Evoliucija yra nugalėtojų istorija, o natūrali atranka yra nešališkas teisėjas, sprendžiantis, kas gyvena, o kas miršta. Natūralios atrankos pavyzdžių yra visur: visa gyvų būtybių įvairovė mūsų planetoje yra šio proceso rezultatas, ir žmonės nėra išimtis. Tačiau dėl žmogaus galima ginčytis, nes jis jau seniai įpratęs dalykiškai kištis į tas sritis, kurios anksčiau buvo šventos gamtos paslaptys.

Kaip veikia natūrali atranka?

Šis saugus mechanizmas yra pagrindinis evoliucijos procesas. Jos veiksmai užtikrina gyventojų skaičiaus augimą individų, turinčių aibę palankiausių savybių, užtikrinančių maksimalų prisitaikymą prie gyvenimo sąlygų aplinkoje, o kartu – ir mažiau prisitaikiusių individų skaičiaus mažėjimą.

Mokslas pats terminas „natūrali atranka“ skolingas Charlesui Darwinui, kuris palygino šį procesą su dirbtine atranka, tai yra atranka. Vienintelis skirtumas tarp šių dviejų rūšių yra tas, kas veikia kaip teisėjas, renkantis tam tikras organizmų savybes – žmogus ar aplinka. Kalbant apie „darbo medžiagą“, abiem atvejais tai yra mažos paveldimos mutacijos, kurios kaupiasi arba, atvirkščiai, yra išnaikinamos kitoje kartoje.

Darvino sukurta teorija savo laikui buvo neįtikėtinai drąsi, revoliucinga, netgi skandalinga. Tačiau dabar natūrali atranka nekelia abejonių mokslo pasaulyje, be to, ji vadinama „savaime suprantamu“ mechanizmu, nes jos egzistavimas logiškai išplaukia iš trijų neginčijamų faktų:

Akivaizdu, kad gyvi organizmai susilaukia daugiau palikuonių, nei sugeba išgyventi ir toliau daugintis;
Absoliučiai visi organizmai priklauso nuo paveldimo kintamumo;
Gyvi organizmai, turintys skirtingas genetines savybes, išgyvena ir dauginasi nevienodai sėkmingai.

Visa tai sukelia aršią visų gyvų organizmų konkurenciją, kuri skatina evoliuciją. Gamtoje evoliucijos procesas, kaip taisyklė, vyksta lėtai ir galima išskirti šiuos etapus:

Natūralios atrankos klasifikavimo principai

Pagal veikimo kryptį išskiriami teigiami ir neigiami (pjaunantys) natūralios atrankos tipai.

Teigiamas

Jos veiksmu siekiama įtvirtinti ir ugdyti naudingas savybes bei didinti šias savybes turinčių asmenų skaičių populiacijoje. Taigi konkrečių rūšių viduje teigiama atranka didina jų gyvybingumą, o visos biosferos mastu – palaipsniui didina gyvų organizmų struktūros sudėtingumą, ką puikiai iliustruoja visa evoliucijos proceso istorija. Pavyzdžiui, milijonus metų trukusi žiaunų transformacija kai kuriose senovės žuvų rūšyse varliagyvių vidurinė ausis lydėjo gyvų organizmų „atvykimo į žemę“ procesą stipraus atoslūgio ir atoslūgio sąlygomis.

Neigiamas

Priešingai nei teigiama atranka, pjovimo atranka verčia iš populiacijos iškristi tuos individus, kurie turi žalingų savybių, galinčių žymiai sumažinti rūšies gyvybingumą esamomis aplinkos sąlygomis. Šis mechanizmas veikia kaip filtras, nepraleidžiantis žalingiausių alelių ir užkertantis kelią tolesniam jų vystymuisi.

Pavyzdžiui, kai, išsivysčius nykščiui ant rankos, Homo sapiens protėviai išmoko suformuoti kumštį ir panaudoti jį kovose vieni prieš kitus, trapią kaukolę turintys asmenys pradėjo mirti nuo galvos traumų (tai liudija archeologiniai radiniai). ), gyvenamojo ploto užleidimas stipresnes kaukoles turintiems asmenims.

Labai paplitusi klasifikacija yra, remiantis atrankos įtakos populiacijos bruožo kintamumui pobūdžiu:

judėjimas;
stabilizuojantis;
destabilizuojantis;
trikdantis (plyšimas);
seksualinis.

Judėjimas

Varomoji natūralios atrankos forma pašalina mutacijas, turinčias vieną vidutinę bruožo reikšmę, pakeičiant jas mutacijomis, turinčiomis skirtingą vidutinę to paties požymio reikšmę. Dėl to, pavyzdžiui, iš kartos į kartą galima atsekti gyvūnų dydžių didėjimą – taip atsitiko su žinduoliais, kurie po dinozaurų mirties įgijo dominavimą žemėje, įskaitant žmonių protėvius. Kitos gyvybės formos, atvirkščiai, gerokai sumažėjo. Taigi senovės laumžirgiai, esant dideliam deguonies kiekiui atmosferoje, buvo milžiniški, palyginti su šiuolaikiniais dydžiais. Tas pats pasakytina ir apie kitus vabzdžius..

Stabilizuojantis

Priešingai nei varomoji jėga, ji siekia išsaugoti esamas savybes ir pasireiškia ilgalaikio aplinkos sąlygų išsaugojimo atvejais. Pavyzdžiai apima rūšis, kurios nuo senų senovės atkeliavo beveik nepakitusios: krokodilai, daugybė medūzų rūšių, milžiniškos sekvojos. Taip pat yra rūšių, kurios egzistuoja beveik nepakitusios milijonus metų: tai senovės ginkmedžio augalas, tiesioginis pirmųjų haterijos driežų palikuonis, koelakantas (skiltelinė žuvis, kurią daugelis mokslininkų laiko „tarpine grandimi“. tarp žuvų ir varliagyvių).

Stabilizavimo ir vairavimo pasirinkimas veikia kartu ir yra dvi to paties proceso pusės. Vairuotojas stengiasi išsaugoti mutacijas, kurios yra naudingiausios kintančiomis aplinkos sąlygomis, o šioms sąlygoms stabilizavus, procesas baigsis geriausiai pritaikytos formos sukūrimu. Čia ateina stabilizuojančios atrankos eilė– išsaugo šiuos laiko patikrintus genotipus ir neleidžia daugintis nuo bendros normos nukrypstančioms mutantinėms formoms. Atsiranda reakcijos normos susiaurėjimas.

Destabilizuojantis

Dažnai atsitinka taip, kad rūšies užimama ekologinė niša plečiasi. Tokiais atvejais didesnis reakcijos greitis būtų naudingas rūšies išlikimui. Aplinkos nevienalytiškumo sąlygomis vyksta procesas, kuris yra priešingas atrankos stabilizavimui: savybės, kurių reakcijos greitis yra platesnis, gauna pranašumą. Pavyzdžiui, nevienalytis rezervuaro apšvietimas sukelia didelį jame gyvenančių varlių spalvos skirtumą, o rezervuaruose, kurie nesiskiria spalvų dėmių įvairove, visos varlės yra maždaug vienodos spalvos, o tai prisideda prie jų maskavimo ( stabilizuojančios atrankos rezultatas).

Trukdantis (ašarojimas)

Yra daug populiacijų, kurioms būdingas polimorfizmas - dviejų ar net kelių formų sambūvis, pagrįstas tam tikra savybe. Šį reiškinį gali sukelti įvairios priežastys – tiek natūralios, tiek antropogeninės. Pavyzdžiui, grybams nepalankios sausros, nukritę vidurvasarį, nulėmė jų pavasario ir rudens rūšių vystymąsi, o šienapjūtė, kuri tuo metu taip pat vyko kitose vietovėse, lėmė tai, kad kai kurių rūšių žolėje kai kurių individų sėklos sunoksta anksti, o kiti – vėlai, tai yra prieš ir po šienapjūtės.

Seksualinis

Seksualinė atranka išsiskiria iš šios logiškai pagrįstų procesų serijos. Jo esmė slypi tame, kad tos pačios rūšies atstovai (dažniausiai patinai) konkuruoja tarpusavyje kovodami dėl teisės daugintis. . Tuo pačiu metu jie dažnai išvysto tuos požymius, kurios neigiamai veikia jų gyvybingumą. Klasikinis pavyzdys yra povas su savo prabangia uodega, kuri praktiškai nenaudinga, be to, ji tampa matoma plėšrūnams ir gali trukdyti judėti. Vienintelė jo funkcija – pritraukti patelę, ir šią funkciją ji sėkmingai atlieka. Yra dvi hipotezės paaiškinti moters pasirinkimo mechanizmą:

„Gerųjų genų“ hipotezė – patelė būsimiems palikuonims renkasi tėvą pagal jo gebėjimą išgyventi net ir turėdama tokias antrines seksualines savybes, kurios apsunkina egzistavimą;
Patrauklių sūnų hipotezė – patelė stengiasi susilaukti sėkmingų vyriškos lyties palikuonių, išlaikančių tėvo genus.

Seksualinė atranka turi didelę reikšmę evoliucijai, nes bet kurios rūšies individų pagrindinis tikslas yra ne išgyventi, o palikti palikuonis. Daugelis vabzdžių ar žuvų rūšių miršta iškart, kai tik baigia šią misiją – be to planetoje nebūtų gyvybės.

Nagrinėjamas evoliucijos instrumentas gali būti apibūdinamas kaip nesibaigiantis judėjimas nepasiekiamo idealo link, nes aplinka beveik visada vienu ar dviem žingsniais lenkia savo gyventojus: tai, kas buvo pasiekta vakar, šiandien keičiasi, kad rytoj taptų pasenusi.

Antropologija ir biologijos sampratos Kurchanovas Nikolajus Anatoljevičius

Natūrali atranka

Natūrali atranka yra svarbiausias evoliucijos veiksnys. Darvinizmas (būtent STE yra sukurtas darvinizmo pagrindu), kaip minėta aukščiau, vadinamas natūralios atrankos teorija.

Trumpą ir sėkmingą atrankos apibrėžimą gali suformuluoti I. Lerner: „Atranka yra diferencinis genotipų dauginimasis“(Lerner J., 1958). Šis apibrėžimas rodo, kad reprodukcija reiškia ne intensyvesnį, bet efektyvesnį dauginimąsi. Natūralią atranką kaip perdavimo procesą labai gerai apibūdino vienas iš šiuolaikinės citogenetikos pradininkų S. Darlingtonas (1903–1981). „...nuo cheminio mutacijos lygio iki biologinio prisitaikymo lygio“(Darlington S., 1958).

Natūralios atrankos vaidmuo yra vienas iš pagrindinių prieštaringų klausimų evoliucinėje biologijoje per visą jos istoriją.

Iki XX amžiaus vidurio, dėka esminių teorinių I. I. Shmalhauseno ir J. Simpsono raidų, evoliucinėje biologijoje susiformavo trijų atrankos formų idėja.

Stabilizuojantis pasirinkimas- tai yra pirmenybinis organizmų, turinčių savybių, kurios neturi pastebimų nukrypimų nuo tam tikrai populiacijai būdingų normų, išlikimas. Akivaizdžiausias stabilizuojančios atrankos veiksmo rezultatas yra jau esamos reakcijos normos tam tikram požymiui stabilizavimas.

Vairavimo pasirinkimas– prisideda prie vidutinės charakteristikos vertės poslinkio. Kryptingai keičiantis aplinkai, dažniau išgyvena individai, turintys šį pokytį atitinkančias individualias savybes. Tokia atranka prisideda prie naujos formos įtvirtinimo, pakeisiančio senąją, kuri prieštarauja pasikeitusioms aplinkos sąlygoms.

Trikdanti atranka– atranka, nukreipta prieš individus, kurių bruožų vertė yra vidutinė, ir dėl to populiacija suskaidoma į kelias tam tikro požymio grupes.

Šis padalijimas buvo gerai patvirtintas vėlesniuose eksperimentiniuose tyrimuose.

Požymio kintamumas populiacijoje apibūdinamas normaliojo pasiskirstymo kreive. Normalus genotipas lemia individo, kurio savybės yra artimos vidutinei normai, vystymąsi. mada) nurodytos savybės kitimo kreivė. Kuo labiau keičiamas individo genotipas, tuo rečiau tokių individų. Jei genotipas yra pakeistas tiek, kad ontogeniškumas negali lemti lytiškai subrendusio individo vystymosi, tai toks individas yra už variacijos kreivės ribų (letalinės mutacijos).

Be minėtų trijų atrankos formų, yra daug kitų klasifikacijų. Populiacijos genetikoje dėmesys sutelkiamas į alelių dažnio pokyčius populiacijoje ir išryškinamos šios atrankos galimybės (Ayala F., Kaiger J., 1988):

– atranka prieš recesyvinį alelį;

– atranka prieš dominuojantį alelį;

– atranka prieš neutralų alelį;

– atranka heterozigotų naudai;

– selekcija prieš heterozigotus;

– nuo dažnio priklausomas pasirinkimas.

Paskutinis variantas yra gana įdomus. Jam būdinga padidėjusi kryžminimo tikimybė, priklausomai nuo genotipo dažnio, ir dažnai atranka vyksta reto alelio naudai.

Gamtoje svarbų vaidmenį atlieka atranka heterozigotų naudai, lemianti stabilų populiacijų polimorfizmą. Evoliucinėje ekologijoje ypatingas dėmesys skiriamas reprodukcijos strategijų atrankai, kurią nagrinėsime toliau. Labai specifinė atrankos rūšis yra seksualinė atranka.

Yra daug kitų natūralios atrankos klasifikacijų, ir evoliucionistai ne visada sutaria.

Iš knygos „Rūšių kilmė taikant natūralią atranką arba palankių veislių išsaugojimas kovoje už gyvybę“ pateikė Darwinas Charlesas

IV skyrius. Natūrali atranka arba daugumos išlikimas

Iš knygos Naughty Child of the Biosphere [Pokalbiai apie žmogaus elgesį paukščių, gyvūnų ir vaikų kompanijoje] autorius Dolnikas Viktoras Rafaelevičius

Ką gali padaryti grupinė natūrali atranka, todėl po kelių kartų visi grupės nariai yra panašūs į savo genų rinkinį? Tokioje situacijoje ne taip svarbu, kieno palikuonys – mano ar tavo – išgyveno, aš ar tu mirė

Iš knygos Oddities of Evolution 2 [Klaidos ir nesėkmės gamtoje] pateikė Zittlau Jörg

NATŪRALI ATRANKA: NE VISKAS EVOLUCIJOJE JUDA Į priekį Darvino šokas Leonardo da Vinci (1452–1519) sakė: „Gamtoje nėra klaidų, bet žinok, kad klaida yra tavyje“. Visas gamtos turtingumas ir formų įvairovė šiam genijui atrodė pernelyg tobula, kad net būtų galima suabejoti

Iš knygos Etikos ir estetikos genetika autorius Efroimsonas Vladimiras Pavlovičius

5.3. Natūrali atranka ir seksualinių kontaktų etikos raida Seksualinės meilės stiprumas ir trukmė gali būti tokie, kad negalėjimas turėti apsėdimo abiem pusėms atrodo didelė, jei ne didžiausia nelaimė; jie prisiima didžiulę riziką, netgi tai daro

Iš knygos Evoliucija autorius Jenkinsas Mortonas

7. KARAI IR GAMTOS ATRANKA Didžiausia laimė žmogui ir didžiausias jo džiaugsmas – nugalėti ir sunaikinti priešą, nušluoti jį nuo žemės, atimti viską, ką jis turėjo, priversti jo žmonas verkti, jodinėti geriausiais ir mėgstamiausiais žirgais ir turėti jo gražuolę.

Iš knygos Naminių gyvūnų kilmė autorius Zavadovskis Borisas Michailovičius

GAMTINĖ ATRANKA Natūrali atranka yra procesas, kurį Darvinas pavadino „kova už būvį“, kurio metu labiausiai tinkami organizmai išgyvena, o mažiausiai tinkami miršta. Pagal darvinizmą, natūrali atranka populiacijoje su

Iš knygos Gyvenimas – užuomina į lytį ar lytis – gyvenimo užuomina? autorius Dolnikas Viktoras Rafaelevičius

NATŪRALI ATRANKA PAGAL GROŠŪNŲ ĮTAKĄ Charlesas Darwinas pripažino populiacijos dydžio svarbą nustatant individų, konkuruojančių dėl riboto skaičiaus išteklių pagrindiniams poreikiams, ypač maistui, išlikimą, išlikimą. Šiame procese

Natūrali atranka Taigi Darvinas parodė, kad pagrindinė visų naminių gyvūnų veislių kūrimo priemonė yra dirbtinė atranka. Net ir tuo tolimu laiku, kai žmonės vykdė šią atranką, nekeldami sau konkretaus tikslo, nesąmoningai pasiekė nuostabių

Iš knygos Fenetika [Evoliucija, populiacija, bruožas] autorius Jablokovas Aleksejus Vladimirovičius

KĄ GALI GRUPINĖ NATŪRALĖ ATRANKA Grupinė santuoka veda į giminingumą ir po kelių kartų visus grupės narius padaro panašius savo genų rinkiniu. Tokioje situacijoje ne taip svarbu, ar išgyveno mano ar jūsų atžala, ar aš ar jūs mirėte per anksti.

Iš knygos Evoliucija [Klasikinės idėjos naujų atradimų šviesoje] autorius Markovas Aleksandras Vladimirovičius

12 skyrius Natūrali atranka: kas išgyvens? Yra keletas mokslininkų, kurie bando nustatyti bruožus, būdingus visoms kada nors egzistavusioms žmonių kultūroms ir civilizacijoms. Šie mokslininkai knaisiojasi po etnografų raštus ir antropologų straipsnius, ieškodami skirtumų tarp genčių ir

Iš knygos Darvinizmas XX a autorius Mednikovas Borisas Michailovičius

Natūrali atranka yra vienintelis krypties veiksnys evoliucijoje Be jokios abejonės, svarbiausias evoliucinis veiksnys yra natūrali atranka. Apibrėždamas natūralią atranką, Charlesas Darwinas naudojo „stipriausių išgyvenimo“ sąvoką. Tuo pačiu metu buvo

Iš knygos Biologija. Bendroji biologija. 11 klasė. Bazinis lygis autorius Sivoglazovas Vladislavas Ivanovičius

Natūrali atranka ir fenogeografija Natūralios atrankos tyrimas yra vienas iš svarbiausių mikroevoliucijos tyrimo uždavinių. Be gilaus šio vienintelio nukreipto evoliucijos veiksnio veikimo supratimo, perėjimas prie kontroliuojamos evoliucijos negali būti.

Iš knygos Mes nemirtingi! Moksliniai sielos įrodymai autorius Muchinas Jurijus Ignatjevičius

Natūrali atranka gamtoje ir laboratorijoje Atrankos poveikis tiriamas ne tik atliekant laboratorinius eksperimentus, bet ir atliekant ilgalaikius stebėjimus gamtoje. Pirmasis metodas leidžia kontroliuoti aplinkos sąlygas, izoliuojant nuo daugybės realaus gyvenimo

Iš autorės knygos

Natūrali atranka Nematau ribų šios jėgos, kuri lėtai ir tobulai pritaiko kiekvieną formą prie sudėtingiausių gyvenimo santykių, veiklai. C. Darvinas Vapsvos, drugeliai ir darvinizmas Ankstesniuose skyriuose ne kartą kalbėjome apie natūralią atranką. Šis ir

Iš autorės knygos

9. Natūrali atranka yra pagrindinė evoliucijos varomoji jėga. Įvardinkite, kokias natūralios atrankos formas žinote, tai yra kiekvienos rūšies individų išlikimas ir dauginimasis

Iš autorės knygos

Natūrali atranka – būti stipresniam už savo gyvulišką prigimtį Mums ypač svarbu, kad būtent komendantas savo jėgomis priverčia kūną vadovautis savo instinktais. (Nepraleiskite šios akimirkos!) Tai yra komendantas (jo jėga) lemia gyvulišką prigimtį kūne. Ir fizikos požiūriu

Vienas pagrindinių evoliucijos mechanizmų, kartu su mutacijomis, migracijos procesais ir genų transformacijomis, yra natūrali atranka. Natūralios atrankos rūšys apima genotipo pokyčius, kurie padidina organizmo išgyvenimo ir dauginimosi galimybes. Evoliucija dažnai vertinama kaip šio proceso pasekmė, kuri gali atsirasti dėl skirtingų rūšių išlikimo, vaisingumo, vystymosi greičio, poravimosi sėkmės ar bet kurio kito gyvenimo aspekto.

Natūrali pusiausvyra

Genų dažnis išlieka pastovus iš kartos į kartą, jei nėra trikdančių veiksnių, kurie sutrikdo natūralią pusiausvyrą. Tai yra mutacijos, migracija (arba genų srautas), atsitiktinis genetinis dreifas ir natūrali atranka. Mutacija yra spontaniškas genų dažnio pokytis populiacijoje, kuriai būdingas mažas vystymosi tempas. Tokiu atveju individas pereina iš vienos populiacijos į kitą ir tada keičiasi. Atsitiktinis yra pokytis, kuris visiškai atsitiktinai perduodamas iš vienos kartos į kitą.

Visi šie veiksniai keičia genų dažnį, neatsižvelgiant į tai, ar organizmas padidina ar sumažina tikimybę išgyventi ir daugintis natūralioje aplinkoje. Visi jie yra atsitiktiniai procesai. Natūralioji atranka, natūralios atrankos rūšys, yra vidutinio sunkumo dezorganizuojančios šių procesų pasekmės, nes jie daugina naudingų mutacijų dažnį per daugelį kartų ir pašalina kenksmingus komponentus.

Kas yra natūrali atranka?

Natūrali atranka skatina išsaugoti tas organizmų grupes, kurios yra geriau prisitaikiusios prie fizinių ir biologinių savo buveinės sąlygų. Jis
gali veikti bet kokį paveldimą fenotipinį bruožą ir, selektyviu spaudimu, gali paveikti bet kurį aplinkos aspektą, įskaitant seksualinę atranką ir konkurenciją su tos pačios ar kitos rūšies atstovais.

Tačiau tai nereiškia, kad šis procesas visada yra nukreiptas ir veiksmingas adaptacinėje evoliucijoje. Natūrali atranka, natūralios atrankos rūšys apskritai, dažnai lemia mažiau tinkamų variantų pašalinimą.

Variacija egzistuoja visoje organizmų populiacijoje. Iš dalies taip nutinka todėl, kad vieno organizmo genome atsiranda atsitiktinių mutacijų, o jo palikuonys tokias mutacijas gali paveldėti. Visą gyvenimą genomai sąveikauja su aplinka. Vadinasi, populiacija vystosi.

Natūralios atrankos samprata

Natūrali atranka yra vienas iš kertinių šiuolaikinės biologijos akmenų. Jis veikia pagal fenotipą, kurio genetinis pagrindas suteikia reprodukcinį pranašumą ir padidina paplitimą populiacijoje. Laikui bėgant šis procesas gali sukelti naujų rūšių atsiradimą. Kitaip tariant, tai yra svarbus (nors ir ne vienintelis) evoliucinis procesas populiacijoje.
Pačią koncepciją suformulavo ir 1858 m. paskelbė Charlesas Darwinas ir Alfredo Russellas Wallace'as, bendrame pristatyme apie

Terminas buvo apibūdintas kaip analogiškas, t. y. tai procesas, kurio metu gyvūnai ir augalai, turintys tam tikrų savybių, laikomi pageidaujamais veisti ir daugintis. „Natūralios atrankos“ sąvoka iš pradžių buvo sukurta nesant paveldimumo teorijos. Tuo metu, kai Darvinas rašė savo darbus, mokslas dar turėjo sukurti tradicinės darvino evoliucijos derinį su vėlesniais atradimais klasikinės ir molekulinės genetikos srityje, vadinamas moderniąja evoliucine sinteze. 3 natūralios atrankos rūšys išlieka pagrindiniu adaptyvios evoliucijos paaiškinimu.

Kaip veikia natūrali atranka?

Natūrali atranka yra mechanizmas, kuriuo gyvūno organizmas prisitaiko ir vystosi. Iš esmės prie aplinkos geriausiai prisitaikę individualūs organizmai išgyvena ir dauginasi sėkmingiausiai, susilaukdami vaisingų palikuonių. Po daugelio veisimosi ciklų tokios rūšys yra dominuojančios. Taigi gamta išfiltruoja prastai prisitaikiusius individus visos populiacijos labui.

Tai gana paprastas mechanizmas, dėl kurio tam tikros populiacijos nariai laikui bėgant keičiasi. Tiesą sakant, jį galima suskirstyti į penkis pagrindinius etapus: variaciją, paveldėjimą, atranką, laiką ir prisitaikymą.

Darvinas apie natūralią atranką

Pagal Darvino mokymą natūrali atranka susideda iš keturių komponentų:

Variacijos. Populiacijos organizmai pasižymi individualiais išvaizdos ir elgesio skirtumais. Šie pokyčiai gali apimti kūno dydį, plaukų spalvą, veido žymes, balso savybes arba susilaukusių palikuonių skaičių. Kita vertus, kai kurie asmenybės bruožai nėra susiję su skirtumais tarp individų, pavyzdžiui, su stuburinių gyvūnų akių skaičiumi.
Paveldėjimas. Kai kurios savybės nuosekliai perduodamos iš tėvų palikuonims. Tokios savybės yra paveldimos, o kitos yra stipriai įtakojamos aplinkos sąlygų ir yra silpnai paveldimos.
Didelės populiacijos. Dauguma gyvūnų kasmet susilaukia daug didesnių palikuonių, nei reikia tolygiai paskirstyti išteklius. Tai sukelia tarprūšinę konkurenciją ir ankstyvą mirtingumą.
Diferencinis išgyvenimas ir dauginimasis. Visų rūšių natūrali atranka populiacijose palieka tuos gyvūnus, kurie žino, kaip kovoti už vietinius išteklius.

Natūrali atranka: natūralios atrankos rūšys

Darvino evoliucijos teorija radikaliai pakeitė ateities mokslinės minties kryptį. Jos centre yra natūrali atranka, procesas, vykstantis per kelias kartas ir apibrėžiamas kaip diferencinis genotipų dauginimasis. Bet koks aplinkos pasikeitimas (pavyzdžiui, medžio kamieno spalvos pasikeitimas) gali paskatinti prisitaikymą vietos lygmeniu. Yra šie natūralios atrankos tipai (lentelė Nr. 1):

Stabilizuojantis pasirinkimas

Dažnai kai kurių rūšių DNR mutacijų dažnis yra statistiškai didesnis nei kitų. Šio tipo natūrali atranka linkusi pašalinti bet kokius kraštutinumus labiausiai aplinkai tinkamų populiacijos individų fenotipuose. Dėl to mažėja įvairovė vienos rūšies viduje. Tačiau tai nereiškia, kad visi asmenys yra visiškai vienodi.

Stabilizuojančią natūralią atranką ir jos tipus galima trumpai apibūdinti kaip vidurkį arba stabilizavimą, kai populiacija tampa homogeniškesnė. Pirmiausia paveikiami poligeniniai bruožai. Tai reiškia, kad fenotipą valdo keli genai ir yra daugybė galimų rezultatų. Laikui bėgant, kai kurie genai yra išjungiami arba užmaskuojami kitų, priklausomai nuo palankaus prisitaikymo.

Daugelis žmogaus savybių yra tokios atrankos rezultatas. Žmogaus gimimo svoris yra ne tik poligeninis požymis, jį valdo ir aplinkos veiksniai. Naujagimiai, kurių gimimo svoris yra vidutinis, yra labiau linkę išgyventi nei tie, kurie yra per maži ar per dideli.

Nukreipta natūrali atranka

Šis reiškinys dažniausiai stebimas sąlygomis, kurios laikui bėgant pasikeitė, pavyzdžiui, oras, klimatas ar maisto tiekimas gali lemti krypties pasirinkimą. Žmogaus dalyvavimas taip pat gali pagreitinti šį procesą. Medžiotojai dažniausiai žudo didelius egzempliorius, kad gautų mėsą ar kitas stambias dekoratyvines ar naudingas dalis. Todėl populiacija bus linkusi nukrypti į mažesnius individus.

Kuo daugiau plėšrūnų žudys ir suės lėtus populiacijos individus, tuo labiau bus linkę į sėkmingesnius ir greitesnius populiacijos narius. Natūralios atrankos tipus (lentelė su pavyzdžiais Nr. 1) galima aiškiau parodyti naudojant gyvosios gamtos pavyzdžius.

Charlesas Darwinas studijavo krypties atranką, kai buvo Galapagų salose. Vietinių kikilių snapo ilgis laikui bėgant keitėsi dėl turimų maisto šaltinių. Trūkstant vabzdžių, kikiliai išgyveno dideliais ir ilgais snapais, kurie padėjo jiems valgyti sėklas. Laikui bėgant vabzdžių daugėjo, o kryptingos atrankos pagalba paukščių snapai pamažu įgavo mažesnius dydžius.

Diversifikacinės (ardomosios) atrankos ypatybės

Ardomoji atranka yra natūralios atrankos rūšis, kuri prieštarauja rūšies savybių vidurkiavimui populiacijoje. Šis procesas yra rečiausias, jei trumpai apibūdintume natūralios atrankos tipus. Įvairinimo atranka gali sukelti dviejų ar daugiau skirtingų formų specifiką staigių aplinkos pokyčių srityse. Kaip ir kryptinga atranka, šis procesas gali sulėtėti ir dėl destruktyvios žmogiškųjų veiksnių įtakos bei aplinkos taršos.

Vienas iš geriausiai ištirtų trikdančios atrankos pavyzdžių yra drugelių atvejis Londone. Kaimo vietovėse beveik visi asmenys buvo šviesios spalvos. Tačiau tie patys drugeliai pramoninėse zonose buvo labai tamsios spalvos. Buvo ir vidutinio spalvos intensyvumo egzempliorių. Taip yra dėl to, kad tamsieji drugeliai išmoko išgyventi ir pabėgti nuo plėšrūnų pramoninėse zonose miesto aplinkoje. Šviesios spalvos kandys pramoninėse zonose buvo lengvai aptiktos ir suėstos plėšrūnų. Priešingas vaizdas buvo stebimas kaimo vietovėse. Vidutinio spalvos intensyvumo drugeliai buvo lengvai matomi abiejose vietose, todėl jų liko labai mažai.

Taigi, ardomosios atrankos prasmė yra perkelti fenotipą link kraštutinumo, būtino rūšies išlikimui.

Natūrali atranka ir evoliucija

Pagrindinė evoliucijos teorijos idėja yra ta, kad visa rūšių įvairovė palaipsniui išsivystė iš paprastų gyvybės formų, atsiradusių daugiau nei prieš tris milijardus metų (palyginimui, Žemės amžius yra maždaug 4,5 milijardo metų). Natūralios atrankos rūšys su pavyzdžiais nuo pirmųjų bakterijų iki pirmųjų šiuolaikinių žmonių suvaidino svarbų vaidmenį šioje evoliucinėje raidoje.

Organizmai, kurie buvo prastai prisitaikę prie savo aplinkos, turi mažiau galimybių išgyventi ir susilaukti palikuonių. Tai reiškia, kad mažesnė tikimybė, kad jų genai bus perduoti kitai kartai. Negalima prarasti kelio į genetinę įvairovę, taip pat neturi būti prarasta galimybė ląstelių lygiu reaguoti į besikeičiančias aplinkos sąlygas.

NATŪRALĖ ATRANKA yra kovos už būvį rezultatas; ji grindžiama pirmenybiniu kiekvienos rūšies labiausiai prisitaikiusių individų išgyvenimu ir palikuonių palikimu bei mažiau prisitaikiusių organizmų mirtimi.

IN Nuolatinės aplinkos kaitos sąlygomis natūrali atranka pašalina nepritaikytas formas ir išsaugo paveldimus nukrypimus, kurie sutampa su pakitusių egzistavimo sąlygų kryptimi. Yra arba reakcijos normos pasikeitimas, arba jos išsiplėtimas (reakcijos norma vadinamas organizmo gebėjimu prisitaikyti prie aplinkos veiksnių veikimo pokyčių; reakcijos norma yra modifikacijų kintamumo ribos, valdomos tam tikro organizmo genotipo). Šią atrankos formą atrado Charlesas Darwinas ir vadinosi vairuojant .

Pavyzdys yra originalios šviesios spalvos beržo drugelio formos pakeitimas tamsia spalva. Pietryčių Anglijoje praeityje kartu su šviesia drugelio forma retkarčiais buvo aptinkami ir tamsios spalvos. Kaimo vietovėse šviesus dažymas ant beržo žievės yra nematomas, o tamsios spalvos, priešingai, išsiskiria šviesiame fone ir tampa lengvu grobiu paukščiams. Pramoninėse zonose dėl aplinkos taršos pramoniniais suodžiais pranašumą įgauna tamsios spalvos formos ir greitai pakeičia šviesias. Taigi iš 700 rūšių drugelių šioje šalyje per pastaruosius 120 metų 70 rūšių drugių savo šviesią spalvą pakeitė į tamsią. Tas pats vaizdas stebimas ir kitose Europos pramoninėse zonose. Panašūs pavyzdžiai – insekticidams atsparių vabzdžių atsiradimas, antibiotikams atsparios mikroorganizmų formos, nuodams atsparių žiurkių plitimas ir kt.

Namų mokslininkas I. I. Shmalgauzenas atrado stabilizuojantis forma atranka, kuri veikia pastoviomis egzistavimo sąlygomis. Šia atrankos forma siekiama išlaikyti esamą normą. Tokiu atveju reakcijos normos pastovumas išlaikomas tol, kol aplinka išlieka stabili, o nuo vidutinės normos nukrypstantys individai išnyksta iš populiacijos. Pavyzdžiui, sningant ir pučiant stipriam vėjui trumpasparniai ir ilgasparniai žvirbliai žuvo, tačiau išgyveno vidutinio sparno dydžio individai. Arba kitas pavyzdys: stabilus žiedo dalių pastovumas, lyginant su augalo vegetaciniais organais, nes žiedo proporcijos pritaikytos apdulkinančių vabzdžių dydžiui (kamanė negali prasiskverbti pro per siaurą gėlės vainiką , drugelio snukis negali liesti per trumpų žiedų kuokelių su ilgu vainikėliu). Per milijonus metų stabilizuojanti selekcija apsaugo rūšis nuo reikšmingų pokyčių, tačiau tik tol, kol gyvenimo sąlygos iš esmės nepasikeičia.

Taip pat išsiskiria ašarojimas, arbatrikdantis , atranka, veikianti įvairioje aplinkoje: pasirenkamas ne vienas požymis, o keli skirtingi, kurių kiekvienas skatina išlikimą siaurose populiacijos diapazono ribose. Dėl šios priežasties gyventojai skirstomi į kelias grupes. Pavyzdžiui, kai kurie vilkai JAV Kitskilio kalnuose atrodo kaip lengvasis kurtas ir medžioja elnius, o kiti toje pačioje vietovėje esantys vilkai, sunkesni, trumpomis kojomis, dažniausiai puola avių bandas. Ardomoji atranka veikia staigios aplinkos kaitos sąlygomis: populiacijos periferijoje išgyvena formos su daugiakrypčiais pokyčiais, iš jų atsiranda nauja grupė, kurioje pradeda veikti stabilizuojanti atranka. Nė viena iš atrankos formų gamtoje nevyksta gryna forma, nes aplinkos veiksniai keičiasi ir veikia kartu kaip visuma. Tačiau tam tikrais istoriniais laikotarpiais viena iš atrankos formų gali tapti pirmaujančia.

Visos natūralios atrankos formos sudaro vieną mechanizmą, kuris, veikdamas statistiniu pagrindu kaip kibernetinis reguliatorius, palaiko populiacijų pusiausvyrą su aplinkinėmis aplinkos sąlygomis. Kūrybinis natūralios atrankos vaidmuo yra ne tik pašalinti neprisitaikiusius, bet ir nukreipti atsirandančius prisitaikymus (mutacijų ir rekombinacijų rezultatus), iš ilgos kartų serijos „atrenkant“ tik tas, kurios yra tinkamiausios tam tikroje aplinkoje. egzistavimo sąlygos, o tai lemia vis naujų gyvybės formų atsiradimą.

Natūralios atrankos formos (T.A. Kozlova, V.S. Kučmenko. Biologija lentelėse. M., 2000)

Pasirinkimo formos, grafinis vaizdavimas	Kiekvienos natūralios atrankos formos ypatybės
VAIRAVIMAS	Asmenų, kurių charakteristika skiriasi nuo anksčiau populiacijoje nustatytos vertės, naudai; veda prie naujos organizmo reakcijos normos, atitinkančios pasikeitusias aplinkos sąlygas, įtvirtinimo
II STABILIAVIMAS	Siekiama išsaugoti populiacijoje nusistovėjusio požymio vidutinę reikšmę. Stabilizuojančios atrankos rezultatas yra didelis visų augalų ar gyvūnų individų panašumas, stebimas bet kurioje populiacijoje
TRUKDANTYS ARBA TRIKDANTYS	Teikia pirmenybę daugiau nei vienam fenotipiškai optimaliam požymiui ir veikia prieš tarpines formas, todėl atsiranda ir specifinis polimorfizmas, ir populiacijos izoliuojamos.

Snežinskio politechnikos kolegija

Biologijos pranešimas šia tema:

"Natūrali atranka"

Baigė: 1 kurso studentas

F-18D grupės

Jakunina Elena

Patikrino: Budalova I.B.

Snežinskas 2009 m

Natūrali atranka

a) Destabilizuojanti atranka

b) Seksualinė atranka

c) Grupės pasirinkimas

d) Krypties pasirinkimas (vairavimas)

d) Stabilizuojantis pasirinkimas

f) Ardomoji (ardomoji) atranka

Išvada

Nuorodos

Natūrali atranka

Natūrali atranka- kovos už būvį rezultatas; jis grindžiamas pirmenybiniu palikuonių išlikimu ir palikimu su labiausiai prisitaikiusiais kiekvienos rūšies individais ir mažiau prisitaikiusių organizmų mirtimi.

Mutacijos procesas, populiacijų skaičiaus svyravimai ir izoliacija sukuria rūšies genetinį nevienalytiškumą. Tačiau jų veiksmai yra nenuoseklūs. Evoliucija yra kryptingas procesas, susijęs su prisitaikymo vystymusi, su laipsnišku gyvūnų ir augalų struktūros ir funkcijų komplikavimu. Yra tik vienas kryptingas evoliucijos veiksnys – natūrali atranka.

Gali būti atrenkami tam tikri asmenys arba visos grupės. Dėl grupinės atrankos dažnai susikaupia bruožai ir savybės, kurios yra nepalankios individui, bet naudingos populiacijai ir visai rūšiai (įgėlusi bitė miršta, bet užpuldama priešą išsaugo šeimą). Bet kuriuo atveju atranka išsaugo organizmus, labiausiai prisitaikiusius prie tam tikros aplinkos ir veikia populiacijose. Taigi atrankos laukas yra populiacijos.

Natūrali atranka turėtų būti suprantama kaip selektyvus (diferencinis) genotipų (arba genų kompleksų) dauginimasis. Natūralios atrankos procese svarbu ne tiek individų išlikimas ar mirtis, kiek jų diferencijuotas dauginimasis. Skirtingų individų dauginimosi sėkmė gali būti objektyvus genetinis-evoliucinis natūralios atrankos kriterijus. Individo, susilaukiančio palikuonių, biologinę reikšmę lemia jo genotipo indėlis į populiacijos genofondą. Atranka iš kartos į kartą, remiantis fenotipais, lemia genotipų atranką, nes palikuonims perduodami ne bruožai, o genų kompleksai. Evoliucijai svarbūs ne tik genotipai, bet ir fenotipai bei fenotipinis kintamumas.

Ekspresijos metu genas gali turėti įtakos daugeliui savybių. Todėl į atrankos sritį gali būti įtrauktos ne tik savybės, didinančios palikuonių palikimo tikimybę, bet ir tiesiogiai su dauginimu nesusijusios savybės. Jie atrenkami netiesiogiai dėl koreliacijų.

a) Destabilizuojanti atranka

Destabilizuojantis pasirinkimas- tai koreliacijų naikinimas organizme intensyviai renkantis kiekviena konkrečia kryptimi. Pavyzdys yra atvejis, kai selekcija, kuria siekiama sumažinti agresyvumą, destabilizuoja veisimosi ciklą.

Stabilizuojanti atranka susiaurina reakcijos normą. Tačiau gamtoje dažnai pasitaiko atvejų, kai rūšies ekologinė niša laikui bėgant gali platėti. Šiuo atveju platesnę reakcijos normą turintys asmenys ir populiacijos gauna selektyvų pranašumą, tuo pačiu išlaikant tą pačią vidutinę požymio reikšmę. Pirmą kartą šią natūralios atrankos formą išcentrinės atrankos pavadinimu aprašė amerikiečių evoliucionistas George'as G. Simpsonas. Dėl to įvyksta procesas, kuris yra priešingas stabilizuojančiai atrankai: mutacijos, kurių reakcijos greitis yra platesnis, gauna pranašumą.

Taigi ežerinių varlių populiacijoms, gyvenančioms tvenkiniuose su nevienalyčiu apšvietimu, kintančiomis vietomis, apaugusiomis ančių, nendrių, kačiukų ir atviro vandens „langais“, būdingas platus spalvų kintamumas (destabilizuojančios vandens formos rezultatas). natūrali atranka). Priešingai, vienodo apšvietimo ir spalvos vandens telkiniuose (tvenkiniai, visiškai apaugę ančių tvenkiniais, arba atviri tvenkiniai), varlių spalvų kintamumas yra siauras (stabilizuojančios natūralios atrankos formos veikimo rezultatas).

Taigi, destabilizuojanti atrankos forma eina į reakcijos normos išplėtimą.

b) Seksualinė atranka

Seksualinė atranka- natūrali vienos lyties atranka, kuria siekiama ugdyti savybes, kurios pirmiausia suteikia galimybę palikti didžiausią palikuonių skaičių.

Daugelio rūšių patinai pasižymi aiškiai išreikštomis antrinėmis lytinėmis savybėmis, kurios iš pirmo žvilgsnio atrodo neprisitaikstančios: povo uodega, ryškios rojaus paukščių ir papūgų plunksnos, raudonos gaidžių keteros, kerinčios atogrąžų žuvų spalvos, giesmės. paukščių ir varlių ir kt. Daugelis šių savybių apsunkina jų nešiotojų gyvenimą ir daro juos lengvai pastebimus plėšrūnams. Atrodytų, šios savybės nesuteikia jokių pranašumų jų nešiotojams kovoje už būvį, tačiau gamtoje jos yra labai paplitusios. Kokį vaidmenį jų atsiradimui ir plitimui suvaidino natūrali atranka?

Jau žinome, kad organizmų išlikimas yra svarbus, bet ne vienintelis natūralios atrankos komponentas. Kitas svarbus komponentas yra patrauklumas priešingos lyties asmenims. Charlesas Darwinas šį reiškinį pavadino seksualine atranka. Pirmą kartą jis paminėjo šią atrankos formą knygoje „Apie rūšių kilmę“, o vėliau ją išsamiai išanalizavo knygoje „Žmogaus kilmė ir seksualinė atranka“. Jis manė, kad „šią atrankos formą lemia ne kova dėl egzistavimo organinių būtybių tarpusavio santykiuose ar su išorinėmis sąlygomis, bet konkurencija tarp vienos lyties individų, dažniausiai vyrų, dėl kitos lyties individų nuosavybės. seksas“.

Seksualinė atranka yra natūrali atranka siekiant reprodukcinės sėkmės. Savybės, mažinančios jų šeimininkų gyvybingumą, gali atsirasti ir išplisti, jei jų teikiami pranašumai reprodukcinei sėkmei yra žymiai didesni nei trūkumai išlikimui. Patinas, kuris gyvena trumpai, bet mėgstamas patelių ir todėl susilaukia daug palikuonių, yra daug geresnis nei tas, kuris gyvena ilgai, bet susilaukia nedaug palikuonių. Daugelyje gyvūnų rūšių didžioji dauguma patinų išvis nedalyvauja dauginimosi procese. Kiekvienoje kartoje tarp patinų kyla arši konkurencija dėl patelių. Šios varžybos gali būti tiesioginės ir pasireikšti kovos dėl teritorijos ar turnyro kovų forma. Jis taip pat gali pasireikšti netiesiogine forma ir būti nulemtas patelių pasirinkimo. Tais atvejais, kai moterys renkasi patinus, vyrų konkurencija pasireiškia puošnios išvaizdos demonstravimu arba sudėtingu piršlybų elgesiu. Patelės renkasi joms labiausiai patinkančius patinus. Paprastai tai yra ryškiausi patinai. Bet kodėl patelėms patinka šviesūs patinai?

Ryžiai. 7. Ryškios paukščių spalvos atsiranda evoliucijoje dėl seksualinės atrankos.

Moters tinkamumas priklauso nuo to, kaip objektyviai ji sugeba įvertinti galimą būsimo savo vaikų tėvo tinkamumą. Ji turi pasirinkti patiną, kurio sūnūs būtų labai prisitaikantys ir patrauklūs patelėms.

Buvo pasiūlytos dvi pagrindinės hipotezės apie seksualinės atrankos mechanizmus.

Remiantis „patrauklių sūnų“ hipoteze, moters pasirinkimo logika kiek kitokia. Jei ryškūs patinai dėl kokių nors priežasčių yra patrauklūs patelėms, tuomet savo būsimiems sūnums verta rinktis šviesų tėvą, nes jo sūnūs paveldės ryškių spalvų genus ir būsimoje kartoje bus patrauklūs patelėms. Taigi atsiranda teigiamas grįžtamasis ryšys, kuris lemia tai, kad iš kartos į kartą patinų plunksnos ryškumas tampa vis intensyvesnis. Procesas toliau auga, kol pasiekia gyvybingumo ribą. Įsivaizduokime situaciją, kai patelės renkasi patinus su ilgesne uodega. Ilgauodegiai patinai susilaukia daugiau palikuonių nei patinai su trumpomis ir vidutinėmis uodegomis. Iš kartos į kartą uodegos ilgis ilgėja, nes patelės renkasi ne tam tikro uodegos dydžio, o didesnio nei vidutinio dydžio patinus. Ilgainiui uodega pasiekia tokį ilgį, kad jos žala patino gyvybingumui yra subalansuota patrauklumu patelių akyse.

Aiškindami šias hipotezes bandėme suprasti paukščių patelių veiksmų logiką. Gali atrodyti, kad per daug iš jų tikimės, kad tokie sudėtingi fitneso skaičiavimai jiems sunkiai įmanomi. Tiesą sakant, patelės ne daugiau ar mažiau logiškai renkasi patinus nei bet koks kitas jų elgesys. Kai gyvūnas jaučia troškulį, jis nemąsto, kad turėtų gerti vandenį, kad atkurtų vandens ir druskos pusiausvyrą organizme – jis patenka į girdyklą, nes jaučia troškulį. Kai bitė darbininkė įgelia avilį puolančiam plėšrūnui, ji neskaičiuoja, kiek šiuo pasiaukojimu ji padidina bendrą savo seserų tinkamumą – vadovaujasi instinktu. Lygiai taip pat patelės, rinkdamosi ryškius patinus, vadovaujasi savo instinktais – joms patinka ryškios uodegos. Visi tie, kuriems instinktas siūlė kitokį elgesį, visi nepaliko palikuonių. Taigi diskutavome ne apie patelių logiką, o apie kovos už būvį logiką ir natūralią atranką – aklą ir automatinį procesą, kuris, veikdamas nuolat iš kartos į kartą, suformavo visą nuostabią formų, spalvų ir instinktų įvairovę, stebime gyvosios gamtos pasaulyje .

c) Grupės pasirinkimas

Grupinė atranka, dažnai dar vadinama grupine atranka, yra skirtingų vietinių populiacijų diferencinis dauginimasis. W. Wright lygina dviejų tipų populiacijos sistemas – didelę ištisinę populiaciją ir mažų pusiau izoliuotų kolonijų seriją – atsižvelgdamas į teorinį atrankos efektyvumą. Daroma prielaida, kad bendras abiejų populiacijos sistemų dydis yra toks pat ir organizmai laisvai kryžminasi.

Didelėje nuolatinėje populiacijoje atranka yra gana neveiksminga didinant palankių, bet retų recesyvių mutacijų dažnį. Be to, bet kokia tendencija padidinti bet kurio palankaus alelio dažnį vienoje konkrečios didelės populiacijos dalyje yra neutralizuojama kryžminimosi su kaimyninėmis subpopuliacijomis, kuriose tas alelis yra retas. Lygiai taip pat palankios naujos genų kombinacijos, kurios sugebėjo susidaryti tam tikroje populiacijos vietinėje skiltyje, suskaidomos į dalis ir pašalinamos dėl kryžminimo su individais iš kaimyninių skilčių.

Visi šie sunkumai iš esmės pašalinami gyventojų sistemoje, kurios struktūra primena atskirų salų seriją. Čia atranka arba atranka kartu su genetiniu dreifu gali greitai ir efektyviai padidinti kai kurių retų palankių alelių dažnį vienoje ar keliose mažose kolonijose. Nauji palankūs genų deriniai taip pat gali lengvai įsitvirtinti vienoje ar keliose mažose kolonijose. Izoliacija apsaugo šių kolonijų genofondus nuo „užtvindymo“ dėl migracijos iš kitų kolonijų, kurios neturi tokių palankių genų, ir nuo kryžminimo su jomis. Iki šiol modelis apėmė tik individualią atranką arba (kai kurioms kolonijoms) individualią atranką kartu su genetiniu dreifu.

Dabar tarkime, kad aplinka, kurioje yra ši populiacijos sistema, pasikeitė, dėl to sumažėjo ankstesnių genotipų prisitaikymas. Naujoje aplinkoje nauji palankūs genai arba genų deriniai, kurie įsitvirtina kai kuriose kolonijose, turi didelę potencialią adaptacinę vertę visai populiacijos sistemai. Dabar yra sudarytos visos sąlygos, kad būtų galima pradėti rinkti grupę. Mažiau prisitaikiusios kolonijos palaipsniui nyksta ir išnyksta, o labiau prisitaikiusios kolonijos plečiasi ir pakeičia jas visoje teritorijoje, kurią užima tam tikra populiacijos sistema. Tokia suskirstyta populiacijos sistema įgyja naują adaptacinių savybių rinkinį dėl individualios atrankos kai kuriose kolonijose, o po to vyksta diferencinis skirtingų kolonijų dauginimasis. Grupinės ir individualios atrankos derinys gali duoti rezultatų, kurių negalima pasiekti vien individualiai atranka.

Nustatyta, kad grupinė atranka yra antros eilės procesas, papildantis pagrindinį individualios atrankos procesą. Kaip antros eilės procesas, grupės atranka turi vykti lėtai, tikriausiai daug lėčiau nei individuali atranka. Populiacijų atnaujinimas užtrunka ilgiau nei individų atnaujinimas.

Grupės atrankos koncepcija buvo plačiai priimta kai kuriuose sluoksniuose, tačiau ją atmetė kiti mokslininkai. Jie teigia, kad skirtingi galimi individualios atrankos modeliai gali sukelti visus grupės atrankai priskiriamus efektus. Wade'as atliko keletą veisimo eksperimentų su miltiniais vabalais (Tribolium castaneum), siekdamas ištirti grupių atrankos efektyvumą ir nustatė, kad vabalai reagavo į tokio tipo atranką. Be to, kai individuali ir grupinė atranka vienu metu veikia tam tikrą požymį ir ta pačia kryptimi, šio požymio kitimo greitis yra didesnis nei individualios atrankos atveju (Net vidutinė imigracija (6 ir 12 proc.) netrukdo grupės atrankos sukeltos diferenciacijos populiacijos.

Vienas iš organinio pasaulio bruožų, sunkiai paaiškinamas individualios atrankos pagrindu, tačiau gali būti laikomas grupinės atrankos rezultatu, yra lytinis dauginimasis. Nors buvo sukurti modeliai, kuriuose seksualiniam dauginimuisi pirmenybė teikiama individualios atrankos būdu, jie atrodo nerealūs. Seksualinis dauginimasis yra procesas, kuris sukuria rekombinacinius pokyčius besimaišančiose populiacijose. Lytinio dauginimosi nauda yra ne tėvų genotipai, kurie genda rekombinacijos metu, o ateities kartų populiacija, kurioje didėja kintamumo atsargos. Tai reiškia, kad dalyvavimas atrankos procese gyventojų lygmeniu yra vienas iš veiksnių.

G)

Ryžiai. 1. Natūralios atrankos varomoji forma

Krypties pasirinkimas (vairavimas) aprašė Charlesas Darwinas, o šiuolaikinę vairavimo atrankos doktriną sukūrė J. Simpsonas.

Šios atrankos formos esmė yra ta, kad ji sukelia laipsnišką ar vienakryptį populiacijų genetinės sudėties pokytį, pasireiškiantį pasirinktų požymių vidutinių verčių poslinkiu jų stiprėjimo ar silpnėjimo link. Tai atsitinka tais atvejais, kai populiacija prisitaiko prie naujos aplinkos arba kai aplinka palaipsniui keičiasi, o po to palaipsniui keičiasi populiacija.

Ilgai keičiantis išorinei aplinkai, kai kurie rūšies individai gali įgyti pranašumą gyvybės veikloje ir dauginimosi srityje su tam tikrais nukrypimais nuo vidutinės normos. Tai lems genetinės struktūros pasikeitimą, evoliuciškai naujų adaptacijų atsiradimą ir rūšies organizacijos pertvarkymą. Variacijos kreivė pasislenka prisitaikymo prie naujų egzistavimo sąlygų kryptimi.

2 pav. Tamsiųjų beržinių drugių formų dažnio priklausomybė nuo atmosferos užterštumo laipsnio

Ant kerpėmis apaugusių beržų kamienų nesimatė šviesių formų. Intensyviai vystantis pramonei, deginant anglį susidaręs sieros dioksidas pramoninėse teritorijose sukėlė kerpių žūtį, todėl buvo aptikta tamsi medžių žievė. Tamsiame fone šviesiaspalves kandis išgraibstydavo robinos ir strazdai, o tamsiame fone mažiau pastebimos melaninės formos išliko ir sėkmingai dauginosi. Per pastaruosius 100 metų daugiau nei 80 drugelių rūšių išsivystė tamsios formos. Šis reiškinys dabar žinomas kaip pramoninis melanizmas. Vairavimo atranka lemia naujos rūšies atsiradimą.

Ryžiai. 3. Pramoninis melanizmas. Tamsios drugelių formos yra nematomos ant tamsių kamienų, o šviesios – ant šviesių.

Vabzdžiai, driežai ir daugelis kitų žolės gyventojų yra žalios arba rudos spalvos, dykumos gyventojai yra smėlio spalvos. Miškuose gyvenančių gyvūnų, pavyzdžiui, leopardo, kailis nuspalvintas mažomis dėmelėmis, primenančiomis saulės spindesį, o tigro imituoja nendrių ar nendrių stiebų spalvą ir šešėlį. Šis dažymas vadinamas apsauginiu.

Plėšrūnams jis buvo nustatytas dėl to, kad jo savininkai galėjo nepastebėti prilįsti prie grobio, o organizmuose, kurie yra grobis, dėl to, kad grobis liko mažiau pastebimas plėšrūnams. Kaip ji atsirado? Daugybė mutacijų suteikė ir tebeduoda įvairiausių formų, kurios skiriasi spalvomis. Daugeliu atvejų gyvūno spalva pasirodė esanti artima aplinkos fonui, t.y. slėpė gyvūną, atliko apsauginį vaidmenį. Tie gyvūnai, kurių apsauginė spalva buvo silpnai išreikšta, liko be maisto arba patys tapo aukomis, o jų artimieji, kurie turėjo geresnę apsauginę spalvą, iškovojo pergalę tarprūšinėje kovoje už būvį.

Kryptinė atranka yra dirbtinės atrankos pagrindas, kai selektyvus individų, turinčių pageidaujamus fenotipinius bruožus, poravimasis padidina tų požymių dažnumą populiacijoje. Atlikdamas daugybę eksperimentų, Falconer iš šešių savaičių pelių populiacijos atrinko sunkiausius individus ir leido jiems poruotis. Tą patį jis padarė ir su lengviausiomis pelėmis. Toks selektyvus kryžminimas pagal kūno svorį leido sukurti dvi populiacijas, kurių vienos svoris padidėjo, o kitoje sumažėjo.

Sustabdžius atranką, nė viena grupė nebegrįžo į pradinį svorį (apie 22 gramus). Tai rodo, kad dirbtinė fenotipinių požymių atranka lėmė tam tikrą genotipinę atranką ir dalinį kai kurių alelių praradimą abiejose populiacijose.

d) Stabilizuojantis pasirinkimas

Ryžiai. 4. Stabilizuojanti natūralios atrankos forma

Stabilizuojantis pasirinkimas santykinai pastoviomis aplinkos sąlygomis natūrali atranka nukreipta prieš individus, kurių savybės viena ar kita kryptimi nukrypsta nuo vidutinės normos.

Stabilizuojanti atranka išsaugo populiacijos būklę, kuri užtikrina maksimalų jos tinkamumą pastoviomis egzistavimo sąlygomis. Kiekvienoje kartoje individai, kurie nukrypsta nuo vidutinės optimalios adaptacinių savybių vertės, pašalinami.

Aprašyta daug stabilizuojančios atrankos gamtoje veikimo pavyzdžių. Pavyzdžiui, iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad didžiausią indėlį į kitos kartos genofondą turėtų įnešti maksimalų vaisingumą turintys asmenys.

Tačiau natūralių paukščių ir žinduolių populiacijų stebėjimai rodo, kad taip nėra. Kuo daugiau lizde jauniklių ar jauniklių, tuo sunkiau juos išmaitinti, tuo kiekvienas mažesnis ir silpnesnis. Dėl to labiausiai tinka vidutinio vaisingumo asmenys.

Atranka į vidurkį buvo nustatyta įvairiems bruožams. Žinduolių labai mažo ir labai didelio svorio naujagimiai dažniau miršta gimę arba pirmosiomis gyvenimo savaitėmis nei vidutinio svorio naujagimiai. Po audros žuvusių paukščių sparnų dydžio tyrimas parodė, kad daugumos jų sparnai buvo per maži arba per dideli. Ir šiuo atveju vidutiniai asmenys pasirodė labiausiai prisitaikę.

Kokia yra nuolatinės prastai pritaikytų formų atsiradimo nuolatinėmis egzistavimo sąlygomis priežastis? Kodėl natūrali atranka negali kartą ir visiems laikams išvalyti populiaciją nuo nepageidaujamų deviantinių formų? Priežastis yra ne tik ir ne tiek nuolatinis vis naujų mutacijų atsiradimas. Priežastis ta, kad heterozigotiniai genotipai dažnai yra tinkamiausi. Kryžminami jie nuolat skyla ir jų palikuonys susilaukia homozigotinių palikuonių, kurių tinkamumas yra sumažėjęs. Šis reiškinys vadinamas subalansuotu polimorfizmu.

5 pav. Pjautuvinių ląstelių ligos paplitimo maliarijos srityse žemėlapis. Spalvos rodo maliarines sritis. Tamsesnė sritis rodo didelį pjautuvinių ląstelių ligos paplitimą

Plačiausiai žinomas tokio polimorfizmo pavyzdys yra pjautuvinė anemija. Ši sunki kraujo liga pasireiškia žmonėms, homozigotiniams dėl mutantinio hemoglobino alėjos (Hb S), ir sukelia jų mirtį ankstyvame amžiuje. Daugumoje žmonių populiacijų šios alėjos dažnis yra labai mažas ir maždaug lygus jos atsiradimo dažniui dėl mutacijų. Tačiau ji gana paplitusi tose pasaulio vietose, kur paplitusi maliarija. Paaiškėjo, kad Hb S heterozigotai turi didesnį atsparumą maliarijai nei homozigotai normaliai alėjai. Dėl šios priežasties populiacijose, gyvenančiose maliarijos zonose, sukuriamas ir stabiliai palaikomas šios mirtinos homozigotinės alėjos heterozigotiškumas.

Stabilizuojanti atranka yra natūralių populiacijų kintamumo kaupimosi mechanizmas. Išskirtinis mokslininkas I.I. Shmalgauzenas pirmasis atkreipė dėmesį į šią stabilizuojančios atrankos savybę. Jis parodė, kad net ir stabiliomis egzistavimo sąlygomis nei natūrali atranka, nei evoliucija nesiliauja. Net jei ji ir lieka fenotipiškai nepakitusi, populiacija nenustoja vystytis. Jo genetinė sandara nuolat keičiasi. Stabilizuojant atranką sukuriamos genetinės sistemos, užtikrinančios panašių optimalių fenotipų susidarymą įvairiausių genotipų pagrindu. Tokie genetiniai mechanizmai, kaip dominavimas, epistazė, vienas kitą papildantis genų veikimas, nepilnas įsiskverbimas ir kitos priemonės, slepiančios genetinį kintamumą, egzistuoja dėl stabilizuojančios atrankos.

Stabilizuojanti natūralios atrankos forma apsaugo esamą genotipą nuo destruktyvios mutacijos proceso įtakos, o tai paaiškina, pavyzdžiui, tokių senovinių formų kaip hatteria ir ginkmedis egzistavimą.

Stabilizuojančios atrankos dėka iki šių dienų išliko „gyvos fosilijos“, gyvenančios gana pastoviomis aplinkos sąlygomis:

1. haterijos, turinčios mezozojaus eros roplių bruožus;

2. koelakantas, skiltinių pelekų žuvų palikuonis, plačiai paplitęs paleozojaus eroje;

3. Šiaurės Amerikos oposumas – marsupial, žinomas nuo kreidos periodo;

Stabilizuojanti atrankos forma veikia tol, kol išlieka sąlygos, lėmusios tam tikros savybės ar savybės susiformavimą.

Čia svarbu pažymėti, kad sąlygų pastovumas nereiškia jų nekintamumo. Aplinkos sąlygos reguliariai keičiasi ištisus metus. Atrankos stabilizavimas pritaiko populiacijas prie šių sezoninių pokyčių. Dauginimosi ciklai nustatomi taip, kad jie sutaptų, kad jauni gyvūnai gimtų tuo metų laiku, kai maisto ištekliai yra didžiausi. Visi nukrypimai nuo šio optimalaus ciklo, kuris kartojasi metai iš metų, pašalinami stabilizuojant atranką. Per anksti gimę palikuonys miršta dėl maisto trūkumo, per vėlai gimę palikuonys nespėja pasiruošti žiemai. Kaip gyvūnai ir augalai žino, kad artėja žiema? Prasidėjus šalnoms? Ne, tai nėra labai patikimas rodyklė. Trumpalaikiai temperatūros svyravimai gali būti labai klaidinantys. Jei kai kuriais metais atšyla anksčiau nei įprastai, tai dar nereiškia, kad atėjo pavasaris. Tie, kurie per greitai reaguoja į šį nepatikimą signalą, rizikuoja likti be palikuonių. Geriau palaukti patikimesnio pavasario ženklo – ilgėjančio šviesiojo paros valandų. Daugumoje gyvūnų rūšių būtent šis signalas sukelia sezoninių gyvybinių funkcijų pokyčių mechanizmus: dauginimosi, lydymosi, migracijos ciklus ir kt. I.I. Schmalhausenas įtikinamai parodė, kad šios universalios adaptacijos atsiranda dėl stabilizuojančios atrankos.

Taigi, stabilizuojant atranką, nubraukiant nukrypimus nuo normos, aktyviai formuojami genetiniai mechanizmai, užtikrinantys stabilų organizmų vystymąsi ir optimalių fenotipų formavimąsi remiantis įvairiais genotipais. Jis užtikrina stabilų organizmų funkcionavimą esant įvairiems rūšiai pažįstamų išorinių sąlygų svyravimams.

f) Ardomoji (ardomoji) atranka

Ryžiai. 6. Ardomoji natūralios atrankos forma

Trikdanti atranka palankiai vertina ekstremalių tipų išsaugojimą ir tarpinių pašalinimą. Dėl to polimorfizmas išsaugomas ir stiprinamas. Nenutrūkstama selekcija veikia įvairiomis toje pačioje teritorijoje esančiomis aplinkos sąlygomis ir išlaiko keletą fenotipiškai skirtingų formų vidutinės normos individų sąskaita. Jei aplinkos sąlygos taip pasikeitė, kad didžioji dalis rūšių praranda savo tinkamumą, tada asmenys, turintys didelių nukrypimų nuo vidutinės normos, įgyja pranašumą. Tokios formos greitai dauginasi ir vienos grupės pagrindu susidaro kelios naujos.

Trikdomosios atrankos modelis galėtų būti nykštukinių plėšriųjų žuvų atsiradimas maisto organizme su mažai maisto. Dažnai nepilnamečiai voveraitės neturi pakankamai maisto žuvies mailiaus pavidalu. Šiuo atveju pranašumas atitenka sparčiausiai augantiems, kurie labai greitai pasiekia tokį dydį, kad galėtų valgyti savo bičiulius. Kita vertus, vabzdžiai, kurių augimo tempas vėluoja maksimaliai, atsidurs palankioje padėtyje, nes dėl mažo dydžio jie ilgą laiką gali išlikti planktiėdžiais. Tokia situacija, stabilizuojant selekciją, gali sukelti dviejų plėšriųjų žuvų atsiradimą.

Darvinas pateikia įdomų pavyzdį apie vabzdžius, gyvenančius mažose vandenyno salose. Jie gražiai skraido arba visai neturi sparnų. Matyt, vabzdžius į jūrą išnešė staigūs vėjo gūsiai; Išgyveno tik tie, kurie arba atlaikė vėją, arba visai neskraidė. Atranka šia kryptimi lėmė tai, kad Madeiros saloje iš 550 vabalų rūšių 200 neskraido.

Kitas pavyzdys: miškuose, kur dirva rusva, žeminės sraigės individai dažnai būna rudos ir rausvos spalvos kiautais, stambios ir geltonos žolės vietose vyrauja geltona spalva ir kt.

Prie ekologiniu požiūriu skirtingų buveinių prisitaikiusios populiacijos gali užimti gretimas geografines teritorijas; pavyzdžiui, Kalifornijos pakrantės regionuose augalą Giliaachilleaefolia atstovauja dvi rasės. Viena rasė, „saulės“ rasė, auga atviruose, žolinguose, į pietus nukreiptuose šlaituose, o „šešėlio“ rasė aptinkama ūksminguose ąžuolų ir sekvojų giraitėse. Šios rasės skiriasi žiedlapių dydžiu – tai genetiškai nulemta ypatybė.

Pagrindinis šios atrankos rezultatas – populiacijos polimorfizmo formavimasis, t.y. kelių grupių, besiskiriančių tam tikromis savybėmis, buvimas arba populiacijų, kurios skiriasi savo savybėmis, izoliacija, o tai gali būti divergencijos priežastis.

Išvada

Kaip ir kiti elementarūs evoliucijos veiksniai, natūrali atranka sukelia alelių santykio pokyčius populiacijų genofonduose. Evoliucijoje natūrali atranka atlieka kūrybinį vaidmenį. Išsiskirdamas iš dauginimosi žemos adaptacinės vertės genotipus, išsaugodamas palankias skirtingų privalumų genų kombinacijas, jis transformuoja genotipinio kintamumo vaizdą, kuris iš pradžių susidaro atsitiktinių veiksnių įtakoje, biologiškai tikslinga linkme.