Evolucija je zgodba o zmagovalcih, naravna selekcija pa je nepristranski sodnik, ki odloča o tem, kdo živi in kdo umre. Primeri naravne selekcije so povsod: vsa pestrost živih bitij na našem planetu je produkt tega procesa in človek ni izjema. O človeku pa se lahko prepiramo, saj je že dolgo navajen poslovno posegati v tista področja, ki so bila prej svete skrivnosti narave.

Kako deluje naravna selekcija?

Ta varen mehanizem je temeljni proces evolucije. Njegovo delovanje zagotavlja rast populaciještevilo posameznikov, ki imajo niz najugodnejših lastnosti, ki zagotavljajo maksimalno prilagodljivost življenjskim razmeram v okolju, in hkrati - zmanjšanje števila manj prilagojenih posameznikov.

Sam izraz »naravna selekcija« znanost dolguje Charlesu Darwinu, ki je ta proces primerjal z umetno selekcijo, torej selekcijo. Edina razlika med tema dvema vrstama je, kdo deluje kot sodnik pri izbiri določenih lastnosti organizmov - oseba ali okolje. Kar zadeva "delovni material", gre v obeh primerih za majhne dedne mutacije, ki se kopičijo ali, nasprotno, izkoreninijo v naslednji generaciji.

Teorija, ki jo je razvil Darwin, je bila za svoj čas neverjetno drzna, revolucionarna, celo škandalozna. Toda zdaj naravni izbor v znanstvenem svetu ne vzbuja dvomov, še več, imenujemo ga "samoumeven" mehanizem, saj njegov obstoj logično izhaja iz treh neizpodbitnih dejstev:

Živi organizmi očitno proizvedejo več potomcev, kot jih je sposobnih preživeti in se naprej razmnoževati;
Absolutno vsi organizmi so podvrženi dedni variabilnosti;
Živi organizmi, obdarjeni z različnimi genetskimi značilnostmi, preživijo in se razmnožujejo z neenakim uspehom.

Vse to povzroča ostro konkurenco med vsemi živimi organizmi, ki poganja evolucijo. V naravi evolucijski proces praviloma poteka počasi in ločimo naslednje faze:

Načela klasifikacije naravne selekcije

Glede na smer delovanja ločimo pozitivne in negativne (rezne) vrste naravne selekcije.

Pozitivno

Njegovo delovanje je usmerjeno v utrjevanje in razvoj uporabnih lastnosti ter pomaga povečati število osebkov s temi lastnostmi v populaciji. Tako znotraj določenih vrst pozitivna selekcija deluje tako, da povečuje njihovo sposobnost preživetja, v obsegu celotne biosfere pa postopoma povečuje kompleksnost strukture živih organizmov, kar dobro ponazarja celotna zgodovina evolucijskega procesa. na primer preoblikovanje škrg, ki je trajalo milijone let pri nekaterih vrstah starodavnih rib je srednje uho dvoživk spremljalo proces "prihoda na kopno" živih organizmov v pogojih močnega odliva in oseke.

Negativno

V nasprotju s pozitivno selekcijo rezalna selekcija prisili tiste posameznike, ki nosijo škodljive lastnosti, ki lahko znatno zmanjšajo sposobnost preživetja vrste v obstoječih okoljskih razmerah, da iz populacije izpadejo. Ta mehanizem deluje kot filter, ki ne prepušča najbolj škodljivim alelom in onemogoča njihov nadaljnji razvoj.

Na primer, ko so se predniki Homo sapiensa z razvojem palca na roki naučili oblikovati pest in jo uporabljati v medsebojnih spopadih, so posamezniki s krhkimi lobanjami začeli umirati zaradi poškodb glave (kar dokazujejo arheološke najdbe). ), odstopajo življenjski prostor posameznikom z močnejšo lobanjo.

Zelo pogosta klasifikacija je, ki temelji na naravi vpliva selekcije na variabilnost lastnosti v populaciji:

premikanje;
stabiliziranje;
destabilizirajoče;
moteče (trganje);
spolno.

Premikanje

Gonilna oblika naravne selekcije odpravi mutacije z eno povprečno vrednostjo lastnosti in jih nadomesti z mutacijami z drugačno povprečno vrednostjo iste lastnosti. Posledično je na primer mogoče slediti povečevanju velikosti živali iz generacije v generacijo - to se je zgodilo pri sesalcih, ki so pridobili kopensko prevlado po smrti dinozavrov, vključno s predniki ljudi. Nasprotno, druge oblike življenja so se bistveno zmanjšale. Tako so bili starodavni kačji pastirji v razmerah visoke vsebnosti kisika v ozračju velikanski v primerjavi s sodobnimi velikostmi. Enako velja za druge žuželke..

Stabilizirajoče

V nasprotju z gonilno silo stremi k ohranjanju obstoječih lastnosti in se kaže v primerih dolgotrajnega ohranjanja okoljskih razmer. Primeri vključujejo vrste, ki so prišle do nas iz antičnih časov skoraj nespremenjene: krokodili, številne vrste meduz, velikanske sekvoje. Obstajajo tudi vrste, ki praktično nespremenjene obstajajo že milijone let: to je starodavna rastlina ginko, neposredni potomec prvih kuščarjev hatterije, celakanta (riba s plavuti, ki jo mnogi znanstveniki obravnavajo kot »vmesni člen«) med ribami in dvoživkami).

Stabilizacijski in pogonski izbor delujeta skupaj in sta dve strani istega procesa. Voznik si prizadeva ohraniti mutacije, ki so najbolj ugodne v spreminjajočih se okoljskih razmerah, in ko se te razmere stabilizirajo, se bo proces končal z ustvarjanjem najbolje prilagojene oblike. Tu pride na vrsto stabilizacijska selekcija– ohranja te preizkušene genotipe in ne dovoljuje razmnoževanja mutantnih oblik, ki odstopajo od splošne norme. Obstaja zoženje reakcijske norme.

Destabilizirajoče

Pogosto se zgodi, da se ekološka niša, ki jo vrsta zaseda, razširi. V takih primerih bi bila večja stopnja reakcije koristna za preživetje vrste. V pogojih heterogenosti okolja pride do procesa, ki je nasproten stabilizacijski selekciji: lastnosti s širšo hitrostjo reakcije dobijo prednost. Na primer, heterogena osvetlitev rezervoarja povzroča veliko variabilnost barve žab, ki živijo v njem, in v rezervoarjih, ki se ne razlikujejo po raznolikosti barvnih madežev, so vse žabe približno enake barve, kar prispeva k njihovi kamuflaži ( rezultat stabilizacijske selekcije).

Moteče (trganje)

Obstaja veliko populacij, za katere je značilen polimorfizem - sobivanje znotraj ene vrste dveh ali celo več oblik na podlagi neke značilnosti. Ta pojav lahko povzročijo različni vzroki, tako naravni kot antropogeni. na primer glivam neugodne suše, ki je padel sredi poletja, je določil razvoj njihovih spomladanskih in jesenskih vrst, košenje sena, ki je v tem času potekalo tudi na drugih območjih, pa je privedlo do dejstva, da v nekaterih vrstah trav semena nekaterih posameznikov zgodaj dozorijo, medtem ko drugi - pozno, to je pred in po košnji.

Spolno

V tem nizu logično utemeljenih procesov se loči spolna selekcija. Njegovo bistvo je v tem, da predstavniki iste vrste (običajno samci) tekmujejo med seboj v boju za pravico do razmnoževanja. . Hkrati se pogosto razvijejo ti znaki, ki negativno vplivajo na njihovo sposobnost preživetja. Klasičen primer je pav s svojim razkošnim repom, ki nima praktične uporabnosti, poleg tega je opazen plenilcem in lahko moti gibanje. Njegova edina naloga je pritegniti samico in to nalogo uspešno opravlja. Obstajata dve hipotezi razlaga mehanizma ženske izbire:

Hipoteza o "dobrih genih" - samica izbere očeta za prihodnje potomce na podlagi njegove sposobnosti preživetja tudi s takšnimi sekundarnimi spolnimi značilnostmi, ki otežujejo obstoj;
Hipoteza o privlačnih sinovih - samica si prizadeva ustvariti uspešne moške potomce, ki ohranijo očetove gene.

Spolna selekcija je zelo pomembna za evolucijo, saj glavni cilj posameznikov katere koli vrste ni preživetje, temveč zapustiti potomce. Mnoge vrste žuželk ali rib poginejo takoj, ko opravijo to nalogo – brez tega ne bi bilo življenja na planetu.

Obravnavani instrument evolucije lahko označimo kot neskončen proces gibanja proti nedosegljivemu idealu, saj je okolje skoraj vedno korak ali dva pred svojimi prebivalci: tisto, kar je bilo doseženo včeraj, se danes spreminja, da bi jutri postalo zastarelo.

Antropologija in koncepti biologije Kurchanov Nikolay Anatolievich

Naravna selekcija

Naravna selekcija je najpomembnejši dejavnik evolucije. Darvinizem (namreč, STE je zgrajen na podlagi darvinizma), kot je navedeno zgoraj, se imenuje teorija naravne selekcije.

Kratko in uspešno definicijo selekcije lahko oblikuje I. Lerner: "Selekcija je diferencialna reprodukcija genotipov"(Lerner J., 1958). Ta definicija kaže, da razmnoževanje ne pomeni intenzivnejšega, temveč učinkovitejšega razmnoževanja. Naravno selekcijo je zelo dobro označil eden od utemeljiteljev sodobne citogenetike S. Darlington (1903–1981) kot proces prenosa “...od kemične ravni mutacije do biološke ravni prilagajanja”(Darlington S., 1958).

Vloga naravne selekcije je eno ključnih kontroverznih vprašanj v evolucijski biologiji skozi njeno zgodovino.

Do sredine 20. stoletja se je zahvaljujoč temeljnim teoretičnim razvojem I. I. Shmalhausena in J. Simpsona v evolucijski biologiji oblikovala ideja o treh oblikah selekcije.

Stabilizacijski izbor- to je prednostno preživetje organizmov, ki imajo značilnosti, ki nimajo opaznih odstopanj od norme, značilne za določeno populacijo. Najočitnejši rezultat delovanja stabilizacijske selekcije je stabilizacija že obstoječe norme reakcije za dano lastnost.

Izbira vožnje– prispeva k premiku povprečne vrednosti značilnosti. Z usmerjeno spremembo okolja pogosteje preživijo posamezniki z individualnimi lastnostmi, ki ustrezajo tej spremembi. Takšen izbor prispeva k utrditvi nove oblike, ki nadomesti staro, ki je prišla v nasprotje s spremenjenimi okoljskimi razmerami.

Moteča selekcija– selekcija, usmerjena proti osebkom s povprečno vrednostjo lastnosti in vodi do razdelitve populacije na več skupin za določeno lastnost.

Ta delitev je bila dobro potrjena v kasnejših eksperimentalnih študijah.

Variabilnost lastnosti v populaciji opisuje normalna porazdelitvena krivulja. Normalni genotip vodi v razvoj posameznika, katerega značilnosti so blizu povprečne norme ( moda) variacijska krivulja dane lastnosti. Bolj kot je genotip posameznika spremenjen, manj pogosti so takšni posamezniki. Če je genotip tako spremenjen, da ontogeneza ne more pripeljati do razvoja spolno zrelega osebka, potem je tak posameznik zunaj variacijske krivulje (letalne mutacije).

Poleg treh navedenih oblik izbire obstajajo številne druge klasifikacije. V populacijski genetiki je pozornost usmerjena na spremembe v pogostosti alelov v populaciji in izpostavljene so naslednje selekcijske možnosti (Ayala F., Kaiger J., 1988):

– selekcija proti recesivnemu alelu;

– selekcija proti dominantnemu alelu;

– selekcija proti nevtralnemu alelu;

– selekcija v korist heterozigotov;

– selekcija proti heterozigotom;

– izbira glede na frekvenco.

Zadnja možnost je zelo zanimiva. Zanj je značilno povečanje verjetnosti križanja glede na pogostost genotipa, pogosto pa pride do selekcije v korist redkega alela.

V naravi ima pomembno vlogo selekcija v korist heterozigotov, kar vodi do stabilnega polimorfizma populacij. V evolucijski ekologiji je poseben pomen pripisan selekciji reproduktivnih strategij, ki jih bomo obravnavali v nadaljevanju. Zelo specifična vrsta selekcije je spolna selekcija.

Obstaja veliko drugih klasifikacij naravne selekcije in med evolucionisti ni vedno soglasja.

Iz knjige O nastanku vrst z naravno selekcijo ali ohranitev priljubljenih pasem v boju za življenje avtor Darwin Charles

poglavje IV. Naravna selekcija ali preživetje večine

Iz knjige Navihani otrok biosfere [Pogovori o človekovem obnašanju v družbi ptic, živali in otrok] avtor Dolnik Viktor Rafaelevič

Kaj lahko naredi skupinska naravna selekcija? Skupinska poroka vodi do parjenja v sorodstvu in po več generacijah naredi vse člane skupine podobne v svojem nizu genov. V takšni situaciji ni tako pomembno, čigavi potomci - moji ali tvoji - so preživeli, jaz ali ti

Iz knjige Nenavadnosti evolucije 2 [Napake in neuspehi v naravi] avtorja Zittlau Jörg

NARAVNA SELEKCIJA: V EVOLUCIJI NE GRE VSE NAPREJ Darwinov šok Leonardo da Vinci (1452–1519) je rekel: “V naravi ni napak, ampak vedi, da je napaka v tebi.” Vse bogastvo in pestrost oblik v naravi se je temu geniju zdelo preveč popolno, da bi vsaj malo dvomil

Iz knjige Genetika etike in estetike avtor Efroimson Vladimir Pavlovič

5.3. Naravna selekcija in razvoj etike spolnih stikov Moč in trajanje spolne ljubezni sta lahko tolikšna, da se nezmožnost posedovanja obema stranema zdi velika, če ne največja nesreča; veliko tvegajo, celo na kocko

Iz knjige Evolucija avtor Jenkins Morton

7. VOJNE IN NARAVNA SELEKCIJA Najvišja sreča za človeka in njegovo največje veselje je premagati in uničiti sovražnika, ga izbrisati z zemlje, mu vzeti vse, kar je imel, spravljati v jok njegove žene, jahati svoje najboljše in najljubše konje in posedovati njegovo lepoto

Iz knjige Izvor domačih živali avtor Zavadovski Boris Mihajlovič

NARAVNA SELEKCIJA Naravna selekcija je proces, ki ga je Darwin poimenoval »boj za obstoj«, v katerem najprimernejši organizmi preživijo in najmanj primerni umrejo. Po darvinizmu naravna selekcija v populaciji z

Iz knjige Življenje - ključ do spola ali spol - ključ do življenja? avtor Dolnik Viktor Rafaelevič

NARAVNA SELEKCIJA POD VPLIVOM PLENILCEV Charles Darwin je prepoznal pomen velikosti populacije pri določanju preživetja osebkov, ki tekmujejo za omejeno število virov za zadovoljevanje osnovnih potreb, zlasti hrane. V tem procesu

Naravna selekcija Darwin je torej pokazal, da je glavno sredstvo za ustvarjanje vseh pasem domačih živali umetna selekcija. Tudi v tistem daljnem času, ko so ljudje izvajali to selekcijo, ne da bi si postavili poseben cilj, nezavedno, so dosegli neverjetne

Iz knjige Fenetika [Evolucija, populacija, lastnost] avtor Yablokov Aleksej Vladimirovič

KAJ LAHKO SKUPINSKA NARAVNA SELEKCIJA LAHKO Skupinska poroka vodi do parjenja v sorodstvu in po več generacijah naredi vse člane skupine podobne v naboru genov. V takšni situaciji ni tako pomembno, ali je moj ali tvoj potomec preživel, ali sem jaz ali ti prezgodaj umrl.

Iz knjige Evolucija [Klasične ideje v luči novih odkritij] avtor Markov Aleksander Vladimirovič

12. poglavje Naravna selekcija: kdo bo preživel? Obstaja peščica znanstvenikov, ki poskušajo identificirati značilnosti, ki so skupne vsem človeškim kulturam in civilizacijam, ki so kdaj obstajale. Ti znanstveniki brskajo po zapisih etnografov in člankih antropologov v iskanju razlik med plemeni in

Iz knjige Darvinizem v 20. stoletju avtor Mednikov Boris Mihajlovič

Naravna selekcija je edini usmerjevalni dejavnik v evoluciji. Brez dvoma je naravna selekcija najpomembnejši evolucijski dejavnik. Ko je definiral naravno selekcijo, je Charles Darwin uporabil koncept "preživetja najmočnejšega". Hkrati je obstajal

Iz knjige Biologija. Splošna biologija. 11. razred. Osnovna raven avtor Sivoglazov Vladislav Ivanovič

Naravna selekcija in fenogeografija Preučevanje naravne selekcije je ena najpomembnejših nalog pri preučevanju mikroevolucije. Brez globokega razumevanja delovanja tega enega samega usmerjenega evolucijskega dejavnika ne more biti prehoda v nadzorovano evolucijo.

Iz knjige Nesmrtni smo! Znanstveni dokazi o duši avtor Mukhin Jurij Ignatievič

Naravna selekcija v naravi in v laboratoriju Učinek selekcije ne preučujemo le v laboratorijskih poskusih, ampak tudi med dolgotrajnimi opazovanji v naravi. Prvi pristop vam omogoča nadzor okoljskih razmer, izolacijo od neštetih resničnih življenj

Iz avtorjeve knjige

Naravna selekcija Ne vidim nobenih omejitev za delovanje te sile, ki vsako obliko počasi in popolno prilagaja najkompleksnejšim odnosom življenja. C. Darwin Ose, metulji in darvinizem V prejšnjih poglavjih smo večkrat govorili o naravni selekciji. To in

Iz avtorjeve knjige

9. Naravna selekcija je glavna gonilna sila evolucije. Katere oblike naravne selekcije poznate, je prednostno preživetje in razmnoževanje najsposobnejših osebkov

Iz avtorjeve knjige

Naravna selekcija je močnejša od vaše živalske narave. Za nas je še posebej pomembno, da je poveljnik tisti, ki s svojo močjo prisili telo, da sledi svojim nagonom. (Ne zamudite tega trenutka!) To pomeni, da poveljnik (njegova moč) določa živalsko naravo v telesu. In z vidika fizike

Eden glavnih mehanizmov evolucije je poleg mutacij, migracijskih procesov in genskih transformacij naravna selekcija. Vrste naravne selekcije vključujejo spremembe v genotipu, ki povečajo možnosti organizma za preživetje in razmnoževanje. Na evolucijo se pogosto gleda kot na posledico tega procesa, ki lahko izhaja iz razlik v preživetju vrst, plodnosti, stopnji razvoja, uspehu parjenja ali katerem koli drugem vidiku življenja.

Naravno ravnovesje

Genske frekvence ostajajo konstantne iz generacije v generacijo, če ni motečih dejavnikov, ki rušijo naravno ravnovesje. Sem spadajo mutacije, migracije (ali pretok genov), naključni genetski drift in naravna selekcija. Mutacija je spontana sprememba frekvence genov v populaciji, za katero je značilna nizka stopnja razvoja. V tem primeru se posameznik seli iz ene populacije v drugo in se nato spremeni. Naključna je sprememba, ki se prenaša iz ene generacije v drugo na povsem naključen način.

Vsi ti dejavniki spreminjajo frekvence genov ne glede na povečanje ali zmanjšanje verjetnosti organizma za preživetje in razmnoževanje v naravnem okolju. Vsi so naključni procesi. In naravna selekcija, vrste naravne selekcije, so zmerne dezorganizirajoče posledice teh procesov, saj povečujejo pogostost koristnih mutacij v mnogih generacijah in izločajo škodljive komponente.

Kaj je naravna selekcija?

Naravna selekcija spodbuja ohranitev tistih skupin organizmov, ki so bolje prilagojene na fizične in biološke razmere svojega habitata. On
lahko deluje na katero koli dedno fenotipsko lastnost in s selektivnim pritiskom lahko vpliva na kateri koli vidik okolja, vključno s spolno selekcijo in tekmovanjem s pripadniki iste ali druge vrste.

Vendar to ne pomeni, da je ta proces vedno usmerjen in učinkovit v prilagodljivi evoluciji. Naravna selekcija, vrste naravne selekcije na splošno, pogosto povzročijo izločanje manj primernih možnosti.

Variacije obstajajo znotraj celotne populacije organizmov. To se deloma zgodi zato, ker se v genomu enega organizma pojavijo naključne mutacije, njegovi potomci pa lahko podedujejo takšne mutacije. Skozi vse življenje so genomi v interakciji z okoljem. Posledično se populacija razvija.

Koncept naravne selekcije

Naravna selekcija je eden od temeljev sodobne biologije. Deluje na fenotip, katerega genetska osnova zagotavlja reproduktivno prednost za večjo razširjenost v populaciji. Sčasoma lahko ta proces povzroči nastanek novih vrst. Z drugimi besedami, gre za pomemben (čeprav ne edini) evolucijski proces znotraj populacije.
Sam koncept sta leta 1858 oblikovala in objavila Charles Darwin in Alfredo Russell Wallace v skupni predstavitvi člankov o

Izraz je bil opisan kot analogen, tj. je postopek, s katerim se živali in rastline z določenimi lastnostmi štejejo za zaželene za vzrejo in razmnoževanje. Koncept "naravne selekcije" je bil prvotno razvit v odsotnosti teorije dednosti. V času, ko je Darwin pisal svoja dela, je morala znanost šele razviti kombinacijo tradicionalne Darwinove evolucije s poznejšimi odkritji na področju klasične in molekularne genetike, ki se imenuje sodobna evolucijska sinteza. 3 vrste naravne selekcije ostajajo glavna razlaga za prilagodljivo evolucijo.

Kako deluje naravna selekcija?

Naravna selekcija je mehanizem, s katerim se živalski organizem prilagaja in razvija. V svojem bistvu preživijo in se najuspešneje razmnožujejo posamezni organizmi, ki so najbolje prilagojeni svojemu okolju, ter proizvajajo plodne potomce. Po številnih gnezditvenih ciklih so takšne vrste dominantne. Narava na ta način filtrira slabo prilagojene posameznike v korist celotne populacije.

To je razmeroma preprost mehanizem, ki povzroči, da se člani določene populacije sčasoma spremenijo. Pravzaprav ga lahko razdelimo na pet glavnih stopenj: variacija, dedovanje, selekcija, čas in prilagajanje.

Darwin o naravni selekciji

Po Darwinovih naukih je naravna selekcija sestavljena iz štirih komponent:

Različice. Organizmi znotraj populacije kažejo individualne razlike v videzu in obnašanju. Te spremembe lahko vključujejo velikost telesa, barvo las, obrazne oznake, vokalne značilnosti ali število proizvedenih potomcev. Po drugi strani pa nekatere osebnostne lastnosti niso povezane z razlikami med posamezniki, na primer število oči pri vretenčarjih.
Dedovanje. Nekatere lastnosti se prenašajo zaporedno s staršev na potomce. Takšne lastnosti so dedne, druge pa so pod močnim vplivom okoljskih razmer in se slabo dedujejo.
Visoke populacije. Večina živali letno proizvede potomce v veliko večjih količinah, kot je potrebno za enakomerno porazdelitev virov med njimi. To vodi do medvrstne konkurence in prezgodnje smrti.
Diferencialno preživetje in razmnoževanje. Vse vrste naravne selekcije v populacijah pustijo za seboj tiste živali, ki se znajo boriti za lokalne vire.

Naravna selekcija: vrste naravne selekcije

Darwinova teorija evolucije je korenito spremenila smer bodoče znanstvene misli. V njenem središču je naravna selekcija, proces, ki poteka v zaporednih generacijah in je opredeljen kot diferencialno razmnoževanje genotipov. Vsaka sprememba okolja (na primer sprememba barve drevesnega debla) lahko povzroči prilagoditev na lokalni ravni. Obstajajo naslednje vrste naravne selekcije (tabela št. 1):

Stabilizacijski izbor

Pogosto je pogostost mutacij DNK pri nekaterih vrstah statistično večja kot pri drugih. Ta vrsta naravne selekcije teži k odpravi vseh skrajnosti v fenotipih okoljsko najbolj primernih posameznikov v populaciji. Zaradi tega se pestrost znotraj ene vrste zmanjša. Vendar to ne pomeni, da so vsi posamezniki popolnoma enaki.

Stabilizirajočo naravno selekcijo in njene vrste lahko na kratko opišemo kot povprečenje ali stabilizacijo, pri kateri populacija postane bolj homogena. Prizadete so predvsem poligene lastnosti. To pomeni, da fenotip nadzoruje več genov in obstaja širok razpon možnih izidov. Sčasoma se nekateri geni izklopijo ali prikrijejo drugi, odvisno od ugodne prilagoditve.

Številne človeške lastnosti so posledica takšne selekcije. Človekova porodna teža ni samo poligenska lastnost, temveč jo nadzirajo tudi okoljski dejavniki. Novorojenčki s povprečno porodno težo imajo več možnosti za preživetje kot tisti, ki so premajhni ali preveliki.

Usmerjena naravna selekcija

Ta pojav običajno opazimo v pogojih, ki so se sčasoma spremenili, na primer vreme, podnebje ali oskrba s hrano lahko vodijo do usmerjene selekcije. Človeško sodelovanje lahko tudi pospeši ta proces. Lovci največkrat ubijejo velike primerke za meso ali druge velike okrasne ali uporabne dele. Posledično se bo prebivalstvo nagibalo k manjšim posameznikom.

Več kot plenilci ubijejo in pojedo počasne posameznike v populaciji, bolj bo pristranskost k srečnejšim in hitrejšim članom populacije. Vrste naravne selekcije (tabela s primeri št. 1) lahko nazorneje prikažemo na primerih iz žive narave.

Charles Darwin je študiral smerno selekcijo, ko je bil na otočju Galapagos. Dolžina kljuna domorodnih ščinkavcev se je sčasoma spreminjala zaradi razpoložljivih virov hrane. V odsotnosti žuželk so ščinkavci preživeli z velikimi in dolgimi kljuni, ki so jim pomagali pri prehranjevanju s semeni. Sčasoma je bilo žuželk vse več in s pomočjo usmerjene selekcije so ptičji kljuni postopoma postajali manjši.

Značilnosti diverzifikacijske (disruptivne) selekcije

Moteča selekcija je vrsta naravne selekcije, ki nasprotuje povprečenju značilnosti vrste znotraj populacije. Ta proces je najredkejši, če na kratko opišemo vrste naravne selekcije. Izbira diverzifikacije lahko povzroči speciacijo dveh ali več različnih oblik na območjih nenadnih okoljskih sprememb. Tako kot usmerjena selekcija je tudi ta proces lahko upočasnjen zaradi uničujočega vpliva človeških dejavnikov in onesnaženosti okolja.

Eden najbolje raziskanih primerov moteče selekcije je primer metuljev v Londonu. Na podeželju so bili skoraj vsi posamezniki svetlih barv. Vendar so bili ti isti metulji v industrijskih območjih zelo temni. Obstajali so tudi primerki s srednjo intenzivnostjo barve. To je posledica dejstva, da so se temni metulji naučili preživeti in pobegniti pred plenilci v industrijskih območjih v urbanih okoljih. Svetle molje v industrijskih območjih so plenilci zlahka odkrili in pojedli. Na podeželju je bila opažena nasprotna slika. Metulji srednje intenzivnosti barv so bili na obeh lokacijah dobro vidni in jih je zato ostalo zelo malo.

Tako je smisel moteče selekcije premakniti fenotip proti skrajnosti, ki je nujna za preživetje vrste.

Naravna selekcija in evolucija

Osnovna ideja teorije evolucije je, da se je vsa raznolikost vrst postopoma razvila iz preprostih življenjskih oblik, ki so se pojavile pred več kot tremi milijardami let (za primerjavo, starost Zemlje je približno 4,5 milijarde let). Vrste naravne selekcije, s primeri od prvih bakterij do prvih sodobnih ljudi, so igrale pomembno vlogo v tem evolucijskem razvoju.

Organizmi, ki so bili slabo prilagojeni na svoje okolje, imajo manj možnosti za preživetje in ustvarjanje potomcev. To pomeni, da je manj verjetno, da se bodo njihovi geni prenesli na naslednjo generacijo. Pot do genske raznolikosti se ne sme izgubiti, prav tako ne sposobnost odzivanja na spreminjajoče se okoljske razmere na celični ravni.

NARAVNA SELEKCIJA je rezultat boja za obstoj; temelji na prednostnem preživetju in puščanju potomcev najbolj prilagojenih posameznikov vsake vrste in smrti manj prilagojenih organizmov

IN V pogojih nenehnega spreminjanja okolja naravna selekcija odpravlja neprilagojene oblike in ohranja dedna odstopanja, ki sovpadajo s smerjo spremenjenih pogojev obstoja. Obstaja bodisi sprememba reakcijske norme bodisi njena širitev (norma reakcije imenovana sposobnost telesa, da se s prilagoditvenimi spremembami odzove na delovanje okoljskih dejavnikov; norma reakcije je meja modifikacijske variabilnosti, ki jo nadzira genotip danega organizma). To obliko selekcije je odkril Charles Darwin in jo poimenovali vožnja .

Primer je izpodrivanje prvotne svetlo obarvane oblike metulja brezovega molja s temno obarvano obliko. Na jugovzhodu Anglije so v preteklosti poleg svetle oblike metulja občasno našli tudi temno obarvane. Na podeželju se svetle barve brezovega lubja izkažejo za zaščitne, medtem ko temne barve, nasprotno, izstopajo na svetlem ozadju in postanejo lahek plen za ptice. V industrijskih conah dobijo zaradi onesnaženosti okolja z industrijskimi sajami temno obarvane oblike prednost in hitro nadomestijo svetlo obarvane. Tako je od 700 vrst metuljev v naši državi v zadnjih 120 letih 70 vrst nočnih metuljev svojo svetlo barvo spremenilo v temno. Enako sliko opazimo tudi v drugih industrijskih conah Evrope. Podobni primeri vključujejo pojav žuželk, odpornih na insekticide, oblik mikroorganizmov, odpornih na antibiotike, širjenje podgan, odpornih na strupe, itd.

Odkril domači znanstvenik I. I. Shmalgauzen stabiliziranje obliki selekcija, ki deluje v stalnih pogojih obstoja. Ta oblika selekcije je namenjena ohranjanju obstoječe norme. V tem primeru se konstantnost reakcijske norme ohranja, dokler je okolje stabilno, medtem ko posamezniki, ki odstopajo od povprečne norme, izginejo iz populacije. Na primer, med sneženjem in močnim vetrom so kratkokrili in dolgokrili vrabci umrli, posamezniki s povprečno velikostjo kril pa so preživeli. Ali drug primer: stabilna konstantnost delov cveta v primerjavi z vegetativnimi organi rastline, saj so razmerja cveta prilagojena velikosti žuželk opraševalcev (čmrlj ne more predreti preozkega venca cveta, rilček metulja se ne more dotakniti prekratkih prašnikov cvetov z dolgim vencem). V milijonih let stabilizacijska selekcija ščiti vrste pred pomembnimi spremembami, a le dokler se življenjski pogoji bistveno ne spremenijo.

Tudi odlikovan trganje, ozmoteče , selekcija, ki deluje v raznolikem okolju: ni izbrana samo ena lastnost, ampak več različnih, od katerih vsaka daje prednost preživetju v ozkih mejah populacijskega območja. Zaradi tega je prebivalstvo razdeljeno na več skupin. Na primer, nekateri volkovi v gorah Kitskill v ZDA izgledajo kot lahki hrti in lovijo jelene, medtem ko drugi volkovi na istem območju, težji, s kratkimi nogami, običajno napadajo črede ovac. Disruptivna selekcija deluje v pogojih ostre spremembe okolja: oblike z večsmernimi spremembami preživijo na obrobju populacije, iz njih nastane nova skupina, v kateri začne veljati stabilizacijska selekcija. Nobena od oblik selekcije se v naravi ne pojavlja v svoji čisti obliki, saj se dejavniki okolja spreminjajo in delujejo skupaj kot celota. Vendar pa lahko v določenih zgodovinskih obdobjih ena od oblik selekcije postane vodilna.

Vse oblike naravne selekcije tvorijo en sam mehanizem, ki na statistični podlagi deluje kot kibernetski regulator in ohranja ravnovesje populacij z okoliškimi okoljskimi razmerami. Ustvarjalna vloga naravne selekcije ni le v izločanju neprilagojenih, temveč tudi v tem, da usmerja nastajajoče prilagoditve (rezultate mutacij in rekombinacij), tako da v dolgem nizu generacij "izbere" le tiste izmed njih, ki so najbolj primerni v danih pogojih obstoja, kar vodi v nastanek vedno več novih življenjskih oblik.

Oblike naravne selekcije (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biologija v tabelah. M., 2000)

Izbor obrazcev, grafični prikaz	Značilnosti vsake oblike naravne selekcije
VOŽNJA	V korist posameznikov z značilno vrednostjo, ki odstopa od vrednosti, ki je bila predhodno uveljavljena v populaciji; vodi do utrjevanja nove norme reakcije telesa, ki ustreza spremenjenim okoljskim razmeram
II STABILIZACIJA	Namenjen ohranjanju povprečne vrednosti lastnosti, uveljavljene v populaciji. Rezultat stabilizacijske selekcije je velika podobnost vseh osebkov rastlin ali živali, ki jih opazimo v kateri koli populaciji
MOTEČA ALI RAZRUŠLJIVA	Daje prednost več kot eni fenotipsko optimalni lastnosti in deluje proti vmesnim oblikam, kar vodi do pojava intraspecifičnega polimorfizma in izolacije populacij

Politehnična šola Snezhinsky

Biološko poročilo na temo:

"Naravna selekcija"

Izpolnila: študentka 1. letnika

skupine F-18D

Yakunina Elena

Preveril: Budalova I.B.

Snežinsk 2009

Naravna selekcija

a) Destabilizirajoča selekcija

b) Spolna selekcija

c) Izbira skupine

d) Izbira smeri (vožnja)

d) Stabilizirajoča selekcija

f) Moteča (razkosalna) selekcija

Zaključek

Reference

Naravna selekcija

Naravna selekcija- rezultat boja za obstoj; temelji na prednostnem preživetju in puščanju potomcev pri najbolj prilagojenih osebkih posamezne vrste in odmiranju manj prilagojenih organizmov.

Proces mutacije, nihanja v številu populacije in izolacija ustvarjajo genetsko heterogenost znotraj vrste. Toda njihovo delovanje je neusmerjeno. Evolucija je usmerjen proces, povezan z razvojem prilagoditev, s progresivnim zapletom strukture in funkcij živali in rastlin. Obstaja samo en usmerjevalni evolucijski dejavnik - naravna selekcija.

Izbirajo se lahko bodisi posamezni posamezniki bodisi celotne skupine. Zaradi skupinske selekcije se pogosto kopičijo lastnosti in lastnosti, ki so za posameznika neugodne, a koristne za populacijo in celotno vrsto (čebela, ki piči, pogine, z napadom na sovražnika pa reši družino). V vsakem primeru selekcija ohranja organizme, ki so najbolj prilagojeni danemu okolju in delujejo znotraj populacij. Populacije so torej polje selekcije.

Naravno selekcijo je treba razumeti kot selektivno (diferencialno) razmnoževanje genotipov (ali genskih kompleksov). V procesu naravne selekcije ni toliko pomembno preživetje ali smrt osebkov, temveč njihovo diferencialno razmnoževanje. Uspeh pri razmnoževanju različnih osebkov lahko služi kot objektivno genetsko-evolucijsko merilo naravne selekcije. Biološki pomen posameznika, ki daje potomce, je določen s prispevkom njegovega genotipa k genskemu skladu populacije. Selekcija iz generacije v generacijo na podlagi fenotipov vodi do selekcije genotipov, saj se na potomce ne prenašajo lastnosti, temveč genski kompleksi. Za evolucijo niso pomembni samo genotipi, ampak tudi fenotipi in fenotipska variabilnost.

Med izražanjem lahko gen vpliva na številne lastnosti. Zato obseg selekcije lahko vključuje ne le lastnosti, ki povečujejo verjetnost zapuščanja potomcev, temveč tudi lastnosti, ki niso neposredno povezane z razmnoževanjem. Izbrani so posredno kot rezultat korelacije.

a) Destabilizirajoča selekcija

Destabilizirajoča selekcija- to je uničenje korelacije v telesu z intenzivno selekcijo v vsaki določeni smeri. Primer je primer, ko selekcija z namenom zmanjševanja agresivnosti povzroči destabilizacijo vzrejnega cikla.

Stabilizirajoča selekcija zoži reakcijsko normo. Vendar pa so v naravi pogosto primeri, ko se lahko ekološka niša vrste sčasoma razširi. V tem primeru posamezniki in populacije s širšo reakcijsko normo dobijo selektivno prednost, hkrati pa ohranijo enako povprečno vrednost lastnosti. To obliko naravne selekcije je prvi opisal ameriški evolucionist George G. Simpson pod imenom centrifugalna selekcija. Posledično pride do procesa, ki je nasproten stabilizacijski selekciji: prednost imajo mutacije s širšo hitrostjo reakcije.

Tako je za populacije jezerskih žab, ki živijo v ribnikih s heterogeno osvetlitvijo, z izmenjujočimi se območji, poraščenimi z vodno lečo, trsjem, rogoznico, in z »okni« odprte vode, značilna široka barvna variabilnost (posledica destabilizirajoče oblike naravna selekcija). Nasprotno, v vodnih telesih z enakomerno osvetlitvijo in barvo (ribniki, popolnoma poraščeni z vodno lečo, ali odprti ribniki) je razpon barvne variabilnosti žab ozek (posledica delovanja stabilizacijske oblike naravne selekcije).

Tako destabilizirajoča oblika selekcije v gre za razširitev norme reakcije.

b) Spolna selekcija

Spolna selekcija- naravna selekcija znotraj enega spola, namenjena razvoju lastnosti, ki dajejo predvsem možnost zapustiti največje število potomcev.

Samci mnogih vrst imajo jasno izražene sekundarne spolne značilnosti, ki se na prvi pogled zdijo neprilagodljive: pavji rep, svetlo perje rajskih ptic in papagajev, škrlatne grebene petelin, očarljive barve tropskih rib, pesmi ptičev in žab itd. Mnoge od teh lastnosti otežujejo življenje njihovih nosilcev in jih zlahka opazijo plenilci. Zdi se, da te značilnosti ne dajejo nobenih prednosti njihovim nosilcem v boju za obstoj, pa vendar so v naravi zelo razširjene. Kakšno vlogo je imela naravna selekcija pri njihovem nastanku in širjenju?

Vemo že, da je preživetje organizmov pomembna, a ne edina sestavina naravne selekcije. Druga pomembna komponenta je privlačnost za pripadnike nasprotnega spola. Charles Darwin je ta pojav poimenoval spolna selekcija. To obliko selekcije je prvič omenil v knjigi O izvoru vrst, nato pa jo je podrobno analiziral v knjigi The Descent of Man and Sexual Selection. Verjel je, da »ta oblika selekcije ni določena z bojem za obstoj v odnosih organskih bitij med seboj ali z zunanjimi pogoji, temveč s tekmovanjem med posamezniki enega spola, običajno moškimi, za posest posameznikov drugega. seks."

Spolna selekcija je naravna selekcija za reproduktivni uspeh. Lastnosti, ki zmanjšujejo sposobnost preživetja njihovih gostiteljev, se lahko pojavijo in razširijo, če so prednosti, ki jih zagotavljajo za reproduktivni uspeh, znatno večje od njihovih pomanjkljivosti za preživetje. Samec, ki živi kratko, vendar ga imajo samice všeč in zato proizvede veliko potomcev, ima veliko večjo splošno kondicijo kot tisti, ki živi dolgo, vendar proizvede malo potomcev. Pri mnogih živalskih vrstah velika večina samcev sploh ne sodeluje pri razmnoževanju. V vsaki generaciji nastane ostra konkurenca med samci za samice. To tekmovanje je lahko neposredno in se kaže v obliki boja za ozemlje ali turnirskih bitk. Lahko se pojavi tudi v posredni obliki in je določena z izbiro samic. V primerih, ko samice izberejo samce, se moška konkurenca kaže v razkazovanju razkošnega videza ali zapletenem dvorjenju. Samice si izberejo samce, ki so jim najbolj všeč. Praviloma so to najsvetlejši samci. Toda zakaj imajo ženske rade svetle moške?

riž. 7. Svetle barve ptic nastanejo v evoluciji zaradi spolne selekcije.

Pripravljenost ženske je odvisna od tega, kako objektivno zna oceniti morebitno sposobnost bodočega očeta svojih otrok. Izbrati mora samca, katerega sinovi bodo zelo prilagodljivi in privlačni samicam.

Predlagani sta bili dve glavni hipotezi o mehanizmih spolne selekcije.

Po hipotezi o »privlačnih sinovih« je logika ženske izbire nekoliko drugačna. Če so svetli samci iz kakršnega koli razloga privlačni za samice, potem se splača izbrati bistrega očeta za svoje bodoče sinove, saj bodo njegovi sinovi podedovali gene za svetle barve in bodo privlačni samicam v naslednji generaciji. Tako se pojavi pozitivna povratna informacija, ki vodi do dejstva, da je iz generacije v generacijo svetlost perja samcev vedno bolj intenzivna. Proces še naprej raste, dokler ne doseže meje sposobnosti preživetja. Predstavljajmo si situacijo, ko si samice izberejo samce z daljšim repom. Samci z dolgim repom proizvedejo več potomcev kot samci s kratkim in srednjim repom. Iz generacije v generacijo se dolžina repa povečuje, ker samice ne izbirajo samcev z določeno velikostjo repa, ampak z velikostjo, ki je večja od povprečja. Sčasoma rep doseže dolžino, kjer je njegova škoda za vitalnost samca uravnotežena z njegovo privlačnostjo v očeh samic.

Pri razlagi teh hipotez smo skušali razumeti logiko delovanja ptičjih samic. Morda se zdi, da od njih pričakujemo preveč, da jim tako zapleteni izračuni kondicije komajda uspejo. Pravzaprav samice pri izbiri samcev niso nič bolj ali manj logične kot pri vsem drugem vedenju. Ko žival začuti žejo, ne razmišlja, da bi morala piti vodo, da bi vzpostavila vodno-solno ravnovesje v telesu - gre v napajališče, ker je žejna. Ko čebela delavka piči plenilca, ki napada panj, ne računa, koliko s tem požrtvovalnostjo poveča splošno kondicijo svojih sester – sledi nagonu. Enako se samice pri izbiri svetlih samcev ravnajo po svojih instinktih – rade imajo svetle repke. Vsi tisti, ki jim je instinkt nakazoval drugačno vedenje, vsi niso pustili potomstva. Tako nismo razpravljali o logiki samic, temveč o logiki boja za obstoj in naravne selekcije – slepega in samodejnega procesa, ki je nenehno iz generacije v generacijo oblikoval vso neverjetno raznolikost oblik, barv in nagonov, ki opazujemo v svetu žive narave .

c) Izbira skupine

Skupinska selekcija, pogosto imenovana tudi skupinska selekcija, je diferencialna reprodukcija različnih lokalnih populacij. W. Wright primerja dve vrsti populacijskih sistemov - veliko kontinuirano populacijo in vrsto majhnih polizoliranih kolonij - glede na teoretično učinkovitost selekcije. Predpostavlja se, da je celotna velikost obeh populacijskih sistemov enaka in da se organizmi prosto križajo.

V veliki kontinuirani populaciji je selekcija razmeroma neučinkovita pri povečanju pogostnosti ugodnih, a redkih recesivnih mutacij. Poleg tega se kakršna koli težnja po povečanju pogostosti katerega koli ugodnega alela v enem delu dane velike populacije prepreči s križanjem s sosednjimi subpopulacijami, v katerih je ta alel redek. Na enak način se ugodne nove genske kombinacije, ki so se uspele oblikovati v nekem lokalnem režnju določene populacije, razgradijo na dele in izločijo zaradi križanja s posamezniki iz sosednjih režnjev.

Vse te težave so večinoma odpravljene v populacijskem sistemu, katerega struktura je podobna nizu posameznih otokov. Tu lahko selekcija ali selekcija skupaj z genetskim odnašanjem hitro in učinkovito poveča pogostost nekaterih redkih ugodnih alelov v eni ali več majhnih kolonijah. Nove ugodne kombinacije genov se prav tako zlahka uveljavijo v eni ali več majhnih kolonijah. Izolacija zaščiti genske sklade teh kolonij pred »poplavo« zaradi selitve iz drugih kolonij, ki nimajo tako ugodnih genov, in pred križanjem z njimi. Do te točke je model vključeval samo individualno selekcijo ali – za nekatere kolonije – individualno selekcijo v kombinaciji z genetskim odnašanjem.

Predpostavimo zdaj, da se je okolje, v katerem se nahaja ta populacijski sistem, spremenilo, zaradi česar se je zmanjšala prilagodljivost prejšnjih genotipov. V novem okolju imajo novi ugodni geni ali kombinacije genov, ki se uveljavijo v nekaterih kolonijah, visoko potencialno prilagoditveno vrednost za populacijski sistem kot celoto. Zdaj so izpolnjeni vsi pogoji, da pride v poštev skupinska selekcija. Manj prilagojene kolonije postopoma propadajo in izumrejo, bolj prilagojene kolonije pa se razširijo in jih nadomestijo po celotnem območju, ki ga zaseda določen populacijski sistem. Tak razdeljen populacijski sistem pridobi nov nabor prilagoditvenih značilnosti kot rezultat individualne selekcije znotraj nekaterih kolonij, čemur sledi diferencialno razmnoževanje različnih kolonij. Kombinacija skupinske in individualne selekcije lahko prinese rezultate, ki jih zgolj z individualno selekcijo ni mogoče doseči.

Ugotovljeno je bilo, da je skupinska selekcija proces drugega reda, ki dopolnjuje glavni proces individualne selekcije. Kot proces drugega reda mora skupinska selekcija potekati počasi, verjetno veliko počasneje kot individualna selekcija. Obnavljanje populacij traja dlje kot posodabljanje posameznikov.

Koncept skupinske selekcije je bil v nekaterih krogih široko sprejet, vendar so ga drugi znanstveniki zavrnili. Trdijo, da lahko različni možni vzorci individualne selekcije povzročijo vse učinke, ki se pripisujejo skupinski selekciji. Wade je izvedel vrsto poskusov vzreje mokastih hroščev (Tribolium castaneum), da bi raziskal učinkovitost skupinske selekcije in ugotovil, da so se hrošči odzvali na to vrsto selekcije. Poleg tega, ko individualna in skupinska selekcija delujeta na lastnost istočasno in v isti smeri, je stopnja spreminjanja te lastnosti višja kot pri samo individualni selekciji (Tudi zmerna imigracija (6 in 12%) ne prepreči diferenciacijske populacije, ki jih povzroča skupinska selekcija.

Ena od značilnosti organskega sveta, ki jo je težko pojasniti na podlagi individualne selekcije, lahko pa jo obravnavamo kot rezultat skupinske selekcije, je spolno razmnoževanje. Čeprav so bili ustvarjeni modeli, v katerih je spolna reprodukcija naklonjena individualni selekciji, se zdijo nerealni. Spolno razmnoževanje je proces, ki ustvarja rekombinacijske variacije v križajočih se populacijah. Pri spolnem razmnoževanju nimajo koristi starševski genotipi, ki med procesom rekombinacije propadajo, temveč populacija prihodnjih generacij, v kateri se poveča zaloga variabilnosti. To pomeni sodelovanje kot enega od dejavnikov selektivnega procesa na populacijski ravni.

G)

riž. 1. Pogonska oblika naravne selekcije

Izbira smeri (vožnja) je opisal Charles Darwin, sodobno doktrino izbire vožnje pa je razvil J. Simpson.

Bistvo te oblike selekcije je, da povzroči progresivno ali enosmerno spremembo genetske sestave populacij, ki se kaže v premiku povprečnih vrednosti izbranih lastnosti v smeri njihove krepitve ali oslabitve. Pojavi se v primerih, ko je populacija v procesu prilagajanja na novo okolje ali ko pride do postopne spremembe okolja, ki ji sledi postopna sprememba populacije.

Z dolgotrajno spremembo zunanjega okolja lahko nekateri posamezniki vrste pridobijo prednost v življenjski aktivnosti in razmnoževanju z nekaterimi odstopanji od povprečne norme. To bo povzročilo spremembo genetske strukture, nastanek evolucijsko novih prilagoditev in prestrukturiranje organizacije vrste. Variacijska krivulja se premika v smeri prilagajanja novim pogojem obstoja.

Slika 2. Odvisnost pogostnosti temnih oblik brezovega molja od stopnje onesnaženosti ozračja

Na brezovih deblih, poraslih z lišaji, so bile nevidne svetle oblike. Z intenzivnim razvojem industrije je žveplov dioksid, ki nastaja pri sežigu premoga, povzročil odmiranje lišajev v industrijskih območjih, posledično pa so odkrili temno lubje dreves. Na temnem ozadju so svetle nočne metulje kljuvali robani in drozgi, melanske oblike, ki so na temnem ozadju manj opazne, pa so preživele in se uspešno razmnožile. V zadnjih 100 letih je več kot 80 vrst metuljev razvilo temne oblike. Ta pojav je danes znan kot industrijski melanizem. Pogonska selekcija vodi do nastanka nove vrste.

riž. 3. Industrijski melanizem. Temne oblike metuljev so nevidne na temnih deblih, svetle pa na svetlih.

Žuželke, kuščarji in številni drugi prebivalci trav so zelene ali rjave barve, prebivalci puščav pa so barve peska. Dlaka živali, ki živijo v gozdovih, kot je leopard, je obarvana z majhnimi pikami, ki spominjajo na sončni odsev, tigrova pa posnema barvo in senco stebel trstičja ali trstičja. Ta barva se imenuje zaščitna.

Pri plenilcih je bila ugotovljena zaradi dejstva, da so se njeni lastniki lahko neopazno prikradli plenu, pri organizmih, ki so plen, pa zato, ker je plen ostal manj opazen za plenilce. Kako se je pojavila? Številne mutacije so dale in še dajejo najrazličnejše oblike, ki se razlikujejo po barvi. V številnih primerih se je izkazalo, da je barva živali blizu ozadja okolja, tj. skrivala žival, igrala zaščitno vlogo. Tiste živali, katerih zaščitna obarvanost je bila šibko izražena, so ostale brez hrane ali pa so same postale žrtve, njihovi sorodniki, ki so imeli boljšo zaščitno obarvanost, pa so zmagali v medvrstnem boju za obstoj.

Usmerjena selekcija je osnova umetne selekcije, pri kateri selektivno parjenje posameznikov z zaželenimi fenotipskimi lastnostmi poveča pogostost teh lastnosti v populaciji. Falconer je v nizu poskusov iz populacije šest tednov starih miši izbral najtežje posameznike in jim omogočil medsebojno parjenje. Enako je naredil z najlažjimi mišmi. Tako selektivno križanje glede na telesno težo je pripeljalo do nastanka dveh populacij, od katerih se je pri eni teža povečala, pri drugi pa zmanjšala.

Po prekinitvi izbora se nobena skupina ni vrnila na prvotno težo (približno 22 gramov). To kaže, da je umetna selekcija za fenotipske lastnosti privedla do določene genotipske selekcije in delne izgube nekaterih alelov pri obeh populacijah.

d) Stabilizacijski izbor

riž. 4. Stabilizacijska oblika naravne selekcije

Stabilizacijski izbor v razmeroma stalnih okoljskih pogojih je naravna selekcija usmerjena proti posameznikom, katerih značilnosti v eno ali drugo smer odstopajo od povprečne norme.

Stabilizirajoča selekcija ohranja stanje populacije, ki zagotavlja njeno največjo sposobnost v stalnih pogojih obstoja. V vsaki generaciji se odstranijo osebki, ki odstopajo od povprečne optimalne vrednosti adaptivnih lastnosti.

Opisanih je veliko primerov delovanja stabilizacijske selekcije v naravi. Na primer, na prvi pogled se zdi, da bi morali največji prispevek k genskemu bazenu naslednje generacije dati posamezniki z največjo plodnostjo.

Vendar pa opazovanja naravnih populacij ptic in sesalcev kažejo, da temu ni tako. Več kot je piščancev ali mladičev v gnezdu, težje jih je hraniti, manjši in šibkejši je vsak od njih. Posledično so najbolj primerni posamezniki s povprečno plodnostjo.

Izbor proti povprečju je bil ugotovljen za različne lastnosti. Pri sesalcih obstaja večja verjetnost, da bodo novorojenčki z zelo nizko in zelo visoko težo umrli ob rojstvu ali v prvih tednih življenja kot novorojenčki s povprečno težo. Študija o velikosti kril ptic, ki so poginile po neurju, je pokazala, da jih je večina imela premajhna ali prevelika. In v tem primeru so se povprečni posamezniki izkazali za najbolj prilagojene.

Kaj je razlog za nenehno pojavljanje slabo prilagojenih oblik v stalnih pogojih obstoja? Zakaj naravna selekcija ne more enkrat za vselej očistiti populacije nezaželenih deviantnih oblik? Razlog ni samo in ne toliko nenehno pojavljanje vedno novih in novih mutacij. Razlog je v tem, da so heterozigotni genotipi pogosto najprimernejši. Pri križanju se nenehno cepijo in njihovi potomci dajejo homozigotne potomce z zmanjšano sposobnostjo. Ta pojav imenujemo uravnotežen polimorfizem.

Slika 5. Zemljevid razširjenosti srpastocelične anemije na območjih z malarijo. Barve označujejo malarična območja. Zasenčeno območje kaže visoko pojavnost srpastocelične anemije

Najbolj znan primer takšnega polimorfizma je anemija srpastih celic. Ta huda krvna bolezen se pojavi pri ljudeh, ki so homozigotni za mutirano hemoglobinsko alejo (Hb S), in povzroči njihovo smrt v zgodnji starosti. V večini človeških populacij je pogostost te uličice zelo nizka in približno enaka pogostosti njenega pojavljanja zaradi mutacij. Vendar je precej pogosta na območjih sveta, kjer je malarija pogosta. Izkazalo se je, da imajo heterozigoti za Hb S večjo odpornost na malarijo kot homozigoti za normalno alejo. Zahvaljujoč temu se v populacijah, ki naseljujejo malarična območja, ustvari in stabilno vzdržuje heterozigotnost za to smrtonosno homozigotno alejo.

Stabilizirajoča selekcija je mehanizem za kopičenje variabilnosti v naravnih populacijah. Izjemni znanstvenik I.I. Shmalgauzen je prvi opozoril na to značilnost stabilizacijske selekcije. Pokazal je, da tudi v stabilnih pogojih obstoja ne prenehata ne naravna selekcija ne evolucija. Tudi če ostane fenotipsko nespremenjena, se populacija ne neha razvijati. Njegova genetska zasnova se nenehno spreminja. Stabilizirajoča selekcija ustvarja genetske sisteme, ki zagotavljajo nastanek podobnih optimalnih fenotipov na podlagi najrazličnejših genotipov. Takšni genetski mehanizmi, kot so dominanca, epistaza, komplementarno delovanje genov, nepopolna penetracija in drugi načini skrivanja genetske variabilnosti, dolgujejo svoj obstoj stabilizacijski selekciji.

Stabilizacijska oblika naravne selekcije ščiti obstoječi genotip pred uničujočim vplivom mutacijskega procesa, kar pojasnjuje na primer obstoj tako starodavnih oblik, kot sta hatteria in ginko.

Zahvaljujoč stabilizacijski selekciji so do danes preživeli »živi fosili«, ki živijo v relativno stalnih okoljskih razmerah:

1. hatteria, ki ima značilnosti plazilcev mezozojske dobe;

2. celakant, potomec režnjakovcev, razširjen v paleozoiku;

3. Severnoameriški opossum - vrečar, znan iz obdobja krede;

Stabilizacijska oblika selekcije deluje, dokler obstajajo pogoji, ki so privedli do oblikovanja določene lastnosti ali lastnosti.

Pri tem je pomembno opozoriti, da konstantnost pogojev ne pomeni njihove nespremenljivosti. Okoljske razmere se skozi vse leto redno spreminjajo. Stabilizirana selekcija prilagodi populacije tem sezonskim spremembam. Reprodukcijski cikli so časovno usklajeni z njimi, tako da se mlade živali rodijo v tistem letnem času, ko so viri hrane največji. Vsa odstopanja od tega optimalnega cikla, ki se ponavlja iz leta v leto, odpravimo s stabilizacijsko selekcijo. Prezgodaj rojeni potomci poginejo zaradi pomanjkanja hrane; prepozno rojeni potomci se nimajo časa pripraviti na zimo. Kako živali in rastline vedo, da prihaja zima? Ob nastopu zmrzali? Ne, to ni zelo zanesljiv kazalec. Kratkotrajna temperaturna nihanja so lahko zelo zavajajoča. Če se v katerem letu otopli prej kot običajno, to še ne pomeni, da je prišla pomlad. Tisti, ki se prehitro odzovejo na ta nezanesljiv signal, tvegajo, da ostanejo brez potomcev. Bolje je počakati na bolj zanesljiv znak pomladi - povečanje dnevne svetlobe. Pri večini živalskih vrst je ta signal tisti, ki sproži mehanizme sezonskih sprememb vitalnih funkcij: cikle razmnoževanja, taljenja, selitve itd. I.I. Schmalhausen je prepričljivo pokazal, da te univerzalne prilagoditve nastanejo kot posledica stabilizacijske selekcije.

Tako stabilizacijska selekcija, pometanje odstopanj od norme, aktivno oblikuje genetske mehanizme, ki zagotavljajo stabilen razvoj organizmov in oblikovanje optimalnih fenotipov na podlagi različnih genotipov. Zagotavlja stabilno delovanje organizmov v širokem razponu nihanj zunanjih pogojev, ki jih vrsta pozna.

f) Moteča (razkosalna) selekcija

riž. 6. Moteča oblika naravne selekcije

Moteča selekcija podpira ohranjanje ekstremnih vrst in odpravo vmesnih. Posledično vodi do ohranjanja in krepitve polimorfizma. Diskontinuirana selekcija deluje v različnih okoljskih razmerah na istem ozemlju in ohranja več fenotipsko različnih oblik na račun posameznikov s povprečno normo. Če so se okoljske razmere tako spremenile, da večina vrst izgubi svojo sposobnost, potem posamezniki z ekstremnimi odstopanji od povprečne norme pridobijo prednost. Takšne oblike se hitro množijo in na podlagi ene skupine nastane več novih.

Model moteče selekcije bi lahko bila situacija pojava pritlikavih plenilk v hranilnem telesu z malo hrane. Podletne veverice pogosto nimajo dovolj hrane v obliki ribjega mladica. V tem primeru imajo prednost najhitreje rastoči, ki zelo hitro dosežejo velikost, ki jim omogoča, da jedo svoje bližnje. Po drugi strani pa bodo čebelarke z največjo zamudo pri rasti v ugodnejšem položaju, saj jim njihova majhnost omogoča, da ostanejo planktojede dolgo časa. Takšna situacija lahko s stabilizacijsko selekcijo povzroči nastanek dveh rib roparic.

Zanimiv primer navaja Darwin glede žuželk - prebivalcev majhnih oceanskih otokov. Lepo letijo ali pa sploh nimajo kril. Očitno so žuželke v morje odnesli nenadni sunki vetra; Preživeli so le tisti, ki so lahko zdržali veter ali pa sploh niso leteli. Selekcija v tej smeri je pripeljala do tega, da je na otoku Madeira od 550 vrst hroščev 200 neletečih.

Še en primer: v gozdovih, kjer je prst rjava, imajo posamezniki zemeljskega polža pogosto rjavo in rožnato obarvane lupine, na območjih z grobo in rumeno travo prevladuje rumena barva itd.

Populacije, prilagojene na ekološko različne habitate, lahko zasedajo sosednja geografska območja; na primer, v obalnih regijah Kalifornije je rastlina Giliaachilleaefolia predstavljena z dvema rasama. Ena vrsta, »sončna« vrsta, raste na odprtih travnatih južnih pobočjih, medtem ko »senčna« vrsta raste v senčnih hrastovih gozdovih in nasadih sekvoj. Te rase se razlikujejo po velikosti cvetnih listov - genetsko določena lastnost.

Glavni rezultat te selekcije je nastanek populacijskega polimorfizma, tj. prisotnost več skupin, ki se razlikujejo po nekaterih značilnostih, ali izoliranost populacij, ki se razlikujejo po svojih lastnostih, kar je lahko vzrok za divergenco.

Zaključek

Tako kot drugi elementarni evolucijski dejavniki tudi naravna selekcija povzroča spremembe v razmerju alelov v genskih skladih populacij. V evoluciji igra naravna selekcija ustvarjalno vlogo. Z izključitvijo genotipov z nizko adaptivno vrednostjo iz razmnoževanja in ohranjanjem ugodnih genskih kombinacij različnih vrednosti preoblikuje sliko genotipske variabilnosti, ki se sprva razvije pod vplivom naključnih dejavnikov, v biološko koristno smer.