Сучасна еволюційна теорія

• Чому види існують в формі популяцій?

Відповідь. Вид складається з великої кількості особин. Ці особини розселяються на певній території. Умови навколишнього середовища на цій території можуть сильно відрізнятися (можуть зустрічатися ділянки взагалі не підходять для життя виду, перепони, що розділяють популяції). До кожного конкретного поєднанню факторів навколишнього середовища потрібні свої пристосування, тому популяції одного виду можуть відрізнятися один від одного. Якби вид існував в неподільної формі, то міг би жити тільки на певній невеликій території і зник би при зміні умов навколишнього середовища. Таким чином, біологічні види існують в формі популяцій, тому що:

1) Це дозволяє повніше використовувати наявні ресурси (зайняти більшу територію і т. Д.)

2) Це допомагає увазі краще пристосуватися до умов навколишнього середовища

3) Це сприяє незалежному накопичення змін всередині виду, що підвищує біологічну різноманітність

4) Підвищує ймовірність виживання виду (якщо раптом умови навколишнього середовища різко зміняться, то у який-небудь популяції може виявитися ознака, який допоможе виду вижити).

• Що характерно для мутаційної мінливості?

Відповідь. Мутації - стійке зміна генотипу, зміни в організмі, під впливом чинників, які успадковуються. Причини - а) попадання мутагенів (фактори, які викликають мутацію. Фізичні. Хімічні і біологічні). б) зміна кількості окремих гомологічних хромосом, або зміни в їх будові. в) зміна генів. г) збільшення або зменшення числа хромосом. Мутационная мінливість. в залежності від масштабу порушення, може проявитися або відразу в фенотипі (домінантна ознака). або через ряд поколінь, зустрівшись при злитті гамет з такою ж прихованою формою (рецесивний ознака). Змінює фенотип і генотіп..Біологіческое значення неоднозначно, частіше має від'ємне значення, аж до летального результату. Однак, зустрічаються і позитивні зміни, що надалі служить матеріалом еволюції.

• Які причини комбинативной мінливості?

Відповідь. Комбинативная мінливість грунтується на виникненні нових комбінацій генів батьків. При комбинативной мінливості в результаті злиття батьківських гамет з'являються нові комбінації генів, проте самі гени і хромосоми залишаються незмінними (приклад: кожен новий організм є новий комбінацією генів батьків).

В результаті комбинативной мінливості виникають організми, що відрізняються від своїх батьків по генотипам і фенотипам. Деякі комбинативного зміни можуть бути шкідливі для окремої особини. Про людське око же комбинативного зміни, в цілому, корисні, т. К. Ведуть до генотипічними і фенотипическому різноманітності. Це сприяє виживанню видів і їх еволюційному прогресу.

Питання після § 23

• Чому популяцію вважають одиницею еволюції?

Відповідь. Особина не може еволюціонувати. Вона може змінюватися, пристосовуючись до умов зовнішнього середовища. Але ці зміни не еволюційні, так як вони не передаються у спадок. Вид, як правило, неоднорідний і складається з ряду популяцій. Популяція відносно самостійна і може тривалий час існувати поза зв'язком з іншими популяціями виду. У популяції протікають все еволюційні процеси: у особин виникають мутації, між особинами відбувається схрещування, діють боротьба за існування і природний відбір. В результаті генофонд популяції з часом змінюється, і вона стає родоначальником нового виду. Саме тому елементарна одиниця еволюції - популяція, а не вид.

• Що розуміється під генофондом популяції? Яке значення має його зміна?

Відповідь. Показником генетичного складу всієї популяції є генофонд. Генофонд - сума всіх генотипів, представлених в популяції.

Генофонд популяції постійно змінюється під впливом різних факторів. По-перше, це пов'язано з мінливістю генотипів. По-друге, генофонд може змінюватися під дією відбору; такі зміни генофонду мають спрямований характер.

Поясненням рушійних сил еволюції є ідея, що деякі особини виду мають у своєму розпорядженні властивостями, які збільшують їхні шанси вижити і залишити потомство. Якщо це так, то генетичні властивості таких організмів ( «корисні гени або аллели») повинні зачіпатися в популяції (разом з нащадками організмів, які ними володіють), змінюючи склад її генофонду. У суворих кліматичних умовах, наприклад, в популяціях повинна зростати частка генотипів, що містять аллели, що сприяють підвищенню теплоізоляції організмів, такі зміни роблять популяцію більш пристосованою конкретних умов життя. В інших випадках виживання організмів може визначатися генами, що кодують забарвлення тварини (коли важливе значення для виживання особин набуває фактор маскування), або синтез певних видів ферментів, або характер поведінки і т. Д. Іншими словами, генофонд популяції з плином часу повинен змінюватися в результаті природного відбору. Дане явище називають генним потоком. Воно забезпечує генетичну єдність виду.

• Які фактори еволюції поставляють матеріал для природного відбору?

Відповідь. Важливий еволюційний фактор процес виникнення мутацій. Він поставляє еволюційний матеріал - нові спадкові зміни. Через постійне дії мутаційного процесу і великого числа генів загальне число мутантних алелів у кожної особини досягає від кількох відсотків до десятків. В силу цього мутаційний процес відчутно впливає на генофонд популяції. Його тиск посилюється комбинативной мінливістю і генним потоком.

Інший еволюційний фактор, який постачає матеріал для еволюції і змінює генофонд, - коливання чисельності популяцій - популяційні хвилі. При зростанні чисельності популяції збільшується кількість нових мутацій. В результаті генофонд популяції збагачується новими генотипами. Після спаду чисельності одні генотипи випадково зникають з загибеллю несучих його особин, концентрація інших генотипів також випадково скорочується або зростає. Після відновлення чисельності генофонд популяції буде вже іншим, представлений іншим співвідношенням генотипів.

• Які фактори еволюції поставляють матеріал для природного відбору?

Відповідь. В еволюційному вченні розрізняють дві сторони: вчення про матеріал для еволюції і вчення про її факторах, її рушійною силою. Рушійна сила еволюції природний добір. В основі успадкування лежать неподільні і незмішувані чинники - гени. Саме через відбір і відбувається спрямований вплив умов життя на спадкову мінливість. Сама по собі спадкова мінливість випадкова. Під впливом навколишнього середовища відбираються ознаки, які краще за інших відповідають умовам життя. "

• У чому полягає еволюційна роль відбору?

Відповідь. Природний відбір відіграє творчу роль. Творча роль природного відбору, полягає в тому, що, змінюючи ознаки відповідно до змін умов середовища - посилюючи корисні і послаблюючи ознаки, що втратили пристосувальне значення, природний відбір перетворює організацію нащадків в порівнянні з предками, створюючи нові види.

• Чим відрізняється рушійний відбір від стабілізуючого?

Відповідь. Рушійна форма природного добору приводить до закріплення нових пристосувань організму, що відповідає нових умов навколишнього середовища.

Стабілізуюча форма відбору спрямована на збереження встановленого в популяції пристосувальних ознак. Пристосованість до певних умов середовища не означає припинення дії відбору в популяції. Оскільки в будь-якій популяції завжди існує мутационная мінливість, то постійно виникають особини з істотно відхиляються від середнього значення, типового для популяції або виду, ознаками. При стабилизирующем відборі такі особини усуваються.

• Яка роль ізоляції як фактора еволюції?

Відповідь. Ізоляція - виникнення будь-яких бар'єрів, що порушують вільне схрещування, що веде до збільшення і закріпленню відмінностей між популяціями і окремими частинами. Розрізняють географічну, екологічну, а також етологичеськую ізоляцію.

Географічна (або просторова) ізоляція пов'язана з розривом єдиного ареалу проживання виду на що не повідомляються між собою частини. У кожній ізольованій популяції можуть випадково виникати мутації. Внаслідок популяційних хвиль і дії природного відбору генотипів склад ізольованих популяцій різниться все більше і більше. Причини, які ведуть до виникнення географічної ізоляції, численні: це наявність гір і річок, перешийків або проток, винищування популяцій у районах і т. Д.

Екологічна ізоляція пов'язана з наданням переваги конкретного місце проживання. Севанская форель - приклад такої ізоляції. Різні популяції форелі нерестяться в гирлах різних струмків і гірських річок, що впадають в озеро, тому вільне схрещування між ними вкрай утруднено. Екологічна ізоляція, таким чином, перешкоджає схрещуванню особин з різних популяцій і служить так само, як і географічна ізоляція, початковим етапом розбіжності популяцій.

Еволюційна суть різних варіантів просторової та екологічної ізоляції однакова - розрив єдиного генофонду виду на два або більше число ізольованих один від одного генофондів (припинення обміну між ними генетичним матеріалом; незалежне протікання в ізольованих частинах виду еволюційного процесу). Його кінцевим результатом, хоча і з невеликою ймовірністю, стає утворення нових видів. Саме тому первинні форми ізоляції розглядають як пускові механізми видообразовательного процесу.