Основные факторы эволюции

Назовите основные факторы эволюции.

Основными факторами (силами) эволюции являются наследственная изменчивость, популяционные волны, изоляция и естественный отбор.

Возникновение нового генетического материала в популяции

Какой фактор обеспечивает возникновение нового генетического материала в популяции?

Фактором, обеспечивающим возникновение принципиально нового генетического материала, является мутационная изменчивость. Мутации происходят с определенной частотой у всех организмов, населяющих нашу планету. Место мутации (ген и хромосома) случайно, поэтому мутации способны затронуть любые признаки и свойства особи, в том числе влияющие на жизнеспособность, размножение, поведение. В ряду поколений сохраняется подавляющее большинство мутаций, начиная с тех, которые возникли у самых давних предков. В результате набор мутаций в двух популяциях одного вида оказывается очень сходным. С другой стороны, будут присутствовать и разные мутации. Их количество — показатель того, насколько давно две популяции оказались изолированными друг от друга.

Влияние отбора на носителей рецессивных мутаций

Будет ли действовать отбор на носителей рецессивных мутаций?

Как правило, носители рецессивных мутаций (гетерозиготные организмы) заметно не отличаются по свойствам от гомозиготных доминантных организмов. Поэтому отбор на таких особей обычно не действует. По истечении определенного времени в популяции может накопиться достаточно большое число рецессивных аллелей, т. е. увеличится доля гетерозиготных организмов. Это приведет к повышению вероятности их встречи и, как следствие, к рождению (в 25% случаях) рецессивных гомозигот. Вот на них и может начать действовать естественный отбор.

Значение мутаций при изменении условий среды

Приведите пример, иллюстрирующий изменение значимости мутации при изменении условий среды.

В качестве примера можно привести мутацию у насекомых, обеспечивающую устойчивость к какому-либо пестициду. В течение долгого времени эта мутация будет нейтральной, а ее встречаемость в популяции низкой. Но после того, как данный пестицид начнут использовать для борьбы с насекомыми, мутация станет полезной, поскольку обеспечит выживание особей в изменившихся условиях. Благодаря действию отбора доля данной мутации в генофонде популяции резко возрастет — тем быстрее, чем жестче идет отбор, т. е. чем больший процент особей гибнет в каждом поколении от действия пестицида. Понятно, что подобные события проявятся гораздо ярче, если мутация устойчивости к пестициду носит доминантный характер.

В качестве еще одного примера можно привести существование на океанических островах эндемичных видов бескрылых насекомых. На континенте бескрылые особи оказываются неконкурентоспособными. Однако на островах в условиях избытка корма и отсутствия врагов, но при постоянном сильном ветре преимущество получают именно они, поскольку бескрылых насекомых не сносит ветром в океан. По сходным причинам произошло образование таких ныне истребленных человеком видов, как дронт и бескрылая гагарка.

Мутационный процесс

Способен ли мутационный процесс оказывать направляющее влияние на процесс эволюции и почему?

Мутационный процесс — явление случайное, неспецифическое. Мутации возникают ненаправленно, не имеют приспособительного значения, т. е. обуславливают неопределенную наследственную изменчивость (по Ч. Дарвину). С равной вероятностью мутации могут привести к изменениям в любых системах органов. Таким образом, мутационный процесс сам по себе не способен оказывать направляющее действие на ход эволюции.

Дрейф генов

Что такое дрейф генов?

Дрейф генов — это процесс случайного ненаправленного изменения частот аллелей в популяции. Он наблюдается при прохождении популяции через состояние малой численности (так называемый эффект «бутылочного горлышка», который возникает в результате эпидемий, стихийных бедствий). В результате случайного дрейфа генов генетически однородные популяции, обитающие в сходных условиях, могут постепенно утратить свое первоначальное сходство. Дрейф генов — один из факторов, способствующих изменению популяций.

Обмен генетической информацией между популяциями

Какой фактор приводит к прекращению обмена генетической информацией между популяциями? Каково его эволюционное значение?

Прекращению обмена генетической информацией способствует изоляция — ограничение или прекращение скрещиваний особей, принадлежащих к разным популяциям. Изоляция бывает пространственная и экологическая.

Пространственная изоляция обеспечивается существованием географических преград между популяциями. Экологическая изоляция возникает, если особи разделены экологическими препятствиями в пределах одного ландшафта, например, вероятность встречи обитателей мелких и глубоких частей водоема в период размножения очень мала.

Эволюционное значение изоляции заключается в том, что она закрепляет, усиливает генетические различия между популяциями и создает предпосылки для дальнейшего преобразования этих популяций в отдельные виды.

Естественный отбор

Что такое естественный отбор?

Естественный отбор — это преимущественное выживание и размножение в природе более приспособленных особей каждого вида. При этом хуже приспособленные особи размножаются с меньшим успехом или даже гибнут. Естественный отбор является результатом борьбы за существование.

Действие естественного отбора

На чем основывается действие естественного отбора?

Естественный отбор основывается на генетическом разнообразии и борьбе за существование. Благодаря генетическому разнообразию создается материал для отбора. Борьба за существование, в свою очередь, возникает как результат избыточной численности популяции (внутривидовая конкуренция), взаимодействия популяции с особями других видов (хищниками, паразитами и т. д.), действия на организмы неблагоприятных факторов окружающей среды. Благодаря борьбе за существование менее приспособленные особи «отбраковываются» — гибнут или хуже размножаются.