Ko nozīmē dabiskā atlase? Dabiskā izlase

Dzīvojot iekšā dabas apstākļi, pastāv individuāla mainīgums, kas var izpausties trīs veidi- noderīga, neitrāla un kaitīga. Parasti organismi ar kaitīgu mainīgumu mirst dažādos indivīda attīstības posmos. Organismu neitrālā mainīgums neietekmē to dzīvotspēju. Indivīdi ar labvēlīgu mainīgumu izdzīvo, pateicoties priekšrocībām starpsugu, starpsugu konkurencē vai cīņā pret nelabvēlīgiem apstākļiem vidi.

Braukšanas izvēle

Mainoties vides apstākļiem, izdzīvo tie sugas īpatņi, kuriem ir bijusi iedzimta mainība un rezultātā izveidojušās jaunajiem apstākļiem atbilstošas īpašības un īpašības, un tie īpatņi, kuriem šādas mainības nebija. Sava ceļojuma laikā Darvins atklāja, ka uz okeāna salām, kur valda spēcīgi vēji, ir maz garspārnu kukaiņu un daudz kukaiņu ar novājinātiem spārniem un kukaiņus bez spārniem. Kā skaidro Darvins, kukaiņi ar normāliem spārniem nespēja izturēt spēcīgo vēju šajās salās un gāja bojā. Bet kukaiņi ar rudimentāriem spārniem un bezspārniem nemaz nepacēlās gaisā un slēpās spraugās, tur atrodot patvērumu. Šis process, ko pavadīja iedzimta mainīgums un dabiskā atlase un turpinājās daudzus tūkstošus gadu, izraisīja garspārnu kukaiņu skaita samazināšanos šajās salās un īpatņu parādīšanos ar pēdējiem spārniem un kukaiņiem bez spārniem. Tiek saukta dabiskā atlase, kas nodrošina jaunu organismu pazīmju un īpašību rašanos un attīstību braukšanas izvēle.

Traucējošā atlase

Traucējošā atlase ir forma dabiskā izlase, kas noved pie vairāku polimorfu formu veidošanās, kas atšķiras viena no otras tajā pašā populācijā.

Dabiskā atlase ir process, kuru sākotnēji Čārlzs Darvins definēja kā tādu, kas noved pie tādu indivīdu izdzīvošanas un preferenciālas vairošanās, kas ir vairāk pielāgoti noteiktiem vides apstākļiem un kuriem ir noderīgas iedzimtas iezīmes. Saskaņā ar Darvina teoriju un mūsdienu sintētisko evolūcijas teoriju galvenais dabiskās atlases materiāls ir nejaušas iedzimtas izmaiņas – genotipu, mutāciju un to kombināciju rekombinācija.

Ja nav seksuāla procesa, dabiskā atlase noved pie noteiktā genotipa īpatsvara palielināšanās nākamajā paaudzē. Tomēr dabiskā atlase ir “akla” tādā nozīmē, ka tā “novērtē” nevis genotipus, bet gan fenotipus un preferenciālu pārnešanu uz nākamās paaudzes gēniem indivīdam ar noderīgas zīmes, rodas neatkarīgi no tā, vai šīs pazīmes ir pārmantojamas.

Ir dažādas atlases formu klasifikācijas. Plaši tiek izmantota klasifikācija, kuras pamatā ir atlases formu ietekmes raksturs uz populācijas pazīmes mainīgumu.

Braukšanas izvēle- dabiskās atlases forma, kas darbojas virzītas apstākļu maiņas apstākļos ārējā vide. Aprakstījuši Darvins un Volless. Šajā gadījumā priekšrocības saņem indivīdi ar pazīmēm, kas noteiktā virzienā novirzās no vidējās vērtības. Šajā gadījumā citas pazīmes variācijas (tās novirzes pretējā virzienā no vidējās vērtības) ir pakļautas negatīvai atlasei. Rezultātā populācijā no paaudzes paaudzē notiek pazīmes vidējās vērtības maiņa noteiktā virzienā. Šajā gadījumā braukšanas izvēles spiedienam jāatbilst populācijas adaptācijas spējām un mutāciju izmaiņu ātrumam (pretējā gadījumā vides spiediens var izraisīt izzušanu).

Braukšanas selekcijas darbības piemērs ir “industriālais melanisms” kukaiņiem. “Rūpnieciskais melanisms” ir melanistisku (tumšas krāsas) indivīdu īpatsvara straujš pieaugums tajās kukaiņu (piemēram, tauriņu) populācijās, kas dzīvo industriālās zonas. Industriālās ietekmes dēļ koku stumbri ievērojami satumšojās, gāja bojā arī gaišie ķērpji, tāpēc gaišie tauriņi kļuva labāk pamanāmi putniem, bet tumšie – mazāk pamanāmi. 20. gadsimtā tumšās krāsas tauriņu īpatsvars dažās labi pētītajās kožu populācijās Anglijā dažos apgabalos sasniedza 95%, savukārt pirmais tumšās krāsas tauriņš (morfa carbonaria) tika notverts 1848. gadā.

Braukšanas izvēle notiek, kad vide mainās vai pielāgojas jauniem apstākļiem, kad diapazons paplašinās. Tas saglabā iedzimtas izmaiņas noteiktā virzienā, attiecīgi mainot reakcijas ātrumu. Piemēram, augsnes kā biotopa attīstības laikā dažādām nesaistītām dzīvnieku grupām izveidojās ekstremitātes, kas pārvērtās par zariem.

Stabilizējoša atlase- dabiskās atlases veids, kurā tās darbība ir vērsta pret indivīdiem, kuriem ir ārkārtējas novirzes no vidējā norma, par labu indivīdiem ar vidējo pazīmes izpausmi. Stabilizējošās atlases jēdzienu zinātnē ieviesa un analizēja I.I. Šmalhauzens.

Ir aprakstīti daudzi piemēri selekcijas stabilizēšanai dabā. Piemēram, no pirmā acu uzmetiena šķiet, ka lielākais pienesums nākamās paaudzes genofondam būtu jādod indivīdiem ar maksimālu auglību. Tomēr putnu un zīdītāju dabisko populāciju novērojumi liecina, ka tas tā nav. Jo vairāk cāļu vai mazuļu ligzdā, jo grūtāk tos pabarot, jo katrs mazāks un vājāks. Rezultātā indivīdi ar vidēju auglību ir vispiemērotākie.

Atlase pret vidējo ir konstatēta dažādām pazīmēm. Zīdītājiem ļoti zema svara un ļoti liela svara jaundzimušie biežāk mirst piedzimstot vai pirmajās dzīves nedēļās nekā vidēja svara jaundzimušie. Ņemot vērā zvirbuļu spārnu izmērus, kuri gāja bojā pēc vētras 50. gados netālu no Ļeņingradas, parādīja, ka lielākajai daļai no tiem bija pārāk mazi vai pārāk lieli spārni. Un šajā gadījumā vidējie indivīdi izrādījās vispielāgotākie.

Traucējošā atlase- dabiskās atlases forma, kurā apstākļi dod priekšroku diviem vai vairākiem ekstrēmiem mainīguma variantiem (virzieniem), bet nedod priekšroku pazīmes vidējam, vidējam stāvoklim. Rezultātā no vienas sākotnējās var parādīties vairākas jaunas veidlapas. Darvins aprakstīja graujošās atlases darbību, uzskatot, ka tā ir atšķirības pamatā, lai gan viņš nevarēja sniegt pierādījumus par tās pastāvēšanu dabā. Traucējošā atlase veicina populācijas polimorfisma rašanos un saglabāšanos, un dažos gadījumos var izraisīt speciāciju.

Viena no iespējamām situācijām dabā, kurā tiek izmantota traucējoša atlase, ir tad, kad polimorfā populācija aizņem neviendabīgu biotopu. Kurā dažādas formas pielāgoties dažādiem ekoloģiskās nišas vai apakšnišas.

Traucējošās selekcijas piemērs ir divu rasu veidošanās lielākajā grabulī siena pļavās. IN normāli apstākļiŠī auga ziedēšanas un sēklu nogatavošanās periodi aptver visu vasaru. Bet siena pļavās sēklas ražo galvenokārt tie augi, kas paspēj uzziedēt un nogatavoties vai nu pirms pļaušanas perioda, vai uzzied vasaras beigās, pēc pļaušanas. Rezultātā veidojas divas grabulīšu rases - agrā un vēlā ziedēšana.

Traucējošā atlase tika mākslīgi veikta eksperimentos ar Drosophila. Atlase tika veikta pēc saru skaita, tika saglabāti tikai indivīdi ar mazu un lielu saru skaitu. Rezultātā no aptuveni 30. paaudzes abas līnijas ļoti atšķīrās, neskatoties uz to, ka mušas turpināja krustoties savā starpā, apmainoties ar gēniem. Vairākos citos eksperimentos (ar augiem) tika novērsta intensīva krustošanās efektīva darbība traucējoša atlase.

Seksuālā atlase- Tā ir dabiska atlase reproduktīvajiem panākumiem. Organismu izdzīvošana ir svarīga, bet ne vienīgā dabiskās atlases sastāvdaļa. Vēl viena svarīga sastāvdaļa ir pievilcība pretējā dzimuma personām. Darvins šo fenomenu sauca par seksuālo atlasi. "Šo atlases formu nosaka nevis cīņa par eksistenci organisko būtņu savstarpējās attiecībās vai ar ārējiem apstākļiem, bet gan viena dzimuma indivīdu, parasti vīriešu, savstarpējā konkurence par otra dzimuma indivīdu īpašumtiesībām." Īpašības, kas samazina to saimnieku dzīvotspēju, var parādīties un izplatīties, ja to sniegtās priekšrocības reproduktīvajiem panākumiem ir ievērojami lielākas nekā to trūkumi izdzīvošanai. Ir izvirzītas divas galvenās hipotēzes par seksuālās atlases mehānismiem. Saskaņā ar “labo gēnu” hipotēzi mātīte “pamato” šādi: “Ja šim tēviņam, neskatoties uz savu spožo apspalvojumu un garo asti, kaut kā izdevās nenomirt plēsoņa skavās un izdzīvot līdz pubertātes vecumam, tad viņam ir labi gēni.” gēni, kas viņam ļāva to izdarīt. Tas nozīmē, ka viņš ir jāizvēlas par tēvu saviem bērniem: viņš nodos viņiem savus labos gēnus. Izvēloties krāsainus tēviņus, mātītes saviem pēcnācējiem izvēlas labus gēnus. Saskaņā ar “pievilcīgo dēlu” hipotēzi sievietes izvēles loģika ir nedaudz atšķirīga. Ja spilgtas krāsas tēviņi kaut kādu iemeslu dēļ ir pievilcīgi mātītēm, tad ir vērts saviem topošajiem dēliem izvēlēties košas krāsas tēvu, jo viņa dēli pārmantos spilgtās krāsas gēnus un būs pievilcīgi mātītēm nākamajā paaudzē. Tādējādi ir pozitīvs Atsauksmes, kas noved pie tā, ka no paaudzes paaudzē tēviņu apspalvojuma spilgtums pieaug arvien vairāk. Process turpina augt, līdz sasniedz dzīvotspējas robežu. Tēviņu izvēlē mātītes ir ne vairāk un ne mazāk loģiskas kā visās citās savās uzvedībās. Kad dzīvnieks jūtas izslāpis, viņam nav jādzer ūdens, lai atjaunotos ūdens-sāls līdzsvarsķermenī - tas iet uz ūdeni, jo jūt slāpes. Tāpat mātītes, izvēloties košos tēviņus, vadās pēc saviem instinktiem – viņām patīk košas astes. Visi tie, kam instinkts ierosināja citu uzvedību, visi pēcnācējus neatstāja. Tādējādi mēs nerunājām par mātīšu loģiku, bet gan par cīņas par eksistenci un dabiskās atlases loģiku - aklu un automātisku procesu, kas, pastāvīgi darbojoties no paaudzes paaudzē, veidoja visu. pārsteidzoša dažādība formas, krāsas un instinkti, ko novērojam dzīvās dabas pasaulē.

Dabiskā atlase ir dabisks process, kurā no visiem dzīvajiem organismiem laika gaitā tiek saglabāti tikai tie, kuriem piemīt īpašības, kas veicina sava veida veiksmīgu vairošanos. Saskaņā ar sintētisko evolūcijas teoriju dabiskā atlase ir viens no svarīgākajiem evolūcijas faktoriem.

Dabiskās atlases mehānisms

Ideju, ka dzīvajā dabā darbojas mākslīgajai atlasei līdzīgs mehānisms, pirmie izteica angļu zinātnieki Čārlzs Darvins un Alfrēds Volless. Viņu idejas būtība ir tāda, ka, lai parādītos veiksmīgas radības, dabai nav obligāti jāsaprot un jāanalizē situācija, bet tā var rīkoties nejauši. Pietiek izveidot plaša spektra dažādi indivīdi — un galu galā izdzīvos stiprākie.

1. Pirmkārt, parādās indivīds ar jaunām, pilnīgi nejaušām īpašībām

2. Tad viņa ir vai nespēj atstāt pēcnācējus, atkarībā no šīm īpašībām

3. Visbeidzot, ja iepriekšējā posma iznākums ir pozitīvs, tad viņa atstāj pēcnācējus un viņas pēcnācēji manto jauniegūtos īpašumus

Šobrīd nedaudz naivie uzskati par pašu Darvinu ir daļēji pārstrādāti. Tādējādi Darvins iedomājās, ka izmaiņām jānotiek ļoti vienmērīgi un mainīguma spektram jābūt nepārtrauktam. Tomēr mūsdienās dabiskās atlases mehānismi tiek skaidroti, izmantojot ģenētiku, kas šim attēlam piešķir zināmu oriģinalitāti. Mutācijas gēnos, kas darbojas iepriekš aprakstītā procesa pirmajā posmā, būtībā ir diskrētas. Tomēr ir skaidrs, ka Darvina idejas pamatbūtība paliek nemainīga.

Dabiskās atlases formas

Braukšanas izvēle- dabiskās atlases forma, kad vides apstākļi veicina noteiktu raksturlielumu vai īpašību grupas pārmaiņu virzienu. Tajā pašā laikā citas iespējas mainīt pazīmi ir pakļautas negatīvai atlasei. Rezultātā populācijā no paaudzes paaudzē notiek pazīmes vidējās vērtības nobīde noteiktā virzienā. Šajā gadījumā braukšanas izvēles spiedienam jāatbilst populācijas adaptācijas spējām un mutāciju izmaiņu ātrumam (pretējā gadījumā vides spiediens var izraisīt izzušanu).

Mūsdienīgs braukšanas atlases gadījums ir "angļu tauriņu rūpnieciskais melanisms". “Industriālais melanisms” ir melanistisku (tumšas krāsas) indivīdu īpatsvara straujš pieaugums tauriņu populācijās, kas dzīvo rūpnieciskajos apgabalos. Industriālās ietekmes dēļ koku stumbri ievērojami satumšojās, gāja bojā arī gaišie ķērpji, tāpēc gaišie tauriņi kļuva labāk pamanāmi putniem, bet tumšie – mazāk pamanāmi. 20. gadsimtā vairākos apgabalos tumšās krāsas tauriņu īpatsvars sasniedza 95%, savukārt pirmais tumšās krāsas tauriņš (Morfa carbonaria) tika notverts 1848. gadā.

Braukšanas izvēle notiek, kad vide mainās vai pielāgojas jauniem apstākļiem, kad diapazons paplašinās. Tas saglabā iedzimtas izmaiņas noteiktā virzienā, attiecīgi mainot reakcijas ātrumu. Piemēram, attīstoties augsnei kā biotopam dažādām nesaistītām dzīvnieku grupām, ekstremitātes pārvērtās par zariem.

Stabilizējoša atlase- dabiskās atlases veids, kurā darbība ir vērsta pret indivīdiem ar ārkārtējām novirzēm no vidējās normas, par labu indivīdiem ar vidējo pazīmes izpausmi.

Atlase pret vidējo ir konstatēta dažādām pazīmēm. Zīdītājiem ļoti zema svara un ļoti liela svara jaundzimušie biežāk mirst piedzimstot vai pirmajās dzīves nedēļās nekā vidēja svara jaundzimušie. Pēc vētras bojāgājušo putnu spārnu lieluma pētījums parādīja, ka lielākajai daļai no tiem bija pārāk mazi vai pārāk lieli spārni. Un šajā gadījumā vidējie indivīdi izrādījās vispielāgotākie.

Traucējošā atlase- dabiskās atlases forma, kurā apstākļi dod priekšroku diviem vai vairākiem ekstrēmiem mainīguma variantiem (virzieniem), bet nedod priekšroku pazīmes vidējam, vidējam stāvoklim. Rezultātā no vienas sākotnējās var parādīties vairākas jaunas veidlapas. Traucējošā atlase veicina populācijas polimorfisma rašanos un saglabāšanos, un dažos gadījumos var izraisīt speciāciju.

Viena no iespējamām situācijām dabā, kurā tiek izmantota traucējoša atlase, ir tad, kad polimorfā populācija aizņem neviendabīgu biotopu. Tajā pašā laikā dažādas formas pielāgojas dažādām ekoloģiskajām nišām vai apakšnišām.

Traucējošās selekcijas piemērs ir divu rasu veidošanās pļavu grabulī siena pļavās. Normālos apstākļos šī auga ziedēšanas un sēklu nogatavošanās periodi aptver visu vasaru. Bet siena pļavās sēklas ražo galvenokārt tie augi, kas paspēj uzziedēt un nogatavoties vai nu pirms pļaušanas perioda, vai uzzied vasaras beigās, pēc pļaušanas. Rezultātā veidojas divas grabulīšu rases - agrā un vēlā ziedēšana.

Traucējošā atlase tika mākslīgi veikta eksperimentos ar Drosophila. Atlase tika veikta pēc saru skaita, tika saglabāti tikai indivīdi ar mazu un lielu saru skaitu. Rezultātā no aptuveni 30. paaudzes abas līnijas ļoti atšķīrās, neskatoties uz to, ka mušas turpināja krustoties savā starpā, apmainoties ar gēniem. Vairākos citos eksperimentos (ar augiem) intensīva krustošanās novērsa efektīvu graujošās selekcijas darbību.

Griešanas izvēle- dabiskās atlases veids. Tās darbība ir pretēja pozitīvajai atlasei. Izslēdzot atlasi, no populācijas tiek izvadīts vairums indivīdu, kuriem piemīt īpašības, kas krasi samazina dzīvotspēju noteiktos vides apstākļos. Izmantojot selekcijas atlasi, no populācijas tiek noņemtas ļoti kaitīgas alēles. Personas ar hromosomu pārkārtošanos un hromosomu kopumu, kas krasi pārtrauc normāls darbsģenētiskais aparāts.

Pozitīva atlase- dabiskās atlases veids. Tās darbība ir pretēja griešanas atlasei. Pozitīva selekcija palielina to īpatņu skaitu populācijā, kurām ir noderīgas īpašības, kas palielina sugas dzīvotspēju kopumā. Ar pozitīvās selekcijas un spraudeņu selekcijas palīdzību tiek mainītas sugas (un ne tikai iznīcinot nevajadzīgus īpatņus, tad jebkurai attīstībai vajadzētu apstāties, bet tas nenotiek). Pozitīvās atlases piemēri: arheopteriksu ar pildījumu var izmantot kā planieri, bet izbāztu bezdelīga vai kaija to nevar. Bet pirmie putni lidoja labāk nekā arheopterikss.

Vēl viens pozitīvas atlases piemērs ir plēsēju parādīšanās, kas savās “garīgajās spējās” ir pārāki par daudziem citiem siltasiņu dzīvniekiem. Vai arī tādu rāpuļu parādīšanās kā krokodili, kuriem ir četrkameru sirds un kuri spēj dzīvot gan uz sauszemes, gan ūdenī.

Paleontologs Ivans Efremovs apgalvoja, ka cilvēks tika pakļauts ne tikai atlasei, lai labāk pielāgotos vides apstākļiem, bet arī “atlasei sabiedriskumam” - tās kopienas, kuru locekļi viens otru atbalstīja, izdzīvoja labāk. Šis ir vēl viens pozitīvas atlases piemērs.

Īpaši dabiskās atlases virzieni

· Vispielāgotāko sugu un populāciju izdzīvošana, piemēram, tām, kurām ūdenī ir žaunas, jo fitness uzvar cīņā par izdzīvošanu.

· Fiziski veselu organismu izdzīvošana.

· Fiziski spēcīgāko organismu izdzīvošana, jo fiziskā sacensība par resursiem ir neatņemama dzīves sastāvdaļa. Tas ir svarīgi intraspecifiskā cīņā.

· Seksuāli veiksmīgāko organismu izdzīvošana, jo seksuālā reprodukcija ir dominējošā pavairošanas metode. IN šajā gadījumā seksuālā atlase stājas spēlē.

Tomēr visi šie gadījumi ir īpaši, un galvenais paliek veiksmīga saglabāšana laika gaitā. Tāpēc dažreiz šie norādījumi tiek pārkāpti, lai sasniegtu galveno mērķi.

Dabiskās atlases loma evolūcijā

Čārlzs Darvins uzskatīja, ka dabiskā atlase ir galvenais faktors dzīvo būtņu evolūcijā (selekcionisms bioloģijā). Uzkrāšanās iekšā XIX beigas- 20. gadsimta sākums, informācija par ģenētiku, jo īpaši fenotipisko raksturu mantojuma diskrētā rakstura atklāšana, pamudināja daudzus pētniekus pārskatīt Darvina tēzi: kā ārkārtīgi svarīgi faktori evolūcija, sāka apsvērt genotipa mutācijas (G. de Vrīsa mutācijas, R. Goldšmita sāļošanas u.c.). No otras puses, N. I. Vavilova atklātās zināmās korelācijas starp radniecīgo sugu rakstzīmēm (homoloģisko sēriju likums) lika formulēt hipotēzes par evolūciju, kas balstījās uz modeļiem, nevis nejaušības mainīgumu (L. S. Berga nomoģenēze, E. D. batmogēze. Kop un utt.). 1920.–1940. gados interese par selekcionisma teorijām evolūcijas bioloģijā atjaunojās, pateicoties klasiskās ģenētikas un dabiskās atlases teorijas sintēzei.

Iegūtā sintētiskā evolūcijas teorija (STE), ko bieži sauc par neodarvinismu, balstās uz alēļu biežuma kvantitatīvu analīzi populācijās, kad tās mainās dabiskās atlases ietekmē. Tomēr pēdējo desmitgažu atklājumi g dažādas jomas zinātniskās zināšanas- no molekulārās bioloģijas ar neitrālo mutāciju teoriju, ko izstrādājis M. Kimura, un paleontoloģiju ar S. J. Goulda un N. Eldridža teoriju par punktētu līdzsvaru (kurā suga tiek saprasta kā relatīvi statiska fāze evolūcijas process) uz matemātiku ar tās bifurkāciju un fāzu pāreju teoriju - norāda uz klasiskās STE nepietiekamību visu bioloģiskās evolūcijas aspektu adekvātam aprakstam. Diskusija par lomu dažādi faktori evolūcija turpinās arī šodien, un evolūcijas bioloģija ir nonākusi pie nepieciešamības pēc nākamās, trešās sintēzes.

Adaptāciju rašanās dabiskās atlases rezultātā

Adaptācijas ir organismu īpašības un īpašības, kas nodrošina pielāgošanos videi, kurā šie organismi dzīvo. Adaptāciju sauc arī par adaptāciju rašanās procesu. Iepriekš mēs apskatījām, kā daži pielāgojumi rodas dabiskās atlases rezultātā. Bērzu kožu populācijas ir pielāgojušās mainītajiem ārējiem apstākļiem, jo uzkrājas tumšas krāsas mutācijas. Cilvēku populācijās, kas apdzīvo malārijas apgabalus, pielāgošanās radās sirpjveida šūnu anēmijas mutācijas izplatīšanās dēļ. Abos gadījumos adaptācija tiek panākta ar dabiskās atlases palīdzību.

Šajā gadījumā atlases materiāls ir populācijās uzkrātā iedzimtā mainība. Tā kā dažādas populācijas atšķiras viena no otras uzkrāto mutāciju komplektā, tās dažādos veidos pielāgojas vieniem un tiem pašiem vides faktoriem. Tādējādi Āfrikas populācijas pielāgojās dzīvei malārijas rajonos sirpjveida šūnu anēmijas Hb S mutāciju uzkrāšanās dēļ, un populācijās, kas apdzīvo Dienvidaustrumu Āziju, tika izveidota rezistence pret malāriju, pamatojoties uz vairāku citu mutāciju uzkrāšanos, kas homozigots stāvoklis izraisīt arī asins slimības un, ja tie ir heterozigoti, nodrošināt aizsardzību pret malāriju.

Šie piemēri ilustrē dabiskās atlases lomu adaptāciju veidošanā. Tomēr ir skaidri jāsaprot, ka tie ir īpaši salīdzinoši vienkāršu adaptāciju gadījumi, kas rodas atsevišķu “noderīgu” mutāciju nesēju selektīvas reprodukcijas dēļ. Maz ticams, ka lielākā daļa pielāgojumu radās šādā veidā.

Patronizējošs, brīdinošs un imitējošs krāsojums. Apsveriet, piemēram, tādus plaši izplatītus pielāgojumus kā aizsargājoša, brīdinājuma un imitējoša krāsošana (mīmika). Aizsargājoša krāsa ļauj dzīvniekiem kļūt neredzamiem, saplūstot ar substrātu. Daži kukaiņi ir pārsteidzoši līdzīgi to koku lapām, uz kuriem tie dzīvo, citi atgādina nokaltušus zarus vai ērkšķus uz koku stumbriem. Šos morfoloģiskos pielāgojumus papildina uzvedības pielāgojumi. Kukaiņi izvēlas slēpt tieši tās vietas, kur tie ir mazāk pamanāmi.

Neēdamiem kukaiņiem un indīgiem dzīvniekiem – čūskām un vardēm – ir spilgtas, brīdinošas krāsas. Plēsējs, reiz saskāries ar šādu dzīvnieku, ilgu laiku saista šāda veida krāsojumu ar briesmām. To izmanto daži neindīgi dzīvnieki. Tie iegūst pārsteidzošu līdzību ar indīgiem un tādējādi samazina plēsēju radītās briesmas. Čūska atdarina odzes krāsu, muša – biti. Šo parādību sauc par mīmiku.

Kā radās visas šīs apbrīnojamās ierīces? Maz ticams, ka viena mutācija varētu nodrošināt tik precīzu atbilstību starp kukaiņa spārnu un dzīvu lapu vai starp mušu un biti. Ir neticami, ka vienas mutācijas rezultātā aizsargājošas krāsas kukainis paslēptos tieši tajās lapās, kurām tas atgādina. Ir acīmredzams, ka tādas adaptācijas kā aizsargājošas un brīdinājuma krāsas un mīmika radās, pakāpeniski atlasot visas mazās novirzes ķermeņa formā, noteiktu pigmentu izplatībā, iedzimtajā uzvedībā, kas pastāvēja šo dzīvnieku senču populācijās. Viena no svarīgākajām dabiskās atlases īpašībām ir tās kumulativitāte – spēja uzkrāt un nostiprināt šīs novirzes paaudžu virknē, veidojot izmaiņas atsevišķos gēnos un to kontrolētajās organismu sistēmās.

Interesantākā un grūtākā problēma ir sākotnējie posmi adaptāciju rašanās. Ir skaidrs, kādas priekšrocības dod gandrīz ideālā dievlūdzēja līdzība ar sausu zaru. Bet kādas priekšrocības varēja būt viņa tālajam sencim, kurš tikai neskaidri atgādināja zaru? Vai tiešām plēsēji ir tik stulbi, ka tos var tik viegli apmānīt? Nē, plēsēji nekādā gadījumā nav stulbi, un dabiskā atlase no paaudzes paaudzē viņiem arvien labāk „māca” atpazīt savu laupījumu viltības. Pat modernā dievlūdzēja ideālā līdzība ar zaru nedod 100% garantiju, ka neviens putns to nekad nepamanīs. Tomēr tā izredzes izvairīties no plēsoņa ir lielākas nekā kukaiņiem ar mazāk perfektu aizsargājošu krāsojumu. Tāpat viņa tālajam sencim, kurš tikai nedaudz atgādināja zaru, bija nedaudz lielākas izredzes uz dzīvību nekā viņa radiniekam, kurš nemaz neizskatījās pēc zara. Protams, viņam blakus sēdošais putns skaidrā dienā viņu viegli pamanīs. Bet, ja diena ir miglaina, ja putns nesēž tuvumā, bet lido garām un nolemj netērēt laiku tam, kas varētu būt dievlūdzējs vai varbūt zariņš, tad pat minimāla līdzība izglābj dzīvību šī nesējai. tikko manāma līdzība. Viņa pēcnācēju, kas manto šo minimālo līdzību, būs vairāk. Palielināsies to īpatsvars iedzīvotāju skaitā. Tas apgrūtinās putnu dzīvi. Starp tiem veiksmīgāki kļūs tie, kuri precīzāk atpazīs maskēto laupījumu. Notiek tas pats Sarkanās karalienes princips, par kuru mēs runājām rindkopā par cīņu par eksistenci. Lai saglabātu pārsvaru cīņā par dzīvību, kas iegūta ar minimālu līdzību, ir jāmainās medījuma sugai.

Dabiskā atlase uztver visas tās niecīgās izmaiņas, kas palielina krāsas un formas līdzību ar substrātu, līdzību starp ēdamajām sugām un neēdamajām sugām, kuras tā atdarina. Jāņem vērā, ka dažāda veida plēsēji izmanto dažādas medījuma meklēšanas metodes. Daži pievērš uzmanību formai, citi krāsai, dažiem ir krāsu redze, citi nē. Tāpēc dabiskā atlase pēc iespējas automātiski palielina līdzību starp atdarinātāju un modeli un noved pie tiem pārsteidzošajiem pielāgojumiem, ko mēs novērojam dabā.

Sarežģītu adaptāciju rašanās

Daudzi pielāgojumi rada iespaidu, ka tie ir rūpīgi pārdomāti un mērķtiecīgi plānoti. Kā tāda sarežģīta struktūra kā cilvēka acs varēja rasties nejauši sastopamu mutāciju dabiskās atlases rezultātā?

Zinātnieki liecina, ka acs evolūcija sākās ar nelielām gaismas jutīgu šūnu grupām uz mūsu ļoti tālu senču ķermeņa virsmas, kas dzīvoja apmēram pirms 550 miljoniem gadu. Spēja atšķirt gaismu no tumsas viņiem noteikti bija noderīga, palielinot viņu dzīves iespējas salīdzinājumā ar viņu pilnīgi aklajiem radiniekiem. Nejaušais “vizuālās” virsmas izliekums uzlaboja redzi, kas ļāva noteikt virzienu uz gaismas avotu. Parādījās acu kauss. Jaunas mutācijas var izraisīt optiskā kausa atvēruma sašaurināšanos un paplašināšanos. Sašaurināšanās pakāpeniski uzlaboja redzi - gaisma sāka iet caur šauru diafragmu. Kā redzat, katrs solis palielināja to personu piemērotību, kuras mainījās “pareizajā” virzienā. Gaismas jutīgās šūnas veidoja tīkleni. Laika gaitā acs ābola priekšpusē ir izveidojusies kristāliska lēca, kas darbojas kā lēca. Šķita, ka tā bija caurspīdīga divslāņu struktūra, kas piepildīta ar šķidrumu.

Zinātnieki mēģināja simulēt šo procesu datorā. Viņi parādīja, ka tāda acs kā mīkstmiešu saliktā acs var rasties no gaismjutīgu šūnu slāņa salīdzinoši maigas atlases laikā tikai 364 000 paaudžu laikā. Citiem vārdiem sakot, dzīvnieki, kas katru gadu maina paaudzes, varētu izveidot pilnībā attīstītu un optiski perfektu aci mazāk nekā pusmiljona gadu laikā. Šis ir ļoti īstermiņa evolūcijai, ņemot vērā to vidējais vecums sugas mīkstmiešiem ir vairākus miljonus gadu vecas.

Visus iespējamos cilvēka acs evolūcijas posmus mēs varam atrast starp dzīviem dzīvniekiem. Acs evolūcija bija dažādos veidos dažāda veida dzīvniekiem. Pateicoties dabiskajai atlasei, daudzas dažādas acu formas radās neatkarīgi, un cilvēka acs- tikai viens no tiem, un ne pats ideālākais

Ja rūpīgi izpētīsit cilvēku un citu mugurkaulnieku acs dizainu, jūs atklāsiet vairākas dīvainas neatbilstības. Kad gaisma nokļūst cilvēka acī, tā iziet cauri lēcai un saskaras ar tīklenes gaismas jutīgajām šūnām. Gaisma ir spiesta izlauzties cauri blīvam kapilāru un neironu tīklam, lai sasniegtu fotoreceptoru slāni. Pārsteidzoši, ka nervu gali tuvojas gaismas jutīgajām šūnām nevis no aizmugures, bet no priekšpuses! Turklāt nervu gali tiek savākti redzes nervā, kas stiepjas no tīklenes centra, tādējādi radot aklo zonu. Lai kompensētu fotoreceptoru ēnojumu ar neironiem un kapilāriem un atbrīvotos no aklās zonas, mūsu acs nepārtraukti kustas, nosūtot uz smadzenēm virkni dažādu viena attēla projekciju. Mūsu smadzenes veic sarežģītas darbības, pievienojot šos attēlus, atņemot ēnas un aprēķinot reālo attēlu. No visām šīm grūtībām varētu izvairīties, ja nervu gali tuvotos neironiem nevis no priekšpuses, bet gan no aizmugures, kā, piemēram, astoņkājiem.

Pati mugurkaulnieku acs nepilnība izgaismo dabiskās atlases evolūcijas mehānismus. Mēs jau vairāk nekā vienu reizi esam teikuši, ka atlase vienmēr darbojas "šeit un tagad". Viņš šķiro dažādi varianti jau esošās struktūras, atlasot un saliekot kopā labākās no tām: labākās “šeit un tagad”, neatkarīgi no tā, par ko šīs struktūras var kļūt tālā nākotnē. Tāpēc atslēga gan mūsdienu konstrukciju pilnību, gan nepilnību skaidrošanai būtu jāmeklē pagātnē. Zinātnieki uzskata, ka visi mūsdienu mugurkaulnieki ir cēlušies no tādiem dzīvniekiem kā lancete. Lanceletā gaismas jutīgie neironi atrodas nervu caurules priekšējā galā. Viņu priekšā ir nervozi un pigmenta šūnas, kas pārklāj fotoreceptorus no gaismas, kas nāk no priekšpuses. Lancele uztver gaismas signālus, kas nāk no sāniem caurspīdīgs korpuss. Varētu domāt, ka kopīgajam mugurkaulnieku priekštecim bija līdzīgas acis. Tad šī plakanā struktūra sāka pārveidoties par optisko kausu. Neirālās caurules priekšējā daļa izspiedās uz iekšu, un neironi, kas atradās receptoru šūnu priekšā, atradās virs tiem. Acu attīstības process mūsdienu mugurkaulnieku embrijos zināmā nozīmē atkārto notikumu secību, kas notika tālā pagātnē.

Evolūcija nerada jaunus dizainus tīrs šīferis", tas maina (bieži vien mainās līdz nepazīšanai) vecos dizainus, lai katrs šo izmaiņu posms būtu adaptīvs. Jebkurām izmaiņām ir jāpalielina vai vismaz jāsamazina to nesēju piemērotība. Šī evolūcijas iezīme nodrošina pastāvīgu uzlabojumu dažādas struktūras. Tas ir arī iemesls daudzu pielāgojumu nepilnībām, dīvainām dzīvo organismu struktūras neatbilstībām.

Tomēr jāatceras, ka visi pielāgojumi, lai cik perfekti tie būtu, ir relatīvi. Skaidrs, ka lidošanas spēju attīstība ne pārāk labi apvienojas ar spēju ātri skriet. Tāpēc putni ar vislabākajām lidošanas spējām ir slikti skrējēji. Gluži pretēji, strausi, kas nespēj lidot, ir lieliski skrējēji. Pielāgošanās noteiktiem apstākļiem var būt bezjēdzīga vai pat kaitīga, ja rodas jauni apstākļi. Tomēr dzīves apstākļi mainās pastāvīgi un dažreiz ļoti dramatiski. Šādos gadījumos iepriekš uzkrātās adaptācijas var apgrūtināt jaunu veidošanos, kas var izraisīt lielu organismu grupu izzušanu, kā tas notika pirms vairāk nekā 60-70 miljoniem gadu ar kādreiz ļoti daudzajiem un daudzveidīgajiem dinozauriem.

Evolūcija ir stāsts par uzvarētājiem, un dabiskā atlase ir objektīvs tiesnesis, kas izlemj, kurš dzīvo un kurš mirst. Dabiskās atlases piemēri ir visur: visa dzīvo būtņu daudzveidība uz mūsu planētas ir šī procesa rezultāts, un cilvēki nav izņēmums. Taču par cilvēku var strīdēties, jo viņš jau sen ir pieradis lietišķi iejaukties tajās jomās, kas agrāk bija svētie dabas noslēpumi

Kā darbojas dabiskā atlase?

Šis bezatteices mehānisms ir evolūcijas pamatprocess. Tā darbība nodrošina iedzīvotāju skaita pieaugumuīpatņu skaits, kuriem ir vislabvēlīgāko īpašību kopums, kas nodrošina maksimālu pielāgošanos dzīves apstākļiem vidē, un vienlaikus - mazāk pielāgoto īpatņu skaita samazināšanos.

Zinātne ir parādā pašu terminu “dabiskā atlase” Čārlzam Darvinam, kurš šo procesu salīdzināja ar mākslīgo atlasi, tas ir, atlasi. Vienīgā atšķirība starp šīm divām sugām ir tā, kurš rīkojas kā tiesnesis, izvēloties noteiktas organismu īpašības – cilvēku vai vidi. Runājot par “darba materiālu”, abos gadījumos tās ir nelielas iedzimtas mutācijas, kas uzkrājas vai, gluži pretēji, tiek izskaustas nākamajā paaudzē.

Darvina izstrādātā teorija savam laikam bija neticami drosmīga, revolucionāra, pat skandaloza. Bet tagad dabiskā atlase neizraisa zinātniskā pasaule nav šaubu, turklāt to sauc par “pašsaprotamu” mehānismu, jo tā pastāvēšana loģiski izriet no trim neapstrīdamiem faktiem:

Dzīvie organismi acīmredzami rada vairāk pēcnācēju, nekā spēj izdzīvot un vairoties tālāk;
Pilnīgi visi organismi ir pakļauti iedzimtai mainīgumam;
Dzīvi organismi, kas apveltīti ar dažādām ģenētiskajām īpašībām, izdzīvo un vairojas ar nevienlīdzīgiem panākumiem.

Tas viss izraisa sīvu konkurenci starp visiem dzīvajiem organismiem, kas virza evolūciju. Dabā evolūcijas process, kā likums, notiek lēni, un var izdalīt šādus posmus:

Dabiskās atlases klasifikācijas principi

Pamatojoties uz darbības virzienu, izšķir pozitīvos un negatīvos (griežošos) dabiskās atlases veidus.

Pozitīvi

Tās darbība ir vērsta uz noderīgu īpašību nostiprināšanu un attīstību un palīdz palielināt to indivīdu skaitu populācijā, kuriem piemīt šīs īpašības. Tādējādi konkrētu sugu ietvaros pozitīvā selekcija darbojas, lai palielinātu to dzīvotspēju un visas biosfēras mērogā - pakāpeniski palielinātu dzīvo organismu struktūras sarežģītību, ko labi ilustrē visa evolūcijas procesa vēsture. Piemēram, žaunu transformācija, kas ilga miljoniem gadu dažās seno zivju sugās abinieku vidusauss pavadīja dzīvo organismu “nonākšanas zemē” procesu spēcīgas bēguma un bēguma apstākļos.

Negatīvs

Pretstatā pozitīvajai selekcijai griešanas selekcija liek izkrist no populācijas tiem indivīdiem, kuriem piemīt kaitīgas pazīmes, kas var būtiski samazināt sugas dzīvotspēju esošajos vides apstākļos. Šis mehānisms darbojas kā filtrs, kas nelaiž cauri viskaitīgākajām alēlēm un novērš to tālāku attīstību.

Piemēram, kad ar attīstību īkšķis Savukārt Homo sapiens senči iemācījās veidot dūri un izmantot to cīņās savā starpā; indivīdi ar trausliem galvaskausiem sāka mirt no galvas traumām (par ko liecina arheoloģiskie atradumi), dodot vietu dzīves telpai indivīdiem ar spēcīgāku. galvaskausus.

Ļoti izplatīta klasifikācija ir, pamatojoties uz atlases ietekmes raksturu uz populācijas pazīmes mainīgumu:

pārvietošanās;
stabilizējošs;
destabilizējošs;
traucējošs (asarošana);
seksuāla.

Pārvietojas

Dabiskās atlases virzošā forma novērš mutācijas ar vienu pazīmes vidējo vērtību, aizstājot tās ar mutācijām ar citu tās pašas pazīmes vidējo vērtību. Rezultātā, piemēram, no paaudzes paaudzē iespējams izsekot dzīvnieku izmēra pieaugumam – tas notika ar zīdītājiem, kas pēc dinozauru, tostarp cilvēku senču, nāves ieguva sauszemes dominanci. Citas dzīvības formas, gluži pretēji, ir ievērojami samazinājušās. Tādējādi senie spāres apstākļos augsts saturs skābeklis atmosfērā bija gigantisks salīdzinājumā ar mūsdienu izmēriem. Tas pats attiecas uz citiem kukaiņiem..

Stabilizējošs

Atšķirībā no dzinējspēka tā cenšas saglabāt esošās īpašības un izpaužas vides apstākļu ilgstošas saglabāšanas gadījumos. Kā piemērus var minēt sugas, kas no seniem laikiem nonākušas pie mums gandrīz nemainīgas: krokodili, daudzu veidu medūzas, milzu sekvojas. Ir arī sugas, kas pastāv praktiski nemainīgas miljoniem gadu: šis ir senais ginkgo augs, kas ir tiešs pirmo hatterijas ķirzaku pēctecis, koelakants (zivs ar daivu spuru, ko daudzi zinātnieki uzskata par “starpposmu”. starp zivīm un abiniekiem).

Stabilizācijas un braukšanas izvēle darbojas kopā un ir viena un tā paša procesa divas puses. Vadītājs cenšas saglabāt mutācijas, kas ir visizdevīgākās mainīgos vides apstākļos, un, kad šie apstākļi stabilizējas, process beigsies ar radīšanu labākais veids pielāgota forma. Lūk, kārta stabilizējošai atlasei– tas saglabā šos laika gaitā pārbaudītos genotipus un neļauj vairoties tiem, kas no tiem novirzās vispārējā norma mutantu formas. Ir reakcijas normas sašaurināšanās.

Destabilizējošs

Bieži gadās, ka sugas aizņemtā ekoloģiskā niša paplašinās. Šādos gadījumos plašāks reakcijas ātrums būtu labvēlīgs sugas izdzīvošanai. Vides neviendabīguma apstākļos notiek process, kas ir pretējs atlases stabilizēšanai: priekšrocības iegūst pazīmes ar plašāku reakcijas ātrumu. Piemēram, rezervuāra neviendabīgais apgaismojums izraisa plašu tajā dzīvojošo varžu krāsas mainīgumu, un rezervuāros, kas neatšķiras pēc krāsu plankumu daudzveidības, visas vardes ir aptuveni vienā krāsā, kas veicina to maskēšanos ( stabilizējošās atlases rezultāts).

Traucējošs (raujošs)

Ir daudzas populācijas, kuras raksturo polimorfisms - divu vai pat vairāku formu līdzāspastāvēšana vienas sugas ietvaros, pamatojoties uz kādu pazīmi. Šo parādību var izraisīt dažādu iemeslu dēļ, gan dabiskas, gan antropogēnas izcelsmes. Piemēram, sēnītēm nelabvēlīgs sausums, nokrītot vasaras vidū, noteica to pavasara un rudens sugu attīstību, un siena pļaušana, kas šajā laikā notika arī citos apgabalos, noveda pie tā, ka dažos zāles veidos dažiem īpatņiem sēklas nogatavojas agri, savukārt citi - vēlu, tas ir pirms un pēc siena pļaušanas.

Seksuāla

Seksuālā atlase šajā loģiski balstīto procesu sērijā atšķiras. Tās būtība slēpjas apstāklī, ka vienas sugas pārstāvji (parasti tēviņi) sacenšas savā starpā cīņā par tiesībām vairoties. . Tajā pašā laikā viņi bieži attīsta šīs pazīmes, kas negatīvi ietekmē to dzīvotspēju. Klasisks piemērs- pāvs ar savu grezno asti, kam nav praktisks labums, turklāt padarot to redzamu plēsējiem un spējīgu traucēt kustību. Tās vienīgā funkcija ir piesaistīt mātīti, un tā veiksmīgi pilda šo funkciju. Ir divas hipotēzes izskaidrojot sievietes izvēles mehānismu:

“Labo gēnu” hipotēze - mātīte izvēlas tēvu topošajiem pēcnācējiem, pamatojoties uz viņa spēju izdzīvot pat ar tādām sekundārām dzimumpazīmēm, kas apgrūtina eksistenci;
Pievilcīgo dēlu hipotēze – mātīte cenšas radīt veiksmīgus vīriešu kārtas pēcnācējus, kas saglabā tēva gēnus.

Seksuālā atlase ir lieliska vērtība galu galā evolūcijai galvenais mērķis jebkuras sugas indivīdiem - nevis izdzīvot, bet atstāt pēcnācējus. Daudzas kukaiņu vai zivju sugas mirst uzreiz, tiklīdz tās pabeidz šo misiju – bez tā uz planētas nebūtu dzīvības.

Aplūkoto evolūcijas instrumentu var raksturot kā nebeidzamu virzību uz nesasniedzamu ideālu, jo vide gandrīz vienmēr ir soli vai divas priekšā saviem iemītniekiem: vakar sasniegtais šodien mainās, lai rīt kļūtu novecojis.

Mākslīgās un dabiskās atlases salīdzināšanas ideja ir tāda, ka dabā notiek arī “veiksmīgāko”, “labāko” organismu atlase, taču šajā gadījumā īpašību lietderības “vērtētāja” loma nav cilvēks, bet dzīvotne. Turklāt materiāls gan dabiskajai, gan mākslīgajai atlasei ir nelielas iedzimtas izmaiņas, kas uzkrājas no paaudzes paaudzē.

Dabiskās atlases mehānisms

Dabiskās atlases procesā tiek fiksētas mutācijas, kas palielina organismu pielāgošanās spēju videi. Dabisko atlasi bieži sauc par "pašsaprotamu" mehānismu, jo tas izriet no tādiem vienkāršiem faktiem kā:

Organismi rada vairāk pēcnācēju, nekā spēj izdzīvot;
Šo organismu populācijā ir iedzimtas atšķirības;
Organismiem ar dažādām ģenētiskajām iezīmēm ir atšķirīgs izdzīvošanas līmenis un spēja vairoties.

Dabiskās atlases jēdziena centrālais jēdziens ir organismu piemērotība. Fitness ir definēts kā organisma spēja izdzīvot un vairoties esošajā vidē. Tas nosaka viņa ģenētiskā ieguldījuma lielumu nākamajā paaudzē. Tomēr galvenais fitnesa noteikšanā nav kopējais skaits pēcnācēji un pēcnācēju skaits ar noteiktu genotipu (relatīvā piemērotība). Piemēram, ja veiksmīga un ātri vairojoša organisma pēcnācēji ir vāji un slikti vairojas, tad šī organisma ģenētiskais pienesums un līdz ar to arī piemērotība būs zema.

Dabisko atlasi pazīmēm, kas var atšķirties noteiktā vērtību diapazonā (piemēram, organisma lielumā), var iedalīt trīs veidos:

Virziena izvēle- pazīmes vidējās vērtības izmaiņas laika gaitā, piemēram, ķermeņa izmēra palielināšanās;
Traucējošā atlase- atlase pēc pazīmes galējām vērtībām un pret vidējām vērtībām, piemēram, lieliem un maziem ķermeņa izmēriem;
Stabilizējoša atlase- atlase pret pazīmes galējām vērtībām, kas noved pie pazīmes dispersijas samazināšanās.

Īpašs dabiskās atlases gadījums ir seksuālā atlase, kuras substrāts ir jebkura iezīme, kas palielina pārošanās panākumus, palielinot indivīda pievilcību potenciālie partneri. Īpašības, kas attīstījušās dzimumatlases ceļā, ir īpaši pamanāmas dažu dzīvnieku sugu tēviņiem. Tādas īpašības kā lieli ragi, spilgtas krāsas, no vienas puses, var piesaistīt plēsējus un samazināt tēviņu izdzīvošanas līmeni, un, no otras puses, to līdzsvaro tēviņu reproduktīvie panākumi ar līdzīgām spilgtām krāsām. izteiktas pazīmes.

Atlase var darboties dažādos organizācijas līmeņos - piemēram, gēnos, šūnās, atsevišķi organismi, organismu grupas un sugas. Turklāt atlase var vienlaikus darboties dažādi līmeņi. Atlase augstākos līmeņos par indivīdu, piemēram, grupu atlase, var novest pie sadarbības (sk. Evolution#Cooperation).

Dabiskās atlases formas

Ir dažādas atlases formu klasifikācijas. Plaši tiek izmantota klasifikācija, kuras pamatā ir atlases formu ietekmes raksturs uz populācijas pazīmes mainīgumu.

Braukšanas izvēle

Braukšanas izvēle- dabiskās atlases forma, kas darbojas, kad režisēts mainīgie vides apstākļi. Aprakstījuši Darvins un Volless. Šajā gadījumā priekšrocības saņem indivīdi ar pazīmēm, kas noteiktā virzienā novirzās no vidējās vērtības. Šajā gadījumā citas pazīmes variācijas (tās novirzes pretējā virzienā no vidējās vērtības) ir pakļautas negatīvai atlasei. Rezultātā populācijā no paaudzes paaudzē notiek pazīmes vidējās vērtības maiņa noteiktā virzienā. Šajā gadījumā braukšanas izvēles spiedienam jāatbilst populācijas adaptācijas spējām un mutāciju izmaiņu ātrumam (pretējā gadījumā vides spiediens var izraisīt izzušanu).

Braukšanas selekcijas darbības piemērs ir “industriālais melanisms” kukaiņiem. “Industriālais melanisms” ir melanistisku (tumšas krāsas) indivīdu īpatsvara straujš pieaugums tajās kukaiņu (piemēram, tauriņu) populācijās, kas dzīvo industriālajos rajonos. Industriālās ietekmes dēļ koku stumbri ievērojami satumšojās, gāja bojā arī gaišie ķērpji, tāpēc gaišie tauriņi kļuva labāk pamanāmi putniem, bet tumšie – mazāk pamanāmi. 20. gadsimtā vairākos apgabalos tumšās krāsas tauriņu īpatsvars dažās labi pētītajās kožu populācijās Anglijā sasniedza 95%, savukārt pirmo reizi tumšās krāsas tauriņu ( morpha carbonaria) tika notverts 1848. gadā.

Stabilizējoša atlase

Stabilizējoša atlase- dabiskās atlases veids, kurā tās darbība ir vērsta pret indivīdiem ar ārkārtējām novirzēm no vidējās normas, par labu indivīdiem ar vidējo pazīmes izpausmi. Stabilizējošās atlases jēdzienu zinātnē ieviesa un analizēja I. I. Šmalgauzens.

Traucējošā atlase

Traucējošās selekcijas piemērs ir divu rasu veidošanās lielākajā grabulī siena pļavās. Normālos apstākļos šī auga ziedēšanas un sēklu nogatavošanās periodi aptver visu vasaru. Bet siena pļavās sēklas ražo galvenokārt tie augi, kas paspēj uzziedēt un nogatavoties vai nu pirms pļaušanas perioda, vai uzzied vasaras beigās, pēc pļaušanas. Rezultātā veidojas divas grabulīšu rases - agrā un vēlā ziedēšana.

Traucējošā atlase tika mākslīgi veikta eksperimentos ar Drosophila. Atlase tika veikta pēc saru skaita, tika saglabāti tikai indivīdi ar mazu un lielu saru skaitu. Rezultātā no aptuveni 30. paaudzes abas līnijas ļoti atšķīrās, neskatoties uz to, ka mušas turpināja krustoties savā starpā, apmainoties ar gēniem. Vairākos citos eksperimentos (ar augiem) intensīva krustošanās novērsa efektīvu graujošās selekcijas darbību.

Seksuālā atlase

Seksuālā atlase- Tā ir dabiska atlase reproduktīvajiem panākumiem. Organismu izdzīvošana ir svarīga, bet ne vienīgā dabiskās atlases sastāvdaļa. Uz citiem svarīga sastāvdaļa ir pievilcīgs pretējā dzimuma personām. Darvins šo fenomenu sauca par seksuālo atlasi. "Šo atlases formu nosaka nevis cīņa par eksistenci organisko būtņu savstarpējās attiecībās vai ar ārējiem apstākļiem, bet gan viena dzimuma indivīdu, parasti vīriešu, savstarpējā konkurence par otra dzimuma indivīdu īpašumtiesībām." Īpašības, kas samazina to saimnieku dzīvotspēju, var parādīties un izplatīties, ja to sniegtās priekšrocības reproduktīvajiem panākumiem ir ievērojami lielākas nekā to trūkumi izdzīvošanai.

Ir izplatītas divas hipotēzes par seksuālās atlases mehānismiem.

Saskaņā ar “labo gēnu” hipotēzi mātīte “pamato” šādi: “Ja konkrētajam tēviņam, neskatoties uz savu spožo apspalvojumu un garo asti, izdevās nenomirt plēsoņa skavās un izdzīvot līdz dzimumbriedumam, tad viņam ir labie gēni, kas viņam ļāva to izdarīt. Tāpēc viņu vajadzētu izraudzīties par savu bērnu tēvu: viņš tiem nodos savus labos gēnus. Izvēloties krāsainus tēviņus, mātītes saviem pēcnācējiem izvēlas labus gēnus.
Saskaņā ar “pievilcīgo dēlu” hipotēzi sievietes izvēles loģika ir nedaudz atšķirīga. Ja spilgtas krāsas tēviņi kaut kādu iemeslu dēļ ir pievilcīgi mātītēm, ir vērts saviem topošajiem dēliem izvēlēties spilgtas krāsas tēvu, jo viņa dēli pārmantos spilgtās krāsas gēnus un būs pievilcīgi mātītēm nākamajā paaudzē. Tādējādi rodas pozitīva atgriezeniskā saite, kas noved pie tā, ka no paaudzes paaudzē tēviņu apspalvojuma spilgtums kļūst arvien intensīvāks. Process turpina augt, līdz sasniedz dzīvotspējas robežu.

Izvēloties tēviņus, mātītes nedomā par savas uzvedības iemesliem. Kad dzīvnieks jūt slāpes, viņš nedomā, ka tam vajadzētu dzert ūdeni, lai atjaunotu ūdens-sāļu līdzsvaru organismā - tas nonāk dzirdinātājā, jo jūt slāpes. Tāpat mātītes, izvēloties košos tēviņus, vadās pēc saviem instinktiem – viņām patīk košas astes. Tie, kuriem instinkts ieteica citādu uzvedību, pēcnācējus neatstāja. Cīņas par eksistenci un dabiskās atlases loģika ir akla un automātiska procesa loģika, kas, nemitīgi darbojoties no paaudzes paaudzē, ir veidojis apbrīnojamo formu, krāsu un instinktu daudzveidību, kādu mēs novērojam dzīvās dabas pasaulē.

Atlases metodes: pozitīvā un negatīvā atlase

Ir divi mākslīgās atlases veidi: Pozitīvi Un Pārtraukums (negatīvs) atlase.

Pozitīva selekcija palielina to īpatņu skaitu populācijā, kurām ir noderīgas īpašības, kas palielina sugas dzīvotspēju kopumā.

Izslēdzot atlasi, no populācijas tiek izvadīts vairums indivīdu, kuriem piemīt īpašības, kas krasi samazina dzīvotspēju noteiktos vides apstākļos. Izmantojot selekcijas atlasi, no populācijas tiek noņemtas ļoti kaitīgas alēles. Arī indivīdus ar hromosomu pārkārtošanos un hromosomu kopumu, kas krasi traucē normālu ģenētiskā aparāta darbību, var pakļaut griešanas atlasei.

Dabiskās atlases loma evolūcijā

Darba skudras piemērā mums ir kukainis, kas ārkārtīgi atšķiras no saviem vecākiem, tomēr absolūti sterils un tāpēc nespēj nodot no paaudzes paaudzē iegūtās struktūras vai instinktu modifikācijas. Jūs varat iestatīt labs jautājums– Kā šo gadījumu iespējams saskaņot ar dabiskās atlases teoriju?
- Sugas izcelsme (1859)

Darvins ierosināja, ka atlase varētu attiekties ne tikai uz individuāls organisms, bet arī ģimenei. Viņš arī teica, ka, iespējams, vienā vai otrā pakāpē tas varētu izskaidrot cilvēku uzvedību. Viņam bija taisnība, taču tikai ar ģenētikas parādīšanos kļuva iespējams sniegt plašāku priekšstatu par šo jēdzienu. Pirmo “radu atlases teorijas” skici 1963. gadā izstrādāja angļu biologs Viljams Hamiltons, kurš pirmais ierosināja apsvērt dabisko atlasi ne tikai indivīda vai visas ģimenes līmenī, bet arī gēns.

Skatīt arī

Piezīmes

, Ar. 43-47.
, lpp. 251-252.
Orr H. A. Fitness un tās loma evolūcijas ģenētikā // Nature Reviews Genetics. - 2009. - Sēj. 10, nē. 8. - P. 531-539. - DOI:10.1038/nrg2603. - PMID 19546856.
Haldane J.B.S. Dabiskās atlases teorija mūsdienās // Daba. - 1959. - Sēj. 183, Nr. 4663. - P. 710-713. - PMID 13644170.
Lende R., Arnolds S. Dž. Korelēto rakstzīmju atlases mērīšana // Evolution. - 1983. - Sēj. 37, Nr. 6. - P. 1210-1226. -