Борьба за существование

БЗС – это различные формы взаимоотношений организмов друг с другом и неживой природой.

Формы борьбы:

Внутривидовая борьба – взаимоотношения между особями одного вида:

• Конкуренция (еда, самка, территория)

• Альтруизм – жертвенность одной особи во имя другой

Межвидовая борьба – взаимоотношения между особями разных видов:

• Конкуренция

• Хищничество

• Паразитизм

• Симбиоз

• Квартиранство

• Растительноядность

Борьба с неблагоприятными факторами неживой природы → холод, жара, снег, свет.

Наследственная изменчивость

I.Наследственность – способность сохранять и передавать особенности строения и функции от предков к потомкам (по Дарвину).

Современное представление:

Внутри вида особи имеют сходные генотипы, т.е. количество хромосом, строение хромосом, количество генов. Но отличия в пределе вида в генотипах – по аллелям. Внутри популяции особи более похожи друг на друга, чем внутри вида, т.к. больше сходных аллелей. Внутри семьи еще больше сходных аллелей. Вся совокупность генотипов внутри вида – генофонд. За счет мейоза генетическая информация сохраняется.

II.Изменчивость – общее свойство организмов приобретать новые признаки. Наследственность обеспечивает сохранение генотипа, а изменчивость приводит к изменению генотипа. Благодаря этому возникает разнообразие внутри вида, популяции. Т.е. вид или популяция будут неоднородны, за исключением чистых линий.

Разливают изменчивость:

• Ненаследственная

• Соотносительная

• Наследственная

Соотносительная изменчивость.

Дарвин понимал организм как целостную систему, отдельные части которой тесно связаны между собой, поэтому изменение одного признака влечет за собой изменение других. Современное объяснение: наличие плейотропных генов.

Резерв ни

РНИ – вся совокупность рецессивных аллелей в популяции (резерв, т.к. аллели рецессивные не проявляются). По ним ЕО не проходит. ЕО работает только по гомозиготе, и тогда они уже будут являться материалом для ЕО.

Значение РНИ:

• Чем больше резерв, тем лучше (больше эволюционных возможностей у популяции). В чистых линиях отбор не идет.

• Возможность более быстрой адаптации к меняющимся условиям внешней среды.

• У гетерозигот шире норма реакции и они более жизнеустойчивы.

• У гетерозигоот больше шансов дать в потомстве гетерозисных форм.

• Полиморфизм популяции

Адаптации

Адаптации – результат ДВС эволюции в данных условиях среды.

Примеры:

1. Покровительственная окраска (окраска под окружающую среду – заяц)

2. Расчленяющая (тигр, зебра)

3. Маскировка – сходство формы тела с окружающей средой (богомол, палочник, цикады)

4. Предостерегающая окраска (пчелы, амфибии)

5. Мимикрия – сходство беззащитных животных с опасными

6. Пассивная защита растений (колючки)

7. Поведенческие реакции (адаптации к полету у птиц)

Относительный характер адаптаций:

Адаптации не абсолютны, они возникают в определенных условиях и будут адаптивны только в этих конкретных условиях. Если условия меняются, то признак становится неадаптивным. Например, заяц. Если зима бесснежная, то он прекрасно виден. Даже в тех условиях, в которых возникла адаптация, она все равно не будет абсолютной (черепахи).

Объяснение возникновения адаптаций по Дарвину:

Адаптации возникают под действием внешней среды, при этом среда и организм активны. В организме возникают полезные, вредные и нейтральные адаптации, и только отбор отбирает полезные изменения. Те кто выживают оставляют потомство и т.д. Таким образом идет распространение адаптация среди вида.

Современное представление:

Под влиянием внешней среды возникают изменения – мутации, т.е. те изменения, которые затрагивают генотип. Под влиянием внешней среды создается резерв. Через n-ое количество времени данная мутация проявится в фенотипе и подвергнется действию ЕО. Под действием отбора, если это адаптивная мутация, она распространится в популяции. Соответственно частота встречаемости адаптивного генотипа увеличивается постепенно. Также большое значение для возникновения адаптаций имеет рекомбинация (меняются сочетания аллелей). Ненаследственная изменчивость также имеет большое значение для возникновения адаптаций, но только в пределах нормы реакции, а она уже запрограммирована в генотипе.

Вид

Вид – единица эволюции. Вид реально существует и изменяется. Вид – совокупность особей, характеризующаяся наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей; свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство; обладающих сходными адаптациями к условиям внешней среды; занимающих в природе определенную область – ареал; биологически изолированных от других видов.

В природе виды отличаются друг от друга по ряду признаков – критерии вида:

1.Морфологический – используют в систематике и морфологии. Не абсолютный критерий, т.к. существует еще внутривидовая изменчивость и наличие видов двойников.

2.Биологический – возможность скрещиваться и получать плодовитое потомство.

• Генетический – набор хромосом, кариотип хромосом.

• Физиологический – созревание половых клеток.

• Биохимический – белки, закодированные в ДНК.

• Экологический – совокупность факторов внешней среды в которой существует вид.

3.Географический – ареалы.

Структура вида.

Состоит из подвидов, из рас и из популяций. Популяция – это отдельная, размножающая в себе сообщество, обладающее большим сходством генотипов особей. Внутри вида может быть много популяций, если вид в состоянии биологического прогресса (ареал также большой). Также может быть мало популяций, вплоть до одной → маленький ареал. Это в том случае, если вид в состоянии биологического регресса.

Популяции внутри вида могут пересекаться и не пересекаться:

Граница определяется внешней средой. Если есть адаптации, то вид может дальше распространятся. Нет адаптаций, то вид не пересекает границу. Плотность населения больше всего в центре (там, где вид создавался), т.к. условия лучше всех.

Целостность вида осуществляется за счет потока генов, а потом генов осуществляется за счет миграции вида. Т.к. условия разные, то популяции отличаются друг от друга. А там, где перекрываются, там возникает комбинативная изменчивость.

Биологическая изоляция возникает за счет разного времени созревания половых продуктов. Также существует географическая изоляция. Поведенческие реакции (изменение поведения) тоже может привести к биологической изоляции.

Изменение видов происходит из-за изолятов (там более активно возникают изменения). Т.е. из-за изоляции возникают новые виды. Если расшатать стабильный генотип, то вид может погибнуть. Если преграды исчезнут, то популяции сольются.

Видообразование.

• Филитическое – когда вид А постепенно преобразуется в вид В.

• Гибридогенное – есть вид А и В, происходит гибридизация между ними, и образуется вид С.

• Дивергентный способ – есть вид А, под действием внешней среды возникают изменения и образуются виды. Некоторые виды могут вымирать.

• Симпатрическое – на одной территории за счет биологической изоляции.

• Алапатрическое – на разной территории за счет географической изоляции.

Изоляты не дают новых видов, когда условия среды идентичны. Т.е. для того, чтобы что-то новое появилось, необходимы изменения внешней среды.

Структура популяций.

Структурированность популяции зависит от:

• Количества особей

• Возрастного состава

• Соотношения мужских и женских особей

• Ареала обитания

• Полиморфизма популяции

Движущие силы эволюции начинают действовать на уровне популяций.

Современные факторы эволюции:

• Изоляция

• Миграция (поток генов, дрейф генов)

• Мутации

• ЕО

Современная теория эволюции (синтетическая) – объединение генетики и теории Дарвина (неодарвинизм). В основе этой теории лежит популяционная генетика.

Единицей эволюции является популяция. Под действием внешних факторов у особей в популяции возникают мутации, чаще всего рецессивные. Отбор работает по адаптивным фенотипам, а отбирает в итоге адаптивные генотипы.

Чтобы выяснить частоты аллелей нужно использовать закон Харди-Ваинберга. Чтобы выяснить идут ли изменения этих частот, нужно посмотреть через n-ое количество времени эти же частоты. Если изменений нет, то по этому признаку отбор не работает. Если частоты повысились, то аллели и генотипы адаптивны – это будет ДО. Если же частоты не изменяются – СО.

Закон Харди-Ваинберга – частоты доминантных и рецессивных аллелей в данной популяции будут оставаться постоянными из поколение в поколение, если популяция идеальная.

Условия соблюдения этого закона:

1. Бесконечно большая популяция

2. Панмиксия, т.е. равновероятное скрещивание любых особей.

3. Отсутствие ЕО (каждый генотип в популяции однозначен к ЕО)

4. Отсутствие мутаций (новые аллели не возникают)

5. Отсутствие миграций

6. Поколения не перекрываются (т.е. нет скрещивания родственником и потомков).

В идеальной популяции будут одинаковые соотношения особей.

Пример – заболевание альбинизм (аа). На 10000 человек – 1 альбинос.

Вывод: рецессивные аллели сохраняются у гетерозигот → избавление от гомозигот не приведет к очищению популяцию.