Синтетическая теория эволюции

Основные положения

Эволюционное учение Ч. Дарвина впоследствии было дополнено достижениями в области других наук, в первую очередь генетики, эмбриологии, биохимии, палеонтологии и др. В результате сформи­ровалась синтетическая теория эволюции (СТЭ).

Основными положениями СТЭ являются:

1. Элементарный эволюционный материал - мутации;

2. Элементарная эволюционная единица - популяция;

3. элементарный эволюционный процесс - направленное изме­нение генофонда;

4. Направляющий фактор эволюции - естественный отбор.

Помимо наследственной изменчивости, борьбы за существова­ние и естественного отбора, предложенных Дарвином, современ­ные ученые выделяют еще ряд факторов эволюции: популяционные волны, изоляцию и дрейф генов. Однако из всех факторов эволюции только естественный отбор имеет направленное действие.

Наследственная изменчивость

Дарвин выделил два типа изменчивости: определенную (нена­следственную) и неопределенную (наследственную). По его мне­нию, значение для эволюции имеет именно неопределенная, т. е. наследственная изменчивость.

Основным поставщиком материала для естественного отбора яв­ляется мутационный процесс. Чаще всего случаются генные мута­ции, ведущие к образованию новых аллелей. Большинство из них оказываются рецессивными и не проявляются в фенотипе. Отече­ственный генетик С.С. Четвериков доказал, что в природных по­пуляциях количество таких мутаций достаточно велико. Большая часть из них не проявляется, составляя тем самым скрытый резерв наследственной изменчивости популяции. Иногда при скрещивании гетерозигот - носителей одинаковых рецессивных мутаций - эти му­тации переходят в гомозиготное состояние и проявляются в феноти­пе, и тогда подвергаются действию естественного отбора.

Хромосомные и геномные мутации могут вызывать серьезные из­менения в генотипе особей, что может вести к репродуктивной изоляции и видообразованию.

Большое значение для эволюционного процесса имеет комбинативная изменчивость, благодаря которой в ходе полового размноже­ния организмов мутации распространяются в популяции.

Борьба за существование

Под борьбой за существование Ч. Дарвин понимал все формы взаимоотношений организмов. Поэтому и симбиотические, и конку­рентные отношения являются разными проявлениями борьбы за су­ществование. Дарвин выделил следующие ее виды.

1. Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида, которые могут соревноваться за ресурсы (жилье, пищу, воду), за самку и т. п. или, наоборот, сотрудничать, защищая свою коло­нию от врагов, занимаясь совместным поиском корма.

2. Межвидовая борьба происходит между особями разных видов. Она может проявляться как в прямых схватках (хищник - жерт­ва), так и в конкуренции (разные хищники за один вид жертвы), а« также в симбиотических отношениях.

3. Борьба с неблагоприятными условиями среды.

Естественный отбор

Естественный отбор - процесс, при котором преимущественно вы­живают и оставляют потомство наиболее приспособленные к дан­ным условиям особи. Естественный отбор - процесс, способству­ющий сохранению генотипов, наиболее благоприятных в данных условиях.

Изменчивость признака

Рис. 21.1. Схемы действия естественного отбора: А - движущий, Б - стабилизирующий

Формы естественного отбора:

1. Движущий отбор действует при изменяющихся условиях сре­ды, приводит к изменению признака, к сдвигу нор­мы реакции, к распростра­нению новых мутаций.

Ярким примером действия движущего отбора является индустриальный меланизм - увеличение числа темных бабочек в промышленных районах Англии в XIX веке. Другим примером может служить форми­рование популяций вредителей, устойчивых к действию ядохимикатов.

2. Стабилизирующий отбор действует при постоянных условиях, способствует сохранению сложившегося генотипа, предохраня­ет сложившийся генотип от разрушающего действия мутаций, действует в пользу особей со средним значением признака, тем самым сужая норму реакции. Результатом стабилизирующего отбора является существование реликтовых форм (латимерия, гаттерия и др.).

Примером действия стабилизирующего отбора может служить размер ушей у зайцев. Уши у зайцев участвуют в теплообмене. Слишком длинные уши приводят к большим потерям тепла зимой, а слишком маленькие - к перегреву летом. Особи с ушами среднего размера адаптированы лучше всего и зимой, и летом.

3. Дизруптивный отбор, наоборот, способствует сохранению крайних форм, действуя против особей со средним значением признака. В результате может сформироваться две формы одно­го вида, а позднее два самостоятельных вида.

4. Половой отбор проявляется в различных брачных турнирах, ри­туалах ухаживания и других формах взаимоотношений полов. Ре­зультатом отбора является участие в размножении наиболее здо­ровых, способных выкормить и защитить потомство особей. Таким образом, половой отбор способствует улучшению генофонда вида.

Дрейф генов

Дрейфом генов называют случайные и ненаправленные измене­ния частот аллелей в малых популяциях. Результатом дрейфа генов могут быть:

1. уменьшение генетического разнообразия популяции и, как след­ствие, повышение гомозиготности;

2. резкое возрастание частоты ранее редких аллелей;

3. сохранение и даже увеличение доли вредных аллелей (в этом смысле дрейф генов действует даже противоположно естествен­ному отбору).

ТРЕНИНГ

1. Заслуга К. Линнея в развитии биологии в том, что он:

1. выявил движущие силы эволюции;

2. создал иерархичную систему живой природы;

3. является автором первого эволюционного учения;

4. сформулировал клеточную теорию.

2. Главной движущей силой эволюции Ж.Б. Ламарк считал

1. естественный отбор;

2. борьбу за существование;

3. стремление организмов к прогрессу;

4. искусственный отбор.

3. С точки зрения Ж.Б. Ламарка, все признаки, приобретен­ные организмами в течении жизни:

1. не передаются потомкам;

2. являются бесполезными;

3. наследуются;

4. связаны с изменениями в генотипе.

4. Главная заслуга Ч. Дарвина в развитии биологии состоит в:

1. формулировании клеточной теории;

2. создании первой иерархичной системы живой природы;

3. разработке методов селекции;

4. выявлении движущих сил эволюции.

5. В результате взаимодействия движущих сил эволюции:

1. происходят популяционные волны;

2. образуются новые виды;

3. формируются полезные человеку признаки;

4. возникают новые аллели.

6. Фактор эволюции, проявляющийся в конкуренции между особями одного или разных видов, - это:

1. популяционные волны; 3) естественный отбор;

2. борьба за существование; 4) искусственный отбор.

7. Направляющим фактором эволюции является:

1. наследственная изменчивость; 3) естественный отбор;

2. борьба за существование; 4) изоляция.

8. Мутационная изменчивость:

1. имеет большое значение для эволюции, т. к. обедняет генофонд популяции;

2. имеет большое значение для эволюции, т. к. обогащает генофонд популяции;

3. не имеет значения для эволюции, т. к. не передается по наследству;

4. не имеет значения для эволюции, т. к. вызывает нарушения в процессе развития особей.

9. В ходе эволюции наследственная изменчивость:

1. всегда носит приспособительный характер;

2. поставляет материал для естественного отбора;

3. является результатом искусственного отбора;

4. является фактором, сохраняющим лучшие генотипы.

10. С.С. Четвериков установил, что генофонд естествен­ных популяций:

1. представлен в основном доминантными гомозиготами;

2. представлен преимущественно гомозиготными особями с ре­цессивным признаком;

3. насыщен рецессивными мутациями, не проявляющимися в фе­нотипе;

4. насыщен доминантными мутациями, не проявляющимися в фе­нотипе.

11. Источниками наследственной изменчивости служат:

1. борьба за существование и естественный отбор;

2. сезонные изменения условий обитания;

3. мутации и рекомбинация генов при половом размножении;

4. популяционные волны.

12. Для эволюции имеет значение изменчивость:

1. ненаследственная; 3) генотипическая;

2. фенотипическая; 4) модификационная.

13. Примером внутривидовой борьбы за существование могут служить конкурентные отношения между:

1. большой синицей и синицей-московкой;

2. птенцами в гнезде совы;

3. щукой и окунем;

4. зайцами и волками.

14. В пищевой цепи насекомое —► насекомоядная птица —► хищник при резком возрастании численности насекомых:

1. усиливается конкуренция между насекомоядными птицами;

2. ослабляется конкуренция между насекомыми;

3. ослабляется конкуренция между насекомоядными птицами;

4. усиливается конкуренция между хищниками.

15. Вследствие большой плодовитости организмов и огра­ниченности ресурсов:

1. возникает мутационная изменчивость;

2. происходят колебания численности;

3. возникает борьба за существование;

4. появляется модификационная изменчивость.

16.. Направленные изменения генофонда популяции происходят в результате:

1. мутационного процесса; 3) свободного скрещивания;

2. колебаний численности особей; 4) естественного отбора.

17. Резкие сокращения числа особей в популяции приводят к:

1. направленным изменениям ее генофонда;

2. случайным изменениям ее генофонда;

3. росту количества мутаций;

4. повышению генетического разнообразия.

18. Устойчивые к ядохимикатам виды насекомых - вредителей формируются в результате отбора:

1. движущего; 3) искусственного;

2. стабилизирующего; 4) методического.

А21.19. Естественный отбор является направляющим фактором эволюции, т. к. сохраняет особей:

1. с наиболее разнообразными генотипами;

2. с генотипами, обеспечивающими формирование признаков, наиболее соответствующих условиям обитания;

3. с генотипами, обеспечивающими формирование полезных че­ловеку признаков;

4. не имеющих наследственных изменений в генотипе.