Естественный отбор — основные формы, примеры, результаты

Содержание:

Естественный отбор. Искусственный отбор

Раздел ЕГЭ: 6.2. Развитие эволюционных идей. Значение эволюционной теории Ч. Дарвина. Взаимосвязь движущих сил эволюции. Формы естественного отбора, виды борьбы за существование. Синтетическая теория эволюции. Элементарные факторы эволюции. Исследования С.С. Четверикова. Роль эволюционной теории в формировании современной естественнонаучной картины мира

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР

Естественный отбор (по Ч. Дарвину) — сохранение полезных индивидуальных различий или изменений и уничтожение вредных. Отбор всегда идёт по фенотипам: точкой отбора является конкретный результат реализации генотипа в виде определённого признака или свойства.

Естественный отбор — это выживание и оставление потомства наиболее приспособленными особями и гибель наименее приспособленных. Сущность естественного отбора заключается в дифференцированном (неслучайном) сохранении в популяции определенных генотипов и избирательном их участии в передаче генов следующему поколению.

Результаты естественного отбора:

  • Многообразие видов (творческий характер)
  • Приспособление видов к условиям среды (направленный характер)
  • Повышение организации и усложнение живых существ

Формы естественного отбора:

Движущий. Отсев мутаций с одним средним значением признака, которые заменяются мутациями с другим средним значением признака в изменённых условиях среды. Пример: ► устойчивость насекомых к ядохимикатам.

Стабилизирующий. Поддержание среднего значения в относительно постоянных условиях среды, выбраковка мутационных отклонений от ранее сформировавшейся нормы. Пример: ► насекомоопыляемые цветки соответствуют размерам насекомых.

Разрывающий (дизруптивный). Благоприятствует более чем одному фенотипу и направлен против средних форм, результат — образование нескольких разных фенотипических групп. Пример: ► сохранение на островах насекомых без крыльев или с хорошо развитыми крыльями

Групповой. Даёт преимущественное размножение особей какой-либо группы, соревнующейся с другими группами в создании и поддержании целостности над организменных систем.

Индивидуальный. Дифференцированное размножение отдельных особей, обладающих преимуществами в борьбе за существование в пределах популяции.

Половой отбор. Естественный отбор, касающийся признаков особей одного пола, ориентированный на успех в размножении (демонстрация оперения или силы).

В природе ни одна из форм естественного отбора не существует в чистом виде, а наоборот, имеются разнообразные их комбинации, и по мере изменения условий среды на первый план выходит то одна, то другая из них.

ИСКУССТВЕННЫЙ ОТБОР

Искусственный отбор: человек сознательно отбирает особей с полезными (для него) свойствами, осуществляет скрещивание, получает потомство и вновь производит отбор по данным признакам.

Формы искусственного отбора:

  • Бессознательный. Сохранение и размножение наиболее ценных для человека признаков организма за счёт массовой выбраковки менее продуктивных особей.
  • Сознательный (методический). Человек осмысленно выбирает именно те формы организмов, которые ему нужны, при этом сам конструирует их параметры. Сознательный отбор делится на одно- и многократный.

Это конспект для 10-11 классов по теме «Естественный отбор. Искусственный отбор». Выберите дальнейшее действие:

  • Вернуться к Списку конспектов по Биологии.
  • Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по биологии

Примеры искусственного отбора

кукуруза

Многие растения и животные были искусственно отобраны в течение тысячелетий для пользы человека. Например, современная сладкая кукуруза, которая в настоящее время употребляется в пищу, сильно отличается от своего предшественника, растения под названием теосинт.

Оба растения являются зерновыми, но теосинт выглядит гораздо больше как трава, чем современная кукуруза, которая имеет большие, сочные зерна..

горчичный 

Дикая горчица также широко отбиралась и разводилась для сохранения определенных черт. Брокколи, цветная капуста, капуста и капуста связаны с дикой горчицей.

Например, брокколи получается путем цветочного подавления дикой горчицы и капусты от удлинения ее листа. Это означает, что растения дикой горчицы с более крупными листьями были отобраны и в конечном итоге превратились в растение, которое теперь имеет очень большие и вкусные листья..

собаки

Животные также были отобраны во многих домашних районах. Более 30000 лет назад люди начали приручать волков. В настоящее время эти одомашненные животные — это то, что известно как собаки.

Одомашнивание — это акт отделения небольшой группы организмов (в данном случае, волков) от основной популяции и выбора нужных персонажей путем разведения..

В течение тысячелетий одомашнивание волков приводило к потере некоторых наиболее агрессивных черт, таких как инстинктивное и защитное поведение в присутствии людей (вой, показ зубов, нападение или бегство), а также размер и форма ваших зубов.

В настоящее время люди выбирают различные признаки у собак на основе личных предпочтений и общения. Значит, дог не похож на чихуахуа.

Это связано с тем, что у обеих пород собак особые черты, которые привели к их различиям, были отобраны людьми, а животные, у которых были эти черты, были выведены таким образом, чтобы эти черты продолжали снижаться в родословных семей..

Коровы, свиньи и куры, которых едят сегодня, также имеют признаки, которые были искусственно отобраны. Желательны более крупные животные, которые быстро растут и производят больше мяса, потому что они более прибыльны для производителей..

Типы и примеры

Существует несколько классификаций выбора. Первый классифицирует события отбора по их влиянию на среднее значение и дисперсию в распределении частот изучаемого персонажа. Это: стабилизирующий, направленный и разрушительный отбор

У нас также есть другая классификация, которая зависит от изменения фитнес по частоте различных генотипов популяции. Это выбор, зависящий от положительной и отрицательной частоты.

Наконец, есть жесткий и мягкий выбор. Эта классификация зависит от существования конкуренции среди отдельных лиц и от величины избирательного давления. Далее мы опишем три наиболее важных типа отбора:

Стабилизирующий отбор

Существует стабилизирующий отбор, когда люди, которые имеют «средний» или более частый характер (те, кто находится в самой высокой точке в распределении частот), имеют самые высокие фитнес.

Напротив, особи, которые находятся в хвостах колокола, очень далеко от среднего, устраняются с шагом поколений.

В этой модели выбора среднее значение остается постоянным на протяжении поколений, тогда как дисперсия уменьшается.

Классическим примером стабилизирующего отбора является вес ребенка при рождении. Хотя медицинские достижения ослабили это избирательное давление с помощью таких процедур, как кесарево сечение, размер обычно является решающим фактором.

Маленькие дети быстро теряют тепло, в то время как у детей, которые имеют значительно больший вес, возникают проблемы при родах..

Если исследователь стремится изучить тип отбора, который происходит в данной популяции и только количественно определяет среднее значение характеристики, он может сделать ошибочные выводы, полагая, что эволюция не происходит в популяции

Поэтому важно измерить дисперсию персонажа

Направленный выбор

Модель направленного отбора предполагает, что на протяжении поколений выживают люди, которые находятся в любом из хвостов частотного распределения, либо в левом, либо в правом секторе..

В моделях направленного отбора среднее значение перемещается с переходом поколений, тогда как дисперсия остается постоянной.

Феномен искусственного отбора, осуществляемого людьми на своих домашних животных и растениях, является типичным направленным отбором. Обычно требуется, чтобы животные (например, домашний скот) были крупнее, производили больше молока, были сильнее и т. Д. Точно так же, как это происходит в растениях.

С течением поколений среднее значение выбранного характера населения меняется в зависимости от давления. Если вы ищете более крупных коров, среднее значение увеличится.

В естественной биологической системе мы можем взять пример меха определенного маленького млекопитающего. Если температура постоянно понижается в своей среде обитания, то будут выбраны те варианты, которые имеют случайную мутацию, более толстый слой.

Подрывной выбор

Подрывной отбор действует в пользу людей, которые находятся далеко от среднего уровня. По мере того, как проходят поколения, хвосты увеличивают свою частоту, в то время как особи, которые были ранее близки к среднему, начинают уменьшаться.

В этой модели среднее значение может поддерживаться постоянным, в то время как дисперсия увеличивается — кривая становится все шире и шире, пока не заканчивается делением на две части..

Предполагается, что этот тип отбора может привести к событиям видообразования, при условии, что происходит адекватная изоляция между двумя морфологиями, расположенными на концах хвоста..

Например, некоторые виды птиц могут иметь заметные изменения в своем пике. Предположим, что есть оптимальные семена для очень маленьких пиков и оптимальные семена для очень больших пиков, но промежуточные пики не получают правильную пищу.

Таким образом, эти две крайности будут увеличиваться по частоте, и, если возникают адекватные условия, которые способствуют событиям видообразования, может случиться так, что со временем особи с различными изменениями пика станут двумя новыми видами..

Другие виды естественного отбора

Выше описаны главные формы отбора, есть также дополнительные:

  • Дестабилизирующий;
  • половой;
  • групповой.

Дестабилизирующая форма по действию противоположна стабилизирующей, при этом норма реакции расширяется, но сохраняются и усредненные показатели.

Так лягушки, которые живут на болотах, в среде с разной освещенностью, значительно отличаются окрасом кожных покровов – это проявление дестабилизирующего отбора. Лягушки, населяющие территорию, полностью затененную или, наоборот, с хорошим доступом света имеют однородный окрас – это проявление стабилизирующего отбора.

Половая форма естественного отбора направлена на формирование вторичных половых признаков, которые помогают выбрать пару для скрещивания. Например, яркий окрас перьев и пение птиц, громкий голос, брачные танцы или выделение пахучих веществ для привлечения противоположной стати у насекомых и другое.

Групповая форма направлена на выживание популяции, а не отдельных особей. Гибель нескольких членов группы ради спасения вида будет оправдана. Так, в стаде диких животных на генетическом уровне закладывается, что жизнь группы важнее собственной. При приближении опасности животное будет издавать громкие звуки, чтобы предупредить сородичей, при этом оно погибнет, но спасет остальных.

Движущая форма (с примерами)

Проявление движущего отбора сказывается тогда, когда возникающие изменения в новой среде оказываются более полезными. Отбор будет направлен на их сохранение. Это повлечет за собой постепенные изменения фенотипа особей популяции, смену нормы реакции и изменение средней величины признака.

Классическим примером движущего отбора, может служить смена окраски ночных бабочек в окрестностях индустриальных городов Европы и Америки. Если прежде типичной для них была светлая окраска, то по мере загрязнения стволов деревьев копотью и сажей светлые варианты, ставшие заметными на коре деревьев, в первую очередь поедались птицами и преимущество все больше приобретали темные варианты, именно их сохранял естественный отбор. Это и привело к изменению окраски.

С движущим отбором связана эволюция, появление новых приспособлений. В последние десятилетия у многих видов насекомых появились расы, устойчивые к инсектицидам (препаратам, ядовитым для насекомых). Чувствительные к яду насекомые погибали, но у отдельных особей возникала новая мутация либо они и ранее имели нейтральный ген нечувствительности к каким-либо инсектицидам. В изменившихся условиях ген перестал быть нейтральным. Движущий отбор сохранил носителей этого гена. Они стали родоначальниками новых рас.

Роль естественного отбора в эволюции

Ч. Дарвин полагал естественный отбор основополагающим фактором эволюции живого (селекционизм в биологии). Накопление в конце XIX — начале XX века сведений по генетике, в частности обнаружение дискретного характера наследования фенотипических признаков, подтолкнуло многих исследователей к пересмотру указанного тезиса Дарвина: в качестве чрезвычайно важных факторов эволюции стали рассматриваться мутации генотипа (мутационизм Г. де Фриза, сальтационизм Р. Гольдшмитда и др.). С другой стороны, открытие известных корреляций среди признаков родственных видов (закон гомологических рядов) Н. И. Вавилова привело к формулировке гипотез об эволюции на основе закономерностей, а не случайной изменчивости (номогенез Л. С. Берга, батмогенез Э. Д. Копа и др.). В 1920-1940-е г. г. в эволюционной биологии
интерес к селекционистским теориям возродился благодаря синтезу
классической генетики и теории естественного отбора. Разработанная в
результате этого синтетическая теория эволюции (СТЭ), часто называемая неодарвинизмом, опирается на количественный анализ частоты аллелей в популяциях,
изменяющейся под влиянием естественного отбора. Тем не менее, открытия
последних десятилетий в различных областях научного знания — от молекулярной биологии с её теорией нейтральных мутаций М. Кимуры и палеонтологии с её теорией прерывистого равновесия С. Дж. Гоулда и Н. Элдриджа (в которой вид понимается как относительно статическая фаза эволюционного процесса) до математики с её теорией бифуркаций и фазовых переходов — свидетельствуют о недостаточности классической СТЭ
для адекватного описания всех аспектов биологической эволюции.
Дискуссия о роли различных факторов в эволюции продолжается и сегодня,
и эволюционная биология подошла к необходимости своего очередного, третьего синтеза.

Формы естественного отбора

В природе естественный отбор, без сомнения, выступает как единый фактор, действующий в пределах популяций. Однако в зависимости от изменений условий среды и взаимодействия популяций и видов не только его направление, но и формы могут меняться. Механизм действия естественного отбора при этом остается неизменным — выживание и более эффективное размножение индивидуумов, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования. Выделяют несколько форм отбора: — движущий —стабилизирующий — разрывающий.

Движущая форма отбора.Способствует сдвигу среднего значения признаков и появлению новых форм.

Популяции, находящиеся достаточно долго в стабильных, мало меняющихся условиях, достигают высокой степени приспособленности и могут длительное время пребывать в равновесном состоянии, не испытывая значительных изменений генотипического состава. Однако изменение внешних условий может быстро привести к значительным сдвигам в генотипической структуре популяций.

Яркий пример, доказывающий существование движущей формы естественного отбора, — так называемый индустриальный меланизм. Причина возрастания частоты встречаемости черных бабочек в промышленных районах состоит в том, что на потемневших стволах деревьев белые бабочки стали легкой добычей птиц, а черные бабочки, наоборот, стали менее заметными.

Движущая форма естественного отбора приводит к закреплению новой нормы реакции организма, которая соответствует изменившимся условиям окружающей среды. Отбор всегда идет по фенотипам, но вместе с фенотипом отбираются и генотипы, их обусловливающие.

Стабилизирующая форма отбора. Стабилизирующая форма отбора направлена на сохранение установившегося в популяции среднего значения признака. Поскольку в любой популяции всегда существует мутационная изменчивость, то постоянно возникают особи с существенно отклоняющимися от среднего значения, типичного для популяции или вида, признаками они погибают.

Во время бури преимущественно гибнут птицы с длинными и короткими крыльями, тогда как птицы со средним размером крыльев чаще выживают; наибольшая гибель детенышей млекопитающих наблюдается в семьях, размер которых больше и меньше среднего значения, поскольку это отражается на условиях кормления и на способности защищаться от врагов.

Разрывающий отбор. Отбор, благоприятствующий более чем одному фенотипическому оптимуму и действующий против промежуточных форм, называется дизруптивным, или разрывающим.

Его можно объяснить на примере появления распогремка— раннецветущего и поздноцветущего. Их возникновение — результат покосов, осуществляемых в середине лета, которые уничтожают растения с промежуточными сроками цветения. Вследствие этого единая популяция разделяется на две не перекрывающиеся субпопуляции. Гибриды, возникающие между разными формами, не обладают достаточным сходством с несъедобными видами и активно потребляются птицами.

Творческая роль естественного отбора:В различных обстоятельствах естественный отбор может идти с различной интенсивностью.

Дарвин отмечает обстоятельства, благоприятствующие естественному отбору:

— достаточно высокая частота проявления неопределенных наследственных изменений;

многочисленность особей вида, повышающая вероятность проявления полезных изменений;

— не родственное скрещивание, увеличивающее размах изменчивости в потомстве.

Дарвин отмечает, что перекрестное опыление встречается изредка даже среди растений-самоопылителей;

изоляция группы особей, препятствующая их скрещиванию с остальной массой организмов данной популяции;

— широкое распространение вида, так как при этом на разных границах ареала особи встречаются с различными условиями и естественный отбор будет идти в разных направлениях и увеличивать внутривидовое разнообразие.

Естественный отбор лежит в основе эволюции. Его можно считать процессом, в результате которого в популяциях живых организмов увеличивается количество особей, лучше приспособленных к условиям окружающей среды.

В то время как количество особей менее приспособленных по тем или иным признакам уменьшается.

Поскольку условия среды обитания популяций неодинаковы (где-то условия стабильны, где-то изменчивы), то существует несколько разных форм естественного отбора.

Обычно выделяют три основные формы — это стабилизирующий, движущий и дизруптивный отборы.

Также существует половой естественный отбор.

Естественный отбор и креационизм

Креационисты не отрицают естественный отбор, но лишь тогда, когда ему не дают тавтологическое определение. Он объясняет механизм, отбора наследственных черт и приспособления организмов к условиям. Этот полностью натуралистический механизм, наблюдаемый сегодня в природе, отвечает за приспособление в малых пределах, но не за радикальные изменения генома, о которых эволюционисты думают, будто таковые «обязаны» происходить. Таким образом, поскольку всё, что наблюдается — это малые изменения, что как раз соответствует представлению о происходящем с организмами по причине естественного отбора, ложные выводы эволюционистов можно считать основанными не на результатах наблюдений, а на экстраполяции таковых на представления, вызванные натуралистической и эволюционной предвзятостью.

Галапагосские зяблики являются классическим примером результатов естественного отбора. Вероятность выживания птицы с клювом, более подходящим по форме и размерам к текущим условиям, больше, а с менее подходящим — меньше. Но одновременно с увеличением приспособленности птиц к среде обитания произошло и обеднение их генофонда.

  1. Организмы, более приспособленные к условиям, выживают чаще.
  2. Приспособление к условиям сопровождается специализацией и уменьшением физического и генетического разнообразия.

По дарвинистской модели происхождения жизни, новую информацию в генофонд, якобы, вносят мутации, а естественный отбор разделяет их на полезные, нейтральные и вредные.
В креационизме же естественный отбор считается частью целенаправленно спроектированной системы. С этой точки зрения, вся полезная генетическая информация является результатом работы Господа. Он создал все организмы с уже имеющейся изменчивостью, а также молекулярные механизмы, осуществляющие модификацию, когда это необходимо, и такую, которая необходима. Вместе с естественным отбором, генетическая рекомбинация систематически позволяет организмам приспособливаться к условиям и специализироваться.
Креационисты признают три источника разнообразия естественных черт:

  • Уже присутствующие — вариации, созданные Господом изначально;
  • Генетическая рекомбинация — вариации, внесённые клеточными механизмами;
  • Мутации тоже могут вызывать вариации, но только косвенно, вследствие деактивации генов либо провоцирования средой; они являются наследуемыми.

Естественный отбор влияет на всё перечисленное выше. С точки зрения дарвинизма, причинами всех естественных черт являются мутации, а с точки зрения креационизма, большая их часть заложена Господом изначально, а остальная небольшая часть является результатом рекомбинаций. Получается, что виды быстро приспосабливаются к условиям и специализируются по той причине, что эта способность в них заложена изначально, а вовсе не является результатом случайных мутаций. Этому процессу не требуются ни постепенность, ни длительные периоды времени. В любом случае, естественный отбор работает лишь с теми вариациями наследственных черт, которые уже есть в популяции, независимо от их источников.

Формы естественного отбора

Особенности и отличия сущности естественного отбора проявляются в вычленении определенного набора признаков, особь-носитель которого имеет повышенную вероятность выживания. Процессы выделения этих свойств неоднородны, что и определяет разнообразие форм естественного отбора:

  • Стабилизирующий.
  • Движущий.
  • Разрывающий или дизруптивный.
  • Половой.

В современной биологии широкое применение нашла классификация, основанная на принципе влияния формы отбора на процесс изменения признака в популяции.

Стабилизирующий тип

Форма, направленная на поддержание представителей популяции, характеризующихся средненормальной выраженностью ключевых признаков.

Форма функционирует в стабильных условиях окружающей среды и направлена на поддержание сложившегося ранее среднего свойства или признака. Сохраняет способность вида к адаптации. Устраняет заметную девиацию выраженности свойств от средних значений, препятствуя возникновению разрушающих воздействий мутационного процесса.

Краткий перечень подтверждающих примеров:

  • Птицы с крыльями, длина которых существенно отличается от средней длины, характерной для конкретного вида, чаще других погибают во время сильных бурь.
  • Зайцы с оптимальной длиной конечностей составляют большую часть популяции.
  • Существование в современной природе реликтовых видов живых организмов, чьи признаки остаются стабильными на протяжении нескольких миллионов лет: латимерия, кистеперая рыба, гаттерия.

Движущая разновидность

Его действие происходит в периоды направленного изменения внешних условий окружающей среды. То есть, особи, имеющие признаки, соответствующие изменяющейся природе, получают определенные преимущества. Сохранение иных признаков при этом не происходит. Результатом такого отбора становится сдвиг среднего значения определенного признака во всех последующих поколениях популяции. Это приводит к формированию обновленной средней нормы.

Примеры, подтверждающие теорию:

  • Редукция пищеварительной системы у ленточных червей.
  • Потеря чувствительности к ядохимикатам многими паразитическими грибами.
  • Видоизменения конечностей у предка современной лошади, обусловленное освоением больших открытых пространств.

Разрывная или дизруптивная форма

Форма характеризуется сохранением крайних вариантов признака с постепенным исчезновением его среднего значения или дивергенцией. В результате одна исходная популяция становится неоднородной и на ее основе формируется некоторое количество родственных по генотипу и фенотипу видов.

Наиболее характерные примеры:

  • Существование грибов одного вида с разным сезонным созреванием, образовавшиеся в результате повторения летних засушливых периодов.
  • Видовое многообразие клевера.

В дополнение к сказанному выше следует отметить, что естественная селекция имеет еще один важный аспект, проявление которого некоторыми биологами представляется в качестве самостоятельной формы отбора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector