| Преимущества: | Недостатки: |
| 1. Человек, отбирая особей с полезными признаками, создаёт многообразие пород и сортов (творческая роль искусственного отбора - направляется человеком). 2. Небольшой промежуток времени для создания породы или сорта. | Так как ведётся по отдельным признакам, то приводит к разрушению генетических корреляционных систем. В результате фенотипическая изменчивость повышается, а общая жизнеспособность, снижается. Свойства организмов изменяются не на пользу им самим, а на пользу людям. Например, разные сорта капусты отличаются формой, размером, цветом листьев, а цветки их сходны (причина – листья капусты - ценный продукт питания и человек ведёт селекцию по данному признаку); у анютиных глазок разнообразны цветы, но сходны листья (человек ведёт селекцию для получения разнообразие окраски цветов декоративного растения). Так создавая высокомолочную породу коров человек, не заботится о том, насколько удобно коровам носить аппарат, дающий в день по 3-4 ведра молока. Человек создаёт быстро растущих, жиреющих свиней, откладывающих жир между слоями мяса (бекон), сохраняя им кости до того предела, чтобы они не обломились под тяжестью туши. Породы и сорта проигрывают в борьбе за существование природным видам. Человек вынужден защищать породы и сорта от вредных воздействий. |
Движущие силы эволюции по Ч.Дарвину.
Предпосылками эволюции по Дарвину являются наследственная изменчивость и геометрическая прогрессия размножения организмов. Движущие силы эволюции – Б.З.С. и Е.О. При создании эволюционной теории обращался к результатам селекционной практики, пытался выяснить происхождение пород и сортов, их многообразие, методы их получения. Основой многообразия он считал изменчивость.
Изменчивость по Дарвину – процесс возникновения отличий потомков от предков, которые обуславливают многообразие особей в пределах сорта, породы, вида.
Виды изменчивости:
1) ОПРЕДЕЛЕННАЯ (групповая). Возникает под действием фактора среды, действующего одинаково на всех особей сорта, породы. Она не наследуется. Например, увеличение массы при хорошем кормлении; у животных изменение густоты шерсти под влиянием климата. С точки зрения генетики – это модификация, ненаследственная изменчивость.
2) НЕОПРЕДЕЛЕННАЯ (индивидуальная). Изменения, возникающие у отдельных особей вида под действием разных факторов среды, в разных направлениях. Например, разная интенсивность окраски лепестков. С точки зрения генетики – это мутация, наследственная изменчивость.
Неопределенная изменчивость
А) Коррелятивная или соотносительная. Изменение одного органа вызывает изменение других. Например, белые коты с голубыми глазами глухие; у лошади белое пятно ( звезда) на лбу и белая шерсть на ногах; у крупного рогатого скота длинные рога и шерсть; у домашней утки кости нижних конечностей весят больше костей крыла (мало летают); у болотных птиц длинная шея и длинные ноги; белый сахарный тростник меньше болеет чем красный; собаки с плохо развитым шерстным покровом имеют недоразвитые зубы; голуби с оперенными ногами имеют перепонки между пальцами.
Б) Компенсационная изменчивость. С развитием одних органов и функций подавляются другие, которые недоразвиваются и могут редуцироваться. Например, протей имеет жабры и легкие, если заставить его жить только в воде – легкие редуцируются, а жабры увеличиваются в 3 раза. И наоборот. При кормлении свиней белковой пищей стимулируется развитие мускулатуры и задерживается развитие жировой ткани.
В) Изменчивость многократно повторяющихся органов. Такие органы более подвержены изменениям, чем органы, встречающиеся в небольшом числе. Например, позвонки у змей, лучи в плавниках рыбы, перья в хвосте птиц, листья у растений.
Борьба за существование.
Факт Б.З.С. Дарвин вывел из возможности организмов размножаться в геометрической прогрессии. Например, ♀ аскариды производит в сутки 200 тыс. яиц, ♀ окуня 200-300 тыс. икринок, треска 10 млн. икринок. Серая крыса приносит 5 пометов в год, в среднем по 8 крысят, достигающих половозрелости к 3месяцам. В одном плоде кукушкиных слезок 186000 семян, одуванчик производит 100 семян за сезон, и потомство 1-го растения на 10-й год потребовало бы S в 15 раз больше S Земли. Одна пара мышей за 7 лет покрыла бы всю сушу, а 1а тля за 1 год всю Землю. Даже слон, принося за жизнь до 6 детенышей, может дать начало поколению, которое за 750 лет составит 19млн особей. Однако в природе этого не происходит т.к. огромное число особей погибает на разных стадиях онтогенеза от болезней, негативных факторов среды, хищников.
Борьба за существование – это сложный процесс противоречивых взаимоотношений особей одного, разных видов между собой и с неорганической природой, который через уничтожение менее приспособленных ведет к естественному отбору.
Формы борьбы за существование .
| 1. Внутривидовая борьба | 2. Межвидовая борьба | 3. Борьба с неблагоприятными внешними условиями. |
| Происходит между особями одного вида. Носит наиболее острый характер, т.к. особи одного вида нуждаются в сходных условиях существования. ---------------------------------- Примеры: состязание волков за добычу, пищу, самку ;внутривидовой каннибализм; высокие деревья с широкими кронами перехватывают основную массу солнечных лучей, а их мощная корневая система поглощает из почвы минеральные вещества в ущерб более слабым соседям.. Внутривидовая борьба обостряется при повышении плотности популяции, так чайки и буревестники при обилии птенцов более сильные птенцы выталкивают из гнезд более слабых, обрекая их на гибель от хищников или голода. Высокая численность особей популяции приводит к эпидемиям, снижению плодовитости, синицы затаптывают птенцов в гнездовую подстилку. Для снижения внутривидовой борьбы волки и медведи метят территорию, зяблики и синицы поют на границах своей территории. До репродуктивного состояния доживают и оставляют потомство наиболее адаптированные к конкретным условиям среды. Хотя не всегда адаптации полезны для отдельной особи, но всегда полезны для вида в целом, например, пчела, ужалив млекопитающее, гибнет, но спасает улей. | Происходит между особями разных видов и может быть острой, если виды относятся к одному роду и нуждаются в сходных экологических условиях. --------------------------------------------------- Примеры: 1) конкуренция за пищу между хищниками – гепарды, львы, гиены отнимают друг у друга добычу; 2) конкуренция за место обитания - серая крыса (крупная и агрессивная) вытеснила черную из мест в поселениях людей, сегодня черная встречается лишь в лесных и пустынных районах; североамериканская ондатра перехватила часть ресурсов русской выхухоли; завезенная в Австралию обыкновенная пчела вытеснила туземную без жала; подавление елью всходов светолюбивых трав (аменсализм – для одного вида влияние отрицательно, а для другого безразлично); 3) хищничество – волк-заяц, тигр – кабан; 4) паразитизм - паразит- хозяин (эктопаразитизм – блохи, клещи на млекопитающих, растения – паразиты повилика и заразиха на клевере и хмеле; эндопаразитизм – печеночный сосальщик, аскарида в печени и кишечнике млекопитающих); 5) мутуализм – присутствие партнера обязательно – орхидея опыляется колибри; 6) Протокооперация – совместное существование выгодно, но не обязательно – пчела опылитель луговых растений; 7) комменсализм – для одного вида сотрудничество выгодно, а для другого безразлично – перенос семян репейника крупными млекопитающими. Следствием межвидовых взаимоотношений является параллельная эволюция видов – КОЭВОЛЮЦИЯ. У хищника появляются особые средства нападения : клыки, когти, быстрота, у жертв – яды, маскировочная окраска, шипы, панцири, выставление охраны. Межвидовая борьба влияет на внутривидовую борьбу. Хищник – лиса усиливает конкуренцию среди зайцев, побеждают быстро бегающие и хорошо запутывающие следы, а среди лис хитрые, преуспевающие в охоте. Все это тоже коэволюция. | Приводит к усилению внутри- и межвидовой конкуренции. Факторы неживой природы оказывают непосредственное и опосредованное влияние на эволюцию живого. -------------------------------------------- Примеры: все тундровые растения карликовые, хотя не испытывают конкуренции с другими растениями, причина в вечной мерзлоте и особом климате; летний покой у эфемероидов (подснежники); зимой животные меняют окраску, густоту шерсти, впадают в спячку; пустынные растения приспособились запасать воду в стеблях, имеют особую корневую систему, для снижения транспирации (испарения воды) имеют листья, видоизменившиеся в колючки. При недостатке территории, света, тепла, влажности все виды борьбы усиливается, при избытке жизненных ресурсов ослабевают. |
Естественный отбор.
Учение о Е.О. разработано Дарвином, считавшим отбор результатом Б.З.С., а его предпосылкой наследственную изменчивость.
Естественный отбор – это отбор, проводимый природой, при котором выживают и оставляют потомство организмы с полезными в данных условиях наследственными изменениями («передовые особи»), а все отклонения от нормы элиминируются.
С точки зрения генетики Е.О. изменяет состав генофонда в пользу особей с более полезными в данных условиях генотипами.
Объекты отбора - отдельные особи, семьи, популяции, виды, сообщества.
Результат отбора - многообразие видов.
Доказательства Е.О.:
А) на опушке леса разложили на досках 200 видов насекомых и птицы склевывали тех, которые не имели предостерегающей окраски;
Б) личинок мучного хрущака окрасили безвкусной краской кармином и птицы охотно их поедали, но если в краску добавляли горький хинин птицы не ели личинок;
В) мушек дрозофил помещали в лабиринт с 2я выходами вверх и вниз, отобрали 2е группы со стереотипом поведения, закрепленным генетически, одни выходили вверх, а другие вниз. Если снять пресс е.о., т.е. позволить дрозофилам разных групп скрещиваться, устанавливается баланс генов (1), часть двигается вверх, 2) часть вниз, 3) мушки, не имеющие предпочтения в движении).
Примеры действия Е.О. в природе.
В ходе Е.О.появляется многообразие биологических адаптаций организмов.
1) Общие адаптации к водной, почвенной, наземно-воздушной, организменной среде.
2) Частные адаптации к бегу у лошади и страуса, рытью у крота и слепыша, лазанью у обезьян и дятлов.
3) Маскирующая окраска (криптическая или покровительственная) – незаметна на фоне среды – кузнечик в траве, бабочка-пяденица на стволе березы, выпь незаметна в камышах, камбала и хамелеон – сложные изменения окраски, сезонная криптическая окраска у зайца.
4) Скрадывающая противотень, основана на оптическом эффекте – спина темная, а брюшная часть светлая у рыб, земноводных, рептилий, оленей, зайцев.
5) Подражание предметам среды – морской конек тряпичник - как комок водорослей, рыба – игла похожа на пучки водорослей, тропические змеи похожи на лианы, бабочки-лишайницы на лишайник, бабочка-лунка напоминает лист, палочники похожи на обломанный сучек, бабочка калима на сухой лист, кузнечики, жуки и даже тропическая рыба-лист напоминает мертвый лист, паук драссус как почка дерева, яйца кулика-сороки похожи на гальку.
6) Расчленяющая окраска (пятна и полосы) – тигры, зебры, леопарды, жирафы незаметны на расстоянии 50м, щука, окунь – полосатые.
7) Мимикрия, один из видов покровительственной окраски («мимос» – актер) - мирный вид (имитатор) подражает защищенному виду (опасному, ядовитому) окраской и поведением – это мимикрия Бэйтса. Безвредные мухи-журчалки и бабочки-стеклянницы подражают пчелам и осам; мухи-шмелевидки подражают шмелям; южно-американские бабочки белянки подражают ядовитым геликонидам, кукушка сходна цветом и поведением с ястребом, а ее яйца соответствуют окраске яиц птиц-хозяев. У растения белозёра цветы без нектара, но похожи на медоносные, поэтому привлекают опылителей. Безобидный тропический уж похож на ядовитого.
МИМИКРИЯ – результат отбора сходных мутаций у разных видов. Численность видов подражателей должна быть небольшой (10% , она поддерживается летальными мутациями), иначе у их врагов не будет вырабатываться устойчивый отрицательный условный рефлекс на предостерегающую окраску.
Мимикрия Мюллера – вид подражания, когда несколько опасных видов, подражая друг другу, образуют – «кольцо мимикрии». Пример: у многих видов ос и пчел цвет сходный (желтые и черные полосы) и хищники, часто сталкиваясь с несколькими видами, привыкают избегать их, что выгодно всем видам, входящим в «кольцо».
8) Предостерегающая окраска – это сочетание красного, белого, желтого, черного цветов, что свидетельствует о ядовитости (осы, пчелы, клоп-солдатик, божья коровка, колорадский жук).
9) Демонстрация - угрожающая окраска, форма тела и поведение демонстрируется внезапно, обычно очень ярко, а хищник принимает безобидное животное за опасное. Ящерица - ушастая круглоголовка раздувает кожные складки на шее, открывает рот, демонстрируя его красную окраску, раскачивается и шипит. Гусеница винного бражника раздувает переднюю часть тела, напоминая змею – кобру, которая также раздувает капюшон.
10) Средства пассивной защиты – у растений иглы, колючки, кристаллы щавелевокислого Са – защита от поедания гусеницами, улитками и грызунами; хитиновые покровы членистоногих, панцири черепах, иглы ежей и дикобразов.
Приспособления к разным видам опыления и распространения плодов и семян у цветковых.
| 1. Энтомофилия (опыление насекомыми) | 2. Анемофилия (ветром) | 3. Гидрофилия (водой) | 4. Орнитофилия (птицами) | 5. Хироптерофилия (летучими мышами) |
| 1) Цветы яркие, крупные, если цветки мелкие, то собраны в крупные соцветия (зонтик, корзинка). 2) Много нектара, сильный запах. 3) Пыльца липкая или с выростами Подсолнух, василек, шиповник, картофель. | 1) Мелкие, невзрачные, желтого, зеленоватого цвета, собраны в соцветия (колос, метелка, сережка). Появляются весной раньше листьев 2) Запаха нет. 3) Пыльцы много, она сухая, мелкая. Дуб, орех, тополь. | 1) Цветки мелкие распускаются в толще воды или на поверхности. 2) Запаха нет. 3) Пыльца с воздушными мешками – плавучая. Валлиснерия, роголистник. | 1) Крупные, яркие, часто красные. 2) Очень много нектара. Запаха почти нет. 3) Пыльца липкая или с выростами. Тропические растения (банановые пальмы, орхидеи) | 1) Цветы крупные, светлые, ночные. 2) Нектара много, запах неприятный мышиный. 3) Пыльцы много, она липкая или с выростами. Орхидеи, пальмы. |
12) Инстинкты заботы о потомстве и добывании пищи у животных.
13) Приспособления Галапагосских вьюрков к разным экологическим нишам – 6 типов клювов для определенных способов питания.
| Виды вьюрков | Форма клюва | Пища | Местообитания |
1. Средний земляной вьюрок
| прямой, короткий | семена и насекомые | низменности по берегам рек |
2. Кактусовый земляной вьюрок
| длинный, прямой, язык расщепленный | нектар кактусов | низменности |
| 3. Древесный насекомоядный вьюрок | средних размеров, загнутый | насекомые | в лесу |
4. Древесный растительноядный вьюрок
| загнут как у попугая | плоды, почки | в лесу |
5. Славковый вьюрок
| тонкий, маленький | насекомых ловит на лету | в лесу |
6.Дятловый древесный вьюрок
| прямой, длинный | личинки насекомых | в лесу |
Предковая форма – большой земляной вьюрок
| клюв короткий, толстый | семена | в прибрежных районах |
Формы естественного отбора
1) Стабилизирующий отбор — форма Е.О., благоприятствующая особям со средней выраженностью признака, поддерживающая уже существующий фенотип. Открыт И.И.Шмальгаузеном (отечественный зоолог и морфолог). Действует там, где условия жизни остаются длительное время постоянными (например, северные широты, океанское дно).
Примеры.1) У млекопитающих новорождённые с очень низким и очень высоким весом чаще погибают при рождении или в первые недели жизни, чем новорождённые со средним весом.
2) Учёт размера крыльев у воробьёв, погибших после бури в 50-х годах под Ленинградом ( аналогичная ситуация произошла США и 19в в Англии) показал, что большинство из них имели слишком маленькие или слишком большие крылья. И в этом случае наиболее приспособленными оказались средние особи.
3) Благодаря этому отбору до наших дней дожили: латимерия, гаттерия, черепахи, крокодилы.
4) Наблюдается биохимическое единство жизни на Земле (почти одинаковый аминокислотный состав низших позвоночных и человека; состав ферментов у разных растений).
5) части цветка насекомоопыляемых растений мало изменчивы, что связано с насекомыми опылителями.
6) Серповидноклеточная анемия возникает из-за мутантного гена - HbS . Из 12387 обследованных в Нигерии людей 29 обладали генотипом HbS HbS – гибельный от серповидноклеточной анемии в раннем возрасте,
HbA HbS - 2993 генотипом устойчивый к малярийному плазмодию и от анемии не гибнет, HbA HbA - 9365 генотип неустойчив к малярии , нет анемии. В малярийных районах Африки стабильно преобладают гетерозиготные генотипы - HbA HbS .
Значение стабилизирующего отбора - оберегает виды от разрушительного действия мутаций и способствует сохранению устойчивости в природе.
2) Движущий отбор — форма е. о., которая способствует сдвигу среднего значения признака, возникает при направленном изменении условий среды или приспособлении к новым условиям при расширении ареала. Описали Дарвин и Уоллес. Особи с признаками, отклоняющимися в определённую сторону от среднего значения, получают преимущества.
Примеры. 1) «Индустриальный меланизм» - резкое повышение доли меланистических (тёмно окрашенных) особей в тех популяциях насекомых (например, бабочек березовых пядениц - сумеречных бабочек имитирующих окраску коры берез, где они проводят светлое время суток), которые обитают в промышленных районах. Из-за выбросов сажи стволы деревьев значительно темнели, а также погибли светлые лишайники, из-за чего светлые бабочки стали лучше видны для птиц, а тёмные — хуже. Это наблюдалось в Англии (г. Манчестер) в XIX в. В XX веке тёмноокрашенных бабочек березовой пяденицы достигла 95 %.
2) Влияние ядохимикатов на крыс, тараканов, действие антибиотиков на бактерии - вызывает появление новых, устойчивых организмов.
3) Утрата крыльев у птиц, насекомых, пальцев у копытных, конечностей у змей, глаз у пещерных животных, корней и листьев у паразитических растений.
4) Приспосабливаясь к почвенной среде, у неродственных организмов, появились роющие конечности (крот и медведка).
3) Дизруптивный (разрывающий) отбор — отбор, действующий против промежуточных форм, условия благоприятствуют двум или нескольким крайним вариантам изменчивости.
Возникает из-за разнообразия условий одновременно встречающихся на 1-й территории, что ведет к полиморфизму особей популяции, так и к изоляции популяций, отличающихся по своим свойствам, что является причиной дивергенции (расхождения признаков у родственных организмов). В результате может появиться несколько новых форм из одной исходной.
Полиморфизм - разрыв популяции по отдельному признаку (у двухточечной божьей коровки сезонный полиморфизм – «красные» божьи коровки лучше выживают зимой, а «черные»- летом).
Примеры. 1) Образование двух рас у погремка большого на сенокосных лугах (когда полиморфная популяция занимает неоднородное местообитание на одной и той же территории). В нормальных условиях сроки цветения и созревания семян у погремка покрывают всё лето. Но на сенокосных лугах семена дают те растения, которые успевают отцвести и созреть до периода покоса, либо цветут в конце лета, после покоса. В результате образуются две расы погремка — ранне - и позднецветущая.
2) У наземных улиток раковина бывает коричневая, оранжевая, желтая и на ней встречаются поросы. В местности с редкими кустарниками выживают однотонные, светлые, в лесу – темноокрашенные, полосатые. Несмотря на выедание дроздами улиток, в разных участках местности выживают разные особи. Никто из них не получает решающего преимущества.
3) Дизруптивный отбор осуществлялся искусственно в экспериментах с дрозофилами. Отбор проводился по числу щетинок, оставлялись только особи с малым и большим количеством щетинок. В результате примерно с 30-го поколения две линии разошлись очень сильно.
Дата: 2019-03-05, просмотров: 412.
