Вопросы самоконтроля

1.Дайте определение понятию вид

2.Что такое критерии вида

3.Какое значение имеет выделение критериев вида.

4.Перечислите критерии вида?

5.Какой критерий связан с условиями среды обитания в которой обитает вид?

6.В чем заключается смысл выделения генетического критерия?

7.Какие виды называют видами двойниками?

8.Какие организмы называют космополитами и синантропными видами?

Тема 32. Популяция – структурная единица вида

Задание № 1

1.Прочитайте ниже изложенный учебный материал.

2.Ответьте на вопросы самоконтроля.

Популяция – элементарная структура вида.

Население любого вида распределяется в пространстве крайне неравномерно. Неравномерность распределения вида в пространстве выражается в виде «островков плотности», «сгущений». Участки с относительно высоким распространением данного вида чередуются с участками с низкой численностью. Такие «центры» плотности» населения каждого вида и называют популяциями.

ПОПУЛЯЦИЯ- это совокупность особей данного вида, занимающий определенный участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций.

Вид, таким образом, представляет собой совокупность популяций, а популяция является структурной единицей вида.

Главный объединяющий фактор – это свободное скрещивание особей друг с другом. Особи одной популяции обладают большим сходством во всех свойствах и признаках по сравнению с особями даже соседней популяции того же вида. Возможности встречи особей разного пола и их скрещивания внутри популяции значительно выше, чем между особями соседних популяций.

Популяции всегда по многим признакам отличаются одна от другой. Иногда эти отличия едва уловимы, иногда они очевидны. Такие различия между популяциями одного вида объясняются результатами генетической разнокачественности всей совокупности особей вида, возникшей в результате неодинаковых условий обитания. В природе не может быть практически одинаковых условий обитания. В природе не может быть практически одинаковых условий для нескольких территориальных группировок вида. А следовательно, пойдут индивидуальные, групповые, возрастные, сезонные, физиологические, биохимические и другие различия. Таким образом, каждая популяция живет в определенных условиях. Благодаря этому вид, состоящий из ряда популяций, занимает большой ареал, несмотря на разнообразие условий в пределах его ареала.

Каждая популяция характеризуется определенными признаками. Любая популяция вида занимает определенную территорию или акваторию, которая называется популяционным ареалом. Ареал популяции может иметь разную величину. Например, в большом смешанном лесу, занимающем более или менее однородный участок, может расти небольшая группа деревьев, кустарников или многолетних трав, отдаленных от других таких же групп особей данного вида расстоянием, непреодолимым для переноса пыльцы.

Популяция садовой улитки может существовать на территории одного парка или поляны площадью в несколько гектаров, а популяции некоторых птиц, например, уток, населять территорию в несколько тысяч квадратных километров. Величина популяционного ареала зависит в значительной мере от степени подвижности особей, «радиусов их индивидуальной активности». Если этот «радиус» невелик, величина популяционного ареала тоже не велика.

Каждая популяция характеризуется определенным количеством особей - численностью. У насекомых и мелких растений открытых пространств численность в популяциях может достигать тысяч и миллионов особей. В то же время численность популяций некоторых млекопитающих и птиц может насчитывать несколько сотен или тысяч особей. Например, популяция дальневосточного тигра, составляет около сотни особей.

Численность особей в популяции колеблется в значительных пределах, однако она не может быть ниже некоторых пределов. Сокращение численности за эти пределы может привести к вымиранию популяции. Полагают, что при численности популяции меньше нескольких сотен особей какие-либо случайные причины (пожар, наводнение, обильные снегопады, сильные морозы и т.п.) могут сократить численность настолько, что оставшиеся особи не смогут встретиться и оставить потомство. Рождаемость перестает покрывать естественную убыль, и оставшиеся особи в течение короткого времени вымрут.

В соответствии с величиной популяционного ареала и численностью особей находится плотность особей в популяции.

Популяции состоят из разных по возрасту особей (возрастная структура популяции). Соотношение половозрелых и неполовозрелых особей в популяции различно и зависит от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, интенсивности размножения.

Особи, входящие в состав популяции, неодинаковы и различаются по многим признакам. Например, у растений разные особи одной популяции отличаются по размерам, высоте, количеству побегов, количеству цветков, плодов. Семян в плодах и т.п. Они по-разному реагируют на условия окружающей среды (экологическая структура популяции). Разные особи одной популяции зацветают неодновременно. Популяция, состоящая из неодинаковых особей, более полно опыляются (при одновременном и кратковременном цветении насекомые могут не успеть опылить все цветки). У такой популяции меньше риск лишиться урожая в случае заморозков (замерзнет лишь часть цветков). Если в популяции преобладают старые особи, можно со всей определенностью сказать, что данная популяция завершает свое существование, и взяла тенденцию на вымирание.

Популяция характеризуется определенным соотношением мужских и женских особей (половая структура популяции). Генетический механизм определения пола обеспечивает расщепление потомства по полу в соотношении 1:1. В силу разной жизнеспособности мужских и женских организмов это первичное соотношение порой заметно отличается от вторичного (при родах – у млекопитающих) и тем более от третичного (характерного для взрослых особей). Например, в популяциях человека вторичное соотношение полов 100 девочек : 106 мальчиков ; к 16-18 годам это соотношение выравнивается и становится 1:1 (100 девочек:100 мальчиков), к 50 годам – 100 женщин :85 мужчин, а к 80 годам соотношение по полу становится 2:1 (100 женщин : 50 мужчин).

Популяция – самая мелкая из групп особей, способная к эволюционному развитию, поэтому ее называют элементарной единицей эволюции. Отдельно взятый организм не может являться единицей эволюции. Эволюция идет только в группе особей, так как наследственные изменения возникают у особей популяции, в результате скрещивания особей наследственные изменения распространяются по популяции и насыщают ее, она становится неоднородной. В популяции действует борьба за существование и естественный отбор, благородя которым выживают и оставляют потомство лишь особи с полезными в данных условиях изменениями.

Вд как целостная система не может быть принят за единицу эволюции, так как обычно виды распадаются на составляющие их части – популяции. Вот почему роль элементарной эволюционной единицы принадлежит популяции.

Генетика популяций.

Разработанная Дарвином эволюционная теория основывается на следующих факторах: изменчивости, наследственности, борьбе за существование и естественном отборе. Главное значение как материал для отбора имеет, по Дарвину, наследственная изменчивость. В настоящее время эти положения глубоко разрабатываются.

В свете современных научных данных можно утверждать, что основу дарвиновской наследственной изменчивости составляют мутации. Их следует рассматривать как основной материал для эволюционного процесса. Особи, несущие одни мутации, скрещиваются с особями, имеющими другие мутации. Получаются новые сочетания генов, новые генотипы. Эта изменчивость дает первичный материал для естественного отбора, ведущего к образованию новых видов. Из поколения в поколение при свободном скрещивании относительные частоты генов ( и соответственно гомо- и гетерозигот) не меняются. Эта закономерность по имени установивших ее в 1908г. ученых носит называние закона Харди - Вайнберга. Закон справедлив, однако лишь при соблюдении следующих условий:

1.Популяция должна быть достаточно велика, чтобы обеспечить возможность случайного сочетания генов.

2.Должен отсутствовать отбор, благоприятствующий определенным генам.

3.Не должно возникать новых мутаций.

4.Не должна происходить миграции особей с иными генотипами из соседних популяций данного вида.

В стационарной популяции сохраняется постоянная структура аллелофонда (совокупность аллелей в популяции) и генофонда, то есть такая популяция не эволюционирует. В этом случае действует закон Харди-Вайнберга, который описывается уравнением:

р²_АА + 2 р_А * q_а + q²_аа = 1

р_{А –} частота доминантного аллеля

q_а - частота рецессивного аллеля

Если известны частоты аллелей (то есть величины р и q), то можно рассчитать частоты генотипов АА, Аа, аа. И. наоборот, можно рассчитать структуру аллелофонда, если известны частоты генотипов ( то есть величины р², 2 * р * q, q²)

В существующих в природе популяциях эти условия не соблюдаются. Так как действует естественный отбор. Происходят мутации и миграции особей. Это приводит к нарушению равновесия генов в популяциях.

Синтетическая теория эволюции

Синтетическая теория эволюции – это комплекс представлений об эволюционном процессе, который основыевается на соединении эволюционной теории Дарвина с генетикой популяций, представлении о мутациях.Основные положения СТЭ были разработаны в 20-50-х гг ХХ века.

Основные положения синтетической теории эволюции

1.Элементарным материалом эволюции является наследственная изменчивость (мутационная и комбинативная) у особей популяции.

2.Элемнтарной единицей эволюции является популяция, в которой происходят все эволюционные изменения.

3.Элементарное эволюционное явление – это изменение генетической структуры популяции.

4.Элементарные факторы эволюции – это дрейф генов, популяционные волны, поток генов – имеют ненаправленный, случайный характер.

5.Единственным направленным фактором эволюции является естественный отбор, который носит творческий характер. Естественный отбор может быть стабилизирующим, движущим, дизруптивным.

6.Эволюция имеет диверегентный характер, то есть один таксон может дать начало нескольким новым таксонам, тогда как каждый вид имеет только одного предка.

7.Эволюция имеет постепенный и продолжительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса является последовательной сменой одной популяции чередой других временных популяций.

8.Различают два вида эволюционного процесса: микроэволюцию и макроэволюцию. Макроэволюция не имеет своих особых механизмов и осуществляется только благодаря микроэволюционным механизмам.

9.Любая систематическая группа может или процветать (биологический прогресс) или вымирать (биологический регресс).

10.Основными закономерностями эволюции являются ее необратимый характер, прогрессивное усложнение форм жизни и развитие приспособленности видов к среде обитания.