SELECȚIA NATURALĂ este rezultatul luptei pentru existență; se bazează pe supraviețuirea preferențială și părăsirea descendenților de către cei mai adaptați indivizi din fiecare specie și moartea organismelor mai puțin adaptate.
ÎNÎn condiții de schimbare constantă a mediului, selecția naturală elimină formele neadaptate și păstrează abaterile ereditare care coincid cu direcția schimbărilor condițiilor de existență. Există fie o schimbare a normei de reacție, fie extinderea acesteia (normă de reacție numită capacitatea organismului de a răspunde cu schimbări adaptative la acțiunea factorilor de mediu; norma de reacție este limitele variabilității modificării controlate de genotipul unui organism dat). Această formă de selecție a fost descoperită de Charles Darwin și a fost numită de conducere .
Un exemplu este deplasarea formei inițiale de culoare deschisă a fluturelui moliei de mesteacăn cu o formă de culoare închisă. În sud-estul Angliei, în trecut, împreună cu forma de culoare deschisă a fluturelui, au fost găsite ocazional și cele de culoare închisă. În zonele rurale, colorarea deschisă a scoarței de mesteacăn se dovedește a fi protectoare, în timp ce cele de culoare închisă, dimpotrivă, ies în evidență pe un fundal deschis și devin pradă ușoară pentru păsări. În zonele industriale, din cauza poluării mediului cu funingine industrială, formele de culoare închisă câștigă un avantaj și le înlocuiesc rapid pe cele de culoare deschisă. Astfel, din 700 de specii de fluturi din această țară, în ultimii 120 de ani, 70 de specii de molii și-au schimbat culoarea deschisă în închisă. Aceeași imagine se observă și în alte zone industriale ale Europei. Exemple similare includ apariția insectelor rezistente la insecticide, forme de microorganisme rezistente la antibiotice, răspândirea șobolanilor rezistenți la otravă etc.
Omul de știință autohton I. I. Shmalgauzen a descoperit stabilizând formă selecţia, care operează în condiţii constante de existenţă. Această formă de selecție vizează menținerea normei existente. În acest caz, constanța normei de reacție se menține atâta timp cât mediul rămâne stabil, în timp ce indivizii care se abat de la norma medie dispar din populație. De exemplu, în timpul ninsorii și vântului puternic, vrăbiile cu aripi scurte și lungi au murit, dar au supraviețuit indivizii cu dimensiuni medii ale aripilor. Sau un alt exemplu: constanța stabilă a părților unei flori în comparație cu organele vegetative ale plantei, deoarece proporțiile florii sunt adaptate la dimensiunea insectelor polenizatoare (un bondar nu poate pătrunde în corola unei flori care este prea îngustă). , proboscisul unui fluture nu poate atinge staminele florilor cu corola lungă care sunt prea scurte). De-a lungul a milioane de ani, selecția stabilizatoare protejează speciile de schimbări semnificative, dar numai atâta timp cât condițiile de viață nu se schimbă semnificativ.
De asemenea, distins rupere, sauperturbatoare , selecția operează într-un mediu divers: nu este selectată o singură trăsătură, ci mai multe diferite, fiecare dintre acestea favorizând supraviețuirea în limite înguste ale intervalului populației. Din acest motiv, populația este împărțită în mai multe grupuri. De exemplu, unii lupi din Munții Kitskill din SUA arată ca un ogar ușor și vânează căprioare, în timp ce alți lupi din aceeași zonă, mai grei, cu picioare scurte, atacă de obicei turmele de oi. Selecția disruptivă operează în condițiile unei schimbări bruște a mediului: formele cu modificări multidirecționale supraviețuiesc la periferia populației, dau naștere unui nou grup în care intră în vigoare selecția stabilizatoare; Niciuna dintre formele de selecție nu apare în natură în forma sa pură, deoarece factorii de mediu se schimbă și acționează împreună ca un întreg. Cu toate acestea, în anumite perioade istorice, una dintre formele de selecție poate deveni lider.
Toate formele de selecție naturală constituie un singur mecanism care, acționând pe o bază statistică ca un regulator cibernetic, menține echilibrul populațiilor cu condițiile de mediu înconjurătoare. Rolul creator al selecției naturale nu este doar acela de a elimina pe cei neadaptați, ci și de a dirija adaptările emergente (rezultatul mutațiilor și recombinărilor), „selectând” într-o serie lungă de generații doar pe acelea dintre ele care sunt cele mai potrivite în cazul dat. condiții de existență, ceea ce duce la apariția a tot mai multe noi forme de viață.
Forme ale selecției naturale (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biologie în tabele. M., 2000)
| Forme de selecție, reprezentare grafică | Caracteristicile fiecărei forme de selecție naturală |
| CONDUCEREA | În favoarea indivizilor cu o valoare caracteristică care se abate de la valoarea stabilită anterior în populație; conduce la consolidarea unei noi norme de reacție a organismului, care corespunde condițiilor de mediu modificate |
| II STABILIZARE | Vizând păstrarea valorii medii a unei trăsături stabilite în populație. Rezultatul stabilizării selecției este marea similitudine a tuturor indivizilor de plante sau animale observate în orice populație |
| PERRUPTIV SAU PERRUPTIV | Favorizează mai mult de o trăsătură optimă fenotipic și acționează împotriva formelor intermediare, ducând atât la apariția polimorfismului intraspecific, cât și la izolarea populațiilor. |
Asociat cu indivizi care au abateri în caracteristicile de bază în comparație cu norma medie.
Caracteristicile selecției
Fiecare generație scapă de indivizi care diferă de parametrul mediu optim pentru anumite caracteristici. Un exemplu de stabilizare a selecției la fauna sălbatică este asociat cu conservarea stării unei populații. Pentru o existență cu drepturi depline, reprezentanții săi încearcă să selecteze condițiile maxime de adaptare la anumite condiții.
Variante în natură
Un exemplu de stabilizare a selecției naturale în natură este contribuția maximă la fondul genetic al noilor generații de la cei mai fertili indivizi. Dar oamenii de știință au reușit să demonstreze prin efectuarea a numeroase observații ale populațiilor naturale de mamifere și păsări că, în realitate, situația este oarecum diferită. Dacă există un număr mare de pui într-un cuib, este destul de dificil să îi hrăniți, deci sunt mult mai mici și mai slabi decât cei care cresc în număr mediu. Astfel, cercetătorii au reușit să stabilească în mod fiabil exemple de acțiune de stabilizare a selecției și să confirme adaptabilitatea la supraviețuire la păsările cu un grad mediu de fertilitate.
Optând pentru medii
Când se compară păsările cu un număr diferit de descendenți, s-a dovedit că există mai multe trăsături care caracterizează exemplele unei forme stabilizatoare de selecție. Mamiferele nou-născute cu greutate nesemnificativă, precum și cu greutate corporală prea mare, au murit în cea mai mare parte în săptămâna 1-2 de viață. În ceea ce privește puii cu parametri medii, aceștia au îndurat cu ușurință primele săptămâni de existență, s-au dezvoltat și au murit în cantități minime.
Să luăm în considerare un alt exemplu de selecție stabilizatoare asociată cu păsările. Când, în timpul experimentului, s-a decis să se analizeze dimensiunea aripilor păsărilor care au murit după o furtună puternică, s-a dovedit că majoritatea aveau aripi fie prea scurte, fie, dimpotrivă, foarte lungi. Acest exemplu de selecție stabilizatoare indică, de asemenea, o supraviețuire mai bună a indivizilor cu caracteristici medii.
Cauzele de fitness scăzute
Luând în considerare acest exemplu de acțiune a unei forme stabilizatoare a selecției naturale, vom încerca să identificăm principalele motive pentru adaptabilitatea scăzută a indivizilor la condiții constante de existență. De ce este imposibil să se purifice o anumită populație de forme nedorite care se sustrag folosind selecția naturală? Motivul este nu numai că, pe măsură ce se nasc noi descendenți, apar diverse mutații, ci și datorită faptului că adesea indivizii apți vor fi genotipuri heterozigote. În procesul de încrucișare, ele produc scindare în urmași și apar noi generații homozigote, care au o adaptabilitate semnificativ redusă la condițiile de supraviețuire. Acest fenomen se numește polimorfism echilibrat.
Exemple de polimorfism
Exemplele principale ale unei forme stabilizatoare de selecție naturală (polimorfism) sunt anemia cu celule falciforme. Această boală severă a sângelui apare la persoanele homozigote pentru hemoglobină cu alele mutante (HbS), ducând la moarte la o vârstă fragedă. Majoritatea populațiilor umane au o frecvență scăzută a acestei alele și este asociată cu anumite mutații. Dar oamenii de știință au reușit să stabilească o relație între prezența acestei gene în corpul uman și prezența malariei în zonă. Rezultatele cercetărilor au arătat că heterozigoții de tip HbS sunt mai rezistenți la boli precum malaria decât homozigoții cu alela normală.
Mecanismul de variabilitate
Exemplele de stabilizare și de antrenare a selecției au un mecanism specific de acumulare a semnelor de variabilitate în populațiile naturale. Pentru prima dată, o astfel de trăsătură distinctivă de stabilizare a selecției a fost remarcată de remarcabilul om de știință I. I. Shmalgauzen. A reușit să demonstreze că, chiar și în condiții stabile de existență, selecția naturală nu se oprește nici un minut, evoluția continuă. Chiar și cu un fenotip neschimbat, populația continuă să evolueze. Exemplul pe care l-a considerat despre acțiunea unei forme stabilizatoare de selecție a confirmat o schimbare constantă a compoziției genetice. Datorită selecției stabilizatoare, se creează scheme genetice care asigură crearea de fenotipuri optime dintr-o varietate de genotipuri.
Scopul formei stabilizatoare a selecției naturale
Este capabil să protejeze genotipul format de efectele negative. Un exemplu de acțiune a unei forme stabilizatoare de selecție este existența unor specii străvechi precum ginkgo și tuateria. Selecția stabilizatoare a păstrat până astăzi „fosilele vii” care trăiesc în condiții de mediu stabile:
- Hatteria, care are trăsăturile reptilelor care au existat în timpul erei mezozoice.
- Coelacant, care este un descendent al celor familiari din epoca paleozoică.
- Opossumul nord-american este un marsupial care există încă din perioada Cretacicului.
- Ginkgo este o plantă gimnospermă asemănătoare cu formele lemnoase care au dispărut în perioada jurasică.
Această formă stabilizatoare a selecției naturale operează până în momentul în care există condițiile în care s-a format o anumită trăsătură sau proprietate.
Influența ecologică asupra variabilității
Condițiile constante nu sunt neapărat constante pe o perioadă lungă de timp. Datorită schimbărilor constante ale condițiilor de mediu, adaptarea are loc prin selecția stabilizatoare a anumitor indivizi la ei. Ciclurile de reproducere se modifică astfel încât puii care apar să se dezvolte într-o perioadă de timp în care există suficiente resurse alimentare pentru a susține viața. Dacă descendenții se nasc mai devreme sau mai târziu decât se aștepta, aceștia sunt eliminați prin selecția stabilizatoare. De unde „știu” plantele și animalele că vine iarna? Scăderile pe termen scurt ale temperaturii sunt foarte înșelătoare. În plus, în fiecare an se observă o schimbare a limitelor verii și iernii. Animalele care reacționează rapid la semnale pot rămâne fără urmași. Prin urmare, multe păsări și mamifere se bazează pe durata orelor de lumină. Acesta este semnalul care pentru multe specii de animale este stimulul pentru lansarea unor funcții importante: năpârlirea, migrația și reproducerea. I. I. Shmalhausen a reușit să demonstreze legătura dintre adaptarea universală și selecția stabilizatoare.
Variante de abatere de la normă
Selecția stabilizatoare respinge complet toate abaterile de la norma stabilită și promovează formarea mecanismelor genetice care asigură dezvoltarea deplină și formarea fenotipurilor ideale pe baza diverselor genotipuri. Rezultatul va fi funcționarea deplină a organismelor chiar și cu fluctuații ale mediului extern.
Învățăturile lui A. Wallace și Charles Darwin
Teoria selecției naturale a fost creată ca principală forță creatoare care dirijează procesul de evoluție și îi determină formele. Selecția naturală a început să fie considerată procesul prin care supraviețuiesc și au urmași numai acei indivizi care posedă caracteristici ereditare utile pentru condiții specifice de viață. Când se evaluează selecția naturală din punct de vedere genetic, se poate concluziona că este importantă pentru selecția mutațiilor pozitive și a combinațiilor genetice. Ele pot apărea datorită reproducerii sexuale și, pe măsură ce populația continuă să existe, se pot îmbunătăți prin eliminarea combinațiilor și mutațiilor negative.
Acele organisme care au gene de calitate scăzută nu sunt capabile să supraviețuiască în anumite condiții și mor. Selecția naturală este capabilă să „funcționeze” pe baza reproducerii organismelor vii dacă indivizii slăbiți nu sunt pregătiți pentru descendenți cu drepturi depline sau nu lasă urmași deloc. În acest caz, nu numai că are loc selecția și sacrificarea anumitor calități negative ale unui organism viu, dar genotipurile care poartă astfel de caracteristici sunt complet distruse.
Despre formele selecției naturale
În prezent, se obișnuiește să se distingă următoarele forme de astfel de selecție, acestea sunt discutate în manualele de biologie în școli.
- Stabilizarea selecției naturale.
- Selecția de conducere.
- Selecția perturbatoare.
Selecția de conducere este tipică pentru condițiile naturale în schimbare, în care apare un factor care a devenit mutațional. De exemplu, melaninogeneza industrială, caracteristică fluturilor, este asociată cu întunecarea trunchiurilor de mesteacăn din cauza funinginei industriale. Deoarece insectele au devenit vizibile pe fundalul copacilor „noi”, au fost rapid distruse de păsări. Fluturii mutanți întunecați au supraviețuit, au dat naștere descendenților și, prin urmare, fluturii mutanți întunecați au devenit treptat forma dominantă pentru această populație.
Datorită deplasării valorii medii către factorul existent, se explică apariția animalelor și plantelor iubitoare de frig și căldură. Selecția de conducere a condus la adaptarea bacteriilor, ciupercilor și a altor agenți patogeni ai bolilor umane și animale la diferite pesticide și medicamente. Selecția de conducere explică reducerea ochilor la locuitorii din peșteri și alunițe, precum și pierderea aripilor la unele păsări. Cu această opțiune de selecție, nu are loc ramificarea caracterelor, drept urmare genotipurile purtătoare sunt înlocuite treptat cu altele, fără a forma forme deviante și tranziționale.
Selecția discontinuă permite obținerea unor tipuri extreme de adaptări, în timp ce toate formele intermediare se sting. Datorită selecției disruptive, se formează două sau mai multe forme de variabilitate, care duc la polimorfism. Lupta pentru existență este factorul important care este mecanismul principal al oricărei selecții naturale. Competiția, prădarea și amensalismul sunt considerate cele trei tipuri principale de luptă pentru existență.
1) Comparați formele de antrenare și stabilizatoare de selecție, identificați asemănările și diferențele 2) Explicați mecanismul formelor de antrenare și stabilizatoareselectia.3) Ce rol crezi ca il joaca in evolutie formele motrice si stabilizatoare ale selectiei????
BĂIEȚI, AJUTAȚI FOARTE URGENT VA ROG! MĂRÂN CÂTATE DIN ASTA!1. Dintre termenii propuși, identificați-i pe cel impar și justificați răspunsul: mutații, ereditate, luptă pentru existență, variabilitate, recombinare, selecție naturală.
2. Explicați faptul că un elefant are o trunchi din perspectiva învățăturilor lui Darwin și a teoriei sintetice a evoluției.
3.explicați faptul că un rinocer are un corn din perspectiva învățăturilor lui Darwin și a teoriei sintetice a evoluției.
4. Omul de știință francez Lamarck a propus în secolul al XIX-lea o ipoteză conform căreia unul sau altul organ la animale poate fi modificat prin „exercitarea lui”, iar apoi aceste modificări sunt moștenite. Explicați faptul că o balenă are aripioare din punctul de vedere al învățăturilor lui a) Lamarck; b) Darwin
5. Omul de știință francez Lamarck a propus în secolul al XIX-lea o ipoteză conform căreia unul sau altul organ la animale poate fi modificat prin „exercitarea lui”, iar apoi aceste modificări sunt moștenite. Explicați faptul că furnicarul are o limbă lungă din punctul de vedere al învățăturilor lui a) Lamarck; b) Darwin
6. Ochii unei alunițe europene obișnuite sunt reduse și nu funcționează, dar unele specii de alunițe care trăiesc în munți au vedere. Cum poate fi explicat acest lucru?
7. compara selecția naturală și artificială după diverse criterii, identificând asemănări și diferențe.
8. La unele mamifere (cangur, jerbo), membrele anterioare și-au pierdut complet funcția organelor de mișcare. Pot fi considerate aceste cazuri ca o analogie pentru formarea posturii verticale la oameni?
1. Totalitatea indivizilor aceleiași specii care trăiesc într-un anumit spațiu, se încrucișează liber și produc descendenți estesistem genetic.
2. Ce definiție a dat Charles Darwin variabilității ereditare?
3. Nume modern pentru variabilitatea individuală (nedefinită).
4. Strămoșul câinelui după definiția lui Charles Darwin.
5. Ce tip de selecție artificială este selecția inconștientă?
6. Lupta pentru existență între specii.
7. Lupta pentru habitat între păsări din aceeași specie înainte de reproducere.
8. Cum se numește lupta dintre indivizii aceleiași specii pentru hrană, spațiu, lumină, umiditate?
9. Un organ de cactus care îndeplinește o funcție fotosintetică.
10. Un organism care intră în hibernare de vară ca urmare a adaptării la condițiile de mediu pentru a-și menține funcțiile vitale.
11. Ce se formează ca rezultat al selecției naturale?
12. Apariția anumitor caracteristici la organisme pentru existența în condiții de mediu.
13. Ce colorare se referă la adaptabilitatea organismelor care trăiesc în zone deschise și care pot fi accesibile inamicilor?
14. Cărui tip de fitness îi aparține culoarea strălucitoare și atractivă a organismelor?
15. Cărui tip de fitness îi aparține asemănarea formei unui căluț de mare și a unui pește pipă cu alge?
16. Ce tip de adaptare include depozitarea alimentelor pentru iarnă și îngrijirea puilor?
17. Un criteriu care arată asemănarea caracteristicilor externe și interne ale indivizilor aceleiași specii.
18. Un criteriu care determină habitatul ocupat al fiecărei specii.
19. Criteriul speciei, arătând neîncrucișarea indivizilor de diferite specii.
20. Un criteriu care determină diferența în comportamentul organismelor.
21. Rezultatul microevoluției.
Această formă de selecție a fost descoperită de Charles Darwin și a fost numită conducere. Stabilizarea selecției contribuie la menținerea unei trăsături medii, stabilite anterior, într-o populație. Ce anume este selectat în procesul de selecție naturală și cum are loc acest proces? Care sunt asemănările și diferențele dintre selecția naturală și cea artificială?
Răspunsul la această întrebare este dat de doctrina stabilizatoare a selecției, dezvoltată de evoluționistul rus I.I. Schmalhausen. Selecția stabilizatoare este observată dacă condițiile de mediu rămân destul de constante pentru o lungă perioadă de timp. Există multe exemple de stabilizare a selecției. Așadar, după ninsori și vânturi puternice din America de Nord, au fost găsite 136 de vrăbii uimite, pe jumătate moarte, 72 dintre ele au supraviețuit și 64 au murit.
Ca urmare a acțiunii unei forme stabilizatoare de selecție, mutațiile cu o normă largă de reacție sunt înlocuite cu mutații cu aceeași valoare medie, dar cu o normă de reacție mai îngustă.
Conceptul central al conceptului de selecție naturală este fitnessul organismelor
Selecțiile de stabilizare și de conducere sunt interconectate și reprezintă două părți ale aceluiași proces. Termenul „Selecție naturală” a fost popularizat de Charles Darwin, comparând procesul cu selecția artificială, a cărei formă modernă este creșterea selectivă. În plus, materialul atât pentru selecția naturală, cât și pentru cea artificială sunt mici modificări ereditare care se acumulează din generație în generație. Astfel de condiții creează competiție între organisme pentru supraviețuire și reproducere și sunt condițiile minime necesare pentru evoluție prin selecție naturală.
Supraviețuirea organismelor este o componentă importantă, dar nu singura, a selecției naturale
Și invers, pentru alelele mai puțin benefice sau dăunătoare, ponderea lor în populații va scădea, adică selecția va acționa împotriva acestor alele. Trăsăturile care au evoluat prin selecția sexuală sunt vizibile în special la masculii unor specii de animale.
Mai mult, selecția poate acționa simultan la diferite niveluri. Selecția la niveluri deasupra individului, cum ar fi selecția de grup, poate duce la cooperare (vezi Evoluție#Cooperare). Motivarea selecției este o formă de selecție naturală care funcționează sub schimbări direcționate ale condițiilor de mediu. Descris de Darwin și Wallace. În acest caz, alte variații ale trăsăturii (abaterile sale în direcția opusă valorii medii) sunt supuse selecției negative.
În acest caz, presiunea de selecție a conducerii trebuie să corespundă capacităților adaptative ale populației și ratei schimbărilor mutaționale (în caz contrar, presiunea mediului poate duce la dispariție). Un exemplu de acțiune de conducere a selecției este „melanismul industrial” la insecte.
8. Dați exemple de influență a diferitelor tipuri de selecție naturală asupra populațiilor de viețuitoare
Selecția stabilizatoare este o formă de selecție naturală în care acțiunea sa este îndreptată împotriva indivizilor cu abateri extreme de la norma medie, în favoarea indivizilor cu expresia medie a unei trăsături. Conceptul de stabilizare a selecției a fost introdus în știință și analizat de I. I. Shmalgauzen. Selecția față de medie a fost găsită pentru o varietate de trăsături. Darwin a descris acțiunea selecției perturbatoare, crezând că ea stă la baza divergenței, deși nu a putut oferi dovezi ale existenței acesteia în natură.
Următorul exemplu de selecție stabilizatoare poate fi dat:
Una dintre situațiile posibile din natură în care intervine selecția perturbatoare este atunci când o populație polimorfă ocupă un habitat eterogen. Selecția perturbatoare a fost efectuată artificial în experimente cu Drosophila. Selecția s-a efectuat în funcție de numărul de peri au fost reținute doar indivizi cu un număr mic și mare de peri. Într-un număr de alte experimente (cu plante), încrucișarea intensivă a împiedicat acțiunea eficientă a selecției perturbatoare.
O altă componentă importantă este atractivitatea pentru membrii de sex opus. Darwin a numit acest fenomen selecție sexuală. Două ipoteze despre mecanismele selecției sexuale sunt comune. De asemenea, indivizii cu rearanjamente cromozomiale și un set de cromozomi care perturbă brusc funcționarea normală a aparatului genetic pot fi supuși selecției de tăiere. Darwin a presupus că selecția se poate aplica nu numai unui organism individual, ci și unei familii.
Într-un mediu relativ neschimbat, indivizii tipici, bine adaptați, cu o expresie medie a trăsăturii au un avantaj, iar mutanții care diferă de ei mor. Selecția de conducere constă în faptul că, odată cu o schimbare lentă a condițiilor de mediu într-o nouă direcție, norma medie se schimbă constant într-o direcție sau alta.
În cursul selecției perturbatoare, două forme de fluturi au apărut dintr-un strămoș comun galben deschis: alb și galben
Un exemplu clasic de schimbare evolutivă în funcție de tipul de selecție de conducere este apariția fluturilor de culoare închisă sub influența poluării chimice atmosferice (melanism industrial). Un model de selecție disruptivă poate fi situația apariției peștilor răpitori pitici într-un corp de hrană cu puțină hrană.
Deoarece selecția se bazează pe fenotipuri, indivizii unui grup dat trebuie să difere unul de celălalt, adică grupul trebuie să aibă calități diferite. Fenotipuri diferite în aceleași condiții pot fi furnizate de genotipuri diferite. De-a lungul a milioane de ani, selecția stabilizatoare protejează speciile de schimbări semnificative, dar numai atâta timp cât condițiile de viață nu se schimbă semnificativ.
În prezent, există mai multe forme de selecție naturală, dintre care principalele sunt stabilizatoare, conducătoare sau dirijate și perturbatoare. Veți învăța cum selecția naturală influențează omul modern. Au fost descrise multe exemple de acțiune de stabilizare a selecției în natură.
Încărcare...