори и идеалното сходство на модерната богомолка с кучка не му дава 100% гаранция, че нито една птица няма да го забележи. Въпреки това, шансовете му да избягат от хищника са по-високи от това на насекомо с по-малко перфектен цвят на покровителството. Също така, на далечния си прародител, само малко като кучка, шансовете на живота бяха малко по-високи, отколкото при роднината му изобщо на кучката, която не харесва. Разбира се, птица, която седи до него, тя лесно ще го забележи на ясен ден. Но ако денят е мъглив, ако птицата не седне след това, но минава и решава да не прекарва времето си на това, което може да бъде това, което може да бъде камина, но може би кучка, тогава минималната сходство запазва живота на това едва забележимо сходство. Неговите потомци, които ще наследят това минимално сходство, ще бъдат по-многобройни. Техният дял в населението ще стане повече. Това ще усложни живота на птиците. Сред тях ще бъдат по-успешни онези, които точно ще разпознаят прикрит добив. Принципът на Червената кралица влиза в сила, който обсъждахме в параграф, посветен на борбата за съществуване. За да запазите предимството в борбата за живот, постигнато поради минималната сходство, формирането на жертвата трябва да се промени.

Естественият селекция взима всички най-малки промени, които укрепват приликата в оцветяването и формата с субстрат, сходство между ядливи гледки и нетрудното изглед, към което той имитира. Трябва да се има предвид, че различните видове хищници използват различни методи за търсене на добив. Някои обръщат внимание на формата, други на оцветяването сам имат цветно зрение, други не са. Ето защо, естественият подбор автоматично подобрява, доколкото е възможно, сходството между симулатора и модела и води до тези невероятни адаптации, които наблюдаваме дивата природа.

Появата на сложни адаптации

Много адаптации впечатляват внимателно обмислени и насочени устройства. Как такава сложна структура като окото може да възникне чрез естествена подбор на случайно възникващи мутации?

Учените предполагат, че еволюцията на окото започва с малки групи фоточувствителни клетки на повърхността на тялото на нашите много отдалечени предци, които са живели преди около 550 милиона години. Способността за разграничаване на светлината и тъмнината определено е полезна за тях, увеличавайки шансовете им на живот в сравнение с техните абсолютно слепи роднини. Случайно нововъзникваща кривина на "визуалната" повърхност подобрено виждане, това позволява да се определи посоката към източника на светлина. Се появи стъкло за очи. Нововъзникващите мутации могат да доведат до стесняване и разширяване на отварянето на очната жлеза. Слава постепенно подобреното виждане - светлината започна да преминава през тясна диафрагма. Както можете да видите, всяка стъпка е увеличила адаптирането на тези индивиди, които се променят в посоката "прави". Фоточувствителните клетки бяха оформени от ретината. С течение на времето се образува функция на обектива в предната част на очната ябълка в предната част на очната ябълка. Изглежда, че се появява като прозрачна двуслойна структура, пълна с течност.

Учените се опитаха да симулират този процес на компютъра. Те показаха, че окото, подобно на сложното око на мекотели, може да възникне от слой от фоточувствителни клетки с относително мек селекция от само 364 000 поколения. С други думи, животни, чиито поколения се променят всяка година, биха могли да образуват напълно развито и оптично перфектно око за по-малко от половин милион години. Този много кратък срок за еволюция, ако считаме, че средната възраст на мекотелите е равна на няколко милиони години.

Всички оценени етапи на еволюцията на човешкото око можем да открием сред сега живите животни. Еволюцията на окото отиде по различни начини в различните видове животни. Благодарение на естествения подбор, има много различни форми на окото, а човешкото око - само един от тях, а не най-съвършен

Ако внимателно разгледате дизайна на очите и другите гръбначни животни, можете да намерите редица странни несъответствия. Когато светлината влезе в очите на човек, той преминава през обектива и влиза в фоточувствителните клетки на ретината. Светлината е принудена да пробие дебелата мрежа от капиляри и неврони, за да се получи на фоторецепторния слой. Не е изненадващо, но нервните окончания са подходящи за фоточувствителни клетки, а не отзад, но отпред! Освен това, нервните окончания се събират в оптичния нерв, който се отклонява от центъра на ретината, като по този начин създава сляпо място. За да компенсира засенчването на фоторецепторите с неврони и капиляри и се отървете от сляпото място, окото ни непрекъснато се движи, като изпрати серия от различни прогнози на същото изображение в мозъка. Нашият мозък произвежда най-сложните операции, сгъвайки тези изображения, изваждайки сенките и изчислявайки истинската картина. Всички тези трудности биха могли да бъдат избегнати, ако нервните окончания се приближиха до невроните, а не отпред, и зад, както например, в октопод.

Несъвършенството на окото на гръбначния хвърля светлина върху еволюционните механизми по естествен подбор. Многократно говорим за факта, че изборът винаги работи "тук и сега". Той подрежда различни опции за съществуващи структури, избирането и обединяването на най-добрите: най-добрите "тук и сега", независимо от това, че тези структури могат да се превърнат в далечно бъдеще. Следователно в миналото трябва да се търси ключът към обяснението и съвършенството и несъвършенствата на съвременните структури. Учените смятат, че всички съвременни гръбначни животни са се случили от животни с подобно lancing. На Lancings, фоточувствителните неврони се намират в предния край на нервната тръба. Преди тях са нервните и пигментните клетки, които покриват фоторецепторите от светлината на входа. Lanctop взема светли сигнали, идващи от страните на неговото прозрачно тяло. Възможно е да се мисли, че общият предшественик на гръбначния око око е подреден по подобен начин. Тогава тази плоска структура започна да се превръща в чашата. Предната част на нервната тръба се излива вътре и невроните, които бяха пред рецепторните клетки, бяха върху тях. Процесът на развитие на окото в ембрионите на съвременните гръбначни животни в определен смисъл възпроизвежда последователността на събитията, които се състояха в далечното минало.

Еволюцията не създава нови проекти "от чист лист", променя се (често променя неразпознаваеми) стари структури, така че всеки етап от тези промени е адаптивен. Всяка промяна трябва да увеличи адаптивността на неговите носители или поне да не го намалява. Тази характеристика на еволюцията води до постоянното подобряване на различни структури. Това е причината за несъвършенството на много адаптации, странни несъответствия в структурата на живите организми.

Трябва да се помни обаче, че всички адаптации няма да има относителен характер за себе си. Ясно е, че развитието на способността да лети не е много добре комбинирано с възможността да се движи бързо. Ето защо птиците, притежаващи най-добрите способности на полета, са лоши бегачи. Напротив, щраусите, които не могат да летят, перфектно да бягат. Адаптирането към определени условия може да бъде безполезно или дори вредно, когато се появят нови условия. Въпреки това, местообитанията постоянно се променят и понякога много рязко. В тези случаи натрупаните адаптации могат да затруднят формирането на нови, което може да доведе до изчезване на големи групи организми, тъй като това се случи преди повече от 60-70 милиона години с някога многобройни и разнообразни динозаври.

Еволюцията е историята на победителите, а естественият подбор е безпристрастен съдия, решителен, който да живее, и който да умре. Примери за естествен избор навсякъде: всички различни живи същества на нашата планета са продукт на този процес, а човек не е изключение. Възможно е обаче да се спори за човек, защото той отдавна е свикнал да провежда домакин в тези области, които преди това са били свещените мистерии на природата

Как действа естественият подбор

Този безпроблемен механизъм е фундаментален процес на еволюция. Неговото действие осигурява растеж на населението Броят на лицата, които имат набор от най-благоприятни признаци, които осигуряват максимална годност на условията на живот в околната среда и в същото време намаляват броя на по-малко адаптирани индивиди.

Терминът "естествен подбор" от науката е длъжен на Чарлз Дарвин, който сравнява този процес с изкуствен избор, т.е. селекция. Разликата между тези два вида се състои само от това кой действа като съдия при избора на определени свойства на организмите - човек или местообитание. Що се отнася до "работния материал", и в двата случая това са малки наследствени мутации, които се натрупват или, напротив, са унищожени в следващото поколение.

Теорията, разработена от Дарвин, беше невероятно смела, революционна, дори скандална за времето си. Но сега естественият подбор не предизвиква съмнения в научния свят, освен това се нарича "очевиден" механизъм, тъй като съществуването му логично следва от три неоспорими факти:

Живите организми произвеждат очевидно повече потомство, което може да оцелее и да се умножи;
Абсолютно всички организми са податливи на наследствена вариабилност;
Живите организми, надарени с различни генетични особености, оцеляват и умножават с неравен успех.

Всичко това определя трудната конкуренция между всички живи организми, които задвижват еволюцията. В природата, еволюционният процесКато правило, отнема бавно и в него можете да изберете следните стъпки:

Принципи на класификация на естествения подбор

В посоката на действие се различават положителни и отрицателни (режещи) видове естествен подбор.

Положителен

Нейното действие е насочено към консолидацията и развитието на полезни характеристики и допринася за увеличаване на населението на физически лица с тези характеристики. Така, вътрешни специфични видове, положителната селекция работи за увеличаване на тяхната жизнеспособност и по скалата на цялата биосфера - върху постепенното усложнение на структурата на живите организми, което е добре илюстрирано от цялата история на еволюционния процес. Например, отглеждане на милиони години трансформация ZABROL При някои видове древна риба, в средното ухо в земноводните, придружаваха процеса на "достъп до земя" на живите организми в условията на най-силните пее и приливи и отливи.

Отрицателен

За разлика от положителния, изрязването на рязане прави тези лица, които носят вредни признаци, които са в състояние значително да намалят жизнеспособността на вида в съществуващите условия на околната среда. Този механизъм действа като филтър, който не пропуска най-вредните алели и не позволява по-нататъшното им развитие.

Например, когато с развитието на палеца върху предшественика на човек, интелигентният човек се научи да сгъва четката в юмрук и да го използва в битки един срещу друг, индивидите с нестабилни костенурки започнаха да умират от Наранявания на главата (както се вижда от археологически находки), оставяйки жизненото пространство на индивидите с по-силни костенурки.

Класификацията също е много често срещанапроизводителят от естеството на ефекта от подбора върху променливостта в популацията:

движещ се;
стабилизиране;
дестабилизиране;
di-степента (спукване);
сексуално.

Движещ се

Шофиращата форма на естествена селекция зашива мутации с едно значение на средната функция, като ги замества с мутации с друга средна стойност на една и съща функция. В резултат на това е възможно да се проследи увеличаване на размера на животните от поколение на поколение - това се случи с бозайниците, които са получени чрез наземно господство след смъртта на динозаврите, включително предците на човек. Други форми на живот, напротив, са намалели значително по размер. Така, древните водни кончета в условията на повишено съдържание на кислород в атмосферата са гигантски в сравнение с модерните размери. Същото се отнася и за други насекоми.

Стабилизиране

За разлика от шофирането, той се стреми да запази съществуващите характеристики и се проявява в случаи на дългосрочно опазване на условията на околната среда. Примерите могат да служат като вид, които са стигнали до нас от древността, са почти непроменени: крокодили, много видове медузи, гигантски секвоии. Има и такива видове, които съществуват практически без промяна, милиони години: това е древното растение Ginkgo, пряк потомък на първа глава, Leathemeria (Cystheye Fish, която много учени считат за "междинна връзка" между риба и земноводни).

Стабилизиращи и шофиращи селекции действат в пакет и са две страни в един процес. Шофирането има за цел да поддържа мутации, най-спечелването в променящата се среда среда и когато тези условия се стабилизират, процесът ще приключи с най-добра адаптирана форма. Има стабилизираща селекция. - Той спестява тези тествани генотипове и не се отказва, за да се умножи чрез мутантни форми, които се отклоняват от общата норма. Налице е стесняване на скоростта на реакцията.

Дестабилизиране

Често се случва, така че екологичната ниша, заета от някакъв вид, се разширява. В такива случаи по-широка скорост на реакцията ще бъде полезна за оцеляване от този тип. При условията на хетерогенност на средата, процесът, противоположен на стабилизиращия селекция, е: предимството се получава с по-широка скорост на реакцията. Например, хетерогенното осветяване на резервоара причинява широка вариабилност в цвета на жабите, живеещи в нея, и в резервоари, които не се различават в разнообразието от цветни петна, всички жаби на около един цвят, които насърчават тяхното прикритие (резултатът на стабилизиращия селекцията).

Ди-трокарство (спукване)

Има много популации, които се различават по полиморфизъм - Съвместно съществуване в рамките на един тип две или дори няколко форми на всеки знак. Това явление може да бъде причинено от различни причини, естествен, така и антропогенен произход. Например, неблагоприятни суша гъбиКой попада в средата на лятото, водеше до развитието на своята пролетни и есенни видове, а Ханенекеос, идвайки по това време в други области, доведоха до факта, че вътре в някои видове билки, семената на семената узряват рано, и други - късно, това е преди и след Senokosa.

Сексуален

Едно имение е в този ред логически разумни процеси на сексуална селекция. Неговата същност е, че представители на един тип (обикновено са мъже) се конкурират помежду си в борбата за правото да продължат вида . В същото време те често развиват тези знацикоето неблагоприятно влияе върху тяхната бдиазъм. Класически пример е паун с луксозната си опашка, която освен това няма практическа полза, което го забелязва за хищници и може да попречи на движението. Единствената му функция е да привлече жена и изпълнява тази функция с успех. Има две хипотези, обясняване на механизъм за избор на жени:

Хипотезата за "добри гени" - женската избира баща за бъдещо потомство, основано на способността му да оцелее дори с такова императивно съществуване на вторични сексуални знаци;
Хипотезата на атрактивни синове - женската се стреми да произвежда успешни потомци на мъжкия етаж, запазвайки кокошките на бащата.

Сексуалната селекция е от голямо значение за еволюцията, защото основната цел за индивиди от всякакъв вид не е да оцелее, а да оставят потомството. Много видове насекоми или риби умират веднага след като тази мисия е изпълнена - нямаше да има живот на планетата без нея.

Разглежданият инструмент за еволюция може да бъде описан като безкраен процес на движение към недостижим идеал, защото околната среда почти винаги е на стъпка напред от техните жители: това, което е постигнато вчера, се променя днес, за да се измъкнем от времето утре.

Идеята за сравняване на изкуствения и естествен подбор е, че в природата се появява и изборът на най-успешните "," най-добрите "организми, но в този случай не е човек, но местообитанието, е ролята на" оценител "на имоти. Освен това материалът както за естествената, така и за изкуствена селекция е малки наследствени промени, които се натрупват от поколение на поколение.

Механизъм за естествен подбор

В процеса на естествен подбор мутациите са залегнали, увеличавайки годността на организмите към околната среда. Естественият подбор често се нарича "самооценителен" механизъм, тъй като от тези прости факти като:

Организмите произвеждат потомци повече, отколкото могат да оцелеят;
В популацията на тези организми има наследствена вариабилност;
Организмите, които имат различни генетични черти, имат различно оцеляване и способност да се размножават.

Централната концепция за понятието за естествен подбор е годността на организмите. Адаптивността се определя като способността на организма да оцелее и възпроизвеждането в съществуваща среда. Това определя размера на генетичния му принос в следващото поколение. Въпреки това, основното нещо при определянето на адаптивността не е общият брой на потомци и броя на потомците с този генотип (относителна годност). Например, ако потомците на успешен и бързо умножаващ организъм са слаби и лошо умножават, генетичния принос и, съответно, годността на този орган ще бъде ниска.

Естествен избор за характеристики, които могат да се различават в определен диапазон от стойности (например, размерът на тялото) могат да бъдат разделени на три вида:

Избор на насочване - промени в средната характеризирана стойност за дълго време, например увеличаване на размерите на тялото;
Ди-обща селекция - избор на екстремни стойности на атрибута и срещу средните стойности, например, големи и малки размери на тялото;
Стабилизиране на селекцията - Избор срещу екстремни признаци на функцията, което води до намаляване на дисперсията на функцията.

Специален повод на естествения подбор е избор, чийто субстрат е всеки знак, който увеличава успеха на чифтосване поради увеличаване на привлекателността на лицата за потенциални партньори. Характеристиките, които се развиват за сметка на сексуалната селекция, са особено добре видими сред мъжете на някои животински видове. Знаци като големи рога, ярки цветове, от една страна, могат да привлекат хищници и да намалят скоростта на оцеляване на мъжете, а от друга страна, тя е балансирана от репродуктивния успех на мъжете с подобни изразени знаци.

Изборът може да действа на различни нива на организация - като гени, клетки, отделни организми, групи организми и видове. И подборът може едновременно да действа на различни нива. Вземането на проби на нива е по-високо от индивида, например, груповият избор може да доведе до сътрудничество (виж еволюцията # сътрудничество).

Форми на естествен подбор

Преместване на селекцията

Преместване на селекцията - форма на естествен подбор, който действа, когато режисьор Промяна на условията на външната среда. Описани са Дарвин и Уолъс. В този случай, индивиди с функции, които отклоняват от определена страна на средната стойност, получават предимства. В този случай други варианти на функцията (нейните отклонения в обратна посока от средната стойност) са подложени на отрицателна селекция. В резултат на това, в популация от поколение на поколение, средната характеризирана промяна се измества в определена посока. В този случай натискът на избора на шофиране следва да реагира на адаптивните възможности на популацията и степента на мутационни промени (в противен случай налягането на средата може да доведе до изчезване).

Пример за действие на прибора за шофиране е "индустриален меланизъм" в насекомите. "Индустриален меланизъм" е рязко увеличение на дела на мелания (с тъмен цвят) на индивиди в тези популации на насекоми (например пеперуди), които живеят в индустриални зони. Благодарение на промишлените ефекти на стволовете на дърветата, леко потъмнените и леки лишеи бяха убити, поради което леките пеперуди стават по-добре видими за птиците, а тъмно - по-лошо. През 20-ти век, в редица области, делът на тъмно боядисаните пеперуди в някои добре проучени популации от бреза в Англия достигна 95%, докато за първи път тъмна пеперуда ( морфа карбонария.) Уловена е през 1848 година.

Стабилизиране на селекцията

Ди-обща селекция

Diport (Broatinging) - формата на естествен подбор, при който условията благоприятстват два или няколко екстремни варианта (посоки) на променливост, но не предпочитат междинния продукт, средният статус на функцията. В резултат на това могат да се появят няколко нови форми от един източник. Дарвин описва действието на диоргетична селекция, като вярва, че тя е в основата на различията, въпреки че не може да донесе доказателства за съществуването си в природата. Dizuprative Selection допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популациите и в някои случаи може да се причини причината за спекулацията.

Избор

Избор - Това е естествен подбор за успех в репродукцията. Оцеляването на организмите е важно, но не единственият компонент на естествения подбор. Друг важен компонент е привлекателността за хората от противоположния пол. Дарвин нарече това явление със сексуална селекция. "Тази форма на подбор се определя не на борбата за съществуването в отношенията на органични същества помежду си или с външни условия, но съперничеството между индивидите на един пол, обикновено от мъжете, за притежание на други полове." Знаци, които намаляват жизнеспособността на техните носители, могат да възникнат и разпространяват, ако предимствата, които те дават в успеха на възпроизвеждането, са значително по-високи от техните недостатъци за оцеляване.

Често са общи две хипотези за механизмите за сексуална селекция.

Според хипотезата на "добри гени", женската "твърди", както следва: "Ако този мъж, въпреки яркото оперение и дълга опашка, успя да не умре в лапите на хищник и да живее до пубертета, след това има добри гени, които му позволяват да го направи. Следователно си струва да изберем децата си като баща: той ще им даде добрите си гени. " Изборът на ярки мъже, женските избират добри гени за своите потомци.
Според хипотезата на "привлекателни синове", логиката на избора на жени е малко по-различна. Ако ярки мъже по някаква причина са привлекателни за жените, си заслужава да изберем ярък баща за бъдещите си синове, защото синовете му ще наследят гените на яркия цвят и ще бъдат привлекателни за жените в следващото поколение. По този начин има положителна обратна връзка, която води до факта, че от поколение на поколение яркостта на оперението на мъжете става все по-подобрена. Процесът продължава да нараства, докато достигне границата на жизненост.

При избора на женските жени не мислят за причините за тяхното поведение. Когато животното се чувства жажда, тя не твърди, че трябва да пие вода, за да възстанови баланса на водния сол в тялото - тя отива на поливане, защото се чувства жажда. По същия начин, жените, изборът на ярки мъже, следвайте инстинктите си - те харесват ярки опашки. Тези, които инстинкт предполагат различно поведение, не оставят потомството. Логиката на борбата за съществуването и естествената селекция е логиката на слепи и автоматичен процес, който, който действа постоянно от поколение на поколение, формира това невероятно разнообразие от форми, картини и инстинкти, които наблюдаваме в света на дивата природа .

Методи за подбор: положителен и отрицателен избор

Има две форми на изкуствена селекция: Положителен и Рязане (отрицателно) избор.

Положителен подбор се увеличава в популацията броя на лицата с полезни характеристики, които увеличават жизнеспособността на вида като цяло.

Изборът на рязане, избран от населението, преобладаващото мнозинство от лицата, носещи признаци, рязко намаляват жизнеспособността при тези условия на средата. С помощта на изрязване на рязане от населението, силно вредните алели се премахват. Също така, изборът на рязане може да бъде обект на индивиди с хромозомни перестони и набор от хромозоми, като драстично нарушават нормалната работа на генетичния апарат.

Ролята на естествения подбор в еволюцията

При примера на мрака на работника имаме насекомо, изключително различно от родителите им, въпреки това, абсолютно безплодни и следователно, което не може да бъде предадено от поколение на придобиването на модификации на структурата или инстинктите. Можете да зададете добър въпрос - доколкото е възможно да координирате този случай с теорията за естествения подбор?
- Произход на видовете (1859)

Дарвин предположи, че подборът може да се прилага не само за отделно тяло, но и за семейството. Той също така каза, че може би това може да обясни поведението на хората по един или друг начин. Той беше прав, но за да се осигури по-разширено представяне на тази концепция стана възможна само след появата на генетиката. Първата скица на "теорията на свързания сбор" направи английския биолог Уилям Хамилтън през 1963 г., който е първият, който обмисля естествения подбор не само на нивото на индивид или цялото семейство, но и на нивото на гена.

Вижте също

. \\ T

от. 43-47.
, стр. 251-252.
ORR H. A. Фитнес и роля в еволюционната генетика // Nature Reviews Genetics. - 2009. - Vol. 10, не. 8. - стр. 531-539. - DOI: 10.1038 / NRG2603. - PMID 19546856.
Haldane J. B. S. Теория на естествения подбор днес // Природа. - 1959. - Vol. 183, не. 4663. - стр. 710-713. - PMID 13644170.
Lande R., Arnold S. J. Измерването на селекцията върху корелираните знаци // еволюция. - 1983. - Vol. 37, не. 6. - стр. 1210-1226. -