Еволюційні чинники. Матеріал для учнів 9 класу.

  

 Виконати завдання

                                                      Еволюційні чинники

 Сонечко двокрапкове (Adalia bipunctata) має дві форми - чорну і червону. Науковці вивчали співвідношення червоних і чорних форм і встановили, що восени в популяціях переважає червона форма. Червоні сонечка краще розмножуються. Навесні у великій кількості трапляються чорні: вони краще зимують. Виявилося, що забарвлення пов’язане з обміном речовин. Чорні сонечка холодостійкі-ші, а червоні - плодючі.

ЗМІСТ

Які сучасні уявлення про чинники еволюції?

ЕВОЛЮЦІЙНІ ЧИННИКИ - це зовнішні та внутрішні впливи, які приводять до еволюційних змін організмів та угруповань. Згідно із сучасними еволюційними поглядами чинники еволюції поділяють на рушійні та елементарні. Рушійні чинники еволюції мають спрямований закономірний характер, а елементарні - є чинниками-постачальниками еволюційного матеріалу та створюють умови перебігу еволюційних змін.

Сучасними екологічними дослідженням встановлено, що: а) на кожному рівні організації живого є свої чинники еволюції; б) усі екологічні чинники, якщо вони діють зі сталою інтенсивністю або остання періодично змінюється, є водночас чинниками еволюції; в) стосовно популяції як одиниці еволюції розрізняють внутрішньовидові (міграції, хвилі життя) та міжвидові (симбіоз, конкуренція, виїдання та ін.) еволюційні чинники.

Чинники еволюції
рушійні	елементарні
Спадкова мінливість Природний добір	Хвилі життя Дрейф генів Ізоляція

Отже, чинники еволюції поділяють на рушійні та елементарні.

Яке значення мають елементарні чинники еволюції?

Елементарні чинники еволюції - це впливи, що спричиняють еволюційні зміни біосистем і мають неспрямований випадковий характер. До цієї групи належать дрейф генів, популяційні хвилі та ізоляція.

Ізоляція - виникнення будь-яких перешкод, що порушують вільне схрещування й обмін спадковою інформацією. Основними формами ізоляції є географічна та екологічна. Географічна ізоляція є наслідком

розмежування різних популяцій одного виду фізичними бар’єрами (горами, річками та ін.). Екологічна ізоляція пов’язана з розмежуванням різних популяцій одного виду різними екологічними умовами середовища існування (наприклад, рослини лучних трав певного виду можуть цвісти в різний час, залежно від весняної повені). Ізоляція як еволюційний чинник закріплює й підсилює утворені в популяціях генотипні відмінності.

Хвилі життя, або популяційні хвилі, - періодичні або неперіодичні випадкові коливання чисельності популяцій (іл. 122).

Даний термін вперше був уведений С. С. Четвериковим у 1905 р.

Еволюційне значення популяційних хвиль полягає в тому, що вони сприяють зміні частоти алелей і генотипів. У разі різкого скорочення чисельності популяції особини, які випадково залишилися живими, можуть мати рідкісні генотипи. Надалі відновлення чисельності зазвичай відбувається за рахунок цих особин, що веде до зміни генофонду популяції.

Дрейф генів (генетичний дрейф) - це випадкова і неспрямована зміна частот зустрічальності алелів у популяції. Ефект генетичного дрейфу є найбільшим у невеликих популяціях. Зміни, зумовлені генетичним дрейфом, можуть бути корисними, нейтральними або шкідливими. Дрейф генів може призводити до поширення рецесивних мутантних алелів, непередбачуваних природним добором.

Іл. 122. Хвилі життя хижаків і жертви

Отже, елементарними чинниками еволюції є дрейф генів, хвилі життя та ізоляція.

Яке значення мають види природного добору?

Рушійні чинники еволюції - чинники, які спрямовують різні елементарні зміни, що виникли внаслідок мутацій, у бік формування пристосувань організмів до змін умов довкілля. Рушійною силою еволюції є природний добір як наслідок боротьби за існування в різних її формах. Боротьба за існування — складні й різноманітні відносини особин усередині видів, між видами та з неорганічною природою.

Природний добір - процес, унаслідок якого виживають і лишають після себе потомство переважно особини з корисними в даних умовах спадковими змінами. Цей чинник еволюції завжди має спрямований характер, удосконалює пристосування до умов існування, діє на всі організми в будь-якому віці. Залежно від спрямування адаптаційних змін природний добір може бути рушійним, стабілізуючим і розриваючим.

Рушійний добір - це добір, що спричиняє поступову зміну фенотипу, веде до зміни норми реакції в одному певному напрямі. Здійснюється в нових умовах на користь змін, які в цих умовах мають сприятливий характер. З рушійним добором пов’язана поява нових пристосувань.

Прикладом дії рушійного добору є індустріальний меланізм у метеликів березового п’ядуна (іл. 123).

Стабілізуючий добір — це добір особин, який супроводжується при сталому фенотипі звуженням норми реакції і ліквідує відхилення від неї.

Теорію стабілізуючого добору розробив український учений 1.1. Шмаль-гаузен (1941 - 1946). Ця форма добору проявляється за стійких екологічних умов. Стабілізуючий добір забезпечує підтримання сталості певного фенотипу, який найбільше відповідає середовищу, і відкидає будь-які менш пристосувальні зміни. Дію стабілізуючого добору ілюструють такі види організмів, як латимерія (іл. 124) та гатерія. Це реліктові форми, які зберегли незмінними ознаки далеких предків, що жили десятки мільйонів років тому. Прикладом дії стабілізуючого добору також є збереження обтічної форми тіла у риб, розмірів частин квітки.

Розриваючий добір - це добір, який приводить до появи декількох фенотипів і спрямований проти середніх проміжних форм. Розриваючий (дизруптивний) добір проявляється тоді, коли умови середовища настільки змінились, що основна маса виду втрачає адаптивність, а переваг набувають особини з крайніми відхиленнями від середньої норми. Ця форма добору приводить до поліморфізму -існуванню в межах популяції двох або декількох форм з різко відмінними ознаками (наприклад, червона й чорна форми сонечка двокрапкового). Прикладами дії розриваючого добору є виникнення популяцій комах з довгими крилами та без крил на островах, де постійно дме сильний вітер, весняної (світлої) та літньої (темної) форм метелика рябокрилка мінлива (іл. 125).

Іл. 123. Схема дії рушійного добору

Іл. 124. Схема дії стабілізуючого добору

Іл. 125. Схема дії розриваючого добору

Отже, природний добір спрямовує різні зміни фенотипів, що виникли внаслідок мутацій, у бік формування пристосувань організмів до змін умов довкілля. В цьому й полягає творча роль природного добору, і тому його називають рушійною силою еволюції.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Завдання на застосування знань

Заповніть таблицю «Форми природного добору». Чим відрізняються і що є спільного між різними видами природного добору?

Біологія + Екологія

Класичним прикладом дії «ефекту пля-шуової шийки» є зміни популяцій гепардів (Acinonyx jubatus), чисельність яких нині скорочується і налічує менш ніж 20 тисяч особин. Сьогодні цей вид має незначну генетичну різноманітність. У гепардів підвищена вразливість до захворювань, спостерігаються відхилення, що призводять до зниження плодючості, дуже високий рівень дитячої смертності (до 70 % дитинчат не доживають до одного року) та ін. Що таке «ефект пляшкової шийки» (англ. population bottleneck)?

СТАВЛЕННЯ Біологія + Інформатика

Чинник - поняття, похідне від поняття чинити, діяти, тобто те, що чинить, здійснює вплив. В інформатиці такі чинники називають драйверами (від англ. driver - рушій). Це комп’ютерна програма, за допомогою якої операційна система отримує доступ до приладу апаратного забезпечення. Знайдіть аналогію між рушійними чинниками еволюції та драйверами в роботі комп’ютера.