Микроэволюция. Видообразование
Учить п14 стр 116 – 118. Составить конспект.
Элементарные эволюционные факторы (ЭЭФ) — это процессы, которые изменяют генофонд популяции.
К ним относят мутации, комбинативную изменчивость, дрейф генов и волны жизни (популяционные волны), а также изоляцию и естественный отбор.
Мутации — случайные изменения генетического материала, проявляющиеся в возникновении новых признаков или свойств организма.
В результате мутаций возникают новые гены. Ген может перейти из доминантного состояния в рецессивное (A→a) или наоборот. Ген может измениться (A→C).
Мутационный процесс происходит случайно и не может быть направляющим фактором изменения вида. Новые гены подвергаются действию естественного отбора.
Комбинативная изменчивость — возникновение новых сочетаний уже имеющихся генов.
Этот вид изменчивости обеспечивает разнообразие признаков особей в каждой популяции и тоже служит материалом для естественного отбора.
Волны жизни, или популяционные волны — это значительные изменения количества особей в популяции; бывают периодические и непериодические.
Волны жизни возникают, так как:
- наблюдается периодическое (сезонное) изменение абиотических факторов (освещённости, температуры, влажности и т. д.);
- происходят случайные изменения мест обитания (природные катаклизмы);
- популяции могут расширять занимаемую территорию, что приводит к возрастанию их численности.
Волны жизни служат важным фактором эволюции в небольших популяциях, в которых может наблюдаться дрейф генов.
Дрейф генов — резкое и случайное изменение концентрации генов и генотипов в генофонде популяции.
В малочисленной популяции из-за стихийных бедствий (пожара, наводнения, урагана и т. д.) может резко уменьшиться количество особей. При этом могут сохраниться в живых особи, имеющие редкие гены. В дальнейшем эти гены будут закрепляться за счёт увеличения частоты близкородственных скрещиваний и генофонд популяции изменится.
Следовательно, волны жизни и дрейф генов, также как и изменчивость, создают эволюционный материал.
Изоляция — возникновение барьеров, исключающих свободное скрещивание особей разных популяций.
Изолированные популяции не могут обмениваться генами, каждая из них развивается в особых условиях. С течением времени различия генофондов накапливаются и углубляются — происходит постепенное превращение популяций в разные виды.
Изоляция бывает пространственная и биологическая.
Пространственная (географическая) изоляция возникает, когда разные популяции одного вида разделяют какие-нибудь трудно преодолимые барьеры (водоёмы, ущелья, участки леса, горы, болота, дороги) или большие расстояния.
Причины биологической изоляции — биологические отличия, возникающие между организмами одной популяции. Она бывает экологическая, этологическая, морфофизиологическая и генетическая.
Причиной экологической изоляции может быть изменение мест размножения или сдвиг сроков цветения, гнездования, нереста. Этологическая изоляция возникает, если различается брачное поведение особей. Морфофизиологическая изоляция связана с невозможностью спаривания особей при значительных отличиях размеров или строения их органов размножения. Генетическая изоляция связана с изменениями числа и строения хромосом, в результате которых становится невозможным свободное скрещивание особей.
Изоляция является обязательным условием усиления различий в генофондах популяций.
Все рассмотренные элементарные факторы эволюции действуют ненаправленно, но они приводят к изменению соотношения генов и создают материал для естественного отбора.
Главным направляющим фактором эволюционного процесса является естественный отбор.
Микроэволюция — это эволюционные изменения отдельных популяций и вида в целом вплоть до образования нового вида.
Микроэволюция представляет собой эволюционные преобразования, происходящие в пределах популяций в сравнительно короткие промежутки времени (например, изменение частоты генов, гомо- и гетерозигот за несколько поколений).
Начинается микроэволюция в популяциях, особи которых различаются генотипами. Постоянно действующий естественный отбор приводит к элементарным эволюционным явлениям.
Элементарное эволюционное явление — направленное и необратимое изменение соотношения генов в генофонде популяции, которое меняет её эволюционные возможности.
Со временем генофонды популяций могут измениться так, что скрещивание между ними становится невозможным. При условии изоляции популяций это ведёт к образованию новых видов, что представляет собой заключительный этап микроэволюции.
Различают филетическую микроэволюцию и видообразование.
Филетическая микроэволюция — это постепенное направленное изменение одного вида. Приводит к возрастанию приспособленности организмов к среде обитания.
Видообразование — это процесс образования нескольких новых видов из одного исходного.
Значит, микроэволюция — это процесс эволюционного преобразования популяций, приводящий к совершенствованию адаптаций и образованию внутривидовых форм и новых видов.
Видообразование может происходить разными путями.
Один из путей заключается в простом изменении вида. В результате действия эволюционных факторов вид A изменяется и постепенно превращается в вид B. Такой путь видообразования называют филетическим. Количество видов в этом случае остаётся неизменным.
Второй путь — гибридогенный. Он обусловлен гибридизацией (скрещиванием) двух видов A и B с образованием нового вида C. Число видов в этом случае увеличивается, так как виды A и B обычно сохраняются.
Третий путь — это образование нескольких новых видов из одного исходного, т. е. дивергенция. Это тот механизм, который лежит в основе возникновения всего разнообразия жизни на Земле.
Чарльз Дарвин утверждал, что в живой природе постоянно действуют движущие силы эволюции и непрерывно идёт процесс видообразования, но рассматривал только дивергентный механизм.
Согласно синтетической теории эволюции (СТЭ) элементарной единицей эволюции является популяция, т. е. новый вид формируется в популяции.
Популяции — относительно обособленные группировки особей одного вида. Между соседними популяциями вследствие миграции особей возможен обмен генами, что способствует генетической однородности вида. Если между популяциями возникает изоляция, то в них со временем накапливаются различия, которые препятствуют свободному скрещиванию особей. В результате популяции (генетически открытые системы) становятся новыми видами (генетически закрытыми системами).
Видообразование — это процесс образования новых видов (одного или нескольких) из существующих ранее популяций.
Видообразование занимает много времени и проходит ряд стадий.
При дивергентном способе видообразования обязательным условием является изоляция. В результате длительной изоляции под действием естественного отбора в отличающихся условиях популяции развиваются независимо друг от друга. Формируются разные признаки, т. е. происходит дивергенция. Разные популяции становятся разновидностями или расами.
Если изоляция сохраняется, то различия между расами усиливаются, и из них образуются подвиды.
Если при дальнейшем развитии различия между подвидами усиливаются и не позволяют им скрещиваться, значит, сформировались генетически закрытые системы, т. е. возникла репродуктивная изоляция, которая позволяет сделать вывод о превращении подвидов в новые виды.
Видообразование происходит в результате действия предпосылок и движущих сил эволюции.
Предпосылки эволюции (мутационная и комбинативная изменчивость, популяционные волны, дрейф генов, изоляция) создают разнообразие особей, т. е. материал для отбора.
Движущие силы эволюции (борьба за существование и естественный отбор) обеспечивают выживание и преимущественное размножение особей, наиболее приспособленных к условиям жизни.
В теории эволюции рассматривают два основных способа образования видов: аллопатрическое и симпатрическое.
Аллопатрическим, или географическим называют видообразование, которое происходит в результате пространственной (географической) изоляции популяций.
Географическая изоляция возникает, если популяции разделяют какие-либо физические преграды: большие расстояния, горы, реки и т. д.
Из-за пространственной изоляции миграция особей становится невозможной и популяции перестают обмениваться генами. При длительном разобщении популяций накапливается много отличий, что может привести к невозможности скрещивания их особей. В дальнейшем из таких популяций могут образоваться новые виды.
Симпатрическим называют видообразование, происходящее в ареале одного вида.
Этот механизм возможен при возникновении биологической изоляции части особей
внутри ареала. В этом случае особи обитают вместе, но не могут скрещиваться из-за биологических различий.
Выделяют два вида симпатрического видообразования: экологическое и внезапное.
Экологическое видообразование происходит, когда возникает экологическая изоляция популяций, связанная с изменением сроков размножения или переходом на разные виды пищи.
Причинами внезапного видообразования могут быть мутации, полиплоидия или межвидовая гибридизацией, сопровождающаяся удвоением числа хромосом. В этих случаях сразу возникает репродуктивная изоляция особей и новый вид формируется быстро внутри одной популяции.
- Что такое видообразование? Как связаны понятия «видообразование» и «микроэволюция»?
- Как видообразование связано с изоляцией популяций?
- Какие формы видообразования разлтчают в связи с разными видами изоляции?
- Какими путями может происходить видообразование? Приведите примеры образования биологических видов каждым из этих путей.
- Что общего в видообразовании и селекционной работе?
- Основные положения теории Дарвина
- Что такое вид? Критерии вида
|