Что служит движущей силой изменения видов кратко

Обновлено: 05.07.2024

Естественный отбор — процесс сохранения организмов, наиболее приспособленных к имеющимся условиям среды, а также устранение наименее способных на выживание.

Этот процесс является основным движущим фактором эволюции. Он происходит за счет того, что выживают и размножаются более сильные представители вида.

Формы и характеристики естественного отбора

Существует несколько форм естественного отбора. Они различаются между собой эффективностью, направленностью и другими особенностями осуществления контроля над видом.

Формы отбора:

Движущий — процесс, который способствует выживанию особи, подходящей под изменяющуюся среду, другие уничтожаются.

Движущий отбор происходит в ситуации, когда изменяется внешняя среда (расширение ареала обитания, потепление, похолодание).

Примером движущего отбора может быть появление устойчивости к антибиотикам у бактерий, преобразование передних конечностей в роющие — у тех животных, которые осваивают почву как среду обитания.

Стабилизирующий — тип отбора, при котором уничтожаются особи, имеющие ярко выраженные отклонения от нормы. При этом сохраняются организмы, соответствующие усредненному показателю.

Особенностью является то, что он действует при стабильных условиях окружения — выполняет своего рода поддержание вида, защиту его от сильных изменений.

Примерами могут служить сохранение конкретного строения цветка у растений, которые размножаются при помощи насекомых, а также сохранение особей со средней плодовитостью.

Дизруптивный (или разрывающий) — процесс, в ходе которого убираются средние значения какого-либо признака при сохранении крайних.

При таком отборе внутри популяции сохраняется несколько ярко отличающихся друг от друга форм фенотипа. В таком случае скрещивание между различающимися особями не происходит из-за изоляции. При этом через некоторое время признаки расходятся сильнее, в результате чего появляются новые виды.

Например, существует несколько видов синиц, которые появились из-за пищевой специализации; до сенокоса чаще встречаются одуванчики с высоким цветоносом, после — с низким.

Половой — основан на успешности размножения. Критерием отбора является активность самца в процессе размножения.

Существует два подтипа:

активная самка — именно она выбирает подходящего для продолжения рода самца;
пассивная самка — самцы борются за возможность продолжать род, побеждает более сильный.

За счет этого активизируется процесс размножения конкретного вида.

Факторы отбора

На эффективность естественного отбора оказывают влияние следующие факторы:

среда, в которой существует конкретная особь;
индивидуальные характеристики;
сила давления отбора (зависит от количества особей, принимающих участие в размножении);
наличие изоляции (изоляция усиливает действие);
наличие мутационных процессов (чем слабее мутации, тем меньше эффективность отбора).

Значение в эволюции

Одним из механизмов, на котором основывается эволюция, является естественный отбор. Он начался у каждого существующего в природе вида в тот момент, когда этот самый вид появился, и действует все время. При этом он может привести не только к развитию вида, но и к его деградации.

Ключевым свойством данного процесса является то, что он сохраняет и аккумулирует полезные признаки. Это обеспечивает появление множества организмов, приспособленных к выживанию. Именно те особи, которые обладают благоприятными признаками, могут претендовать на ведущую роль в популяции.

Творческая роль естественного отбора заключается в изменениях одного вида, которые являются основой для возникновения нового.

Этот процесс осуществляется для устранения негативных признаков и усиления полезных, при этом изначально одинаковый генетический набор может быть скомбинирован по-разному, что обеспечивает многообразие вида. Это зависит от того, какая форма отбора воздействовала на организм.

Естественный отбор — основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью (наиболее благоприятными признаками), в то время, как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается. В свете современной синтетической теории эволюции естественный отбор рассматривается как главная причина развития адаптаций, видообразования и происхождения надвидовых таксонов.

Вопрос 2. В чём биологическое значение естественного отбора?

Биологическое значение заключается в отборе особей наиболее приспособленных к условиям окружающей среды.

Вопрос 3. Что такое борьба за существование? Каковы её формы?

Борьба за существование – это совокупность многообразных и сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды.

Дарвин выделил три основные формы борьбы за существование: а) межвидовую, б) внутривидовую, в) борьбу с неблагоприятными условиями внешней среды.

Вопрос 4. Какая форма борьбы за существование является наиболее напряжённой и почему?

Дарвин считал внутривидовую борьбу самой напряженной. У особей же одного вида потребности в пище, территории и других условиях существования одинаковы. Поэтому конкуренция между ними особенно остра.

Вопрос 5. Что служит движущей силой изменения видов?

Движущей силой изменения видов, т. е. эволюции, является естественный отбор.

Вопрос 6. Что служит материалом для естественного отбора?

Материалом для отбора служит наследственная (индивидуальная, мутационная) изменчивость. Изменчивость, обусловленная прямым влиянием внешней среды на организмы, не имеет значения для эволюции, поскольку по наследству не передается.

Вопрос 7. Действует ли в настоящее время естественный отбор в человеческом обществе? Приведите примеры, доказывающие вашу точку зрения.

Нередко приходится слышать о том, что в связи с социальным прогрессом и развитием медицины естественный отбор в современном человеческом обществе прекратился. Естественный отбор как основная и направляющая сила эволюции живой природы с возникновением общественной организации резко ослабляет свое действие и перестает быть ведущим эволюционным фактором. Однако неправильно полностью отрицать существование отбора в человеческом обществе. Отбор идет на всех стадиях онтогенеза современного человека. Он начинает действовать уже при образовании половых клеток, выбраковывая гаметы с нарушениями нормального механизма мейоза, некоторыми аномалиями хромосомного набора. Далее идет отбор по жизнеспособности и подвижности спермиев, по их выживаемости в половых путях женского организма, по способности оплодотворенной яйцеклетки к имплантации. Так ежедневно в семенниках вырабатывается 400 миллионов спермиев, большая часть из которых гибнет. При семяизвержении во влагалище выбрасывается 15 млн. спермиев. Из них лишь 1000 попадет в матку к яйцеводам, лишь 500 сможет достигнуть яйцеклетки (если она в данный момент находится в яйцеводе), но лишь 1 спермий при благоприятных условиях сольется с яйцеклеткой. Отторжение имплантированного зародыша на ранних стадиях беременности, гибель плода, мертворожденность по-прежнему остаются факторами отбора в человеческом обществе.

Около 10% браков не приносят детей из-за мужского и женского бесплодия и других причин. Идет отбор (индивидуальный и групповой) в условиях контроля над рождаемостью в потенциально плодовитых парах. Часть из них сознательно отказывается от рождения детей, тем самым элиминируются из последующих поколений потомки особей со слаборазвитыми родительскими инстинктами.

Подчинив себе окружающую среду, избавившись от многих болезней, люди тем не менее не создали и вряд ли смогут создать среду, в которой не действовал бы ни один из механизмов отбора.

Вопрос 8. Сравните искусственный и естественный отбор. В чём их сходство и отличие?

Вопрос 1.
Естественный отбор по Дарвину — это совокупность природных процессов, обеспечивающих выживание наиболее приспособленных особей и их потомства, с одной стороны, и прекращение размножения и гибель наименее приспособленных особей, с другой. Сейчас, с современных позиций, естественный отбор можно характеризовать как результат борьбы за существование на всех этапах онтогенеза. С одной стороны, он заключается в выживании и оставлении потомства организмами, обладающими достаточным уровнем приспособленности. С другой стороны, естественный отбор выражается в гибели или устранении от размножения особей, чьи гены не обеспечили им возможность приобрести приспособления к конкретным условиям среды.
Вопрос 2.
Биологическое значение естественного отбора заключается в сохранении наиболее приспособленных организмов и гибели или устранении от размножения менее приспособленных к условиям окружающей среды.
В результате естественного отбора в постоянных условиях обитания поддерживается существующая норма. При изменении условий среды могут возникать новые виды или исчезать группы организмов, скорость возникновения приспособлений у которых меньшая, чем у процесса видообразования.
Ч. Дарвин убедительно показал, что принцип естественного отбора объясняет возникновение всех без исключения основных характеристик органического мира: от признаков, свойственных крупным систематическим группам живых организмов, до мелких приспособлений. в результате действия естественного отбора возникают новые виды, роды и т.д., происходит постепенное усложнение организмов.

Вопрос 3.
Борьбой за существование называется совокупность многообразных и сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды, направленных на успешное освоение среды обитания и размножение. в природе происходит непрерывная борьба за существование. При этом Дарвин имел в виду не только жизнь одной особи, но и оставление ею жизнеспособгобного потомства. Неуспех в борьбе за существование не обязательно сопровождается гибелью организма (хотя это и имеет место), но и устранением от размножения. В этом случае генотип, обусловивший меньшую конкурентоспособность особи по сравнению с другими, исчезает из генофонда вида.
Дарвин выделил три основные формы борьбы за существование:
1. Внутривидовая — борьба между особями одного вида за источники питания, ареалы обитания и оставление потомства (борьба за полового партнера). Этот вид борьбы — самый напряженный, так как особи одного вида имеют одинаковые потребности. Она может протекать по типу внутривидовой конкуренции или каннибализма.
2. Межвидовая — борьба с особями других видов. Например, межвидовая конкуренция с организмами близкородственных видов. Межвидовая борьба может протекать и по типу хищничества, паразитизма или антибиоза.
3. Борьба с неблагоприятными факторами окружающей среды — борьба с колебаниями температуры, влажности, освещенности и другими явлениями природы, обычными для данного местообитания.

Вопрос 4.
Наиболее напряженной формой борьбы за существование является внутривидовая борьба, так как у особей одного вида потребности в пище, территории и других условиях существования одинаковы. Например, птицы одного вида конкурируют за места гнездования, самцы одного вида в период размножения вступают в борьбу за право обладания половым партнером и др. Для растений одного вида требуются одинаковые условия существования (влага, минеральное питание и др.).

Вопрос 5.
Движущей силой изменения видов, т.е. эволюции, является естественный отбор.

Вопрос 6.
Материалом для отбора служит наследственная (индивидуальная, мутационная) изменчивость. Изменчивость, обусловленная прямым влиянием внешней среды на организм (групповая, модификационная), для эволюции не имеет значения, поскольку по наследству не передается.

Вопрос 7.
Факторы антропогенеза можно разделить на биологические и социальные. К биологическим факторам следует отнести наследственную изменчивость, борьбу за существование, естественный отбор.
Для современного этапа эволюции человека (последние 30—40 тыс. лет) характерно резкое снижение роли биологических факторов. Человеческие сообщества сами создают себе среду обитания, освобождаясь тем самым от давления движущей формы естественного отбора.
На современном этапе эволюции человека резко ослабло действие естественного отбора. Однако полностью отрицать его существование в человеческом обществе неправильно. С самого момента возникновения нового организма идет отбор на жизнеспособность зародышей, а затем клеток и органов человеческого организма. Гены людей, умерших до брачного возраста или оказавшнхся бесплодными, устраняются из последующих поколений. В человеческом обществе действует как стабилизирующий отбор, поддерживающий стабильность внешнего облика человека и его физиологических функций, так и движущий, обеспечивающий адаптацию к изменениям внешней среды, которые в последнее время связаны, главным бразом, с антропогенными факторами. Принципиальным фактором в современной эволюции человека оказывается и то, что он, в отличие от животных, не нуждается в приобретении личного опыта методом проб и ошибок, а способен воспринимать уже готовые знания, накопленные предыдущими поколениями.

Следует выделить четыре основных фактора эволюции: мутационный процесс, изоляция, популяционные волны (и дрейф генов), а также единственный направленный фактор эволюции - естественный отбор.

Мутационный процесс

Мутации (лат. mutatio — изменение) - стойкое изменение генома (наследственного материала), которое может быть унаследовано потомками организма. Процесс возникновения мутаций - мутагенез.

Генные
Хромосомные
Геномные

Большинство мутаций возникает спонтанно и вредит организму. Часть мутаций являются рецессивными, поэтому не проявляются и передаются многим поколениям, накапливаясь в генофонде популяции.

Мутации напоминают колоду карт: неизвестно, что выпадет - чаще всего это карты невысокого ранга, козыри - большая удача. Так и мутации, большинство из них вредные, приводят к развитию опухолей. Полезные встречаются гораздо реже. Как игра в карты, все подчиняется случайности.

Популяционные волны

Сезонные изменения, периодические изменения какого-либо значимого фактора среды
Непериодические изменения, например, в результате природных катастроф, изменение численности популяций хищник-жертва
Заселение новых территорий, ярким примером которого является бурный рост численности кроликов, завезенных в Австралию

Колебание численности популяций по типу "хищник - жертва" является классическим примером популяционных волн. Представим себе популяцию зайцев (жертв), которая бурно увеличилась в численности. Зайцами питаются лисица, волк (хищники). С увеличением их кормовой базы (зайцев) наблюдается и рост численности хищников, которые поедают зайцев, вследствие чего численность зайцев снижается. С уменьшением кормовой базы, снижается и число хищников. Так в природе устанавливается баланс между хищниками и жертвами.

Особенно весомым фактором эволюции популяционные волны выступают в небольших популяциях. Их участие в эволюционном процессе основано на явлении дрейфа генов.

Форма гена - аллель, с которым вы подробнее познакомитесь в ходе изучения генетики, встречается в популяции с определенной частотой. Дрейф генов - изменение частоты встречаемости аллельных вариантов генов.

Дрейф генов обусловлен случайными причинами: у особей образуются гаметы, несущие различные формы аллельных генов. Не все из гамет принимают участие в процессе оплодотворения: здесь вновь руководит случайность. Вследствие этого одни аллельные формы генов могут встречаться в популяции часто, другие - редко.

Если представить, что часть особей, составляющих одну популяцию, погибли по тем или иным причинам, то редкие гены в оставшихся особях могут увеличить свою частоту, то есть в результате размножения оставшихся особей редкие гены начнут встречаться более часто - это и есть дрейф генов.

В закрытых популяциях не только животных, но и людей - в религиозных общинах, происходит возрастание гомозиготности популяции, что приводит к снижению ее жизнеспособности и проявлению редких аллелей.

Такое повышение встречаемости аллелей возникает в результате близкородственных браков: проявляются редкие гены, которые часто приводят к заболеваниям.

Изоляция

Изоляцией называют невозможность или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Вследствие этого, генофонды двух популяций становятся независимыми друг от друга. Внутри каждой популяции происходит генотипическая дифференцировка из-за их разобщенности.

Географическая (греч. geo - земля) изоляция может возникать вследствие географических барьеров - пустыни, горы, водоемы.

Экологическая - особи обитают на одной территории, но в различных местах обитания (к примеру, разделены друг от друга непроходимой чащей)
Временная - изоляция вследствие разновременности половой активности, периода цветения
Этологическая - изоляция вследствие различного брачного поведения
Механическая - отличия в строении половых органов, невозможность спаривания

Естественный отбор

Изученные нами факторы эволюции: мутации, популяционные волны и дрейф генов, изоляция - все они носят случайный, ненаправленный характер. Они приводят к появлению различных признаков у отдельных особей, которые могут быть как полезны, нейтральны, так и вредны для особи.

Таким образом, перечисленные факторы создают основу, "базу" для действия единственного направленного фактора эволюции - естественного отбора. В ходе естественного отбора особи с полезными признаками, которые помогают им приспособиться к условиям внешней среды и способствуют выживанию, остаются и размножаются, а особи без этих признаков выживают реже и не продолжают род.

Закон естественного отбора безапелляционно провозглашает: будь приспособлен - или умри. Выживает в природе не самый сильный, а самый приспособленный. Иногда выжить животным помогает и сила, но гораздо больше других примеров. Многие животные сливаются с окружающей средой: приобретают покровительственную окраску (мимикрию), которая делает их незаметными.

Иногда безобидные животные, в результате приспособления к внешней среде, приобретают окраску тела, напоминающую окраску опасных хищных животных. Примером может послужить внешнее сходство мухи из семейства журчалок с осой.

Многие хорошо защищенные, ядовитые виды в ходе естественного отбора получили яркую, так называемую предупреждающую окраску. Эта окраска предупреждает хищников об опасности. Если хищник съест такое ядовитое животное, то рискует получить тяжелую интоксикацию и погибнуть.

Теперь вы понимаете, что признаки животных - различные формы их тела и окраска - являются приспособлениями к условиям внешней среды, это - полезные признаки, которые в ходе естественного отбора позволили животным выжить и размножиться. Таким образом, естественный отбор это отбор особей, с наиболее приспособленным к среде фенотипом.

Необходимо осознавать относительность приспособленности к окружающей среде. Она помогает выживать лишь при определенных условиях, и, если условия меняются, то окраска может оказаться вовсе не полезной, но даже и вредной. К примеру, при таянии снега заяц-беляк становится еще более заметен на голой земле.

Генетическое разнообразие особей, на основе которого возникают различные признаки
Способность к неограниченному размножению (избыточность потомства)
Борьба за существование

Самая ожесточенная борьба. Происходит между особями, принадлежащими к одному виду. Благодаря внутривидовой борьбе происходит половой отбор: к размножению редко допускаются неприспособленные особи, род продолжают лучшие из лучших.

Возникает между особями, которые принадлежат к разным видам. Более приспособленный к условиям среды вид побеждает и размножается, менее приспособленный - проигрывает и вымирает. Примером могут послужить формы взаимодействий: хозяин-паразит, хищник-жертва, симбиоз.

В изменяющихся условиях внешней среды выживают наиболее приспособленные особи. Примером такой борьбы являются сезонные миграции птиц, зимняя спячка у животных.

Формы естественного отбора

Открыт И.И. Шмальгаузеном. Стабилизирующий отбор приводит к сужению нормы реакции, устраняя отклонения от нее. В результате преимущество получают особи, обладающие средней степенью признака, который характерен для вида или популяции. Этот отбор действует при стабильных (неизменных) условиях среды.

Примером действия стабилизирующего отбора может послужить буря: во время бури чаще всего выживают птицы со средней длиной крыла, тогда как особи с слишком короткими, или слишком длинными крыльями погибают.

Новый термин, который вы увидели - норма реакции - подразумевает способность генотипа, в зависимости от условий среды, формировать различные фенотипы.

C узкой нормой реакции - цвет глаз, число пальцев у человека, окраска цветов растения
C широкой нормой реакции - рост и вес человека, размеры листьев растения

Движущий естественный отбор приводит к смещению нормы реакции, в результате чего изменяется среднее значение признака. Этот вид отбора действует при изменяющихся условиях среды.

Известным примером является индустриальный меланизм - возникновение меланистических форм животных (греч. melanos — чёрный), отличающихся темным окрасом. Это явление началось в Англии со второй половины XIX века вследствие бурного развития промышленности.

Из-за копоти, оседающей на поверхности стволов деревьев, бабочки со светлой окраской - берёзовые пяденицы - стали заметны на стволах деревьев и легко поедались птицами. В результате остались только приспособленные - бабочки с темным окрасом, которые были незаметны на стволах деревьев, вследствие чего они выживали и размножались.

Направлен на сохранение в популяции крайних значений признаков, не благоприятствует среднему промежуточному значению признака. В результате в популяции сохраняется более чем одно значение признака.

Типичным примером является появление в луговых сообществах раноцветущих и поздноцветущих растений. В результате летних покосов, особи со средним значением признака, у которых цветение приходит на середину лета, постепенно исчезают из популяции растений. Выживают и размножаются только те растения, у которых цветение происходит до или после покосов.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также: