Proces prirodzeného výberu prebieha v prírode. Evolučná teória H

Prirodzený výber je hybnou silou evolúcie. Mechanizmus výberu. Formy selekcie v populáciách (I.I. Shmalgauzen).

Prirodzený výber- proces, pri ktorom sa v populácii zvyšuje počet jedincov s maximálnou zdatnosťou (najpriaznivejšími vlastnosťami), zatiaľ čo počet jedincov s nepriaznivými vlastnosťami klesá. Vo svetle modernej syntetickej teórie evolúcie je prirodzený výber považovaný za hlavný dôvod vývoja adaptácií, speciácií a pôvodu nadšpecifických taxónov. Prirodzený výber je jedinou známou príčinou adaptácie, ale nie jedinou príčinou evolúcie. Medzi neadaptívne príčiny patrí genetický drift, tok génov a mutácie.

Pojem „prirodzený výber“ spopularizoval Charles Darwin, pričom tento proces porovnával s umelým výberom, ktorého modernou formou je výber. Myšlienka porovnávania umelého a prirodzeného výberu spočíva v tom, že v prírode sa vyberajú aj tie „najúspešnejšie“, „najlepšie“ organizmy, ale v úlohe „hodnotiteľa“ užitočnosti vlastností v tento prípad nie je človek, ale prostredie. Navyše materiálom pre prirodzený aj umelý výber sú malé dedičné zmeny, ktoré sa hromadia z generácie na generáciu.

Mechanizmus prirodzeného výberu

V procese prirodzeného výberu sa fixujú mutácie, ktoré zvyšujú zdatnosť organizmov. Prirodzený výber sa často označuje ako „samozrejmý“ mechanizmus, pretože vyplýva z jednoduchých faktov, ako sú:

Organizmy produkujú viac potomkov, ako môžu prežiť;

V populácii týchto organizmov existuje dedičná variabilita;

Organizmy, ktoré majú rôzne genetické vlastnosti, majú rôznu mieru prežitia a schopnosť reprodukovať sa.

Takéto podmienky vytvárajú súťaž medzi organizmami o prežitie a reprodukciu a sú minimálnymi nevyhnutnými podmienkami pre evolúciu prostredníctvom prirodzeného výberu. Organizmy s dedičnými vlastnosťami, ktoré im poskytujú konkurenčnú výhodu, ich teda s väčšou pravdepodobnosťou prenesú na svoje potomstvo ako organizmy s dedičnými vlastnosťami, ktoré ich nemajú.

Ústredným pojmom konceptu prirodzeného výberu je zdatnosť organizmov. Fitness je definovaná ako schopnosť organizmu prežiť a rozmnožovať sa, čo určuje veľkosť jeho genetického prínosu pre ďalšiu generáciu. Hlavným pri určovaní zdatnosti však nie je celkový počet potomkov, ale počet potomkov s daným genotypom (relatívna zdatnosť). Napríklad, ak sú potomkovia úspešného a rýchlo sa rozmnožujúceho organizmu slabí a nereprodukujú dobre, potom genetický prínos a teda aj zdatnosť tohto organizmu bude nízka.

Ak ktorákoľvek alela zvyšuje zdatnosť organizmu viac ako ostatné alely tohto génu, tak s každou generáciou sa bude podiel tejto alely v populácii zvyšovať. To znamená, že k selekcii dochádza v prospech tejto alely. A naopak, pre menej prospešné alebo škodlivé alely sa ich podiel v populáciách zníži, čiže selekcia bude pôsobiť proti týmto alelám. Je dôležité poznamenať, že vplyv určitých alel na kondíciu organizmu nie je konštantný – keď sa zmenia podmienky prostredia, škodlivé alebo neutrálne alely sa môžu stať prospešnými a prospešné sa môžu stať škodlivými.

Prirodzený výber pre vlastnosti, ktoré sa môžu meniť v určitom rozsahu hodnôt (ako je veľkosť organizmu), možno rozdeliť do troch typov:

Riadený výber- zmeny priemernej hodnoty znaku v priebehu času, napríklad zväčšenie veľkosti tela;

Rušivý výber- výber pre extrémne hodnoty znaku a proti priemerným hodnotám, napríklad veľké a malé telesné veľkosti;

Stabilizácia výberu- selekcia voči extrémnym hodnotám znaku, čo vedie k zníženiu rozptylu znaku.

Špeciálny prípad prirodzeného výberu je sexuálny výber, ktorej substrátom je akákoľvek vlastnosť, ktorá zvyšuje úspešnosť párenia zvýšením atraktivity jedinca pre potenciálnych partnerov. Znaky, ktoré sa vyvinuli sexuálnym výberom, sú obzvlášť zrejmé u samcov určitých živočíšnych druhov. Takéto vlastnosti, ako sú veľké rohy, svetlé sfarbenie, na jednej strane môžu prilákať predátorov a znížiť mieru prežitia samcov, a na druhej strane je to vyvážené reprodukčným úspechom samcov s podobnými výraznými vlastnosťami.

Selekcia môže fungovať na rôznych úrovniach organizácie, ako sú gény, bunky, jednotlivé organizmy, skupiny organizmov a druhy. Okrem toho môže súčasne pôsobiť výber rôzne úrovne. Selekcia na úrovniach nad jednotlivcom, ako je skupinový výber, môže viesť k spolupráci.

Formy prirodzeného výberu

Existujú rôzne klasifikácie foriem výberu. Široko sa používa klasifikácia založená na povahe vplyvu selekčných foriem na variabilitu znaku v populácii.

výber jazdy- forma prirodzeného výberu, ktorá funguje pod riadený meniace sa podmienky prostredia. Popísané Darwinom a Wallaceom. V tomto prípade získajú výhody jedinci so znakmi, ktoré sa v určitom smere odchyľujú od priemernej hodnoty. Zároveň sú negatívnemu výberu podrobené ďalšie variácie znaku (jeho odchýlky v opačnom smere od priemernej hodnoty). V dôsledku toho v populácii z generácie na generáciu dochádza k posunu priemernej hodnoty znaku v určitý smer. Zároveň tlak vodičskej selekcie musí zodpovedať adaptačným schopnostiam populácie a rýchlosti mutačných zmien (inak môže tlak prostredia viesť k vyhynutiu).

Klasickým príkladom výberu motívu je evolúcia farby v brezovom mole. Farba krídel tohto motýľa napodobňuje farbu kôry stromov pokrytých lišajníkmi, na ktorých trávi denné hodiny. Je zrejmé, že takéto ochranné sfarbenie sa vytvorilo počas mnohých generácií predchádzajúcej evolúcie. So začiatkom priemyselnej revolúcie v Anglicku však toto zariadenie začalo strácať na význame. Znečistenie atmosféry viedlo k hromadnému úhynu lišajníkov a stmavnutiu kmeňov stromov. Svetlé motýle na tmavé pozadie byť ľahko viditeľný pre vtáky. Od polovice 19. storočia sa v populáciách motýľa brezového začali objavovať mutantné tmavé (melanistické) formy motýľov. Ich frekvencia sa rapídne zvýšila. Do konca 19. storočia boli niektoré mestské populácie nočného motýľa takmer úplne zložené z tmavých foriem, zatiaľ čo svetlé formy stále prevládali vo vidieckych populáciách. Tento jav bol tzv priemyselný melanizmus. Vedci zistili, že v znečistených oblastiach vtáky častejšie jedia svetlé formy av čistých oblastiach - tmavé. Zavedenie obmedzení na znečistenie ovzdušia v 50. rokoch spôsobilo, že prírodný výber opäť zmenil smer a frekvencia tmavých foriem v mestských populáciách začala klesať. Dnes sú takmer také zriedkavé ako pred priemyselnou revolúciou.

Výber jazdy sa vykonáva pri zmene životné prostredie alebo prispôsobenie sa novým podmienkam s rozšírením sortimentu. Zachováva dedičné zmeny v určitom smere a podľa toho posúva rýchlosť reakcie. Napríklad v priebehu vývoja pôdy ako biotopu pre rôzne nepríbuzné skupiny živočíchov sa končatiny zmenili na norské.

Stabilizácia výberu- forma prirodzeného výberu, pri ktorej je jeho pôsobenie namierené proti jedincom s extrémnymi odchýlkami od priemernej normy, v prospech jedincov s priemernou závažnosťou vlastnosti. Koncept stabilizácie selekcie zaviedol do vedy a analyzoval I. I. Shmalgauzen.

Bolo opísaných mnoho príkladov účinku stabilizácie selekcie v prírode. Napríklad na prvý pohľad sa zdá, že jedinci s maximálnou plodnosťou by mali najviac prispieť do genofondu ďalšej generácie. Pozorovania prirodzených populácií vtákov a cicavcov však ukazujú, že to tak nie je. Čím viac mláďat alebo mláďat v hniezde, tým ťažšie je ich kŕmiť, tým menšie a slabšie sú každé z nich. Výsledkom je, že jedinci s priemernou plodnosťou sú najviac prispôsobení.

Výber v prospech priemerov sa našiel pre rôzne vlastnosti. U cicavcov majú novorodenci s veľmi nízkou a veľmi vysokou pôrodnou hmotnosťou väčšiu pravdepodobnosť úmrtia pri narodení alebo v prvých týždňoch života ako novorodenci so strednou hmotnosťou. Zohľadnenie veľkosti krídel vrabcov, ktorí zomreli po búrke v 50. rokoch pri Leningrade, ukázalo, že väčšina z nich mala príliš malé alebo príliš veľké krídla. A v tomto prípade sa ukázalo, že priemerní jednotlivci sú najviac prispôsobení.

Najznámejším príkladom takéhoto polymorfizmu je kosáčikovitá anémia. Toto závažné ochorenie krvi sa vyskytuje u ľudí homozygotných pre mutantnú alelu hemoglobínu ( Hb S) a vedie k ich smrti v ranom veku. Vo väčšine ľudských populácií je frekvencia tejto alely veľmi nízka a približne rovnaká ako frekvencia jej výskytu v dôsledku mutácií. Je to však celkom bežné v oblastiach sveta, kde je malária bežná. Ukázalo sa, že heterozygoti pre Hb S majú vyššiu odolnosť voči malárii ako homozygoti pre normálnu alelu. V dôsledku toho sa v populáciách obývajúcich oblasti malárie vytvára a stabilne udržiava heterozygotnosť pre túto letálnu alelu u homozygota.

Stabilizačný výber je mechanizmus akumulácie variability v prirodzených populáciách. Vynikajúci vedec I. I. Shmalgauzen ako prvý venoval pozornosť tejto vlastnosti stabilizácie výberu. Ukázal, že ani za stabilných podmienok existencie sa prirodzený výber ani evolúcia nezastavia. Aj keď sa populácia fenotypovo nezmení, neprestáva sa vyvíjať. Jeho genetická výbava sa neustále mení. Stabilizačná selekcia vytvára také genetické systémy, ktoré zabezpečujú tvorbu podobných optimálnych fenotypov na základe širokej škály genotypov. Také genetické mechanizmy ako dominancia, epistáza, komplementárne pôsobenie génov, neúplná penetrácia a iné prostriedky na ukrytie genetických variácií vďačia za svoju existenciu stabilizácii selekcie.

Stabilizujúca selekcia, zametanie odchýlok od normy, teda aktívne formuje genetické mechanizmy, ktoré zabezpečujú stabilný vývoj organizmov a tvorbu optimálnych fenotypov na základe rôznych genotypov. Zabezpečuje stabilné fungovanie organizmov v širokom spektre výkyvov vonkajších podmienok známych druhu.

Rušivý (trhavý) výber- forma prirodzeného výberu, v ktorej podmienky uprednostňujú dva alebo viac extrémnych variantov (smerov) variability, ale neuprednostňujú stredný, priemerný stav znaku. V dôsledku toho sa z jednej počiatočnej môže objaviť niekoľko nových foriem. Darwin opísal fungovanie rušivého výberu a veril, že je základom divergencie, hoci nemohol poskytnúť dôkaz o jej existencii v prírode. Rušivá selekcia prispieva k vzniku a udržiavaniu populačného polymorfizmu a v niektorých prípadoch môže spôsobiť speciáciu.

Jednou z možných situácií v prírode, v ktorej vstupuje do hry rušivý výber, je situácia, keď polymorfná populácia zaberá heterogénny biotop. Rôzne formy sa zároveň prispôsobujú rôznym ekologickým výklenkom alebo subnichám.

Tvorba sezónnych rás u niektorých burín sa vysvetľuje pôsobením rušivého výberu. Ukázalo sa, že načasovanie kvitnutia a dozrievania semien u jedného z druhov takýchto rastlín - lúčnej hrkálky - sa ťahalo takmer celé leto a väčšina rastlín kvitne a prináša ovocie uprostred leta. Na kosných lúkach však dostávajú výhody tie rastliny, ktoré stihnú zakvitnúť a vyprodukovať semená pred kosením, a tie, ktoré produkujú semená na konci leta po kosení. V dôsledku toho sa vytvárajú dve rasy chrastítka - skoré a neskoré kvitnutie.

Rušivá selekcia sa uskutočnila umelo v experimentoch s Drosophila. Selekcia prebiehala podľa počtu náletov, pričom zostali len jedince s malým a veľkým počtom náletov. Výsledkom bolo, že približne od 30. generácie sa tieto dve línie veľmi silne rozchádzali, napriek tomu, že muchy sa naďalej navzájom krížili a vymieňali si gény. V rade ďalších experimentov (s rastlinami) intenzívne kríženie bránilo účinnému pôsobeniu rušivého výberu.

Bežné sú dve hypotézy o mechanizmoch sexuálneho výberu.

Podľa hypotézy „dobrých génov“ ženské „dôvody“ nasledujúcim spôsobom: „Ak sa tomuto samcovi napriek jeho svetlému opereniu a dlhému chvostu nejako podarilo nezomrieť v pazúroch predátora a dožiť sa puberty, tak má dobré gény, ktoré mu to umožnili. Mal by byť teda vybraný za otca svojich detí: odovzdá im svoje dobré gény. Výberom jasných samcov si samice vyberajú dobré gény pre svoje potomstvo.

Podľa hypotézy „atraktívnych synov“ je logika ženského výberu trochu iná. Ak sú bystrí muži z akéhokoľvek dôvodu pre ženy atraktívni, potom sa oplatí vybrať si jasného otca pre svojich budúcich synov, pretože jeho synovia zdedia gény jasných farieb a budú príťažliví pre ženy v ďalšej generácii. Existuje teda pozitívum Spätná väzba, čo vedie k tomu, že z generácie na generáciu sa jas peria samcov stále viac zvyšuje. Proces sa neustále zvyšuje, až kým nedosiahne hranicu životaschopnosti.

Pri výbere mužov nie sú ženy o nič viac a o nič menej logické ako vo všetkom ostatnom správaní. Keď zviera pociťuje smäd, nemyslí si, že by malo piť vodu, aby obnovilo rovnováhu voda-soľ v tele – ide k napájadlu, pretože cíti smäd. Rovnako aj samice, ktoré si vyberajú jasných samcov, nasledujú svoje inštinkty - majú radi svetlé chvosty. Všetci tí, ktorí inštinktívne podnietili iné správanie, nezanechali žiadneho potomka. Nehovorili sme teda o logike žien, ale o logike boja o existenciu a prirodzený výber – slepý a automatický proces, ktorý neustále pôsobiaci z generácie na generáciu vytvoril všetku tú úžasnú rozmanitosť tvarov, farieb a inštinktov, ktoré pozorovať vo svete divokej zveri.

pozitívny a negatívny výber

Existujú dve formy prirodzeného výberu: Pozitívny a Výstrižok (negatívne) výber.

Pozitívna selekcia zvyšuje počet jedincov v populácii, ktorí majú užitočné vlastnosti, ktoré zvyšujú životaschopnosť druhu ako celku.

Cut-off selekcia vylúči z populácie veľkú väčšinu jedincov, ktorí sú nositeľmi vlastností, ktoré výrazne znižujú životaschopnosť v daných podmienkach prostredia. Pomocou cut-off selekcie sú z populácie odstránené silne škodlivé alely. Tiež jedinci s chromozomálnymi preskupeniami a sadou chromozómov, ktoré ostro narúšajú normálnu činnosť genetického aparátu, môžu byť podrobené selekcii.

Úloha prirodzeného výberu v evolúcii

Charles Darwin považoval za hlavnú hybnú silu evolúcie prirodzený výber, v modernej syntetickej teórii evolúcie je aj hlavným regulátorom vývoja a adaptácie populácií, mechanizmom vzniku druhov a nadšpecifických taxónov, hoci akumulácia v r. koniec XIX- začiatok 20. storočia informácie o genetike, najmä objav diskrétnej povahy dedičnosti fenotypových znakov, viedli niektorých výskumníkov k popretiu významu prirodzeného výberu a alternatívne navrhli koncepcie založené na hodnotení genotypovej mutácie faktor ako mimoriadne dôležitý. Autori takýchto teórií postulovali nie postupný, ale veľmi rýchly (počas niekoľkých generácií) kŕčovitý charakter evolúcie (mutacionizmus Huga de Vriesa, saltacionizmus Richarda Goldschmitta a iné menej známe koncepty). Objav dobre známych korelácií medzi znakmi príbuzných druhov (zákon o homologických sériách) N. I. Vavilovom podnietil niektorých výskumníkov sformulovať ďalšie „antidarwinovské“ hypotézy o evolúcii, ako sú nomogenéza, batmogenéza, autogenéza, ontogenéza a iní. V 20. a 40. rokoch 20. storočia v evolučnej biológii tí, ktorí odmietli Darwinovu myšlienku evolúcie prirodzeným výberom (niekedy nazývané „selekcionistické“ teórie zdôrazňujúce prirodzený výber), oživili záujem o túto teóriu v dôsledku revízie klasického darwinizmu vo svetle relatívne mladá veda o genetike. Výsledná syntetická evolučná teória, často nesprávne označovaná ako neodarvinizmus, sa okrem iného opiera o kvantitatívnu analýzu frekvencií alel v populáciách, keď sa menia pod vplyvom prirodzeného výberu. Existujú diskusie, kde ľudia s radikálnym prístupom, ako argument proti syntetickej teórii evolúcie a úlohe prirodzeného výberu, tvrdia, že „objavy posledných desaťročí v rôznych oblastiach vedecké poznatky- od molekulárna biológia s jej teóriou neutrálnych mutáciíMotoo Kimura a paleontológie s jej teóriou prerušovanej rovnováhy Stephen Jay Gould a Niles Eldredge (v ktorom vyhliadka chápaná ako relatívne statická fáza evolučného procesu) až matematiky s jej teórioubifurkácie a fázové prechody- svedčiť o nedostatočnosti klasickej syntetickej teórie evolúcie pre adekvátny popis všetkých aspektov biologickej evolúcie“. Diskusia o úlohe rôznych faktorov v evolúcii sa začala pred viac ako 30 rokmi a pokračuje dodnes a niekedy sa hovorí, že „evolučná biológia (samozrejme evolučná teória) dospela k potrebe svojho ďalšieho, tretia syntéza“.

Prirodzený výber je hlavným, vedúcim a riadiacim faktorom evolúcie, ktorý je základom teórie Ch.Darwina. Všetky ostatné faktory evolúcie sú náhodné, iba prirodzený výber má smer (v smere prispôsobovania organizmov podmienkam prostredia).

Definícia: selektívne prežívanie a rozmnožovanie najschopnejších organizmov.

tvorivú úlohu: výber užitočných vlastností, prirodzený výber vytvára nové.

Účinnosť:čím viac rôznych mutácií v populácii (čím vyššia je heterozygotnosť populácie), tým väčšia je účinnosť prirodzeného výberu, tým rýchlejšie prebieha evolúcia.

Formuláre:

Stabilizačné - pôsobí za konštantných podmienok, selektuje priemerné prejavy znaku, zachováva znaky druhu (coelacanth coelacanth fish)
Šoférovanie - pôsobí v meniacich sa podmienkach, vyberá extrémne prejavy vlastnosti (odchýlky), vedie k zmene vlastností (breza)
Sexuálne – súťaž o sexuálneho partnera.
Breaking – vyberá dve extrémne formy.

Dôsledky prirodzeného výberu:

Evolúcia (zmena, komplikácia organizmov)
Vznik nových druhov (zvýšenie počtu [rozmanitosti] druhov)
Adaptácia organizmov na podmienky prostredia. Akékoľvek prispôsobenie je relatívne., t.j. prispôsobuje telo iba jednej konkrétnej situácii.

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Základom prirodzeného výberu je
1) proces mutácie
2) speciácia
3) biologický pokrok
4) relatívna zdatnosť

Odpoveď

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Aké sú dôsledky stabilizácie výberu
1) zachovanie starých druhov
2) zmena rýchlosti reakcie
3) vznik nových druhov
4) zachovanie jedincov so zmenenými vlastnosťami

Odpoveď

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. V procese evolúcie zohráva tvorivú úlohu
1) prirodzený výber
2) umelý výber
3) variabilita modifikácie
4) mutačná variabilita

Odpoveď

Vyberte tri možnosti. Aké sú vlastnosti výberu motívu?
1) funguje za relatívne stálych životných podmienok
2) eliminuje jedincov s priemernou hodnotou znaku
3) podporuje reprodukciu jedincov s modifikovaným genotypom
4) zachováva jednotlivcov s odchýlkami od priemerných hodnôt znaku
5) zachováva jednotlivcov so zavedenou normou reakcie vlastnosti
6) prispieva k výskytu mutácií v populácii

Odpoveď

Vyberte si tri vlastnosti, ktoré charakterizujú jazdnú formu prirodzeného výberu
1) poskytuje vzhľad nového druhu
2) sa prejavuje v meniacich sa podmienkach prostredia
3) zlepšuje sa adaptabilita jedincov na pôvodné prostredie
4) jedinci s odchýlkou od normy sú vyradení
5) zvyšuje sa počet jedincov s priemernou hodnotou znaku
6) jedince s novými vlastnosťami sú zachované

Odpoveď

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Východiskovým materiálom pre prirodzený výber je
1) boj o existenciu
2) mutačná variabilita
3) zmena biotopu organizmov
4) adaptácia organizmov na prostredie

Odpoveď

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Východiskovým materiálom pre prirodzený výber je
1) variabilita modifikácie
2) dedičná variabilita
3) boj jednotlivcov o podmienky prežitia
4) prispôsobivosť populácií životnému prostrediu

Odpoveď

Vyberte tri možnosti. Stabilizujúca forma prirodzeného výberu sa prejavuje v
1) konštantné podmienky prostredia
2) zmena priemernej rýchlosti reakcie
3) zachovanie adaptovaných jedincov v pôvodnom prostredí
4) utratenie jedincov s odchýlkami od normy
5) záchrana jedincov s mutáciami
6) zachovanie jedincov s novými fenotypmi

Odpoveď

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Účinnosť prirodzeného výberu klesá, keď
1) výskyt recesívnych mutácií
2) nárast homozygotných jedincov v populácii
3) zmena normy reakcie znamenia
4) zvýšenie počtu druhov v ekosystéme

Odpoveď

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. V suchých podmienkach sa v procese evolúcie vytvorili rastliny s dospievajúcimi listami v dôsledku pôsobenia
1) relatívna variabilita

3) prirodzený výber
4) umelý výber

Odpoveď

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. V dôsledku toho hmyzí škodcovia časom získavajú odolnosť voči pesticídom
1) vysoká plodnosť
2) variabilita modifikácie
3) zachovanie mutácií prirodzeným výberom
4) umelý výber

Odpoveď

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Materiál pre umelý výber je
1) genetický kód
2) obyvateľstvo
3) genetický drift
4) mutácia

Odpoveď

Vyberte si jednu, najsprávnejšiu možnosť. Sú nasledujúce tvrdenia o formách prirodzeného výberu správne? A) Vznik rezistencie voči pesticídom u hmyzích škodcov poľnohospodárskych rastlín je príkladom stabilizujúcej formy prirodzeného výberu. B) Riadiaci výber prispieva k zvýšeniu počtu jedincov druhu s priemernou hodnotou znaku
1) iba A je pravdivé
2) iba B je pravda
3) obe tvrdenia sú správne
4) oba rozsudky sú nesprávne

Odpoveď

Vytvorte súlad medzi výsledkami pôsobenia prírodného výberu a jeho formami: 1) stabilizačný, 2) pohyblivý, 3) rušivý (trhanie). Napíšte čísla 1, 2 a 3 v správnom poradí.
A) vývoj rezistencie baktérií na antibiotiká
B) Existencia rýchlo a pomaly rastúcich dravých rýb v tom istom jazere
C) Podobná štruktúra orgánov zraku u strunatcov
D) Vznik plutvákov u vodných cicavcov
E) Výber novorodených cicavcov s priemernou hmotnosťou
E) Zachovanie fenotypov s extrémnymi odchýlkami v rámci jednej populácie

Odpoveď

1. Vytvorte súlad medzi charakteristikou prirodzeného výberu a jeho formou: 1) riadenie, 2) stabilizácia. Napíšte čísla 1 a 2 v správnom poradí.
A) zachováva strednú hodnotu vlastnosti
B) prispieva k adaptácii na meniace sa podmienky prostredia
C) ponecháva jedincov so znakom, ktorý sa odchyľuje od jeho priemernej hodnoty
D) prispieva k zvýšeniu diverzity organizmov
D) prispieva k zachovaniu druhovej charakteristiky

Odpoveď

2. Porovnajte charakteristiky a formy prirodzeného výberu: 1) Jazda, 2) Stabilizácia. Napíšte čísla 1 a 2 v správnom poradí.
A) pôsobí proti jednotlivcom s extrémnymi hodnotami vlastností
B) vedie k zúženiu reakčnej normy
B) zvyčajne pracuje za konštantných podmienok
D) sa vyskytuje počas vývoja nových biotopov
D) mení priemerné hodnoty znaku v populácii
E) môže viesť k vzniku nových druhov

Odpoveď

3. Vytvorte súlad medzi formami prirodzeného výberu a ich charakteristikami: 1) riadenie, 2) stabilizácia. Zapíšte si čísla 1 a 2 v poradí zodpovedajúcom písmenám.
A) funguje v meniacich sa podmienkach prostredia
B) funguje v stálych podmienkach prostredia
C) je zameraný na udržanie predtým stanovenej priemernej hodnoty znaku
D) vedie k posunu priemernej hodnoty znaku v populácii
D) pri jeho pôsobení môže dôjsť k zväčšeniu znamienka aj k oslabeniu

Odpoveď

4. Vytvorte súlad medzi znakmi a formami prirodzeného výberu: 1) stabilizácia, 2) riadenie. Zapíšte si čísla 1 a 2 v poradí zodpovedajúcom písmenám.
A) prispôsobuje sa novým podmienkam prostredia
B) vedie k vzniku nových druhov
B) udržiava priemernú normu vlastnosti
D) vyraďuje jedincov s odchýlkami od priemernej normy znakov
D) zvyšuje heterozygotnosť populácie

Odpoveď

Vytvorte súlad medzi príkladmi a formami prirodzeného výberu, ktoré sú ilustrované týmito príkladmi: 1) riadenie, 2) stabilizácia. Zapíšte si čísla 1 a 2 v poradí zodpovedajúcom písmenám.
A) zvýšenie počtu tmavých motýľov v priemyselných oblastiach v porovnaní so svetlými
B) vznik odolnosti hmyzích škodcov voči pesticídom
C) zachovanie plaza tuatara žijúceho na Novom Zélande do súčasnosti
D) zmenšenie veľkosti cefalothoraxu u krabov, ktoré žijú v bahnitej vode
E) u cicavcov je úmrtnosť novorodencov s priemernou hmotnosťou menšia ako s veľmi nízkou alebo veľmi vysokou
E) smrť okrídlených predkov a zachovanie hmyzu so zmenšenými krídlami na ostrovoch so silným vetrom

Odpoveď

Vytvorte súlad medzi formami boja o existenciu a príkladmi, ktoré ich ilustrujú: 1) vnútrodruhové, 2) medzidruhové. Zapíšte si čísla 1 a 2 v poradí zodpovedajúcom písmenám.
A) Ryby jedia planktón
B) čajky zabíjajú mláďatá, keď je ich veľké množstvo
C) tetrova lekking
D) nosaté opice sa snažia navzájom kričať a nafukujú obrovské nosy
D) huba chaga sa usadí na breze
E) hlavnou korisťou kuny je veverička

Odpoveď

Analyzujte tabuľku "Formy prirodzeného výberu". Pre každé písmeno vyberte z poskytnutého zoznamu vhodný koncept, charakteristiku a príklad.
1) sexuálne
2) šoférovanie
3) skupina
4) zachovanie organizmov s dvoma extrémnymi odchýlkami od priemernej hodnoty znaku
5) vznik nového znamenia
6) vytvorenie rezistencie baktérií na antibiotiká
7) zachovanie reliktných druhov rastlín Gingko biloba 8) zvýšenie počtu heterozygotných organizmov

Odpoveď

Myšlienka porovnávania umelého a prirodzeného výberu spočíva v tom, že v prírode prebieha aj selekcia „najúspešnejších“, „najlepších“ organizmov, ale v tomto prípade to nie je osoba, ktorá pôsobí ako „hodnotiteľ“ užitočnosti. vlastností, ale životného prostredia. Navyše materiálom pre prirodzený aj umelý výber sú malé dedičné zmeny, ktoré sa hromadia z generácie na generáciu.

Mechanizmus prirodzeného výberu

V procese prirodzeného výberu sa fixujú mutácie, ktoré zvyšujú adaptabilitu organizmov na ich prostredie. Prirodzený výber sa často označuje ako „samozrejmý“ mechanizmus, pretože vyplýva z jednoduchých faktov, ako sú:

Organizmy produkujú viac potomkov, ako môžu prežiť;
V populácii týchto organizmov existuje dedičná variabilita;
Organizmy, ktoré majú rôzne genetické vlastnosti, majú rôznu mieru prežitia a schopnosť reprodukovať sa.

Ústredným pojmom konceptu prirodzeného výberu je zdatnosť organizmov. Fitness je definovaná ako schopnosť organizmu prežiť a rozmnožovať sa vo svojom existujúcom prostredí. To určuje veľkosť jeho genetického prínosu pre ďalšiu generáciu. Hlavným pri určovaní zdatnosti však nie je celkový počet potomkov, ale počet potomkov s daným genotypom (relatívna zdatnosť). Napríklad, ak sú potomkovia úspešného a rýchlo sa rozmnožujúceho organizmu slabí a nereprodukujú dobre, potom genetický prínos a teda aj zdatnosť tohto organizmu bude nízka.

Prirodzený výber pre vlastnosti, ktoré sa môžu meniť v určitom rozsahu hodnôt (ako je veľkosť organizmu), možno rozdeliť do troch typov:

Riadený výber- zmeny priemernej hodnoty znaku v priebehu času, napríklad zväčšenie veľkosti tela;
Rušivý výber- výber pre extrémne hodnoty znaku a proti priemerným hodnotám, napríklad veľké a malé telesné veľkosti;
Stabilizácia výberu- selekcia voči extrémnym hodnotám znaku, čo vedie k zníženiu rozptylu znaku.

Selekcia môže fungovať na rôznych úrovniach organizácie, ako sú gény, bunky, jednotlivé organizmy, skupiny organizmov a druhy. Okrem toho môže výber pôsobiť súčasne na rôznych úrovniach. Selekcia na úrovniach nad úrovňou jednotlivca, ako je skupinová selekcia, môže viesť k spolupráci (pozri Evolúcia#Spolupráca).

Formy prirodzeného výberu

Existujú rôzne klasifikácie foriem výberu. Široko sa používa klasifikácia založená na povahe vplyvu selekčných foriem na variabilitu znaku v populácii.

výber jazdy

výber jazdy- forma prirodzeného výberu, ktorá funguje pod riadený meniace sa podmienky prostredia. Popísané Darwinom a Wallaceom. V tomto prípade získajú výhody jedinci so znakmi, ktoré sa v určitom smere odchyľujú od priemernej hodnoty. Zároveň sú negatívnemu výberu podrobené ďalšie variácie znaku (jeho odchýlky v opačnom smere od priemernej hodnoty). V dôsledku toho v populácii z generácie na generáciu dochádza k posunu priemernej hodnoty znaku určitým smerom. Zároveň tlak vodičskej selekcie musí zodpovedať adaptačným schopnostiam populácie a rýchlosti mutačných zmien (inak môže tlak prostredia viesť k vyhynutiu).

Príkladom pôsobenia motívového výberu je „priemyselný melanizmus“ u hmyzu. "Priemyselný melanizmus" je prudký nárast podielu melanistických (tmavých) jedincov v tých populáciách hmyzu (napríklad motýľov), ktoré žijú v priemyselných oblastiach. V dôsledku priemyselného vplyvu kmene stromov výrazne stmavli a uhynuli aj svetlé lišajníky, vďaka čomu boli svetlé motýle pre vtáky viditeľnejšie a tmavé horšie. V 20. storočí dosiahol v mnohých regiónoch podiel tmavo sfarbených motýľov v niektorých dobre preštudovaných populáciách motýľa brezového v Anglicku až 95 %, zatiaľ čo po prvýkrát motýľ tmavo sfarbený ( Morfa carbonaria) bol zajatý v roku 1848.

Výber jazdy sa vykonáva, keď sa prostredie mení alebo prispôsobuje novým podmienkam s rozširovaním sortimentu. Zachováva dedičné zmeny v určitom smere a podľa toho posúva normu reakcie. Napríklad v priebehu vývoja pôdy ako biotopu pre rôzne nepríbuzné skupiny živočíchov sa končatiny zmenili na norské.

Stabilizácia výberu

Rušivý výber

Príkladom rušivej selekcie je vytvorenie dvoch rás vo veľkej hrkálke na lúkach so senom. Za normálnych podmienok obdobie kvitnutia a dozrievania semien tejto rastliny pokrýva celé leto. Na kosných lúkach však semená produkujú najmä tie rastliny, ktoré stihnú rozkvitnúť a dozrieť buď pred obdobím kosenia, alebo kvitnú koncom leta po kosení. V dôsledku toho sa vytvárajú dve rasy chrastítka - skoré a neskoré kvitnutie.

sexuálny výber

Bežné sú dve hypotézy o mechanizmoch sexuálneho výberu.

Podľa hypotézy „dobrých génov“ to samica „zdôvodňuje“ takto: „Ak sa tomuto samcovi napriek jasnému opereniu a dlhému chvostu podarilo nezomrieť v pazúroch predátora a prežiť do puberty, potom má dobré gény. čo mu to umožnilo. Preto by mal byť zvolený za otca svojich detí: odovzdá im svoje dobré gény. Výberom jasných samcov si samice vyberajú dobré gény pre svoje potomstvo.
Podľa hypotézy „atraktívnych synov“ je logika ženského výberu trochu iná. Ak sú bystrí samci z akéhokoľvek dôvodu pre ženy atraktívni, oplatí sa vybrať pre svojich budúcich synov bystrého otca, pretože jeho synovia zdedia gény jasných farieb a v ďalšej generácii budú príťažliví pre ženy. Dochádza tak k pozitívnej spätnej väzbe, čo vedie k tomu, že z generácie na generáciu sa jas peria samcov stále viac zvyšuje. Proces sa neustále zvyšuje, až kým nedosiahne hranicu životaschopnosti.

Pri výbere samcov samice nepremýšľajú o dôvodoch svojho správania. Keď zviera pociťuje smäd, nemyslí si, že by malo piť vodu, aby obnovilo rovnováhu voda-soľ v tele – ide k napájadlu, pretože cíti smäd. Rovnako aj samice, ktoré si vyberajú jasných samcov, nasledujú svoje inštinkty - majú radi svetlé chvosty. Tí, ktorí inštinktívne podnietili iné správanie, neopustili potomstvo. Logika boja o existenciu a prirodzený výber je logikou slepého a automatického procesu, ktorý neustále pôsobiaci z generácie na generáciu vytvoril tú úžasnú rozmanitosť foriem, farieb a inštinktov, ktoré pozorujeme vo svete divokej prírody.

Selekčné metódy: pozitívny a negatívny výber

Existujú dve formy umelého výberu: Pozitívny a Výstrižok (negatívne) výber.

Pozitívna selekcia zvyšuje počet jedincov v populácii, ktorí majú užitočné vlastnosti, ktoré zvyšujú životaschopnosť druhu ako celku.

Úloha prirodzeného výberu v evolúcii

Na príklade mravca robotníka máme hmyz extrémne odlišný od svojich rodičov, ale absolútne sterilný, a preto neschopný prenášať z generácie na generáciu získané modifikácie štruktúry alebo inštinktov. Možno si položiť dobrú otázku – do akej miery je možné tento prípad zladiť s teóriou prirodzeného výberu?
- Pôvod druhov (1859)

Darwin predpokladal, že selekciu možno aplikovať nielen na individuálny organizmus, ale aj na rodinu. Povedal tiež, že to môže do istej miery vysvetliť aj správanie ľudí. Ukázalo sa, že mal pravdu, ale až s príchodom genetiky bolo možné poskytnúť rozšírenejší pohľad na tento koncept. Prvý náčrt „teórie výberu druhu“ urobil anglický biológ William Hamilton v roku 1963, ktorý ako prvý navrhol zvážiť prirodzený výber nielen na úrovni jednotlivca alebo celej rodiny, ale aj na úrovni gén.

pozri tiež

Poznámky

, S. 43-47.
, s. 251-252.
Orr H.A. Fitness a jej úloha v evolučnej genetike // Nature Reviews Genetics. - 2009. - Zv. 10, č. 8. - S. 531-539. - DOI:10.1038/nrg2603. - PMID 19546856 .
Haldane J.B.S. Teória prirodzeného výberu dnes // Príroda. - 1959. - Sv. 183, č. 4663. - S. 710-713. - PMID 13644170 .
Lande R., Arnold S.J. Meranie výberu na korelovaných znakoch // Evolúcia. - 1983. - Sv. 37, č. 6. - S. 1210-1226. -

Pri živote v prírodných podmienkach existuje individuálna variabilita, ktorá sa môže prejaviť v tri druhy užitočné, neutrálne a škodlivé. Obyčajne organizmy so škodlivou variabilitou umierajú v rôznych štádiách individuálneho vývoja. Neutrálna variabilita organizmov neovplyvňuje ich životaschopnosť. Jednotlivci s prospešnou variabilitou prežívajú vďaka výhode vo vnútrodruhovom, medzidruhovom alebo protidruhovom nepriaznivé podmienkyživotné prostredie.

výber jazdy

Pri zmene podmienok prostredia prežívajú tie jedince druhu, u ktorých sa prejavila dedičná variabilita a v súvislosti s tým sa vyvinuli znaky a vlastnosti, ktoré zodpovedajú novým podmienkam a tie jedince, ktoré takúto variabilitu nemali, uhynú. Darwin počas svojej plavby zistil, že na oceánskych ostrovoch, kde prevládajú silné vetry, je málo dlhokrídleho hmyzu a veľa hmyzu so základnými krídlami a bezkrídleho hmyzu. Ako vysvetľuje Darwin, hmyz s normálnymi krídlami nevydržal silný vietor na týchto ostrovoch a zomrel. A hmyz so základnými krídlami a bez krídel sa vôbec nevzniesol do vzduchu a skryl sa v trhlinách a našiel tam úkryt. Tento proces, ktorý bol sprevádzaný dedičnou variabilitou a prirodzeným výberom a ktorý pokračoval mnoho tisíc rokov, viedol k zníženiu počtu dlhokrídleho hmyzu na týchto ostrovoch a objaveniu sa jedincov so základnými krídlami a hmyzu bez krídel. Prirodzený výber, ktorý zabezpečuje vznik a vývoj nových znakov a vlastností organizmov, je tzv výber motívu.

Rušivý výber

Rušivý výber- ide o formu prirodzeného výberu, ktorá vedie k vytvoreniu množstva polymorfných foriem, ktoré sa navzájom líšia v rámci tej istej populácie.

Medzi organizmami určitého druhu sa niekedy nachádzajú jedinci s dvoma alebo viacerými rôznymi formami. Je to výsledok špeciálnej formy prirodzeného výberu, rušivého výberu. Áno, o lienky existujú dve formy tuhých krídel - s tmavočervenou a červenkastou farbou. Chrobáky s červenkastými krídlami zomierajú v zime menej často na chlad, ale v lete dávajú málo potomkov a naopak s tmavočervenými krídlami zomierajú častejšie v zime, nie sú schopné odolať chladu, ale v lete dávajú početné potomstvo. Následne si tieto dve formy lienok vďaka svojej odlišnej prispôsobivosti rôznym ročným obdobiam dokázali udržať svoje potomstvo po stáročia.

Prirodzený výber je proces pôvodne definovaný Charlesom Darwinom ako proces vedúci k prežitiu a preferenčnej reprodukcii jedincov, ktorí sú viac prispôsobení daným podmienkam prostredia a majú užitočné dedičné vlastnosti. V súlade s Darwinovou teóriou a modernou syntetickou evolučnou teóriou sú hlavným materiálom pre prirodzený výber náhodné dedičné zmeny – rekombinácie genotypov, mutácie a ich kombinácie.

Pri absencii sexuálneho procesu vedie prirodzený výber k zvýšeniu podielu daného genotypu v ďalšej generácii. Prirodzený výber je však „slepý“ v tom zmysle, že „nehodnotí“ genotypy, ale fenotypy a prednostný prenos génov jedinca s užitočnými vlastnosťami na ďalšiu generáciu nastáva bez ohľadu na to, či sú tieto vlastnosti dedičné.

Existujú rôzne klasifikácie foriem výberu. Široko sa používa klasifikácia založená na povahe vplyvu selekčných foriem na variabilitu znaku v populácii.

výber jazdy- forma prirodzeného výberu, ktorá funguje s usmernenou zmenou podmienok prostredia. Popísané Darwinom a Wallaceom. V tomto prípade získajú výhody jedinci so znakmi, ktoré sa v určitom smere odchyľujú od priemernej hodnoty. Zároveň sú negatívnemu výberu podrobené ďalšie variácie znaku (jeho odchýlky v opačnom smere od priemernej hodnoty). V dôsledku toho v populácii z generácie na generáciu dochádza k posunu priemernej hodnoty znaku určitým smerom. Zároveň tlak vodičskej selekcie musí zodpovedať adaptačným schopnostiam populácie a rýchlosti mutačných zmien (inak môže tlak prostredia viesť k vyhynutiu).

Príkladom pôsobenia motívového výberu je „priemyselný melanizmus“ u hmyzu. "Priemyselný melanizmus" je prudký nárast podielu melanistických (tmavých) jedincov v tých populáciách hmyzu (napríklad motýľov), ktoré žijú v priemyselných oblastiach. V dôsledku priemyselného vplyvu kmene stromov výrazne stmavli a uhynuli aj svetlé lišajníky, vďaka čomu boli svetlé motýle pre vtáky viditeľnejšie a tmavé horšie. V 20. storočí v mnohých oblastiach dosiahol podiel tmavo sfarbených motýľov v niektorých dobre preštudovaných populáciách brezového motýľa v Anglicku 95 %, pričom prvý tmavo sfarbený motýľ (morfa carbonaria) bol zachytený v roku 1848.

Výber jazdy sa vykonáva, keď sa prostredie mení alebo prispôsobuje novým podmienkam s rozširovaním sortimentu. Zachováva dedičné zmeny v určitom smere a podľa toho posúva rýchlosť reakcie. Napríklad v priebehu vývoja pôdy ako biotopu pre rôzne nepríbuzné skupiny živočíchov sa končatiny zmenili na norské.

sexuálny výber Toto je prirodzený výber pre úspech v reprodukcii. Prežitie organizmov je dôležitou, ale nie jedinou zložkou prirodzeného výberu. Ďalšou dôležitou zložkou je príťažlivosť pre príslušníkov opačného pohlavia. Darwin tento jav nazval sexuálny výber. „Túto formu selekcie neurčuje boj o existenciu vo vzťahoch organických bytostí medzi sebou alebo s vonkajšími podmienkami, ale súperenie medzi jednotlivcami rovnakého pohlavia, zvyčajne mužmi, o vlastníctvo jednotlivcov druhého pohlavia. " Znaky, ktoré znižujú životaschopnosť ich nosičov, sa môžu objaviť a rozšíriť, ak výhody, ktoré poskytujú v úspešnosti chovu, sú výrazne väčšie ako ich nevýhody pre prežitie. Boli navrhnuté dve hlavné hypotézy o mechanizmoch sexuálneho výberu. Podľa hypotézy „dobrých génov“ to samica „zdôvodňuje“ takto: „Ak sa tomuto samcovi napriek jeho jasnému opereniu a dlhému chvostu nejako podarilo nezomrieť v pazúroch predátora a prežiť do puberty, potom teda, má dobré gény, ktoré mu to umožňujú. Mal by byť teda vybraný za otca svojich detí: odovzdá im svoje dobré gény. Výberom jasných samcov si samice vyberajú dobré gény pre svoje potomstvo. Podľa hypotézy „atraktívnych synov“ je logika ženského výberu trochu iná. Ak sú bystrí muži z akéhokoľvek dôvodu pre ženy atraktívni, potom sa oplatí vybrať si jasného otca pre svojich budúcich synov, pretože jeho synovia zdedia gény jasných farieb a budú príťažliví pre ženy v ďalšej generácii. Dochádza tak k pozitívnej spätnej väzbe, ktorá vedie k tomu, že z generácie na generáciu sa jas peria samcov stále viac zvyšuje. Proces sa neustále zvyšuje, až kým nedosiahne hranicu životaschopnosti. Pri výbere mužov nie sú ženy o nič viac a o nič menej logické ako vo všetkom ostatnom správaní. Keď zviera pociťuje smäd, nemyslí si, že by malo piť vodu, aby obnovilo rovnováhu voda-soľ v tele – ide k napájadlu, pretože cíti smäd. Rovnako aj samice, ktoré si vyberajú jasných samcov, nasledujú svoje inštinkty - majú radi svetlé chvosty. Všetci tí, ktorí inštinktívne podnietili iné správanie, nezanechali žiadneho potomka. Nehovorili sme teda o logike žien, ale o logike boja o existenciu a prirodzený výber – slepý a automatický proces, ktorý neustále pôsobiaci z generácie na generáciu vytvoril všetku tú úžasnú rozmanitosť tvarov, farieb a inštinktov, ktoré pozorovať vo svete divokej zveri.

Ženský portál Flero

Mechanizmus prirodzeného výberu

Formy prirodzeného výberu

výber jazdy

Stabilizácia výberu

Rušivý výber

sexuálny výber

Selekčné metódy: pozitívny a negatívny výber

Úloha prirodzeného výberu v evolúcii

pozri tiež

Poznámky

výber jazdy

Rušivý výber

SÚVISIACE ČLÁNKY