Proces doboru naturalnego odbywa się w przyrodzie. Teoria ewolucji H

Dobór naturalny jest siłą napędową ewolucji. Mechanizm selekcji. Formy selekcji w populacjach (I.I. Shmalgauzen).

Naturalna selekcja- proces, w którym w populacji wzrasta liczba osobników o maksymalnym przystosowaniu (najbardziej korzystnych cechach), a maleje liczba osobników o niekorzystnych cechach. W świetle współczesnej syntetycznej teorii ewolucji dobór naturalny jest uważany za główną przyczynę rozwoju adaptacji, specjacji i powstania taksonów ponadgatunkowych. Naturalna selekcja jest jedyną znaną przyczyną przystosowania, ale nie jedyną przyczyną ewolucji. Przyczyny nieadaptacyjne obejmują dryf genetyczny, przepływ genów i mutacje.

Termin „dobór naturalny” spopularyzował Karol Darwin, porównując ten proces z doborem sztucznym, którego współczesną formą jest dobór. Idea porównania selekcji sztucznej i naturalnej polega na tym, że w przyrodzie wybierane są również najbardziej „skuteczne”, „najlepsze” organizmy, ale w roli „oceniającego” przydatność właściwości w ta sprawa to nie osoba, ale środowisko. Ponadto materiałem do selekcji naturalnej i sztucznej są niewielkie zmiany dziedziczne, które kumulują się z pokolenia na pokolenie.

Mechanizm doboru naturalnego

W procesie doboru naturalnego utrwalane są mutacje, które zwiększają sprawność organizmów. Dobór naturalny jest często określany jako mechanizm „oczywisty”, ponieważ wynika z prostych faktów, takich jak:

Organizmy produkują więcej potomstwa, niż są w stanie przeżyć;

W populacji tych organizmów występuje zmienność dziedziczna;

Organizmy o różnych cechach genetycznych mają różne wskaźniki przeżywalności i zdolność do reprodukcji.

Takie warunki stwarzają konkurencję między organizmami o przetrwanie i reprodukcję oraz są minimalnymi niezbędnymi warunkami do ewolucji poprzez dobór naturalny. Tak więc organizmy z odziedziczonymi cechami, które dają im przewagę konkurencyjną, częściej przekazują je swojemu potomstwu niż organizmy z odziedziczonymi cechami, które tego nie robią.

Centralną koncepcją koncepcji doboru naturalnego jest sprawność organizmów. Sprawność definiuje się jako zdolność organizmu do przetrwania i reprodukcji, która określa wielkość jego wkładu genetycznego w następne pokolenie. Jednak najważniejszą rzeczą przy określaniu dopasowania nie jest całkowita liczba potomstwa, ale liczba potomstwa o danym genotypie (przystosowanie względne). Na przykład, jeśli potomstwo pomyślnie i szybko rozmnażającego się organizmu jest słabe i nie rozmnaża się dobrze, to wkład genetyczny i odpowiednio sprawność tego organizmu będą niskie.

Jeśli jakikolwiek allel zwiększa sprawność organizmu bardziej niż inne allele tego genu, to z każdym pokoleniem udział tego allelu w populacji będzie wzrastał. Oznacza to, że selekcja następuje na korzyść tego allelu. I odwrotnie, w przypadku mniej korzystnych lub szkodliwych alleli ich udział w populacjach zmniejszy się, to znaczy, że selekcja będzie działać przeciwko tym allelom. Należy zauważyć, że wpływ niektórych alleli na sprawność organizmu nie jest stały – gdy zmieniają się warunki środowiskowe, allele szkodliwe lub neutralne mogą stać się korzystne, a korzystne mogą stać się szkodliwe.

Dobór naturalny pod kątem cech, które mogą różnić się w pewnym zakresie wartości (takich jak wielkość organizmu) można podzielić na trzy typy:

Wybór ukierunkowany- zmiany średniej wartości cechy w czasie, na przykład wzrost wielkości ciała;

Uciążliwy wybór- selekcja pod kątem skrajnych wartości cechy i w stosunku do wartości średnich, np. dużych i małych rozmiarów ciała;

Wybór stabilizujący- selekcja względem skrajnych wartości cechy, co prowadzi do zmniejszenia wariancji cechy.

Szczególnym przypadkiem doboru naturalnego jest: dobór płciowy, którego podłożem jest dowolna cecha zwiększająca sukces godowy poprzez zwiększenie atrakcyjności osobnika dla potencjalnych partnerów. Cechy, które wyewoluowały w wyniku doboru płciowego, są szczególnie widoczne u samców niektórych gatunków zwierząt. Takie cechy jak duże rogi, jasne ubarwienie z jednej strony mogą przyciągać drapieżniki i zmniejszać przeżywalność samców, a z drugiej strony jest to równoważone sukcesem rozrodczym samców o podobnie wyraźnych cechach.

Selekcja może działać na różnych poziomach organizacji, takich jak geny, komórki, pojedyncze organizmy, grupy organizmów i gatunki. Co więcej, selekcja może jednocześnie działać na różne poziomy. Selekcja na poziomach ponad jednostką, np. selekcja grupowa, może prowadzić do współpracy.

Formy doboru naturalnego

Istnieją różne klasyfikacje form selekcji. Powszechnie stosowana jest klasyfikacja oparta na charakterze wpływu form selekcji na zmienność cechy w populacji.

wybór jazdy- forma doboru naturalnego, która działa pod skierowany zmieniające się warunki środowiskowe. Opisany przez Darwina i Wallace'a. W tym przypadku korzyści uzyskują osoby o cechach odbiegających w określonym kierunku od wartości średniej. Jednocześnie inne odmiany cechy (jej odchylenia w kierunku przeciwnym do wartości średniej) podlegają selekcji negatywnej. W efekcie w populacji z pokolenia na pokolenie następuje przesunięcie średniej wartości cechy w pewien kierunek. W tym przypadku presja napędzania selekcji musi odpowiadać zdolnościom adaptacyjnym populacji i tempu zmian mutacyjnych (w przeciwnym razie presja środowiskowa może prowadzić do wyginięcia).

Klasycznym przykładem doboru motywów jest ewolucja koloru ćmy brzozowej. Kolor skrzydeł tego motyla imituje kolor kory drzew porośniętych porostami, na których spędza on godziny dzienne. Oczywiście takie ochronne zabarwienie powstało przez wiele pokoleń poprzedniej ewolucji. Jednak wraz z początkiem rewolucji przemysłowej w Anglii urządzenie to zaczęło tracić na znaczeniu. Zanieczyszczenia atmosferyczne doprowadziły do masowej śmierci porostów i ciemnienia pni drzew. Jasne motyle włączone ciemne tło stają się łatwo widoczne dla ptaków. Od połowy XIX wieku w populacjach ćmy brzozowej zaczęły pojawiać się zmutowane ciemne (melanistyczne) formy motyli. Ich częstotliwość gwałtownie wzrosła. Pod koniec XIX wieku niektóre populacje ćmy w miastach składały się prawie w całości z form ciemnych, podczas gdy w populacjach wiejskich nadal dominowały formy jasne. Zjawisko to zostało nazwane melanizm przemysłowy. Naukowcy odkryli, że na zanieczyszczonych obszarach ptaki częściej zjadają formy jasne, a na obszarach czystych - ciemne. Nałożenie ograniczeń na zanieczyszczenie atmosfery w latach pięćdziesiątych spowodowało, że dobór naturalny ponownie zmienił kierunek, a częstotliwość ciemnych form w populacjach miejskich zaczęła spadać. Dziś są prawie tak rzadkie, jak przed rewolucją przemysłową.

Wybór jazdy odbywa się podczas zmiany środowisko lub adaptacja do nowych warunków wraz z rozszerzeniem asortymentu. Zachowuje zmiany dziedziczne w określonym kierunku, zmieniając odpowiednio tempo reakcji. Na przykład, podczas rozwoju gleby jako siedliska dla różnych niespokrewnionych grup zwierząt, kończyny zamieniały się w kopiące.

Wybór stabilizujący- forma doboru naturalnego, w której jej działanie skierowane jest przeciwko osobnikom o skrajnych odchyleniach od przeciętnej normy, na korzyść osobników o przeciętnym nasileniu cechy. Pojęcie selekcji stabilizującej zostało wprowadzone do nauki i przeanalizowane przez I. I. Shmalgauzena.

Opisano wiele przykładów działania stabilizującego doboru w przyrodzie. Na przykład na pierwszy rzut oka wydaje się, że osoby o maksymalnej płodności powinny mieć największy wkład w pulę genów następnego pokolenia. Jednak obserwacje naturalnych populacji ptaków i ssaków pokazują, że tak nie jest. Im więcej piskląt lub młodych w gnieździe, tym trudniej je wykarmić, tym mniejsze i słabsze. W rezultacie najlepiej przystosowane okazują się osobniki o przeciętnej płodności.

Stwierdzono selekcję na korzyść średnich dla różnych cech. U ssaków noworodki o bardzo niskiej i bardzo wysokiej masie urodzeniowej częściej umierają przy urodzeniu lub w pierwszych tygodniach życia niż noworodki o średniej masie ciała. Rozliczenie wielkości skrzydeł wróbli, które zginęły po burzy w latach 50. pod Leningradem wykazało, że większość z nich miała za małe lub za duże skrzydła. I w tym przypadku najbardziej przystosowane okazały się osobniki przeciętne.

Najbardziej znanym przykładem takiego polimorfizmu jest anemia sierpowata. Ta ciężka choroba krwi występuje u osób homozygotycznych dla zmutowanego allelu hemoglobiny ( Hb S) i prowadzi do ich śmierci w młodym wieku. W większości populacji ludzkich częstość występowania tego allelu jest bardzo niska i w przybliżeniu równa częstotliwości jego występowania z powodu mutacji. Jednak jest to dość powszechne w obszarach świata, w których malaria jest powszechna. Okazało się, że heterozygoty dla Hb S mają wyższą odporność na malarię niż homozygoty dla normalnego allelu. Z tego powodu heterozygotyczność tego letalnego allelu w homozygocie jest tworzona i stabilnie utrzymywana w populacjach zamieszkujących obszary malarii.

Selekcja stabilizująca jest mechanizmem kumulacji zmienności w naturalnych populacjach. Na tę cechę stabilizującej selekcji jako pierwszy zwrócił uwagę wybitny naukowiec I. I. Shmalgauzen. Pokazał, że nawet w stabilnych warunkach egzystencji ani dobór naturalny, ani ewolucja nie ustają. Nawet pozostając fenotypowo niezmieniony, populacja nie przestaje ewoluować. Jego skład genetyczny ulega ciągłym zmianom. Selekcja stabilizująca tworzy takie układy genetyczne, które zapewniają tworzenie podobnych optymalnych fenotypów na podstawie szerokiej gamy genotypów. Takie mechanizmy genetyczne, jak dominacja, epistaza, komplementarne działanie genów, niepełna penetracja a inne sposoby ukrywania zmienności genetycznej zawdzięczają swoje istnienie stabilizacji selekcji.

W ten sposób selekcja stabilizująca, odrzucając odchylenia od normy, aktywnie tworzy mechanizmy genetyczne, które zapewniają stabilny rozwój organizmów i tworzenie optymalnych fenotypów opartych na różnych genotypach. Zapewnia stabilne funkcjonowanie organizmów w szerokim zakresie wahań warunków zewnętrznych znanych gatunkowi.

Uciążliwy (rozrywający) wybór- forma doboru naturalnego, w której warunki sprzyjają dwóm lub więcej skrajnym wariantom (kierunkom) zmienności, ale nie sprzyjają pośredniemu, przeciętnemu stanowi cechy. W rezultacie z jednej początkowej może pojawić się kilka nowych form. Darwin opisał operację destrukcyjnej selekcji, wierząc, że leży ona u podstaw rozbieżności, chociaż nie mógł dostarczyć dowodów na jej istnienie w naturze. Selekcja zakłócająca przyczynia się do powstania i utrzymania polimorfizmu populacji, aw niektórych przypadkach może powodować specjację.

Jedną z możliwych sytuacji w przyrodzie, w których pojawia się selekcja destrukcyjna, jest sytuacja, w której populacja polimorficzna zajmuje heterogeniczne siedlisko. Jednocześnie różne formy dostosowują się do różnych nisz ekologicznych czy podnisz.

Tworzenie się ras sezonowych w niektórych chwastach tłumaczy się działaniem destrukcyjnej selekcji. Wykazano, że czas kwitnienia i dojrzewania nasion u jednego z gatunków takich roślin - grzechotnika łąkowego - rozciągał się prawie przez całe lato, a większość roślin kwitnie i owocuje w środku lata. Jednak na łąkach kośnych te rośliny, które mają czas zakwitnąć i wydać nasiona przed koszeniem, oraz te, które wydadzą nasiona pod koniec lata, po pokosach, uzyskują przewagę. W rezultacie powstają dwie rasy grzechotki - wczesne i późne kwitnienie.

Selekcja zakłócająca została przeprowadzona sztucznie w eksperymentach z Drosophila. Selekcję prowadzono według liczby szczecin, pozostawiając jedynie osobniki z małą i dużą liczbą szczecin. W rezultacie od około 30. pokolenia obie linie bardzo mocno się rozeszły, mimo że muchy nadal krzyżowały się ze sobą wymieniając geny. W wielu innych eksperymentach (z roślinami) intensywne krzyżowanie uniemożliwiło skuteczne działanie selekcji destrukcyjnej.

Powszechne są dwie hipotezy dotyczące mechanizmów doboru płciowego.

Zgodnie z hipotezą „dobrych genów” kobiece „powody” w następujący sposób: „Jeśli ten samiec, mimo jasnego upierzenia i długiego ogona, jakimś cudem nie zginął w szponach drapieżnika i dożył do dojrzewania, to ma dobre geny, które mu na to pozwoliły. Powinien więc zostać wybrany na ojca dla swoich dzieci: przekaże im swoje dobre geny. Wybierając jasne samce, samice wybierają dobre geny dla swojego potomstwa.

Zgodnie z hipotezą „atrakcyjnych synów” logika doboru kobiet jest nieco inna. Jeśli bystrzy mężczyźni, z jakiegokolwiek powodu, są atrakcyjni dla kobiet, warto wybrać bystrego ojca dla swoich przyszłych synów, ponieważ jego synowie odziedziczą geny jasnego koloru i będą atrakcyjni dla kobiet w następnym pokoleniu. Tak więc istnieje pozytywna Informacja zwrotna, co prowadzi do tego, że z pokolenia na pokolenie jasność upierzenia samców jest coraz silniejsza. Proces rośnie, aż osiągnie granicę żywotności.

Przy wyborze samców kobiety nie są ani bardziej ani mniej logiczne niż we wszystkich innych zachowaniach. Gdy zwierzę czuje pragnienie, nie ma powodu, aby pić wodę w celu przywrócenia równowagi wodno-solnej w organizmie – idzie do wodopoju, ponieważ czuje pragnienie. W ten sam sposób kobiety, wybierając jasnych samców, podążają za swoimi instynktami - lubią jasne ogony. Wszyscy, którzy instynktownie podpowiadali inne zachowanie, nie pozostawili potomstwa. W ten sposób dyskutowaliśmy nie o logice samic, ale o logice walki o byt i doboru naturalnego – ślepym i automatycznym procesie, który, działając nieustannie z pokolenia na pokolenie, ukształtował całą tę niesamowitą różnorodność form, kolorów i instynktów, którą my obserwować w świecie dzikiej przyrody.

selekcja pozytywna i negatywna

Istnieją dwie formy doboru naturalnego: Pozytywny oraz Przycinanie (negatywne) wybór.

Selekcja pozytywna zwiększa liczbę osobników w populacji, które mają użyteczne cechy, które zwiększają żywotność gatunku jako całości.

Selekcja odcięcia usuwa z populacji zdecydowaną większość osobników, które noszą cechy, które znacznie zmniejszają żywotność w danych warunkach środowiskowych. Za pomocą odcięcia selekcji usuwa się z populacji silnie szkodliwe allele. Również osoby z rearanżacjami chromosomów i zestawem chromosomów, które gwałtownie zakłócają normalne działanie aparatu genetycznego, mogą zostać poddane selekcji tnącej.

Rola doboru naturalnego w ewolucji

Karol Darwin uważał dobór naturalny za główną siłę napędową ewolucji, a we współczesnej syntetycznej teorii ewolucji jest ona także głównym regulatorem rozwoju i adaptacji populacji, mechanizmem powstawania gatunków i taksonów ponadgatunkowych, choć akumulacją w późny XIX Na początku XX wieku informacje na temat genetyki, w szczególności odkrycie dyskretnego charakteru dziedziczenia cech fenotypowych, skłoniły niektórych badaczy do zanegowania znaczenia doboru naturalnego i zaproponowania alternatywnych koncepcji opartych na ocenie mutacji genotypu czynnik jako niezwykle ważny. Autorzy takich teorii postulowali nie stopniowy, lecz bardzo szybki (na przestrzeni kilku pokoleń) spazmatyczny charakter ewolucji (mutacje Hugo de Vriesa, saltacjonizm Richarda Goldschmitta i inne mniej znane koncepcje). Odkrycie dobrze znanych korelacji między cechami pokrewnych gatunków (prawo szeregu homologicznego) przez N. I. Wawiłowa skłoniło niektórych badaczy do sformułowania kolejnych „antydarwinowskich” hipotez na temat ewolucji, takich jak nomogeneza, batmogeneza, autogeneza, ontogeneza i inni. W latach dwudziestych i czterdziestych XX wieku w biologii ewolucyjnej ci, którzy odrzucili ideę ewolucji przez dobór naturalny Darwina (czasami teorie kładące nacisk na dobór naturalny nazywano „selekcjonistyczną”), ożywili zainteresowanie tą teorią ze względu na rewizję klasycznego darwinizmu w świetle stosunkowo młoda nauka genetyki. Powstała w rezultacie syntetyczna teoria ewolucji, często błędnie nazywana neodarwinizmem, polega m.in. na ilościowej analizie częstości występowania alleli w populacjach zmieniających się pod wpływem doboru naturalnego. Toczą się debaty, w których ludzie o radykalnym podejściu, jako argument przeciwko syntetycznej teorii ewolucji i roli doboru naturalnego, argumentują, że „odkrycia ostatnich dziesięcioleci w różnych dziedzinach wiedza naukowa- od Biologia molekularna z jej teorią neutralnych mutacjiMotoo Kimura oraz paleontologia z jej teorią przerywanej równowagi Stephen Jay Gould oraz Niles Eldredge (w której pogląd rozumiana jako względnie statyczna faza procesu ewolucyjnego) aż do matematyka z jej teoriąbifurkacje oraz przejścia fazowe- świadczą o niewystarczalności klasycznej syntetycznej teorii ewolucji dla adekwatnego opisu wszystkich aspektów ewolucji biologicznej”. Dyskusja o roli różnych czynników w ewolucji rozpoczęła się ponad 30 lat temu i trwa do dziś, a czasem mówi się, że „biologia ewolucyjna (czyli oczywiście teoria ewolucji) doszła do potrzeby swojego kolejnego, trzecia synteza”.

Dobór naturalny jest głównym, wiodącym, przewodnim czynnikiem ewolucji, leżące u podstaw teorii Ch.Darwina. Wszystkie inne czynniki ewolucji są losowe, tylko dobór naturalny ma kierunek (w kierunku przystosowania organizmów do warunków środowiskowych).

Definicja: selektywne przeżycie i reprodukcja najsilniejszych organizmów.

kreatywna rola: wybierając użyteczne cechy, dobór naturalny tworzy nowe.

Efektywność: im więcej różnych mutacji w populacji (im wyższa heterozygotyczność populacji), tym większa efektywność doboru naturalnego, tym szybciej postępuje ewolucja.

Formularze:

Stabilizujący - działa w stałych warunkach, selekcjonuje przeciętne przejawy cechy, zachowuje cechy gatunku (coelacanth coelacanth fish)
Prowadzenie - działa w zmieniających się warunkach, wybiera skrajne przejawy cechy (odchylenia), prowadzi do zmiany cech (ćma brzozowa)
Seksualne - rywalizacja o partnera seksualnego.
Breaking - wybiera dwie skrajne formy.

Konsekwencje doboru naturalnego:

Ewolucja (zmiana, komplikacja organizmów)
Pojawienie się nowych gatunków (wzrost liczby [różnorodności] gatunków)
Adaptacja organizmów do warunków środowiskowych. Każde dopasowanie jest względne., tj. przystosowuje organizm tylko do jednych określonych warunków.

Wybierz jedną, najbardziej odpowiednią opcję. Podstawą doboru naturalnego jest:
1) proces mutacji
2) specjacja
3) postęp biologiczny
4) względna sprawność

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej odpowiednią opcję. Jakie są konsekwencje stabilizacji selekcji
1) zachowanie starych gatunków
2) zmiana szybkości reakcji
3) pojawienie się nowych gatunków
4) zachowanie osobników o zmienionych cechach

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej odpowiednią opcję. W procesie ewolucji twórczą rolę odgrywa
1) dobór naturalny
2) sztuczna selekcja
3) zmienność modyfikacji
4) zmienność mutacji

Odpowiedź

Wybierz trzy opcje. Jakie są cechy doboru motywu?
1) działa we względnie stałych warunkach bytowych
2) eliminuje osobniki o średniej wartości cechy
3) promuje reprodukcję osobników o zmodyfikowanym genotypie
4) zachowuje osobniki z odchyleniami od średnich wartości cechy
5) zachowuje osobniki z ustaloną normą reakcji cechy
6) przyczynia się do pojawienia się mutacji w populacji

Odpowiedź

Wybierz trzy cechy charakteryzujące napędową formę doboru naturalnego
1) zapewnia pojawienie się nowego gatunku
2) przejawia się w zmieniających się warunkach środowiskowych
3) polepsza się zdolność przystosowania się jednostek do pierwotnego środowiska
4) osobniki z odchyleniem od normy są uśmiercane
5) liczba osobników o średniej wartości cechy wzrasta
6) zachowane są osobniki o nowych cechach

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej odpowiednią opcję. Materiałem wyjściowym do doboru naturalnego jest
1) walka o byt
2) zmienność mutacji
3) zmiana siedliska organizmów
4) adaptacja organizmów do środowiska

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej odpowiednią opcję. Materiałem wyjściowym do doboru naturalnego jest
1) zmienność modyfikacji
2) zmienność dziedziczna
3) walka jednostek o warunki przetrwania
4) adaptacyjność populacji do środowiska

Odpowiedź

Wybierz trzy opcje. Stabilizująca forma doboru naturalnego przejawia się w:
1) stałe warunki środowiskowe
2) zmiana średniej szybkości reakcji
3) zachowanie przystosowanych osobników w pierwotnym siedlisku
4) ubój osobników z odchyleniami od normy
5) ratowanie osób z mutacjami
6) zachowanie osobników o nowych fenotypach

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej odpowiednią opcję. Skuteczność doboru naturalnego zmniejsza się, gdy
1) występowanie mutacji recesywnych
2) wzrost liczby osobników homozygotycznych w populacji
3) zmiana normy reakcji znaku
4) wzrost liczby gatunków w ekosystemie

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej odpowiednią opcję. W suchych warunkach, w procesie ewolucji, powstały rośliny o owłosionych liściach pod wpływem działania
1) zmienność względna

3) dobór naturalny
4) sztuczna selekcja

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej odpowiednią opcję. Szkodniki owadzie nabierają z czasem odporności na pestycydy w wyniku:
1) wysoka płodność
2) zmienność modyfikacji
3) zachowanie mutacji przez dobór naturalny
4) sztuczna selekcja

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej odpowiednią opcję. Materiałem do sztucznej selekcji jest
1) kod genetyczny
2) ludność
3) dryf genetyczny
4) mutacja

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej odpowiednią opcję. Czy poniższe stwierdzenia dotyczące form doboru naturalnego są poprawne? A) Pojawienie się odporności na pestycydy w szkodnikach owadzich roślin rolniczych jest przykładem stabilizującej formy doboru naturalnego. B) Selekcja kierująca przyczynia się do wzrostu liczby osobników gatunku o średniej wartości cechy
1) tylko A jest prawdziwe
2) tylko B jest prawdziwe
3) oba stwierdzenia są poprawne
4) oba wyroki są błędne

Odpowiedź

Ustal zgodność między wynikami działania doboru naturalnego a jego formami: 1) stabilizującymi, 2) poruszającymi się, 3) destrukcyjnymi (rozdzierającymi). Wpisz cyfry 1, 2 i 3 we właściwej kolejności.
A) rozwój oporności bakterii na antybiotyki
B) Istnienie szybko i wolno rosnących ryb drapieżnych w tym samym jeziorze
C) Podobna budowa narządów wzroku w akordach
D) Pojawienie się płetw u ssaków ptactwa wodnego
E) Selekcja nowonarodzonych ssaków o średniej wadze
E) Zachowanie fenotypów z ekstremalnymi odchyleniami w obrębie jednej populacji

Odpowiedź

1. Ustal zgodność między cechą doboru naturalnego a jego formą: 1) kierowanie, 2) stabilizowanie. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) zachowuje średnią wartość cechy
B) przyczynia się do adaptacji do zmieniających się warunków środowiskowych
C) zatrzymuje osobniki z cechą odbiegającą od jej średniej wartości
D) przyczynia się do wzrostu różnorodności organizmów
D) przyczynia się do zachowania cech gatunkowych

Odpowiedź

2. Porównaj cechy i formy doboru naturalnego: 1) Prowadzenie, 2) Stabilizacja. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) działa przeciwko osobom o skrajnych wartościach cech
B) prowadzi do zawężenia normy reakcji
B) zwykle działa w stałych warunkach
D) występuje podczas rozwoju nowych siedlisk
D) zmienia średnie wartości cechy w populacji
E) może prowadzić do pojawienia się nowych gatunków

Odpowiedź

3. Ustal zgodność między formami doboru naturalnego a ich cechami: 1) napędowymi, 2) stabilizującymi. Zapisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) działa w zmieniających się warunkach środowiskowych
B) działa w stałych warunkach środowiskowych
C) ma na celu utrzymanie ustalonej wcześniej średniej wartości cechy
D) prowadzi do przesunięcia średniej wartości cechy w populacji
D) pod jego działaniem może nastąpić zarówno wzrost znaku, jak i osłabienie

Odpowiedź

4. Ustal zgodność między znakami a formami doboru naturalnego: 1) stabilizujący, 2) kierujący. Zapisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) tworzy adaptacje do nowych warunków środowiskowych
B) prowadzi do powstania nowych gatunków
B) utrzymuje średnią normę cechy
D) zabija osobniki z odchyleniami od średniej normy znaków
D) zwiększa heterozygotyczność populacji

Odpowiedź

Ustal zgodność między przykładami a formami doboru naturalnego, które ilustrują te przykłady: 1) kierowanie, 2) stabilizowanie. Zapisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) wzrost liczby ciemnych motyli na terenach przemysłowych w porównaniu z jasnymi
B) pojawienie się odporności szkodników owadzich na pestycydy
C) zachowanie hatterii gadów żyjących w Nowej Zelandii do dnia dzisiejszego
D) zmniejszenie wielkości głowotułowia u krabów żyjących w mętnej wodzie
E) u ssaków śmiertelność noworodków o średniej masie ciała jest mniejsza niż przy bardzo niskiej lub bardzo wysokiej
E) śmierć skrzydlatych przodków i zachowanie owadów o zredukowanych skrzydłach na wyspach z silnymi wiatrami

Odpowiedź

Ustal korespondencję między formami walki o byt i przykładami je ilustrującymi: 1) wewnątrzgatunkowe, 2) międzygatunkowe. Zapisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) ryby jedzą plankton
B) mewy zabijają pisklęta, gdy jest ich dużo
C) lekking głuszca
D) małpy z nosem próbują się przekrzyczeć, wydmuchując ogromne nosy
D) grzyb chaga osiada na brzozie
E) główną ofiarą kuny jest wiewiórka

Odpowiedź

Przeanalizuj tabelę „Formy doboru naturalnego”. Dla każdej litery wybierz odpowiednią koncepcję, charakterystykę i przykład z dostarczonej listy.
1) seksualne
2) jazdy
3) grupa
4) zachowanie organizmów z dwoma skrajnymi odchyleniami od średniej wartości cechy
5) pojawienie się nowego znaku
6) powstawanie oporności bakterii na antybiotyki
7) zachowanie reliktowego gatunku rośliny Gingko biloba 8) wzrost liczebności organizmów heterozygotycznych

Odpowiedź

Idea porównania selekcji sztucznej i naturalnej polega na tym, że w przyrodzie ma również miejsce selekcja organizmów „najbardziej odnoszących sukcesy”, „najlepszych”, ale w tym przypadku to nie osoba występuje jako „ocena” przydatności właściwości, ale środowisko. Ponadto materiałem do selekcji naturalnej i sztucznej są niewielkie zmiany dziedziczne, które kumulują się z pokolenia na pokolenie.

Mechanizm doboru naturalnego

W procesie doboru naturalnego utrwalane są mutacje, które zwiększają zdolność adaptacji organizmów do środowiska. Dobór naturalny jest często określany jako mechanizm „oczywisty”, ponieważ wynika z prostych faktów, takich jak:

Organizmy produkują więcej potomstwa, niż są w stanie przeżyć;
W populacji tych organizmów występuje zmienność dziedziczna;
Organizmy o różnych cechach genetycznych mają różne wskaźniki przeżywalności i zdolność do reprodukcji.

Centralną koncepcją koncepcji doboru naturalnego jest sprawność organizmów. Sprawność definiuje się jako zdolność organizmu do przetrwania i rozmnażania się w istniejącym środowisku. To determinuje wielkość jego wkładu genetycznego w następne pokolenie. Jednak najważniejszą rzeczą przy określaniu dopasowania nie jest całkowita liczba potomstwa, ale liczba potomstwa o danym genotypie (przystosowanie względne). Na przykład, jeśli potomstwo pomyślnie i szybko rozmnażającego się organizmu jest słabe i nie rozmnaża się dobrze, to wkład genetyczny i odpowiednio sprawność tego organizmu będą niskie.

Dobór naturalny pod kątem cech, które mogą różnić się w pewnym zakresie wartości (takich jak wielkość organizmu) można podzielić na trzy typy:

Wybór ukierunkowany- zmiany średniej wartości cechy w czasie, na przykład wzrost wielkości ciała;
Uciążliwy wybór- selekcja pod kątem skrajnych wartości cechy i w stosunku do wartości średnich, np. dużych i małych rozmiarów ciała;
Wybór stabilizujący- selekcja względem skrajnych wartości cechy, co prowadzi do zmniejszenia wariancji cechy.

Szczególnym przypadkiem doboru naturalnego jest: dobór płciowy, którego podłożem jest dowolna cecha zwiększająca powodzenie krycia poprzez zwiększenie atrakcyjności osobnika dla potencjalnych partnerów. Cechy, które wyewoluowały w wyniku doboru płciowego, są szczególnie widoczne u samców niektórych gatunków zwierząt. Takie cechy, jak duże rogi, jaskrawe kolory z jednej strony mogą przyciągać drapieżniki i zmniejszać przeżywalność samców, a z drugiej strony jest to równoważone sukcesem reprodukcyjnym samców o podobnie wyraźnych cechach.

Selekcja może działać na różnych poziomach organizacji, takich jak geny, komórki, pojedyncze organizmy, grupy organizmów i gatunki. Co więcej, selekcja może działać jednocześnie na różnych poziomach. Selekcja na poziomach ponad jednostką, taka jak selekcja grupowa, może prowadzić do współpracy (patrz Ewolucja#Współpraca).

Formy doboru naturalnego

Istnieją różne klasyfikacje form selekcji. Powszechnie stosowana jest klasyfikacja oparta na charakterze wpływu form selekcji na zmienność cechy w populacji.

wybór jazdy

wybór jazdy- forma doboru naturalnego, która działa pod skierowany zmieniające się warunki środowiskowe. Opisany przez Darwina i Wallace'a. W tym przypadku korzyści uzyskują osoby o cechach odbiegających w określonym kierunku od wartości średniej. Jednocześnie inne odmiany cechy (jej odchylenia w kierunku przeciwnym do wartości średniej) podlegają selekcji negatywnej. W efekcie w populacji z pokolenia na pokolenie następuje przesunięcie średniej wartości cechy w określonym kierunku. W tym przypadku presja napędzania selekcji musi odpowiadać zdolnościom adaptacyjnym populacji i tempu zmian mutacyjnych (w przeciwnym razie presja środowiskowa może prowadzić do wyginięcia).

Przykładem działania doboru motywów jest „melanizm przemysłowy” u owadów. „Melanizm przemysłowy” to gwałtowny wzrost odsetka osobników melanistycznych (o ciemnym kolorze) w populacjach owadów (na przykład motyli), które żyją na terenach przemysłowych. Wskutek oddziaływania przemysłowego pnie drzew znacznie pociemniały, ginęły również jasne porosty, co powodowało, że jasne motyle były bardziej widoczne dla ptaków, a ciemne gorzej. W XX wieku w wielu regionach udział motyli o ciemnych kolorach w niektórych dobrze zbadanych populacjach ćmy brzozowej w Anglii osiągnął 95%, podczas gdy po raz pierwszy motyl o ciemnym kolorze ( Morfa carbonaria) został zdobyty w 1848 roku.

Wybór jazdy odbywa się, gdy otoczenie zmienia się lub dostosowuje do nowych warunków wraz z rozszerzeniem zasięgu. Zachowuje zmiany dziedziczne w określonym kierunku, odpowiednio przesuwając normę reakcji. Na przykład, podczas rozwoju gleby jako siedliska dla różnych niespokrewnionych grup zwierząt, kończyny zamieniały się w kopiące.

Wybór stabilizujący

Uciążliwy wybór

Przykładem destrukcyjnej selekcji jest tworzenie się dwóch ras w dużej grzechotce na łąkach kośnych. W normalnych warunkach okresy kwitnienia i dojrzewania nasion tej rośliny obejmują całe lato. Ale na łąkach kośnych nasiona wytwarzają głównie te rośliny, które mają czas na kwitnienie i dojrzewanie albo przed okresem koszenia, albo kwitną pod koniec lata, po pokosach. W rezultacie powstają dwie rasy grzechotki - wczesne i późne kwitnienie.

dobór płciowy

Powszechne są dwie hipotezy dotyczące mechanizmów doboru płciowego.

Zgodnie z hipotezą „dobrych genów” samica „powoduje” następująco: „Jeśli ten samiec, mimo jasnego upierzenia i długiego ogona, zdołał nie umrzeć w szponach drapieżnika i przeżyć do dojrzewania, to ma dobre geny to pozwoliło mu to zrobić. Dlatego powinien zostać wybrany na ojca swoich dzieci: przekaże im swoje dobre geny. Wybierając jasne samce, samice wybierają dobre geny dla swojego potomstwa.
Zgodnie z hipotezą „atrakcyjnych synów” logika doboru kobiet jest nieco inna. Jeśli bystrzy mężczyźni, z jakiegokolwiek powodu, są atrakcyjni dla kobiet, warto wybrać błyskotliwego ojca dla swoich przyszłych synów, ponieważ jego synowie odziedziczą geny jasnego koloru i będą atrakcyjni dla kobiet w następnym pokoleniu. W ten sposób dochodzi do pozytywnego sprzężenia zwrotnego, które prowadzi do tego, że z pokolenia na pokolenie coraz bardziej wzrasta jasność upierzenia samców. Proces rośnie, aż osiągnie granicę żywotności.

Wybierając samce, kobiety nie zastanawiają się nad przyczynami swojego zachowania. Gdy zwierzę czuje pragnienie, nie ma powodu, aby pić wodę w celu przywrócenia równowagi wodno-solnej w organizmie – idzie do wodopoju, ponieważ czuje pragnienie. W ten sam sposób kobiety, wybierając jasnych samców, podążają za swoimi instynktami - lubią jasne ogony. Ci, którzy instynktownie podpowiadali inne zachowanie, nie zostawiali potomstwa. Logika walki o byt i doboru naturalnego jest logiką ślepego i automatycznego procesu, który działając nieustannie z pokolenia na pokolenie ukształtował tę niesamowitą różnorodność form, kolorów i instynktów, które obserwujemy w świecie dzikiej przyrody.

Metody selekcji: selekcja pozytywna i negatywna

Istnieją dwie formy sztucznej selekcji: Pozytywny oraz Przycinanie (negatywne) wybór.

Selekcja pozytywna zwiększa liczbę osobników w populacji, które mają użyteczne cechy, które zwiększają żywotność gatunku jako całości.

Rola doboru naturalnego w ewolucji

W przykładzie mrówki robotnicy mamy do czynienia z owadem skrajnie różnym od swoich rodziców, ale całkowicie jałowym, a zatem niezdolnym do przekazywania z pokolenia na pokolenie nabytych modyfikacji budowy lub instynktów. Można zadać dobre pytanie - na ile można ten przypadek pogodzić z teorią doboru naturalnego?
- Pochodzenie gatunków (1859)

Darwin zakładał, że selekcja może dotyczyć nie tylko pojedynczego organizmu, ale także rodziny. Powiedział też, że być może w takim czy innym stopniu może to również tłumaczyć zachowanie ludzi. Okazało się, że miał rację, ale dopiero wraz z pojawieniem się genetyki stało się możliwe przedstawienie szerszego spojrzenia na tę koncepcję. Pierwszy zarys „teorii doboru gatunkowego” sporządził angielski biolog William Hamilton w 1963 roku, który jako pierwszy zaproponował uwzględnienie doboru naturalnego nie tylko na poziomie jednostki czy całej rodziny, ale także na poziomie gen.

Zobacz też

Uwagi

, z. 43-47.
, p. 251-252.
Orr H.A. Fitness i jego rola w ewolucyjnej genetyce // Nature Reviews Genetics. - 2009. - Cz. 10, nie. 8. - str. 531-539. - DOI: 10.1038/nrg2603. -PMID 19546856.
Haldane JBS Teoria doboru naturalnego dzisiaj // Przyroda. - 1959. - t. 183, nie. 4663. - str. 710-713. - PMID 13644170 .
Lande R., Arnold S.J. Pomiar wyboru znaków skorelowanych // Ewolucja. - 1983. - Cz. 37, nie. 6. - str. 1210-1226. -

Żyjąc w warunkach naturalnych istnieje indywidualna zmienność, która może objawiać się trzy rodzaje użyteczne, neutralne i szkodliwe. Zazwyczaj organizmy o szkodliwej zmienności giną na różnych etapach rozwoju osobniczego. Neutralna zmienność organizmów nie wpływa na ich żywotność. Osobniki o korzystnej zmienności przeżywają dzięki przewadze wewnątrzgatunkowej, międzygatunkowej lub przeciw niekorzystne warunkiśrodowisko.

wybór jazdy

Kiedy zmieniają się warunki środowiskowe, przeżywają te osobniki gatunku, w których ujawniła się dziedziczna zmienność i w związku z tym rozwinęły się znaki i właściwości odpowiadające nowym warunkom, a te osobniki, które nie miały takiej zmienności, umierają. Podczas swojej podróży Darwin odkrył, że na oceanicznych wyspach, gdzie przeważają silne wiatry, jest niewiele owadów o długich skrzydłach i wiele owadów o elementarnych skrzydłach i owady bezskrzydłe. Jak wyjaśnia Darwin, owady o normalnych skrzydłach nie wytrzymały silnych wiatrów na tych wyspach i umarły. A owady z prymitywnymi skrzydłami i bezskrzydłe wcale nie wzbijały się w powietrze i chowały w szczelinach, znajdując tam schronienie. Proces ten, któremu towarzyszyła dziedziczna zmienność i dobór naturalny i trwał przez wiele tysięcy lat, doprowadził do zmniejszenia liczebności owadów o długich skrzydłach na tych wyspach i pojawienia się osobników o elementarnych skrzydłach i owadów bezskrzydłych. Dobór naturalny, który zapewnia powstawanie i rozwój nowych cech i właściwości organizmów, nazywa się wybór motywu.

Uciążliwy wybór

Uciążliwy wybór- jest to forma doboru naturalnego, prowadząca do powstania wielu różnych form polimorficznych w obrębie tej samej populacji.

Wśród organizmów określonego gatunku czasami można znaleźć osobniki o dwóch lub więcej różnych formach. Jest to wynik szczególnej formy doboru naturalnego, selekcji destrukcyjnej. Tak, w biedronki istnieją dwie formy skrzydeł sztywnych - o barwie ciemnoczerwonej i czerwonawej. Chrząszcze o czerwonawych skrzydłach rzadko giną zimą z zimna, ale latem dają mało potomstwa, a ciemnoczerwone skrzydła przeciwnie, częściej giną zimą, nie mogąc wytrzymać zimna, a latem dają liczne potomstwo. W konsekwencji te dwie formy biedronek, ze względu na odmienną zdolność przystosowania się do różnych pór roku, zdołały utrzymać potomstwo przez wieki.

Dobór naturalny to proces pierwotnie zdefiniowany przez Karola Darwina jako prowadzący do przetrwania i preferencyjnego rozmnażania osobników lepiej przystosowanych do danych warunków środowiskowych i posiadających przydatne cechy dziedziczne. Zgodnie z teorią Darwina i współczesną syntetyczną teorią ewolucji, głównym materiałem do doboru naturalnego są losowe zmiany dziedziczne – rekombinacja genotypów, mutacje i ich kombinacje.

W przypadku braku procesu płciowego dobór naturalny prowadzi do wzrostu proporcji danego genotypu w następnym pokoleniu. Jednak dobór naturalny jest „ślepy” w tym sensie, że „ocenia” nie genotypy, ale fenotypy, a preferencyjne przekazywanie do następnej generacji genów osobnika o przydatnych cechach następuje niezależnie od tego, czy cechy te są dziedziczne.

Istnieją różne klasyfikacje form selekcji. Powszechnie stosowana jest klasyfikacja oparta na charakterze wpływu form selekcji na zmienność cechy w populacji.

wybór jazdy- forma doboru naturalnego, która działa z ukierunkowaną zmianą warunków środowiskowych. Opisany przez Darwina i Wallace'a. W tym przypadku korzyści uzyskują osoby o cechach odbiegających w określonym kierunku od wartości średniej. Jednocześnie inne odmiany cechy (jej odchylenia w kierunku przeciwnym do wartości średniej) podlegają selekcji negatywnej. W efekcie w populacji z pokolenia na pokolenie następuje przesunięcie średniej wartości cechy w określonym kierunku. W tym przypadku presja napędzania selekcji musi odpowiadać zdolnościom adaptacyjnym populacji i tempu zmian mutacyjnych (w przeciwnym razie presja środowiskowa może prowadzić do wyginięcia).

Przykładem działania doboru motywów jest „melanizm przemysłowy” u owadów. „Melanizm przemysłowy” to gwałtowny wzrost odsetka osobników melanistycznych (o ciemnym kolorze) w populacjach owadów (na przykład motyli), które żyją na terenach przemysłowych. Wskutek oddziaływania przemysłowego pnie drzew znacznie pociemniały, ginęły również jasne porosty, co powodowało, że jasne motyle były bardziej widoczne dla ptaków, a ciemne gorzej. W XX wieku na wielu obszarach udział motyli o ciemnych kolorach w niektórych dobrze zbadanych populacjach ćmy brzozowej w Anglii sięgał 95%, podczas gdy pierwszego motyla o ciemnym kolorze (morfa carbonaria) schwytano w 1848 roku.

Wybór jazdy odbywa się, gdy otoczenie zmienia się lub dostosowuje do nowych warunków wraz z rozszerzeniem zasięgu. Zachowuje zmiany dziedziczne w określonym kierunku, zmieniając odpowiednio tempo reakcji. Na przykład, podczas rozwoju gleby jako siedliska dla różnych niespokrewnionych grup zwierząt, kończyny zamieniały się w kopiące.

dobór płciowy To jest dobór naturalny dla sukcesu w reprodukcji. Przetrwanie organizmów jest ważnym, ale nie jedynym składnikiem doboru naturalnego. Kolejnym ważnym elementem jest atrakcyjność dla przedstawicieli płci przeciwnej. Darwin nazwał to zjawisko doborem płciowym. „Ta forma selekcji jest zdeterminowana nie przez walkę o byt w stosunkach istot organicznych między sobą lub z warunkami zewnętrznymi, ale przez rywalizację między osobnikami tej samej płci, zwykle mężczyznami, o posiadanie osobników innej płci. " Cechy, które zmniejszają żywotność ich nosicieli, mogą pojawiać się i rozprzestrzeniać, jeśli korzyści, jakie zapewniają w sukcesie hodowlanym, są znacznie większe niż ich wady w zakresie przetrwania. Zaproponowano dwie główne hipotezy dotyczące mechanizmów doboru płciowego. Zgodnie z hipotezą „dobrych genów” samica „powoduje” w następujący sposób: „Jeśli ten samiec, pomimo jasnego upierzenia i długiego ogona, jakoś zdołał nie umrzeć w szponach drapieżnika i przeżyć do dojrzewania, to zatem ma dobre geny, które mu na to pozwalają. Powinien więc zostać wybrany na ojca dla swoich dzieci: przekaże im swoje dobre geny. Wybierając jasne samce, samice wybierają dobre geny dla swojego potomstwa. Zgodnie z hipotezą „atrakcyjnych synów” logika doboru kobiet jest nieco inna. Jeśli bystrzy mężczyźni, z jakiegokolwiek powodu, są atrakcyjni dla kobiet, warto wybrać bystrego ojca dla swoich przyszłych synów, ponieważ jego synowie odziedziczą geny jasnego koloru i będą atrakcyjni dla kobiet w następnym pokoleniu. W ten sposób dochodzi do pozytywnego sprzężenia zwrotnego, które prowadzi do tego, że z pokolenia na pokolenie jasność upierzenia samców jest coraz bardziej zwiększana. Proces rośnie, aż osiągnie granicę żywotności. Przy wyborze samców kobiety nie są ani bardziej ani mniej logiczne niż we wszystkich innych zachowaniach. Gdy zwierzę czuje pragnienie, nie ma powodu, aby pić wodę w celu przywrócenia równowagi wodno-solnej w organizmie – idzie do wodopoju, ponieważ czuje pragnienie. W ten sam sposób kobiety, wybierając jasnych samców, podążają za swoimi instynktami - lubią jasne ogony. Wszyscy, którzy instynktownie podpowiadali inne zachowanie, nie pozostawili potomstwa. W ten sposób dyskutowaliśmy nie o logice samic, ale o logice walki o byt i doboru naturalnego – ślepym i automatycznym procesie, który, działając nieustannie z pokolenia na pokolenie, ukształtował całą tę niesamowitą różnorodność form, kolorów i instynktów, którą my obserwować w świecie dzikiej przyrody.

Portal dla kobiet Flero

Mechanizm doboru naturalnego

Formy doboru naturalnego

wybór jazdy

Wybór stabilizujący

Uciążliwy wybór

dobór płciowy

Metody selekcji: selekcja pozytywna i negatywna

Rola doboru naturalnego w ewolucji

Zobacz też

Uwagi

wybór jazdy

Uciążliwy wybór

POWIĄZANE ARTYKUŁY