Что считают элементарной единицей эволюции

Элементарная единица эволюции

Элементарная единица эволюции

Популяция — элементарная единица эволюции

Популяция — самая мелкая из групп особей|особей, способная к эволюционному развитию, поэтому её называют элементарной единицей эволюции. Отдельно взятый организм не может являться единицей эволюции. Эволюция происходит только в группе особей|особей. Поскольку отбор идёт по фенотипам, особи данной группы должны отличаться друг от друга, т. е. группа должна быть разнокачественной. Разные фенотипы в одних и тех же условиях могут обеспечиваться разными генотипами. Генотип же каждого конкретного организма на протяжении всей жизни остаётся неизменным- Популяция благодаря большой численности особей|особей представляет собой непрерывный поток поколений и в силу мутационной изменчивости — разнородную (гетерогенную) смесь различных генотипов. Совокупность генотипов всех особей|особей популяции — генофонд — основа микроэволюционных процессов в природе.

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

Элементарная единица эволюции

Численность – это общее|общее количество особей|особей в популяции. Численность популяции зависит от темпов размножения, а также смертности, и поэтому постоянно изменяется. Для каждой популяции обычно есть верхний и нижний пределы численности. У одного и того же вида могут быть как большие|большие, так и маленькие популяции.

Плотность популяции – это количество особей|особей или их биомасса (совокупная масса живого вещества), приведённая на единицу площади или объёма. Например, 150 растений сосны|сосны на 1 гектар или 0,5 циклопа на 1 м3 воды|воды. Плотность популяции также изменяется и зависит от численности.

Пространственное распределение описывает особенности размещения особей|особей популяции на занимаемой территории. Природным популяциям свойственно три типа распределения особей|особей: случайное, равномерное и групповое.

Возрастная структура популяции отражает соотношение различных возрастных групп, а также сезонную и многолетнюю динамику этого соотношения.

В популяции обычно выделяют три возрастные категории особей|особей:

предрепродуктивная (особи, не достигшие половой|половой зрелости),

репродуктивная (особи способные к размножению),

пострепродуктивная (особи утратившие способность к размножению).

При благоприятных условиях в популяции присутствуют всё|все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильное их относительное количество. Численность особей|особей находящихся в репродуктивном периоде – очень важный показатель. Его ещё называют эффективная численность.

Половую структуру популяции определяет соотношение полов в популяциях с раздельнополыми особями. К ним относятся большинство животных и всё|все двудомные растения. Скорость размножения популяции обычно лимитируется количеством половозрелых самок.

Всё|Все описанные характеристики популяции сильно изменяются во времени. Популяции могут объединяться или разделяться, возникать или вымирать.

Изоляция популяций приводит к тому, что особи преимущественно скрещиваются внутри популяции. Это приводит к накоплению генетических различий между разными популяциями. В такой популяции генотипы организмов оказываются похожи более, чем между разными популяциями.

Совокупность генотипов всех особей|особей популяции называется генофондом.

Закрепившиеся мутации передаются внутри популяции и необязательно попадают|попадают в другие. Длительное накопление таких различий может вести|вести к видообразованию. Однако если видообразование не происходит, популяция всё равно существует в пределах системы популяций исходного вида длительное время и обеспечивает передачу накопившихся генетических изменений в ряду многих поколений.

Индивидуальные отличия отдельных индивидуумов не могут передаваться по наследству. Жизнь особи ограничена, и она может умереть, не оставив потомства.

Для передачи генетической информации требуется размножение, которое у многих организмов может происходить только в условиях популяции.

Поэтому популяция является элементарной, т. е. минимальной единицей эволюции.

Видео по теме : Элементарная единица эволюции

Элементарная единица эволюции

Популяция — элементарная единица эволюции

В ходе эволюции происходит передача наследственных свойств и признаков организмов в ряду поколений. Отдельный организм не может выступать в роли элементарной единицы эволюции. Во-первых, он существует ограниченное время (одно поколение) и не способен обеспечить продолжение рода|рода. Во-вторых, каждая особь|особь развивается на основе генотипа, полученного от родителей. Как бы ни менялся фенотип особи, её генотип в течение жизни остаётся практически неизменным. Естественный отбор может протекать только в неоднородных как по фенотипу, так и по генотипу группах. Следовательно, отдельный организм не может служить материалом для естественного отбора.

Дарвин рассматривал эволюцию на уровне вида. В то время вид считался наименьшей неделимой единицей природы. Однако по современным представлениям вид дискретен и разделяется на популяции. Значит, вид не является наименьшей неделимой единицей природы, способной к эволюции, а представляет собой этап эволюционного процесса.

Следовательно, особь|особь или вид не могут быть элементарной единицей эволюции, а её роль выполняет популяция. В природе популяция может длительно существовать, благодаря смене поколений особей|особей, различающихся по генотипам. Совокупность генотипов всех особей|особей популяции называется генофондом. Эффективность распространения в популяции каждого конкретного генотипа зависит от того, насколько сформировавшийся на его основе фенотип особи соответствует условиям её обитания. Однако условия жизни и численность популяции непостоянны во времени. Соответственно изменяется и полезность фенотипов. То, что было полезным в предыдущем поколении, может оказаться бесполезным или вредным в последующем, и наоборот. В результате одни генотипы распространяются в популяции, а другие становятся редкими и постепенно исчезают, что приводит к изменению генофонда популяции.

Не остаются постоянными и сами генотипы. Отдельные их элементы (гены) также меняются со временем. В генах возникают мутации, меняющие генотипы и фенотипы особей|особей и их потомков.

Таким образом, в популяциях постоянно изменяются генотипы особей|особей и меняется их соотношение в генофондах. Это приводит к появлению генетических различий между популяциями, которые усиливаются под действием естественного отбора при наличии барьеров между ними. Со временем генофонды популяций могут стать настолько разными, что между особями этих популяций будет невозможно скрещивание. Это значит, что популяции стали новыми видами. Образование новых видов — это результат эволюции.

Как видно, для протекания эволюционного процесса необходимо, чтобы в популяции появилось генотипическое разнообразие особей|особей и происходило изменение соотношения генотипов в генофонде, т. е. сформировался элементарный эволюционный материал. Его формирование в популяции происходит в результате действия определённых факторов — предпосылок эволюции.

Исследования в области эволюционной биологии, генетики и экологии подтвердили справедливость положений теории Дарвина и выявили ряд факторов, которые играют важную роль в процессе эволюции. Их принято разделять на предпосылки и движущие силы эволюции. Согласно современным представлениям к предпосылкам эволюции, как уже отмечалось, относятся: мутационный процесс, комбинативная изменчивость, поток генов, популяционные волны|волны (волны|волны жизни), дрейф генов, изоляция. Всё|Все предпосылки, за исключением изоляции, создают элементарный эволюционный материал. Изоляция не создаёт материал для естественного отбора, а закрепляет генетические различия между популяциями или их частями, возникшие в результате его действия.

Таким образом, предпосылки эволюции в зависимости от их роли можно разделить на две группы:

Мутационный процесс — случайный и ненаправленный процесс возникновения наследственных изменений — мутаций — под действием мутагенных факторов среды|среды. Он создаёт эволюционный материал для естественного отбора в виде изменённых генотипов (мутационная изменчивость). Частота спонтанных мутаций в отдельном гене невелика (одна мутация на 104-109 гамет одного поколения). Но поскольку одновременно мутируют многие гены, то в среднем 10-15 % гамет в поколении несут мутантные аллели.

Источник

Популяция – элементарная единица эволюции

Почему единицей эволюции не может быть особь?
Почему единицей эволюции не может являться вид?

Особенности популяции с точки зрения эволюции. Все виды состоят из популяций, а популяции – из отдельных особей. Особи имеют существенное значение в эволюции, так как естественный отбор действует именно на уровне особей, поскольку преимущества при размножении получают наиболее приспособленные к определенным условиям среды особи, а наименее приспособленные особи имеют меньше шансов для успешного размножения. Особь не является единицей эволюции, так как ее генотип остается относительно неизменным на протяжении всей ее жизни, да и сама продолжительность жизни конкретной особи крайне ограниченна.

В синтетической теории эволюции сформировалось очень важное представление о популяции как элементарной единице эволюции. Единицей эволюционного процесса является не особь и не вид в целом, а популяция. Согласно эволюционной теории, популяция – это совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которая длительно существует в определенной части занимаемого видом ареала, относительно обособленно от других совокупностей этого же вида. Популяция представляет собой не хаотическое скопление особей, а устойчивое целостное образование – надорганизменный уровень организации жизни (см. § 28).

С позиций СТЭ выделяют следующие наиболее важные особенности популяции:

Итак, популяция – это элементарная единица эволюции, поскольку в ней происходит постоянный обмен генами между составляющими ее особями с образованием новых комбинаций генов, а также обеспечивается преемственность генотипов в ряду поколений и изменение генофонда во времени. Все эти процессы происходят под действием движущих сил эволюции.

Движущие силы (факторы) эволюции. Вспомним, что Ч. Дарвин движущими силами эволюции назвал наследственную изменчивость, борьбу за существование и естественный отбор (см. § 54). В современной теории вопрос о движущих силах эволюции получил дальнейшее развитие, их определяют как факторы, способные изменить генофонд популяции.

К движущим силам эволюции, согласно СТЭ, относят мутационный процесс, популяционные волны, дрейф генов, изоляцию и естественный отбор. Все они, за исключением естественного отбора, действуют случайно, не направленно.

Мутационный процесс. Мутации происходят в природе постоянно. В обычных условиях частота возникновения мутаций в среднем очень невысокая. Каждый ген изменяется один раз на 100 тыс. поколений, или в каждом поколении всего лишь у одной особи из 100 тыс. особей возникает мутация. Однако при наличии большого числа генов в организме мутации оказывают значительное влияние на генофонд популяции. Мутагены, такие, как радиоактивное и ультрафиолетовое излучения, некоторые химические вещества и другие факторы, повышают темп возникновения мутаций.

Известно, что большинство мутаций вредны для организма. Следует, однако, иметь в виду, что мутации, вредные в одних условиях, могут оказаться полезными в изменившихся условиях.

Большинство мутаций рецессивные. Доминантные мутации возникают гораздо реже, но если они находятся даже в гетерозиготном состоянии, то проявляются в фенотипах особей уже в первом поколении и попадают под действие естественного отбора. Рецессивные мутации проявляются в фенотипе особей только в гомозиготном состоянии. Рецессивная мутация, прежде чем она проявится в фенотипе гомозигот, должна накопиться у большого количества особей данной популяции.

Популяционные волны («волны жизни»). Все популяции в той или иной степени подвержены периодическим или непериодическим колебаниям численности входящих в них особей. Эти колебания численности популяций называют популяционными волнами или волнами жизни. В большинстве случаев популяционные волны проявляются в виде резко выраженных пиков численности, которые сменяются ее спадами (рис. 81).
Рис. 81. Популяционные волны — колебания численности популяций
К периодическим популяционным волнам относится, например, сезонное изменение численности популяций многих видов насекомых. Обычно численность весенних популяций у них в тысячи раз больше осенних. Причинами непериодических колебаний численности могут быть природные катастрофы (засуха, наводнение, пожар и др.), увеличение кормовых ресурсов, ослабление пресса хищников на популяции жертв и др.

Популяционные волны могут оказывать значительное влияние на интенсивность и направление естественного отбора.

Дрейф генов. Особую роль в эволюции играют популяционные волны, приводящие к значительному спаду численности популяции, когда от многочисленной ранее популяции может остаться только ее небольшая часть. Затем эта небольшая группа оставшихся особей определит генетическую структуру популяции на подъеме ее численности.

В итоге популяционные волны могут вызвать дрейф генов – случайное изменение частот разных аллелей в малочисленной популяции. При малой численности особей в популяции возникают н накапливаются случайные отклонения от исходной частоты взлелей. Например, в популяции, насчитывающей только 25 особей, уже к 40-му поколению частота аллеля A может достигнуть 100%, в то время как аллель a окажется полностью утраченным популяцией.

Таким образом, в результате дрейфа генов может возрасти гомозиготность популяции, резко повыситься частота встречаемости редких до этого аллелей, а часть других аллелей может и вовсе исчезнуть. Дрейф генов имеет многофакторный характер, так как он обусловлен и мутациями, и популяционными волнами, и изоляцией.
Мутационный процесс, популяционные волны даже при совместном действии не могут обеспечить протекания эволюционного процесса. Для этого нужны факторы с более длительным по времени действием. Одним из них может быть изоляция.

Изоляция. Это возникновение любых барьеров, разграничивающих группы особей внутри одного вида и препятствующих свободному скрещиванию. Различают изоляцию географическую и биологическую (репродуктивную).

Географическая изоляция может создаваться пространственными барьерами, такими как водные преграды для сухопутных видов, участки суши для обитателей водной среды; возвышенности для равнинных популяций или равнины, разграничивающие горные популяции. Изоляция расстоянием особенно существенна для малоподвижных видов. Например, популяции наземных моллюсков, удаленные друг от друга на 200 – 400 м, надежно изолированы в связи с ограниченной подвижностью особей.

Географическая изоляция создается прежде всего расстоянием. Иногда она приобретает крупномасштабный характер и проявляется в разрывах видового ареала. Пространственная изоляция, проявляющаяся в любой степени, может снижать вероятность скрещиваний между особями, относящимися к частично изолированным популяциям.

В настоящее время изоляция расстоянием может возникать в результате антропогенной деятельности. Так, еще в начале XX в. ареал соболя, ценного пушного зверька, был сплошным и занимал значительную часть Евразии. Но уже в 30-е годы в связи с перепромыслом этого зверька его ареал приобрел мозаичную структуру, распавшись на отдельные участки, иногда значительно удаленные друг от друга (рис. 82). Охрана и воспроизводство соболя уже к 70-м годам XX в. позволили расширить его ареал.
Рис. 82. Пространственная структура ареала соболя Биологическая (репродуктивная) изоляция ограничивает или устраняет скрещивание между особями популяций, проживающих на одной территории. Даже при обитании на одной и той же территории внутри популяции могут возникать обособленные группы особей, различающиеся по сезонным циклам половой активности (например, одни особи размножаются в начале лета, другие – в конце лета), по поведению в брачный период, по строению копулятивных органов. Изоляция по причине расхождения сроков размножения характерна для рыб. Например, атлантическая сельдь образует несколько рас с общим ареалом, но с различными сроками нереста (весенне-нерестующие и летне-нерестующие).

Биологическая изоляция может быть связана с жизнью популяций а различных местах обитания, что приводит к ограничению свободного скрещивания между особями. В качестве примера можно назвать разобщенность лесных и парковых групп черного дрозда.

Любая изоляция, географическая или биологическая, нарушает свободное скрещивание, закрепляет генотипические различия между изолированными популяциями. Однако изоляция как эволюционный Фактор не создает новых генотипов. Она лишь усиливает генетические различия между группами особей. Действие изоляции – обязательное условие образования новых видов.

Все вышеназванные движущие силы эволюции действуют случайно, не направленно. Они приводят к случайным изменениям генофонда популяции. Единственная направленная движущая сила эволюции – естественный отбор, который благоприятствует выживанию не случайных, а более приспособленных особей, сохраняя их генотипы.

Вопросы и задания

Источник

Описание популяции как элементарной единицы эволюции

Все живые организмы населяют определенные территории. В процессе их индивидуального развития формируются системы взаимосвязей между живыми организмами, между организмами и средой. Последствием этих взаимосвязей зачастую является увеличение или уменьшение числа особей на единице занимаемой ими территории.

Процессы, протекающие внутри особей, были тщательно изучены биологами. Ученые пришли к выводу о том, что следует обратить особое внимание на процесс эволюции и ее элементарную единицу — популяцию.

Популяция как элементарная единица эволюции

Процесс эволюции длится тысячи и миллионы лет, и потому он не способен затронуть особь в отдельности. В каждом организме протекают онтогенетические изменения, но эволюционный процесс не происходит на уровне одного организма, поскольку генетический материал особи остается неизменным.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Элементарная единица эволюции должна удовлетворять следующим требованиям:

Отдельно взятый организм не соответствует этим требованиям. Точно так же эти условия не удовлетворяет вид в целом, потому как он не существует в пространстве как единое целое. Это объясняется тем, что особи определенного вида распределены неравномерно: они могут образовывать разобщенные группы, а плотность их заселения может отличаться в различных частях мест обитания.

Справедливо утверждение, что всем вышеприведенным условиям полностью отвечает популяция. Она реально существует в природе, представляет некое единое целое во времени и пространстве и способна наследственно изменяться во времени. Популяция и является элементарной единицей эволюции.

Специфическая совокупность особей, принадлежащих одному виду, которой свойственно наличие общего генофонда и общая территория называется популяцией.

При этом, согласно определению, отдельно взятый организм не может являться единицей эволюции, так как она происходит только в группе особей.

Механизмы действия факторов в популяции

Факторы внешней среды оказывают влияние только на внешние признаки организма – фенотип, поскольку генотип – это лишь записанная определенным образом в молекулах ДНК наследственная информация. Эта информация может не проявляться фенотипически, но при этом образовывать резерв наследственной изменчивости.

Проявление этих признаков в фенотипе зависит от частоты встречаемости аллелей, несущих данные мутации. Чем шире они распространяются, тем выше вероятность того, что они проявятся в фенотипе на определенном этапе развития.

В зависимости от соответствия проявившихся признаков условиям внешней среды, особи-носители этих признаков либо погибают, либо дают потомство, способное к размножению. В результате развития второго сценария возможно вытеснение старого признака новым вместе с носителями этого признака.

Наблюдения подтвердили, что благодаря перераспределению частот встречаемости отдельных генов увеличивается адаптивная способность популяций к постоянно изменяющимся условиям среды обитания.

Элементарные факторы эволюции

Тем не менее есть вероятность возникновения факторов, способных препятствовать свободному скрещиванию особей. Этот процесс биологии называют изоляцией.

Между изолированными друг от друга популяциями перестает проходить обмен генетической информацией, вследствие чего отличия генофондов популяций увеличиваются и укрепляются. Поэтому со временем они превращаются в разные виды.

Различают основные виды изоляции:

Еще один фактор эволюции – мутационный процесс.

Мутации – скачкообразные и устойчивые изменения признаков, которые передаются по наследству. Они приводят к появлению новых генов, поскольку в результате этого процесса возможен переход гена из одного состояния в другое, или его изменение.

Мутационный процесс является поставщиком элементарного эволюционного материала для естественного отбора.

Также источником материала для естественного отбора является комбинативная изменчивость. Это образование новых комбинаций из существующих генов. Комбинативная изменчивость создает фенотипическое разнообразие особей в популяции.

При значительном сокращении численности популяции (к примеру, из-за наводнения или уменьшения пищевых ресурсов) остаются в живых особи с редкими генотипами. Среди небольших популяций случайные события могут повлечь за собой изменения частот некоторых аллелей.

Процесс случайного ненаправленного изменения частот аллелей и генотипов в популяциях получил название дрейф генов. Согласно теории, одной из главных причин дрейфа генов являются волны жизни.

Классификация популяционных волн

Волны жизни — это периодические и непериодические колебания численности популяции.

Они характерны для всех без исключения видов живых организмов. Постоянные изменения условий существования являются причиной того, что число доживающих до взрослого состояния особей всегда разное.

Рассмотрим примеры различных популяционных волн.

Ни один из вышеназванных процессов не может единолично обеспечить протекание эволюционного процесса в биосфере. Для этого и популяционные волны, и изоляция, и мутация, и дрейф генов должны действовать в одном направлении.

Популяция является элементарной единицей эволюции потому, что она в процессе эволюции выступает как генетическое, репродуктивное и экологическое единство.

Источник

Вид, его критерии. Популяция – структурная единица вида и элементарная единица эволюции. Микроэволюция. Образование новых видов. Способы видообразования. Сохранение многообразия видов как основа устойчивости биосферы

Содержание:

Создатель классификации растений и животных К. Линней выделил биологический вид в качестве единицы систематики. Естествоиспытатель считал сходство морфологических признаков, их способность свободно скрещиваться между собой ведущими критериями для отнесения живых организмов к одному виду. Линней был уверен в неизменности видов.

Учение о наименьших группах организмов, обладающих близким родством, развивали Ж. Б. Ламарк, Ч. Дарвин. Исследователи выяснили, что виды не существуют в природе вечно, а возникают, проходят путь развития и исчезают. Также, развитие науки позволило установить различия в химическом и генетическом составе, метаболизме.

Вид, его критерии

Видом называют группу особей с наследственным сходством признаков (Рис. 1). Для них характерна возможность скрещивания между собой. Появившееся потомство тоже плодовито. Особи одного вида обитают в определенной географической области, которую называют ареалом.

Нередко, особи приобретают устойчивые отличия от представителей других частей того же вида. Это происходит под воздействием условий внешней среды и других факторов. Возникают географические и экологические обособленные части вида — подвиды.

Не следует путать подвиды с появлением разной окраски и неодинаковыми размерами тела самцов и самок одного и того же биологического вида. Различия во втором случае обусловлены половым диморфизмом (Рис. 2).

Критерии вида, разработанные биологами, надо рассматривать в комплексе (Табл. 1).

Критерии вида

Название

Описание

Проявляется в сходстве внешнего вида и анатомического строения особей одного вида. Часто у близкородственных видов появляются похожие морфологические черты, поэтому одного критерия недостаточно для определения.

Наблюдается сходство в протекании процессов жизнедеятельности у особей, принадлежащих к одному виду. Близкородственные виды настолько похожи в плане физиологии, что могут скрещиваться и давать потомство.

Химический состав клеток и тканей, процессов жизнедеятельности сходны у особей одного вида. Тождественность белков позволяет идентифицировать виды даже на молекулярном уровне.

Существует генетически обусловленное сходство поведения (инстинктов) представителей одного вида животных. По словам К. Лоренца, «этология — это морфология поведения животного».

Возникает приспособление особей одного вида к определенному питанию, похожим условиям обитания. Поэтому они занимают одни и те же экологические ниши и экосистемы.

Популяции обычно приурочены к ареалу. Однако границы этих природных участков у разных видов могут совпадать. Встречаются живые существа-космополиты, обитающие на огромных пространствах. Таким образом, и географический критерий не способен стать единственным «маркером» для идентификации вида.

Гигантский борщевик встречается в разных природных зонах на больших территориях. Такие растения космополиты угрожают существованию других видов, наносят экологический и экономический ущерб (Рис. 3).

Амброзия полыннолистная — злостный сорняк. Пыльца растения вызывает аллергию у людей. Ареал обитания амброзии за последние десятилетия значительно расширился.

Главным критерием вида считается генетический. Принадлежащие к одному виду особи обладают одинаковым кариотипом (набором хромосом), нуклеотидным составом ДНК. Между ними возможно скрещивание. Появившееся потомство обладает плодовитостью.

Обеспечивает «чистоту» видов репродуктивная изоляция. Так называют невозможность появления потомства при скрещивании особей разных видов. Либо дочерние организмы не плодовиты. Устойчивость видов, как генетических единиц, постоянно сохраняется и поддерживается биологическое разнообразие (Рис. 4).

Полностью идентичные особи в природе не встречаются. Например, в одной популяции божьих коровок в окраске крыльев преобладает красный цвет, в других — черный. Один этот признак — не решающий в вопросе принадлежности насекомых к виду Coccinella septempunctata. Важен весь комплекс признаков.

Популяция – структурная единица вида и элементарная единица эволюции

Биологический вид — целостная система, устойчивая при сохранении местообитания, условий среды. Особи одного вида неравномерно размещены по территории. В одних местах более распространены, в других не могут жить.

Популяция — совокупность совместно обитающих особей одного вида. Устойчивое во времени образование может исчезнуть в случае природных катастроф или в результате хищнического истребления. Две разнополые особи — минимальная популяция. Однако такое образование неустойчиво из-за недостаточного разнообразия генофонда.

Связи между организмами в пределах одной популяции:

Организмы в одной популяции бывают полностью изолированными. Так происходит при наличии географических преград (горных цепей, рек, озер). Неизолированные организмы обитают на однородной территории (Рис. 5). Изоляция бывает не только пространственной, но и физиологической, репродуктивной, экологической.

Экологическая характеристика популяций включает 5 признаков:

Живые организмы в популяциях ведут одиночное или групповое существование. Совместное проживание дает возможность лучше защищаться от врагов, размножаться, обучать молодняк. Группы животных называют стаями, колониями, табунами.

Одни популяции относятся к оседлым. Для них характерно длительное проживание на одной и той же территории. Кочевые популяции перемещаются в поисках корма, во время зимовки. Мигрирующие сменяют местообитания по одним и тем же маршрутам. Птицы летят на зимовку в теплые регионы и возвращаются к гнездам.

Численность и плотность популяции изменяются постоянно. Чаще всего так происходит под влиянием условий среды (бескормицы или обилия пищи, инфекций). Резкие колебания численности особей одной популяции происходят при воздействии одного или группы факторов. Подобное явление русский ученый С. С. Четвериков назвал популяционными волнами (Табл. 2).

«Волны жизни»

Виды

Причины

Особенности жизненных циклов, сезонные изменения климатических факторов.

Нехватка корма, засуха, очень низкие температуры воздуха и почвы, стихийные бедствия.

Обмен генетическим материалом между особями одной популяции происходит намного чаще, чем между представителями разных популяций. Популяционные волны способны привести к резкому изменению генофонда.

Микроэволюция

В популяциях одного вида происходят эволюционные процессы, ведущие к его изменению (Табл. 3.). Возникают подвиды и, в конечном счете, новые виды. Поэтому, популяция считается элементарной эволюционной единицей. Для реализации ее потенциала необходимы определенные условия.

Элементарные эволюционные факторы

Особенности действия

Разновидности и вызываемые явления

Ненаправленный характер

Направленный характер

Микроэволюция начинается с естественного отбора, мутаций и дивергенций (расхождением признаков) — источников генетического материала. Рецессивные мутации образуют резерв наследственной изменчивости. Они тоже могут фенотипически проявиться в изменившихся условиях существования и попасть под действие естественного отбора.

Происходит образование новых популяций, отличающихся от исходных морфологически и генетически. Географическая и репродуктивная изоляция между старыми и новыми популяциями в итоге приводит к возникновению новых видов.

Классический пример описан еще Ч. Дарвином. Вьюрки с Галапагосского архипелага отличаются от обитающих на материке. Различия в характере пищи и удаленность островов сначала определили появление расхождений в строении клювов. Постепенно популяции разделились. В дальнейшем возникли самостоятельные виды.

Микроэволюция не прерывается. Каждый новый вид — это промежуточный результат. Исчезнувшие виды вновь на Земле не появляются. Этот факт доказывает необратимость эволюции.

В более длительные исторические периоды близкородственные виды объединяются в роды и более крупные группы — семейства, отряды, классы. Надвидовые процессы называют макроэволюцией.

Образование новых видов

Согласно теории Ч. Дарвина, процесс видообразования начинается с расселения особей одного вида. Возникают новые популяции, обостряется внутривидовая борьба за существование, начинают действовать механизмы естественного отбора. По современным представлениям, образование подвидов и видов не всегда обусловлено борьбой за существование.

В различных популяциях вида возникают неодинаковые приспособительные изменения к различным условиям существования. Наблюдается дивергенция — расхождение признаков и свойств организмов. Различия накапливаются на генетическом уровне. Только при невозможности скрещивания с образованием плодовитого потомства популяции становятся отдельными видами.

Способы видообразования

Различают аллопатрическое или географическое видообразование. В результате расселения особей в новых условиях существования происходит обособление видов (Схема 1).

Второе направление — экологическое видообразование. Особи приспосабливаются к разным условиям существования в пределах одного и того же ареала (Схема 2).

Биологическая изоляция выражается в появлении различий в наборе генов, изменении числа хромосом. Утрачивается способность особей внутри ареала к скрещиванию. Если даже она сохраняется, то потомство уже не обладает плодовитостью.

Сохранение многообразия видов как основа устойчивости биосферы

Жизнь на Земле разнообразна (Рис. 6). В настоящее время зарегистрировано более 1,4 миллиона различных видов живых существ. По разным оценкам, общее число видов на планете может достигать 8–100 млн. Наиболее богатыми в плане видового разнообразия считаются тропические леса. Именно здесь обитает максимальное количество видов, в том числе неизвестных науке.

Все причины угасания, гибели видов в прошлом и сейчас до сих пор неизвестны. Основными факторами этого процесса в далекие геологические эпохи были разломы земной коры, вулканизм, горообразование, резкие изменения климата.

Исчезновение видов обусловлено не только физическим уничтожением растений и животных. Большой урон видовому разнообразию наносят стихийные бедствия (пожары, наводнения, извержения вулканов). Одной из причин исчезновения значительного числа видов является деятельность человека (распашка земель, вырубка лесов, осушение болот, строительство).

Нарушение мест обитания ведет к сокращению численности, вымиранию растений и животных. Процесс начался вместе с появлением человеческого общества и приобрел наибольший размах в последние столетия. Более уязвимыми оказались виды, приспособленные к одному местообитанию, одному виду пищи (амурский тигр, панда, коала). Как подсчитали ученые, в XXI веке мир теряет в течение часа 10 видов.

Международный организация союз охраны природы (МСОП) собирает и обрабатывает информацию о редких и находящихся под угрозой исчезновения видах растений и животных. В 1966 году собранные МСОП сведения вошли в первое издание «Красной книги». Спасение одних видов уже невозможно без проведения специальных природоохранных мероприятий. Например, такие меры требуются для сохранения амурского тигра, красивоцветущего венерина башмачка (Рис. 7).

Изданы национальные (государственные) и региональные (областные, краевые) варианты «Красной книги». В России редкими и исчезающими признаны более 600 видов растений, более 240 видов животных. Популяции некоторых восстановлены (зубр, европейский бобр).

Сохранение видового многообразия подразумевает охрану редких видов, запрет на их уничтожение, создание искусственной среды (зоопарков), генетических банков. Сохранению местообитаний в значительной мере способствует организация ботанических садов, заказников, заповедников, национальных парков. Различия между ними заключаются в степени разрешенного вмешательства в природную среду, запрещенных видах деятельности человека на охраняемых территориях.

Биоразнообразие необходимо сберечь во имя настоящих и будущих поколений.

Источник