- •Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма
- •Краснодар 2010
- •Раздел 1. Место естественных наук в культуре.
- •Глава 1.1. Основные положения современной теории познания и специфика познания научного.
- •Глава 1.2. Структура естественнонаучного познания
- •Раздел 2. Основные концепции современной физики.9
- •Глава 2.1. Принцип относительности Галилея.
- •Глава 2.2 Основные положения специальной теории относительности.
- •Глава 2.3. Основные положения общей теории относительности.11
- •Глава 2.4. Основные положения квантовой теории.
- •Квантовая механика.
- •2.4.2. Основные принципы квантовой теории.
- •2.4.3. Микроуровень организации материи
- •2.4.4. Фундаментальные взаимодействия.
- •Глава 2..5. Действие закона сохранения в макромире.
- •2.5.2. Природа тепловой формы энергии.
- •Глава 2.6. Первое начало термодинамики.
- •Глава 2.7. Второе начало термодинамики.
- •Глава 2.8. Гипотеза тепловой смерти Вселенной.
- •Глава 2.9. Открытые системы, синергетика.
- •Глава 2.10. Синергетика – наука о зарождении порядка из хаоса.
- •Раздел 3. Основные концепции современной космологии.
- •Глава 3.1. Основные принципы современной космологии.
- •Глава 3.2. Концепция расширяющейся вселенной и модель «Большого взрыва»
- •Глава 3.3. Происхождение и эволюция Земли.
- •3.3.2. Основные положения современной гипотезы происхождения Земли.
- •3.3.3. Современные геосферы Земли.
- •Раздел 4. Основные концепции современной химии.
- •Глава 4.1. Основные понятия химии.
- •Глава 4.2. Квантово-механическое обоснование периодического закона элементов.
- •Глава 4.3. Кинетика и термодинамика химических реакций.
- •Раздел 5. Основные концепции современной биологии.
- •Глава 5.1. Критерии живого.
- •Глава 5.2. Биоэнергетика на уровне экосистем.
- •Глава 5.3. Биоэнергетика на уровне организма.
- •Глава 5.4. Природа устойчивости живых систем.40
- •Глава 5.5. Динамика экосистем. 41
- •Глава 5.6. Понятие о биосфере. 42
- •Глава 5.7. Основные понятия современной генетики.
- •5.7.3. Экспрессия генов.
- •Глава 5.8. Основные направления современной молекулярной генетики.
- •5.8.2. Генная инженерия.
- •Глава 5.9. Современная теория эволюции.
- •Глава 5.10. Движущие силы эволюции.
- •5.10.1Наследственность.
- •5.10.2. Изменчивость.
- •5.10.3. Природа наследственной изменчивости 51
- •5.10.4. Природа и характер естественного отбора.
- •Глава 5.11. Концепция коэволюции.
- •Глава 5.12. Основные концепции возникновения жизни.
- •Глава 5.13. Современная модель происхождения и развития жизни.
- •Глава 5.14. Экология происхождения и эволюции человека.
- •Глава 5.15. Социальная экология.
- •5.15.1. Экологическая характеристика общества охотников и собирателей.
- •5.15.2. Переход к сельскому хозяйству.
- •5.15.3. Социальные последствия перехода к сельскому хозяйству.
- •Экологические последствия перехода к сельскому хозяйству.
- •Глава 5.16. Эволюция природопользования.
- •5.16.1. Экологическая характеристика натурального хозяйства и товарного производства.
- •Глава 5.17. Формирование среды обитания человека.
- •Глава 5.18. Естественнонаучное понимание социального в природе человека.
- •5.18.1. Природа потребностей человека.
- •5.18.2. Устойчивое развитие
- •Глава 5.16. Эволюция природопользования. 70
- •Глава 5.17. Формирование среды обитания человека. 72
- •Глава 5.18. Естественнонаучное понимание социального
5.10.4. Природа и характер естественного отбора.
Источником естественного отбора являются 2 фактора. Ограниченность ресурсов экосистем и высокий потенциал размножения организмов. Если исходить из уровня рождаемости животных (количества откладываемых яиц насекомыми, икры рыбами и т.д.), численность. популяции каждого вида после каждого цикла размножения должна увеличиваться многократно. Однако численность популяции (группы организмов одного вида, населяющих общую территорию, взаимодействующих друг с другом и имеющих возможность свободного скрещивания), при стабильности внешних условий из года в год остается примерно одинаковой, соответствующей тому количеству, которое может быть обеспечено всеми необходимыми для жизни ресурсами в данной экосистеме. Эта средняя численность популяции называется гомеостаз популяции. Поддержание гомеостаза обеспечивается постоянной конкуренцией между особями одного вида за жизненные ресурсы. Иногда численность отдельных популяций может резко возрасти или уменьшиться (из-за нехарактерных для данной зоны погодных условий, из-за катастрофы, из-за вмешательства человека). Но через некоторое время численность такой популяции все равно восстановит. гомеостаз. Факторы, восстанавливающие гомеостаз популяции называются регулирующими. Они действуют всегда с запозданием, когда численность популяции уже существенно изменилась и действие их всегда направлено на уменьшение численности. Главными регулирующими факторами являются конкуренция и инфекционные заболевания.
Конкуренция является основой естественного отбора, т.к. обеспечивает выживание и продолжение рода наиболее приспособленных к данным условиям организмам. Естественный отбор может иметь разный характер.
Стабилизирующий отбор идет в тех случаях, когда условия обитания в экосистеме относительно постоянны. Следовательно, наиболее приспособленными к жизни, являются те представители обитающих здесь видов, которые являются носителями свойств, зарекомендовавших себя положительно в длинном ряду предыдущих поколений. Так как большинство мутаций приводит к такому изменению наследственных признаков, которое снижает приспособленность к сложившимся условиям, то организмы, в которых эта мутация проявилась, естественным отбором отсеиваются.
Действующий естественный отбор происходит в тех случаях, когда условия обитания существенно изменяются на долговременной основе. В этой ситуации часть наследственных свойств, ранее приспособительных, может оказаться менее приспособительными и снижать способность организмов к выживанию. В тоже время, некоторые свойства, возникающие в результате проявления мутаций, могут повышать приспособленность организма к новым условиям. Естественный отбор будет содействовать распространению носителей этих свойств в популяции.
Генетические основы стабилизирующего и действующего отбора.
В соответствии с законами Менделя, при полном доминировании, доминантные и рецессивные гены по каждому признаку будут распределены в генофонде каждого нового поколения популяции в соотношении один к двум к одному (1:2:1), т.е. 1\4 часть особей будет носителем только доминантного гена, 1\4 часть рецессивных генов, а 2\4 части будут гетерозиготными по данному признаку.
1 : 2 : 1
АА Аа аа
При этом гены рецессивные по отношению к гену А могут быть разными и обуславливать разное проявление этого признака (т.е. возможны а1,2,3,…п ) При стабилизирующем отборе постоянно отсеиваются носители рецессивных генов (аа), что с одной стороны позволяет сохранить численность популяции, а с другой сохраняет в генофонде популяции рецессивные мутации.
При действующем отборе ситуация меняется в противоположную сторону. Ранее приспособительные доминантные признаки оказываются неприспособительными, а мутационные рецессивные - способствующими выживанию организма. В этом случае гомозиготные и гетерозиготные особи - носители доминантного гена и признака - будут отсеиваться естественным отбором, а гомозиготные носители одного из рецессивных мутационных генов (например: а3а3) могут получить преимущества.
Дизруптивный отбор – это разновидность действующего отбора. Приспособление организмов одного вида к новым изменившимся условиям может идти за счет изменчивости разных признаков. Например: появление в результате мутации нового пищеварительного фермента в3 позволило в новых условиях обитания так изменить образ жизни, что сохранение доминантного гена А не играет важной роли. В этом случае из рамок одной исходной популяции могут появиться две разновидности:
Приспособление за счет генов а3а3 при сохранении генов В и в
Приспособление за счет генов в3в3 при сохранении генов А и а
Дальнейшее накопление генетических различий между ними по разным признакам может в итоге сделать непродуктивным взаимное скрещивание, т. е. приведет к образованию двух родственных, но разных видов.