Selecția naturală. Raport: Selecția naturală

Selecția naturală- rezultatul luptei pentru existenţă; se bazează pe supravieţuirea preferenţială şi părăsirea descendenţilor cu cei mai adaptaţi indivizi din fiecare specie şi moartea organismelor mai puţin adaptate.

Procesul de mutație, fluctuațiile numărului populației și izolarea creează eterogenitate genetică în cadrul unei specii. Dar acțiunea lor este nedirecționată. Evoluția este un proces dirijat asociat cu dezvoltarea adaptărilor, cu complicarea progresivă a structurii și funcțiilor animalelor și plantelor. Există un singur factor evolutiv direcționat - selecția naturală.

Fie anumiți indivizi, fie grupuri întregi pot fi supuse selecției. Ca urmare a selecției de grup, se acumulează adesea trăsături și proprietăți care sunt nefavorabile pentru un individ, dar utile pentru populație și pentru întreaga specie (o albină care înțeapă moare, dar atacând un inamic, salvează familia). În orice caz, selecția păstrează organismele cele mai adaptate unui anumit mediu și operează în cadrul populațiilor. Astfel, populațiile sunt domeniul de selecție.

Selecția naturală ar trebui înțeleasă ca reproducerea selectivă (diferențială) a genotipurilor (sau complexelor genice). În procesul de selecție naturală, nu atât supraviețuirea sau moartea indivizilor este importantă, ci mai degrabă reproducerea diferențială a acestora. Succesul în reproducerea diferiților indivizi poate servi drept criteriu genetic-evoluționar obiectiv al selecției naturale. Semnificația biologică a unui individ care produce descendenți este determinată de contribuția genotipului său la fondul genetic al populației. Selectarea de la generație la generație pe baza fenotipurilor duce la selecția genotipurilor, deoarece nu sunt trăsături, ci complexe genice care sunt transmise descendenților. Pentru evoluție contează nu numai genotipurile, ci și fenotipurile și variabilitatea fenotipică.

În timpul exprimării, o genă poate influența multe trăsături. Prin urmare, domeniul de aplicare poate include nu numai proprietăți care cresc probabilitatea de a lăsa descendenți, ci și caracteristici care nu sunt direct legate de reproducere. Ele sunt selectate indirect ca urmare a corelațiilor.

a) Selecția destabilizatoare

Selecție destabilizatoare- aceasta este distrugerea corelațiilor din organism cu selecție intensivă în fiecare direcție specifică. Un exemplu este cazul când selecția care vizează reducerea agresivității duce la destabilizarea ciclului de reproducere.

Stabilizarea selecției îngustează norma de reacție. Cu toate acestea, în natură există adesea cazuri în care nișa ecologică a unei specii se poate extinde în timp. În acest caz, indivizii și populațiile cu o normă de reacție mai largă primesc un avantaj selectiv, menținând în același timp aceeași valoare medie a trăsăturii. Această formă de selecție naturală a fost descrisă pentru prima dată de evoluționistul american George G. Simpson sub denumirea de selecție centrifugă. Ca urmare, are loc un proces care este opusul selecției stabilizatoare: mutațiile cu o viteză de reacție mai largă primesc un avantaj.

Astfel, populațiile de broaște lacustre care trăiesc în iazuri cu iluminare eterogenă, cu zone alternate acoperite cu linge de rață, stuf, coadă și cu „ferestre” de apă deschisă, se caracterizează printr-o gamă largă de variabilitate a culorilor (rezultatul unei forme destabilizatoare de selecția naturală). Dimpotrivă, în corpurile de apă cu iluminare și culoare uniformă (iazuri complet acoperite de linge de rață, sau iazuri deschise), gama de variabilitate a culorii broaștelor este îngustă (rezultatul acțiunii unei forme stabilizatoare a selecției naturale).

Astfel, o formă destabilizatoare de selecție duce la o extindere a normei de reacție.

b) Selectia sexuala

Selectia sexuala- selecția naturală în cadrul unui singur sex, care vizează dezvoltarea trăsăturilor care oferă în primul rând posibilitatea de a lăsa cel mai mare număr de descendenți.

Masculii din multe specii prezintă caracteristici sexuale secundare clar exprimate, care la prima vedere par neadaptabile: coada unui păun, penele strălucitoare ale păsărilor paradisului și papagalii, fagurii stacojii ai cocoșilor, culorile încântătoare ale peștilor tropicali, cântecele. de păsări și broaște etc. Multe dintre aceste caracteristici complică viața purtătorilor lor și îi fac ușor vizibili de către prădători. S-ar părea că aceste caracteristici nu oferă niciun avantaj purtătorilor lor în lupta pentru existență și, totuși, sunt foarte răspândite în natură. Ce rol a jucat selecția naturală în apariția și răspândirea lor?

Știm deja că supraviețuirea organismelor este o componentă importantă, dar nu singura, a selecției naturale. O altă componentă importantă este atractivitatea pentru membrii de sex opus. Charles Darwin a numit acest fenomen selecție sexuală. El a menționat mai întâi această formă de selecție în Despre originea speciilor și apoi a analizat-o în detaliu în Descendența omului și selecția sexuală. El credea că „această formă de selecție este determinată nu de lupta pentru existență în relațiile ființelor organice între ele sau cu condițiile externe, ci de competiția dintre indivizii de un sex, de obicei bărbați, pentru posesia indivizilor celuilalt. sex."

Selecția sexuală este selecția naturală pentru succesul reproductiv. Trăsăturile care reduc viabilitatea gazdelor lor pot apărea și răspândi dacă avantajele pe care le oferă pentru succesul reproductiv sunt semnificativ mai mari decât dezavantajele lor pentru supraviețuire. Un mascul care trăiește scund, dar este plăcut de femele și, prin urmare, produce mulți descendenți, are o condiție fizică generală mult mai mare decât unul care trăiește mult, dar produce puțini descendenți. La multe specii de animale, marea majoritate a masculilor nu participă deloc la reproducere. În fiecare generație, apare o competiție acerbă între bărbați și femele. Această competiție poate fi directă și se poate manifesta sub formă de luptă pentru teritoriu sau lupte de turneu. Poate apărea și într-o formă indirectă și poate fi determinată de alegerea femelelor. În cazurile în care femelele aleg bărbați, competiția masculină se manifestă prin manifestări de aspect extravagant sau comportament complex de curte. Femelele aleg masculii care îi plac cel mai mult. De regulă, aceștia sunt cei mai strălucitori bărbați. Dar de ce le plac femelelor masculii strălucitori?

Orez. 7.

Fitness-ul unei femei depinde de cât de obiectiv este capabilă să evalueze potențialul fitness al viitorului tată al copiilor ei. Ea trebuie să aleagă un mascul ai cărui fii vor fi foarte adaptabili și atractivi pentru femele.

Au fost propuse două ipoteze principale despre mecanismele selecției sexuale.

Conform ipotezei „fiilor atrăgători”, logica alegerii feminine este oarecum diferită. Dacă bărbații strălucitori, indiferent de motiv, sunt atrăgători pentru femele, atunci merită să alegi un tată strălucitor pentru viitorii tăi fii, deoarece fiii săi vor moșteni genele pentru culori strălucitoare și vor fi atractivi pentru femele în generația următoare. Astfel, apare un feedback pozitiv, care duce la faptul că din generație în generație luminozitatea penajului masculilor devine din ce în ce mai intensă. Procesul continuă să crească până când ajunge la limita viabilității. Să ne imaginăm o situație în care femelele aleg masculi cu coada mai lungă. Masculii cu coadă lungă produc mai mulți descendenți decât masculii cu coadă scurtă și medie. Din generație în generație, lungimea cozii crește deoarece femelele aleg masculi nu cu o anumită dimensiune a cozii, ci cu o dimensiune mai mare decât media. În cele din urmă, coada ajunge la o lungime în care detrimentul ei pentru vitalitatea masculului este echilibrat de atractivitatea sa în ochii femelelor.

În explicarea acestor ipoteze, am încercat să înțelegem logica acțiunilor păsărilor femele. Poate părea că așteptăm prea mult de la ei, că calcule atât de complexe de fitness sunt cu greu posibile pentru ei. De fapt, femelele nu sunt mai mult sau mai puțin logice în alegerea masculilor decât în toate celelalte comportamente. Când unui animal îi este sete, nu are motive să bea apă pentru a restabili echilibrul apă-sare din organism - merge într-o groapă de apă pentru că îi este sete. Când o albină lucrătoare înțeapă un prădător care atacă un stup, ea nu calculează cât de mult cu acest sacrificiu de sine crește fitnessul general al surorilor ei - ea urmează instinctul. În același mod, femelele, alegând masculi strălucitori, își urmează instinctele - le plac cozile strălucitoare. Toți cei cărora instinctul le sugera un alt comportament, toți nu au lăsat urmași. Astfel, discutam nu despre logica femelelor, ci despre logica luptei pentru existență și selecție naturală - un proces orb și automat care, acționând constant din generație în generație, a format toată varietatea uimitoare de forme, culori și instincte care observăm în lumea naturii vii .

c) Selectarea grupului

Selecția de grup, numită adesea și selecția de grup, este reproducerea diferențială a diferitelor populații locale. W. Wright compară două tipuri de sisteme de populație - o populație mare continuă și o serie de colonii mici semi-izolate - în ceea ce privește eficiența teoretică a selecției. Se presupune că dimensiunea totală a ambelor sisteme de populație este aceeași și organismele se încrucișează liber.

Într-o populație mare continuă, selecția este relativ ineficientă în creșterea frecvenței mutațiilor recesive favorabile, dar rare. Mai mult, orice tendință de creștere a frecvenței oricărei alele favorabile într-o parte a unei populații mari date este contracarată prin încrucișarea cu subpopulații învecinate în care alela respectivă este rară. În același mod, noi combinații de gene favorabile care au reușit să se formeze într-un anumit lob local al unei populații date sunt defalcate în părți și eliminate ca urmare a încrucișării cu indivizi din lobii vecini.

Toate aceste dificultăți sunt în mare măsură eliminate într-un sistem de populație a cărui structură seamănă cu o serie de insule individuale. Aici selecția, sau selecția împreună cu deriva genetică, poate crește rapid și eficient frecvența unei alele favorabile rare în una sau mai multe colonii mici. Noile combinații de gene favorabile se pot stabili cu ușurință într-una sau mai multe colonii mici. Izolarea protejează bazinele de gene ale acestor colonii de a fi „inundate” ca urmare a migrării din alte colonii care nu au gene atât de favorabile și de încrucișarea cu acestea. Până în acest moment, modelul a inclus doar selecția individuală sau, pentru unele colonii, selecția individuală combinată cu deriva genetică.

Să presupunem acum că mediul în care se află acest sistem populațional s-a schimbat, drept urmare adaptabilitatea genotipurilor anterioare a scăzut. Într-un mediu nou, noile gene favorabile sau combinații de gene care se stabilesc în unele colonii au o valoare adaptativă potențială mare pentru sistemul populației în ansamblu. Acum sunt îndeplinite toate condițiile pentru ca selecția grupului să intre în joc. Coloniile mai puțin adaptate declin treptat și dispar, iar coloniile care sunt mai adaptate se extind și le înlocuiesc în întreaga zonă ocupată de un anumit sistem de populație. Un astfel de sistem de populație subdivizat dobândește un nou set de caracteristici adaptative ca urmare a selecției individuale în cadrul unor colonii, urmată de reproducerea diferențială a diferitelor colonii. Combinația dintre selecția de grup și individuală poate produce rezultate care nu pot fi obținute doar prin selecția individuală.

S-a stabilit că selecția de grup este un proces de ordinul doi care completează procesul principal de selecție individuală. Ca proces de ordinul doi, selecția de grup trebuie să se desfășoare lent, probabil mult mai lent decât selecția individuală. Reînnoirea populațiilor durează mai mult decât actualizarea indivizilor.

Conceptul de selecție de grup a găsit o largă acceptare în unele cercuri, dar a fost respins de alți oameni de știință. Aceștia susțin că diferite modele posibile de selecție individuală sunt capabile să producă toate efectele atribuite selecției de grup. Wade a efectuat o serie de experimente de reproducere cu gândaci făinoase (Tribolium castaneum) pentru a investiga eficacitatea selecției de grup și a constatat că gândacii au răspuns la acest tip de selecție. În plus, atunci când selecția individuală și de grup acționează simultan asupra unei trăsături și în aceeași direcție, rata de modificare a acestei trăsături este mai mare decât în cazul selecției individuale (Chiar imigrația moderată (6 și 12%) nu împiedică diferenţierea populaţiilor cauzată de selecţia grupului.

Una dintre trăsăturile lumii organice care este greu de explicat pe baza selecției individuale, dar poate fi considerată ca rezultat al selecției de grup, este reproducerea sexuală. Deși au fost create modele în care reproducerea sexuală este favorizată de selecția individuală, acestea par a fi nerealiste. Reproducerea sexuală este procesul care creează variații de recombinare în populațiile de încrucișare. Ceea ce beneficiază de reproducerea sexuală nu sunt genotipurile parentale, care se degradează în timpul procesului de recombinare, ci populația generațiilor viitoare, în care stocul de variabilitate crește. Aceasta implică participarea ca unul dintre factorii în procesul selectiv la nivel de populație.

G) Selectarea direcției (conducere)

Orez. 1.

Selecția direcțională (conducerea) a fost descrisă de Charles Darwin, iar doctrina modernă a selecției de conducere a fost dezvoltată de J. Simpson.

Esența acestei forme de selecție este că provoacă o schimbare progresivă sau unidirecțională a compoziției genetice a populațiilor, care se manifestă printr-o schimbare a valorilor medii ale trăsăturilor selectate către întărirea sau slăbirea lor. Apare în cazurile în care o populație este în proces de adaptare la un nou mediu sau când are loc o schimbare treptată a mediului, urmată de o schimbare treptată a populației.

Cu o schimbare pe termen lung a mediului extern, un avantaj în activitatea vieții și reproducerea poate fi obținut de unii indivizi ai speciei cu unele abateri de la norma medie. Acest lucru va duce la o schimbare a structurii genetice, la apariția unor noi adaptări evolutiv și la o restructurare a organizării speciei. Curba de variație se deplasează în direcția adaptării la noile condiții de existență.

Fig 2. Dependența frecvenței formelor întunecate ale moliei mesteacănului de gradul de poluare atmosferică

Formele deschise la culoare erau invizibile pe trunchiurile de mesteacăn acoperite cu licheni. Odată cu dezvoltarea intensivă a industriei, dioxidul de sulf produs prin arderea cărbunelui a provocat moartea lichenilor în zonele industriale și, ca urmare, a fost descoperită scoarța întunecată a copacilor. Pe un fundal întunecat, moliile de culoare deschisă au fost ciugulite de robi și sturzi, în timp ce formele melanice, care sunt mai puțin vizibile pe un fundal întunecat, au supraviețuit și s-au reprodus cu succes. În ultimii 100 de ani, peste 80 de specii de fluturi au evoluat în forme întunecate. Acest fenomen este acum cunoscut sub numele de melanism industrial. Conducerea selecției duce la apariția unei noi specii.

Orez. 3.

Insectele, șopârlele și o serie de alți locuitori de iarbă sunt de culoare verde sau maro; locuitorii deșertului sunt de culoarea nisipului. Blana animalelor care trăiesc în păduri, precum un leopard, este colorată cu pete mici care amintesc de strălucirea soarelui, iar cea a unui tigru imită culoarea și umbra tulpinilor de stuf sau stuf. Această colorare se numește protectoare.

La prădători, s-a stabilit datorită faptului că proprietarii săi se puteau strecura pe pradă neobservate, iar la organismele care sunt pradă, datorită faptului că prada a rămas mai puțin vizibilă pentru prădători. Cum a apărut ea? Numeroase mutații au dat și continuă să dea o mare varietate de forme, care diferă prin culoare. Într-un număr de cazuri, culoarea animalului s-a dovedit a fi apropiată de fundalul mediului, adică. a ascuns animalul, a jucat un rol protector. Acele animale a căror colorație protectoare era slab exprimată au rămas fără hrană sau au devenit ele însele victime, iar rudele lor, care aveau o colorație protectoare mai bună, au ieșit învingători în lupta interspecifică pentru existență.

Selecția direcțională stă la baza selecției artificiale, în care împerecherea selectivă a indivizilor care posedă trăsături fenotipice dorite crește frecvența acelor trăsături într-o populație. Într-o serie de experimente, Falconer a selectat cei mai grei indivizi dintr-o populație de șoareci în vârstă de șase săptămâni și le-a permis să se împerecheze între ei. A făcut același lucru cu cei mai ușori șoareci. O astfel de încrucișare selectivă bazată pe greutatea corporală a dus la crearea a două populații, în una dintre acestea greutatea a crescut, iar în cealaltă a scăzut.

După ce selecția a fost oprită, niciunul dintre grupuri nu a revenit la greutatea inițială (aproximativ 22 de grame). Acest lucru arată că selecția artificială pentru trăsăturile fenotipice a condus la o anumită selecție genotipică și la pierderea parțială a unor alele de către ambele populații.

d) Stabilizarea selecției

Orez. 4.

Stabilizarea selecțieiîn condiții de mediu relativ constante, selecția naturală este îndreptată împotriva indivizilor ale căror caracteristici se abate de la norma medie într-o direcție sau alta.

Selecția stabilizatoare păstrează starea populației care îi asigură aptitudinea maximă în condiții constante de existență. În fiecare generație, indivizii care deviază de la valoarea medie optimă pentru trăsăturile adaptative sunt îndepărtați.

Au fost descrise multe exemple de acțiune de stabilizare a selecției în natură. De exemplu, la prima vedere, se pare că cea mai mare contribuție la fondul genetic al următoarei generații ar trebui să o facă indivizii cu fertilitate maximă.

Cu toate acestea, observațiile asupra populațiilor naturale de păsări și mamifere arată că nu este cazul. Cu cât sunt mai mulți pui sau pui în cuib, cu atât este mai dificil să-i hrănești, cu atât fiecare dintre ei este mai mic și mai slab. Drept urmare, persoanele cu fertilitate medie sunt cele mai potrivite.

Selecția față de medie a fost găsită pentru o varietate de trăsături. La mamifere, nou-născuții cu greutate foarte mică și foarte mare au mai multe șanse să moară la naștere sau în primele săptămâni de viață decât nou-născuții cu greutate medie. Un studiu al dimensiunii aripilor păsărilor care au murit după furtună a arătat că majoritatea aveau aripi prea mici sau prea mari. Și în acest caz, indivizii medii s-au dovedit a fi cei mai adaptați.

Care este motivul apariției constante a formelor prost adaptate în condiții constante de existență? De ce selecția naturală nu poate curăța o dată pentru totdeauna o populație de forme deviante nedorite? Motivul nu este doar și nu atât apariția constantă a tot mai multe mutații noi. Motivul este că genotipurile heterozigote sunt adesea cele mai potrivite. Când sunt încrucișați, ei se despart în mod constant, iar urmașii lor produc descendenți homozigoți cu fitness redus. Acest fenomen se numește polimorfism echilibrat.

Fig.5.

Cel mai cunoscut exemplu de astfel de polimorfism este anemia cu celule secera. Această boală gravă a sângelui apare la persoanele homozigote pentru aleea hemoglobinei mutante (Hb S) și duce la moartea lor la o vârstă fragedă. La majoritatea populațiilor umane, frecvența acestei alei este foarte scăzută și aproximativ egală cu frecvența de apariție a acesteia din cauza mutațiilor. Cu toate acestea, este destul de comună în zonele lumii în care malaria este comună. S-a dovedit că heterozigoții pentru Hb S au o rezistență mai mare la malarie decât homozigoții pentru aleea normală. Datorită acestui fapt, în populațiile care locuiesc în zonele cu malarie se creează și se menține stabil heterozigositatea pentru această alee letală homozigotă.

Stabilizarea selecției este un mecanism de acumulare a variabilității în populațiile naturale. Remarcabilul om de știință I.I Shmalgauzen a fost primul care a atras atenția asupra acestei caracteristici de stabilizare a selecției. El a arătat că, chiar și în condiții stabile de existență, nici selecția naturală, nici evoluția nu încetează. Chiar dacă rămâne neschimbată fenotipic, populația nu se oprește din evoluție. Structura sa genetică este în continuă schimbare. Stabilizarea selecției creează sisteme genetice care asigură formarea de fenotipuri optime similare pe baza unei game largi de genotipuri. Mecanismele genetice precum dominanța, epistaza, acțiunea complementară a genelor, penetranța incompletă și alte mijloace de a ascunde variabilitatea genetică își datorează existența selecției stabilizatoare.

Forma stabilizatoare a selecției naturale protejează genotipul existent de influența distructivă a procesului de mutație, ceea ce explică, de exemplu, existența unor forme străvechi precum hatteria și ginkgo.

Datorită selecției stabilizatoare, „fosilele vii” care trăiesc în condiții de mediu relativ constante au supraviețuit până astăzi:

hatteria, purtând trăsăturile reptilelor din epoca mezozoică;

celacant, un descendent al peștilor cu aripioare lobe, răspândit în epoca paleozoică;

opossumul nord-american este un marsupial cunoscut încă din perioada cretacică;

Forma stabilizatoare a selecției funcționează atâta timp cât rămân condițiile care au condus la formarea unei anumite trăsături sau proprietăți.

Este important de remarcat aici că constanța condițiilor nu înseamnă imuabilitatea lor. Condițiile de mediu se schimbă în mod regulat pe parcursul anului. Stabilizarea selecției adaptează populațiile la aceste schimbări sezoniere. Ciclurile de reproducere sunt cronometrate astfel încât să coincidă cu acestea, astfel încât animalele tinere se nasc în acel anotimp al anului în care resursele alimentare sunt maxime. Toate abaterile de la acest ciclu optim, care se reproduc de la an la an, sunt eliminate prin selecția stabilizatoare. Descendenții născuți prea devreme mor din lipsă de hrană; urmașii născuți prea târziu nu au timp să se pregătească pentru iarnă. De unde știu animalele și plantele că vine iarna? La debutul înghețului? Nu, acesta nu este un indicator foarte de încredere. Fluctuațiile de temperatură pe termen scurt pot fi foarte înșelătoare. Dacă într-un anumit an se încălzește mai devreme decât de obicei, asta nu înseamnă că a venit primăvara. Cei care reacționează prea repede la acest semnal nesigur riscă să rămână fără urmași. Este mai bine să așteptați un semn mai fiabil al primăverii - creșterea orelor de lumină. La majoritatea speciilor de animale, acest semnal este cel care declanșează mecanismele schimbărilor sezoniere ale funcțiilor vitale: cicluri de reproducere, năpârlire, migrație etc. I.I. Schmalhausen a arătat în mod convingător că aceste adaptări universale apar ca urmare a stabilizării selecției.

Astfel, stabilizarea selecției, eliminând abaterile de la normă, modelează în mod activ mecanismele genetice care asigură dezvoltarea stabilă a organismelor și formarea fenotipurilor optime bazate pe diverse genotipuri. Asigură funcționarea stabilă a organismelor într-o gamă largă de fluctuații în condiții externe familiare speciei.

f) Selecție perturbatoare (dezmembrare).

Orez. 6.

Selecția perturbatoare favorizează păstrarea tipurilor extreme şi eliminarea celor intermediare. Ca rezultat, duce la conservarea și îmbunătățirea polimorfismului. Selecția discontinuă operează într-o varietate de condiții de mediu întâlnite pe același teritoriu și menține mai multe forme fenotipic diferite în detrimentul indivizilor cu o normă medie. Dacă condițiile de mediu s-au schimbat atât de mult încât cea mai mare parte a speciilor își pierde capacitatea, atunci indivizii cu abateri extreme de la norma medie câștigă un avantaj. Astfel de forme se înmulțesc rapid și se formează mai multe noi pe baza unui grup.

Un model de selecție disruptivă ar putea fi situația apariției peștilor răpitori pitici într-un corp de hrană cu puțină hrană. Adesea, veverițele de sub ani nu au suficientă hrană sub formă de prăjituri de pește. În acest caz, avantajul revine celor cu cea mai rapidă creștere, care ating foarte repede o dimensiune care să le permită să-și mănânce semenii. Pe de altă parte, albinele cu întârzierea maximă a ritmului de creștere se va afla într-o poziție avantajoasă, deoarece dimensiunea lor mică le permite să rămână planctivore pentru o perioadă lungă de timp. O astfel de situație, prin selecția stabilizatoare, poate duce la apariția a doi pești răpitori.

Un exemplu interesant este dat de Darwin referitor la insecte – locuitori ai micilor insule oceanice. Zboară frumos sau nu au aripi deloc. Aparent, insectele au fost duse la mare de rafale bruște de vânt; Doar cei care au rezistat vântului sau nu au zburat deloc au supraviețuit. Selectarea în această direcție a dus la faptul că, pe insula Madeira, din 550 de specii de gândaci, 200 nu zboară.

Un alt exemplu: în pădurile în care solul este maro, indivizii melcului de pământ au adesea cochilii de culoare maro și roz, în zonele cu iarbă grosieră și galbenă predomină culoarea galbenă etc.

Populațiile adaptate la habitate ecologice diferite pot ocupa zone geografice adiacente; de exemplu, în regiunile de coastă ale Californiei, planta Gilia achilleaefolia este reprezentată de două rase. O rasă, rasa „soarelui”, crește pe versanți deschisi, înierbate, orientați spre sud, în timp ce rasa „umbră” se găsește în plantații umbrite de stejari și sequoie. Aceste rase diferă prin dimensiunea petalelor - o caracteristică determinată genetic.

Principalul rezultat al acestei selecții este formarea polimorfismului populației, adică. prezența mai multor grupuri care diferă prin anumite caracteristici sau prin izolare a populațiilor care diferă prin proprietățile lor, ceea ce poate fi cauza divergenței.

Concluzie

Ca și alți factori evolutivi elementari, selecția naturală provoacă modificări ale raportului de alele din grupele de gene ale populațiilor. În evoluție, selecția naturală joacă un rol creativ. Prin excluderea din reproducere a genotipurilor cu valoare adaptativă scăzută, păstrând combinații favorabile de gene de diferite merite, el transformă tabloul variabilității genotipice, care se dezvoltă inițial sub influența unor factori aleatori, într-o direcție adecvată din punct de vedere biologic.

Referințe

Vlasova Z.A. Biologie. Manualul studentului - Moscova, 1997

Green N. Biologie - Moscova, 2003

Kamlyuk L.V. Biologie în întrebări și răspunsuri - Minsk, 1994

Lemeza N.A. Un manual de biologie - Minsk, 1998

Doctrina selecției naturale a fost creată de Charles Darwin și A. Wallace, care au considerat-o drept principala forță creatoare care dirijează procesul evolutiv și determină formele sale specifice.

Selecția naturală este procesul prin care supraviețuiesc și lasă descendenți predominant indivizi cu caracteristici ereditare utile pentru anumite condiții.

Evaluând selecția naturală din punctul de vedere al geneticii, putem concluziona că ea selectează în esență mutațiile pozitive și combinațiile genetice care apar în timpul reproducerii sexuale, îmbunătățind supraviețuirea în populații și respinge toate mutațiile și combinațiile negative care înrăutățesc supraviețuirea organismelor. Aceștia din urmă pur și simplu mor. Selecția naturală poate acționa și la nivelul reproducerii organismelor, atunci când indivizii slăbiți fie nu produc descendenți cu drepturi depline, fie nu lasă deloc urmași (de exemplu, masculii care au pierdut luptele de împerechere cu rivali mai puternici; plantele în condiții de lumină sau deficit de nutriție etc.) .

În acest caz, nu sunt selectate sau aruncate doar anumite calități pozitive sau negative ale organismelor, ci genotipuri întregi care poartă aceste caracteristici (inclusiv multe alte caracteristici care influențează cursul și viteza ulterioară a proceselor evolutive).

Forme ale selecției naturale

În prezent, există trei forme principale de selecție naturală, care sunt prezentate în manualele școlare de biologie generală.

Stabilizarea selecției naturale

Această formă de selecție naturală este caracteristică condițiilor stabile de existență care nu se schimbă mult timp. Prin urmare, în populații există o acumulare de adaptări și selecție de genotipuri (și fenotipurile pe care le formează) care sunt adecvate în mod specific condițiilor existente. Când populațiile ating un anumit set de adaptări care sunt optime și suficiente pentru supraviețuirea în condiții date, selecția stabilizatoare începe să acționeze, tăind variantele extreme de variabilitate și favorizând păstrarea unor caracteristici conservatoare medii. Toate mutațiile și recombinările sexuale care duc la abateri de la această normă sunt eliminate prin selecția stabilizatoare.

De exemplu, lungimea membrelor iepurilor ar trebui să le ofere o mișcare suficient de rapidă și stabilă, permițându-le să scape de un prădător care urmărește. Dacă membrele sunt prea scurte, iepurii de câmp nu vor putea scăpa de prădători și vor deveni o pradă ușoară înainte de a avea timp să nască. Acesta este modul în care purtătorii de gene cu picioare scurte sunt îndepărtați din populațiile de iepuri. Dacă membrele sunt prea lungi, alergarea iepurilor va deveni instabilă, se vor răsturna, iar prădătorii îi vor putea ajunge cu ușurință din urmă. Acest lucru va duce la eliminarea purtătorilor de gene cu picioare lungi din populațiile de iepuri. Doar indivizii cu o lungime optimă a membrelor și raportul lor optim la dimensiunea corpului vor putea supraviețui și vor da naștere urmași. Aceasta este o manifestare a selecției stabilizatoare. Sub presiunea sa, genotipurile care diferă de o normă medie și rezonabilă în condiții date sunt eliminate. Formarea colorației protectoare (camuflare) are loc și la multe specii de animale.

Același lucru este valabil și pentru forma și dimensiunea florilor, care ar trebui să asigure o polenizare durabilă de către insecte. Dacă florile au o corolă prea îngustă sau stamine și pistiluri scurte, atunci insectele nu vor putea ajunge la ele cu labele și proboscidele și florile vor fi nepolenizate și nu vor produce semințe. Astfel, are loc formarea de dimensiuni și forme optime de flori și inflorescențe.

Pe perioade foarte lungi de selecție stabilizatoare, pot apărea unele specii de organisme ale căror fenotipuri rămân practic neschimbate timp de multe milioane de ani, deși genotipurile lor, desigur, au suferit modificări în acest timp. Exemplele includ celacantul de pește cu aripioare lobe, rechinii, scorpionii și alte organisme.

Selecția de conducere

Această formă de selecție este tipică pentru condițiile de mediu în schimbare, atunci când selecția direcționată are loc în direcția unui factor de schimbare. Așa se acumulează mutațiile și se modifică fenotipul, asociat cu acest factor și conducând la o abatere de la norma medie. Un exemplu este melaninogeneza industrială, care s-a manifestat la fluturii moliei de mesteacăn și în alte specii de lepidoptere, când, sub influența funinginei industriale, trunchiurile de mesteacăn s-au întunecat și fluturii albi (rezultatul selecției stabilizatoare) au devenit vizibili pe acest fundal, ceea ce le-a făcut să fie mâncate rapid de păsări. Beneficiul a revenit mutanților întunecați, care s-au reprodus cu succes în condiții noi și au devenit forma dominantă în populațiile de molii de mesteacăn.

O schimbare a valorii medii a unei trăsături către factorul activ poate explica apariția unor specii și forme iubitoare de căldură și frig, iubitoare de umiditate și rezistente la secetă, iubitoare de sare în diferiți reprezentanți ai lumii vii.

Ca o consecință a acțiunii de selecție de conducere, au existat numeroase cazuri de adaptare a ciupercilor, bacteriilor și altor agenți patogeni ai bolilor umane, animale și plante la medicamente și diverse pesticide. Așa au apărut forme rezistente la aceste substanțe.

În timpul selecției de conducere, divergența (ramificarea) caracterelor nu apare de obicei, iar unele caractere și genotipurile care le poartă sunt ușor înlocuite cu altele, fără a forma forme de tranziție sau deviante.

Selecție perturbatoare sau perturbatoare

Cu această formă de selecție, variantele extreme de adaptări primesc avantaje, iar trăsăturile intermediare care s-au dezvoltat în condiții de stabilizare a selecției devin inadecvate în condiții noi, iar purtătorii lor dispar.

Sub influența selecției disruptive, se formează două sau mai multe forme de variabilitate, ducând adesea la polimorfism - existența a două sau mai multe forme fenotipice. Acest lucru poate fi facilitat de diferitele condiții de viață din rază, ducând la apariția mai multor populații locale în cadrul speciei (așa-numitele ecotipuri).

De exemplu, cosirea constantă a plantelor a dus la apariția unui zdrăngănit mare de două populații în plantă, reproducându-se activ în iunie și august, deoarece cosirea regulată a provocat exterminarea populației medii din iulie.

Cu acțiune prelungită a selecției perturbatoare, se poate produce formarea a două sau mai multe specii, care locuiesc pe același teritoriu, dar fiind active în momente diferite. De exemplu, secetele frecvente la mijlocul verii, nefavorabile pentru ciuperci, au dus la apariția speciilor și formelor de primăvară și toamnă.

Luptă pentru existență

Lupta pentru existență este principalul mecanism de funcționare al selecției naturale.

Charles Darwin a atras atenția asupra faptului că în natură există în mod constant două tendințe de dezvoltare opuse: 1) dorința de reproducere și așezare nelimitată și 2) suprapopulare, aglomerație mare, influența altor populații și condiții de viață, care duc inevitabil la apariția a unei lupte pentru existenţa şi limitarea dezvoltării speciilor şi a populaţiilor acestora. Adică, specia se străduiește să ocupe toate habitatele posibile pentru existența ei. Dar realitatea este adesea dură, ceea ce duce la limitarea semnificativă a numărului de specii și a habitatelor. Lupta pentru existență pe fondul mutagenezei mari și al variabilității combinative în timpul reproducerii sexuale este cea care duce la redistribuirea caracteristicilor, iar consecința sa directă este selecția naturală.

Există trei forme principale de luptă pentru existență.

Luptă între specii

Această formă, după cum sugerează și numele, se realizează la nivel interspecific. Mecanismele sale sunt relații biotice complexe care apar între specii:

Amensalismul este provocarea de daune de către o populație asupra altei populații (de exemplu, eliberarea de antibiotice, călcarea în picioare a ierbii și a cuiburilor animalelor mici de către animalele mari fără niciun câștig pentru ele);

Concurența este lupta pentru surse comune de nutriție și resurse (pentru hrană, apă, lumină, oxigen etc.;

Prădărea - hrănirea în detrimentul altor specii, dar ciclurile de dezvoltare ale prădătorilor și ale prăzii sunt neînrudite sau slab legate;

Comensalism (încărcare liberă) - un comensal trăiește în detrimentul unui alt organism, fără a-l afecta pe acesta din urmă (de exemplu, multe bacterii și ciuperci trăiesc la suprafața rădăcinilor, frunzelor și fructelor plantelor, hrănindu-se cu secrețiile lor);

Protocooperarea este o relație reciproc avantajoasă pentru ambele specii, dar nu obligatorie (aleatorie) pentru acestea (de exemplu, unele păsări se spală pe dinții crocodililor, folosind rămășițele hranei lor și protecția unui mare prădător; relația dintre crabii pustnici și anemone de mare etc.);

Mutualismul este o relație pozitivă și obligatorie pentru ambele tipuri (de exemplu, micorize, simbioze lichenice, microbiotă intestinală etc.). Partenerii fie nu se pot dezvolta unul fără celălalt, fie dezvoltarea lor este mai proastă în absența unui partener.

Combinațiile acestor conexiuni pot îmbunătăți sau înrăutăți condițiile de viață și rata de reproducere a populațiilor în natură.

Lupta intraspecifică

Această formă de luptă pentru existență este asociată cu suprapopularea populațiilor, atunci când între indivizii aceleiași specii apare competiția pentru un loc de locuit - pentru cuibărit, pentru lumină (în plante), umiditate, nutrienți, teritoriu pentru vânătoare sau pășunat (la animale). ), etc. Se manifestă, de exemplu, în lupte și lupte la animale și în umbrirea rivalilor datorită creșterii mai rapide a plantelor.

Aceeași formă de luptă pentru existență include și lupta pentru femele (turnee de împerechere) la multe animale, când doar masculul cel mai puternic poate lăsa urmași, iar masculii slabi și inferiori sunt excluși de la reproducere și genele lor nu sunt transmise descendenților.

O parte a acestei forme de luptă este îngrijirea puilor, care există la multe animale și ajută la reducerea mortalității în rândul generației mai tinere.

Combaterea factorilor de mediu abiotici

Această formă de luptă este cea mai acută în anii cu condiții meteorologice extreme - secete severe, inundații, înghețuri, incendii, grindină, erupții etc. În aceste condiții, doar cei mai puternici și mai rezistenți indivizi pot supraviețui și lăsa urmași.

Rolul selecției organismelor în evoluția lumii organice

Cel mai important factor în evoluție (împreună cu ereditatea, variabilitatea și alți factori) este selecția.

Evoluția poate fi împărțită în naturală și artificială. Evoluția naturală se numește evoluție care are loc în natură sub influența factorilor naturali de mediu, excluzând influența directă directă a oamenilor.

Evoluția artificială se numește evoluție realizată de om pentru a dezvolta forme de organisme care să-i satisfacă nevoile.

Selecția joacă un rol important atât în evoluția naturală, cât și în cea artificială.

Selecția este fie supraviețuirea unor organisme mai adaptate unui mediu dat, fie sacrificarea formelor care nu îndeplinesc anumite criterii.

În acest sens, se disting două forme de selecție - artificială și naturală.

Rolul creativ al selecției artificiale este că o persoană abordează în mod creativ creșterea unui soi de plante, a unei rase de animale, a unei tulpini de microorganisme, combinând diferite metode de selecție și selecție a organismelor pentru a forma caracteristicile care se potrivesc cel mai bine nevoilor umane.

Selecția naturală este supraviețuirea indivizilor cei mai adaptați la condițiile specifice de existență și capacitatea lor de a lăsa descendenți care sunt pe deplin funcționali în condițiile date de existență.

Ca urmare a cercetării genetice, a devenit posibil să se distingă două tipuri de selecție naturală - stabilizare și conducere.

Stabilizarea este un tip de selecție naturală în care supraviețuiesc doar acei indivizi ale căror caracteristici corespund strict condițiilor specifice de mediu date, iar organismele cu caracteristici noi rezultate din mutații mor sau nu produc descendenți cu drepturi depline.

De exemplu, o plantă este adaptată la polenizare de către un anumit tip de insectă (are dimensiuni strict definite ale elementelor florale și structura lor). A avut loc o schimbare - dimensiunea cupei a crescut. Insecta pătrunde liber în interiorul florii fără să atingă staminele, datorită cărora polenul nu cade pe corpul insectei, ceea ce împiedică posibilitatea polenizării următoarei flori. Acest lucru va duce la faptul că planta nu va produce descendenți și trăsătura rezultată nu va fi moștenită. Dacă dimensiunea caliciului este foarte mică, polenizarea este în general imposibilă, deoarece insecta nu va putea pătrunde în floare.

Stabilizarea selecției face posibilă prelungirea perioadei istorice de existență a unei specii, deoarece nu permite „erodarea” caracteristicilor speciei.

Motivarea selecției este supraviețuirea acelor organisme care dezvoltă noi caracteristici care le permit să supraviețuiască în noi condiții de mediu.

Un exemplu de selecție de conducere este supraviețuirea fluturilor de culoare închisă pe un fundal de trunchi de mesteacăn afumat într-o populație de fluturi de culoare deschisă.

Rolul motorului selecției este posibilitatea apariției unor noi specii, care, alături de alți factori de evoluție, au făcut posibilă apariția diversității moderne a lumii organice.

Rolul creator al selecției naturale este acela că, prin diferite forme de luptă pentru existență, organismele dezvoltă caracteristici care le permit să se adapteze cât mai deplin la condițiile de mediu date. Aceste trăsături utile sunt fixate în organisme datorită supraviețuirii indivizilor care au astfel de trăsături și dispariției acelor indivizi care nu au trăsături utile.

De exemplu, renii sunt adaptați la viața din tundra polară. El poate supraviețui acolo și poate da naștere a urmașilor fertili, dacă își poate obține hrana în mod normal. Hrana cerbului este muşchiul (muşchi de ren, un lichen). Se știe că tundra are o iarnă lungă și hrana este ascunsă sub stratul de zăpadă, pe care căprioara trebuie să o distrugă. Acest lucru va deveni posibil doar dacă căprioara are picioare foarte puternice echipate cu copite largi. Dacă se realizează doar unul dintre aceste semne, atunci cerbul nu va supraviețui. Astfel, în procesul de evoluție supraviețuiesc doar acei indivizi care posedă cele două caracteristici descrise mai sus (aceasta este esența rolului creator al selecției naturale în raport cu renul).

Este important să înțelegem diferențele dintre selecția naturală și cea artificială. Sunt:

1) selecția artificială este efectuată de oameni, iar selecția naturală se realizează spontan în natură sub influența factorilor externi de mediu;

2) rezultatul selecției artificiale sunt noi rase de animale, soiuri de plante și tulpini de microorganisme cu trăsături utile activității economice umane, iar odată cu selecția naturală, apar noi (orice) organisme cu trăsături care le permit să supraviețuiască în condiții de mediu strict definite. ;

3) în timpul selecției artificiale, trăsăturile care apar în organisme nu numai că nu pot fi utile, ci pot fi dăunătoare pentru un anumit organism (dar sunt utile pentru activitatea umană); cu selecția naturală, trăsăturile rezultate sunt utile unui organism dat într-un mediu dat, specific al existenței sale, deoarece contribuie la o mai bună supraviețuire a acestuia în acest mediu;

4) selecția naturală s-a realizat încă de la apariția organismelor pe Pământ, iar selecția artificială s-a realizat doar de la domesticirea animalelor și apariția agriculturii (creșterea plantelor în condiții speciale).

Deci, selecția este cea mai importantă forță motrice a evoluției și se realizează prin lupta pentru existență (cea din urmă se referă la selecția naturală).

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 ninsorilor 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 prea îngustă a unei flori, trompa unui fluture nu poate atinge staminele prea scurte ale florilor cu corola lungă). 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. condiţiile de existenţă, ceea ce duce la apariţia a tot mai multe noi forme de viaţă.

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.

Selecția naturală crește șansele de supraviețuire și de continuare a întregii specii este la același nivel cu mutațiile, migrațiile și transformările în gene. Mecanismul de bază al evoluției funcționează impecabil, dar cu condiția ca nimeni să nu interfereze cu activitatea sa.

Ce este selecția naturală?

Sensul acestui termen a fost dat de omul de știință englez Charles Darwin. El a stabilit că selecția naturală este un proces care determină supraviețuirea și reproducerea doar a indivizilor adaptați condițiilor de mediu. Conform teoriei lui Darwin, schimbările ereditare aleatorii joacă cel mai important rol în evoluție.

recombinarea genotipurilor;
mutații și combinațiile lor.

Selecția naturală la om

În vremuri de medicină subdezvoltată și alte științe, doar o persoană cu un sistem imunitar puternic și un corp sănătos stabil a supraviețuit. Nu știau să îngrijească nou-născuții prematuri, nu foloseau antibiotice în tratament, nu făceau operații și trebuiau să facă față singuri bolilor. Selecția naturală dintre oameni a selectat cei mai puternici reprezentanți ai umanității pentru reproducere ulterioară.

În lumea civilizată, nu se obișnuiește să aibă descendenți numeroși, iar în majoritatea familiilor nu există mai mult de doi copii, care, datorită condițiilor moderne de viață și a medicinei, pot trăi până la o bătrânețe copt. Anterior, familiile aveau 12 sau mai mulți copii și nu mai mult de patru supraviețuiau în condiții favorabile. Selecția naturală la oameni a condus la faptul că, în cea mai mare parte, oamenii întăriți, excepțional de sănătoși și puternici au supraviețuit. Datorită fondului lor genetic, omenirea încă trăiește pe pământ.

Motive pentru selecția naturală

Toată viața de pe pământ s-a dezvoltat treptat, de la cele mai simple organisme la cele mai complexe. Reprezentanții anumitor forme de viață care nu au putut să se adapteze la mediu nu au supraviețuit și nu s-au reprodus genele lor nu au fost transmise generațiilor următoare. Rolul selecției naturale în evoluție a dus la apariția capacității la nivel celular de a se adapta la mediu și de a răspunde rapid la schimbările acestuia. Cauzele selecției naturale sunt influențate de o serie de factori simpli:

Selecția naturală funcționează atunci când se produc mai mulți descendenți decât pot supraviețui.
Există o variabilitate ereditară în genele unui organism.
Diferențele genetice dictează supraviețuirea și capacitatea de reproducere în diferite medii.

Semne ale selecției naturale

Evoluția oricărui organism viu este creativitatea naturii însăși și nu este capriciul ei, ci o necesitate. Funcționând în diferite condiții de mediu, nu este greu de ghicit ce trăsături păstrează selecția naturală, toate acestea vizează evoluția speciei, sporind rezistența acesteia la influențele externe:

Factorul de selecție joacă un rol important. Dacă în selecția artificială o persoană alege ce caracteristici ale unei specii să păstreze și care nu (de exemplu, atunci când crește o nouă rasă de câini), atunci cu selecția naturală cel mai puternic câștigă în lupta pentru existența sa.
Materialul pentru selecție sunt modificări ereditare, ale căror semne pot ajuta la adaptarea la noile condiții de viață sau în scopuri specifice.
Rezultă o altă etapă a selecției naturale, în urma căreia s-au format noi specii cu caracteristici care sunt benefice în anumite condiții de mediu.
Viteza de acțiune - Mama Natură nu se grăbește, se gândește la fiecare pas și, prin urmare, selecția naturală este caracterizată de o rată scăzută de schimbare, în timp ce selecția artificială este caracterizată de o rată rapidă.

Care este rezultatul selecției naturale?

Toate organismele au propriul grad de adaptabilitate și este imposibil de spus cu certitudine cum se va comporta o anumită specie în condiții de mediu nefamiliare. Lupta pentru supraviețuire și variabilitatea ereditară sunt esența selecției naturale. Există multe exemple de plante și animale care au fost aduse de pe alte continente și care au prins mai bine rădăcini în noile condiții de viață. Rezultatul selecției naturale este un întreg set de schimbări dobândite.

adaptare - adaptare la condiții noi;
varietate de forme de organisme - apar dintr-un strămoș comun;
progresul evolutiv – creșterea complexității speciilor.

Cum diferă selecția naturală de selecția artificială?

Este sigur să spunem că aproape tot ceea ce este consumat de oameni a fost mai devreme sau mai târziu supus selecției artificiale. Singura diferență fundamentală este că atunci când își efectuează selecția „sa”, o persoană își urmărește propriul beneficiu. Datorită selecției, a obținut produse alese și a dezvoltat noi rase de animale. Selecția naturală nu este orientată spre beneficiul umanității, ea urmărește doar interesele acestui organism particular.

Selecția naturală și artificială influențează în mod egal viața tuturor oamenilor. Ei luptă pentru viața unui copil prematur, la fel ca pentru viața unui copil sănătos, dar, în același timp, selecția naturală ucide bețivii înghețați de moarte pe străzi, bolile fatale iau viața oamenilor obișnuiți, oamenii instabili mintal comit. sinucidere, dezastre naturale lovesc pământul.

Tipuri de selecție naturală

De ce doar anumiți reprezentanți ai speciilor sunt capabili să supraviețuiască în diferite condiții de mediu? Formele selecției naturale nu sunt reguli scrise ale naturii:

Motivarea selecției are loc atunci când condițiile de mediu se schimbă și speciile trebuie să se adapteze, păstrează moștenirea genetică în anumite direcții.
Selecția stabilizatoare vizează indivizii cu abateri de la norma statistică medie în favoarea indivizilor medii din aceeași specie.
Selecția disruptivă este atunci când supraviețuiesc indivizii cu indicatori extremi, și nu cu cei medii. Ca urmare a unei astfel de selecții, două specii noi pot fi formate simultan. Se găsește mai des în plante.
Selecția sexuală se bazează pe reproducere, când rolul cheie este jucat nu de capacitatea de supraviețuire, ci de atractivitate. Femelele, fără să se gândească la motivele comportamentului lor, aleg bărbați frumoși și strălucitori.

De ce este omul capabil să slăbească influența selecției naturale?

Progresul în medicină a făcut un pas mult înainte. Oamenii care ar fi trebuit să moară supraviețuiesc, se dezvoltă și au proprii lor copii. Transmițându-le genetica, ei dau naștere unei rase slabe. Selecția naturală și lupta pentru existență se ciocnesc din oră în oră. Natura vine cu modalități din ce în ce mai sofisticate de a controla oamenii, iar oamenii încearcă să țină pasul cu ea, prevenind astfel selecția naturală. Umanitarismul duce la oameni cu aspect slab.

Colegiul Politehnic Snezhinsky

Raport de biologie pe această temă:

„Selectie naturala”

Completat de: student anul I

Grupuri F-18D

Yakunina Elena

Verificat de: Budalova I.B.

Snezhinsk 2009

Selecția naturală

a) Selecția destabilizatoare

b) Selectia sexuala

c) Selectarea grupului

d) Selectarea direcției (conducere)

d) Selecția stabilizatoare

f) Selecție perturbatoare (dezmembrare).

Concluzie

Referințe

Selecția naturală

a) Selecția destabilizatoare

Astfel, o formă destabilizatoare de selecție în merge la extinderea normei de reacție.

b) Selectia sexuala

Selectia sexuala- selecția naturală în cadrul unui singur sex, care vizează dezvoltarea trăsăturilor care oferă în primul rând posibilitatea de a lăsa cel mai mare număr de descendenți.

Orez. 7. Culorile strălucitoare ale păsărilor apar în evoluție datorită selecției sexuale.

Au fost propuse două ipoteze principale despre mecanismele selecției sexuale.

În explicarea acestor ipoteze, am încercat să înțelegem logica acțiunilor păsărilor femele. Poate părea că așteptăm prea mult de la ei, că calcule atât de complexe de fitness sunt cu greu posibile pentru ei. De fapt, femelele nu sunt mai mult sau mai puțin logice în alegerea masculilor decât în toate celelalte comportamente. Când unui animal îi este sete, nu are motive să bea apă pentru a restabili echilibrul apă-sare din organism - merge într-o groapă de apă pentru că îi este sete. Când o albină lucrătoare înțeapă un prădător care atacă un stup, ea nu calculează cât de mult cu acest sacrificiu de sine crește fitnessul general al surorilor ei - ea urmează instinctul. În același mod, femelele, atunci când aleg masculi strălucitori, își urmează instinctele - le plac cozile strălucitoare. Toți cei cărora instinctul le sugera un alt comportament, toți nu au lăsat urmași. Astfel, discutam nu despre logica femelelor, ci despre logica luptei pentru existență și selecție naturală - un proces orb și automat care, acționând constant din generație în generație, a format toată uimitoarea diversitate de forme, culori și instincte care observăm în lumea naturii vii .

c) Selectarea grupului

G)

Orez. 1. Forma motrice a selecției naturale

Selectarea direcției (conducere) a fost descrisă de Charles Darwin, iar doctrina modernă a conducerii selecției a fost dezvoltată de J. Simpson.

Figura 2. Dependența frecvenței formelor întunecate ale moliei mesteacănului de gradul de poluare atmosferică

Orez. 3. Melanismul industrial. Formele întunecate de fluturi sunt invizibile pe trunchiuri întunecate, iar cele ușoare sunt invizibile pe cele deschise.

d) Stabilizarea selecției

Orez. 4. Forma stabilizatoare a selectiei naturale

Fig.5. Harta distribuției siclemiei în zonele cu malarie. Culorile indică zonele cu malarie. Zona umbrită prezintă o incidență ridicată a drepaniei

Cel mai cunoscut exemplu de astfel de polimorfism este anemia cu celule secera. Această boală gravă a sângelui apare la persoanele homozigote pentru aleea hemoglobinei mutante (Hb S) și duce la moartea lor la o vârstă fragedă. În majoritatea populațiilor umane, frecvența acestei alei este foarte scăzută și aproximativ egală cu frecvența de apariție a acesteia din cauza mutațiilor. Cu toate acestea, este destul de comună în zonele lumii în care malaria este comună. S-a dovedit că heterozigoții pentru Hb S au o rezistență mai mare la malarie decât homozigoții pentru aleea normală. Datorită acestui fapt, în populațiile care locuiesc în zonele cu malarie, se creează și se menține stabil heterozigositatea pentru această alee letală homozigotă.

Datorită selecției stabilizatoare, „fosilele vii” care trăiesc în condiții de mediu relativ constante au supraviețuit până astăzi:

1. hatteria, purtând trăsăturile reptilelor din epoca mezozoică;

2. celacant, descendent al peștilor cu aripioare lobite, răspândit în epoca paleozoică;

3. Opossum nord-american - un marsupial cunoscut încă din perioada cretacică;

Forma stabilizatoare a selecției funcționează atâta timp cât rămân condițiile care au condus la formarea unei anumite trăsături sau proprietăți.

f) Selecție perturbatoare (dezmembrare).

Orez. 6. O formă perturbatoare a selecției naturale

Populațiile adaptate la habitate ecologice diferite pot ocupa zone geografice adiacente; de exemplu, în regiunile de coastă ale Californiei, planta Giliaachilleaefolia este reprezentată de două rase. O rasă, rasa „soarelui”, crește pe versanți deschisi, înierbate, orientați spre sud, în timp ce rasa „umbră” se găsește în plantații umbrite de stejari și sequoie. Aceste rase diferă prin dimensiunea petalelor - o caracteristică determinată genetic.

Concluzie