Körning stabiliserar störande urval. Ett exempel på att stabilisera urval och körval. Exempel på verkan av att stabilisera urval. Syftet med den stabiliserande formen av naturligt urval

Situationen, eller så kan du agera på måfå. Det räcker med att skapa ett brett utbud av olika individer - och i slutändan kommer de starkaste att överleva.

1. I början en individ dyker upp med nya, helt slumpmässiga egenskaper
2. Efter hon kan eller kan inte lämna avkomma, beroende på dessa egenskaper
3. Slutligen, om resultatet av det föregående steget är positivt, lämnar hon avkomma och hennes ättlingar ärver de nyförvärvade egenskaperna

För närvarande har de något naiva åsikterna om Darwin själv delvis omarbetats. Darwin föreställde sig således att förändringar skulle ske mycket smidigt och att variationsspektrumet skulle vara kontinuerligt. Idag förklaras dock mekanismerna för naturligt urval med hjälp av genetik, vilket ger en viss originalitet till denna bild. Mutationer i generna som verkar i det första steget av processen som beskrivs ovan är väsentligen diskreta. Det är dock tydligt att den grundläggande essensen av Darwins idé förblir oförändrad.

Former av naturligt urval

Val av körning

Att driva urval är en form av naturligt urval när miljöförhållanden bidrar till en viss förändringsriktning i någon egenskap eller grupp av egenskaper. Samtidigt är andra möjligheter att ändra egenskapen föremål för negativt urval. Som ett resultat, i befolkningen från generation till generation, sker en förskjutning i medelvärdet av egenskapen i en viss riktning. I det här fallet måste trycket för val av körning motsvara befolkningens anpassningsförmåga och graden av mutationsförändringar (annars kan miljötrycket leda till utrotning).

Ett modernt fall av körval är "engelsk fjärilars industriella melanism." "Industriell melanism" är en kraftig ökning av andelen melanistiska (mörkfärgade) individer i fjärilspopulationer som lever i industriområden. På grund av industriell påverkan mörknade trädstammarna avsevärt och ljusa lavar dog också, varför ljusa fjärilar blev bättre synliga för fåglar och mörkfärgade blev mindre synliga. På 1900-talet nådde andelen mörkfärgade fjärilar i ett antal områden 95 %, medan den första mörkfärgade fjärilen (Morfa carbonaria) fångades 1848.

Körval sker när miljön förändras eller anpassar sig till nya förhållanden när räckvidden utökas. Det bevarar ärftliga förändringar i en viss riktning och flyttar reaktionshastigheten därefter. Till exempel, under utvecklingen av mark som en livsmiljö i olika icke-relaterade grupper av djur, förvandlades lemmarna till grävande lemmar.

Stabiliserande urval

Stabiliserande urval- en form av naturligt urval där aktionen riktas mot individer med extrema avvikelser från medelnormen, till förmån för individer med ett genomsnittligt uttryck för egenskapen.

Många exempel på verkan av att stabilisera urval i naturen har beskrivits. Till exempel verkar det vid första anblicken som om det största bidraget till nästa generations genpool bör göras av individer med maximal fertilitet. Observationer av naturliga populationer av fåglar och däggdjur visar dock att så inte är fallet. Ju fler ungar eller ungar i boet, desto svårare är det att mata dem, desto mindre och svagare är var och en av dem. Som ett resultat är individer med genomsnittlig fertilitet de mest vältränade.

Urval mot medelvärdet har hittats för en mängd olika egenskaper. Hos däggdjur är det mer sannolikt att nyfödda med mycket låg vikt och mycket hög vikt dör vid födseln eller under de första levnadsveckorna än nyfödda med medelvikt. En studie av storleken på vingarna på fåglar som dog efter stormen visade att de flesta hade vingar som var för små eller för stora. Och i det här fallet visade sig de genomsnittliga individerna vara de mest anpassade.

Störande urval

Störande urval- en form av naturligt urval där förhållanden gynnar två eller flera extrema varianter (riktningar) av variabilitet, men inte gynnar det mellanliggande, genomsnittliga tillståndet för en egenskap. Som ett resultat kan flera nya formulär dyka upp från en original. Störande urval bidrar till uppkomsten och upprätthållandet av populationspolymorfism, och kan i vissa fall orsaka artbildning.

En av de möjliga situationerna i naturen där störande urval kommer in i bilden är när en polymorf population upptar en heterogen livsmiljö. Samtidigt anpassar sig olika former till olika ekologiska nischer eller subnischer.

Ett exempel på störande selektion är bildandet av två raser i ängsskallet på slåtterängar. Under normala förhållanden täcker denna växts blomnings- och frönsmognadsperioder hela sommaren. Men på slåtterängar produceras frön främst av de växter som lyckas blomma och mogna antingen före slåtterperioden, eller blommar i slutet av sommaren, efter slåtter. Som ett resultat bildas två raser av skallra - tidig och sen blomning.

Störande urval utfördes artificiellt i experiment med Drosophila. Urvalet gjordes efter antalet borst, endast individer med ett litet och stort antal borst behölls. Som ett resultat, från ungefär den 30:e generationen, skiljde sig de två linjerna väldigt mycket, trots att flugorna fortsatte att korsas med varandra och utbytte gener. I ett antal andra experiment (med växter) förhindrade intensiv korsning den effektiva verkan av störande urval.

Urval av skärande

Urval av skärande- en form av naturligt urval. Dess handling är motsatsen till positivt urval. Att eliminera urval eliminerar från en population den stora majoriteten av individer som bär egenskaper som kraftigt minskar livskraften under givna miljöförhållanden. Genom att använda selektionsval avlägsnas mycket skadliga alleler från populationen. Dessutom kan individer med kromosomförändringar och en uppsättning kromosomer som kraftigt stör den genetiska apparatens normala funktion utsättas för skärande urval.

Positivt urval

Positivt urval- en form av naturligt urval. Dess handling är motsatsen till att skära urvalet. Positivt urval ökar antalet individer i en population som har användbara egenskaper som ökar livsdugligheten för arten som helhet. Med hjälp av positivt urval och skärselektion byts arter (och inte bara genom förstörelse av onödiga individer, då bör all utveckling stoppas, men så sker inte).

Exempel på positivt urval inkluderar: en uppstoppad Archaeopteryx kan användas som ett glidflygplan, men en uppstoppad svala eller mås kan inte. Men de första fåglarna flög bättre än Archaeopteryx. Ett annat exempel på positivt urval är uppkomsten av rovdjur som är överlägsna i sina "mentala förmågor" jämfört med många andra varmblodiga djur. Eller utseendet på reptiler som krokodiler, som har ett fyrkammarhjärta och kan leva både på land och i vatten.

Särskilda riktningar för naturligt urval

• Överlevnaden för arter och populationer som är bäst anpassade till sin miljö, till exempel de med gälar i vatten, eftersom fitness vinner kampen för överlevnad.
• Överlevnad av fysiskt friska organismer.
• De fysiskt starkaste organismernas överlevnad, eftersom fysisk konkurrens om resurser är en integrerad del av livet. Det är viktigt i intraspecifik kamp.
• Överlevnad för de mest sexuellt framgångsrika organismerna, eftersom sexuell reproduktion är det dominerande reproduktionssättet. I det här fallet spelar sexuell selektion in.

Men alla dessa fall är speciella, och det viktigaste förblir framgångsrikt bevarande över tiden. Därför bryts ibland dessa anvisningar för att uppnå huvudmålet.

Det naturliga urvalets roll i evolutionen

Darwin tvekade länge med att publicera sin teori, eftersom... Jag såg ett problem med myror, som bara kunde förklaras utifrån genetikens synvinkel.

se även

Länkar

• "Problem of macroevolution" - webbplats för paleontologen A.V. Markov
• "Former av naturligt urval" - en artikel med välkända exempel: färgen på fjärilar, mänsklig motståndskraft mot malaria, etc.
• "Evolution baserad på mönster" - en artikel om huruvida mutationers roll i evolutionsprocessen är stor, eller om vissa egenskaper finns i förväg och sedan utvecklas under påverkan av att driva urvalet

Drivform av urval. De organismer som utgör vilken population eller art som helst, är som ni vet väldigt olika. Trots detta kännetecknas varje population av ett visst medelvärde av någon egenskap. För kvantitativa egenskaper definieras medelvärdet som det aritmetiska medelvärdet, till exempel det genomsnittliga antalet födda avkommor, den genomsnittliga vinglängden, den genomsnittliga kroppsvikten. För att karakterisera en population med kvalitativa egenskaper bestäms frekvensen (procent eller andel) individer med en eller annan egenskap: till exempel frekvensen av svarta och vita fjärilar eller frekvensen av pollade och behornade djur. Förändringar i levnadsförhållanden leder ofta till urval av individer med avvikelser från medelvärdet för den valda egenskapen. Till exempel fann man att bredden på cephalothorax hos krabbor som lever i Plymouthbukten (England) minskade. Orsaken till detta fenomen är relaterad till den bättre överlevnaden i grumligt vatten för små krabbor med en liten bredd av cephalothorax. Detta förklaras av det faktum att kritsuspensionen täppte till de breda andningsslitsarna hos stora krabbor och därigenom orsakade deras död. Ett slående exempel som bevisar förekomsten av en drivande form av naturligt urval i naturen är den så kallade industriella mekanismen. Många fjärilsarter i icke-industrialiserade områden har ljusa kroppar och vingar. Utvecklingen av industrin, den tillhörande föroreningen av trädstammar och döden av lavar som lever på deras bark, ledde till en kraftig ökning av förekomsten av svarta (mekanistiska) fjärilar. I närheten av vissa städer har svarta fjärilar blivit dominerande på kort tid, medan de relativt nyligen var helt frånvarande där. Anledningen till ökningen av förekomsten av svarta fjärilar i industriområden är att vita fjärilar har blivit ett lätt byte för fåglar på mörka trädstammar, och svarta fjärilar tvärtom har blivit mindre märkbara. Det finns många exempel som bevisar existensen av en drivande form av urval, men deras väsen är densamma: naturligt urval förskjuter medelvärdet av en egenskap eller ändrar förekomstfrekvensen av individer med ändrade egenskaper samtidigt som befolkningen anpassar sig till nya förhållanden. Den drivande formen av naturligt urval leder till konsolideringen av en ny norm för organismens reaktion, som motsvarar de förändrade miljöförhållandena. Selektion sker alltid enligt fenotyper, men tillsammans med fenotypen väljs också genotyperna som bestämmer dem. Det måste understrykas att varje anpassning (anpassning) aldrig är absolut. Anpassning är alltid relativ på grund av den konstanta variationen av organismer och miljöförhållanden. Urvalet av individer med en egenskap som avviker från värdet av en egenskap som tidigare etablerats i befolkningen kallas för den drivande formen av urval.

Stabiliserande form av urval. Anpassning till vissa miljöförhållanden innebär inte att urvalet i en population upphör. Eftersom mutations- och kombinationsvariabilitet alltid förekommer i vilken population som helst, uppstår ständigt individer med egenskaper som väsentligt avviker från medelvärdet. Med stabiliserande urval elimineras individer med betydande avvikelser från medelvärdena för egenskaper som är typiska för en population eller art. Den stora likheten mellan alla individer som observeras i någon population av djur eller växter är resultatet av verkan av en stabiliserande form av naturligt urval. Det finns många exempel på att stabilisera urvalet. Under en storm dör övervägande fåglar med långa och korta vingar, medan fåglar med medelstora vingar oftare överlever; Den största dödligheten hos däggdjursungar observeras i familjer vars storlek är större och mindre än genomsnittet, eftersom detta återspeglas i utfodringsförhållanden och förmågan att försvara sig mot fiender. Den stabiliserande formen av naturligt urval upptäcktes av framstående ryska evolutionära biologer, akademiker I.I. Schmalhausen. På tal om naturligt urval i allmänhet får man inte tappa dess kreativa roll ur sikte. Genom att ackumulera ärftliga förändringar som är gynnsamma för populationen och arterna och kassera skadliga, skapar det naturliga urvalet gradvis nya, mer perfekta arter som är perfekt anpassade till miljön.

27. Anpassning av organismer till miljöförhållanden

Det pågår en konstant kamp för tillvaron; som ett resultat överlever de starkaste. Uppkomsten av nya anpassningar sker på grund av verkan av evolutionens drivkrafter. Typer av enheter: skyddande färg (liknande färg med bakgrunden i miljön; gröna larver, vinterfärgning av en hare), kamouflage (kroppsform och färgning av djur smälter samman med omgivande föremål; stingrocka på botten), mimik (imitation av mer skyddade djur ; spiralformade fjärilar ("geting") ), varnande färgning och hotfullt beteende (ljus, lätt minnesvärd färg; nyckelpiga, flugsvamp). All kondition är relativ, eftersom agerar och skyddar under vissa miljöförhållanden, till exempel den gröna larven. Två processer bidrar till utseendet av anpassningar: divergens(divergens av egenskaper leder till uppkomsten av homologa organ; en mänsklig hand och en fågelvinge), konvergens(konvergens av karaktärer i olika orelaterade grupper som ett resultat av att de utför samma funktioner; delfin och hajfena).

28. Mikroevolution- processen för omvandling av en befolkning eller populationer under påverkan av evolutionära faktorer. Filipchenkos mandatperiod (1927). Under påverkan av elementära faktorer på en populations genpool förändras frekvenserna av individuella gener. Detta leder till ett elementärt evolutionärt fenomen - en förändring i befolkningens genotypiska och fenotypiska sammansättning. Med en långvarig enkelriktad påverkan av naturligt urval observeras differentiering av populationer.

Se kallas en samling individer som liknar strukturen, har ett gemensamt ursprung, korsar sig fritt och ger fertil avkomma. Alla individer av samma art har samma karyotyp, liknande beteende och upptar en viss livsmiljö (utbredningsområde). En av de viktiga egenskaperna hos en art är dess reproduktiva isolering, det vill säga förekomsten av mekanismer som förhindrar inflödet av gener utifrån. Skydd av genpoolen för en given art från inflödet av gener från andra, inklusive närbesläktade, arter uppnås på olika sätt. Tidpunkten för reproduktion hos närbesläktade arter kanske inte sammanfaller. Om datumen är desamma, så sammanfaller inte häckningsplatserna. Många djurarter har strikta parningsritualer. Om en av de potentiella parningspartnerna har en beteenderitual som avviker från den specifika, sker inte parning. Föredragna matkällor fungerar också som en isoleringsfaktor: individer äter i olika biotoper och sannolikheten för korsning mellan dem minskar. Men ibland (vid interspecifik korsning) inträffar fortfarande befruktning. I detta fall har de resulterande hybriderna antingen minskad livsduglighet eller är infertila och producerar inte avkomma. Ett välkänt exempel är mulan, en hybrid av en häst och en åsna. De listade mekanismerna som förhindrar utbyte av gener mellan arter har ojämlik effektivitet, men i kombination under naturliga förhållanden skapar de ogenomtränglig genetisk isolering mellan arter. Följaktligen är en art en verkligt existerande, genetiskt odelbar enhet av den organiska världen. Varje art upptar ett mer eller mindre omfattande område (från det latinska området - område, utrymme). Förekomsten av vissa gränser för utbredningen av en art betyder inte att alla individer rör sig fritt inom området. Individer av vilken art som helst är ojämnt fördelade inom artområdet. Därför betraktas en art som en samling av separata grupper av organismer - populationer. En population är en samling individer av en given art, som upptar ett visst territorium inom artens utbredningsområde, fritt förökar sig och delvis eller helt isolerade från andra populationer. I verkligheten existerar en art i form av populationer. Genpoolen för en art representeras av genpooler av populationer. En befolkning är en elementär evolutionens enhet.

Genetisk drift är en genetisk-automatisk process, en förändring i frekvensen av gener i en population under ett antal generationer under påverkan av slumpmässiga faktorer, vilket som regel leder till en minskning av populationernas ärftliga variationer. Det manifesteras tydligast under en kraftig minskning av befolkningen som ett resultat av naturkatastrofer (brand, översvämning) och massspridning av skadedjur. Under påverkan av genetisk drift ökar processen för homozygositet hos individer, vilket ökar med en minskning av populationens storlek. Detta beror på det faktum att i populationer av begränsad storlek ökar frekvensen av inavel, och som ett resultat av märkbara slumpmässiga fluktuationer i frekvensen av individuella gener, blir vissa alleler fixerade medan andra går förlorade. Vissa mogna homozygota former kan visa sig vara adaptivt värdefulla under nya miljöförhållanden. De kommer att plockas upp genom urval och kommer att kunna få stor spridning med en efterföljande ökning av befolkningen. Fluktuationer i antalet organismer kallas befolkningsvågor. Befolkningsvågor är en av de vanligaste orsakerna till genetisk drift. Fluktuationer i antal är särskilt uttalade hos insekter, rovdjur och växtätare.

Selektion i en population sker på grund av att organismer bättre anpassade till yttre förhållanden överlever och förökar sig, medan de mindre anpassade dör oftare och/eller lämnar färre avkommor. Rollen som väljarfaktorn spelas av miljön. Urval ökar en populations anpassningsförmåga till miljöförhållanden. När befolkningsstorleken ökar blir yttre förhållanden (till exempel mat) en begränsande faktor, vilket leder till konkurrens i befolkningen (kampen för tillvaron). Individer som på grund av sin fenotyp har en fördel i denna tävling kommer att lämna avkomma och överleva. Ur ett genetiskt perspektiv är selektion den process som avgör vilka alleler som kommer att överföras till avkomman, vilket ger dem en konkurrensfördel. Förändringar i allelfrekvenser kan leda till evolutionära förändringar, den främsta orsaken till detta är uppkomsten av muterade alleler. En recessiv mutant allel kan spridas särskilt snabbt i en population när den är kopplad till någon dominant allel som är viktig för organismens liv. Muterade alleler associerade med små förändringar i fenotyp kan ackumuleras och producera evolutionära förändringar.

Divergens- Divergens av egenskaper hos organismer under evolution. Begreppet "D." lagt fram av Charles Darwin för att förklara uppkomsten av en mängd olika sorter av odlade växter, raser av husdjur och biologiska arter i naturen. Med artificiellt urval är D. inom varje grupp av odlade växter och husdjur beroende av människans behov. Darwin använde principen om D. för att förklara artbildning i naturen. Om en art upptar ett brett område och anpassar sig till olika miljöförhållanden, så uppstår D., vilket tar sig uttryck i uppkomsten av eventuella skillnader mellan initialt likartade populationer och oundvikligen orsakas av en något ojämlik riktning av naturligt urval i olika delar av arten ' område. D. leder till uppkomsten av organismer som är olika i struktur och funktion, vilket säkerställer en mer fullständig användning av miljöförhållandena, eftersom, enligt Darwin, den största "summan av liv" realiseras med den största mångfalden av struktur. D. stöds av kampen för tillvaron; Vanligtvis har även lätt specialiserade former en selektiv fördel, vilket bidrar till snabb utrotning av mellanformer och uppkomsten av olika former av isolering. Principen för D. förklarar processen för bildandet av större (supraspecifika) systematiska grupper och förekomsten av luckor mellan dem.

Konvergens- egenskaper i evolutionsprocessen för icke-nära besläktade grupper av organismer, deras förvärv av en liknande struktur som ett resultat av existens under liknande förhållanden och lika riktat naturligt urval. Som ett resultat av cellulit får organ som utför samma funktion i olika organismer en liknande struktur. Till exempel, hos de simmande fossila reptilerna ichthyosaurs och hos däggdjuren delfiner, fick kroppens form och framben i evolutionsprocessen konvergent likhet med fiskens kroppsform och fenor (se figuren i artikeln Analogy in biology). Konvergent likhet är aldrig djup.

29. Evolutionsprocessens huvudriktningar är biologiska framsteg och regression.

Biologiska framsteg innebär framgången för en given grupp av levande organismer i kampen för tillvaron, vilket åtföljs av en ökning av antalet individer i denna grupp, utvidgning av dess räckvidd och sönderfall i mindre systematiska enheter (ordningar i familjer, familjer i släkten etc.). Alla dessa tecken är sammankopplade, eftersom en ökning av antalet kräver med nödvändighet en utvidgning av utbredningsområdet, och som ett resultat av bosättningen av nya livsmiljöer uppstår idioanpassning, vilket leder till bildandet av nya underarter, arter, släkten etc.

Biologisk regression, tvärtom, är nedgången av en given grupp av levande organismer på grund av att den inte kunde anpassa sig till förändringar i miljöförhållanden eller ersattes av mer framgångsrika konkurrenter. Regression kännetecknas av en minskning av antalet individer i en given grupp, en minskning av dess räckvidd och en minskning av de mindre systematiska enheterna som ingår i den. Regression kan så småningom leda till att en given grupp helt utrotas.

Framsteg uppnås genom aromorfoser, idioadaptationer eller allmän degeneration, vilket i sin tur också kan betraktas som evolutionens huvudriktningar.

Aromorfos (morfofysiologiska framsteg) är en evolutionär omvandling av strukturen och funktionerna hos en organism som ökar den allmänna nivån på dess organisation, men som inte har ett snävt anpassningsvärde till miljöförhållanden. De största aromorfoserna som uppstod i prekambrium var uppkomsten av fotosyntes, uppkomsten av flercelliga organismer och sexuell reproduktion.

Idioadaptation är den partiella anpassningen av organismer till ett visst sätt att leva under specifika miljöförhållanden. Till skillnad från aromorfos påverkar idioadaptation inte signifikant den allmänna organisationsnivån för en given biologisk grupp. På grund av bildandet av olika idioanpassningar kan djur av närbesläktade arter leva i en mängd olika geografiska områden.

I vissa fall åtföljs övergången av organismer till nya, vanligtvis enklare, existensvillkor av en förenkling av deras struktur, d.v.s. allmän degeneration.

30. Historia om den organiska världens utveckling

NATURLIGT URVAL är resultatet av kampen för tillvaron; den är baserad på preferentiell överlevnad och lämnande av avkommor av de mest anpassade individerna av varje art och döden av mindre anpassade organismer

I Under förhållanden av ständiga miljöförändringar eliminerar det naturliga urvalet oanpassade former och bevarar ärftliga avvikelser som sammanfaller med riktningen för de förändrade tillvaronsförhållandena. Antingen sker en förändring i reaktionsnormen eller dess expansion (reaktionsnorm kallas kroppens förmåga att reagera med adaptiva förändringar till verkan av miljöfaktorer; reaktionsnorm är gränserna för modifieringsvariabilitet som kontrolleras av genotypen av en given organism). Denna form av urval upptäcktes av Charles Darwin och kallades körning .

Ett exempel är förskjutningen av den ursprungliga ljusa formen av björkfjärilen med en mörkfärgad form. I sydöstra England, förr i tiden, tillsammans med den ljusa formen av fjärilen, hittades ibland mörkfärgade. På landsbygden visar sig ljus färgning på björkbark vara skyddande; de ​​är osynliga, medan mörkfärgade tvärtom sticker ut mot en ljus bakgrund och blir ett lätt byte för fåglar. I industrizoner, på grund av miljöföroreningar med industriellt sot, får mörkfärgade former en fördel och ersätter snabbt ljusa. Sålunda, av 700 arter av fjärilar i detta land, under de senaste 120 åren, har 70 arter av nattfjärilar ändrat sin ljusa färg till mörk. Samma bild observeras i andra industriområden i Europa. Liknande exempel inkluderar uppkomsten av insektsmedelsresistenta insekter, antibiotikaresistenta former av mikroorganismer, spridning av giftresistenta råttor, etc.

Inhemsk vetenskapsman I. I. Shmalgauzen upptäckte stabiliserande form urval, som verkar under konstanta existensförhållanden. Denna form av urval syftar till att behålla den befintliga normen. I detta fall bibehålls reaktionsnormens konstanthet så länge miljön förblir stabil, medan individer som avviker från medelnormen försvinner från populationen. Till exempel, under snöfall och starka vindar dog kortvingade och långvingade sparvar, men individer med genomsnittliga vingstorlekar överlevde. Eller ett annat exempel: den stabila beständigheten hos delarna av en blomma i jämförelse med växtens vegetativa organ, eftersom blommans proportioner är anpassade till storleken på de pollinerande insekterna (en humla kan inte penetrera en för smal krona av en blomma , snabeln hos en fjäril kan inte röra de för korta ståndarna av blommor med en lång kronkrona). Under miljontals år skyddar stabiliserande urval arter från betydande förändringar, men bara så länge levnadsförhållandena inte förändras avsevärt.

Också framstående riva, ellerstörande , urval som verkar i en mångfaldig miljö: inte bara en egenskap väljs ut, utan flera olika, som var och en gynnar överlevnad inom snäva gränser för befolkningens räckvidd. På grund av detta är befolkningen uppdelad i flera grupper. Till exempel ser vissa vargar i Kitskillbergen i USA ut som en lätt vinthund och jagar rådjur, medan andra vargar i samma område, tyngre, med korta ben, vanligtvis attackerar fårhjordar. Disruptivt urval verkar under förhållanden med en kraftig förändring i miljön: former med flerriktningsförändringar överlever i befolkningens periferi, de ger upphov till en ny grupp där stabiliserande urval träder i kraft. Ingen av selektionsformerna förekommer i naturen i sin rena form, eftersom miljöfaktorer förändras och samverkar som en helhet. Men under vissa historiska tidsperioder kan en av urvalsformerna bli ledande.

Alla former av naturligt urval utgör en enda mekanism, som agerar på statistisk basis som en cybernetisk regulator, upprätthåller balansen mellan populationer och de omgivande miljöförhållandena. Det naturliga urvalets kreativa roll är inte bara att eliminera det oanpassade, utan också att styra de framväxande anpassningarna (resultatet av mutationer och rekombinationer), "selektera" i en lång serie av generationer endast de av dem som är mest lämpliga i det givna existensvillkor , vilket leder till uppkomsten av fler och fler nya livsformer.

Former av naturligt urval (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biology in tables. M., 2000)

Låt oss beröra de allmänna egenskaperna hos naturligt urval och dess former, med fokus på en av dem - stabilisering. Låt oss titta på dess tecken, illustrativa exempel och konsekvenser.

Naturligt urval är...

Termen "naturligt urval" myntades av Charles Darwin. Detta begrepp syftar på den viktigaste evolutionsprocessen, under vilken antalet individer som är mest anpassade till vissa förhållanden ökar och antalet individer med ogynnsamma egenskaper för ett givet område minskar. Den mer moderna syntetiska evolutionsteorin kallar det naturliga urvalet för huvudorsaken till artbildningen och anpassningen av levande varelser till miljön.

Utöver det naturliga urvalet är evolutionens drivkrafter även mutationer, genetisk drift och överföring av gener från population till population.

Typer av naturligt urval

Det finns fyra huvudformer av naturligt urval:

1. Körval - denna form agerar under plötsligt förändrade miljöförhållanden. ”Vinnarna” är de individer vars egenskaper i en viss riktning avviker från medelvärdet, nämligen de som är mer lämpade för den nya miljön. En ökning av antalet insekter med en gråaktig, mörk färg i områden som har blivit industriella är ett drivande urval, eftersom individer med en ljus färg är mycket märkbara för rovdjur under de nya förhållandena.
2. Disruptivt (störande urval) - i denna form gynnar yttre förhållanden endast extremt polära manifestationer av en egenskap, vilket ger ingen chans till individer med dess genomsnittliga manifestation. Till exempel på slåtterängar är det bara växter som hinner blomma på sen vår eller tidig höst som ger frön - före och efter gräsklippningen.
3. Den stabiliserande formen av selektion är riktad mot individer som avviker från medelvärdena för en viss population.
4. Sexuellt urval - denna form "rensar bort" hanar och honor som inte är attraktiva för det motsatta könet av flera skäl - sjukdom, defekt, defekt utveckling, etc. Det hjälper att inte ärva egenskaper som är oönskade eller skadliga för avkomman.

Egenskaper för stabiliserande urval

För att göra exempel på att stabilisera urval tydligare behöver vi först karakterisera det.

Termen "stabiliserande urval" introducerades av den ryske evolutionisten I. I. Shmalgauzen. Med det förstod vetenskapsmannen en typ av urval riktad mot individer som avviker från den genomsnittliga manifestationen av någon egenskap. Stabiliserande selektion skyddar således populationen från det totala arvet av alla breda mutationer, men tillåter smala mutationer.

Det är att stabilisera selektion, skydda de genomsnittliga manifestationerna av en egenskap från betydande förändringar, som berikar genpoolen i en viss population - recessiva (inte manifesterade i majoriteten för närvarande) alleler ackumuleras, förutsatt att den övergripande fenotypen förblir oförändrad. Som ett resultat ackumuleras dold genetisk mångfald av befolkningen, en slags mobiliseringsreserv som ackumuleras i ögonblicket av en kraftig förändring av yttre förhållanden och ikraftträdandet av drivande urval.

Det är värt att säga att stabiliserande och drivande urval är nära besläktade med varandra - de ersätter med jämna mellanrum varandra i livscykeln för populationer av levande varelser.

Exempel på stabiliserande urval

Låt oss nämna olika manifestationer av stabiliserande urval:

1. Konstant i strukturen av tyroxin (tyreoideahormon) genom historien om ryggradsdjurens utveckling.
2. Efter en snöstorm i Nordamerika hittades 136 gråsparvar skadade. 64 fåglar dog och 72 överlevde. Bland de döda fanns främst individer med mycket långa eller för korta vingar. Sparvar med medellånga vingar visade sig vara mer motståndskraftiga.
3. Bland skogsfåglar är de mest anpassningsbara individer med genomsnittlig fertilitet. Mycket fertila föräldrar kan inte fullt ut mata alla sina kycklingar, varför de senare växer upp små och svaga.
4. Under förlossning hos däggdjur, såväl som under de första levnadsveckorna, dör en del av ungarna konsekvent - med för låg eller omvänt för hög vikt. Medelstora individer överlever i allmänhet denna period säkert.

Tecken på stabiliserande urval

Stabiliserande urval kännetecknas av följande egenskaper:

1. Det uppträder i en miljö vars förhållanden förblir relativt konstanta under lång tid. Ett utmärkt exempel på stabiliserande urval är nilkrokodiler. Under 70 miljoner år har deras utseende inte förändrats, eftersom deras livsmiljö (tropiska semi-akvatiska biotoper) också förblir nästan klimatmässigt oförändrade. Det är värt att notera det faktum att krokodiler själva är opretentiösa djur och kan gå utan mat under lång tid.
2. Tillåter mutationer med en snäv reaktionshastighet.
3. Leder till homogenitet av populationsfenotypen. Låt oss återigen notera att det bara är uppenbart - dess genpool förblir mobil på grund av smala mutationer.
4. Avlivning av individer signifikant förändrad av mutation.

Resultat av stabiliserande urval

Låt oss slutligen titta på konsekvenserna av att stabilisera urvalet:

• stabilitet inom varje befintlig befolkning;
• bevarande av de mest betydande, typiska egenskaperna hos befolkningen;
• skydd av arternas mångfald från mutationsförändringar, av vilka några inte bara är skadliga utan också destruktiva;
• skapande av en mekanism för ärftlighet;
• förbättring av mekanismerna för individuell utveckling - ontogenes.

Stabiliserande urval är en av de viktiga formerna av naturligt urval. Det tillåter inte mutationer att ändra de grundläggande egenskaperna hos en viss population eller en hel art. Exempel på stabiliserande urval indikerar ogynnsamheten eller till och med destruktiviteten hos de mutationsmanifestationer som den avvisar.

Naturligt urval är grunden för evolutionen. Det kan betraktas som en process som leder till att antalet individer som är bättre anpassade till miljöförhållanden ökar i populationer av levande organismer. Medan antalet individer mindre anpassade för vissa egenskaper minskar.

Eftersom miljöförhållandena för populationer inte är desamma (på vissa ställen är förhållandena stabila, på andra är de varierande) finns det flera olika former av naturligt urval. Typiskt särskiljs tre huvudformer: stabiliserande, körande och störande urval. Det finns också sexuellt naturligt urval.

Stabiliserande form av naturligt urval

Mutationer förekommer alltid i populationer av organismer, och det finns också kombinativ variabilitet. De leder till uppkomsten av individer med nya egenskaper eller deras kombinationer. Men om miljöförhållandena förblir konstanta och befolkningen redan har anpassats väl till dem, blir de nya värdena för egenskaper som uppträder vanligtvis irrelevanta. Individerna där de uppstod visar sig vara mindre anpassade till de rådande förhållandena, förlorar kampen för tillvaron och lämnar färre avkommor. Som ett resultat är nya egenskaper inte fixerade i befolkningen, utan tas bort från den.

Således fungerar den stabiliserande formen av naturligt urval under konstanta miljöförhållanden och upprätthåller genomsnittliga, utbredda värden av egenskaper i befolkningen.

Ett exempel på stabiliserande urval är upprätthållandet av genomsnittlig fertilitet hos många djur. Individer som föder ett stort antal ungar kan inte mata dem bra. Som ett resultat visar sig avkommorna vara svaga och dör i kampen för tillvaron. Individer som föder ett litet antal ungar kan inte fylla populationen med sina gener på samma sätt som individer som föder ett genomsnittligt antal ungar kan.

Rött visar fördelningen av egenskapen i den gamla befolkningen, blå - i den nya.

Den drivande formen för naturligt urval

Den drivande formen av naturligt urval börjar agera i föränderliga miljöförhållanden. Till exempel, med en gradvis avkylning eller uppvärmning, en minskning eller ökning av luftfuktigheten, eller uppkomsten av ett nytt rovdjur som långsamt ökar sitt antal. Miljön kan också förändras som ett resultat av en ökning av befolkningens utbredningsområde.

Det bör noteras att en gradvis förändring av förhållandena är viktig för naturligt urval, eftersom uppkomsten av nya anpassningar i organismer är en lång process som sker under många generationer. Om förhållandena förändras kraftigt dör populationer av organismer vanligtvis helt enkelt ut eller flyttar till nya livsmiljöer med samma eller liknande förutsättningar.

Under nya förhållanden kan vissa tidigare skadliga och neutrala mutationer och kombinationer av gener visa sig vara användbara, vilket ökar organismernas anpassningsförmåga och deras chanser att överleva i kampen för tillvaron. Följaktligen kommer sådana gener och de egenskaper de definierar att fixeras i populationen. Som ett resultat kommer varje ny generation av organismer att flytta sig längre och längre bort från den ursprungliga populationen i något avseende.

Det är viktigt att förstå att med den drivande formen av naturligt urval visar sig endast ett visst värde av en egenskap från tidigare oanvändbara egenskaper vara användbar, och inte alla. Till exempel, om tidigare endast individer med medellängd överlevde, och stora och små dog, så kommer individer med endast liten längd att överleva bättre med val av körning, men de med medellängd och särskilt stor längd kommer att hamna i sämre förhållanden och gradvis försvinna. från befolkningen.

En störande form av naturligt urval

Den störande formen av naturligt urval liknar i sin mekanism den drivande formen. Det finns dock en betydande skillnad. Att driva urval gynnar endast ett värde av en viss egenskap, vilket tar bort från populationen inte bara medelvärdet för denna egenskap, utan också alla andra ytterligheter. Störande urval verkar bara mot medelvärdet av en egenskap, vanligtvis gynnar två extrema värden för egenskapen. Till exempel, på öar med starka vindar, överlever insekter utan vingar (de flyger inte) eller med kraftfulla vingar (de kan motstå vinden när de flyger). Insekter med medelstora vingar bärs ut i havet.

Störande naturligt urval leder till uppkomsten polymorfism i populationer, när, enligt något kännetecken, två eller flera varianter av individer bildas, som ibland upptar något olika ekologiska nischer.

Sexuellt urval

Vid sexuellt urval väljer individer i populationer som partner de individer av det motsatta könet som har någon egenskap (till exempel en ljus svans, stora horn) som inte är direkt relaterad till ökad överlevnad eller till och med skadlig för detta. Att ha en sådan egenskap ökar chanserna för reproduktion och därmed konsolidering av ens gener i befolkningen. Det finns flera hypoteser om orsakerna till uppkomsten av sexuell selektion.