Форма на естествен подбор, която се проявява. Основни форми на естествен подбор. Избор на шофиране. Елементарно еволюционно явление. преходен полиморфизъм. Как работи естественият подбор

Ситуацията, но можете да действате произволно. Достатъчно е да се създаде широк набор от различни индивиди - и в крайна сметка най-приспособените ще оцелеят.

Първоиндивид се появява с нови, напълно произволни свойства
Следтя е или не е в състояние да остави потомство, в зависимост от тези свойства
И накрая, ако резултатът от предишния етап е положителен, тогава тя оставя потомство и нейните потомци наследяват новопридобитите имоти

Понастоящем частично наивните възгледи на самия Дарвин са частично преработени. И така, Дарвин си представя, че промените трябва да се случват много плавно и спектърът на променливостта е непрекъснат. Днес обаче механизмите на естествения подбор се обясняват с помощта на генетиката, което внася известна оригиналност в тази картина. Мутациите в гените, които действат в първия етап от горния процес, са по същество дискретни. Ясно е обаче, че основната същност на идеята на Дарвин е останала непроменена.

Форми на естествен подбор

избор на шофиране

Движещ подбор - форма на естествен подбор, когато условията на околната среда допринасят за определена посока на промяна във всеки признак или група от признаци. В същото време други възможности за промяна на признака са подложени на отрицателна селекция. В резултат на това в една популация от поколение на поколение има изместване на средната стойност на признака в определена посока. В същото време натискът на задвижващата селекция трябва да съответства на адаптивните способности на популацията и скоростта на мутационни промени (в противен случай натискът от околната среда може да доведе до изчезване).

Съвременен случай на подбор на мотиви е "индустриалният меланизъм на английските пеперуди". „Индустриален меланизъм“ е рязко увеличаване на дела на меланистични (с тъмен цвят) индивиди в тези популации на пеперуди, които живеят в индустриални зони. Поради промишленото въздействие стволовете на дърветата потъмняха значително и светлите лишеи също умряха, което направи светлите пеперуди по-видими за птиците, а тъмните - по-лошо. През 20-ти век в редица региони делът на тъмноцветните пеперуди достига 95%, докато за първи път тъмна пеперуда (Morfa carbonaria) е уловена през 1848 г.

Изборът на шофиране се извършва при смяна заобикаляща средаили адаптиране към нови условия с разширяване на обхвата. Той запазва наследствените промени в определена посока, като съответно измества скоростта на реакцията. Например, при разработването на почвата като местообитание за различни несвързани групи животни, крайниците се превърнаха в ровещи.

Стабилизираща селекция

Стабилизираща селекция- форма на естествен подбор, при която действието е насочено срещу индивиди с екстремни отклонения от средната норма, в полза на индивиди със средна изразеност на признака.

Описани са много примери за действие на стабилизиращ подбор в природата. Например, на пръв поглед изглежда, че индивидите с максимална плодовитост трябва да имат най-голям принос към генофонда на следващото поколение. Наблюденията на естествените популации на птици и бозайници обаче показват, че това не е така. Колкото повече пилета или малки са в гнездото, толкова по-трудно е да ги нахраните, толкова по-малко и по-слабо е всяко от тях. В резултат на това индивидите със средна плодовитост се оказват най-адаптирани.

Селекция в полза на средните е установена за различни черти. При бозайниците новородените с много ниско и много високо тегло са по-склонни да умрат при раждането или през първите седмици от живота си, отколкото новородените със средно тегло. Отчитането на размера на крилата на птици, умрели след бурята, показва, че повечето от тях са имали твърде малки или твърде големи крила. И в този случай средните индивиди се оказаха най-адаптирани.

Разрушителен подбор

Разрушителна (разкъсваща) селекция- форма на естествен подбор, при която условията благоприятстват два или повече крайни варианта (посоки) на изменчивост, но не благоприятстват междинното, средно състояние на признака. В резултат на това от една първоначална може да се появят няколко нови форми. Разрушителната селекция допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популацията и в някои случаи може да причини видообразуване.

Една от възможните ситуации в природата, при които разрушителната селекция влиза в действие, е когато полиморфна популация заема хетерогенно местообитание. При което различни формиадаптиране към различни екологични ниши или подниши.

Пример за разрушителна селекция е образуването на две раси в ливадната дрънкалка в сенокосни ливади. IN нормални условиявремето на цъфтежа и узряването на семената в това растение обхваща цялото лято. Но в сенокосните ливади семената се произвеждат главно от онези растения, които имат време да цъфтят и узреят или преди периода на косене, или цъфтят в края на лятото, след косене. В резултат на това се образуват две раси на таранката - ранен и късноцъфтящ.

Разрушителната селекция е извършена изкуствено в експерименти с Drosophila. Селекцията се извършва според броя на четинките, като се оставят само индивиди с малък и голям брой четинки. В резултат на това от около 30-то поколение двете линии се разминават много силно, въпреки факта, че мухите продължават да се кръстосват помежду си, като обменят гени. В редица други експерименти (с растения) интензивното кръстосване възпрепятства ефективното действие на разрушителната селекция.

Избор на прекъсване

Избор на прекъсванее форма на естествен подбор. Действието му е противоположно на положителната селекция. Прекъснатата селекция извлича от популацията по-голямата част от индивидите, които носят черти, които рязко намаляват жизнеспособността при дадени условия на околната среда. С помощта на cut-off селекция силно вредните алели се отстраняват от популацията. Също така индивиди с хромозомни пренареждания и набор от хромозоми, които рязко нарушават нормалната работа на генетичния апарат, могат да бъдат подложени на селекция за рязане.

положителна селекция

положителна селекцияе форма на естествен подбор. Неговото действие е обратното на избора на клипинг. Положителната селекция увеличава броя на индивидите в популацията, които имат полезни черти, които повишават жизнеспособността на вида като цяло. Като се използва положителна селекцияи селекция на прекъсване, настъпва промяна във видовете (и не само чрез унищожаване на ненужни индивиди, тогава всяко развитие трябва да спре, но това не се случва).

Примерите за положителна селекция включват: препариран археоптерикс може да се използва като планер, но препарирана лястовица или чайка не може. Но първите птици летяха по-добре от археоптерикса. Друг пример за положителна селекция е появата на хищници, които превъзхождат много други топлокръвни създания по своите „умствени способности“. Или появата на влечуги като крокодилите, които имат четирикамерно сърце и могат да живеят както на сушата, така и във водата.

Частни направления на естествения подбор

Оцеляването на най-адаптираните видове и популации, например видове с хриле във водата, тъй като фитнесът ви позволява да спечелите битката за оцеляване.
Оцеляване на физически здрави организми.
Оцеляването на физически най-силните организми, тъй като физическата борба за ресурси е неразделна част от живота. Важно е във вътрешновидовата борба.
Оцеляване на най-сексуално успешните организми, тъй като сексуалното размножаване е доминиращият начин на възпроизвеждане. Тук влиза в действие сексуалният подбор.

Всички тези случаи обаче са частни и основното е успешното запазване във времето. Затова понякога тези указания се нарушават, за да се следва основната цел.

Ролята на естествения подбор в еволюцията

Дарвин дълго време не смееше да публикува своята теория, т.к. Видях проблема с мравките, който можеше да бъде обяснен само от гледна точка на генетиката.

Вижте също

Връзки

"Проблеми на макроеволюцията" - сайт на палеонтолога А. В. Марков
"Форми на естествен подбор" - статия с добре известни примери: цветът на пеперудите, устойчивостта на хората към малария и др.
„Еволюция, основана на модели“ - статия за това дали ролята на мутациите в еволюционния процес е голяма или някои признаци съществуват предварително и след това се развиват под влияние на движещия подбор

еволюционна биология
Механизми и процеси	Адаптация Видообразуване Генетичен дрейф Естествен подборПроменливост на наследствеността Микроеволюция Макроеволюция Мутации Генен трансфер
Възникването на живота	Химическа еволюция РНК световна хипотеза Биологична еволюция
История на еволюционната доктрина

Съществуват различни класификации на формите на подбор. Широко се използва класификация, основана на естеството на влиянието на селекционните форми върху изменчивостта на даден признак в популацията.

избор на шофиране

избор на шофиране- форма на естествен подбор, която действа под насоченипроменящите се условия на околната среда. Описан от Дарвин и Уолъс. В този случай лица с черти, които се отклоняват в определена посока от средната стойност, получават предимства. В същото време други вариации на признака (отклоненията му в обратна посока от средната стойност) са подложени на отрицателна селекция. В резултат на това в популацията от поколение на поколение се наблюдава изместване на средната стойност на признака в определена посока. В същото време натискът на задвижващата селекция трябва да съответства на адаптивните способности на популацията и скоростта на мутационни промени (в противен случай натискът от околната среда може да доведе до изчезване).

Пример за действието на подбора на мотиви е "индустриалният меланизъм" при насекомите. „Индустриален меланизъм“ е рязко увеличаване на дела на меланистични (с тъмен цвят) индивиди в тези популации от насекоми (например пеперуди), които живеят в индустриални зони. Поради промишленото въздействие стволовете на дърветата потъмняха значително и светлите лишеи също умряха, което направи светлите пеперуди по-видими за птиците, а тъмните - по-лошо. През 20 век в редица райони делът на тъмните пеперуди в някои добре проучени популации на брезовия молец в Англия достига 95%, докато за първи път тъмна пеперуда ( Морфа карбонария) е заловен през 1848 г.

Изборът на задвижване се извършва, когато околната среда се промени или се адаптира към нови условия с разширяването на обхвата. Той запазва наследствените промени в определена посока, като съответно измества скоростта на реакцията. Например, по време на развитието на почвата като местообитание за различни несвързани групи животни, крайниците се превърнаха в ровещи.

Стабилизираща селекция

Стабилизираща селекция- форма на естествен подбор, при която действието му е насочено срещу индивиди с екстремни отклонения от средната норма, в полза на индивиди със средна изразеност на признака. Концепцията за стабилизираща селекция е въведена в науката и анализирана от I. I. Shmalgauzen.

Селекция в полза на средните е установена за различни черти. При бозайниците новородените с много ниско и много високо тегло са по-склонни да умрат при раждането или през първите седмици от живота си, отколкото новородените със средно тегло. Отчитането на размера на крилете на врабчетата, загинали след буря през 50-те години близо до Ленинград, показва, че повечето от тях са имали твърде малки или твърде големи крила. И в този случай средните индивиди се оказаха най-адаптирани.

Разрушителен подбор

Разрушителна (разкъсваща) селекция- форма на естествен подбор, при която условията благоприятстват два или повече крайни варианта (посоки) на изменчивост, но не благоприятстват междинното, средно състояние на признака. В резултат на това от една първоначална може да се появят няколко нови форми. Дарвин описва действието на разрушителния подбор, вярвайки, че той е в основата на дивергенцията, въпреки че не може да предостави доказателства за съществуването му в природата. Разрушителната селекция допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популацията и в някои случаи може да причини видообразуване.

Една от възможните ситуации в природата, при които разрушителната селекция влиза в действие, е когато полиморфна популация заема хетерогенно местообитание. В същото време различните форми се адаптират към различни екологични ниши или подниши.

Пример за разрушителна селекция е образуването на две раси в голямо дрънкало в сенокосни ливади. При нормални условия периодите на цъфтеж и узряване на семената на това растение обхващат цялото лято. Но в сенокосните ливади семената се произвеждат главно от онези растения, които имат време да цъфтят и узреят или преди периода на косене, или цъфтят в края на лятото, след косене. В резултат на това се образуват две раси на таранката - ранен и късноцъфтящ.

полов подбор

полов подбор- Това естествен подборза репродуктивен успех. Оцеляването на организмите е важен, но не единствен компонент на естествения подбор. Друг важен компонент е привлекателността за представителите на противоположния пол. Дарвин нарича това явление полов подбор. „Тази форма на подбор се определя не от борбата за съществуване в отношенията на органичните същества помежду им или с външните условия, а от съперничеството между индивиди от един и същи пол, обикновено мъже, за притежание на индивиди от другия пол. " Черти, които намаляват жизнеспособността на техните носители, могат да се появят и разпространят, ако предимствата, които предоставят при успеха на размножаването, са значително по-големи от техните недостатъци за оцеляване. Предложени са две основни хипотези за механизмите на половия подбор. Според хипотезата за „добрите гени“ женските „причини“ по следния начин: „Ако този мъж, въпреки яркото си оперение и дългата си опашка, по някакъв начин е успял да не умре в лапите на хищник и да доживее до пубертета, тогава той има добри гени, които са му позволили да направи това. Така че той трябва да бъде избран за баща на децата си: той ще им предаде добрите си гени. Избирайки ярки мъжки, женските избират добри гени за своето потомство. Според хипотезата за „привлекателните синове“ логиката на женския подбор е малко по-различна. Ако ярките мъже по някаква причина са привлекателни за жените, тогава си струва да изберете ярък баща за бъдещите си синове, защото синовете му ще наследят гените на яркия цвят и ще бъдат привлекателни за жените в следващото поколение. По този начин се получава положителна обратна връзка, което води до факта, че от поколение на поколение яркостта на оперението на мъжките се засилва все повече и повече. Процесът продължава да се увеличава, докато достигне границата на жизнеспособност. При избора на мъже, жените са не повече и не по-малко логични, отколкото във всяко друго поведение. Когато животното почувства жажда, това не е причина да пие вода, за да възстанови водно-солевия баланс в тялото - то отива към водопоя, защото изпитва жажда. По същия начин женските, избирайки ярки мъжки, следват инстинктите си - харесват ярки опашки. Всички, които инстинктивно са предизвикали различно поведение, всички те не са оставили потомство. Така обсъдихме не логиката на женските, а логиката на борбата за съществуване и естествения подбор - сляп и автоматичен процес, който, действайки постоянно от поколение на поколение, е формирал цялото онова невероятно разнообразие от форми, цветове и инстинкти, които ние наблюдавайте в света на дивата природа.

38. Физиологична адаптация: концепцията за това как възниква и какво стои в основата й.

Биологична адаптация(от лат. адаптация- адаптация) - адаптирането на тялото към условията на съществуване. „[Животът] е постоянно приспособяване ... към условията на съществуване“, каза изключителният руски физиолог И. М. Иманалиева. - Организъм без поддържаща съществуването му външна среда е невъзможен; така че в научна дефиницияорганизмът трябва да включва и средата, която му влияе."В същото време:" ... Всеки организъм е динамична комбинация от стабилност и променливост, в която променливостта служи на неговите адаптивни реакции и, следователно, защитата на неговите наследствено фиксирани константи ". Тялото, дори в изключително кратки интервали от време, е променливо във връзка с динамиката на неговите функционални състояния и с хомеотетичната променливост на неговите "хомеостатични константи" (K. Waddington, 1964, 1970). И един изключително систематичен подход трябва лежат в основата на съвременните знания за механизмите и същността на процеса на адаптация: „... Човек е ... система ..., като всяка друга природа, подчинена на неизбежните и единни закони за цялата природа ... ”(IP Павлов, 1951).

Естественият подбор е основната движеща сила зад еволюцията на живия свят. Благодарение на естествения подбор се е появило разнообразието от живот на Земята, което виждаме.

Същността на естествения подбор е, че индивиди с благоприятни черти оцеляват и продължават своята раса, докато индивиди с неблагоприятни черти изчезват, освобождавайки място за по-силни и по-приспособими същества.

Необходимо е да се прави разлика между естествен и изкуствен подбор, въпреки че връзката между тях е много тясна. Променливостта на организмите като такива е вечна и постоянна, не зависи от човешката намеса.

Въпреки това, в природни условияорганизми с един набор от характеристики оцеляват и човек избира за себе си индивиди с напълно различен набор; често такива организми в природата не биха били жизнеспособни, освен това много комбинации от черти, открити при домашни животни и култивирани растения, просто не може да се появи в природата.

Ярък пример е домашното прасе: купчина месо и мазнини, която се движи трудно, неспособна да се защити по никакъв начин от хищник, би се превърнала в вкусна плячка за други животни, дори преди да достигне пубертета. Поети, художници, писатели и много други креативни и просто "романтични" хора обичат да говорят за красотата и съвършенството на околния свят, по-специално живия.

Всъщност основната причина за цялата тази красота е доста сурова и безпощадна: организми, които са слаби и неадаптирани към условията на околната среда, могат да бъдат много по-„красиви“ от своите по-успешни конкуренти, но природата не ги щади и ги унищожава, защото има свои критерии за съвършенство.

Фактори на естествения подбор

Естественият подбор може да се нарече резултат от някои прости закони на функциониране на живите системи. Благодарение на това съществуването на естествен подбор не се нуждае от доказателство - достатъчно е да си припомним кои фактори са неговите компоненти.

Наследственост и изменчивост. Потомците на някои родители частично наследяват техните черти и частично имат свои собствени комбинации от черти; в съответствие с това тяхното оцеляване и способност за възпроизвеждане се различават.
Новите двойки, способни да произвеждат потомство, се състоят от женски и мъжки, които са успели да оцелеят и да достигнат полова зрялост, което означава, че са имали правилните черти за това. Тези черти се фиксират в бъдещите поколения.
Организмите произвеждат повече потомство, отколкото могат да оцелеят.

Основната концепция на естествения подбор е адаптивността на организма към околната среда. Цяла поредица от външни обстоятелства (климат, наличие на храна и вода, брой конкуриращи се индивиди и др.) създават условия за оцеляването на едни организми и изчезването на други. Условията обаче непрекъснато се променят и черти, които са били „силни“ и са гарантирали оцеляването в един момент, могат да бъдат „слаби“ в друг момент и обратното.

снимка на ерата на динозаврите

Илюстрация е измирането на динозаврите и идването им на мястото на бозайниците. Първите бозайници и техните непосредствени предци - животните гущери - също са съществували през мезозоя, но те са били малко на брой, заемали са много ограничени екологични ниши и не са могли да се конкурират с гигантските влечуги.

Глобалното охлаждане беше фатално за влечугите, които нямаха механизми за терморегулация и запазване на топлината. Такива механизми (топлокръвност, вълнена покривка и т.н.) са били налице при бозайниците и тази една особеност в крайна сметка става решаваща: именно те се оказват най-адаптираните животни към новия климат и това осигурява последващото им господство.

Форми на естествен подбор

Следователно естественият подбор се проявява в подбора на определени набори от черти, чиито собственици са по-склонни да оцелеят. Изборът на такива характеристики може да се извърши по различни начини, което обуславя различните форми на естествен подбор.

избор на шофиране;
Стабилизираща селекция;
Разрушителна (разкъсваща) селекция;
полов подбор.

Насочване на естествения подборподчертава характеристики, които се отклоняват от средната стойност в определена посока. Например през двадесети век броят на тъмните пеперуди се е увеличил значително в градските райони. Това се случи поради промишлени емисии, които боядисаха околните обекти (дървета, стени и т.н.) в черно; на затъмнен фон пеперудите със среден, по-светъл цвят станаха по-забележими, което улесни хищниците да ги хванат; собствениците на тъмния цвят на крилата биха могли успешно да се прикрият.

Както виждаме, не се допускат отклонения в обратната посока при избора на мотив: например твърде светлите пеперуди на тъмен фон ще станат още по-забележими. Движещият подбор обяснява защо несвързаните животни развиват подобни черти. И така, китовете и делфините принадлежат към артиодактилите (по-точно, те образуват една група с тях); тюлените и моржовете са животни от разред месоядни, близки роднини на кучета, котки и мечки; Пингвините всъщност са птици. Въпреки това, всички тези групи несвързани животни, след като се оказаха в подобни условия, придобиха подобни характеристики - опростена форма на тялото, плавници и др. Стабилизираща селекция

Стабилизираща селекциядава предпочитание на лица със средни показатели. Има много примери за такъв подбор. Достатъчно е да се посочи, например, че индивиди със средна плодовитост са необходими за оцеляването на популацията. Наистина, малък брой потомци ще имат малък шанс някое от малките да достигне полова зрялост само по себе си; твърде много потомство създава трудности по отношение на грижите и храненето, поради което малките растат недоразвити и също имат малък шанс да достигнат зряла възраст.

По време на природни бедствия, водещи до смъртта на големи маси животни, често оцеляват само индивиди със среден размер на тялото и органите (крайници, крила).

Създава условия за оцеляване на организми с екстремни стойности на всеки признак във всички посоки, а индивиди със средни стойности измират. В резултат на това популацията може да стане хетерогенна по фенотип (появата на нейните представители) и генотип, друг вариант е едновременното формиране Голям бройнови сродни видове.

Като пример можем да цитираме много полски растения, които живеят в сенокосни ливади. Периодът на цъфтеж и плод първоначално пада върху тях през цялото лято, но на тези места оцеляват и раждат само онези индивиди, които цъфтят и дават плод или в началото на лятото (преди сенокос), или в самия край (след сенокос). Резултатът е образуването на две разновидности на едно и също растение, които се различават значително в периода на цъфтеж и това може да доведе до други промени.

полов подбор- отделна форма на естествен подбор, насочена към успех в размножаването. Привлекателността за противоположния пол е фактор, който е не по-малко важен за тялото от личното оцеляване. В някои случаи привлекателността е по-важна от оцеляването; редица учени смятат половия подбор за "бъг", естествено възникваща грешка в еволюционния процес. Например при птиците женската често избира партньор с по-ярко оперение и изразителен външен вид; същите тези черти правят мъжкия твърде видим за хищниците, което намалява степента на оцеляване на вида.

Защо жените разсъждават по този начин все още не е напълно ясно за науката. Според една хипотеза женската избира такъв партньор, защото с всичките си губещи показатели (ярко оперение) той е успял да оцелее и да достигне възрастно състояние, следователно, според женската, той има някои други признаци, които допринасят за високо оцеляване.

Теорията на естествения подбор

Разпръснати знания за еволюционния процес, които човечеството е имало в древността. През цялата си история хората са използвали техники за изкуствена селекция, за да отглеждат нови породи и сортове, да се женят (благородни семейства, включително кралски, княжески, кралски семейства, особено обръщат внимание на това). Може би са имали някаква представа за подобен процес, протичащ в естествени условия без човешко участие. Въпреки това до 19-ти век не е имало научна теория, която да обедини тези различни идеи и предположения и да докаже съществуването на подбор.

В резултат на това теорията на Дарвин се превърна в такава теория, въпреки че неговите предшественици също изучаваха променливостта на организмите и връзката им с околната среда. Един от първите изследователи на естествения подбор е дядото на Чарлз Дарвин Еразъм, виден английски учен от 18 век. Той беше може би първият, който предположи, че индивидите, по-добре адаптирани към живота, са по-склонни да оцелеят, да се хранят по-добре и да се възпроизвеждат по-добре, подобрявайки представянето на своето потомство.

Въпреки това, най-известният изследовател на този проблем преди Дарвин е Жан-Батист Ламарк. Предшествениците на Чарлз Дарвин обаче не намериха разбиране сред съвременниците си. Това отчасти се дължи на факта, че техните спекулативни теории нямат експериментални доказателства. Много други учени, включително Жорж Кювие, се придържаха към предишната концепция за неизменността на живите същества и тяхното създаване от Бога. Приликите между организмите само потвърждават за тях концепцията за божествено творение. Да, и самият Чарлз Дарвин дълго време не смееше да публикува своя основна работа, тъй като някои наблюдения на пръв поглед опровергаха неговата последователна теория.

Препъникамъкът беше „проблемът с мравките“. Едно семейство мравки може да се състои от милиони индивиди, но почти всички те са безполова работническа каста, която не е способна да се размножава. Изглежда, че това противоречи на идеята, че всеки организъм се стреми да оцелее, да даде потомство, да консолидира придобитите силни черти в него - и така нататък до безкрайност.

Изходът е намерен на ниво общности, популации, видове и дори семейства: естественият подбор се стреми към оцеляването не на всеки отделен организъм, а на определена общност от организми. Това е ясно от примера на същите мравки: работещите индивиди не раждат сами потомство, но допринасят за безопасното възпроизвеждане на женските и мъжките за размножаване и запазването на тяхното потомство. Ако всяка една мравка в семейството може да се възпроизвежда, тогава мравунякът бързо ще умре - няма да има кой да защитава общността и да получава храна, а всички родени потомци ще бъдат недоразвити и незащитени.

Допълнителни проучвания показват, че това правило важи за абсолютно всички социални животни, включително и хората. Успехът в разпространението на популацията е възможен само ако общността (семейство, стадо) има само определен брой размножаващи се двойки и огромен брой "работещи" индивиди, които не участват в размножаването и се занимават с други важни "професии" . В този случай селекцията е насочена не към броя на приплодите, а към тяхното качество.

„Проблемът с мравките“ има различни реализации. Ако в семейството на мравки работните индивиди вече се раждат безполови, тогава в стадо голи къртици (африкански гризач, водещ подземен начин на живот), всички индивиди се раждат пълноценни, но впоследствие женската, която е станала кралица, сплашва останалите женски; Когато се страхуват, отделят хормони, които пречат на половото размножаване.

Значение на естествения подбор

Естественият подбор е насочен към оцеляването на най-приспособените организми, но какво дава? Първо, осигурява, така да се каже, самосъхранението на „живата маса” в борбата й с нежива природа: в крайна сметка първоначалните фактори на изменчивостта на живите организми са именно промените в неживата природа.

Второ, естественият подбор насърчава разпространението на живи организми и тяхното развитие на нови жизнени пространства. Например, появиха се растения (включително цъфтящи растения), които могат да живеят в отсъствието на слънчева светлинаи плодородна почва естественият подбор в древни времена е довел водните обитатели на сушата, а в плитката древност е принудил сухоземните бозайници да овладеят морските дълбини; естественият подбор по-специално допринесе за развитието на човешкия интелект, благодарение на който хората успяха да излязат в открития космос.

Важно е да се разбере, че механизмите на естествения подбор действат само в определена външна среда. При рязка промяна на условията те изобщо престават да работят. Додос, огромни нелетящи гълъби, бяха идеално адаптирани към живота на остров Мавриций, но когато срещнаха човек през 17 век, всички бяха беззащитни. Без много трудности моряците и ловците унищожиха птици с наднормено тегло, неактивни и абсолютно неагресивни.

Аматьорите често омаловажават възможностите на естествения подбор, тъй като обръщат внимание само на ограничени признаци на живи организми: сила, ловкост, издръжливост, скорост на движение, сексуален инстинкт. Всъщност живите организми имат хиляди различни характеристики и може да дойде момент, когато дори най-незначителната от тях ще стане решаваща.

И така, първите хора във физическия план са били едни от най-нежизнеспособните организми на Земята, много по-ниски по показатели дори от най-близките си роднини; човешката раса успя да оцелее само благодарение на бързото развитие на интелекта, но същият интелект направи човека не по-малко „цар на природата“. Механизмите на естествения подбор обаче могат да се провалят или да показват грешки. Видяхме това в примера за полов подбор.

Друг пример са вълнестите крила. Тези животни, които са далечни роднини на приматите, в процеса на еволюцията са придобили "крила", състоящи се от кожни мембрани. "Крилата" не осигуряват истински полет - вълнестите крила могат да се плъзгат само като скачат от дърво на дърво; в допълнение, те значително ограничават мобилността на тези животни - coleoptera се движат с голяма трудност на краката си, така че на земята те са абсолютно безпомощни и уязвими.

Някои също смятат „прекомерното“ развитие на интелекта при хората за грешка на еволюцията; с развитието на технологичните иновации човекът става все по-слаб във физическия план и се отделя от природата, така че модерни хораизглеждат изобщо неспособни да оцелеят в дивата природа.

Идеята за сравняване на изкуствения и естествения подбор е, че в природата се извършва и подборът на най-„успешните“, „най-добрите“ организми, но в този случай не човек действа като „оценител“ на полезността на имотите, но околната среда. Освен това материалът както за естествения, така и за изкуствения подбор са малки наследствени изменения, които се натрупват от поколение на поколение.

Механизъм на естествения подбор

В процеса на естествен подбор се фиксират мутации, които повишават адаптивността на организмите към околната среда. Естественият подбор често се нарича "очевиден" механизъм, тъй като следва от прости факти като:

Организмите произвеждат повече потомство, отколкото могат да оцелеят;
В популацията на тези организми има наследствена изменчивост;
Организмите, които имат различни генетични черти, имат различна степен на оцеляване и способност за възпроизвеждане.

Централната концепция на концепцията за естествения подбор е годността на организмите. Пригодността се определя като способността на организма да оцелява и да се възпроизвежда в съществуващата среда. Това определя размера на неговия генетичен принос към следващото поколение. Основното нещо при определянето на годността обаче не е общ бройпотомци и броя на потомците с даден генотип (относителна годност). Например, ако потомството на успешен и бързо възпроизвеждащ се организъм е слабо и не се възпроизвежда добре, тогава генетичният принос и съответно годността на този организъм ще бъде ниска.

Естественият подбор за черти, които могат да варират в определен диапазон от стойности (като размера на организма), може да бъде разделен на три типа:

Насочена селекция- промени в средната стойност на признака във времето, например увеличаване на размера на тялото;
Разрушителен подбор- селекция за екстремни стойности на чертата и спрямо средните стойности, например големи и малки размери на тялото;
Стабилизираща селекция- селекция срещу екстремни стойности на признака, което води до намаляване на дисперсията на признака.

Специален случай на естествения подбор е полов подбор, чийто субстрат е всяка черта, която увеличава успеха на чифтосването чрез увеличаване на привлекателността на индивида за потенциални партньори. Чертите, които са еволюирали чрез полов подбор, са особено очевидни при мъжете на определени животински видове. Такива черти като големи рога, ярко оцветяване, от една страна, могат да привлекат хищници и да намалят процента на оцеляване на мъжете, а от друга страна, това се балансира от репродуктивния успех на мъжките със сходни изразени черти.

Селекцията може да действа на различни нива на организация като гени, клетки, отделни организми, групи организми и видове. Освен това селекцията може да действа едновременно на различни нива. Изборът на нива над индивида, като групов подбор, може да доведе до сътрудничество (вижте Еволюция#Сътрудничество).

Форми на естествен подбор

избор на шофиране

Пример за действието на подбора на мотиви е "индустриалният меланизъм" при насекомите. „Индустриален меланизъм“ е рязко увеличаване на дела на меланистични (с тъмен цвят) индивиди в тези популации от насекоми (например пеперуди), които живеят в индустриални зони. Поради промишленото въздействие стволовете на дърветата потъмняха значително и светлите лишеи също умряха, което направи светлите пеперуди по-видими за птиците, а тъмните - по-лошо. През 20 век в редица региони делът на тъмноцветните пеперуди в някои добре проучени популации на брезовия молец в Англия достига 95%, докато за първи път тъмноцветната пеперуда ( Морфа карбонария) е заловен през 1848 г.

Изборът на задвижване се извършва, когато околната среда се промени или се адаптира към нови условия с разширяването на обхвата. Той запазва наследствените промени в определена посока, като придвижва съответно нормата на реакцията. Например, по време на развитието на почвата като местообитание за различни несвързани групи животни, крайниците се превърнаха в ровещи.

Стабилизираща селекция

Селекция в полза на средните е установена за различни черти. При бозайниците новородените с много ниско и много високо тегло са по-склонни да умрат при раждането или през първите седмици от живота си, отколкото новородените със средно тегло. Отчитането на размера на крилете на врабчетата, загинали след буря през 50-те години близо до Ленинград, показва, че повечето от тях са имали твърде малки или твърде големи крила. И в този случай средните индивиди се оказаха най-адаптирани.

Разрушителен подбор

Разрушителна (разкъсваща) селекция- форма на естествен подбор, при която условията благоприятстват два или повече крайни варианта (посоки) на изменчивост, но не благоприятстват междинното, средно състояние на признака. В резултат на това от една първоначална може да се появят няколко нови форми. Дарвин описва действието на разрушителния подбор, вярвайки, че той е в основата на дивергенцията, въпреки че не може да предостави доказателства за съществуването му в природата. Разрушителната селекция допринася за появата и поддържането на полиморфизъм на популацията и в някои случаи може да причини видообразуване.

полов подбор

полов подборТова е естествен подбор за успех в размножаването. Оцеляването на организмите е важен, но не единствен компонент на естествения подбор. Друг важен компонент е привлекателността за представителите на противоположния пол. Дарвин нарича това явление полов подбор. „Тази форма на подбор се определя не от борбата за съществуване в отношенията на органичните същества помежду им или с външните условия, а от съперничеството между индивиди от един пол, обикновено мъже, за притежание на индивиди от другия пол.“ Черти, които намаляват жизнеспособността на техните носители, могат да се появят и разпространят, ако предимствата, които предоставят при успеха на размножаването, са значително по-големи от техните недостатъци за оцеляване.

Често срещани са две хипотези за механизмите на половия подбор.

Според хипотезата за „добрите гени“ женската „разсъждава“ по следния начин: „Ако този мъжки, въпреки яркото оперение и дългата опашка, е успял да не умре в лапите на хищник и да оцелее до пубертета, тогава той има добри гени което му позволи да направи това. Затова той трябва да бъде избран за баща на децата си: той ще им предаде добрите си гени. Избирайки ярки мъжки, женските избират добри гени за своето потомство.
Според хипотезата за „привлекателните синове“ логиката на женския подбор е малко по-различна. Ако ярките мъже по някаква причина са привлекателни за жените, струва си да изберете ярък баща за бъдещите си синове, защото синовете му ще наследят гените на яркия цвят и ще бъдат привлекателни за жените в следващото поколение. По този начин се получава положителна обратна връзка, което води до факта, че от поколение на поколение яркостта на оперението на мъжете се увеличава все повече и повече. Процесът продължава да се увеличава, докато достигне границата на жизнеспособност.

Когато избират мъжки, женските не мислят за причините за тяхното поведение. Когато животното почувства жажда, това не е причина да пие вода, за да възстанови водно-солевия баланс в тялото - то отива към водопоя, защото изпитва жажда. По същия начин женските, избирайки ярки мъжки, следват инстинктите си - харесват ярки опашки. Тези, които инстинктивно са предизвикали различно поведение, не са оставили потомство. Логиката на борбата за съществуване и естествения подбор е логиката на сляп и автоматичен процес, който, действайки непрекъснато от поколение на поколение, е формирал онова невероятно разнообразие от форми, цветове и инстинкти, които наблюдаваме в света на дивата природа.

Методи на подбор: положителен и отрицателен подбор

Има две форми на изкуствен подбор: ПоложителенИ Изрязване (негатив)селекция.

Положителната селекция увеличава броя на индивидите в популацията, които имат полезни черти, които повишават жизнеспособността на вида като цяло.

Прекъснатата селекция извлича от популацията по-голямата част от индивидите, които носят черти, които рязко намаляват жизнеспособността при дадени условия на околната среда. С помощта на cut-off селекция силно вредните алели се отстраняват от популацията. Също така индивиди с хромозомни пренареждания и набор от хромозоми, които рязко нарушават нормалната работа на генетичния апарат, могат да бъдат подложени на селекция за рязане.

Ролята на естествения подбор в еволюцията

В примера с мравката работничка имаме насекомо, изключително различно от своите родители, но същевременно абсолютно стерилно и следователно неспособно да предава от поколение на поколение придобити модификации на структурата или инстинктите. Може да се зададе един добър въпрос - доколко е възможно този случай да се съгласува с теорията за естествения подбор?
- Произход на видовете (1859)

Дарвин приема, че подборът може да се прилага не само към индивидуалния организъм, но и към семейството. Той каза още, че може би в една или друга степен това може да обясни и поведението на хората. Той се оказа прав, но едва с появата на генетиката стана възможно да се даде по-разширен поглед върху тази концепция. Първото очертание на „теорията за родовия подбор“ е направено от английския биолог Уилям Хамилтън през 1963 г., който пръв предлага естественият подбор да се разглежда не само на ниво индивид или цяло семейство, но и на ниво ген.

Вижте също

Бележки

, С. 43-47.
, стр. 251-252.
Orr H.A.Фитнес и неговата роля в еволюционната генетика // Nature Reviews Genetics. - 2009. - кн. 10, бр. 8. - С. 531-539. - DOI:10.1038/nrg2603. - PMID 19546856.
Халдейн Дж.Б.С.Теорията за естествения подбор днес // Nature. - 1959. - кн. 183, бр. 4663. - С. 710-713. - PMID 13644170.