Прочие факторы эволюции
1) Генетический дрейф - резкое, случайное изменение частоты аллелей
Причины:
а) Случайная гибель.
Начальная концентрация генов, определяющих окраску: 44, 50 и 6 %.
В результате случайной гибели части популяции концентрации генов
случайно и резко изменились: 25, 75 и 0%.
Например, тараканы на свалке, обработанной ядохимикатом.
б) Случайная миграция.
Резко и случайно может измениться концентрация генов
при случайной миграции или случайной изоляции части популяции.
Например, часть популяции бабочек, перенесённых сильным ветром
с одного острова на другой.
ГД - играет важную роль в эволюции у R-видов,
у которых часто имеет место случайная гибель.
в) Случайная изоляция части вида (см. ниже)
2) Изоляция - ограничение свободного скрещивания
Влияние изоляции на эволюцию:
а) Меньше вариантов скрещиваний -> меньше изменчивость.
б) Быстрее из одного вида возникает два разных.
Виды изоляции:
1) Географическая
Изолирующие факторы: большое расстояние или территория с условиями, непригодными для жизни (горы, пролив, болото, джунгли…)
Например, он в 11-й школе, она в ЛНИП, он в США, она в России и т.п.
Кольцевые ареалы - частный случай географической изоляции.
Кольцевой ареал чаек.
На берегах Северного и Балтийского морей обитают два разных вида чаек – серебристая чайка и клуша-хохотунья. Эти два вида объединяются друг с другом на другом краю ареала, образуя цепь связанных популяций.
Прародители этих видов появились в районе Берингова пролива и стали расселяться вокруг Ледовитого океана.
Две популяции чаек всё больше отдалялись друг от друга (изоляция). При этом середину ареала они занять не могли, так как там территория с условиями, непригодными для жизни (Арктика).
В каждой из изолированных популяций накапливались свои мутации,
и когда популяции встретились, они представляли собой уже разные виды,
не скрещивающиеся друг с другом.
Схемы видообразования:
Вопрос: какое видообразование имело место в эволюции чаек (см. выше) ?
2) Морфологическая
Изолирующие факторы: особенности строения (нравится - не нравится), размеры особей, окраска и т.п.
Например, негр-белая, люди-инвалиды оказываются в такой изоляции, дог - карликовый пинчер
У растений: пестик и тычинки - разной длины, что препятствует самоопылению.
3) Временная (сезонная)
Изолирующий фактор: разное время активности
Например, у него 5 уроков, у неё - 6, он в 1 смену, она во 2-ю.
У растений: разное время созревания спермиев и яйцеклеток на одном цветке у растений, что препятствует самоопылению.
У кукурузы цветки в метёлках и в початках
созревают в разное время.
4) Экологическая
Изолирующий фактор: разные условия обитания в одном ареале.
Например, он из семьи принца, она - Золушка (разная социальная среда)
Зайцы беляк и русак скрещиваются в неволе, но в природе - очень редко:
беляк обитает в глубине леса, а русак - на опушках.
5) Поведенческая
Изолирующий фактор: разное поведение, у людей - обычаи и традиции.
Например, он католик, она - протестантка
Брачные ритуалы у животных
(у кого поведение соответствует норме, того и выбирают)
6) Генетическая
Изолирующий фактор: разное число или набор хромосом.
Например, почти всегда невозможно скрещивание особей разных видов.
Преодоление её важно для селекции. Культурные сорта часто являются
полиплоидами, то есть особями с изменённым числом хромосом.
Например, дикий картофель не поедается колорадским жуком
и хорошо бы скрестить его с культурными сортами.
Но у дикого картофеля 19 пар хромосом, а у культурных сортов - 38
и они не скрещиваются.
Применение искусственного мутагенеза (см. тему "Изменчивость") позволяет изменить число хромосом и ввести дикие растения в скрещивания с культурными.
Этапы генетической изоляции:
а) Неслияние половых клеток (берёзы-дуб)
б) Неразвитие зародыша (человек - шимпанзе ?)
в) Бесплодность потомства (лошадь-осёл)
К сожалению, чаще всего, попытки создать межвидовые гибриды приводят к появлению бесплодного потомства.
Наиболее известные межвидовые гибриды:
Лошадь + осёл -> мул
Ослица + конь -> лошак
Беляк + русак -> тумак
Глухарь + тетерев -> межняк
Все эти гибриды бесплодны.
Мулы.
Есть и исключения. Например, предполагают, что масличная культура рапс
является естественным гибридом дикой капусты и сурепки.
Рапс.
Миграция
Перемещение особей с одной территории на другую.
Виды миграций: постоянные, сезонные, челночные
Влияние на эволюцию:
а) Способствуют свободному скрещиванию
Больше вариантов скрещивания -> больше комбинационная изменчивость
Например: негры мигрировали в Америку (к белым) -> появились ещё и мулаты.
б) Два вида из одного образуются медленнее, так как миграции
устраняют изоляцию и способствуют обмену генами между популяциями.
Пример естественного отбора
Этот процесс медленный, поэтому воочию не наблюдаемый.
Случай с берёзовой пяденицей, описанный Бернардом Кетлуэллом.
Берёзовые пяденицы - это ночные бабочки. Среди них встречаются
тёмные и светлые особи.
Их называют пяденицами, так как их гусеницы ползают так,
как будто измеряют пяди.
В 1958 году Кетлуэлл посчитал частоту встречаемости тёмных и светлых пяденицы
в различных районах Великобритании.
Он предположил, что тёмные бабочки преобладают в промышленных районах
(Англия), в то время, как в Шотландии, Ирландии и Уэльсе чаще встречаются
светлые формы.
Светлые бабочки менее заметны на белых стволах берёз, покрытых, к тому же,
лишайниками. Лишайники очень чувствительны к загрязнению атмосферы,
их мало в промышленных центрах. Кстати, обратите внимание на наличие
лишайников в нашем городе.
Таким образом с развитием промышленности в Англии окраска пядениц эволюционировала от светлой к тёмной.
Для проверки этой гипотезы Кетлуэлл обследовал множество коллекций бабочек, собранных за 100 лет до этого.
Коллекция 1858 года.
Тут то он и обнаружил, что раньше среди пядениц чаще встречались светлые формы, что подтверждало его гипотезу.
Таким образом впервые был представлен пример естественного отбора.
В 2008 году студенты английских университетов повторили наблюдения Кетлуэлла (в честь 50-летия его работ) и с удовлетворением установили, что светлых пядениц опять стало больше (Да здравствует Greenpeace!)
Искусственный отбор
Выбор человеком форм живых существ с подходящими ему признаками
Чарлз Дарвин заметил, что при свободном скрещивании разных пород голубей
образуется форма, похожая на дикого скального голубя.
Породы голубей и дикий скальный голубь.
Так же при свободном скрещивании пород собак образуется нечто (дворняга).
Это нечто похоже на диких предков собаки (шакал+волк, как предполагают ныне).
Из этого следовало, что все породы и сорта получены человеком
от диких предков. Дарвин назвал этот процесс искусственным отбором.
Последовательность действий человека
для выведения пород в искусственном отборе:
а) Подбор родителей с нужными признаками
б) Скрещивание, получение F1
в) Отбор потомков с максимальной экспрессией признака
г) Уничтожение (недопущение размножения) прочих особей потомства
д) Снова подбор родителей из F1 и так далее.
После чего, Дарвин предположил, что подобный процесс происходит
и в дикой природе и назвал его естественным отбором.
С генетической точки зрения:
Дикие предки представляют собой гетерозиготы: АаВвСсDd…….
При выведении пород человек получает чистые линии:
ааВВССdd, AAbbCCDD и т.п. и сохраняет их в течение ряда поколений.
При свободном скрещивании пород снова образуются гетерозиготы.
Отличия искусственного отбора:
а) Протекает быстрее
б) Образуются не виды, а породы и сорта.
Породы и сорта относятся к одному виду и свободно скрещиваются,
так как за короткое время не успевает возникнуть генетическая изоляция)
в) Творческая роль (создание новых признаков) принадлежит человеку,
а не условиям окружающей среды.
Поделитесь с Вашими друзьями: |