Искусственный естественный отбор егэ

в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах

Категория:

Атрибут:

Всего: 65    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–65

Добавить в вариант

Всего: 65    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–65

Селекция (лат. selectio — выбирать) — наука и отрасль практической деятельности, направленная на создание новых сортов растений,
пород животных и штаммов микроорганизмов, обладающих полезными для человека свойствами.

Этими полезными свойствами могут быть размер и форма плодов, урожайность, удойность у коров, устойчивость к факторам внешней
среды (к засушливому климату, к морозу).

Основы селекции

В основе селекции лежит способность генотипа живых организмов к изменениям, что происходит главным образом за счет комбинативной и
мутационной изменчивости. В процессе селекции происходит искусственный отбор организмов с полезными для человека свойствами и их размножение.

В результате множества последовательных скрещиваний, в конце концов, селекционерам удается достичь желаемой цели: вывести гибридов
с нужными признаками.

Мутационная изменчивость существует благодаря мутациям — случайным ненаправленным изменениям генотипа. Благодаря мутациям, к примеру, возник безалкалоидный сорт люпина. И.В. Мичуриным на яблоне сорта Антоновка Могилевская были обнаружены необычайно крупные плоды,
ветвь с которым послужила для появления нового сорта — Антоновки шестистограммовой. Эти плоды — результат произошедшей в
естественных условиях мутации соматических клеток.

«Сколько ждать этой естественной мутации?» — спросите вы. Может один день, а может и 100, и 10000 лет — всем властвует случайность.
На наш век может не выпасть удача, а мы такого допустить не можем!

Именно по этой причине в селекции растений часто используются искусственно вызванные мутации — авто- и аллополиплоидию.

Автополиплоидия

Автополиплоидия — кратное (4n,6n,8n) увеличение исходного набора хромосом, который характерен для
особей вида.

Автополиплоидия возникает в результате обработки почек колхицином, который нарушает образование нитей веретена деления, и, соответственно, нарушает расхождение хромосом в мейозе, в результате чего набор хромосом в половых клетках (гаметах) оказывается удвоенным. Таким способом получают полиплоиды — сорта растений, обладающие повышенной
урожайностью.

Существуют различные тетраплоидные сорта свеклы, мака, кукурузы и других сельскохозяйственных культур, которые отличаются большими размерами плодов.

Аллополиплоидия

Аллополиплоидия (греч. állos — другой и polýploos — многократный) — соединение в клетках организма хромосомного набора
от разных видов или родов, в результате которого образуется гибридная зигота.

Благодаря аллополиплоидии получают новые сорта растений. Наиболее известным примером является гибрид ржи и пшеницы — тритикале. Некоторые межвидовые гибриды табака обладают повышенной устойчивостью к возбудителям заболеваний мучнистой росы, табачной мозаики.

В рамках биотехнологии разработаны методы, с помощью которых стало возможным создание бактерий, синтезирующих полезные для
человека белки, многие из которых используются как лекарства: аминокислоты, антибиотики, инсулин.

Скрещивание особей в селекции

Каждое скрещивание как сдача новых карт: может повезет, а может и нет. Вполне возможно, что особь унаследует полезные признаки от родителей и сможет передать их своим потомкам, всегда есть и шанс того, что появятся новые полезные для человека признаки, равно как и шанс, что ничего полезного из проводимого скрещивания не выйдет.

Возможны несколько вариантов скрещивания:

• Близкородственное скрещивание (инбридинг — от англ. in — внутри + breeding — разведение)

Близкородственное скрещивание в течение нескольких поколений приводит к переходу генов в гомозиготное состояние, вследствие чего
потомство ослабевает и становится более подвержено наследственным заболеваниям.

Замечу, что под инбридингом подразумевают близкородственное скрещивание животных. Для самоопыления у растений существует иной
термин — инцухт.

В селекции инбридинг применяют для выведения чистых линий (гомозиготных особей — aa, AA, bb, BB), которые используются, например, для
анализирующего скрещивания. Инбридинг использовался при выведении абсолютно всех пород животных, и в настоящее время активно используется
в питомниках для выведения нужных пород животных (кошек, собак и т.д.)



• Неродственное скрещивание (аутбридинг — от англ. out — вне + breeding — разведение)

Аутбридинг заключается в скрещивании неродственных особей, которые могут принадлежать к одному сорту, породе, виду или роду. Аутбридинг ведет к явлению гетерозиса — получения гетерозисных форм, которые превосходят родительских
особей по ряду признаков.

Гетерозис — явление увеличения жизнеспособности особей у гибридов, которые получены при скрещивании двух чистых линий. Такой эффект
связан с переходом генов в гетерозиготное состояние, что повышает выживаемость организмов, плодовитость, и множество других полезных свойств.



• Отдаленная гибридизация

Применение отдаленной гибридизации заключается в скрещивании особей, принадлежащих к разным родам и видам. Такие особи обладают крайне
полезными для человека свойствами, но часто бесплодны (стерильны).

Известным примером отдаленной гибридизации является мул — гибрид осла (самца) и лошади (самки). Отличаются большой выносливостью и
работоспособностью, живут до 40 лет, обладают хорошим иммунитетом к заболеваниям, не требовательны в корме и уходе.

Обратный пример: гибрид ослицы (самки) и жеребца (самца) — лошак. Встречаются гораздо реже по сравнению с мулом, так как обладают меньшей
выносливостью и работоспособностью. В большинстве случаев бесплодны.

Отбор в селекции

Отбор в селекции осуществляет человек с единственной целью: размножить особей с нужными и полезными признаками, свойствами. Очевидно, что такой
отбор называется искусственным, в противовес естественному отбору, главный критерий которого — приспособленность.

Отбор может осуществляться двумя способами:

• Массовый отбор

Отбор организмов исключительно на основе внешних данных (фенотипа). Основным критерием для человека служит проявление признака:
размер плодов, цвет лепестков, цвет листьев и т.д. Этот вид отбора характеризуется массовостью и быстротой.

В результате массового отбора формируется группа особей, которые обладают нужными и полезными для человека признаками. В дальнейшем
они подвергаются размножению.



• Индивидуальный отбор

Выборочный отбор и сохранение особей с ценными для человека признаками. В ходе индивидуального отбора оценивается не только фенотип,
но и генотип, вследствие чего данный вид отбора занимает большее время, но оказывается более эффективен.

Индивидуальный отбор требует оценки потомства от выбранной особи в ряду поколений. Иногда подобный отбор применяют у самоопыляемых
растений: пшеницы, ячменя — с целью получения чистых линий. Как было сказано ранее, чистые линии характеризуются гомозиготностью и являются исходным материалом для селекции.

Селекция

Селекция — отбор и создание новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами.

Породы животных, сорта растений, штаммы микроорганизмов — это совокупности особей, созданные человеком и обладающие какими-либо ценными для него качествами. Теоретической основой селекции является генетика.

Основные методы селекции

Отбор

В селекции действует естественный и искусственный отбор. Искусственный отбор бывает бессознательным и методическим.
Бессознательный отбор заключается в сохранении человеком лучших особей для разведения и употреблении в пищу худших без сознательного намерения вывести более совершенную породу или сорт.
Методический отбор осознанно направлен на выведение нового сорта или породы с желаемыми качествами.
В процессе селекции наряду с искусственным отбором не прекращает своего действия и естественный отбор, который повышает приспособляемость организмов к условиям окружающей среды.

Сравнительная характеристика естественного и искусственного отбора

Массовый отбор — выделение из исходного материала целой группы особей с желательными признаками и получение от них потомства.
Индивидуальный отбор — выделение отдельных особей с желательными признаками и получение от них потомства.

Массовый отбор чаще применяют в селекции растений, а индивидуальный — в селекции животных, что связано с особенностями размножения растений и животных.

Гибридизация

Методом отбора нельзя получить новые генотипы. Для создания новых благоприятных комбинаций признаков (генотипов) применяют гибридизацию. Различают внутривидовую и межвидовую (отдалённую) гибридизацию.

Внутривидовая гибридизация — скрещивание особей одного вида. Применяют близкородственное скрещивание и скрещивание неродственных особей.

Близкородственное скрещивание (инбридинг) (например, самоопыление у растений) ведёт к повышению гомозиготности, что, с одной стороны, способствует закреплению наследственных свойств, но с другой — ведёт к снижению жизнеспособности, продуктивности и вырождению.
Скрещивание неродственных особей (аутбридинг) позволяет получить гетерозисные гибриды. Если сначала вывести гомозиготные линии, закрепив желательные признаки, а затем провести перекрёстное опыление между разными самоопыляющимися линиями, то в результате в ряде случаев появляются высокоурожайные гибриды. Явление повышенной урожайности и жизнеспособности у гибридов первого поколения, полученных при скрещивании родителей чистых линий, называется гетерозисом. Основная причина эффекта гетерозиса — отсутствие проявления вредных рецессивных аллелей в гетерозиготном состоянии. Однако уже со второго поколения эффект гетерозиса быстро снижается.

Межвидовая (отдалённая) гибридизация — скрещивание разных видов.

Используется для получения гибридов, сочетающих ценные свойства родительских форм (тритикале — гибрид пшеницы и ржи, мул — гибрид кобылы с ослом, лошак — гибрид коня с ослицей). Обычно отдалённые гибриды бесплодны, так как хромосомы родительских видов отличаются настолько, что невозможен процесс конъюгации, в результате чего нарушается мейоз. Преодолеть бесплодие у отдалённых гибридов растений удаётся с помощью полиплоидии. Восстановление плодовитости у гибридов животных более сложная задача, так как получение полиплоидов у животных невозможно.

Полиплоидия

Полиплоидия — увеличение числа хромосомных наборов.

Полиплоидия позволяет избежать бесплодия межвидовых гибридов. Кроме того, многие полиплоидные сорта культурных растений (пшеница, картофель) имеют более высокую урожайность, чем родственные диплоидные виды. В основе явления полиплоидии лежат три причины: удвоение хромосом в неделящихся клетках, слияние соматических клеток или их ядер, нарушение процесса мейоза с образованием гамет с нередуцированным (двойным) набором хромосом. Искусственно полиплоидию вызывают обработкой семян или проростков растений колхицином. Колхицин разрушает нити веретена деления и препятствует расхождению гомологичных хромосом в процессе мейоза.

Индуцированный мутагенез

В естественных условиях частота возникновения мутаций сравнительно невелика. Поэтому в селекции используется индуцированный (искусственно вызванный) мутагенез — воздействие на организм в условиях эксперимента каким-либо мутагенным фактором для возникновения мутации с целью изучения влияния фактора на живой организм или получения нового признака. Мутации носят ненаправленный характер, поэтому селекционер сам отбирает организмы с новыми полезными свойствами.

Клеточная и генная инженерия

Биотехнология — методы и приёмы получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью живых организмов (бактерий, дрожжей и др.). Биотехнология открывает новые возможности для селекции. Её основные направления: микробиологический синтез, генная и клеточная инженерия.
Микробиологический синтез — использование микроорганизмов для получения белков, ферментов, органических кислот, лекарственных препаратов и других веществ. Благодаря селекции удалось вывести микроорганизмы, которые вырабатывают нужные человеку вещества в количествах, в десятки, сотни и тысячи раз превышающих потребности самих микроорганизмов. С помощью микроорганизмов получают лизин (аминокислоту, не образующуюся в организме животных; её добавляют в растительную пищу), органические кислоты (уксусную, лимонную, молочную и др.), витамины, антибиотики и т. д.
Клеточная инженерия — выращивание клеток вне организма на специальных питательных средах, где они растут и размножаются, образуя культуру ткани. Из клеток животных нельзя вырастить организм, а из растительных клеток можно. Так получают и размножают ценные сорта растений. Клеточная инженерия позволяет проводить гибридизацию (слияние) как половых, так и соматических клеток. Гибридизация половых клеток позволяет проводить оплодотворение «в пробирке» и имплантацию оплодотворённой яйцеклетки в материнский организм. Гибридизация соматических клеток делает возможным создание новых сортов растений, обладающих полезными признаками и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды.
Генная инженерия — искусственная перестройка генома. Позволяет встраивать в геном организма одного вида гены другого вида. Так, введя в генотип кишечной палочки соответствующий ген человека, получают гормон инсулин. В настоящее время человечество вступило в эпоху конструирования генотипов клеток.

Селекция растений, животных и микроорганизмов

Селекция растений Для селекционера очень важно знать свойства исходного материала, используемого в селекции. В этом плане очень важны два достижения отечественного селекционера Н. И. Вавилова: закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и учение о центрах происхождения культурных растений.
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости: виды и роды, генетически близкие (связанные друг с другом единством происхождения), характеризуются сходными рядами в наследственной изменчивости. Так, например, у мягкой и твёрдой пшеницы и ячменя существуют остистые, короткоостые и безостые колосья. Зная наследственные изменения у одного вида, можно предвидеть нахождение сходных изменений у родственных видов и родов, что используется в селекции. Чем ближе между собой виды и роды, тем больше сходство в изменчивости их признаков. Н. И. Вавиловым закон был сформулирован применительно к растениям, а позднее подтверждён для животных и микроорганизмов.
В селекции растений наиболее широко используются такие методы, как массовый отбор, внутривидовая гибридизация, отдалённая гибридизация, полиплоидия.
Большой вклад в селекцию плодовых растений внёс отечественный селекционер И. В. Мичурин. На основе методов межсортовой и межвидовой гибридизации, отбора и воздействия условиями среды им были созданы многие сорта плодовых культур. Благодаря его работам многие южные сорта плодовых культур удалось распространить в средней полосе нашей страны.
Многие сорта культурных растений являются полиплоидными. Таковы некоторые сорта пшеницы, ржи, клевера, картофеля, свёклы и т. д. Сочетание отдалённой гибридизации с последующим получением полиплоидных форм позволило преодолеть бесплодие отдалённых гибридов. В результате многолетних работ Н. В. Цицина и его сотрудников были получены гибриды пырея и пшеницы, пшеницы и ржи (тритикале).
К наиболее важным достижениям селекции растений следует отнести создание большого количества высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений.

Селекция животных

Как и культурные растения, домашние животные имеют диких предков. Процесс превращения диких животных в домашних называют одомашниванием (доместикацией). Почти все домашние животные относятся к высшим позвоночным животным — птицам и млекопитающим.
В селекции животных наиболее широко используются такие методы, как индивидуальный отбор, внутривидовая гибридизация (родственное и неродственное скрещивание) и отдалённая (межвидовая) гибридизация.
Использование индивидуального отбора связано с половым размножением животных, когда получить сразу много потомков затруднительно. В связи с этим селекционеру важно определить наследственные признаки самцов, которые непосредственно у них не проявляются (жирномолочность, яйценоскость). Поэтому оценка животных может быть осуществлена по их родословной и по качеству их потомства. Имеет определённое значение также учёт экстерьера, то есть совокупности внешних признаков животного. Подбор производителей в животноводстве особенно актуален в связи с применением в настоящее время искусственного осеменения, позволяющего получить от одного организма значительное число потомков. Родственное скрещивание ведёт к гомозиготности и чаще всего сопровождается уменьшением устойчивости животных к неблагоприятным факторам среды, снижением плодовитости и т. п. Для устранения неблагоприятных последствий используют неродственное скрещивание разных линий и пород. На основе межпородного скрещивания были созданы высокопродуктивные сельскохозяйственные животные (в частности М. Ф. Иванов создал высокопродуктивную породу свиней Белая украинская, породу овец Асканийская рамбулье). Неродственное скрещивание сопровождается гетерозисом, сущность которого состоит в том, что гибриды первого поколения имеют повышенную жизнеспособность и усиленное развитие. Примером эффективного использования гетерозиса служит выведение гибридных цыплят (бройлерное производство).
Отдалённая (межвидовая) гибридизация животных приводит к бесплодию гибридов. Но благодаря проявлению гетерозиса широко используется человеком. Среди достижений по отдалённой гибридизации животных следует отметить мула — гибрида кобылы с ослом, бестера — гибрида белуги и стерляди, продуктивного гибрида карпа и карася, гибридов крупного рогатого скота с яками и зебу, отдалённых гибридов свиней и т. д.

Селекция микроорганизмов

К микроорганизмам относятся прокариоты — бактерии, сине-зелёные водоросли; эукариоты — грибы, микроскопические водоросли, простейшие.
В селекции микроорганизмов наиболее широко используются индуцированный мутагенез и последующий отбор групп генетически идентичных клеток (клонов), методы клеточной и генной инженерии.
Деятельность микроорганизмов используют в промышленности, сельском хозяйстве, медицине. Ферментативную активность микроорганизмов (грибов и бактерий) используют в производстве молочных продуктов, хлебопечении, виноделии и др. С помощью микроорганизмов получают аминокислоты, белки, ферменты, спирты, полисахариды, антибиотики, витамины, гормоны, интерферон и пр.
Выведены штаммы бактерий, способные разрушать нефтепродукты, что позволит использовать их для очистки окружающей среды. Ведутся работы по перенесению генетического материала азотфиксирующих микроорганизмов в геном почвенных бактерий, которые этими генами не обладают, а также непосредственно в геном растений. Это позволит избавиться от необходимости производить огромное количество азотных удобрений.

Искусственный отбор.
Для обоснования исторического принципа развития живой природы Дарвин глубоко изучил
многовековую практику земледелия и животноводства и пришел к выводу: многообразие
пород домашних животных и возделываемых сортов растений является результатомизменчивости,
наследственности и искусственного отбора.

Искусственный отбор осуществляется человеком и может быть двояким: сознательным
(методическим) — в соответствии с поставленной целью, какую намечает себе селекционер,
и бессознательным, когда человек не ставит перед собой Цели по выведению породы
или сорта с заранее заданными свойствами, а просто устраняет менее ценные особи
и оставляет на племя лучшие. Бессознательный отбор проводился человеком на протяжении
многих тысячелетий: даже дикари во время голода оставляли на племя более полезных
животных, а убивали менее ценных. В неблагоприятные периоды первобытный человек
в первую очередь употреблял нележкие плоды или более мелкие семена и в этом случае
также совершал отбор, но бессознательный. Во всех случаях такого отбора сохранились
наиболее продуктивные формы животных и более урожайные сорта растений, хотя человек
здесь выступал как слепой фактор отбора, каким может быть любой другой фактор среды.
.1

Многовековой практикой искусственного отбора были выведены многие ценные формы.
В частности, к середине XIX в. в сельскохозяйственной практике зарегистрировано
более 300 сортов пшеницы, в пустынях Северной Африки возделывалось 38 разновидностей
финиковой пальмы, в Полинезии — 24 формы хлебного дерева и столько же сортов банана,
в Китае — 63 сорта бамбука. Винограда насчитывалось около 1000 сортов, крыжовника
— более 300, около 400 пород крупного рогатого скота, 250 пород овец, 350 пород
собак, 150 пород голубей, много ценных пород кроликов, кур, уток и др. Сторонники
постоянства видов считали, что каждый такой сорт или порода ведет начало от своего
прямого предка. Однако Дарвин доказал, что источник многообразия пород животных
и сортов культурных растений — один или небольшое число диких предков, потомки которых
были преобразованы человеком в разных направлениях сообразно его хозяйственным целям,
вкусам и интересам. При этом селекционер использовал присущую отбираемым формам
наследственную изменчивость.

Дарвин выделял изменчивость определенную (теперь называется модификационной) и неопределенную.
При определенной, или групповой, изменчивости все или почти все потомство особей,
подвергавшихся действию одинаковых условий, изменяется в одном направлении; например,
при нехватке пищи животные теряют в массе, в холодном климате шерсть у млекопитающих
более густая 1 т. д. Неопределенная, или индивидуальная, изменчивость появляется
в бесконечно разнообразных, часто едва заметных, случайных, разнонаправленных отклонениях
отельных особей, живущих вместе, в пределах одного орта, одной породы, одного вида.
В настоящее время эту форму изменчивости называют генотипической. Изменчивость передается
потомству не только при половом размножении, но и при вегетативном: нередко у растения
вырастают побеги с новыми свойствами или развиваются почки, из которых формируются
плоды с новыми качествами (виноград, крыжовник) — результат мутации в соматической
клетке почки.

В явлениях изменчивости Дарвин открыл ряд важных закономерностей, а именно: при
изменении одного какого-либо органа или признака возможно изменение других. Например,
на участке прикрепления упражняемой мышцы к кости развивается гребень, у болотных
птиц шея удлиняется одновременно с удлинением конечностей, толщина волоса у овец
изменяется соответственно с увеличением толщины кожи. Такая изменчивость называется
соотносительной или коррелятивной. На основе коррелятивной изменчивости селекционер
может предсказать те или иные уклонения от первоначальной формы и проводить отбор
в желаемом направлении.

Естественный отбор в отличие от искусственного
осуществляется в самой природе и состоит в отборе в пределах вида наиболее приспособленных
особей к условиям конкретной среды. Дарвин открыл известную общность в механизме
искусственного и естественного отбора: при первой форме отбора в результаты воплощается
сознательная или неосознанная воля человека, при второй — господствуют законы природы.
В том и другом случае создаются новые формы, однако при искусственном отборе, несмотря
на то что изменчивость затрагивает все органы и свойства животных и растений, полученные
породы животных и сорта растений сохраняют признаки, полезные для человека, но не
для самих организмов. Напротив, естественный отборсохраняет особи, у которых изменения
полезны для их собственного существования в данных условиях.

В природе постоянно наблюдается определенная и неопределенная изменчивость. Ее интенсивность
здесь менее выражена, чем у домашних форм, так как изменение природной среды происходит
малозаметно и чрезвычайно медленно. Возникающая качественная неоднородность особей
внутри видов как бы выводит на эволюционную арену множество «претендентов»,
предоставляя естественному отбору браковать менее приспособленных к выживанию. Процесс
природной «выбраковки», по Дарвину, осуществляется на основе изменчивости,
борьбы за существование и естественного отбора. Материал для естественного отбора
поставляет неопределенная (генотипическая) изменчивость организмов. Именно по этой
причине потомство любой пары диких (как, впрочем, и домашних) организмов оказывается
неоднородным. Если изменения полезны, это повышает шансы на выживание и продолжение
рода. Всякое вредное для организма изменение неукоснительно приведет к его уничтожению
или невозможности оставить потомство. Выживание или гибель особи — конечный итог
«борьбы за существование», которую Дарвин понимал не в прямом, а в переносном
смысле. Он различалтри формы борьбы за существование:

а) внутривидовую — наиболее ожесточенную, так как особи одного вида нуждаются в
сходных источниках питания, которые к тому же ограничены, в сходных условиях для
размножения, одинаковых убежищах;

б) межвидовую — борьбу между особями разных видов (растения и их части поедаются
копытными, птицами, травоядные животные поедаются хищниками, болезнетворные бактерии
и паразиты поражают растительные и животные организмы);

в) борьбу живых организмов с факторами неживой природы — условиями внешней среды
при засухе, наводнениях, ранних заморозках, выпадении града гибнут многие мелкие
животные, птицы, черви, насекомые, травы.

В результате всех этих сложных взаимоотношений множество организмов погибает либо,
будучи ослабленными, не оставляет потомства. Выживают особи, обладающие хотя бы
минимальными полезными изменениями. Приспособительные признаки и свойства возникают
не сразу, они накапливаются естественным отбором из поколения в поколение, что приводит
к тому, что потомки отличаются от своих предков на видовом и более высоком систематическом
уровне.

Борьба за существование неизбежна в связи с существующим в природе интенсивным размножением.
Эта закономерность не знает исключений. Организмов всегда рождается больше, чем
способных дожить до взрослого состояния и оставить потомков. Подсчеты показывают:
если бы выживали все рождающиеся мыши, то в течение семи лет потомство одной пары
заняло бы всю сушу земного шара. Самка рыбы трески за один раз мечет до 10 млн.
икринок, одно растение пастушьей сумки дает 73 тыс. семян, белены — 446 500 и т.
п. Однако «геометрическая прогрессия размножения» никогда не осуществляется,
так как между организмами происходит борьба за пространство, пищу, убежище от врагов,
конкуренция при выборе полового партнера, борьба за выживание при колебаниях температуры,
влажности, освещения и т. п. В этой «схватке» большинство родившихся гибнет,
не оставляя потомства, и поэтому в природе численность особей каждого вида в среднем
остается постоянной.

Гибель большей части родившихся организмов происходит по разным /причинам: хищник
уничтожает травоядных животных, последние в свою очередь поедают тысячи луговых
растений, многие растения погибают от засухи или от мороза или уничтожаются насекомыми,
а сами насекомые поедаются насекомоядными птицами. Масса животных и растительных
организмов гибнет или ослабляется под влиянием паразитов и болезней.

Смысл дарвиновского представления о борьбе за существование и о выживании наиболее
приспособленных можно пояснить таким примером. Взрослая лягушка-бык откладывает
около 15 тыс. икринок в год, сохраняя эту интенсивность размножения в течение пяти
лет, следовательно, теоретически одна самка может произвести на свет 75 тыс. лягушек,
но в действительности из отложенных икринок доживают до взрослого состояния в среднем
две взрослые лягушки. Большая часть молоди, едва вылупившись, становится жертвой
рыб, птиц, змей, млекопитающих; часть из них гибнет от голода, часть — от болезней,
паразитов. Когда выжившие головастики превращаются в лягушек и выползают на сушу,
их там подстерегают хищные птицы. К тому времени, когда лягушки достигнут половой
зрелости, т. е. через 3-5 лет, число сохранившихся особей резко уменьшается. Но
можно не сомневаться в том, что выжившие лягушки — действительно отборные экземпляры.
Их выживание не было случайным, это было выживание наиболее приспособленных. Только
самые быстрые и ловкие головастики спаслись от хищников в воде; те, что плавали
медленнее, оказались добычей врагов. Смогли выжить лишь те особи, которые первыми
разыскали и схватили пищу (остальные погибли от голода), а также наиболее крепкие,
устойчивые к болезням. Наконец, сохранились только те экземпляры, которые первыми
спрятались, заметив надвигающуюся опасность, остальных уничтожили хищники.

В борьбе за существование не всегда выживают наиболее сильные и самые ловкие: черепаха
и медлительна, и неуклюжа, но прочный панцирь — надежная защита от хищников; многие
паразиты с упрощенным строением поселяются в организме животного или растения, к
которому они хорошо приспособлены. Параллельное существование как высших, так и
низших форм органической жизни получило логическое объяснение в теории Дарвина —
как результат действия естественного отбора, сохраняющего наиболее приспособленных:
не пренебрегая в ряде случаев примитивностью организации, природа достигает биологического
прогресса (чаще наблюдается усложнение организмов, гораздо реже — упрощение).

Таблица Формы отбора (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для
поступающих в ВУЗы. М.,1991)

Борьба за существование

Борьба за существование – одна из движущих сил эволюции, которую определил Чарльз Дарвин. Она проявляется не просто в схватке насмерть, а, например, и в поединке за ресурсы или в противостояние с условиями окружающей среды. Наградой в этой борьбе является жизнь и, следовательно, возможность принести потомство.

У борьбы за существование есть 3 формы: внутри- и межвидовая и борьба с неблагоприятными условиями среды.

Интереснее обстоят дела с естественным отбором, который, по мнению Чарльза Дарвина, являлся результатом борьбы за существование.

Естественный отбор

С точки зрения генетики, роль естественного отбора заключается в том, чтобы сохранить гены наиболее приспособленных особей. Это логично, ведь в ходе борьбы за существование неприспособленные организмы погибнут. Таким образом, естественный отбор – избирательное воспроизведение генотипов, которые в наилучшей степени отвечают сложившимся условиям жизни популяции.

В ходе естественного отбора, фенотипы, то есть внешнее проявление признаков, могут оказать влияние на генотипы. Как же это происходит? Допустим, у нас есть популяция, часть особей из которой имеет какие-либо фенотипические отличия, которые благоприятный для сложившихся условий жизни. Под действием борьбы за существование, особи без этого фенотипического отличия вымрут. Происходит естественный отбор. Остаются особи с уникальным признаком, они приносят потомство, тем самым, закрепляя данный признак в генотипе. Такие приспособления организмов к условия окружающей среды называются биологическими адаптациями.

Биологические адаптации

Так как условия среды крайне разнообразны, то и адаптации имеют широкий размах. Есть общие адаптации, которые позволяют приспособиться к плаванию, полету, бегу и так далее. В первую очередь, это находит свое отражение в анатомических и физиологических особенностях организма.

Еще одним примером адаптации является маскировка, обладатель которой становится похожим на предмет из своего окружения. Крайне наглядно это демонстрируют палочники, название которых говорит само за себя. На самом деле, палочники тоже весьма разнообразны, есть виды похожие на веточки, на листья. В водной среде тоже можно замаскироваться, например, под водоросли, что вполне удается морским конькам, выросты тела которых очень похож на таллом растения.

Можно быть похожими не только на неодушевленные предметы, но и на других животных, в том числе, более опасных. Такое сходство защити от нападений. Например, в тропиках обитают пауки из рода Myrmarachne, своим внешним видом они похожи на муравьев. И пауки, и муравьи относятся к типу Членистоногие, однако, насекомые имеют 3 пары конечностей, а пауки – 4 пары. У насекомых также есть усики, а пауки ими обделены. Здесь представители рода Myrmarachne нашли выход: они вытягивают свои передние конечности так, что визуально это похоже на усики. Кроме того, тело насекомых разделено на 3 отдела, а у пауков – на 2. И здесь Myrmarachne преуспели: на их теле имеются перетяжки, имитирующие разделение на голову и грудь. Благодаря такому внешнему виду, паук может стать частью семьи муравьев. В России широко распространены мухи-журчалки. Внешне они похожи на ос, что тоже дает им защиту. Сами по себе эти насекомые безобидны, яда у них нет.

Хорошо, когда можно сделать вид, что ты палочка, но как живут звери, которые обитают на открытых и весьма пустых участках ландшафта? Как правило, они обладают покровительственной окраской. Например, белая шерсть и оперение у животных, обитающих на Севере. Не обязательно «камуфляж» должен быть однотонным. Птенцы золотистой ржанки едва ли отличимы от мха, произрастающего вокруг.

Еще одним вариантом адаптации является предупреждающая окраска. Животное может постоянно демонстрировать свой предупреждающий окрас. Например, контрастные полосы на теле шмеля, яркие красные надкрылья у божьих коровок, выделяющиеся цвета кожи ядовитых лягушек. Все это нужно для того, чтобы хищник, который съест подобное животное, запомнил не только то, что ему было больно или горько, но и внешний вид того, на кого он охотился. Некоторые виды демонстрируют свою яркую окраску лишь в случае нападения. Дикие хомяки сливаются с выгоревшей травой, однако, если на них напасть, то они переворачиваются на спину или встают на задние лапы, больно кусаются своими резцами, пищат и шипят. Брюшко хомяка черное, выделяется на окружающем фоне. Это призвано вызвать тот же эффект в памяти нападавшего, что и при постоянной предупреждающей окраске.

Абсолютно все адаптации относительны. Это значит, что адаптации, положительные для одних условий, могут быть бесполезными или даже негативными для других.

Формы естественного отбора

1. Стабилизирующий отбор

   Направлен на поддержание уже существующих фенотипов. Эта форма отбора не приводит к тому, что останется какая-то крайняя степень проявления благоприятного признака. Она за среднее проявление. Действует стабилизирующая форма естественного отбора в местах, в которых условия боле-менее постоянны. К таким относятся, например, дно океана или северные широты. Например, взять злаки. Слишком высоки злаки будут полегать под ветром и дождем, а низкорослые могут быть съедены грызунами. Средняя высота стебля позволит быть на достаточном расстоянии от почвы и зерна будут менее доступные для грызунов.

2. Движущая форма отбора

   Приводит к тому, что появляются особи с новым проявлением признака. Классическим примером служит изменение окраса крыльев бабочек березовых пядениц (Biston betularia) в районах с загрязнением окружающей среды. Такое проявление было обнаружено в XIX веке в Англии. До середины века энтомологи регистрировали, что цвет пядениц – серо-белый. С приходом индустриализации увеличились объемы выброса сажи, которая оседали на белых стволах берез. Пяденицы стали выделяться своей светлой окраской. Однако, в популяциях пядениц присутствовали и те, что отличались от остальных. У них крылья были черного цвета. Различие особей по окраске, размерам, поведению и прочим признакам, притом внутри одного вида называется полиморфизмом. Естественно, черные бабочки на фоне копоти были менее заметны для птиц, чем светлые. Так количество серо-белых пядениц снижалось, стали преобладать черные пяденицы, которые приносили потомство. Таким образом, в загрязненных районах стали преобладать черные бабочки, вместо белых, которых когда-то было большинство.

3. Разрывающий, или дизруптивный отбор

В отличии от двух других форм естественного отбора, разрывающий оставляет особей не с одним значением проявления признака, а с двумя крайними. Из ряда выражения фенотипа как будто вырывается среднее значение, что и дало название этой форме.

Допустим, есть двукрылые насекомые с разной степенью развития крыльев. У одних они почти не развиты, такая группа практически не летает. Следующие имеют крылья среднего размера и качества, они способны к полету. Третьи пусть имеют крылья большего размера, чем средние. Они тоже могут летать. Представим себе, что в месте жительства трех этих компаний начинается сильный порывистый ветер. Первая группа насекомых и так не летает, она спешит спрятаться и идет пешком. У земли их не так сильно сносит. Насекомые со средним размером крыльев летят, но не справляются с порывами ветра, поэтому гибнут. Третья группа двукрылых за счет своих более крупных крыльев выдерживает порывы ветра и добирается до укрытия. Вот так вот и работает разрывающий отбор. Конечно, степеней проявления признака не всего 3, их больше, есть промежуточные, но дизруптивный отбор оставляет лишь особей с крайней степенью проявления признака.

Ксения Алексеевна | Просмотров: 6.2k