Selecția naturală și rolul ei în evoluție. Forța motrice din spatele evoluției: ce forme de selecție naturală există

principalul factor este istoric. dezvoltarea organice. lumea; constă în faptul că din indivizii emergenți supraviețuiesc și, cel mai important, produc descendenți doar pe cei care au cel puțin un avantaj subtil, dar totuși semnificativ față de ceilalți indivizi - o adaptare mai perfectă la condițiile de viață. Deschiderea E. o. precum cap. tipare de biologice. dezvoltarea este cel mai important merit al lui Darwin și constituie nucleul darwinismului. Cele mai importante premise pentru E. o. sunt variabilitatea și lupta pentru existență între indivizi atât în cadrul unei specii date, cât și între indivizi care aparțin unor specii diferite. Ca rezultat al acțiunii acestor factori, nu toți indivizii supraviețuiesc într-un stat adult și, prin urmare, dau naștere descendenților. Câștigătorii luptei pentru existență sunt indivizi care sunt mai buni decât alții adaptați la aceste condiții și, prin urmare, cu mare succes se opun dușmanilor și concurenților și condițiilor de mediu nefavorabile. Se înmulțesc mai intens, lasă mai mulți descendenți decât cei mai puțin adaptați. În cele din urmă, o condiție necesară pentru succesul E. o. este moștenirea de noi trăsături utile ale organizării ființelor vii (vezi. Ereditate). Acumularea treptată și întărirea acestor caracteristici în generațiile următoare și dispariția formelor intermediare (deoarece lupta pentru existență este mai acută, cu cât organismele sunt mai apropiate unele de altele, deoarece au nevoi similare de mijloace de subzistență) conduc la o creșterea mai mare a diferențelor dintre organisme, până la semne de divergență - așa-numitul. divergenţă. Ca urmare, apar noi forme de organisme: mai întâi, ecotipuri, soiuri, subspecii și apoi specii. Astfel, speciile și speciația apar datorită E. o. cel mai potrivit și E. despre. în general, duce la îmbunătățirea formelor, la întărirea activității lor vitale. Apariția unor noi forme, mai bine adaptate condițiilor date de existență și mai ales mai perfect organizate, ascunde embrionul morții formelor care trăiesc în aceleași condiții, dar sunt inferioare formelor noi în ceea ce privește adaptabilitatea la condițiile de mediu date sau în termenii înălțimii organizării. E. o., Ca principal. legea evoluției speciilor este caracterizată, adică calități, un fel de dependență a individului, variabilitate și evoluție generală. dezvoltare. Individual. diferențe, cauzate în sine de procesele de activitate vitală ale organismelor individuale, în raport cu evoluția. procesul apare ca aleatoriu. E. o. descoperă necesitatea lor verificând să le acomodeze. sens. Astfel, E. o. există un model în care dialectica necesității și a întâmplării se manifestă ca specifică. conținut biologic evoluţie. Engels subliniază în mod special această dialectică. baza teoriei lui Darwin a EO.: „Darwin în lucrarea sa de epocă provine de la cea mai largă bază de fapt, bazată pe întâmplare. Diferențele aleatoare nesfârșite ale indivizilor din specii separate ... îl fac să pună la îndoială ... conceptul a unei specii în rigiditatea și imuabilitatea sa metafizică de odinioară ... Accidentul răstoarnă înțelegerea necesității care a existat până acum "(Dialectica naturii, 1955, pp. 174-75). E. o. calculează în medie varietatea variațiilor aleatorii, creând în cele din urmă formele care sunt cele mai adaptate condițiilor date. Nemecanic caracterul este biologic. cauzalitatea este clar vizibilă din astfel de cazuri de adaptare, în care s-a dezvoltat în cursul E. o. trăsăturile sunt benefice pentru specie, deși sunt dăunătoare pentru individ. De exemplu, intepatura unei albine este conceputa in asa fel incat atunci cand este folosita, insecta moare. Cu toate acestea, capacitatea de a intepa este utila pentru conservarea speciei. Specific. caracterul este biologic. cauzalitatea determină conținutul obiectiv al conceptului de biologic. oportunitatea, muchiile este un rezultat natural al E. o. Astfel, teoria lui E. o. infirmă complet teleologia. Această teorie se bazează în esență pe recunoașterea rolului contradicției dintre variabilitatea individuală aleatorie și biologica generală. adaptarea speciilor ca principiu conducător al speciației. Aceste contradicții sunt rezolvate prin victorie și b. sau m. răspândirea rapidă a formelor noi și deplasarea celor vechi. Acest proces se desfășoară uneori atât de repede și violent încât se poate vorbi despre răsturnări din istoria acestui grup. Rezolvarea contradicțiilor duce la crearea unor dispozitive noi, mai perfecte și, astfel, ca urmare a acțiunilor lui E. o. organizarea ființelor vii capătă trăsăturile atribuirii. oportunitate, se dovedește a fi armonios în structură și funcții, adaptat condițiilor de viață în schimbare. Apariția de către E. o. adaptările, utile nu numai în acel biotop, ocupă populațiile speciei în prezent. timp, dar și în afara acestuia, adică adaptări de mare semnificație, deschizând posibilitatea capturării descendenților acestei specii a unui nou ecologic. zona, duce la evoluție. progres. Achiziționarea unor astfel de dispozitive pentru secară sunt valoroase și utile pentru Ch. arr. în cadrul anumitor condiții specifice de existență, nu deschide perspective de a depăși limitele acestui ecologic. zonă. Astfel de adaptări, mai ales dacă sunt asociate cu condiții de existență strict definite, duc la specializarea ființelor vii. Cu toate acestea, ar trebui să fie puternic contrastat cu specializarea și progresul. Fapte din istoria organicului lumea indică prezența unui anumit tip de „interpenetrare” a progresului și specializării. Aceste fapte arată, de asemenea, că progresul în ceea ce privește îmbunătățirea generală a organizației nu este armonios. dezvoltarea tuturor sistemelor de funcții și organe. Este asociat cu pierderea anumitor trăsături care sunt necesare și utile în anumite condiții de existență și, în consecință, cu o anumită regresie. Astfel, teoria lui E. o. dialectic consideră regresia ca un moment, o formă biologică. progres. Creativ, creând noi forme, rolul lui E. o. deosebit de clar vizibil din observații, de exemplu, un zgomot pe o plantă. Pe naturi. La sol, zgomotul are o cutie cu deschidere automată și semințe înaripate suflate de vânt. În culturile de secară crește o formă cu zgomot, cu o cutie care nu se deschide și semințe fără aripi, ceea ce împiedică îndepărtarea zgomotului din culturi (cutia este treierată împreună cu secară, semințele nu sunt duse de vânt în timpul înfășurării ). S-a dovedit că gradul de dezvoltare a aripilor în păstăile cu zăngănit de semințe este foarte diferit (de la aripi normale până la lipsa aripilor complete). E. o. au acționat în direcția eliminării formelor înaripate (au fost duse de vânt în timpul înfășurării), ceea ce, în cele din urmă, a dus la formarea unei forme fără zgomot în culturile cultivate. Valoarea lui E. o. ca creator. forța speciației își respinge cu tărie interpretarea ca factor, a cărui acțiune se limitează doar la eliminarea formelor care nu sunt suficient adaptate la datele ecologiei. condiții. Lit.: Engels F., Dialectica naturii, M., 1955; Darwin Ch., Originea speciilor prin selecție naturală, Soch., Vol. 3, M. - L., 1939; lui, Schimbări la animale domestice și plante cultivate, ibid., vol. 4, M. - L., 1951; Lysenko TD, Selecție naturală și competiție intraspecifică, Minsk, 1951; imiryazev K.?., Fav. cit., t. 2, M., 1957; Gabunia L.K., Cu privire la problema dezvoltării progresive în filogeneza mamiferelor, în colecție: Tr. sector de paleobiologie al Academiei de Științe Cargo. SSR, [t.] 2, Tb., 1954; Golinevich PN, Suprapopularea și lupta pentru existență, "Întrebări. Filosofie", 1956, nr. 4; Davitashvili L. Sh., Eseuri despre istoria doctrinei evoluției. progres, M., 1956; Gilyarov MS, Probleme de până acum. ecologie și teoria naturii. selecție, "Usp. sovr. Biol.", 1959, vol. 48, nr. 3 (6) (denumit după bibliogr.); Wallace A. R., Selecție naturală, Sankt Petersburg, 1878; Schmidt G.?., Științe ale naturii. selecția ca generală și nespecifică. factorul progresului evolutiv, "Izv. AN SSSR. Ser. Biol.", 1959, nr. 6 (numit după bibliogr.); Frolov I. T., Despre cauzalitate și oportunitate în viața sălbatică, M., 1961; Placa L., Selectionsprinzip und Probleme der Artbildung. Ein Handbuch des Darwinismus, 3 Aufl., Lpz., 1908; L'H? Ritier Ph., G? N? Tique et? Volution, P., 1934; D'Ancona U., Lupta pentru existență, Leiden, 1954; Fisher R.?., Teoria genetică a selecției naturale, N. Y.,. L. Gabunia. Tbilisi.

Selecția naturală crește șansele de supraviețuire și continuare a întregului gen; se află la același nivel cu mutațiile, migrațiile și transformările din gene. Mecanismul principal al evoluției funcționează impecabil, dar cu condiția ca nimeni să nu intervină în activitatea sa.

Ce este selecția naturală?

Sensul acestui termen a fost dat de savantul englez Charles Darwin. El a stabilit că selecția naturală este un proces care determină supraviețuirea și reproducerea indivizilor doar adaptată 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 vremurile medicinei subdezvoltate și a altor științe, a supraviețuit doar o persoană cu imunitate puternică și un organism sănătos stabil. Nu știau cum să îngrijească nou-născuții prematuri, nu foloseau antibiotice în tratament, nu făceau operații și trebuiau să facă față bolilor lor singuri. Selecția naturală de la oameni a selectat cei mai puternici reprezentanți ai umanității pentru reproducere ulterioară.

În lumea civilizată, nu este obișnuit să se dobândească numeroși descendenți și în majoritatea familiilor nu există mai mult de doi copii, care, datorită condițiilor moderne de viață și medicamentelor, pot trăi până la o vârstă matură. Anterior, familiile aveau 12 sau mai mulți copii și nu mai mult de patru au supraviețuit în condiții favorabile. Selecția naturală la om a condus la faptul că, în cea mai mare parte, au supraviețuit oameni împietriți, excepțional de sănătoși și puternici. Datorită bazei lor genetice, omenirea trăiește încă 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, incapabili să se adapteze la mediu, nu au supraviețuit și nu au reprodus descendenți, 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 sale. Cauzele selecției naturale sunt influențate de o serie de factori simpli:

Selecția naturală este declanșată atunci când se produc mai mulți descendenți decât pot supraviețui.
Există variații ereditare în genele organismului.
Diferențele genetice dictează supraviețuirea și capacitatea de a reproduce descendenți în condiții diferite.

Semne ale selecției naturale

Evoluția oricărui organism viu este creativitatea naturii în sine și nu este capriciul ei, ci o necesitate. Acționând în diferite condiții de mediu, nu este dificil de ghicit ce semne păstrează selecția naturală, toate vizând evoluția speciei, sporind rezistența acesteia la influențele externe:

Factorul de selecție joacă un rol important. Dacă în selecția artificială o persoană alege ce trăsături ale speciei 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 de selecție reprezintă schimbări ereditare, ale căror caracteristici pot ajuta la adaptarea la noi condiții de viață sau în scopuri specifice.
Rezultatul este o altă etapă a selecției naturale, care a dus la formarea de noi specii cu trăsături care sunt benefice în anumite condiții de mediu.
Viteza de acțiune - Mama natură nu se grăbește, o meditează la fiecare pas și, prin urmare, selecția naturală se caracterizează printr-o rată redusă de schimbare, iar selecția artificială este rapidă.

Care este rezultatul selecției naturale?

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

adaptare - adaptare la noi condiții;
o varietate de forme de organisme - apar dintr-un strămoș comun;
progresul evolutiv - complicația speciilor.

Cum diferă selecția naturală de selecția artificială?

Este sigur să spunem că aproape tot ceea ce o persoană consumă pentru mâncare mai devreme sau mai târziu a fost supus selecției artificiale. Singura diferență fundamentală este că, efectuând selecția „proprie”, o persoană își urmărește propriul beneficiu. Datorită selecției, a primit produse selectate, a adus rase noi de animale. Selecția naturală și naturală nu este orientată spre beneficiul umanității, ci urmărește doar interesele acestui organism.

Selecția naturală și artificială afectează în mod egal viața tuturor oamenilor. Ei luptă pentru viața unui copil prematur, precum și pentru viața unui copil sănătos, dar în același timp, selecția naturală ucide bețivii înghețați pe străzi, bolile fatale iau viața oamenilor obișnuiți, persoanele dezechilibrate mental se sinucid , dezastrele naturale au lovit pământul.

Tipuri de selecție naturală

De ce doar anumiți reprezentanți ai speciei pot supraviețui în condiții de mediu diferite? Formele selecției naturale nu sunt regulile scrise ale naturii:

Selecția conducerii are loc atunci când condițiile de mediu se schimbă și speciile trebuie să se adapteze, păstrează moștenirea genetică în anumite direcții.
Selecția stabilizatoare se adresează indivizilor cu abateri de la norma statistică medie în favoarea indivizilor medii din aceeași specie.
Selecția perturbatoare este atunci când indivizii supraviețuiesc cu indicatori extremi, și nu cu cei mediatici. Ca rezultat al unei astfel de selecții, se pot forma două specii noi simultan. Mai frecvent la plante.
Selecția sexuală - bazată pe reproducere, atunci când rolul cheie este jucat nu de capacitatea de a supraviețui, 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?

Progresele în medicină au făcut un pas înainte. Oamenii care trebuiau să moară supraviețuiesc, se dezvoltă, au proprii copii. Transmiterea lor genetică, dau naștere unui gen slab. Selecția naturală și lupta pentru existență se ciocnesc orar. Natura vine cu modalități tot mai sofisticate de a controla oamenii, iar bărbatul încearcă să țină pasul cu ea, împiedicând astfel selecția naturală. Umanismul uman duce la un tip slab de oameni.

Selecția naturală este un proces definit inițial de Charles Darwin ca ducând la supraviețuirea și reproducerea predominantă a indivizilor mai adaptați la aceste condiții de mediu și care posedă trăsături ereditare utile. În conformitate cu teoria lui Darwin și teoria sintetică modernă a evoluției, principalul material pentru selecția naturală este modificările ereditare aleatorii - recombinarea genotipurilor, mutațiilor și combinațiilor acestora.

În absența unui proces sexual, selecția naturală duce la o creștere a proporției acestui genotip în generația următoare. Cu toate acestea, selecția naturală este „oarbă” în sensul că „evaluează” nu genotipurile, ci fenotipurile, iar transferul predominant de gene la următoarea generație a unui individ cu trăsături utile are loc indiferent dacă aceste trăsături sunt moștenite.

Există diferite clasificări ale formelor de selecție. O clasificare bazată pe natura influenței formelor de selecție asupra variabilității unei trăsături într-o populație este utilizată pe scară largă.

Selecția de conducere- o formă de selecție naturală, care acționează cu o schimbare direcționată a condițiilor de mediu. Descris de Darwin și Wallace. În acest caz, indivizii cu trăsături care se abat într-o anumită direcție de la valoarea medie primesc avantaje. În acest caz, alte variații ale trăsăturii (abaterile sale în direcția opusă față de valoarea medie) sunt supuse selecției negative. Ca urmare, în populație, din generație în generație, valoarea medie a trăsăturii se deplasează într-o anumită direcție. În acest caz, presiunea selecției de conducere trebuie să corespundă capacităților adaptive ale populației și vitezei schimbărilor mutaționale (în caz contrar, presiunea mediului poate duce la dispariție).

Un exemplu al acțiunii de selecție a motivelor este „melanismul industrial” la insecte. „Melanismul industrial” este o creștere dramatică a proporției indivizilor melanistici (de culoare închisă) din populațiile de insecte (cum ar fi fluturii) care locuiesc în zonele industriale. Datorită impactului industrial, trunchiurile copacilor s-au întunecat semnificativ, iar lichenii ușori au murit, de aceea fluturii ușori au devenit mai vizibili pentru păsări, iar cei întunecați - mai rău. În secolul al XX-lea, în unele zone, proporția de fluturi de culoare închisă la unele populații bine studiate ale moliei de mesteacăn din Anglia a ajuns la 95%, în timp ce primul fluture de culoare închisă (morfa carbonaria) a fost capturat în 1848.

Selecția de conducere se efectuează atunci când mediul se schimbă sau se adaptează la condiții noi atunci când zona se extinde. Păstrează modificările ereditare într-o anumită direcție, deplasând viteza de reacție în consecință. De exemplu, în timpul dezvoltării solului ca habitat în diferite grupuri de animale fără legătură, membrele s-au transformat în cele îngropătoare.

Selecție stabilizatoare- o formă de selecție naturală, în care acțiunea sa este îndreptată împotriva indivizilor cu abateri extreme de la norma medie, în favoarea indivizilor cu o severitate medie a trăsăturii. Conceptul de selecție stabilizatoare a fost introdus în știință și analizat de I.I. Schmalhausen.

Au fost descrise multe exemple de efect al stabilizării 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 aducă indivizii cu fecunditatea maximă. Cu toate acestea, observațiile populațiilor naturale de păsări și mamifere arată că acest lucru 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 adaptate.

A fost găsită o selecție în favoarea valorilor medii pentru o varietate de caracteristici. La mamifere, greutatea la naștere foarte mică și foarte mare este mai probabil să moară la naștere sau în primele săptămâni de viață decât nou-născuții cu greutate medie. Ținând cont de mărimea aripilor vrăbiilor care au murit după o furtună în anii 50 lângă Leningrad, a arătat că majoritatea aveau aripi prea mici sau prea mari. Și în acest caz, cei mai adaptați au fost indivizii medii.

Selecție perturbatoare (perturbatoare)- o formă de selecție naturală, în care condițiile favorizează două sau mai multe variante (direcții) extreme de variabilitate, dar nu favorizează starea intermediară, medie a trăsăturii. Ca urmare, mai multe forme noi pot apărea dintr-una inițială. Darwin a descris acțiunea selecției perturbatoare, crezând că aceasta stă la baza divergenței, deși nu a putut oferi dovezi ale existenței sale în natură. Selecția perturbatoare contribuie la apariția și menținerea polimorfismului populației și, în unele cazuri, poate provoca speciație.

Una dintre situațiile posibile în natură în care intră în joc selecția disruptivă este atunci când o populație polimorfă ocupă un habitat eterogen. În același timp, diferite forme se adaptează la nișe sau sub-nișe ecologice diferite.

Un exemplu de selecție perturbatoare este formarea a două rase în marele zgomot din pajiști de fân. În condiții normale, perioadele de înflorire și maturare a semințelor din această plantă acoperă întreaga vară. Dar pe pajiștile cu fân, semințele sunt produse în principal de acele plante care au timp să înflorească și să se coacă fie înainte de perioada de tundere, fie să înflorească la sfârșitul verii, după tuns. Ca rezultat, se formează două curse cu zgomot - înflorire timpurie și târzie.

Selecția perturbatoare a fost efectuată artificial în experimente cu muște de fructe. Selecția a fost efectuată în funcție de numărul de peri; au rămas doar indivizii cu un număr mic sau mare de peri. Ca rezultat, de la aproximativ a 30-a generație, cele două linii au divergut foarte puternic, în ciuda faptului că muștele au continuat să se încrucișeze între ele, efectuând schimbul de gene. Într-o serie de alte experimente (cu plante), încrucișarea intensă a împiedicat acțiunea eficientă a selecției perturbatoare.

Selecția sexuală este o selecție naturală pentru succesul reproducerii. Supraviețuirea organismelor este o componentă importantă, dar nu singura, a selecției naturale. O altă componentă critică este atracția față de membrii sexului opus. Darwin a numit acest fenomen selecție sexuală. „Această formă de selecție este determinată nu de lupta pentru existență în relațiile dintre ființe organice între ele sau cu condiții externe, ci de rivalitatea dintre indivizii de același sex, de obicei bărbați, pentru posesia indivizilor celuilalt sex”. Trăsăturile care reduc viabilitatea purtătorilor lor pot apărea și se pot răspândi dacă beneficiile pe care le oferă în succesul reproducerii sunt semnificativ mai mari decât dezavantajele lor pentru supraviețuire. S-au propus două ipoteze principale despre mecanismele selecției sexuale. Conform ipotezei „genelor bune”, femeia „motivează” astfel: gene care i-au permis să o facă. Deci, ar trebui să fie ales ca tată pentru copiii săi: le va transmite genele sale bune ". Prin alegerea masculilor strălucitori, femelele aleg gene bune pentru descendenții lor. Conform ipotezei „fiii atrăgători”, logica selecției feminine este oarecum diferită. Dacă bărbații strălucitori, indiferent de motiv, sunt atrăgători pentru femele, atunci merită să alegeți un tată strălucitor pentru viitorii dvs. fii, deoarece fiii săi vor moșteni gene pentru culori strălucitoare și vor fi atrăgători pentru femelele din generația următoare. Astfel, apare un feedback pozitiv, care duce la faptul că din generație în generație luminozitatea penajului masculilor crește din ce în ce mai mult. Procesul continuă să crească până când atinge limita de viabilitate. În alegerea bărbaților, femelele sunt nici mai mult și nici mai puțin logice decât în tot restul comportamentului lor. Când un animal simte sete, nu motivează să bea apă pentru a restabili echilibrul apă-sare din corp - se duce la gaura de udare pentru că simte sete. La fel, femelele, alegând bărbați strălucitori, își urmează instinctele - le plac cozile strălucitoare. Toți cei care au fost induși de instinct să se comporte diferit, toți nu au lăsat descendenți. Astfel, am discutat nu logica femeilor, ci logica luptei pentru existență și selecție naturală - un proces orb și automat care, acționând constant din generație în generație, a format toată uimitoarea varietate de forme, culori și instincte pe care le observăm. în lumea faunei sălbatice ...

Selecția naturală și formele sale

1. Ce factori de mediu pot duce la selectarea organismelor din natură?
2. Este relația dintre om și natură un factor de selecție?

Predarea despre selecție naturală dezvoltat de Charles Darwin, care a considerat că selecția în sine este rezultatul luptei pentru existență și premisa ei a fost variabilitatea ereditară a organismelor.

Esența genetică a selecției naturale este conservarea selectivă în populații anumite genotipuri. Materialul ereditar pe care îl conțin este transmis generațiilor viitoare. Astfel, selecția naturală poate fi definită ca reproducere selectivă genotipuri care îndeplinesc cel mai bine condițiile predominante de viață ale populației. În clasa a 9-a, ați văzut deja câteva exemple ale acțiunii selecției naturale care poate fi observată în experiment sau în natură.

Să analizăm un alt experiment care arată cum, în cursul selecției naturale, se realizează relația dintre fenotipuri și genotipuri într-o populație. În natură, există câteva specii de muște ale fructelor care își găsesc mâncarea preferată fie pe vârful copacilor, fie la suprafață. sol dar niciodată la mijloc. Este posibil prin selecție să scoată astfel de insecte care ar zbura fie numai în jos, fie doar în sus? Figura 73 este o diagramă schematică a unui experiment care demonstrează efectul selecției asupra structurii genetice a populațiilor. Muștele fructelor au fost plasate într-un labirint format din mai multe camere, fiecare dintre ele având două ieșiri - în sus și în jos. În fiecare dintre camere, animalul trebuia să „decidă” în ce direcție să se miște. Muștele, în mișcare constantă în sus, au ajuns în ieșirea superioară a labirintului. Au fost atent selectați pentru izolare ulterioară. Muștele care se mișcau în jos au ajuns în ieșirea inferioară a labirintului și au fost, de asemenea, luate. Insecte care au rămas în camerele labirintului, adică cele care nu aveau o direcție de mișcare definită, au fost colectate și eliminate din experiment. Muștele „superioare” și „inferioare” au fost păstrate și crescute separat una de cealaltă. Treptat, a fost posibil să se creeze populații, dintre care toți indivizii, fără excepție, aveau un anumit stereotip de comportament (mișcare în sus sau în jos). Acest rezultat nu a fost asociat cu apariția unor gene noi, totul s-a întâmplat doar datorită selecției, care a influențat variabilitatea fenotipurilor care existau deja în populație (în acest caz, variabilitatea comportamentului muștelor). Astfel, acțiunea selecției naturale duce la faptul că fenotipurile încep să influențeze rezerva de gene a populațiilor. Ce se întâmplă dacă eliminați presa de selecție naturală? Pentru a răspunde la această întrebare, experimentatorii au permis ca muștele de nivel „superior” și „inferior” să se reproducă împreună. În curând, echilibrul inițial alelelor a fost restabilit în populație: unii dintre indivizi s-au deplasat în sus, alții în jos, în timp ce alții nu au arătat nicio preferință cu privire la direcția de mișcare.

Selecția naturală modifică compoziția bazei genetice, „îndepărtând” indivizii din populație, ale căror trăsături și proprietăți nu oferă avantaje în lupta pentru existență. Ca rezultat al selecției, materialul genetic al indivizilor „avansați” (adică cei care posedă proprietăți care își cresc șansele în lupta pentru viață) începe să influențeze din ce în ce mai mult bazele genetice ale întregii populații.

În cursul selecției naturale, sunt uimitoare și diverse adaptări biologice (adaptări) ale organismelor la condițiile mediului extern în care se desfășoară viața populației. De exemplu, adaptările generale, care includ adaptabilitatea la înot a organismelor care trăiesc în mediul acvatic sau adaptabilitatea membrelor vertebratelor la mediul terestru și adaptări particulare:

adaptabilitate la alergare în cal, antilopă, struț, săpat în alunițe, șobolani aluniți sau cățărători în copaci (maimuțe, ciocănitori, pika etc.). Exemple de adaptare sunt colorarea camuflajului și mimetismul (imitația prin aspectul pașnic al aspectului exterior al unui animal, bine protejat de atacul prădătorilor) și instinctele comportamentale complexe și multe altele. altele (Fig. 74), Trebuie amintit că orice adaptare este relativă. O specie bine adaptată acestor condiții poate fi pe cale de dispariție dacă condițiile se schimbă sau apare un nou prădător sau concurent în mediu. Se știe, de exemplu, că peștii, bine protejați de prădători de spini și spini, cad mai des în plasele pescarilor, în care se încurcă și se țin tocmai din cauza excrescențelor dure ale corpului. Nu e de mirare că unul dintre principiile (ale doctrinei evoluționiste) într-o formă glumă sună astfel: „Cei mai în formă supraviețuiesc, dar sunt cei mai în formă doar atâta timp cât supraviețuiesc”.

Deci, există întotdeauna oportunități de schimbări evolutive în populație. Deocamdată, ele se manifestă doar prin variabilitatea organismelor. De îndată ce selecția începe să funcționeze, populația răspunde cu schimbări adaptative.

Anterior, erați familiarizat cu cele două forme principale de selecție naturală: stabilizarea și conducerea. Reamintim că selecția stabilizatoare are drept scop menținerea fenotipurilor preexistente. Acțiunea sa poate fi ilustrată în Figura 75. Această formă de selecție operează de obicei acolo unde condițiile de viață rămân constante pentru o lungă perioadă de timp, cum ar fi în latitudinile nordice sau pe fundul oceanului.

A doua formă de selecție naturală este motivul; spre deosebire de stabilizarea selecției, această formă de selecție promovează schimbări în organisme. De regulă, efectul selecției naturale devine vizibil pe perioade lungi de timp. Deși uneori selecția motivelor se poate manifesta foarte repede ca răspuns la schimbări neașteptate și puternice în condițiile externe (Fig. 76). Un exemplu clasic al acțiunii de selecție a motivelor este oferit de studiul molilor de ardei, care își schimbă culoarea sub influența emisiilor de funingine și fumatul trunchiurilor de copaci în regiunile industriale ale Angliei în secolul al XIX-lea. (fig. 78).

A treia formă de selecție naturală este perturbatoare sau perturbatoare. Selecția perturbatoare duce la apariția grupurilor de indivizi în cadrul populațiilor care diferă într-un fel (culoare, comportament, spațiu etc.). Selecția perturbatoare contribuie la menținerea a două sau mai multe fenotipuri în cadrul populațiilor și elimină formele intermediare (Fig. 77). Există un fel de decalaj în populație pe o anumită bază. Acest fenomen se numește polimorfism. Polimorfismul este caracteristic multor specii de animale și plante. De exemplu, somonul sockeye, un pește de somon din Extremul Orient care își petrece viața în mare și se reproduce în mici lacuri de apă dulce conectate la mare prin râuri, are o așa-numită „formă vie”, reprezentată de masculi mici pitici. care nu părăsesc niciodată lacurile. Morfele de culoare sunt frecvente printre unele specii de păsări (skuas, cuci etc.). Gărgărița cu două pete are polimorfism sezonier. Dintre cele două forme de culoare, buburuzele „roșii” supraviețuiesc mai bine iarna și cele „negre” vara. Apariția polimorfismului, aparent, este determinată în mare măsură de eterogenitatea (sezonieră sau spațială) a condițiilor de viață ale populației, care dă naștere la selecție, ducând la apariția unor forme specializate (corespunzătoare condițiilor eterogene) în cadrul aceleiași populații.

Rolul creator al selecției naturale.

Trebuie subliniat faptul că rolul selecției naturale se reduce nu numai la screeningul organismelor individuale neviabile. Forma motrice a selecției naturale păstrează nu caracteristicile individuale ale unui organism, ci întregul lor complex, toate combinațiile de gene inerente organismului. Selecția naturală este adesea comparată cu activitatea unui sculptor. Așa cum un sculptor dintr-un bloc de marmură fără formă creează o operă care uimește prin armonia tuturor părților sale, tot așa selecția creează adaptări și specii, eliminând din bazele genetice ale unei populații genotipuri care sunt ineficiente din punctul de vedere al supraviețuirii. Acesta este rolul creator al selecției naturale, deoarece rezultatul acțiunii sale sunt noi tipuri de organisme, noi forme de viață.

Selecție naturală. Adaptări biologice. Forme de selecție naturală: stabilizatoare, conducătoare, perturbatoare. Polimorfism.

1. Ce este fitness-ul? De ce este relativ?
2. Ce este selecția stabilizatoare? În ce condiții este cel mai vizibil efectul său?
3. Ce este selecția de conducere? Dați exemple despre acțiunile sale. În ce condiții funcționează această formă de selecție?
4. Care este rolul creator al selecției naturale? Dați un exemplu care demonstrează că efectul selecției nu se limitează la selectarea trăsăturilor individuale care reduc supraviețuirea organismelor.

Kamensky A.A., Kriksunov E.V., Pasechnik V.V. Biology Grade 10
Trimis de cititori de pe site

Conținutul lecției schița lecției și cadrul de sprijin Prezentarea lecției metode accelerate și tehnologii interactive exerciții închise (numai pentru utilizarea profesorului) notare Practică sarcini și exerciții, ateliere de auto-testare, laborator, cazuri nivel de dificultate a sarcinilor: teme normale, ridicate, olimpice Ilustrații ilustrații: clipuri video, audio, fotografii, diagrame, tabele, benzi desenate, cripte multimedia rezumate pentru fișele curioase de umor, parabole, glume, zicători, cuvinte încrucișate, citate Suplimente teste externe independente (VNT) manuale școlare tematice de bază și suplimentare sărbători, sloganuri articole particularități naționale vocabularul termenilor alții Numai pentru profesori

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

Selecția naturală este procesul prin care în principal indivizii cu trăsături ereditare utile pentru aceste condiții supraviețuiesc și lasă urmași.

Evaluând selecția naturală din punctul de vedere al geneticii, putem concluziona că selectează în mod esențial mutațiile pozitive și combinațiile genetice care apar în timpul reproducerii sexuale care îmbunătățesc supraviețuirea în populații și respinge toate mutațiile și combinațiile negative care afectează supraviețuirea organismelor. Acesta din urmă pur și simplu pier. Selecția naturală poate acționa și la nivelul reproducerii organismelor, atunci când indivizii slăbiți fie nu dau descendenți cu drepturi depline, fie nu lasă deloc descendenți (de exemplu, bărbații care au pierdut dueluri de împerechere cu rivali mai puternici; plante în condiții de lipsa luminii sau a alimentației etc.) ...

În același timp, nu doar unele calități specifice pozitive sau negative ale organismelor sunt selectate sau eliminate, ci genotipuri întregi care poartă aceste trăsături (inclusiv multe alte trăsături care afectează cursul și viteza ulterioară a proceselor evolutive).

Forme de selecție naturală

În prezent, există trei forme principale de selecție naturală, care sunt date 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 selectarea genotipurilor (și a fenotipurilor formate de acestea), adecvate exact condițiilor existente. Atunci când populațiile ating un anumit set de adaptări care sunt optime și suficiente pentru supraviețuire în aceste condiții, selecția stabilizatoare începe să acționeze, tăind variante extreme de variabilitate și favorizând păstrarea unor trăsături conservatoare medii. Toate mutațiile și recombinările sexuale care duc la o abatere de la această normă sunt eliminate prin stabilizarea selecției.

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 nu vor putea scăpa de prădători și vor deveni prada ușoară pentru ei, neavând timp să dea urmași. Acesta este modul în care purtătorii de gene cu degetele scurte sunt îndepărtați din populațiile de iepuri de câmp. Dacă membrele se dovedesc a fi prea lungi, atunci alergarea iepurilor de câmp va deveni instabilă, se vor răsturna și prădătorii le pot prinde cu ușurință. Acest lucru va duce la îndepărtarea purtătorilor de gene ale piciorului lung din populațiile de iepuri. Numai indivizii cu lungimea optimă a membrelor și raportul lor optim cu dimensiunea corpului vor putea supraviețui și da descendenți. Aceasta este o manifestare a selecției stabilizatoare. Sub presiunea sa, sunt eliminate genotipurile care diferă de o normă medie și adecvată în condițiile date. De asemenea, are loc formarea unei culori de protecție (mascare) la multe specii de animale.

Același lucru se aplică formei și dimensiunii florilor, care ar trebui să asigure polenizarea lor stabilă de către insecte. Dacă florile au o corolă prea îngustă sau stamine și pistile scurte, atunci insectele nu le vor putea atinge cu labele și cu proboscisul, iar florile vor fi nepolenizate și nu vor da semințe. Astfel, apare formarea dimensiunilor și formelor optime ale florilor și inflorescențelor.

Cu perioade foarte lungi de acțiune de stabilizare a selecției, pot apărea unele tipuri 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 peștii celacant, rechini, scorpioni și alte organisme.

Selecția de conducere

Această formă de selecție este tipică pentru schimbarea condițiilor de mediu, atunci când apare selecția îndreptată către un factor în schimbare. Aceasta este acumularea mutațiilor și o modificare a fenotipului asociată cu acest factor și care duce la o abatere de la norma medie. Un exemplu este melaninogeneza industrială, care s-a manifestat în fluturii moliei de mesteacăn și în alte specii de lepidoptere, când, sub influența funinginii industriale, a avut loc întunecarea trunchiurilor de mesteacăn și fluturii albi de culoare (rezultatul acțiunii selecția stabilizatoare) a devenit vizibilă în acest context, ceea ce a determinat consumul rapid de către păsări. Mutanții întunecați care s-au înmulțit cu succes în condiții noi și au devenit forma dominantă în populațiile moliei de mesteacăn câștigau.

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

Numeroase cazuri de adaptare a ciupercilor, bacteriilor și altor agenți patogeni ai bolilor umane, animale și vegetale la medicamente și pesticide diferite au devenit o consecință a acțiunii de a conduce selecția. Așa au apărut forme rezistente la aceste substanțe.

Cu selecția de conducere, de obicei nu apare divergența (ramificarea) trăsăturilor, iar unele trăsături și genotipurile care le poartă sunt ușor înlocuite de altele, fără a forma forme tranzitorii sau deviante.

Selecție perturbatoare sau perturbatoare

Cu această formă de selecție, adaptările extreme câștigă avantaje, în timp ce trăsăturile intermediare care s-au dezvoltat în condiții de selecție stabilizatoare devin impracticabile în condiții noi, iar purtătorii lor dispar.

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

De exemplu, cositul constant al plantelor a dus la apariția unui zgomot mare în planta a două populații care se reproduc activ în iunie și august, deoarece cositul regulat a cauzat exterminarea populației medii din iulie.

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

Lupta pentru existență

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

Charles Darwin a atras atenția asupra faptului că în natură există în mod constant două tendințe opuse de dezvoltare: 1) dorința de reproducere și așezare nelimitată și 2) suprapopularea, suprapopularea mare, influența altor populații și a condițiilor de viață, ducând inevitabil la apariția a unei lupte pentru existența și limitarea dezvoltării speciilor și a populațiilor acestora. Adică, specia caută să ocupe toate habitatele posibile pentru existența sa. Dar realitatea este adesea dură, drept urmare numărul de specii și ariile lor sunt semnificativ limitate. Lupta pentru existență pe fondul mutagenezei ridicate și a variabilității combinative în timpul reproducerii sexuale duce la redistribuirea caracterelor, iar selecția naturală este consecința sa directă.

Există trei forme principale ale luptei pentru existență.

Lupta între specii

Această formă, așa cum sugerează și numele, este realizată la nivel interspecial. Mecanismele sale sunt conexiuni biotice complexe între specii:

Amensalism - cauzând daune de către o populație unei alte populații (de exemplu, alocarea de antibiotice, călcarea de animale mari de iarbă și cuiburi de animale mici, fără niciun câștig pentru ei înșiși);

Concurență - lupta pentru surse comune de hrană și resurse (pentru hrană, apă, lumină, oxigen etc.);

Prădare - hrănire în detrimentul altor specii, dar ciclurile de dezvoltare ale prădătorilor și ale prăzii nu au legătură sau sunt puțin legate;

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

Protocooperarea este o relație reciproc avantajoasă pentru ambele specii, dar nu obligatorie (accidentală) pentru acestea (de exemplu, unele păsări se spală pe dinți la crocodili, folosind rămășițele hranei lor și protecția unui prădător mare; relațiile dintre crabii pustnici și anemoni , etc.);

Mutualism - pozitiv și obligatoriu pentru ambele tipuri de comunicare (de exemplu, micoriza, simbioza lichenului, microbiota intestinală etc.). Partenerii nu se pot dezvolta unul fără celălalt sau dezvoltarea lor este mai gravă în absența unui partener.

Combinațiile acestor relații pot îmbunătăți sau agrava 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 există concurență între indivizi din aceeași specie pentru un loc de locuit - pentru cuibărit, pentru lumină (în plante), umiditate, nutrienți, teritoriu pentru vânătoare sau pășunat (în animale) etc. Se manifestă, de exemplu, în lupte și lupte la animale și în umbrirea rivalilor datorită creșterii mai rapide a plantelor.

Lupta pentru femele (turnee de împerechere) la multe animale aparține, de asemenea, acestei forme de luptă pentru existență, când numai cel mai puternic mascul poate lăsa urmași, iar masculii slabi și inferiori sunt excluși din reproducere și genele lor nu sunt transmise descendenților.

O parte din această formă de luptă este îngrijirea descendenților care există la multe animale și ajută la reducerea mortalității în rândul generației tinere.

Lupta împotriva factorilor de mediu abiotici

Această formă de luptă se manifestă cel mai acut în anii cu condiții meteorologice extreme - secete severe, inundații, înghețuri, incendii, grindină, erupții etc. În aceste condiții, numai cei mai puternici și mai duri indivizi pot supraviețui și lăsa urmași.

Rolul selecției organismelor în evoluția lumii organice

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

Evoluția poate fi împărțită condiționat în natural și artificial. Evoluția se numește evoluție naturală care are loc în natură sub influența factorilor naturali de mediu, excluzând impactul direct direct al omului.

Evoluția se numește evoluție artificială, realizată de o persoană cu scopul de a îndepărta astfel de forme de organisme care îi satisfac nevoile.

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

Selecția este fie supraviețuirea organismelor mai adaptate unui habitat dat, fie eliminarea formelor care nu îndeplinesc anumite criterii.

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

Rolul creativ al selecției artificiale constă în faptul că o persoană abordează creativ reproducerea unui soi de plantă, a unei rase de animale, a tulpinii de microorganisme, combinând diferite metode de selecție și selecție a organismelor pentru a forma astfel de trăsături care satisfac cel mai bine nevoile umane.

Selecția naturală se numește supraviețuirea persoanelor cele mai adaptate condițiilor specifice de existență și capacitatea lor de a lăsa descendenți cu drepturi depline în condițiile date de existență.

Ca rezultat al cercetării genetice, a devenit posibil să se distingă două tipuri de selecție naturală - stabilizarea și conducerea.

Stabilizarea este un tip de selecție naturală în care supraviețuiesc numai acei indivizi ale căror trăsături corespund strict condițiilor specifice de mediu date, iar organismele cu trăsături 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 specific de insectă (are dimensiuni strict definite ale elementelor florilor și structurii lor). A avut loc o schimbare - dimensiunea cupei a crescut. Insecta pătrunde liber în floare fără a atinge staminele, din cauza căreia polenul nu cade pe corpul insectei, ceea ce previne posibilitatea polenizării următoarei flori. Acest lucru va duce la faptul că această plantă nu va da descendenți și trăsătura rezultată nu va fi moștenită. Cu un calice foarte mic, polenizarea este în general imposibilă, deoarece insecta nu poate pătrunde în floare.

Selecția stabilizatoare face posibilă prelungirea perioadei istorice a existenței unei specii, deoarece nu permite trăsăturile speciei să „se estompeze”.

Selecția de conducere este supraviețuirea acelor organisme care dezvoltă noi trăsături care le permit să supraviețuiască în condiții de mediu noi.

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

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

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

De exemplu, renul este adaptat vieții din tundra polară. El poate supraviețui acolo și poate da descendenți fertili normali dacă își poate mânca normal. Hrana pentru reni este lichen (mușchi de ren, se referă la licheni). Se știe că tundra are o iarnă lungă și mâncarea este ascunsă sub stratul de zăpadă, pe care cerbul trebuie să îl distrugă. Acest lucru va fi posibil doar dacă cerbul are picioare foarte puternice, echipate cu copite late. 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 renii).

Este important să înțelegem diferențele dintre selecția naturală și cea artificială. Acestea sunt după cum urmează:

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

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

3) în cazul selecției artificiale, semnele care au apărut în organisme nu numai că nu pot fi utile, ele pot fi dăunătoare pentru un anumit organism (dar sunt utile pentru activitatea umană); cu selecția naturală, caracteristicile care au apărut sunt utile pentru un anumit organism într-un mediu concret dat al existenței sale, deoarece contribuie la o mai bună supraviețuire a acestuia în acest mediu;

4) selecția naturală se efectuează din momentul apariției organismelor pe Pământ, iar selecția artificială - numai din momentul domesticirii animalelor și de la apariția agriculturii (cultivarea plantelor în condiții speciale).

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