Факторы эволюции, Биология

  • Факторы эволюции
  • Следует
    выделить четыре основных фактора эволюции: мутационный процесс, изоляция,
    популяционные волны (и дрейф генов), а также единственный направленный фактор
    эволюции – естественный отбор.
  • Мутационный
    процесс

Мутации
(лат. mutatio — изменение) – стойкое изменение генома (наследственного
материала), которое может быть унаследовано потомками организма. Процесс
возникновения мутаций – мутагенез.

  1. Мутации
    подразделяются на:
  2. Генные
  3. Хромосомные
  4. Геномные
  5. Факторы эволюции, Биология

Большинство
мутаций возникает спонтанно и вредит организму. Часть мутаций являются
рецессивными, поэтому не проявляются и передаются многим поколениям,
накапливаясь в генофонде популяции.

Мутации
напоминают колоду карт: неизвестно, что выпадет – чаще всего это карты невысокого
ранга, козыри – большая удача. Так и мутации, большинство из них вредные,
приводят к развитию опухолей. Полезные встречаются гораздо реже. Как игра в
карты, все подчиняется случайности.

  • Факторы эволюции, Биология
  • Популяционные
    волны
  • Все
    виды подвергаются воздействию периодически возникающих популяционных волн –
    уменьшению или увеличению численности особей. Популяционные волны могут
    возникать по ряду причин:
  • Сезонные
    изменения, периодические изменения какого-либо значимого фактора среды
  • Непериодические
    изменения, например, в результате природных катастроф, изменение численности
    популяций хищник-жертва
  • Заселение
    новых территорий, ярким примером которого является бурный рост численности
    кроликов, завезенных в Австралию

Колебание
численности популяций по типу “хищник – жертва” является классическим
примером популяционных волн. Представим себе популяцию зайцев (жертв), которая
бурно увеличилась в численности. Зайцами питаются лисица, волк (хищники).

С
увеличением их кормовой базы (зайцев) наблюдается и рост численности хищников,
которые поедают зайцев, вследствие чего численность зайцев снижается. С
уменьшением кормовой базы, снижается и число хищников.

Так в природе
устанавливается баланс между хищниками и жертвами.

Факторы эволюции, Биология

Особенно
весомым фактором эволюции популяционные волны выступают в небольших популяциях.
Их участие в эволюционном процессе основано на явлении дрейфа генов.

Форма
гена – аллель, с которым вы подробнее познакомитесь в ходе изучения генетики,
встречается в популяции с определенной частотой. Дрейф генов – изменение частоты
встречаемости аллельных вариантов генов.

Дрейф
генов обусловлен случайными причинами: у особей образуются гаметы, несущие
различные формы аллельных генов. Не все из гамет принимают участие в процессе
оплодотворения: здесь вновь руководит случайность. Вследствие этого одни
аллельные формы генов могут встречаться в популяции часто, другие – редко.

  1. Если
    представить, что часть особей, составляющих одну популяцию, погибли по тем или
    иным причинам, то редкие гены в оставшихся особях могут увеличить свою частоту,
    то есть в результате размножения оставшихся особей редкие гены начнут
    встречаться более часто – это и есть дрейф генов.
  2. Факторы эволюции, Биология
  3. В
    закрытых популяциях не только животных, но и людей – в религиозных общинах,
    происходит возрастание гомозиготности популяции, что приводит к снижению ее
    жизнеспособности и проявлению редких аллелей.
  4. Такое
    повышение встречаемости аллелей возникает в результате близкородственных
    браков: проявляются редкие гены, которые часто приводят к заболеваниям.
  5. Факторы эволюции, Биология
  6. Изоляция

Изоляцией
называют невозможность или затруднение свободного скрещивания между особями
одного вида. Вследствие этого, генофонды двух популяций становятся независимыми
друг от друга. Внутри каждой популяции происходит генотипическая
дифференцировка из-за их разобщенности.

  • Факторы эволюции, Биология
  • Популяции
    приобретают все больше различий, и в результате действия естественного отбора
    из этих популяций могут образоваться различные новые виды. Выделяется два вида
    изоляции:
  • Географическая
    (пространственная)

Географическая
(греч. geo – земля) изоляция может возникать вследствие географических барьеров
– пустыни, горы, водоемы.

  1. Биологическая
    (экологическая, временная)
  2. Экологическая
    – особи обитают на одной территории, но в различных местах обитания (к примеру,
    разделены друг от друга непроходимой чащей)
  3. Временная
    – изоляция вследствие разновременности половой активности, периода цветения
  4. Этологическая
    – изоляция вследствие различного брачного поведения
  5. Механическая
    – отличия в строении половых органов, невозможность спаривания
  6. Факторы эволюции, Биология
  7. Естественный
    отбор

Изученные
нами факторы эволюции: мутации, популяционные волны и дрейф генов, изоляция –
все они носят случайный, ненаправленный характер. Они приводят к появлению
различных признаков у отдельных особей, которые могут быть как полезны,
нейтральны, так и вредны для особи.

Таким
образом, перечисленные факторы создают основу, “базу” для действия
единственного направленного фактора эволюции – естественного отбора. В ходе
естественного отбора особи с полезными признаками, которые помогают им
приспособиться к условиям внешней среды и способствуют выживанию, остаются и
размножаются, а особи без этих признаков выживают реже и не продолжают род.

Факторы эволюции, Биология

Закон
естественного отбора безапелляционно провозглашает: будь приспособлен – или
умри. Выживает в природе не самый сильный, а самый приспособленный. Иногда
выжить животным помогает и сила, но гораздо больше других примеров. Многие
животные сливаются с окружающей средой: приобретают покровительственную окраску
(мимикрию), которая делает их незаметными.

Иногда
безобидные животные, в результате приспособления к внешней среде, приобретают
окраску тела, напоминающую окраску опасных хищных животных. Примером может послужить
внешнее сходство мухи из семейства журчалок с осой.

Факторы эволюции, Биология

Многие
хорошо защищенные, ядовитые виды в ходе естественного отбора получили яркую,
так называемую предупреждающую окраску. Эта окраска предупреждает хищников об
опасности. Если хищник съест такое ядовитое животное, то рискует получить
тяжелую интоксикацию и погибнуть.

Факторы эволюции, Биология

Теперь
вы понимаете, что признаки животных – различные формы их тела и окраска –
являются приспособлениями к условиям внешней среды, это – полезные признаки,
которые в ходе естественного отбора позволили животным выжить и размножиться.
Таким образом, естественный отбор это отбор особей, с наиболее приспособленным
к среде фенотипом.

Необходимо
осознавать относительность приспособленности к окружающей среде. Она помогает
выживать лишь при определенных условиях, и, если условия меняются, то окраска
может оказаться вовсе не полезной, но даже и вредной. К примеру, при таянии
снега заяц-беляк становится еще более заметен на голой земле.

  • Действие
    естественного отбора обусловлено несколькими факторами:
  • Генетическое
    разнообразие особей, на основе которого возникают различные признаки
  • Способность
    к неограниченному размножению (избыточность потомства)
  • Борьба
    за существование
  • Если
    первые два фактора очевидны, то третий нуждается в более детальном
    рассмотрении. Чарльз Дарвин выделял несколько форм борьбы за существование:
  • Внутривидовая
    борьба

Самая
ожесточенная борьба. Происходит между особями, принадлежащими к одному виду.
Благодаря внутривидовой борьбе происходит половой отбор: к размножению редко
допускаются неприспособленные особи, род продолжают лучшие из лучших.

Межвидовая
борьба

Возникает
между особями, которые принадлежат к разным видам. Более приспособленный к
условиям среды вид побеждает и размножается, менее приспособленный –
проигрывает и вымирает. Примером могут послужить формы взаимодействий:
хозяин-паразит, хищник-жертва, симбиоз.

Борьба
с неблагоприятными условиями окружающей среды

В
изменяющихся условиях внешней среды выживают наиболее приспособленные особи.
Примером такой борьбы являются сезонные миграции птиц, зимняя спячка у
животных.

  1. Формы
    естественного отбора
  2. Различают
    несколько форм отбора:
  3. Стабилизирующий

Открыт
И.И. Шмальгаузеном. Стабилизирующий отбор приводит к сужению нормы реакции,
устраняя отклонения от нее. В результате преимущество получают особи,
обладающие средней степенью признака, который характерен для вида или
популяции. Этот отбор действует при стабильных (неизменных) условиях среды.

  • Примером
    действия стабилизирующего отбора может послужить буря: во время бури чаще всего
    выживают птицы со средней длиной крыла, тогда как особи с слишком короткими,
    или слишком длинными крыльями погибают.
  • Новый
    термин, который вы увидели – норма реакции – подразумевает способность
    генотипа, в зависимости от условий среды, формировать различные фенотипы.
  • Чем
    шире норма реакции, тем более интенсивное влияние оказывает среда на признак.
    Признаки подразделяются на:
  • C
    узкой нормой реакции – цвет глаз, число пальцев у человека, окраска цветов
    растения
  • C
    широкой нормой реакции – рост и вес человека, размеры листьев растения
  • Движущий

Движущий
естественный отбор приводит к смещению нормы реакции, в результате чего
изменяется среднее значение признака. Этот вид отбора действует при
изменяющихся условиях среды.

Известным
примером является индустриальный меланизм – возникновение меланистических форм
животных (греч. melanos — чёрный), отличающихся темным окрасом. Это явление
началось в Англии со второй половины XIX века вследствие бурного развития
промышленности.

Из-за
копоти, оседающей на поверхности стволов деревьев, бабочки со светлой окраской
– берёзовые пяденицы – стали заметны на стволах деревьев и легко поедались
птицами. В результате остались только приспособленные – бабочки с темным
окрасом, которые были незаметны на стволах деревьев, вследствие чего они
выживали и размножались.

Читайте также:  Работа эндокринной системы и ее нарушения, биология

Дизруптивный
(лат. disruptus – разорванный)

Направлен
на сохранение в популяции крайних значений признаков, не благоприятствует
среднему промежуточному значению признака. В результате в популяции сохраняется
более чем одно значение признака.

Типичным
примером является появление в луговых сообществах раноцветущих и поздноцветущих
растений. В результате летних покосов, особи со средним значением признака, у
которых цветение приходит на середину лета, постепенно исчезают из популяции
растений. Выживают и размножаются только те растения, у которых цветение
происходит до или после покосов.

Эволюция. Движущие силы. Факторы. Результаты

В чем главная заслуга Дарвина?

В том, что ему удалось правильно определить движущие силы эволюционного процесса, вскрыть его сущность и выстроить убедительную систему доказательств эволюции. Без системы доказательств любая теория всего лишь гипотеза.

  • Дарвин определил наследственность и изменчивость как общие свойства всех живых существ.
  • Под наследственностью Дарвин понимал способность организмов сохранять в потомстве свои видовые, сортовые и индивидуальные особенности.
  • Под изменчивостью Дарвин понимал способность организмов приобретать новые признаки под влиянием условий окружающей среды.
  • При этом Дарвин разделял наследственную и ненаследственную (вспомним Ламарка) формы изменчивости.
  • Наследственная изменчивость по Дарвину обеспечивает появление у организмов принципиально новых признаков и передачу их последующим поколениям.

Основными движущими силами эволюции (наряду с наследственностью и изменчивостью) при выведении новых сортов культурных растений и пород домашних животных является искусственный отбор, осуществляемый человеком, а в природе — естественный отбор.

Искусственный отбора определяется сознательной деятельностью человека. Выводя новые сорта растений или породы животных, человек сознательно отбирает особей с нужными для него (полезными) свойствами, осуществляет скрещивание, получает потомство и снова производит отбор по данным признакам.

Улучшение сорта растений или породы животных и выведение новых сортов и пород путем искусственного отбора называется селекцией. Проиллюстрировать селекцию нагляднее всего на примере собак. Все собаки принадлежат даже не к одному виду, а к одному подвиду — подвид собаки вида волк рода волки семейства псовых.

Оцените, какого разнообразия пород внутри одного подвида добились селекционеры!

Факторы эволюции, Биология

Разные породы собак

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Породы собак не являются научно определяемой биологической классификацией! Породы представляют собой группы собак, определяемые сообществами (клубами) любителей по интересам. Ученые-биологи никогда не оперируют термином «порода»

Несколько слов о птичках. Дарвин проявлял особый интерес к вопросу о происхождении голубей. Он доказал, что все существующие породы голубей произошли от одного дикого предка — скалистого или горного голубя.

Домашние породы голубей столь различны, что любой орнитолог, обнаружив их в дикой природе, счел бы их самостоятельными виды. Но Дарвин доказал общее происхождение всех пород и принадлежность их к одному виду на основании следующих фактов:

  • ни один из видов диких голубей, кроме скалистого, не имеет общих признаков с голубями домашних пород;
  • многие черты всех без исключения домашних пород сходны с чертами дикого скалистого голубя; так, например, домашние голуби не вьют гнезд на деревьях, подобно скалистому голубю и ведут себя одинаково во время ухаживания за самкой;
  • все гибриды между любыми породами домашних голубей дают плодовитое потомство, что подтверждает их принадлежность к одному виду;
  • при скрещивании голубей разных пород иногда появляются гибриды с признаками дикого скалистого голубя.

Факторы эволюции, Биология

Скалистый голубь

Естественный отбор определяется борьбой за существование. Дарвин выделял три формы борьбы за существование: внутривидовую (конкуренция между особями одного вида), межвидовую (взаимодействия особей разных видов) и взаимодействия организмов с неживой природой.

Природа «запаслива». В природных системах обычно рождается больше организмов, чем их может существовать. Многие организмы гибнут на стадии яйца, зародышей или семян, молодых растений, личинок или детенышей.

Так, например, самка лягушки выметывает порядка 10 000 икринок в год, но большая часть икринок и головастиков поедается хищными рыбами, птицами и млекопитающими. Значительная часть головастиков погибает от недостатка пищи и болезней.

В результате половозрелости достигают единичные особи, самые стойкие, самые приспособленные. Они дают потомство.

Факторы эволюции, Биология

Породы домашних голубей

  1. Естественный отбор — итог борьбы за существование.
  2. Естественный отбор — выживание наиболее приспособленных.
  3. В результате естественного отбора в генах накапливаются признаки, полезные для данного вида.
  4. По формулировке Дарвина естественный отбор обеспечивает «сохранение полезных индивидуальных различий или изменений и уничтожение вредных».
  5. Итак, наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор приводят к образованию новых видов.

Эволюция лошади хорошо прослеживается по ископаемым останкам. Небольшое, размером с собаку, лесное животное пропалеотерий, обладавшее пальцами вместо копыт, за 50 миллионов лет превратилось в крупного копытного обитателя степей.

Новый вид образуется за счет расхождения признаков (появления различий) у особей одного вида. На научном языке расхождение называется дивергенцией.

Достигнув определенного предела, расхождение между особями внутри вида приводят к возникновению подвида. Так, в свое время, внутри вида волк возник подвид собака. По мере углубления различий между организмами подвидов возникают два (или более) новых вида.

А теперь попробуйте ответить на такой вопрос — зачем природе нужен естественный отбор? Для того, чтобы сделать экологические системы более устойчивыми за счет многообразия видов? Или для чего-то еще? Пока будете думать, рассмотрите картинку.

Факторы эволюции, Биология

Дивергенция животных в связи с приспособлением к различным условиям среды

Ответ можно было прочесть в подписи к рисунку: «в связи с приспособлением к различным условиям среды». Естественный отбор служит механизмом видовой приспособленности к определенным условиям окружающей среды.

Приспособление — вот девиз эволюции!

Эволюция отличается приспособительным характером.

Что такое эволюция? Развитие ради приспособления! Приспособление первично, а все остальное — вторично. Кто приспособился, тот выжил.

Мы говорили о движущих силах искусственного и естественного отборов. Пора перечислить движущие силы эволюции.

Движущие силы эволюции это:

  • Наследственная изменчивость.
  • Борьба за существование.
  • Естественный от бор.

А каково главное свойство эволюции? (Чтобы ответить на этот вопрос, вернитесь к рисунку на котором изображена «лестница» Ламарка).

Главное свойство эволюции — ее общая прогрессивная направленность, движение от простого к сложному.

Сущность прогресса эволюции заключается в том, что среди видов, хорошо приспособленных к существующим условиям среды, появляются такие, которые обладают принципиально новыми и более совершенными типами строения.

Образно говоря, идет развитие от хорошего к лучшему, в результате которого группы организмов сменяются другими, имеющими более высокий уровень организации.

  • От простого к сложному!
  • От хорошего к лучшему!
  • Все время в движении, то есть — в развитии!

Вот что такое эволюция.

Естественный отбор является не только движущей силой, но и фактором (условием) эволюции. Кроме него существует еще три основных фактора эволюции: мутационный процесс, популяционные волны и изоляция.

Мутационный процесс происходит постоянно. Мутацией (от латинского слова «мутацио» — «изменение») называется стойкое преобразование генотипа, происходящее под влиянием внешней или внутренней среды. Процесс возникновения мутаций получил название мутагенеза.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Мутацией называется стойкое преобразование генотипа, то есть такое, которое может быть передано по наследству

Постоянная мутационная изменчивость и различные комбинации при скрещиваниях дают новые сочетания генов в генофонде, что влечет за собой наследственные изменения в популяции. Мутации — материал для эволюции, а процесс возникновения мутаций (мутационный процесс) — поставщик этого материала.

Популяционные волны представляют собой периодические или не периодические колебания численности особей популяции.

Причинами таких колебаний могут быть различные факторы окружающей среды, как абиотические, так и биотические. Влияние популяционных волн на эволюцию заключается в следующем.

В результате неизбирательного (случайного) уничтожения особей, редкий до тех пор генотип может сделаться обычным и будет подхваченным естественным отбором.

Для ясности рассмотрим такой пример.

Жило у бабуси 10 пар гусей — 8 белых и 2 черных.128

Читайте также:  Класс Паукообразные. Отряды: Пауки, Скорпионы и Клещи. Строение и размножение Паука-крестовика

Жили гуси у бабуси давно, размножались, съедались, шли на продажу, но белых всегда было в 4 раза больше черных. Пропорция соблюдалась.

6 белых гусей (3 пары) утащили лисы. Одна белая пара убежала. 2 белые пары гусей бабуся продала, а еще одну у нее выпросила соседка. Осталось у бабуси 2 пары черных гусей и одна — белых.

И стали с тех пор у бабуси черные гуси преобладать над белыми в соотношении 2 к 1.

Пример упрощенный донельзя, но наглядный. Он показывает, каким образом популяционные волны являются поставщиком эволюционного материала.

Классификация популяционных волн:

  1. Периодические колебания численности короткоживущих организмов характерны для большинства насекомых, микроорганизмов, однолетних растений и грибов. Преимущественно эти изменения вызваны сезонным колебанием численности (зимой нет большинства насекомых).
  2. Непериодические колебания численности, зависящие от сочетания различных факторов. Факторы эти могут быть самыми разными — уменьшение естественных врагов (хищников), увеличение пищевых ресурсов и т.п. Обычно непериодические колебания затрагивают не один вид в биогеоценозах, а несколько видов, как животных, так и растительных. Они способны привести к кардинальным изменениям в биогеоценозах.
  3. Вспышки численности видов в новых районах, вызванных отсутствием естественных врагов.
  4. Резкие непериодические колебания численности, вызванные с природными катаклизмами (засуха, наводнение, землетрясение, пожар).

Изоляция, как фактор эволюции, представляет собой совокупность барьеров, препятствующих свободному скрещиванию. В зависимости от природы этих барьеров, различают два типа изоляции: пространственную и биологическую или репродуктивную.

Пространственная изоляция может существовать в двух видах: изоляция, обусловленная наличием естественных географических барьеров и изоляция, обусловленная расстоянием между популяциями (или отдельными особями).

Биологическая (репродуктивная) изоляция препятствует скрещиванию посредством биологических причин — осложнения спаривания, обусловленные особенностями поведения, наличие морфофизиологических различий в органах размножения, пониженная жизнеспособность гибридов и т.п.

В биологической изоляции отдельно выделяют экологическую изоляцию, выражающуюся в экологическом разобщении популяций, которые живут на общей территории, но в различных местах обитания и поэтому друг с другом не встречаются.

Также экологическая изоляция может выражаться в несовпадении у близких видов экологических условий размножения, приводящем к сдвигу его сроков во времени.

Значение изоляции в процессе эволюции состоит в том, что она закрепляет и усиливает начальные стадии генотипической дифференциации.

Проще говоря, изоляция дает возможность генетическим изменениям распространиться в популяции до значимых пределов, до таких пределов, когда можно будет говорить о появлении и закреплении новых признаков.

Кроме того, разделенные барьерами части популяции или вида попадают под различное влияние отбора.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Изоляция как эволюционный фактор не создает новых генотипов или внутривидовых форм. Значение ее в том, что она закрепляет и усиливает начальные стадии генотипической дифференциации

  • Любой последовательно осуществляемый процесс имеет свой результат.
  • Дарвин выделял несколько основных результатов эволюции.
  • Главным результатом эволюции является совершенствование приспособленности организмов к условиям обитания.

Эволюция целесообразна и целесообразность эта является следствием выживания наиболее приспособленных организмов. Те организмы (подвиды, виды и т.д.), которые не могут приспособиться — вымирают.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Главным результатом эволюции является не приспособление организмов к условиям обитания, а совершенствование приспособленности. Естественный отбор, как уже было сказано, служит механизмом видовой приспособленности к определенным условиям окружающей среды, а главным результатом эволюции является совершенствование приспособленности

Совершенствование приспособленности организмов к условиям обитания влечет за собой совершенствование их организации. Все с этим согласны? Да, конечно, ведь приспособленность не появляется «на пустом месте», для этого что-то в организме должно измениться к лучшему — стать совершеннее.

Характерный пример — совершенствование строения конечностей водных животных после начала освоения ими суши.

Факторы эволюции, Биология

Выход животных на сушу, появление конечностей наземного типа

Вариантов повышения приспособленности организмов к условиям среды, обусловленной естественным отбором, существует великое множество.

  • Маскировочная (покровительственная) окраска, делающая животных менее заметными в местах обитания…
  • Факторы эволюции, Биология Морской конек в зарослях растений

  • Угрожающая или предупреждающая окраска в виде ярких отпугивающих пятен или полос…
  • Специальные приспособления защищающие животных от поедания их другими животными (ежи, дикобразы, черепахи)…
  • Различные инстинкты, начиная с инстинкта заботы о потомстве…
  • Способность накапливать в организме большие запасы питательных веществ (самый яркий пример — верблюд)…
  • Строение конечностей (и всего тела), помогающее быстрее передвигаться в среде обитания (лапы гусей или уток, аэродинамическое строение тела и большой объем легких гепарда)…

Дополните этот перечень сами и заведите привычку при рассматривании животных (в зоопарке, на картинках или на видео) оценивать проявления их приспособленности к условиям окружающей среды.

Факторы эволюции, Биология

Заяц-беляк летом и зимой

Дарвин указывал на то, что приспособленность организмов к среде обитания носит относительный характер — при изменении условий среды полезные признаки могут оказаться бесполезными или вредными. Например, обитатель севера евразийского материка заяц-беляк имеет способность к сезонной смене окраски в маскировочных целях.

Летом мех его имеет рыжевато-серый или серый цвет, делающий зайца малозаметным на фоне растительности, а зимой становится белым, что позволяет зайцу не выделяться на белом снежном фоне.

Однако в случае аномально теплой зимы, когда снег не покрывает землю, белая зимняя окраска идет зайцу во вред — он становится хорошо заметным.

Другой пример — водные растения, способные поглощать воду всей поверхностью тела, не нуждаются в развитой корневой системе, поскольку поглощение воды всей поверхностью более эффективно. Однако же при пересыхании водоема слабые корни и большая площадь тела, активно испаряющего влагу, приводят водные растения к скорой гибели.

Вторым по значимости результатом эволюции является нарастание многообразия видов в природе, приводящее к повышению общего уровня организации жизни.

Как именно многообразие приводит к повышению общего уровня организации жизни?

Нарастание многообразия усложняет взаимоотношения между организмами. Высокоорганизованные формы организмов имеют преимущество перед остальными, в результате чего развитие живого мира осуществляется от низших форм к высшим, т.е. происходит морфофизиологический прогресс.

Эволюция — прогрессивный процесс, несмотря на то, что отдельные виды могут приспосабливаться к условиям среды через упрощение своей организации.

Например, у паразитов, обитающих в кишечнике человека или животных, ввиду наличия в окружающей среде большого количества легко усвояемой пищи, система пищеварения упрощена или совсем отсутствует (бычий цепень обходится без пищеварительной системы, всасывая питательные вещества из кишечника человека всей поверхностью тела).

Третий результат эволюции следует из второго — эволюция приводит к преобразованию биосферы нашей планеты в целом.

Поделиться ссылкой

Элементарные эволюционные факторы — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс)

Элементарные эволюционные факторы (ЭЭФ) — это процессы, которые изменяют генофонд популяции.

К ним относят мутации, комбинативную изменчивость, дрейф генов и волны жизни (популяционные волны), а также изоляцию и естественный отбор.

Мутации — случайные изменения генетического материала, проявляющиеся в возникновении новых признаков или свойств организма.

В результате мутаций возникают новые гены. Ген может перейти из доминантного состояния в рецессивное (A→a) или наоборот. Ген может измениться (A→C).

Мутационный процесс происходит случайно и не может быть направляющим фактором изменения вида. Новые гены подвергаются действию естественного отбора.

Комбинативная изменчивость — возникновение новых сочетаний уже имеющихся генов.

Этот вид изменчивости обеспечивает разнообразие признаков особей в каждой популяции и тоже служит материалом для естественного отбора.

Волны жизни, или популяционные волны — это значительные изменения количества особей в популяции; бывают периодические и непериодические. 

Волны жизни возникают, так как:

  • наблюдается периодическое (сезонное) изменение абиотических факторов (освещённости, температуры, влажности и т. д.);
  • происходят случайные изменения мест обитания (природные катаклизмы);
  • популяции могут расширять занимаемую территорию, что приводит к возрастанию их численности.

Волны жизни служат важным фактором эволюции в небольших популяциях, в которых может наблюдаться дрейф генов.

Дрейф генов — резкое и случайное изменение концентрации генов и генотипов в генофонде популяции.

В малочисленной популяции из-за стихийных бедствий (пожара, наводнения, урагана и т. д.) может резко уменьшиться количество особей. При этом могут сохраниться в живых особи, имеющие редкие гены. В дальнейшем эти гены будут закрепляться за счёт увеличения частоты близкородственных скрещиваний и генофонд популяции изменится.

Следовательно, волны жизни и дрейф генов, также как и изменчивость, создают эволюционный материал.

Изоляция — возникновение барьеров, исключающих свободное скрещивание особей разных популяций.

Изолированные популяции не могут обмениваться генами, каждая из них развивается в особых условиях. С течением времени различия генофондов накапливаются и углубляются — происходит постепенное превращение популяций в разные виды.

Изоляция бывает пространственная и биологическая.

Читайте также:  Особенности строения органов полости тела и нервной системы. размножение пресмыкающихся - биология

Пространственная (географическая) изоляция возникает, когда разные популяции одного вида разделяют какие-нибудь трудно преодолимые барьеры (водоёмы, ущелья, участки леса, горы, болота, дороги) или большие расстояния.

Причины биологической изоляции— биологические отличия, возникающие между организмами одной популяции. Она бывает экологическая, этологическая, морфофизиологическая и генетическая.

Причиной экологической изоляции может быть изменение мест размножения или сдвиг сроков цветения, гнездования, нереста. Этологическая изоляция возникает, если различается брачное поведение особей.

Морфофизиологическая изоляция связана с невозможностью спаривания особей при значительных отличиях размеров или строения их органов размножения.

Генетическая изоляция связана с изменениями числа и строения хромосом, в результате которых становится невозможным свободное скрещивание особей.

  • Изоляция является обязательным условием усиления различий в генофондах популяций.
  • Все рассмотренные элементарные факторы эволюции действуют ненаправленно, но они приводят к изменению соотношения генов и создают материал для естественного отбора.

Главным направляющим фактором эволюционного процесса является естественный отбор.

Решу егэ

Задания Д34 № 22257

  • Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
  • По каким принципам организованы биологические системы?
  • 1) закрытость системы
  • 2) высокая энтропия системы
  • 3) низкая упорядочность
  • 4) иерархичность – соподчинение элементов и частей
  • 5) оптимальность конструкции

Пояснение.

Одним из принципов организации любой биологической системы является её открытость для веществ, энергии и информации. Раздражимость — это специфические избирательные ответные реакции организмов на изменения окружающей среды. Всякое изменение окружающих организм условий представляет собой по отношению к нему раздражение, а его ответная реакция является проявлением раздражимости. Отвечая на воздействия факторов среды, организмы взаимодействуют с ней и приспосабливаются к ней, что помогает им выжить.

Реакции многоклеточных животных на раздражители, осуществляемые и контролируемые центральной нервной системой, называются рефлексами. Организмы, не имеющие нервной системы, лишены рефлексов, и их реакции выражаются в изменении характера движения (таксисы) или роста (тропизмы).

Высокая упорядоченность биосистем достигается посредством реализации в их строение принципа оптимальности конструкции. Он реализован в Х. составе тел организма.Биосистемы построены в соответствии с принципом управляемости , обеспечивающим их переход из одного состояния в другое.

Биологические системы — это объекты различной сложности, имеющие несколько уровней структурно-функциональной организации (это пункт 4) иерархичность – соподчинение элементов и частей) и представляющие собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.

Примерами биологических систем являются: клетка, ткани, органы, организмы, популяции, виды, биоценозы, экосистемы разных рангов и биосфера.

Представляя собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, биологические системы обладают свойствами целостности (несводимость свойств системы к сумме свойств её элементов), относительной устойчивости, а также способностью к адаптации по отношению к внешней среде, развитию, самовоспроизведению и эволюции.

Любая биологическая система является динамической — в ней постоянно протекает множество процессов, часто сильно различающихся во времени. В то же время биологические системы — открытые системы, условием существования которых служит обмен энергией, веществом и информацией как между частями системы (или подсистемами), так и с окружающей средой.

Ответ:45

Эволюционные факторы

Определение 1

Эволюция – это глобальный процесс видоизменения живой природы.

Этот процесс касается всех изменений в биосфере за время существования планеты Земля. Все эволюционные изменения происходят под действием ряда факторов. К ним относят:

  • наследственность;
  • изменчивость;
  • борьбу за существование;
  • естественный отбор;
  • адаптации;
  • популяционный волны;
  • изоляцию;
  • мутации;
  • дрейф генов.

Замечание 1

Каждый из представленных факторов по-разному влияет на эволюционный процесс, но отрицать его наличие в системе органического мира не представляется возможным.

Роль эволюционных факторов в ходе процесса видообразования

Что касается наследственности, то ее называют способностью организмов передавать из поколения в поколение комплекс свойств организма, касающихся обмена веществ и других оригинальных особенностей целостного организма. Это фактор может быть реализован на основе самовоспроизведения некоторых единиц генов, накапливающихся в ядрах клеток. Эти гены определяют постоянство генетического набора и видового многообразия.

Изменчивость противопоставляется наследственности и проявляется в способности организмов накапливать комплекс признаков и свойств, не зависящих от родительских особей. Изменчивость бывает:

  • наследственной или той, которая является следствием мутаций;
  • ненаследственная изменчивость вызывается благодаря факторам внешней среды.

Борьба за существование определяет специфику взаимоотношений между живыми организмами при влиянии на них различных факторов окружающей среды. Те организмы, которые проигрывают в системы борьбы за существование погибают. Выживают те организмы, которые оказываются максимально приспособленными.

Выделяют следующие виды борьбы за существование:

  • борьбу с неблагоприятными условиями. Особенно сильно влияет в период новорожденности, поскольку организм еще не развил в себе достаточную степень приспособленности к резким колебаниям условий существования;
  • межвидовую борьбу за существование или борьбу за территорию, жилище, воду, свет и прочее;
  • внутривидовую борьбу за существование или борьбу за природные ресурсы и возможность размножится и выбрать полового партнера.

По мнению Ч. Дарвина, наиболее жесткая форма борьбы, так как происходит между животными, занимающими одну экологическую нишу, т. е. использующими одинаковые ресурсы.

Все три формы борьбы за существование присутствуют в системе эволюции в одинаковой мере, поэтому, чтобы сделать вывод от том, какая из них влияет на тот или иной вид, необходимо оценивать специфику его жизнедеятельности, а также возможные генетические изменения в ряду поколений.

Определение 2

Естественный отбор – это процесс выживания особей, которые наиболее приспособлены к изменения окружающей среды.

Ключевая сущность естественного отбора заключается в том, что при его действии появляются новые виды живых организмов. Естественный отбор является вектором эволюционного процесса. Естественный отбор был открыт Ч. Дарвином.

Приспособленность как фактор эволюционного процесса включает в себя особенности анатомического строения тел, способов поведения, заботы о потомстве и так далее. Популяционные волны представляют собой колебания численности конкретных видов живых организмов.

В результате наличия такого фактора, как популяционные волны малочисленные виды становятся многочисленными, а последние, наоборот, переходят в разряд редких видов.

Ярким примером приспособленности считается защитная окраска животных: покровительственная, мимикрия, предупреждающая.

Определение 3

Мимикрия — это сходство с несъедобными предметами или ядовитыми животными, имеющими предостерегающую окраску.

Например, бабочка-стеклянница очень похожа на осу, муха-пчеловидка — на пчелу, муха-шмелевидка — на шмеля, палочник — на веточку.

Еще одним фактором эволюции можно признать изоляцию. Она подразумевает наличие различного рода препятствий для свободного распространения организмов и их скрещивания. Изоляция возникает по ряду причин: морфологических, территориальных, генетических, экологических. Следствием этого становится возникновение высокой степени различий между организмами и их развитием.

Мутации как факторы эволюции возникают под действием как искусственных, так и естественных факторов. Если изменения касаются генетической природы организмов, то они считаются мутационными или наследственными. Мутации могут быть доминантными и рецессивными. Доминантные мутации проявляются в первом поколении и их дальнейшее развитие зависит от значимости.

Вредные мутации приводят к гибели организма или существенно снижают его жизнеспособность. В случае, если особь не гибнет, то у нее существенно снижается возможность оставить после себя жизнеспособное потомство, поскольку естественный отбор весьма быстро удалит носителей подобных мутаций в генофонде.

Нейтральные и полезные в данных природных условиях мутации сохранятся в следующих поколениях.

Фактор дрейфа генов возникает тогда, когда численность популяции существенно снижается, например, при пожаре или наводнении. Те организмы, которые выживают при различных природных катаклизмах переходят в категорию определяющего звена при формировании новой популяции.

Что касается популяционных волн, то они могут быть сезонными (периодическими). Они закреплены генетически. Несезонные волны жизни проявляются при непосредственном воздействии на популяцию разнообразных факторов окружающей среды (биотических и абиотических). Среди всех эволюционных факторов наиболее значимыми признают: наследственную изменчивость; борьба за существование; естественный отбор.

Поскольку эволюционный процесс сам по себе подвергается большому количеству динамических изменений, то к перечисленным факторам могут добавляться еще несколько концептов. Ни один из факторов не может быть исключен из действии на конкретную особь, другими словами, все факторы работают в комплексе.

Ссылка на основную публикацию