Selecția naturală în natură și în laborator Acțiunea selecției este studiată nu numai în experimente de laborator, ci și în cursul observațiilor pe termen lung în natură. Prima abordare vă permite să controlați condițiile de mediu, evidențiind din nenumăratele vieți reale

Selecția naturală Nu văd nicio limită în activitatea acestei forțe, adaptând încet și frumos fiecare formă la cele mai complexe relații de viață. C. Darwin Viespi, fluturi și darwinism În capitolele precedente am vorbit în repetate rânduri despre selecția naturală. Aceasta și

9. Selecția naturală este principala forță motrice a evoluției Amintiți-vă!Ce tipuri de selecție cunoașteți?Numiți formele de selecție naturală cunoscute de dvs.

Selecția naturală – să fii mai puternic decât natura ta animală Este deosebit de important pentru noi ca acest comandant să oblige corpul să urmeze instinctele cu forța sa. (Nu rata acest moment!) Adică comandantul (forța lui) este cel care determină principiul animal în organism. Și în ceea ce privește fizica

Este o doctrină holistică a dezvoltării istorice a lumii organice.

Esența predării evoluționiste constă în următoarele prevederi de bază:

1. Tot felul de ființe vii care locuiesc pe Pământ nu au fost niciodată create de cineva.

2. Apărând în mod natural, formele organice s-au transformat încet și treptat și s-au îmbunătățit în conformitate cu condițiile de mediu.

3. Transformarea speciilor în natură se bazează pe proprietăți ale organismelor precum ereditatea și variabilitatea, precum și selecția naturală care apare constant în natură. Selecția naturală se realizează prin interacțiunea complexă a organismelor între ele și cu factori de natură neînsuflețită; această relație Darwin a numit-o lupta pentru existență.

4. Rezultatul evoluției este adaptabilitatea organismelor la condițiile habitatului lor și la diversitatea speciilor din natură.

Selecție naturală. Cu toate acestea, principalul merit al lui Darwin în crearea teoriei evoluției constă în faptul că el a dezvoltat doctrina selecției naturale ca factor conducător și călăuzitor în evoluție. Selecția naturală, conform lui Darwin, este un set de schimbări care au loc în natură care asigură supraviețuirea celor mai apți indivizi și a descendenților lor predominanți, precum și distrugerea selectivă a organismelor care sunt neadaptate la condițiile de mediu existente sau în schimbare.

În procesul de selecție naturală, organismele se adaptează, adică. ele dezvoltă adaptările necesare la condiţiile de existenţă. Ca urmare a competiției dintre diferite specii cu nevoi vitale similare, speciile mai puțin adaptate dispar. Îmbunătățirea mecanismului de adaptare a organismelor duce la faptul că nivelul de organizare a acestora devine treptat mai complicat și astfel se realizează procesul evolutiv. În același timp, Darwin a atras atenția asupra unor trăsături caracteristice ale selecției naturale, cum ar fi procesul treptat și lent de schimbare și capacitatea de a rezuma aceste schimbări în cauze mari, decisive, care conduc la formarea de noi specii.

Pe baza faptului că selecția naturală acționează între indivizi diverși și inegali, ea este considerată ca fiind interacțiunea totală a variabilității ereditare, a supraviețuirii preferențiale și a reproducerii indivizilor și grupurilor de indivizi mai bine adaptate decât alții la condițiile date de existență. Prin urmare, doctrina selecției naturale ca factor motrice și călăuzitor în dezvoltarea istorică a lumii organice este principala în teoria evoluției lui Darwin.

Forme ale selecției naturale:

Motivarea selecției este o formă de selecție naturală care operează într-o schimbare direcționată a condițiilor de mediu. Descris de Darwin și Wallace. În acest caz, indivizii cu trăsături care se abate într-o anumită direcție de la valoarea medie primesc avantaje. În același timp, alte variații ale trăsăturii (abaterile sale în sens opus față de valoarea medie) sunt supuse selecției negative.

Ca urmare, în populație de la o generație la alta, are loc o schimbare a valorii medii a trăsăturii într-o anumită direcție. În același timp, presiunea selecției de conducere trebuie să corespundă capacităților adaptative ale populației și ratei schimbărilor mutaționale (în caz contrar, presiunea mediului poate duce la dispariție).

Un exemplu de acțiune de selecție a motivelor este „melanismul industrial” la insecte. „Melanismul industrial” este o creștere bruscă a proporției de indivizi melanistici (care au o culoare închisă) în acele populații de insecte (de exemplu, fluturi) care trăiesc în zonele industriale. Din cauza impactului industrial, trunchiurile copacilor s-au întunecat semnificativ, iar lichenii ușoare au murit și ei, ceea ce i-a făcut pe fluturii ușori mai vizibili pentru păsări, iar pe cei întunecați mai rău.

În secolul al XX-lea, într-o serie de zone, proporția fluturilor de culoare închisă în unele populații bine studiate ale moliei mesteacănului din Anglia a atins 95%, în timp ce primul fluture întunecat (morfa carbonaria) a fost capturat în 1848.

Selecția de conducere se efectuează atunci când mediul se schimbă sau se adaptează la noile condiții odată cu extinderea gamei. Păstrează modificările ereditare într-o anumită direcție, schimbând viteza de reacție în consecință. De exemplu, în timpul dezvoltării solului ca habitat pentru diferite grupuri de animale neînrudite, membrele s-au transformat în vizuini.

Stabilizarea selecției- o formă de selecție naturală, în care acțiunea sa este îndreptată împotriva indivizilor cu abateri extreme de la norma medie, în favoarea indivizilor cu o severitate medie a trăsăturii. Conceptul de stabilizare a selecției a fost introdus în știință și analizat de I. I. Shmalgauzen.

Au fost descrise multe exemple de acțiune de stabilizare a selecției în natură. De exemplu, la prima vedere se pare că indivizii cu fecunditate maximă ar trebui să aducă cea mai mare contribuție la fondul genetic al următoarei generații. Cu toate acestea, observațiile asupra populațiilor naturale de păsări și mamifere arată că nu este cazul. Cu cât sunt mai mulți pui sau pui în cuib, cu atât este mai dificil să-i hrănești, cu atât fiecare dintre ei este mai mic și mai slab. Ca urmare, indivizii cu fecunditate medie se dovedesc a fi cei mai adaptați.

Selecția în favoarea mediilor a fost găsită pentru o varietate de trăsături. La mamifere, nou-născuții cu greutate foarte mică și foarte mare la naștere au mai multe șanse de a muri la naștere sau în primele săptămâni de viață decât nou-născuții cu greutate medie. Luarea în considerare a dimensiunii aripilor vrăbiilor care au murit după o furtună în anii '50 lângă Leningrad a arătat că majoritatea aveau aripi prea mici sau prea mari. Și în acest caz, indivizii medii s-au dovedit a fi cei mai adaptați.

Selecție disruptivă (ruptivă).- o formă de selecție naturală, în care condițiile favorizează două sau mai multe variante (direcții) extreme de variabilitate, dar nu favorizează starea intermediară, medie, a trăsăturii. Ca rezultat, mai multe forme noi pot apărea dintr-una inițială. Darwin a descris operațiunea selecției perturbatoare, crezând că ea stă la baza divergenței, deși nu a putut furniza dovezi pentru existența acesteia în natură. Selecția perturbatoare contribuie la apariția și menținerea polimorfismului populației și, în unele cazuri, poate provoca speciație.

Una dintre situațiile posibile din natură în care intervine selecția perturbatoare este atunci când o populație polimorfă ocupă un habitat eterogen. În același timp, diferite forme se adaptează la diferite nișe sau subnișe ecologice.

Un exemplu de selecție disruptivă este formarea a două rase într-un zgomot mare în pajiștile cu fân. În condiții normale, perioadele de înflorire și de coacere a semințelor acestei plante acoperă toată vara. Dar în pajiștile cu fân, semințele sunt produse în principal de acele plante care au timp să înflorească și să se coacă fie înainte de perioada de cosire, fie înfloresc la sfârșitul verii, după cosire. Ca rezultat, se formează două rase de zornăitori - înflorire timpurie și târzie.

Selecția perturbatoare a fost efectuată artificial în experimente cu Drosophila. Selecția s-a efectuat în funcție de numărul de setae, rămânând doar indivizii cu un număr mic și mare de setae. Ca urmare, din aproximativ a 30-a generație, cele două linii s-au separat foarte puternic, în ciuda faptului că muștele au continuat să se încrucișeze între ele, schimbând gene. Într-un număr de alte experimente (cu plante), încrucișarea intensivă a împiedicat acțiunea eficientă a selecției perturbatoare.

Selecția sexuală este selecția naturală pentru succesul reproductiv. Supraviețuirea organismelor este o componentă importantă, dar nu singura, a selecției naturale. O altă componentă importantă este atractivitatea pentru membrii de sex opus. Darwin a numit acest fenomen selecție sexuală. „Această formă de selecție este determinată nu de lupta pentru existență în relațiile ființelor organice între ele sau cu condițiile externe, ci de rivalitatea dintre indivizii de un sex, de obicei bărbați, pentru posesia indivizilor celuilalt sex”.

Trăsăturile care reduc viabilitatea purtătorilor lor pot apărea și răspândi dacă avantajele pe care le oferă în succesul reproducerii sunt semnificativ mai mari decât dezavantajele lor pentru supraviețuire. Atunci când aleg bărbați, femelele nu se gândesc la motivele comportamentului lor. Când unui animal îi este sete, nu motivează să bea apă pentru a restabili echilibrul apă-sare din organism - merge la locul de adăpare pentru că îi este sete.

În același mod, femelele, alegând masculi strălucitori, își urmează instinctele - le plac cozile strălucitoare. Cei care au determinat instinctiv un alt comportament nu au lăsat urmași. Logica luptei pentru existență și selecție naturală este logica unui proces orb și automat care, acționând constant din generație în generație, a format acea varietate uimitoare de forme, culori și instincte pe care le observăm în lumea naturii vii.

Atunci când a analizat cauzele creșterii organizării organismelor sau adaptabilitatea acestora la condițiile de viață, Darwin a atras atenția asupra faptului că selecția nu necesită neapărat selecția celor mai buni, ea poate fi redusă doar la distrugerea celor mai rău. Este exact ceea ce se întâmplă în selecția inconștientă. Dar distrugerea (eliminarea) celor mai rai, mai putin adaptate la existenta organismelor in natura, se poate observa la fiecare pas. În consecință, selecția naturală poate fi efectuată de forțele „oarbe” ale naturii.

Darwin a subliniat că expresia „selecție naturală” nu trebuie în niciun caz înțeleasă în sensul că cineva conduce această selecție, întrucât acest termen vorbește despre acțiunea forțelor elementare ale naturii, în urma căreia supraviețuiesc și supraviețuiesc organismele adaptate la condițiile date. mor.neadaptat. Acumularea de schimbări utile duce mai întâi la schimbări mici, apoi la schimbări mari. Așa apar noi soiuri, specii, genuri și alte unități sistematice de rang superior. Acesta este rolul principal, creativ al selecției naturale în evoluție.

Factori evolutivi elementari. Proces de mutație și combinatorie genetică. Valuri de populație, izolare, derivă genetică, selecție naturală. Interacțiunea factorilor evolutivi elementari.

Factorii evolutivi elementari sunt procese stocastice (probabilistice) care au loc în populații care servesc ca surse de variabilitate primară intrapopulațională.

3. Periodic cu amplitudine mare. Se găsește într-o mare varietate de organisme. Adesea sunt de natură periodică, de exemplu, în sistemul „prădător-pradă”. Poate fi asociat cu ritmuri exogene. Acest tip de valuri de populație joacă cel mai mare rol în evoluție.

Referință istorică. Expresia „valuri de viață” („Val de viață”) a fost probabil folosită pentru prima dată de exploratorul pampasului sud-american Hudson (W.H. Hudson, 1872-1873). Hudson a observat că în condiții favorabile (averse ușoare, frecvente) vegetația care arde de obicei s-a păstrat; o abundență de flori a dat naștere unei abundențe de bondari, apoi șoareci și apoi păsări care se hrăneau cu șoareci (inclusiv cuci, berze, bufnițe cu urechi scurte).

S.S. Chetverikov a atras atenția asupra valurilor vieții, constatând apariția în 1903 în provincia Moscova a unor specii de fluturi care nu mai fuseseră găsite acolo de 30 ... 50 de ani. Înainte de asta, în 1897 și ceva mai târziu, a existat o apariție în masă a moliei țigănești, care a expus suprafețe vaste de păduri și a cauzat daune semnificative livezilor. În 1901, fluturele amiral a apărut în număr semnificativ. El a subliniat rezultatele observațiilor sale într-un scurt eseu „Valurile vieții” (1905).

Dacă o mutație cu o frecvență de 10-6 apare în perioada de dimensiune maximă a populației (de exemplu, un milion de indivizi), atunci probabilitatea manifestării sale fenotipice va fi de 10-12. Dacă, în perioada de declin a populației la 1000 de indivizi, purtătorul acestei mutații supraviețuiește întâmplător, atunci frecvența alelei mutante va crește la 10-3. Aceeași frecvență va rămâne în perioada creșterii ulterioare a numărului, atunci probabilitatea manifestării fenotipice a mutației va fi de 10-6.

Izolatie. Oferă manifestarea efectului Baldwin în spațiu.

Într-o populație mare (de exemplu, un milion de indivizi diploizi), o rată de mutație de 10-6 înseamnă că aproximativ unul dintr-un milion de indivizi este purtător al noii alele mutante. În consecință, probabilitatea manifestării fenotipice a acestei alele la un homozigot recesiv diploid este de 10-12 (o trilionime).

Dacă această populație este împărțită în 1000 de populații izolate mici de 1000 de indivizi, atunci una dintre populațiile izolate va conține cel mai probabil o alelă mutantă, iar frecvența acesteia va fi 0,001. Probabilitatea manifestării sale fenotipice în generațiile următoare va fi (10 - 3) 2 = 10 - 6 (o milioneme). În populațiile ultra-mici (zeci de indivizi), probabilitatea unei alele mutante în fenotip crește la (10 - 2)2 = 10 - 4 (o zece miimi).

Astfel, numai datorită izolării populațiilor mici și ultra-mici, șansele unei manifestări fenotipice a unei mutații în generațiile următoare vor crește de mii de ori. În același timp, este dificil de presupus că aceeași alelă mutantă apare în fenotip întâmplător în diferite populații mici. Cel mai probabil, fiecare populație mică va fi caracterizată printr-o frecvență ridicată a uneia sau a câtorva alele mutante: fie a, fie b, fie c etc.

Selecția naturală este un proces definit inițial de Charles Darwin ca conducând la supraviețuirea și reproducerea preferențială a indivizilor care sunt mai adaptați la condițiile de mediu date și au trăsături ereditare utile. În conformitate cu teoria lui Darwin și teoria sintetică modernă a evoluției, principalul material pentru selecția naturală este modificările ereditare aleatorii - recombinarea genotipurilor, mutațiile și combinațiile lor.

Selecția naturală este factorul principal, conducător, călăuzitor al evoluției, care stă la baza teoriei lui Ch. Darwin. Toți ceilalți factori de evoluție sunt aleatori, doar selecția naturală are o direcție (în direcția adaptării organismelor la condițiile de mediu).

Definiție: supraviețuirea selectivă și reproducerea celor mai apte organisme.

Rol creativ: selectând trăsături utile, selecția naturală creează altele noi.

Eficienţă: cu cât sunt mai multe mutații diferite în populație (cu cât heterozigositatea populației este mai mare), cu atât eficiența selecției naturale este mai mare, cu atât evoluția evoluează mai rapid.

Forme:

• Stabilizant - acționează în condiții constante, selectează manifestările medii ale trăsăturii, păstrează trăsăturile speciei (pește celacanth celacant)
• Conducerea - acționează în condiții schimbătoare, selectează manifestările extreme ale unei trăsături (abateri), duce la o schimbare a trăsăturilor (molia mesteacănului)
• Sexual - competiție pentru un partener sexual.
• Rupere - selectează două forme extreme.

Consecințele selecției naturale:

• Evoluție (schimbare, complicație a organismelor)
• Apariția de noi specii (creșterea numărului [diversitatea] speciilor)
• Adaptarea organismelor la condițiile de mediu. Orice potrivire este relativă., adică adaptează organismul la o singură condiție specifică.

Alege una, cea mai corectă variantă. Baza selecției naturale este
1) proces de mutație
2) speciația
3) progresul biologic
4) fitness relativă

Răspuns

Alege una, cea mai corectă variantă. Care sunt consecințele stabilizării selecției
1) conservarea speciilor vechi
2) modificarea vitezei de reacție
3) apariția de noi specii
4) conservarea indivizilor cu trăsături modificate

Răspuns

Alege una, cea mai corectă variantă. În procesul de evoluție, un rol creativ îl joacă
1) selecția naturală
2) selecția artificială
3) variabilitatea modificării
4) variabilitate mutațională

Răspuns

Alege trei opțiuni. Care sunt caracteristicile selecției motivului?
1) funcționează în condiții de viață relativ constante
2) elimină indivizii cu o valoare medie a trăsăturii
3) promovează reproducerea indivizilor cu genotip modificat
4) păstrează indivizii cu abateri de la valorile medii ale trăsăturii
5) păstrează indivizii cu norma stabilită de reacţie a trăsăturii
6) contribuie la apariția mutațiilor în populație

Răspuns

Alegeți trei caracteristici care caracterizează forma de conducere a selecției naturale
1) asigură apariția unei noi specii
2) se manifestă în condiții de mediu în schimbare
3) adaptabilitatea indivizilor la mediul original este îmbunătățită
4) indivizii cu o abatere de la normă sunt sacrificați
5) numărul de indivizi cu valoarea medie a trăsăturii crește
6) indivizii cu trăsături noi sunt păstrați

Răspuns

Alege una, cea mai corectă variantă. Materialul de plecare pentru selecția naturală este
1) lupta pentru existență
2) variabilitatea mutațională
3) schimbarea habitatului organismelor
4) adaptarea organismelor la mediu

Răspuns

Alege una, cea mai corectă variantă. Materialul de plecare pentru selecția naturală este
1) variabilitatea modificării
2) variabilitate ereditară
3) lupta indivizilor pentru condițiile de supraviețuire
4) adaptabilitatea populaţiilor la mediu

Răspuns

Alege trei opțiuni. Forma stabilizatoare a selecției naturale se manifestă în
1) condiții de mediu constante
2) modificarea vitezei medii de reacție
3) conservarea indivizilor adaptați în habitatul original
4) sacrificarea indivizilor cu abateri de la normă
5) salvarea indivizilor cu mutații
6) conservarea indivizilor cu fenotipuri noi

Răspuns

Alege una, cea mai corectă variantă. Eficacitatea selecţiei naturale scade atunci când
1) apariția mutațiilor recesive
2) o creștere a indivizilor homozigoți în populație
3) modificarea normei de reacție a unui semn
4) creșterea numărului de specii din ecosistem

Răspuns

Alege una, cea mai corectă variantă. În condiții aride, în proces de evoluție, s-au format plante cu frunze pubescente datorită acțiunii
1) variabilitate relativă

3) selecția naturală
4) selecția artificială

Răspuns

Alege una, cea mai corectă variantă. Insectele dăunătoare dobândesc rezistență la pesticide în timp ca urmare a
1) fecunditate mare
2) variabilitatea modificării
3) conservarea mutaţiilor prin selecţie naturală
4) selecția artificială

Răspuns

Alege una, cea mai corectă variantă. Materialul pentru selecția artificială este
1) cod genetic
2) populația
3) deriva genetică
4) mutație

Răspuns

Alege una, cea mai corectă variantă. Sunt corecte următoarele afirmații despre formele selecției naturale? A) Apariția rezistenței la pesticide la insectele dăunătoare din plantele agricole este un exemplu de formă stabilizatoare a selecției naturale. B) Selecția condusă contribuie la creșterea numărului de indivizi ai unei specii cu valoarea medie a unei trăsături
1) doar A este adevărat
2) numai B este adevărat
3) ambele afirmații sunt corecte
4) ambele judecăți sunt greșite

Răspuns

Stabiliți o corespondență între rezultatele acțiunii selecției naturale și formele acesteia: 1) stabilizatoare, 2) în mișcare, 3) perturbatoare (ruptura). Scrieți numerele 1, 2 și 3 în ordinea corectă.
A) dezvoltarea rezistenței la antibiotice în bacterii
B) Existența peștilor răpitori cu creștere rapidă și lentă în același lac
C) Structura similară a organelor vederii în cordate
D) Apariția aripilor la mamiferele păsărilor de apă
E) Selectarea mamiferelor nou-născute cu greutate medie
E) Conservarea fenotipurilor cu abateri extreme în cadrul unei populații

Răspuns

1. Stabiliți o corespondență între caracteristica selecției naturale și forma acesteia: 1) conducere, 2) stabilizare. Scrieți numerele 1 și 2 în ordinea corectă.
A) păstrează valoarea medie a caracteristicii
B) contribuie la adaptarea la condițiile de mediu în schimbare
C) păstrează indivizi cu o trăsătură care se abate de la valoarea medie
D) contribuie la creșterea diversității organismelor
D) contribuie la păstrarea caracteristicilor speciilor

Răspuns

2. Comparați caracteristicile și formele selecției naturale: 1) Conducere, 2) Stabilizare. Scrieți numerele 1 și 2 în ordinea corectă.
A) acționează împotriva persoanelor cu valori extreme ale trăsăturilor
B) duce la o îngustare a normei de reacție
B) funcționează de obicei în condiții constante
D) apare în timpul dezvoltării de noi habitate
D) modifică valorile medii ale trăsăturii în populație
E) poate duce la apariția de noi specii

Răspuns

3. Stabiliți o corespondență între formele selecției naturale și caracteristicile acestora: 1) conducere, 2) stabilizare. Notați numerele 1 și 2 în ordinea corespunzătoare literelor.
A) funcționează în condiții de mediu în schimbare
B) functioneaza in conditii constante de mediu
C) are ca scop menținerea valorii medii stabilite anterior a trăsăturii
D) conduce la o schimbare a valorii medii a trăsăturii în populație
D) sub acțiunea sa se poate produce atât o creștere a unui semn, cât și o slăbire

Răspuns

4. Stabiliți o corespondență între semnele și formele selecției naturale: 1) stabilizatoare, 2) conducere. Notați numerele 1 și 2 în ordinea corespunzătoare literelor.
A) formează adaptări la noile condiţii de mediu
B) duce la formarea de noi specii
B) menține norma medie a trăsăturii
D) elimina indivizii cu abateri de la norma medie de semne
D) crește heterozigozitatea populației

Răspuns

Stabiliți o corespondență între exemple și forme de selecție naturală, care sunt ilustrate prin aceste exemple: 1) conducere, 2) stabilizare. Notați numerele 1 și 2 în ordinea corespunzătoare literelor.
A) o creștere a numărului de fluturi întunecați în zonele industriale față de cei de culoare deschisă
B) apariția rezistenței insectelor dăunătoare la pesticide
C) conservarea reptilei tuatara care trăiesc în Noua Zeelandă până în zilele noastre
D) o scădere a mărimii cefalotoraxului la crabii care trăiesc în apă noroioasă
E) la mamifere, mortalitatea nou-născuților cu o greutate medie este mai mică decât cu foarte scăzută sau foarte mare
E) moartea strămoșilor înaripați și conservarea insectelor cu aripi reduse pe insulele cu vânturi puternice

Răspuns

Stabiliți o corespondență între formele luptei pentru existență și exemplele care le ilustrează: 1) intraspecifice, 2) interspecifice. Notați numerele 1 și 2 în ordinea corespunzătoare literelor.
A) peștii mănâncă plancton
B) pescărușii ucid puii când există un număr mare de ei
C) cocoș de munte lekking
D) maimuțele cu nas încearcă să strige una pe alta, pufnind nasuri uriașe
D) ciuperca chaga se aseaza pe un mesteacan
E) prada principală a jderului este veverița

Răspuns

Analizați tabelul „Forme ale selecției naturale”. Pentru fiecare literă, selectați conceptul, caracteristica și exemplul adecvat din lista oferită.
1) sexual
2) conducere
3) grup
4) conservarea organismelor cu două abateri extreme de la valoarea medie a trăsăturii
5) apariția unui nou semn
6) formarea rezistenței bacteriene la antibiotice
7) conservarea speciilor de plante relicte Gingko biloba 8) creșterea numărului de organisme heterozigote

Răspuns

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019