Борьба за существование и естественный отбор.

Борьба за существование.

1.Внутривидовая.

Происходит между особями одной популяции любого вида. Всегда идёт очень напряжёно, т.к. особи одного вида нуждаются в одних и тез же ресурсах.

Пример: состязание между хищниками за добычу, соперничество за территорию, самку; между деревьями за свет и т.п.

В популяциях животных некоторых видов встречается и взаимопомощь, например совместная забота о потомстве (у пчёл, птиц и др.). В целом внутривидовая борьба сопровождается снижением плодовитости и гибелью части особей одного вида. Одновременно это способствует совершенствованию вида в направлении большей приспособленности к среде обитания.

2.Межвидовая.

Идёт, когда виды конкурируют за одни и те же ресурсы, либо когда они связаны отношениями типа – «хищник-жертва» (симбиоз).

Наблюдается между популяциями разных видов. Она протекает очень остро, если виды нуждаются в сходных условиях существования и источниках питания, например: саранча и травоядные животные. Это форма борьбы включает борьбу хищника и жертвы, паразита и хозяина, конкурентные отношения из-за пищи, света и т.п.

3.Борьба с неблагоприятными условиями.

Идёт при ухудшении условий среды, усиливает внутривидовую борьбу.

Наблюдается при засухе, излишках тепла или холода, наводнениях, ранних заморозках и т.п.

Все виды борьбы за существование усиливают внутривидовую борьбу, способствуют изменению и совершенствованию вида. В конечном итоге они приводят к выживанию организмов, наиболее приспособленных к конкретным условиям, т.е. к естественному отбору.

 

Естественный отбор

Это постоянно происходящий в живой природе процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство, наиболее приспособленные и гибнут менее приспособленные. Наследственные изменения у особей одной популяции могут быть вредными, нейтральными и полезными. Вредные изменения снижают плодовитость и численность особей. Полезные изменения дают особям преимущества в выживании и плодовитости. Из поколения в поколение особи с полезными наследственными изменениями преимущественно сохраняются в борьбе за существование. Роль отбирающего фактора играют условия окружающей среды.

1.Движущий отбор.

Происходит при постепенном изменении факторов внешней среды или при их колебаниях. Он устраняет неприспособленные формы и сохраняет отклонения, приспосабливающие организмы к изменяющимся условиям; происходит смена нормы реакции или её расширение. Это форма отбора была описана Дарвином (вытеснение темно-окрашенной формой бабочки берёзовой пяденицы исходной светлой формы -вызвано потемнением стволов берёз).

2.Стабилизирующий отбор.

Наблюдается при постоянстве условий окружающей среды и направлен на сохранение в популяции среднего значения признака. Описан Шмальгаузеном (1946 г.) (во время бури погибают преимущественно птицы с длинными и короткими крыльями, а выживают особи со средними размерами крыла).

3.Дизруптивный отбор.

Протекает на фоне резкого изменения условий существования. Он направлен против среднего значения признака и благоприятствует двум или нескольким направлением изменчивости (сохранение на открытых океанических островах либо бескрылых насекомых, либо с мощными крыльями, позволяющими противостоять порывам ветра).

 

Отбор начинается внутри популяции, так как особи её имеют различные генотипы.

 

Генофонд-совокупность генов в популяции.

Популяция- элементарная эволюционная единица.

 

Элементарные эволюционные факторы:

1) Мутации

2 Популяционные волны – регулярные колебания численности популяций, связанные с периодическими изменениями интенсивности факторов внешней среды.

3 Изоляция – важный элементарный фактор, приводящий к расхождению признаков в пределах одного вида и предотвращающий скрещивание особей разных популяций и видов между собой.

а) географическая изоляция – разрывает единый ареал вида на разобщенные между собой части и препятствует свободному скрещиванию.

б) экологическая изоляция - основана на различиях в расселении или во времени размножения.

в) биологическая изоляция – обусловлена различиями в строении половых органов, брачных песен, ритуалов ухаживания, выделяемых запахов и т.д.

 

Ведущая роль в эволюционном процессе принадлежит естественному отбору.

 

 

16.02.

Вид – совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определённым условиям жизни и занимающих в природе определённую область – ареал. Вид состоит из популяций.

Популяция – совокупность особей одного вида, которая длительно существует в определённой части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида.

 

Критерии вида.

1.Морфологический – все особи должны иметь сходное внешнее и внутреннее строение.

2.Генетический – у всех особей должно быть одинаковое число, размер и форма хромосом.

3.Физиологический – у всех особей должны быть сходными процессы жизнедеятельности, что позволяет им (вместе с генетическим сходством) свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство.

4.Геграфический – все особи одного вида обитают в определенном ареале.

5.Экологический – все особи одного вида существуют при сходной совокупности факторов внешней среды.

6.Этологический – сходное поведение.

7.Биохимический.

 

Видообразование

Географическое. При расширении ареала или его расчленения популяции в разных его частях могут встретиться с разными условиями жизни, что приведет к тому, что в разных частях ареала отбор вызовет разные изменения генофонда популяции и может привести к образованию новых видов.

Экологическая. Происходит, когда в пределах одного ареала условия жизни популяций оказываются разными (например, одна живет на свету, а другая в тени). При этом отбор также будет идти в разных направлениях и может привести к образованию новых видов.

Основные положения СТЭ.

1.Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.

2.Материалом эволюции служит мутация – изменение наследственных свойств организма.

Естественная мутационная изменчивость носит случайный и ненаправленный характер.

3.Наименьшая единица эволюции является популяция.

4.Макроэволюция идет путем микроэволюции, поэтому не существует закономерностей макроэволюции, отличных от микроэволюции.

5.Вид обычно состоит из подвидов и популяций, которые не находятся в репродуктивной изоляции.

6.Вид существует как целостное образование. Целостность видов поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при которых происходит обмен генетическим материалом.

7.Репродуктивную изоляцию, как основной критерий вида нельзя применить к тем организмам, для которых не свойственен половой процесс (прокариоты, некоторые эукариоты).

8. Эволюция носит дивергентный характер, т.е. один может быть предком нескольких.

9.Реальных (не сборный) таксон имеет монофилетическое происхождение, т.е. у каждого дочернего таксона может быть только один предковый.

10.Эволюция имеет ненаправленных характер.

 

 

 

Микроэволюция – эволюционные преобразования на уровне популяций. Приводит к внутривидовой дивергенции и образованию нового вида.

 

Популяция – совокупность особей одного вида, в течении длительного периода времени населяющих часть ареала, свободно скрещивающихся между собой, относительно изолированных от других совокупностей данного вида.

 

Вид – совокупность популяций особей, сходных по морфофизиологическим, биохимическим, цитогенетическим критериям, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство; занимающих определённый ареал и экологическую нишу.

 

 

Элементарная единица популяция

 

Элементарное эволюционное явление изменение стабильности генетической структуры популяции

 

Элементарные эволюционные факторы мутационный процесс, изоляция, дрейф генов, поток генов, миграция, популяционные волны.

 

Популяционные волны («волны жизни») – колебания численности особей в популяциях.

 

Дрейф генов (генетико-автоматический процесс в популяциях) – изменение генетической структуры популяции в результате любых случайных причин.

 

Миграции – перемещение особей с различными генотипами из одной популяции в другую.

 

Поток генов – обмен генами между популяциями в результате миграции особей между популяциями одного вида.

 

Мутационный процесс – изменение наследственного материала.

 

Изоляция – постоянное ограничение свободы скрещивания (панмиксии) организмов.

 

 

 

21.02

Микроэволюция

Вид – из основных форм организации живого (наряду с клеткой, организмом, биоценозом).

Вид существует во времени: возникает, распространяется (период расцвета), может сохраняться долгое время в устойчивом, почти неизменном состоянии (реликтовые виды), или непрерывно изменяется.

 

Конечная судьба видов различна: одни со временем исчезнут, другие дают начало новым видам.

Структурная единица вида – популяция.

Группы популяций, отличающиеся друг от друга по фенотипу и генотипу, объединяются в подвиды, процветающие виды состоят из большого числа популяций и подвидов, а зарождающиеся или вымирающие – представлены немногими, и даже 1ой популяцией (пример – реликтовый вид – белый медведь).

Эволюция на уровне систематических единиц выше вида, протекающая миллионы лет и недоступная непосредственному наблюдению, называется макроэволюцией. По Чарльзу Дарвину – это единый процесс: макроэволюция – прямое продолжение микроэволюции. Эволюционный процесс начинается в недрах вида – в популяциях. Этими проблемами занимается современное направление биологии – популяционная генетика. Именно в популяциях идёт обмен генетической информацией. На протяжении ряда поколений группа особей оказывается единой большой системой с определённым комплексом генов – генофондом. Все изменения, идущие на уровне генов и хромосом, накапливаются генофондом популяции. Данные мутации возникают медленно, но непрерывно, накапливаются из поколения в поколение. Если они окажутся полезными в условиях существования популяции, они подхватятся естественным отбором. Следовательно:

Мутация – элементарный эволюционный материал;

Популяция – элементарная эволюционная единица;

А вид –генетически замкнутая и целостная система.

Благодаря целостности видов, особи разных популяций могут скрещиваться между собой; благоприятные мутации могут распространяться по всему ареалу, но не могут перейти из одного вида в другой.

 

Мутационный процесс – носит случайный и ненаправленный характер (по Дарвину – неопределённая изменчивость), т.е. мутационный процесс лишь поставляет материал для новых эволюционных изменений.

 

В природе зафиксированные колебания численности особей (например, размножение саранчи). По Четверикову – это так называемые «популяционные волны», или «волны жизни». Если, в среднем 1 мутант появился на 100 тыс. особей, то при возрастании численности в 100 раз число мутантов возрастает в 100 раз. Следовательно, популяционные волны, так же являются элементарным эволюционным фактором-поставщиком эволюционного материала.

 

Важнейшим эволюционным фактором является изоляция:

1.Географическая – географические барьеры, большие расстояния, препятствующие скрещиванию:

а)абсолютная;

б)индивидуальная.

2.Биологическая – обеспечивает репродуктивную изоляцию:

а)эколого-этологическая;

б)морфо-физиологическая;

в)генетическая.

 

В результате сильного давления изоляции поток генов может прерваться, изолированные популяции перестанут скрещиваться. Изоляция закрепляет и усиливает различия (только свободное скрещивание ведёт к сглаживанию различий). Вследствие относительной генетической изоляции каждая популяция эволюционирует независимо от других популяций того же вида. Наследственная изменчивость создаёт гено- и фенотипическое разнообразие внутри вида. Далее вступает в действие естественный отбор, который поддерживает удачные комбинации генов и одновременно удаляет из популяции неудачные варианты. Такая длительная направленная перестройка генофонда популяции и является элементарным эволюционным процессом, который приводит к образованию разновидностей, подвидов и новых видов (микроэволюция). Эволюционному процессу способствует изоляция и популяционные волны.

При изменении условий существования внутри вида начинается процесс расхождения признаков – дивергенция, которая приводит к образованию новых группировок внутри вида. Пока особи разных популяций вида могут скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство, вид остаётся единым. При дальнейшей изоляции внутривидовые группы могут перестать скрещиваться, вследствие чего из одного вида может образоваться один или несколько видов.

 

Результатом эволюции являются:

- приспособленность организмов к различным условиям обитания;

- многообразие видов;

- постепенное усложнение и повышение организации живых существ.

 

 

27.02.