Ізоляція - як рушійний фактор еволюції

Поступове накопичення відмінностей між ізольованими одна від одної популяціями може привести до того, що вони перетворяться в два різних види, тобто відбудеться видоутворення.

Географічна - якщо між популяціями є непереборна перешкода - гора, річка або дуже велику відстань (виникає при швидкому розширенні ареалу). Наприклад, модрина сибірська (в Сибіру) і модрина даурська (на Далекому Сході).

Екологічна (біологічна) - якщо дві популяції живуть на одній території (всередині одного ареалу), але не можуть схрещуватися. Наприклад, різні популяції форелі живуть в озері Севан, але нереститися йдуть в різні річки, що впадають в це озеро.

Ізоляція як біологічний термін позначає роз'єднання особин або груп особин один від одного. Таке роз'єднання призводить до видовим змін, що і є рушійною силою еволюції, так як ізольовані одна від одної групи набувають абсолютно різні видові характеристики. Таким чином, ізоляція є одним з факторів еволюції - рушійною силою, яка викликає і закріплює зміни в окремих популяціях. Основними факторами еволюції є природний добір і мутаційні процеси. Також до таких чинників відносять і дрейф генів, що в умовах ізоляції особливо проявляється. Дрейф генів призводить до значного зниження генетичної різноманітності одній ізольованій популяції, а одночасно з цим збільшуються відмінності між окремо взятими популяціями по ряду видових ознак. Саме так ізоляція стає причиною виникнення конкретного виду, що відрізняється своїми ознаками від інших. Прикладом можуть служити люди - скільки різноманітних рас і народів, а скільки племен існувало й існує зараз. Дуже показова і різниця в розвитку кожного окремо взятого народу.

За характером ізолюючих бар'єрів класифікують:

Географічна ізоляція - відокремлення певної популяції від інших популяцій того ж виду будь-яким важкоздоланною географічним перешкодою. Подібна ізоляція може виникнути в результаті зміни географічних умов в межах ареалу виду або при розселенні груп особин за межі ареалу, коли «популяції засновників» можуть закріпитися в деяких відокремлених районах з сприятливими для них умовами зовнішнього середовища. Географічна ізоляція - один з важливих факторів видоутворення, так як вона перешкоджає схрещуванню і тим самим обміну генетичною інформацією між відокремленими популяціями.

Репродуктивна ізоляція. Репродуктивна (біологічна) ізоляція призводить до порушення вільного схрещування або утворення стерильного потомства. Класифікують екологічну, етологічної, тимчасову, анатомо-морфо-фізіологічну і генетичну репродуктивну ізоляцію. При етологічному характер репродуктивної ізоляції для особин різних популяцій знижується ймовірність запліднення з огляду на відмінності в способі життя і поведінки, наприклад, у різних видів птахів відрізняються ритуали залицяння і шлюбні пісні. При екологічного характеру - різняться, умови проживання живих організмів, наприклад, популяції риб нерестяться в різних місцях. При тимчасової ізоляції відрізняються терміни розмноження. При анатомо-морфо-фізіологічної репродуктивної ізоляції у живих організмів виникають відмінності в будові, розмірах окремих органів статевої системи, або виникають розбіжності в біохімічних аспектах репродуктивної функції. При генетичному характері репродуктивної ізоляції виникають несумісні гамети або з'являються гібриди зі зниженою життєздатністю, плодовитістю або стерильністю.

Перераховані форми репродуктивної ізоляції виникають незалежно один від одного і можуть поєднуватися в будь-яких комбінаціях. Однак саме генетичну ізоляцію вважають однією з найважливіших форм репродуктивної ізоляції, так як інші форми репродуктивної ізоляції при видоутворенні, в кінцевому підсумку, ведуть саме до виникнення незалежності генофондів двох популяцій. Виникненню репродуктивної ізоляції часто сприяє тривала географічна ізоляція

Популяційні хвилі - як рушійний фактор еволюції.

У природних умовах постійно відбуваються періодичні коливання чисельності популяцій багатьох організмів. Їх називають популяційних хвилями, або хвилями життя. Цей термін був запропонований С. С. Четверикова.

Чисельність популяцій зазнає значних змін, пов'язані з сезонним характером розвитку багатьох видів і умовами їх проживання. Вона також може сильно змінюватися в різні роки. Відомі випадки масового розмноження популяцій окремих видів, наприклад у лемінгів, сарани, хвороботворних бактерій і грибів (епідемії) і т. П.

Нерідкі випадки різкого, іноді катастрофічного скорочення чисельності популяцій, пов'язані з навалою хвороб, шкідників, природними явищами (лісові і степові пожежі, повені, виверження вулканів, тривалі посухи і т. П.).

Відомі приклади різкого спалаху чисельності деяких видів, представники яких потрапили в нові для них умови, де у них немає ворогів (наприклад, колорадський жук і елодея канадська в Європі, кролики в Австралії і ін.).

Процеси ці носять випадковий характер, приводячи до загибелі одні генотипи і стимулюючи розвиток інших, внаслідок чого можуть відбуватися істотні перебудови генофонду популяції. У нечисленних популяціях потомство дасть невелике число випадково вижили особин, тому в них значно підвищується частота близькоспоріднених схрещувань, що збільшує ймовірність переходу окремих мутацій і рецесивних алельних генів в гомозиготний стан. Таким чином, мутації можуть реально проявитися в популяціях і послужити початком утворення нових форм або навіть нових видів. Рідкісні генотипи можуть або остаточно зникнути, або раптом розмножитися в популяціях, ставши домінуючими. Домінуючі генотипи можуть або зберегтися в нових умовах, або різко скоротитися за чисельністю і навіть повністю зникнути з популяцій. Явища перебудови структури генофонду і зміни в ньому частот зустрічальності різних алельних генів, пов'язані з різким і випадковим зміною чисельності популяцій, отримали назву дрейфу генів.

Таким чином, популяційні хвилі і пов'язані з ним явища дрейфу генів призводять до відхилень від генетичного рівноваги в популяціях. Ці зміни можуть бути підхоплені відбором і здатні вплинути на подальші процеси еволюційних перетворень.

Міграція - як рушійний фактор еволюції.

Інтрогресія генів - обмін генів між популяціями різних видів

Міграція - пересування особин з одного місцеперебування в інше, викликане зміною умов існування в місці проживання цих особин. розрізняють міграції регулярні (сезонні, добові та ін.) і нерегулярні.

Еволюційне значення міграцій полягає в тому, що вони виконують дві найважливіші функції в природі: 1) сприяють об'єднанню видів як цілісних систем, забезпечуючи регулярні або періодичні контакти між окремими його популяціями; 2) сприяють проникненню видів в нові місця проживання (в цьому випадку може виникнути відособленість далеких популяцій від основного виду).

Популяції одного виду, як правило, не ізольовані один від одного. Між ними постійно відбувається обмін генами. Інтенсивність обміну генами між популяціями залежить від відстані між ними.

Завдяки вільному схрещування при міграції відбувається обмін генами між особинами популяції одного виду (потік генів). При цьому гени мігруючих особин включаються при схрещуванні в генофонд популяції. В результаті генофонд популяцій оновлюється.

Принцип природного відбору Дарвіна має основоположне значення в еволюційної теорії. Природний відбір є спрямованим, рушійним фактором еволюції органічного світу. В даний час уявлення про природний добір поповнені новими фактами, розширити і поглибити. Природний відбір слід розуміти як виборче виживання і можливість залишення потомства окремими особинами. Біологічне значення особини, що дала потомство, визначається внеском її генотипу в генофонд популяції. Відбір діє в популяції, його об'єктами є фенотип окремих особин. Фенотип організму формується на основі реалізації інформації генотипу в певних умовах середовища.

Таким чином, відбір з покоління в покоління по фенотипам веде до відбору генотипів, так як нащадкам передаються не ознаки, а генні комплекси. Для еволюції мають значення не тільки генотипи, а й фенотипи і фенотипическая мінливість.

Розрізняють три основні форми відбору: стабілізуючий, рушійний і розриває (дизруптивний).

F1-F3 - покоління (заштриховані варіанти, які усуваються відбором)

1). Стабілізуючий відбір сприяє збереженню ознак виду у відносно постійних умовах середовища. Він підтримує середні значення, вибраковивая мутаційні відхилення раніше сформувалася норми. Стабілізуюча форма відбору діє до тих пір, поки зберігаються умови, що призвели до утворення тієї чи іншої ознаки.

2) .Двіжущій добір сприяє зміні середнього значення ознаки в змінених умовах середовища. Він обумовлює постійне перетворення пристосувань видів відповідно до змін умов існування. Особи популяції мають деякі відмінності за фенотипом і генотипом.