Hva betyr naturlig utvalg. Naturlig utvalg

Bebodd i naturlige forhold, det er en individuell variabilitet som kan manifestere seg i tre arter - nyttig, nøytral og skadelig. Vanligvis dør organismer med skadelig variabilitet i ulike stadier av den enkelte doble utvikling. Nøytral variasjon av organismer påvirker ikke sin levedyktighet. Personer med nyttig variasjon overlever takket være fordelen av intraspesifikk, Interspear-kamp eller i kampen mot uønskede miljøforhold.

Flytting av valg

Med endringen i forholdene til mediet, de individer av arten som viste arvelig variabilitet og utviklet derfor tegn og egenskaper som svarer til nye forhold, og de individer som ikke hadde en slik variabilitet dø. Under reisen oppdaget Darwin at i Oceanic Islands, hvor sterke vindene dominerer, er det få langhevede insekter og mange insekter med rudimentære vinger og ulovlige insekter. Som Darwin forklarer, kunne insekter med normale vinger ikke motvirke sterke vind på disse øyene og døde. Og insekter med rudimentære vinger og loonless ikke klatret i luften og gjemte seg i krøllene, å finne der. Denne prosessen, som ble ledsaget av arvelig variabilitet og naturlig utvalg og fortsatte i tusenvis av år, førte til en reduksjon i tallet på disse øyene av langhevede insekter og fremveksten av enkeltpersoner med rudimentære vinger og blodløse insekter. Naturlig utvalg som sikrer forekomsten og utviklingen av nye funksjoner, og egenskaper av organismer kalles flytting av valg.

Di-binding

Di-binding- Dette er en form for naturlig utvalg, som fører til utformingen av en rekke polymorfe former, som er forskjellig fra hverandre i pre-tilfeller av en populasjon.

Naturlig utvalg er en prosess som opprinnelig er definert av Charles Darwin som fører til overlevelse og fortrinnsvis reproduksjon av mer tilpasset disse forholdene til enkeltpersoner med nyttige arvelige egenskaper. I samsvar med teorien om darwin og moderne syntetisk evolusjonsteori er hovedmaterialet for naturlig utvalg tilfeldig arvelige endringer - rekombinering av genotyper, mutasjoner og deres kombinasjon.

I fravær av en seksuell prosess, fører naturlig utvalg til en økning i andelen av denne genotypen i neste generasjon. Imidlertid er det naturlige utvalget av "blind" i den forstand at den "vurderer" ikke genotyper, men fenotyper, og preferanseoverføring av individer av individer med nyttige funksjoner skjer uavhengig av om disse funksjonene er arvet.

Det er forskjellige klassifikasjoner av valgformer. En klassifisering er mye brukt, basert på arten av effekten av utvalgsformer på variabiliteten i befolkningen.

Flytting av valg - form av naturlig utvalg, som fungerer med rettetes forandring i forholdene i det ytre miljø. Darwin og Wallace beskrevet. I dette tilfellet mottar personer med funksjoner som avbøyer på en bestemt side av gjennomsnittlig verdi fordeler. I dette tilfellet blir andre variasjoner av funksjonen (dets avvik i motsatt retning fra gjennomsnittsverdien) blir utsatt for negativt utvalg. Som et resultat, i en populasjon i generasjon til generasjon, blir det gjennomsnittlige karakteristiske skiftet skiftet i en bestemt retning. I dette tilfellet bør presset på kjørevalget reagere på befolkningens adaptive evner og hastigheten på mutasjonsendringer (ellers kan transpresset i mediet føre til utryddelse).

Et eksempel på handlingen av kjørevalget er "industriell melanisme" i insekter. "Industriell melanisme" er en kraftig økning i andelen Melanyst (har en mørk farge) av enkeltpersoner i de populasjonene av insekter (for eksempel sommerfugler), som bor i industriområder. På grunn av de industrielle effektene av koffertene i trærne, ble mørk, og lette Lichens ble drept, og derfor har lyse sommerfugler blitt bedre synlige for fugler, og mørk - verre. I det 20. århundre, i en rekke distrikter, nådde andelen mørkmalte sommerfugler i noen velstudierte populasjoner av Birch Spin i England 95%, mens for første gang ble den mørke sommerfuglen (Morfa Carbonaria) fanget i 1848.

Kjøringsvalget utføres når miljøvennlig forandret eller tilpasning til nye forhold når det utvider rekkevidden. Den beholder arvelige endringer i en bestemt retning ved å bevege seg, henholdsvis og reaksjonshastigheten. For eksempel, når du utforsker jorda som habitater, ble forskjellige ikke-stive grupper av dyreparker til fortøyning.

Stabiliserende utvalg - Formen av naturlig utvalg der dets handlingen er rettet mot personer som har ekstreme avvik fra den gjennomsnittlige normen, til fordel for enkeltpersoner med den gjennomsnittlige alvorlighetsgraden av funksjonen. Konseptet med et stabiliserende utvalg introdusert i vitenskapen og analyserte I.I. Shmalhausen.

En rekke eksempler på stabiliseringsvalg i naturen er beskrevet. For eksempel, ved første øyekast ser det ut til at det største bidraget til neste generasjons genbasseng skal være laget av personer med maksimal fecundity. Imidlertid viser observasjoner av naturlige befolkninger av fugler og pattedyr at det ikke er det. Jo flere kyllinger eller unger i reiret, jo vanskeligere er det å fylle dem, jo \u200b\u200bmer og mindre og svakere. Som et resultat er enkeltpersoner med middels fruktbarhet mest tilpasset.

Utvalget til fordel for gjennomsnittlige verdier ble oppdaget av mange tegn. I pattedyr dør nyfødte med svært lave og svært høye vekter som ofte dør ved fødselen eller i de første ukene av livet enn nyfødte med middels vekt. Regnskap på vingens størrelse i Sparrow, som døde etter stormen i 50-tallet i nærheten av Leningrad, viste at de fleste hadde for små eller for store vinger. Og i dette tilfellet viste de mest tilpassede middels individer ut.

DIPORT (BREATINGED) STILING - form av naturlig utvalg der vilkårene favoriserer to eller flere ekstreme varianter (retninger) av variabilitet, men favoriserer ikke den mellomliggende, mellomstaten av funksjonen. Som et resultat kan flere nye skjemaer fra en kilde vises. Darwin beskrev handlingen av et diorgetisk utvalg, og trodde at den ligger til grunn for divergensen, selv om han ikke kunne få bevis på sin eksistens i naturen. Dizupative utvalg bidrar til fremveksten og vedlikeholdet av polymorfisme av populasjoner, og i noen tilfeller kan årsaken til spesifikasjonen være forårsaket.

En av de mulige situasjonene i naturen der det deffifriative utvalget trer i kraft - når en polymorfinpopulasjon opptar inhomogen habitat. Samtidig tilpasser forskjellige former ulike økologiske nisjer eller subnishams.

Et eksempel på et diorrativt utvalg er dannelsen av to løp av brasammen til stor på høen enger. Under normale forhold dekker timingen av blomstring og modning av frø fra denne planten hele sommeren. Men på Hay Meadows er frøene overveiende plantene som har tid til å foulle og ruting enten før poseperioden, eller blomstre på slutten av sommeren, etter bue. Som et resultat er to løpsløp dannet - tidlig og senere pusting.

Di-bindingsvalg ble utført kunstig i eksperimenter med drosophylas. Utvalget ble gjennomført i antall børster, bare enkeltpersoner med et lite og stort antall børster ble igjen. Som et resultat, fra ca 30. generasjon, diverste to linjer veldig mye, til tross for at fluene fortsatte å krysse hverandre, og utførte utvekslingen av gener. I en rekke andre eksperimenter (med planter) forhindret intensiv kryssing den effektive virkningen av diorrativt utvalg.

Valg - Dette er et naturlig utvalg for suksess i reproduksjon. Overlevelse av organismer er en viktig, men ikke den eneste delen av naturlig utvalg. En annen viktig komponent er attraktiviteten for motsatt kjønn. Darwin kalte dette fenomenet med seksuelt utvalg. "Denne form for utvelgelse bestemmes ikke av kampen for eksistensen i forholdet til organiske skapninger mellom seg selv eller med eksterne forhold, men rivalisering mellom individer av ett kjønn, vanligvis av menn, for besittelse av andre kjønn." Tegn som reduserer levedyktigheten til deres transportører kan forekomme og spre seg om fordelene de gir i suksessen med reproduksjon, er betydelig høyere enn deres mangler for overlevelse. To hovedhypoteser på sexvalgsmekanismer ble foreslått. Ifølge hypotesen om "gode gener", de kvinnelige "snakker" som følger: "Hvis denne mannen, til tross for hans lyse fjerdedel og en lang hale, klarte på en eller annen måte å dø i paws av en rovdyr og leve til puberteten, da Derfor har han gode gener som tillot ham å gjøre det. Så det skal velges som en far for sine barn: Han vil gi dem sine gode gener. " Velge lyse menn, kvinner velger gode gener for deres etterkommere. Ifølge hypotesen av "attraktive sønner" er logikken til utvalg av kvinner noe annerledes. Hvis lyse menn, av en eller annen grunn, er attraktive for kvinner, er det verdt å velge en lys far for deres fremtidige sønner, fordi hans sønner vil arve generene til lyse farger og vil være attraktivt for kvinner i neste generasjon. Dermed oppstår en positiv tilbakemelding, noe som fører til det faktum at fra generasjon til generasjon er lysstyrken på menns fjerning i stadig større grad mer og mer. Prosessen fortsetter å øke til den når grensen for vitalitet. I valget av menn er kvinner ikke mer og ikke mindre logisk enn i all annen oppførsel. Når dyret føles tørst, hevder det ikke at han skal drikke vann for å gjenopprette vannsaltbalansen i kroppen - det går på vann, fordi det føles tørst. På samme måte følger kvinner, som velger lyse menn, deres instinkter - de liker lyse haler. Alle de som instinkt foreslo en annen oppførsel, de forlot ikke avkom. Dermed diskuterte vi ikke logikken til kvinner, men logikken til kampen for eksistensen og naturlig utvalg - den blinde og automatiske prosessen, som, som stod konstant fra generasjon til generasjon, dannet alt det fantastiske utvalget av former, malerier og instinkter som Vi observerer World of Wildlife.

Naturlig utvalg er en naturlig prosess, hvor bare de som har kvaliteter som bidrar til vellykket gjengivelse av seg selv, lagres i tide fra alle levende organismer. Ifølge ideene til den syntetiske teorien om evolusjon, er naturlig utvalg en av de viktigste evolusjonsfaktorene.

Naturlig utvalgsmekanisme

Tanken om at i villmarken er det en mekanisme som ligner på kunstig utvalg, uttrykte først engelsk forskere Charles Darwin og Alfred Wallace. Essensen av deres ideer er at for fremveksten av vellykkede skapninger, forstår naturen ikke nødvendigvis og analyserer situasjonen, men du kan handle tilfeldig. Det er nok å skape et bredt spekter av en rekke individer - og til slutt overleve de mest tilpassede.

1. Først vises en person med nye, helt tilfeldige egenskaper

2. Så viser det seg å være eller ikke i stand til å forlate avkom, avhengig av disse egenskapene

3. Endelig, hvis utfallet av forrige fase er positiv, etterlater det avkommet og dets etterkommere arver nye oppkjøp

For tiden, delvis, den naive utsikten over Darwin selv var delvis omarbeidet. Så, Darwin representerte at endringer skulle skje veldig jevnt, og spekteret av variabilitet er kontinuerlig. I dag er imidlertid mekanismene for naturlig utvalg forklart av genetikk, noe som gjør noe originalitet på dette bildet. Mutasjoner i gener som arbeider ved første fase av prosessen beskrevet ovenfor, er signifikant diskrete. Det er imidlertid klart at hovedens essens av ideen om Darwin forblir uendret.

Former for naturlig utvalg

Flytting av valg - form av naturlig utvalg, når miljøforholdene bidrar til en bestemt retning for å endre karakteristikk eller gruppefunksjoner. Samtidig er andre muligheter for å endre skiltet negative. Som et resultat, i befolkningen i generasjon til generasjon, oppstår gjennomsnittsverdiene av funksjonen i en bestemt retning. I dette tilfellet bør presset på kjørevalget reagere på befolkningens adaptive evner og hastigheten på mutasjonsendringer (ellers kan transpresset i mediet føre til utryddelse).

Et moderne tilfelle av kjørevalg er den "industrielle melanismen til engelske sommerfugler". "Industriell melanisme" er en kraftig økning i andelen melanistiske (har en mørk farge) av individer i de populasjonene av sommerfugler som bor i industriområder. På grunn av de industrielle effektene av koffertene i trærne, ble mørk, og lette Lichens ble drept, og derfor har lyse sommerfugler blitt bedre synlige for fugler, og mørk - verre. I det 20. århundre, i en rekke områder, nådde andelen mørkmalte sommerfugler 95%, mens den første gangen den mørke sommerfuglen (Morfa Carbonaria) ble fanget i 1848.

Kjøringsvalget utføres når miljøvennlig forandret eller tilpasning til nye forhold når det utvider rekkevidden. Den beholder arvelige endringer i en bestemt retning, som beveger seg tilsvarende og reaksjonshastigheten. For eksempel, når jorda blir mestret, da habitatet blant ulike ikke-stive grupper av dyr lemmer forvandlet seg til mye.

Stabiliserende utvalg - form for naturlig utvalg, hvor handlingen er rettet mot personer med ekstreme avvik fra gjennomsnittlig norm, til fordel for enkeltpersoner med gjennomsnittlig alvorlighetsgrad av funksjonen.

En rekke eksempler på stabiliseringsvalg i naturen er beskrevet. For eksempel, ved første øyekast ser det ut til at det største bidraget til neste generasjons genbasseng skal være laget av personer med maksimal fecundity. Imidlertid viser observasjoner av naturlige befolkninger av fugler og pattedyr at det ikke er det. Jo flere kyllinger eller en ung i reiret, jo vanskeligere er det å falme, jo mer mindre og svakere enn dem. Som et resultat er enkeltpersoner med middels fruktbarhet mest tilpasset.

Utvalget til fordel for gjennomsnittlige verdier ble oppdaget av mange tegn. I pattedyr dør nyfødte med svært lave og svært høye vekter som ofte dør ved fødselen eller i de første ukene av livet enn nyfødte med middels vekt. Regnskap for størrelsen på vingene i fuglene som døde etter at stormen viste at de fleste av dem hadde for små eller for store vinger. Og i dette tilfellet viste de mest tilpassede middels individer ut.

DIPORT (BREATINGED) STILING - form av naturlig utvalg der vilkårene favoriserer to eller flere ekstreme varianter (retninger) av variabilitet, men favoriserer ikke den mellomliggende, mellomstaten av funksjonen. Som et resultat kan flere nye skjemaer fra en kilde vises. Dizupative utvalg bidrar til fremveksten og vedlikeholdet av polymorfisme av populasjoner, og i noen tilfeller kan årsaken til spesifikasjonen være forårsaket.

Et eksempel på et dioretisk utvalg er dannelsen av to løp av eng i hay enger. Under normale forhold dekker timingen av blomstring og modning av frø fra denne planten hele sommeren. Men på Hay Meadows er frøene overveiende plantene som har tid til å foulle og ruting enten før poseperioden, eller blomstre på slutten av sommeren, etter bue. Som et resultat er to løpsløp dannet - tidlig og senere pusting.

Di-bindingsvalg ble utført kunstig i eksperimenter med drosophylas. Utvalget ble gjennomført i antall børster, bare individer ble igjen med en liten og stor mengde børster. Som et resultat, fra ca 30. generasjon, diverste to linjer veldig mye, til tross for at fluene fortsatte å krysse hverandre, og utførte utvekslingen av gener. I en rekke andre eksperimenter (med planter) forhindret intensiv kryssing den effektive virkningen av diorrativt utvalg.

Skjæring - form for naturlig utvalg. Handlingen er motsatt til positivt utvalg. Skjæringsvalget valgt fra befolkningen Det overveldende flertallet av enkeltpersoner som bærer tegn, reduserer kraftig levedyktighet under disse forholdene i mediet. Ved hjelp av et skjærevalg fra befolkningen fjernes svært skadelige alleler. Også skjærevalget kan være underlagt enkeltpersoner med kromosomale perestroiner og et sett med kromosomer, dramatisk brudd på den normale driften av det genetiske apparatet.

Positivt utvalg - form for naturlig utvalg. Handlingen er motsatt til å kutte av valget. Et positivt utvalg øker i befolkningen Antall individer med nyttige funksjoner som øker levedyktigheten av arten som helhet. Ved hjelp av positivt utvalg og skjærevalg, blir det gjort en endring i arter (og ikke bare ved å ødelegge unødvendige personer, da bør enhver utvikling stoppe, men dette skjer ikke). Blant eksemplene på et positivt utvalg: Scarecrow of Archeopteryix kan brukes som svinger, og de fylte svalene eller måker kan ikke. Men de første fuglene fløy bedre arkeopterix.

Et annet eksempel på et positivt utvalg er fremveksten av rovdyr som er bedre enn deres "mentale evner" av mange andre varmblodige. Eller utseendet på slike reptiler som krokodiller med et fire-kammerhjertet og i stand til å leve både på jorden og i vann.

Paleontologist Ivan Efremov hevdet at personen passerte ikke bare valget for bedre tilpasning til miljøforholdene, men også "valget for sosialitet" - de overlevde de samfunnene hvis medlemmer bedre støttet hverandre. Dette er et annet eksempel på positivt utvalg.

Private retninger av naturlig utvalg

· Overlevelse av arter og populasjoner er mest tilpasset for habitat, for eksempel arter som har gjær i vann, da tilpasningsevnen lar deg vinne kampen for overlevelse.

· Overlevelse av fysisk sunne organismer.

· Overlevelse av fysisk sterkeste organismer, siden den fysiske kampen for ressurser er en integrert del av livet. Det betyr noe i intraspesifikk kamp.

· Overlevelse av de mest seksuelt vellykkede organismer, siden seksuell reproduksjon er den dominerende reproduksjonsmetoden. I dette tilfellet kommer sexvalget til virksomheten.

Imidlertid er alle disse sakene private, og det viktigste er fortsatt vellykket i tide. Derfor brytes noen ganger disse retningene for grunnlagets skyld.

Rollen som naturlig utvalg i evolusjonen

C. Darwin trodde det naturlige valget av den grunnleggende faktoren i utviklingen av levende (avl i biologi). Akkumulering På slutten av 19-tallet - tidlig 20. århundre informasjon om genetikk, spesielt den diskrete naturen av arven av fenotypiske tegn, presset mange forskere for å revidere den angitte tezis av Darwin: Genotype-mutasjonene (Mutationismen G. de Frise, Solitarism . ble ansett som ekstremt viktige evolusjonsfaktorer. Goldsmitda og andre). På den annen side førte åpningen av kjente korrelasjoner blant tegnene på relaterte arter (loven om homologer) Ni Vavilov til formuleringen av evolusjonens hypoteser på grunnlag av mønstre, og ikke tilfeldig variabilitet (nomogenesen LS Berg, batmogenese Ed Kopa og Dr.). I 1920-1940 G. G. I den evolusjonære biologien ble interesse for avlsteorier gjenopplivet på grunn av syntese av klassisk genetikk og teorien om naturlig utvalg.

Designet som følge av denne syntetiske teorien om evolusjon (STE), ofte referert til som ineodarvinisme, er avhengig av en kvantitativ analyse av hyppigheten av alleler i populasjoner som varierer under påvirkning av naturlig utvalg. Likevel, oppdagelsen av de siste tiårene i ulike områder av vitenskapelig kunnskap - fra molekylærbiologi med dens teori om nøytrale mutasjoner M. Kimura og paleontologi med sin teori om intermitterende likevekt SJ Goudda og N. Eldridge (hvor arten er forstått som en Relativt statisk fase av evolusjonær prosess) til matematikk med sin teori om bifurcations og faseoverganger - indikerer insuffisience av den klassiske STE for en tilstrekkelig beskrivelse av alle aspekter av biologisk evolusjon. Diskusjonen om ulike faktorer i evolusjonen fortsetter i dag, og den evolusjonære biologien nærmet seg behovet for sin neste, tredje syntese.

Fremveksten av tilpasning som følge av naturlig utvalg

Tilpasninger er egenskapene og tegnene på organismer som gir tilpasning til miljøet der disse organismer lever. Tilpasning kalles også prosessen med inventar. Ovenfor undersøkte vi hvordan noen tilpasninger oppstår som følge av naturlig utvalg. Befolkningen av bjørk-edderkopper tilpasset de endrede eksterne forholdene på grunn av akkumulering av mørke fargemutasjoner. I populasjonene av en person som bor i de malariske områdene, oppstod tilpasningen på grunn av spredningen av mutasjon av seglcelleanemi. Og i det, i et annet tilfelle, oppnås tilpasning av virkningen av naturlig utvalg.

I dette tilfellet er utvalgsmaterialet arvelig variabilitet akkumulert i populasjoner. Siden forskjellige populasjoner er forskjellige fra hverandre av et sett av akkumulerte mutasjoner, tilpasser de seg annerledes på forskjellige måter til de samme miljøfaktorene. Dermed ble afrikanske populasjoner tilpasset liv i malariaområdene på grunn av akkumulering av mutasjoner av sicle-cellanemi Hb s, og i populasjoner som befinner seg i Sørøst-Asia, ble motstandsmessigheten dannet basert på akkumulering av en rekke andre mutasjoner, som i Homozygot tilstand forårsaker også blodsykdommer i homozygot tilstand og i heterozygote - gi beskyttelse mot malaria.

Disse eksemplene illustrerer rollen som naturlig utvalg i dannelsen av tilpasninger. Det er imidlertid nødvendig å forstå at disse er spesielle tilfeller av relativt enkle tilpasninger som følge av den selektive reproduksjon av bærere av enkelt "nyttige" mutasjoner. Det er usannsynlig at de fleste tilpasninger oppstod på denne måten.

Pontrery, advarsel og imitativ maleri. Vurder for eksempel slike utbredt tilpasninger som et patronage, advarsel og imitativ maleri (Mimicry). Patronage av farge gjør det mulig for dyr å bli umerkelig, sammenslåing med substratet. Noen insekter er utrolig lik bladene på trærne, som de bor på, andre ligner tørket kvister eller pigger på trunksene av trær. Disse morfologiske tilpasningene suppleres med atferdsmessige tilpasninger. Insekter velger å dekke nøyaktig de stedene hvor de er mindre merkbare.

Inedible insekter og giftige dyr - slanger og frosker, har en lys, advarselsfarge. Predator, en gang møtt med et slikt dyr, i lang tid forbinder denne typen farge med fare. Dette brukes av noen unionsdyr. De skaffer seg slående likheter med giftig, og dermed reduserer faren mot rovdyr. Det imiterer maleriet av viperen, flymen imiterer biet. Dette fenomenet kalles mimicry.

Hvordan oppsto alle disse fantastiske enhetene? Det er usannsynlig at en enkelt mutasjon kan gi en slik nøyaktig kamp mellom insektfløyen og et levende ark, mellom fly og bi. Det er utrolig at den eneste mutasjonen gjør det patroniserende malte insektet som gjemmer seg på disse blader som det virker. Åpenbart oppstod slike tilpasninger som en nedlatende og advarselsfarge og mimikry gjennom det gradvise utvalget av alle de små avvikene i form av kroppen, i fordelingen av visse pigmenter, i medfødt oppførsel, som eksisterte i populasjoner av forfedrene til disse dyrene . En av de viktigste egenskapene til naturlig utvalg er dens kumulativitet - dens evne til å akkumulere og styrke disse avvikene i en rekke generasjoner, metoden for endringer i individuelle gener og kontrollerte organismer.

Det mest interessante og vanskelige problemet er de opprinnelige stadiene av tilpasning. Det er klart hvilke fordeler som gir nesten den ideelle likheten til Mantis med tørr tispe. Men hvilke fordeler kan være på sin fjerne forfedre, som bare nøyaktig lignet tispe? Er rovdyr så dumme at de kan være så lett lurt? Nei, rovdyr er ikke dumme, og naturlig utvalg fra generasjon til generasjon "lærer" dem alle bedre og bedre gjenkjenne triksene i deres byttedyr. Selv den ideelle likheten til moderne Mantis med en tispe gir ikke ham en 100 prosent garanti for at ingen fugl ikke vil merke ham. Imidlertid er hans sjanser til å unnslippe fra rovdyret høyere enn det for et insekt med mindre perfekt patroniserende farge. Også på hans fjerne forfedre, bare litt som en tispe, var sjansene for livet noe høyere enn hos hans slektning i det hele tatt på tispe ikke. Selvfølgelig, en fugl som sitter ved siden av ham, vil det lett legge merke til det på en klar dag. Men hvis dagen er tåket, hvis fuglen ikke setter seg ned neste, men flyr forbi og bestemmer seg for ikke å bruke tid på hva som kan være en mantil, men kanskje en tispe, beholder den minste likheten livet til denne knapt merkbare likhet. Hans etterkommere som vil arve denne minimale likheten vil være mer mange. Deres andel i befolkningen blir mer. Dette vil komplisere fuglens levetid. Blant dem vil være mer vellykkede de som akkurat vil gjenkjenne forkledd gruvedrift. Prinsippet om den røde dronningen trer i kraft, som vi diskuterte i avsnitt dedikert til eksistensskampen. For å bevare fordelen i kampen for livet, oppnådd på grunn av minimal likhet, må dannelsen av offeret endres.

Naturlig utvalg plukker opp alle de minste endringene som styrker likheten i fargestoffer og former med et substrat, likhet mellom spiselige synspunkter og den uløsriske utsikten som han imiterer på. Det bør huskes at ulike typer rovdyr bruker forskjellige metoder for å søke etter gruvedrift. Noen er oppmerksom på skjemaet, andre på fargestoffer, alene har fargesyn, andre er ikke. Derfor forbedrer naturlig utvalg automatisk, så langt som mulig, likheten mellom simulatoren og modellen og fører til de fantastiske tilpasningene som vi observerer dyrelivet.

Fremveksten av komplekse tilpasninger

Mange tilpasninger imponerer nøye gjennomtenkt og retningsbestemt planlagte enheter. Hvordan en så kompleks struktur som persons øye kunne oppstå gjennom naturlig utvalg av tilfeldige oppstartende mutasjoner?

Forskere tyder på at utviklingen av øyet begynte med små grupper av lysfølsomme celler på overflaten av kroppen av våre svært fjerne forfedre som levde ca 550 millioner år siden. Evnen til å skille lys og mørke var definitivt nyttig for dem, økte deres sjanser for livet i forhold til deres helt blinde slektninger. Ved et uhell fremvoksende krumning av "visuell" overflateforbedret syn, tillot dette å bestemme retningen til lyskilden. Et øye glass dukket opp. Nylig fremvoksende mutasjoner kan føre til en innsnevring og utvidelse av åpningen av øyekjertelen. Den innsnevrige gradvis forbedret syn - lyset begynte å passere gjennom en smal membran. Som du kan se, har hvert trinn økt tilpasningen av de individer som endret seg i "riktig" retning. De lysfølsomme cellene ble dannet av netthinnen. Over tid ble en linsefunksjon dannet på forsiden av øyebollet i forsiden av øyebollet. Det ser ut til å virke som en gjennomsiktig tolags struktur fylt med væske.

Forskere prøvde å simulere denne prosessen på datamaskinen. De viste at øyet, som ligner på Mollusks kompleks øye, kunne oppstå fra et lag med fotofølsomme celler med et relativt mykt utvalg av bare 364.000 generasjoner. Med andre ord, dyr hvis generasjonsendringer oppstår hvert år, kan danne et fullt utviklet og optisk perfekt øye på mindre enn en halv million år. Denne svært kortsiktige for evolusjonen, hvis vi anser at mollusks gjennomsnittsalder er lik flere millioner år.

Alle estimerte stadier av utviklingen av det menneskelige øye vi kan oppdage blant de nå levende dyrene. Evolusjonen av øyet gikk til forskjellige måter i forskjellige typer dyr. Takket være det naturlige utvalget, er det mange forskjellige former for øyet, og det menneskelige øye - bare en av dem, og ikke den mest perfekte

Hvis du nøye vurderer utformingen av personens øye og andre vertebrate dyr, kan du finne en rekke merkelige inkonsekvenser. Når lyset kommer inn i en persons øye, passerer den gjennom en linse og går inn i de lysfølsomme cellene i netthinnen. Lyset er tvunget til å bryte gjennom det tykke nettverket av kapillærer og nevroner for å komme på fotoreceptorlaget. Det er ikke overraskende, men nerveendene er egnet for lysfølsomme celler som ikke er bakfra, men foran! Videre samles nerveendene i den optiske nerven, som avgår fra midten av netthinnen, og skaper dermed et blind punkt. For å kompensere for skyggen av fotoreceptorer med nevroner og kapillærer og bli kvitt det blinde stedet, beveger øyet vårt stadig ved å sende en rekke forskjellige fremskrivninger av det samme bildet til hjernen. Hjernen vår produserer de mest kompliserte operasjonene, som bretter disse bildene, subtraherer skygger og beregner det virkelige bildet. Alle disse vanskelighetene kunne vært unngått hvis nerveendene nærmet seg nevronene ikke foran, og bak som for eksempel på blekksprut.

Den ufullkommenheten til vertebratenes øye skjuler lyset på evolusjonsmekanismer ved naturlig utvalg. Vi har gjentatte ganger snakket om det faktum at valget alltid opererer "her og nå." Det sorterer forskjellige alternativer for eksisterende strukturer, velger og legger sammen det beste av dem: det beste "her og nå", uansett hvilke disse strukturene kan bli en fjern fremtid. Derfor bør nøkkelen til forklaringen og perfeksjonen og ufullkommenhetene i moderne strukturer søkt tidligere. Forskere mener at alle moderne vertebrater skjedde fra dyr av lignende lancing. På lanseringen er lysfølsomme nevroner plassert i den fremre enden av nervøsrøret. Før dem er de nervøse og pigmentcellene, som dekker fotoreceptorene fra innløpets lys. Lanktop tar lette signaler som kommer fra sidene av dens gjennomsiktige kropp. Det er mulig å tro at den generelle forfedre av vertebraløyet ble arrangert på en lignende måte. Da begynte denne flate strukturen å bli omgjort til øyeglasset. Forsiden av nervøse røret ble strømmet innvendig, og nevroner, som var foran reseptorceller, var på toppen av dem. Prosessen med utviklingen av øyet i embryoene til moderne vertebrater i en viss forstand reproduserer sekvensen av hendelser som fant sted i den fjerne fortiden.

Evolusjonen skaper ikke nye design "fra rent ark", det endres (ofte endringer ukjente) gamle strukturer, slik at hvert trinn av disse endringene er adaptive. Enhver endring bør øke tilpasningsevnen til sine bærere eller, i det minste, for ikke å redusere det. Denne funksjonen i evolusjonen fører til den jevne forbedringen av ulike strukturer. Det er grunnen til ufullkommenheten til mange tilpasninger, rare inkonsekvenser i strukturen av levende organismer.

Det bør imidlertid huskes at alle tilpasningene, det ville være ingen relativ karakter for seg selv. Det er klart at utviklingen av evnen til å fly, ikke er veldig godt kombinert med evnen til å løpe raskt. Derfor er fugler som besitter de beste evnene i flyet er dårlige løpere. Tvert imot, strictrices som ikke er i stand til å fly, perfekt kjøre. Tilpasningen til visse forhold kan være ubrukelige eller til og med skadelige når nye forhold vises. Imidlertid endrer habitater stadig og noen ganger svært kraftig. I disse tilfellene kan de akkumulerte tilpasningene gjøre det vanskelig å danne nytt, noe som kan føre til utryddelse av store grupper av organismer, da det skjedde mer enn 60-70 millioner år siden med en gang svært mange og mangfoldige dinosaurer.

Evolusjon er vinnerens historie, og det naturlige utvalget er en upartisk dommer, avgjørende som skal leve, og hvem som skal dø. Eksempler på naturlig utvalg overalt: Alle forskjellige levende vesener på vår planet er et produkt av denne prosessen, og en person er ikke noe unntak. Det er imidlertid mulig å argumentere for en person, fordi han lenge har vært vant til å være vert for en vert på disse områdene som tidligere var de hellige naturens naturlige natur

Hvordan virker det naturlige utvalget

Denne problemfrie mekanismen er en grunnleggende prosess for evolusjon. Hans handling gir vekst i befolkningen Antallet individer som har et sett av de fleste gunstige tegn som gir maksimal kondisjon til levekårene i miljøet, og samtidig en nedgang i antall mindre tilpassede personer.

Begrepet "naturlig utvalg" av vitenskapen er forpliktet til Charles Darwin, som sammenlignet denne prosessen med kunstig utvalg, det vil si valg. Forskjellen mellom disse to artene består bare av hvem som virker som dommer når man velger visse egenskaper av organismer - en person eller habitat. Når det gjelder "arbeidsmaterialet", i begge tilfeller er disse små arvelige mutasjoner som akkumuleres eller tvert imot er utryddet i neste generasjon.

Teorien, utviklet av Darwin, var utrolig dristig, revolusjonerende, selv skandaløs for sin tid. Men nå, det naturlige utvalget forårsaker ikke tvil i den vitenskapelige verden, dessuten kalles det en "selvsagt" mekanisme, siden dens eksistens logisk følger fra tre ubestridelige fakta:

Levende organismer produserer åpenbart mer avkom, som kan overleve og formere seg videre;
Absolutt alle organismer er utsatt for arvelig variabilitet;
Levende organismer som er utstyrt med forskjellige genetiske funksjoner, overlever og multipliserer med ulik suksess.

Alt dette bestemmer den harde konkurransen mellom alle levende organismer, som driver evolusjonen. I naturen, den evolusjonære prosessenSom regel tar det sakte, og i det kan du velge følgende trinn:

Prinsipper for klassifisering av naturlig utvalg

I retning av handling, positive og negative (skjære) typer naturlig utvalg utmerker seg.

Positivt

Handlingen er rettet mot konsolidering og utvikling av nyttige funksjoner og bidrar til en økning i befolkningen av enkeltpersoner med disse funksjonene. Således, i bestemte arter, fungerer det positive utvalget for å øke sin levedyktighet, og på omfanget av hele biosfæren - på gradvis komplikasjon av strukturen av levende organismer, som er godt illustrert av hele evolusjonærprosessenes historie. For eksempel, Å øke millioner av år Transformasjon Zabrol I noen arter av gammel fisk fulgte i mellomøret i amfibier prosessen med "tilgang til land" av levende organismer i forholdene til sterkeste synger og tidevann.

Negativ

I motsetning til det positive gjør skjæringsvalgene de individer som bærer skadelige tegn som er i stand til å redusere dyrebarheten betydelig i eksisterende miljøforhold. Denne mekanismen virker som et filter som ikke savner de mest skadelige alleler og ikke tillater videreutvikling.

For eksempel, når med utviklingen av tommel på armen til forfedre til en person, lærte den intelligente mannen å brette børsten i en knyttneve og bruke den i kamper mot hverandre, individet med skjøre skilpadder begynte å dø av Skader på hodet (som det fremgår av arkeologiske funn), og etterlater levende plass til enkeltpersoner med sterkere skilpadder.

Klassifisering er også veldig vanligsom kommer fra arten av effekten av valget på variabiliteten i befolkningen:

flytting;
stabiliserende;
destabilisering;
di-grad (bursting);
seksuell.

Flytting

Kjøringsformen av naturlig utvalg sys ut mutasjoner med en mening av midtfunksjonen, erstatter dem med mutasjoner med en annen gjennomsnittsverdi av samme funksjon. Som et resultat, for eksempel, er det mulig å spore en økning i størrelsen på dyrene fra generasjon til generasjon - det skjedde med pattedyrene, som ble oppnådd av terrestrisk dominans etter døden av dinosaurer, inkludert forfedrene til en person. Andre former for liv, tvert imot, redusert betydelig i størrelse. Dermed var de gamle dragonflies i forholdene med økt oksygeninnhold i atmosfæren gigantisk sammenlignet med moderne størrelser. Det samme gjelder for andre insekter.

Stabiliserende

I motsetning til kjøringen søker han å bevare de eksisterende funksjonene og manifesteres i tilfeller av langsiktig bevaring av miljøforhold. Eksempler kan tjene som arten som er kommet ned til oss fra antikken, er nesten uendret: krokodiller, mange typer maneter, gigantisk sequoia. Det finnes også slike arter som eksisterer praktisk talt uten endring, millioner av år: Dette er den gamle ginkgoanlegget, en direkte etterkommer av førstehodet Gatteria, Lathemeria (Cystheye Fish, som mange forskere vurderer "mellomliggende lenke" mellom fisk og amfibier).

Stabiliserende og kjørevalg fungerer i et bunt og er to parter i en enkelt prosess. Kjøring søker å opprettholde mutasjoner, den mest vinnende i de skiftende miljømiljøene, og når disse forholdene er stabilisert, vil prosessen ende med den beste tilpassede form. Det er et stabiliserende utvalg. - Det sparer disse genotypene som er testet og gir ikke opp til å formere seg med mutantformer som avviker fra den samlede normen. Det er en innsnevring av reaksjonshastigheten.

Destabiliserende

Det oppstår ofte slik at den økologiske nisjen okkupert av noe slag ekspanderer. I slike tilfeller vil en bredere reaksjonshastighet være nyttig for overlevelse av denne typen. I forholdene til heterogeniteten til mediet er prosessen motsatt til stabiliseringsvalget: fordelen oppnås med en bredere reaksjonshastighet. For eksempel forårsaker heterogen belysning av reservoaret en bred variasjon i fargen på froskene som bor i den, og i reservoarer som ikke varierer i ulike farger, alle froskene på omtrent en farge som fremmer deres forkledning (resultatet av stabiliseringsvalget).

Di-Torrative (Bursting)

Det er mange populasjoner som varierer i polymorfisme - Sameksistens innen en type to eller til og med flere skjemaer på et hvilket som helst tegn. Dette fenomenet kan skyldes ulike årsaker, både naturlig og antropogen opprinnelse. For eksempel, uønskede tørke soppHvem faller ut i løpet av sommeren førte til utviklingen av vår og høstarter, og Haynekeos, kom også på dette tidspunktet på andre områder, førte til at i noen typer urter, frøene av frøene modner tidlig, Og andre - sent, det er før og etter Senokosa.

Seksuell

Et herskapshus er i denne raden med logisk rimelige prosesser med seksuelt utvalg. Dens essens er at representanter for en type (vanligvis det er menn) konkurrerer mellom seg i kampen for retten til å fortsette den typen . Samtidig utvikler de ofte de tegnenesom påvirker deres shisiabilitet negativt. Et klassisk eksempel er en påfugl med sin luksuriøse hale som ikke har noen praktisk fordel, dessuten gjør det merkbart for rovdyr og kan forstyrre bevegelsen. Den eneste funksjonen er å tiltrekke seg en kvinne, og den oppfyller denne funksjonen med suksess. Det er to hypoteser, forklarer en kvinnelig valgmekanisme:

Hypotesen om "gode gener" - kvinnen velger faren til fremtidig avkom, basert på evnen til å overleve selv med en slik imperativ eksistens av sekundære seksuelle tegn;
Hypotesen av attraktive sønner - den kvinnelige søker å produsere vellykkede etterkommere av den mannlige gulvet, bevare farenes høner.

Det seksuelle utvalget er av stor betydning for evolusjonen, fordi hovedmålet for enkeltpersoner av noe slag ikke er å overleve, men forlater avkom. Mange typer insekter eller fisk dør umiddelbart så snart dette oppdraget er oppfylt - det ville ikke være noe liv på planeten uten det.

Det vurderte evolusjonsverktøyet kan beskrives som en endeløs bevegelsesbehandling mot en uoppnåelig ideal, fordi miljøet nesten alltid er i trinn - en annen foran sine innbyggere: det som er oppnådd i går, endrer seg i dag for å komme seg ut av tiden i morgen.

Ideen om å sammenligne kunstig og naturlig utvalg er at i naturen valget av de mest "vellykkede", er de "beste" organismene også forekommende, men i dette tilfellet, ikke en person, men habitatet, er rollen som " appraiser "av eiendommer. I tillegg er materialet for både naturlig og kunstig utvalg små arvelige endringer som akkumuleres fra generasjon til generasjon.

Naturlig utvalgsmekanisme

I prosessen med naturlig utvalg er mutasjoner fastslått, og øker kondisjonen til organismer til miljøet. Naturlig utvalg kalles ofte en "selvsagt" mekanisme, siden det følger av slike enkle fakta som:

Organismer produserer etterkommerne mer enn de kan overleve;
I befolkningen i disse organismene er det arvelig variabilitet;
Organismer som har forskjellige genetiske egenskaper har forskjellig overlevelse og evne til å formere seg.

Det sentrale konseptet med konseptet med naturlig utvalg er fitness av organismer. Tilpasningsevnen er definert som kroppens evne til å overleve og reproduksjon i et eksisterende miljø. Dette bestemmer størrelsen på dets genetiske bidrag til neste generasjon. Imidlertid er det viktigste i å bestemme tilpasningsevnen ikke det totale antallet etterkommere, og antall etterkommere med denne genotypen (relativ fitness). For eksempel, hvis etterkommere av en vellykket og raskt multipliserende organisme er svake og dårlig multipliserer, det genetiske bidraget, og følgelig vil kondisjonen i denne kroppen være lav.

Naturlig utvalg for funksjoner som kan variere i et bestemt utvalg av verdier (for eksempel kroppsstørrelsen) kan deles inn i tre typer:

Retningsvalg - endringer i gjennomsnittlig karakteristisk verdi i lang tid, for eksempel en økning i kroppsstørrelser;
Di-binding - valg på ekstreme verdier av attributtet og mot gjennomsnittsverdier, for eksempel store og små kroppsstørrelser;
Stabiliserende utvalg - Utvalg mot ekstreme tegn på funksjonen, noe som fører til en reduksjon i dispersjonen av funksjonen.

En spesiell anledning til naturlig utvalg er valg, hvis substrat er noe tegn som øker suksessen med parring på grunn av en økning i attraktiviteten til enkeltpersoner for potensielle partnere. Funksjonene som ble utviklet på bekostning av seksuelt utvalg, er spesielt godt synlige blant menn av noen dyrearter. Tegn som store horn, lyse farge, på den ene siden kan tiltrekke seg rovdyr og redusere hannes overlevelse, og på den andre er det balansert av den reproduktive suksessen til menn med lignende uttalt tegn.

Valg kan handle på ulike organisasjonsnivåer - som gener, celler, individuelle organismer, grupper av organismer og typer. Og valget kan samtidig fungere på forskjellige nivåer. Prøvetaking på nivåer er høyere enn individuell, for eksempel gruppevalg, kan føre til samarbeid (se Evolution # samarbeid).

Former for naturlig utvalg

Det er forskjellige klassifikasjoner av valgformer. En klassifisering er mye brukt, basert på arten av effekten av utvalgsformer på variabiliteten i befolkningen.

Flytting av valg

Flytting av valg - En form for naturlig utvalg som fungerer når regissert Endre forholdene i det ytre miljøet. Darwin og Wallace beskrevet. I dette tilfellet mottar personer med funksjoner som avbøyer på en bestemt side av gjennomsnittlig verdi fordeler. I dette tilfellet blir andre variasjoner av funksjonen (dets avvik i motsatt retning fra gjennomsnittsverdien) blir utsatt for negativt utvalg. Som et resultat, i en populasjon i generasjon til generasjon, blir det gjennomsnittlige karakteristiske skiftet skiftet i en bestemt retning. I dette tilfellet bør presset på kjørevalget reagere på befolkningens adaptive evner og hastigheten på mutasjonsendringer (ellers kan transpresset i mediet føre til utryddelse).

Et eksempel på handlingen av kjørevalget er "industriell melanisme" i insekter. "Industriell melanisme" er en kraftig økning i andelen Melanyst (har en mørk farge) av enkeltpersoner i de populasjonene av insekter (for eksempel sommerfugler), som bor i industriområder. På grunn av de industrielle effektene av koffertene i trærne, ble mørk, og lette Lichens ble drept, og derfor har lyse sommerfugler blitt bedre synlige for fugler, og mørk - verre. I det 20. århundre, på en rekke områder, oppnådde andelen mørkmalte sommerfugler i noen velstudierte populasjoner av bjørkpinn i England 95%, mens for første gang en mørk sommerfugl ( morfa Carbonaria.) Det ble fanget i 1848.

Stabiliserende utvalg

Di-binding

DIPORT (BREATINGED) STILING - Formen av naturlig utvalg der forholdene favoriserer to eller flere ekstreme varianter (retninger) av variabilitet, men favoriserer ikke mellomproduktet, gjennomsnittlig status for funksjonen. Som et resultat kan flere nye skjemaer fra en kilde vises. Darwin beskrev handlingen av et diorgetisk utvalg, og trodde at den ligger til grunn for divergensen, selv om han ikke kunne få bevis på sin eksistens i naturen. Dizupative utvalg bidrar til fremveksten og vedlikeholdet av polymorfisme av populasjoner, og i noen tilfeller kan årsaken til spesifikasjonen være forårsaket.

Valg

To hypoteser om seksuelle utvalgsmekanismer er vanlige.

Ifølge hypotesen av "gode gener" argumenterer kvinnen "som følger:" Hvis denne mannen, til tross for den lyse fjæren og en lang hale, klarte ikke å dø i paws av en rovdyr og leve til puberteten, så har den gode gener som tillot ham å gjøre det. Derfor er det verdt å velge sine barn som en far: han vil gi dem sine gode gener. " Velge lyse menn, kvinner velger gode gener for deres etterkommere.
Ifølge hypotesen av "attraktive sønner" er logikken til valg av kvinner noe annerledes. Hvis lyse menn, av en eller annen grunn, er attraktive for kvinner, er det verdt å velge en lys far for deres fremtidige sønner, fordi hans sønner vil arve generene til lyse farger og vil være attraktivt for kvinner i neste generasjon. Dermed er det en positiv tilbakemelding, noe som fører til det faktum at fra generasjon til generasjon lysstyrke av menn av menn blir stadig mer forbedret. Prosessen fortsetter å øke til den når grensen for vitalitet.

Når man velger menns kvinner, tenk ikke på årsakene til deres oppførsel. Når dyret føles tørst, hevder det ikke at han skal drikke vann for å gjenopprette vannsaltbalansen i kroppen - det går på vann, fordi det føles tørst. På samme måte følger kvinner, som velger lyse menn, deres instinkter - de liker lyse haler. De som instinkt foreslo en annen oppførsel, forlot ikke avkom. Logikken til kampen for eksistensen og naturlig utvalg er logikken til en blind og automatisk prosess, som som opptrer konstant fra generasjon til generasjon, dannet det fantastiske forskjellige former, malerier og instinkter, som vi observerer i World of Worllife .

Utvalgsmetoder: Positivt og negativt utvalg

Det er to former for kunstig utvalg: Positivt og Kutting (negativ) valg.

Et positivt utvalg øker i befolkningen Antall individer med nyttige funksjoner som øker levedyktigheten av arten som helhet.

Skjæringsvalget valgt fra befolkningen Det overveldende flertallet av enkeltpersoner som bærer tegn, reduserer kraftig levedyktighet under disse forholdene i mediet. Ved hjelp av et skjærevalg fra befolkningen fjernes svært skadelige alleler. Også skjærevalget kan være underlagt enkeltpersoner med kromosomale perestroiner og et sett med kromosomer, dramatisk brudd på den normale driften av det genetiske apparatet.

Rollen som naturlig utvalg i evolusjonen

På arbeidsgiverens eksempel har vi et insekt, ekstremt forskjellig fra foreldrene deres, likevel, helt fruktløse og derfor, som ikke kan overføres fra generasjon til generasjons anskaffede modifikasjoner av strukturen eller instinkter. Du kan stille et godt spørsmål - så langt som mulig å koordinere denne saken med teorien om naturlig utvalg?
- Opprinnelse til arter (1859)

Darwin antok at valget kunne brukes ikke bare til en enkelt kropp, men også til familien. Han sa også at det kanskje kan forklare menneskers oppførsel på en eller annen måte. Han hadde rett, men å gi en mer utvidet presentasjon av dette konseptet, ble mulig bare etter fremveksten av genetikk. Den første skissen til "teorien om relatert utvalg" gjorde engelsk biolog William Hamilton i 1963, som var den første som vurderer det naturlige utvalget ikke bare på nivået av en person eller en hel familie, men også på nivået på genet.

se også

Notater

, fra. 43-47.
, s. 251-252.
Orr H. A. Fitness og dens rolle i evolusjonær genetikk // Natur vurderinger Genetikk. - 2009. - Vol. 10, nei. 8. - S. 531-539. - DOI: 10.1038 / NRG2603. - PMID 19546856.
Haldane J. B. S. Teori om naturlig utvalg i dag // natur. - 1959. - vol. 183, nei. 4663. - P. 710-713. - PMID 13644170.
Lande R., Arnold S. J. Måling av valg på korrelerte tegn // evolusjon. - 1983. - Vol. 37, nei. 6. - P. 1210-1226. -