54. Элементарные эволюционные факторы: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов, естественный отбор. Взаимодействие эволюционных факторов.

Элементарные эволюционные факторы: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов, естественный отбор:

Мутационный процесс - это факторпоставщик элементарного эволюционного материала. связан с изменением наследственного материала половых клеток в виде генных, хромосомных и геномных мутаций. Мутации приводят к появлению новых генотипов в популяции.

Мутации в популяциях людей приводят к появлению генетического груза:

Сегрегационный груз: мутационный груз рецессивно передающиеся мутантные признаки (наследственные дефекты ферментов: фенилкетонурия, галактоземия, муковисцедоз)

Мутационный груз: доминантные мутации, появляющиеся в каждом поколении заново (ахондроплазия)

!!! ЗНАЧЕНИЕ: мутационный процесс поддерживает высокую степень гетерогенности природных популяций – основу для действия других факторов эволюции, прежде всего естественного отбора

Популяционные волны (волны жизни) связаны с колебаниями численности особей в популяциях, что приводит к изменению частот встречаемости в их генофондах различных аллелей и генотипов (С.С.Четвериков)

Причины: добыча пищи (хищник-жертва), стихийные бедствия, миграция особей

Следствия: рост численности популяции - слияние популяций (объединение их генофондов) - расширение территории - изменение условий существования

Популяционные волны:

1. Периодические колебания численности короткоживущих организмов (Пример: сезонные колебания численности насекомых и микроорганизмов)

2. Непериодические колебания численности, зависящие от сложного сочетания различных факторов, связанные с природными «катастрофами» (Пример: вулкан, цунами)

!!! ЗНАЧЕНИЕ: происходят случайные колебания концентраций разных генотипов и мутаций в популяции.

Действие волн жизни предполагает неизбирательное, случайное уничтожение особей, благодаря чему редкий перед колебанием численности генотип (аллель) может стать обычным и подхвачен в дальнейшем эволюционным отбором

Изоляция - ограничение или полное исключение свободного скрещивания (панмиксия) между особями одного вида.

ЭВОЛЮЦИОННАЯ СУТЬ - разрыв единого генофонда с возможностью образования новых видов в дальнейшем

Виды изоляции:

1. Географическая - пространственное разобщение популяций (барьеры в виде рек, гор, автомагистралей, участками с непригодными для жизни условиям)

2. Экологическая (биологическая): характеризуется нескрещиваемостью совместно обитающих организмов одного вид

• презиготическая – предотвращение скрещивания и образования зигот: - физиологическая - экологическая

• постзиготическая - гибель гибридных эмбрионов, слабость, нежизнеспособность и стерильность гибридов

Дрейф генов - случайное ненаправленное изменение частот аллелей и генотипов в популяциях.

В результате дрейфа генов может сложиться жизнеспособная популяция со своеобразным генофондом, во многом случайным, поскольку отбор в данном случае не играл ведущей роли

По мере увеличения численности особей вновь восстановится действие естественного отбора, котрый будет распространяться уже на новый генофонд, приводя к его направленным изменениям. Совокупность всех этих процессов может привести к обособлению нового вида.

Естественный отбор – избирательное (дифференцированное) воспроизведение генотипов (или генных комплексов)

Естественный отбор – единственный направленный эволюционный фактор. способствует исчезновению или распространению уже существующих признаков в популяции

Фактором ЕО служат условия внешней среды и в зависимости этих условий отбор действует в разных направлениях и приводит к неодинаковым эволюционным результатам.

Естественный отбор — совокупность биологических процессов, обеспечивающих избирательное выживание генотипов и избирательное участие разных генотипов в передаче генов последующим поколениям.

!!! Отбор сохраняет наиболее приспособленные к данным условиям существования организмы

Формы естественного отбора:

1. Движущий (направленный) отбор. Движущей формой отбора принято называть отбор, способствующий сдвигу среднего значения признака или свойства. Такой отбор способствует закреплению новой нормы взамен старой, пришедшей в несоответствие условиям. Изменение признака при этом может происходить в сторону как усиления, так и ослабления. Утрата признака — обычно результат действия движущей формы отбора. Например, в условиях функциональной непригодности органа (или его части) естественный отбор способствует их редукции. Утрата крыльев у части птиц и насекомых, пальцев у копытных, конечностей у змей, глаз у пещерных животных, корней и листьев у растений-паразитов — примеры действия движущего отбора в направлении редукции органов.

Движущий отбор лежит в основе искусственного отбора, широко используемого человеком при разведении животных и растений.

Половой отбор как разновидность движущего отбора представляет собой конкуренцию самцов за возможность размножения. Данную форму отбора следует рассматривать и как частный случай внутривидового естественного отбора.

Пример: меланизм у березовой пяденицы

2. Стабилизирующий отбор — форма отбора, при которой сохраняются особи со средними вариантами признака, а устраняются – с крайними. При стабилизирующем отборе преимущество в размножении получают особи со средним выражением признака. ать его чувствительность ко всяким помехам.

3. Дизруптивный/Разрывающий отбор - форма отбора, убирает средние варианты признака и сохраняет крайние, что может привести к образованию двух независимых видов

Эта форма отбора существует в тех случаях, когда ни одна из групп генотипов не получает абсолютного преимущества в борьбе за существование из-за разнообразия условий, одновременно встречающихся на одной территории. При этом в одних условиях отбирается одно качество признака, в друтих — другое.

Дизруптивный отбор направлен против особей со средним и промежуточным характером признаков и ведет к установлению полиморфизма в пределах популяций. Популяция как бы «разрывается» по данному признаку на несколько групп.

Общий результат дизруптивного отбора — формирование гетерозиготного подиморфизма.

Результаты естественного отбора:

• постепенное усложнение и повышение организации живых форм

• относительная приспособленность к условиям существования

• многообразие видов

• сохраняет наиболее приспособленные особи к данным условиям существования.

Взаимодействие эволюционных факторов:

Мутационный процесс и поток генов — создают изменчивость, а естественный отбор и дрейф генов — сортируют эту изменчивость. Факторы, создающие изменчивость, дают начало процессу микроэволюции, а факторы, сортирующие изменчивость, продолжают процесс, что приводит к установлению новых частот вариантов. Эволюционное изменение в пределах популяции можно рассматривать как результат действия противоположных сил, создающих и сортирующих генетическую изменчивость.