Πώς κατευθύνει η φυσική επιλογή. Έννοιες της φυσικής επιλογής

ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ- η κύρια εξελικτική διαδικασία, ως αποτέλεσμα της οποίας ο αριθμός των ατόμων με τη μέγιστη φυσική κατάσταση (τα πιο ευνοϊκά χαρακτηριστικά) αυξάνεται στον πληθυσμό, ενώ ο αριθμός των ατόμων με δυσμενή χαρακτηριστικά μειώνεται.

Η φυσική επιλογή είναι ένας κατευθυντικός παράγοντας στην εξελικτική διαδικασία, κινητήρια δύναμηεξέλιξη.

Η κατεύθυνση της φυσικής επιλογής ονομάζεται διάνυσμα επιλογής.

Υπάρχουν πολλές προσεγγίσεις για τον ορισμό της έννοιας της «φυσικής επιλογής».

Από την άποψη της κλασικής συνθετικής θεωρίας της εξέλιξης:

Η φυσική επιλογή είναι ένα σύνολο βιολογικών διεργασιών που διασφαλίζουν τη διαφοροποιημένη αναπαραγωγή γενετικών πληροφοριών στους πληθυσμούς.

Αποτελέσματα φυσικής επιλογής:

1. Διατήρηση της γενετικής δομής του πληθυσμού

2. Αλλαγή στη γενετική δομή του πληθυσμού

3. Η εμφάνιση νέων παραλλαγών προϋπαρχόντων χαρακτηριστικών

4. Η εμφάνιση θεμελιωδώς νέων χαρακτηριστικών

5. Σχηματισμός νέων ειδών

6. Προοδευτική φύση της βιολογικής εξέλιξης.

Στη διαδικασία της φυσικής επιλογής, σταθεροποιούνται μεταλλάξεις που αυξάνουν την ικανότητα των οργανισμών. Η φυσική επιλογή αναφέρεται συχνά ως ένας «αυτονόητος» μηχανισμός επειδή προκύπτει από απλά γεγονότα όπως:

1. Οι οργανισμοί παράγουν περισσότερους απογόνους από αυτούς που μπορούν να επιβιώσουν.

2. Υπάρχουν κληρονομιές στον πληθυσμό αυτών των οργανισμών. Μεταβλητότητα;

3. Οι οργανισμοί με διαφορετικά γενετικά χαρακτηριστικά έχουν διαφορετικά ποσοστά επιβίωσης και ικανότητα αναπαραγωγής.

Τέτοιες συνθήκες δημιουργούν ανταγωνισμό μεταξύ των οργανισμών για επιβίωση και αναπαραγωγή και αποτελούν τις ελάχιστες απαραίτητες προϋποθέσεις για την εξέλιξη μέσω της φυσικής επιλογής. Έτσι, οργανισμοί με κληρονομικά γνωρίσματα που τους δίνουν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα, είναι πιο πιθανό να τα μεταδώσουν στους απογόνους τους παρά οργανισμοί με κληρονομικά χαρακτηριστικά που δεν έχουν αυτό το πλεονέκτημα.

Κεντρική έννοιαη έννοια της φυσικής επιλογής - προσαρμογή των οργανισμών. Η φυσική κατάσταση ορίζεται ως η ικανότητα ενός οργανισμού να επιβιώνει και να αναπαράγεται, η οποία καθορίζει το μέγεθος της γενετικής συνεισφοράς του στην επόμενη γενιά. Ωστόσο, το κύριο πράγμα για τον προσδιορισμό της φυσικής κατάστασης δεν είναι ο συνολικός αριθμός των απογόνων, αλλά ο αριθμός των απογόνων με έναν δεδομένο γονότυπο ( σχετική φυσική κατάσταση). Για παράδειγμα, εάν οι απόγονοι ενός επιτυχημένου και ταχέως αναπαραγωγικού οργανισμού είναι αδύναμοι και δεν αναπαράγονται καλά, τότε η γενετική συνεισφορά και, κατά συνέπεια, η ικανότητα αυτού του οργανισμού θα είναι χαμηλή.

28 . Μηχανισμοί απομόνωσης μεταξύ των ειδών
Η έννοια του βιολογικού είδους συνεπάγεται την ύπαρξη διαειδικής αναπαραγωγικής απομόνωσης - δηλαδή τέτοιας απομόνωσης που εμποδίζει τη διασταύρωση ατόμων που ανήκουν σε διαφορετικά είδη. Η αναπαραγωγική απομόνωση διασφαλίζει όχι μόνο τη συνύπαρξη πολλών στενά συγγενών ειδών, αλλά και την εξελικτική τους ανεξαρτησία.

Διάκριση μεταξύ πρωτογενούς και δευτερεύουσας μόνωσης. Η πρωτογενής απομόνωση λαμβάνει χώρα χωρίς τη συμμετοχή της φυσικής επιλογής. αυτή η μορφή απομόνωσης είναι τυχαία και απρόβλεπτη. Η δευτερογενής απομόνωση προκύπτει υπό την επίδραση ενός συμπλέγματος στοιχειωδών εξελικτικών παραγόντων. αυτή η μορφή απομόνωσης εμφανίζεται φυσικά και είναι προβλέψιμη.

Η πιο απλή μορφήη απομόνωση μεταξύ των ειδών είναι χωρική, ή γεωγραφικόςμόνωση. Τα είδη δεν μπορούν να διασταυρωθούν επειδή οι πληθυσμοί ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙχωρικά απομονωμένα μεταξύ τους. Ανάλογα με το βαθμό χωρικής απομόνωσης διακρίνονται οι αλλοπατρικοί, οι παρακείμενοι-συμπατρικοί και οι βιο-συμπατρικοί πληθυσμοί.

Οι βιοσυμπατρικοί πληθυσμοί μπορούν να διασταυρωθούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν μεσοειδικά υβρίδια. Στη συνέχεια, όμως, λόγω του συνεχούς σχηματισμού υβριδίων και των αναδρομικών διασταυρώσεων τους με τις μητρικές μορφές, τα καθαρά είδη πρέπει αργά ή γρήγορα να εξαφανιστούν εντελώς. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, αυτό δεν συμβαίνει, γεγονός που υποδηλώνει την ύπαρξη διάφορων μηχανισμών που αποτρέπουν αποτελεσματικά τον ενδοειδικό υβριδισμό σε φυσικές συνθήκες, που σχηματίστηκαν με τη συμμετοχή συγκεκριμένων μορφών φυσικής επιλογής, γνωστών ως «διαδικασίες Wallace». (Γι' αυτό οι οικολογικογεωγραφικές διασταυρώσεις μεταξύ ειδών που δεν έρχονται σε επαφή σε φυσικές συνθήκες είναι πιο επιτυχημένες.)

Συνήθως διακρίνονται τρεις ομάδες απομονωτικών μηχανισμών: προ-συσσωρευτικοί, προζυγωτικοί και μεταζυγωτικοί. Ταυτόχρονα, οι προζυγωτικοί και μεταζυγωτικοί μηχανισμοί απομόνωσης συνδυάζονται συχνά με τη γενική ονομασία «μετα-συζυγικοί μηχανισμοί».

Διάκριση ίχνους. μηχανισμοί διαειδικής αναπαραγωγικής απομόνωσης: 1. Μηχανισμοί προσυνδυασμού - αποτρέπουν τη σύζευξη (ζευγάρωμα σε ζώα ή επικονίαση στα φυτά). Σε αυτή την περίπτωση, δεν εξαλείφονται ούτε οι πατρικοί ούτε οι μητρικοί γαμέτες (και τα αντίστοιχα γονίδια). 2. Πρεζυγωτικοί μηχανισμοί - αποτρέπουν τη γονιμοποίηση. Σε αυτή την περίπτωση, συμβαίνει η εξάλειψη των πατρικών γαμετών (γονιδίων), αλλά οι μητρικοί γαμέτες (γονίδια) διατηρούνται. Η πρεζυγωτική απομόνωση μπορεί να είναι είτε πρωτογενής είτε δευτερογενής. 3. Μεταζυγωτικοί μηχανισμοί - αποτρέπουν τη μεταφορά γονιδίων των γονικών ειδών στις επόμενες γενιές μέσω υβριδίων.

29 . βιολογική ποικιλία. Επίπεδα ενδοειδικής βιοποικιλότητας
Η βιολογική ποικιλότητα - η ύπαρξη πολυάριθμων ειδών φυτών και ζώων - είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την επιβίωση του ανθρώπου. Η Σύμβαση των Ηνωμένων Εθνών για τη Βιοποικιλότητα (1992), στην οποία έχουν προσχωρήσει 190 χώρες, στοχεύει στην προστασία και τη διατήρηση διαφόρων ζωικών και φυτικών ειδών και των οικοτόπων τους. Η Σύμβαση υποχρεώνει τα κράτη να διατηρούν τη βιοποικιλότητα, να τη διασφαλίζουν βιώσιμη ανάπτυξηκαι προβλέπει δίκαιη και δίκαιη κατανομή των οφελών που προκύπτουν από τη χρήση γενετικών πόρων. Το Πρωτόκολλο της Καρθαγένης

Το οποίο τέθηκε σε ισχύ το 2003, με στόχο τη διασφάλιση της ασφαλούς χρήσης γενετικά τροποποιημένων οργανισμών, έχει πλέον υπογραφεί από 143 χώρες. Η βιοποικιλότητα αναφέρεται σε όλους "τους πολλούς διαφορετικούς ζωντανούς οργανισμούς, τη μεταβλητότητα μεταξύ τους και τα οικολογικά συμπλέγματα στα οποία αποτελούν μέρος, η οποία περιλαμβάνει την ποικιλότητα εντός των ειδών, μεταξύ ειδών και οικοσυστημάτων". Ταυτόχρονα, θα πρέπει να γίνει διάκριση μεταξύ της παγκόσμιας και της τοπικής ποικιλομορφίας. Η βιοποικιλότητα είναι ένας από τους σημαντικότερους βιολογικούς πόρους ( βιολογικού πόρουθεωρείται "γενετικό υλικό, οργανισμοί ή μέρη αυτού, ή οικοσυστήματα που χρησιμοποιούνται ή δυνητικά χρήσιμα για την ανθρωπότητα, συμπεριλαμβανομένης της φυσικής ισορροπίας εντός και μεταξύ των οικοσυστημάτων").

Υπάρχουν οι ακόλουθοι τύποι βιολογικής ποικιλότητας: άλφα, βήτα, γάμμα και γενετική ποικιλότητα. Η α-ποικιλομορφία νοείται ως ποικιλότητα ειδών, η β-ποικιλότητα είναι η ποικιλομορφία των κοινοτήτων σε ορισμένη επικράτεια; Η γ-ποικιλομορφία είναι ένας αναπόσπαστος δείκτης που περιλαμβάνει την α- και β-ποικιλομορφία. Ωστόσο, αυτοί οι τύποι βιοποικιλότητας βασίζονται στη γενετική (ενδοειδική, ενδοπληθυσμιακή) ποικιλότητα.

Η παρουσία δύο ή περισσότερων αλληλόμορφων (και, κατά συνέπεια, γονότυπων) σε έναν πληθυσμό ονομάζεται γενετικός πολυμορφισμός. Είναι υπό όρους αποδεκτό ότι η συχνότητα του σπανιότερου αλληλόμορφου στον πολυμορφισμό πρέπει να είναι τουλάχιστον 1% (0,01). Η ύπαρξη γενετικού πολυμορφισμού αποτελεί προϋπόθεση για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας.

Οι ιδέες για την ανάγκη διατήρησης του γενετικού πολυμορφισμού σε φυσικούς πληθυσμούς διατυπώθηκαν ήδη από τη δεκαετία του 1920. εκλεκτοί συμπατριώτες μας. Ο Νικολάι Ιβάνοβιτς Βαβίλοφ δημιούργησε το δόγμα του αρχικού υλικού, τεκμηρίωσε την ανάγκη δημιουργίας αποθετηρίων της παγκόσμιας γονιδιακής δεξαμενής καλλιεργούμενων φυτών. Ο Alexander Sergeevich Serebrovsky δημιούργησε το ίδιο το δόγμα της γονιδιακής δεξαμενής. Η έννοια του «γενοταμείου» περιλάμβανε τη γενετική ποικιλότητα ενός είδους που αναπτύχθηκε κατά την εξέλιξη ή την επιλογή του και παρείχε τις προσαρμοστικές και παραγωγικές του ικανότητες. Ο Sergei Sergeevich Chetverikov έθεσε τα θεμέλια για το δόγμα και τις μεθόδους για την αξιολόγηση της γενετικής ετερογένειας των πληθυσμών άγρια είδηφυτά και ζώα.

30. Προβλήματα διατήρησης του πολυμορφισμού των ειδών σε διάφορα στάδια ειδογένεσης
Η τυχαία στερέωση αρχικά σπάνιων επιλεκτικά ουδέτερων αλληλόμορφων είναι δυνατή ως αποτέλεσμα γονιδιακής μετατόπισης μόνο σε πολύ μικρούς πληθυσμούς. Ωστόσο, επιλεκτικά ουδέτερα αλληλόμορφα άλλων γονιδίων σταθεροποιούνται τυχαία σε τέτοιους πληθυσμούς, γεγονός που θα πρέπει να μειώσει σημαντικά το επίπεδο γενετικού πολυμορφισμού. Έχει διαπιστωθεί ότι οι παγετώνες είχαν σημαντική επίδραση στη δομή του πληθυσμού ορισμένων ειδών ψαριών, όπως ο σολομός του Ειρηνικού. στις περισσότερες περιπτώσεις ο πληθυσμός σύγχρονα είδηχαρακτηρίζεται υψηλό επίπεδογενετικός πολυμορφισμός. Οι πραγματικοί μηχανισμοί σχηματισμού της απομόνωσης μετά τη σύζευξη είναι πολύ πιο περίπλοκοι από αυτούς που εξετάστηκαν παραπάνω.

Σύμφωνα με το επίπεδο ενδοειδικής ποικιλότητας, μπορούν να διακριθούν δύο ακραίες ομάδες ειδών: με υψηλό και χαμηλό επίπεδο ενδοειδικού πολυμορφισμού. Η πρώτη ομάδα είναι πολυτυπικά είδη ευρυβίωνα με ευρύ φάσμα και σύνθετη ενδοειδική δομή, με υψηλό επίπεδο ενδοπληθυσμού και διαπληθυσμιακής μεταβλητότητας. Η δεύτερη ομάδα είναι ενδημικά με χαμηλό επίπεδο μεταβλητότητας. Προφανώς, η πρώτη ομάδα ειδών έχει υψηλό εξελικτικό δυναμικό. μπορεί να δημιουργήσει πολλά νέα είδη (και αργότερα taxa υψηλότερης κατάταξης). Η δεύτερη ομάδα χαρακτηρίζεται από χαμηλό εξελικτικό δυναμικό. η πιθανότητα να δημιουργήσει νέα είδη (και ακόμη περισσότερα taxa υψηλότερης κατάταξης) είναι πολύ μικρότερη.

31. Η βιολογική πρόοδος και τα κριτήριά της. βιολογική σταθεροποίηση. Βιολογική παλινδρόμηση και τα αίτια της.
Η βιολογική πρόοδος χαρακτηρίζει μεμονωμένες ομάδες οργανισμών σε ορισμένα στάδια ανάπτυξης οργανικός κόσμος.

Κριτήρια βιολογικής προόδου:

1. Αύξηση του αριθμού των ατόμων της υπό εξέταση ομάδας.

2. Επέκταση της γκάμας.

3. Εντατική μορφή και ειδοποίηση.

Ως αποτέλεσμα, παρατηρείται εισέρχονται σε μια νέα προσαρμοστική ζώνη με επακόλουθη προσαρμοστική ακτινοβολία, δηλαδή διανομή σε διάφορες συνθήκεςένας βιότοπος. Επί του παρόντος, σε κατάσταση βιολογικής προόδου, βρίσκονται αγγειόσπερμα, έντομα, πτηνά και θηλαστικά.

Υπάρχουν τρεις κύριοι τρόποι για να επιτευχθεί βιολογική πρόοδος: η αρογένεση, η αλλογένεση και η καταγένεση, που φυσικά αντικαθιστούν ο ένας τον άλλον.

Αρογένεση- διαδικασία ανύψωσης γενικού επιπέδουοργανώσεις.

Κριτήρια αρογένεσης (μορφοφυσιολογική πρόοδος):

ΕΝΑ) συστήματος– βελτίωση των συστημάτων ομοιόστασης και ομοιόστασης.

σι) ενέργεια– αύξηση της αποτελεσματικότητας. οργανισμός, σε μια συγκεκριμένη περίπτωση - αύξηση του επιπέδου του μεταβολισμού (πουλιά, θηλαστικά).

V) ενημερωτική- αύξηση της ποσότητας πληροφοριών: γενετική (αύξηση της ποσότητας DNA στο κύτταρο) και επιγενετική (μνήμη, μάθηση).

Η συνέπεια της προόδου είναι γενική βιολογική πρόοδος σχετίζεται με την είσοδο σε μια νέα προσαρμοστική ζώνη.

Οι αρωματοποιίες είναι μεγάλες προπροσαρμογή, που παρέχουν εκ των προτέρων στους οργανισμούς την ευκαιρία να ζήσουν σε νέες συνθήκες. Λόγω αρωματικών, ένα ευρύ προσαρμοστική ακτινοβολία. Η προσαρμοστική ακτινοβολία είναι η διακλάδωση του προγονικού κορμού μιας ομάδας οργανισμών σε ξεχωριστούς κλάδους κατά τη διάρκεια της προσαρμοστικής εξέλιξης.

Η αλλογένεση είναι η διαδικασία εμφάνισης ιδιαίτερων προσαρμογών σε ορισμένες συνθήκες ζωής, που δεν συνοδεύονται από αύξηση του γενικού επιπέδου οργάνωσης. Ως αποτέλεσμα της αλλογένεσης, σχηματίζονται αλλομορφώσεις, τελομορφώσεις και υπερμορφώσεις.

Οι αλλομορφώσεις είναι ανατομικές και μορφολογικές προσαρμογές που εξασφαλίζουν προσαρμοστικότητα σε ορισμένες συνθήκες διαβίωσης.

Οι τελομορφώσεις συνδέονται με τη μετάβαση από κοινό περιβάλλονσε ένα ιδιωτικό, πιο περιορισμένο.

Οι υπερμορφώσεις είναι υπερτροφικά σημάδια. Ένα παράδειγμα γιγαντισμού.

Η φυσική επιλογή είναι ο μόνος παράγοντας που καθορίζει την κατεύθυνση της εξελικτικής διαδικασίας, την προσαρμογή των οργανισμών σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον. Λόγω επιλογής, άτομα με χρήσιμες, δηλαδή αντίστοιχες με το περιβάλλον, μεταλλάξεις διατηρούνται και αναπαράγονται στον πληθυσμό. Τα άτομα που είναι λιγότερο προσαρμοσμένα στο περιβάλλον πεθαίνουν ή επιβιώνουν, αλλά οι απόγονοί τους δεν είναι πολυάριθμοι.
Οι γονότυποι των ατόμων στον πληθυσμό είναι διαφορετικοί και η συχνότητα εμφάνισής τους είναι επίσης διαφορετική. Η αποτελεσματικότητα της επιλογής εξαρτάται από την εκδήλωση του χαρακτηριστικού στον γονότυπο. Το κυρίαρχο αλληλόμορφο εμφανίζεται αμέσως φαινοτυπικά και υποβάλλεται σε επιλογή. Το υπολειπόμενο αλληλόμορφο δεν επιλέγεται μέχρι να βρεθεί στην ομόζυγη κατάσταση. II Ο Shmalgauzen διέκρινε δύο κύριες μορφές φυσικής επιλογής: την οδήγηση και τη σταθεροποίηση.

επιλογή οδήγησης

Η επιλογή οδήγησης οδηγεί στην εξάλειψη ατόμων με παλιά χαρακτηριστικά που δεν αντιστοιχούν στο αλλαγμένο περιβάλλον και στο σχηματισμό ενός πληθυσμού ατόμων με νέα χαρακτηριστικά. Γίνεται σε ένα περιβάλλον που αλλάζει αργά; βιότοπο.

Παράδειγμα δράσης επιλογή οδήγησηςχρησιμεύει ως αλλαγή στο χρώμα των φτερών της πεταλούδας σημύδας. Οι πεταλούδες που ζούσαν σε κορμούς δέντρων ήταν κυρίως ανοιχτόχρωμες, αόρατες στο φόντο των ανοιχτόχρωμων λειχήνων που κάλυπταν τους κορμούς των δέντρων.

Κατά καιρούς εμφανίζονταν σκουρόχρωμες πεταλούδες στους κορμούς, οι οποίες ήταν ευδιάκριτες και καταστράφηκαν από τα πουλιά. Λόγω της ανάπτυξης της βιομηχανίας και της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με αιθάλη, οι λειχήνες εξαφανίστηκαν και οι σκοτεινοί κορμοί δέντρων εκτέθηκαν. Ως αποτέλεσμα, ανοιχτόχρωμες πεταλούδες, σαφώς ορατές σε σκούρο φόντο, καταστράφηκαν από τα πουλιά, ενώ τα σκουρόχρωμα άτομα διατηρήθηκαν με επιλογή. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, οι περισσότερες πεταλούδες σε πληθυσμούς κοντά σε βιομηχανικά κέντρα έγιναν σκοτεινές.

Ποιος είναι ο μηχανισμός επιλογής οδήγησης;

Στον γονότυπο του σκώρου της σημύδας υπάρχουν γονίδια που καθορίζουν το σκούρο και ανοιχτό χρώμα των πεταλούδων. Ως εκ τούτου, τόσο ανοιχτόχρωμες όσο και σκούρες πεταλούδες εμφανίζονται στον πληθυσμό. Η επικράτηση ορισμένων πεταλούδων εξαρτάται από τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Κάτω από ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες, διατηρούνται κυρίως σκουρόχρωμα άτομα, ενώ σε άλλες διατηρούνται ανοιχτόχρωμα άτομα με διαφορετικούς γονότυπους.

Ο μηχανισμός επιλογής κινήτρων συνίσταται στη διατήρηση ατόμων με χρήσιμες αποκλίσεις από τον προηγούμενο κανόνα αντίδρασης και στην εξάλειψη ατόμων με τον προηγούμενο κανόνα αντίδρασης.

Σταθεροποιητική επιλογή

Η σταθεροποιητική επιλογή διατηρεί τα άτομα με τον κανόνα της αντίδρασης που έχει καθιερωθεί υπό δεδομένες συνθήκες και εξαλείφει όλες τις αποκλίσεις από αυτό. Λειτουργεί εάν οι περιβαλλοντικές συνθήκες δεν αλλάξουν για μεγάλο χρονικό διάστημα. Έτσι, τα άνθη του φυτού snapdragon γονιμοποιούνται μόνο από βομβίλους. Το μέγεθος του λουλουδιού αντιστοιχεί στο μέγεθος του σώματος των μελισσών. Όλα τα φυτά που έχουν πολύ μεγάλα ή πολύ μικρά άνθη δεν επικονιάζονται και δεν σχηματίζουν σπόρους, εξαλείφονται δηλαδή με σταθεροποιητική επιλογή.

Τίθεται το ερώτημα: εξαλείφονται όλες οι μεταλλάξεις με επιλογή;

Αποδεικνύεται ότι όχι όλα. Η επιλογή καταστρέφει μόνο εκείνες τις μεταλλάξεις που εκδηλώνονται φαινοτυπικά. Τα ετερόζυγα άτομα διατηρούν υπολειπόμενες μεταλλάξεις που δεν εμφανίζονται εξωτερικά. Χρησιμεύουν ως βάση για τη γενετική ποικιλότητα ενός πληθυσμού.
Το γεγονός ότι η επιλογή συμβαίνει πραγματικά στη φύση αποδεικνύεται από παρατηρήσεις και πειράματα. Για παράδειγμα, οι παρατηρήσεις έχουν δείξει ότι τα αρπακτικά καταστρέφουν συνήθως άτομα με κάποιο είδος ελαττώματος.

Οι επιστήμονες πραγματοποίησαν πειράματα για να μελετήσουν τη δράση της φυσικής επιλογής. Σε πίνακα ζωγραφισμένο πράσινο χρώμα, τοποθετήθηκαν κάμπιες διαφορετικών χρωμάτων - πράσινο, καφέ, κίτρινο. Τα πουλιά ράμφησαν κυρίως κίτρινες και καφέ κάμπιες, ορατές σε πράσινο φόντο.

Εισαγωγή

1. Χ. Δαρβίνος - ο ιδρυτής της θεωρίας της εξέλιξης

2. Αιτίες και μορφές του «αγώνα για ύπαρξη» στην άγρια ζωή

3. Θεωρία φυσικής επιλογής, μορφές φυσικής επιλογής

4. Ο ρόλος της κληρονομικής μεταβλητότητας στην εξέλιξη των ειδών

συμπέρασμα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Για πρώτη φορά, ο όρος «εξέλιξη» (από το λατινικό evolutio - ανάπτυξη) χρησιμοποιήθηκε σε ένα από τα εμβρυολογικά έργα του Ελβετού φυσιοδίφη Charles Bonnet το 1762. Προς το παρόν, η εξέλιξη νοείται ως μια μη αναστρέψιμη διαδικασία αλλαγής ενός συστήματος που συμβαίνει στο χρόνο, εξαιτίας του οποίου προκύπτει κάτι νέο, ετερογενές, που στέκεται σε υψηλότερο στάδιο ανάπτυξης.

Η διαδικασία της εξέλιξης αφορά πολλά φαινόμενα που συμβαίνουν στη φύση. Για παράδειγμα, ένας αστρονόμος μιλά για την εξέλιξη των πλανητικών συστημάτων και των αστεριών, ένας γεωλόγος μιλά για την εξέλιξη της Γης, ένας βιολόγος μιλά για την εξέλιξη των ζωντανών όντων. Ταυτόχρονα, ο όρος «εξέλιξη» χρησιμοποιείται συχνά σε φαινόμενα που δεν σχετίζονται άμεσα με τη φύση με τη στενή έννοια της λέξης. Για παράδειγμα, μιλούν για την εξέλιξη των κοινωνικών συστημάτων, απόψεων, οποιωνδήποτε μηχανών ή υλικών κ.λπ.

Η έννοια της εξέλιξης αποκτά ιδιαίτερη σημασία στη φυσική επιστήμη, όπου μελετάται κατεξοχήν η βιολογική εξέλιξη. Η βιολογική εξέλιξη είναι μια μη αναστρέψιμη και ως ένα βαθμό κατευθυνόμενη ιστορική εξέλιξη της άγριας ζωής, που συνοδεύεται από αλλαγή στη γενετική σύνθεση των πληθυσμών, σχηματισμό προσαρμογών, σχηματισμό και εξαφάνιση ειδών, μετασχηματισμούς βιογεωκαινώσεων και της βιόσφαιρας στο σύνολό της. Με άλλα λόγια, η βιολογική εξέλιξη θα πρέπει να κατανοηθεί ως η διαδικασία προσαρμοστικής ιστορικής ανάπτυξης των ζωντανών μορφών σε όλα τα επίπεδα της οργάνωσης των έμβιων όντων.

Η θεωρία της εξέλιξης αναπτύχθηκε από τον C. Darwin (1809-1882) και παρουσιάστηκε από τον ίδιο στο βιβλίο «The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life» (1859).

1. Χ. ΔΑΡΒΙΝΟΣ - Ο ΙΔΡΥΤΗΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ

Ο Κάρολος Δαρβίνος γεννήθηκε στις 12 Φεβρουαρίου 1809. στην οικογένεια του γιατρού. Ενώ σπούδαζε στα Πανεπιστήμια του Εδιμβούργου και του Κέιμπριτζ, ο Δαρβίνος απέκτησε εμπεριστατωμένη γνώση της ζωολογίας, της βοτανικής και της γεωλογίας, δεξιότητες και γεύση για έρευνα πεδίου.

Σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση της επιστημονικής του οπτικής έπαιξε το βιβλίο του εξέχοντος Άγγλου γεωλόγου Charles Lyell «Αρχές Γεωλογίας». Ο Λάιελ το υποστήριξε αυτό μοντέρνα εμφάνισηΗ γη σχηματίστηκε σταδιακά υπό την επίδραση των ίδιων φυσικών δυνάμεων που δραστηριοποιούνται αυτή τη στιγμή. Ο Δαρβίνος ήταν εξοικειωμένος με τις εξελικτικές ιδέες του Έρασμου Δαρβίνου, του Λαμάρκ και άλλων πρώιμων εξελικτικών, αλλά δεν του φαίνονταν πειστικές.

Η καθοριστική στροφή στην τύχη του ήταν ταξίδι σε όλο τον κόσμοστο πλοίο «Beagle» (1832-1837). Οι παρατηρήσεις που έγιναν κατά τη διάρκεια αυτού του ταξιδιού χρησίμευσαν ως το θεμέλιο για τη δημιουργία της θεωρίας της εξέλιξης. Σύμφωνα με τον ίδιο τον Δαρβίνο, κατά τη διάρκεια αυτού του ταξιδιού εντυπωσιάστηκε περισσότερο: «1) η ανακάλυψη γιγάντιων απολιθωμάτων ζώων που ήταν καλυμμένα με ένα κέλυφος παρόμοιο με αυτό των σύγχρονων αρμαδίλλων. 2) το γεγονός ότι, καθώς κάποιος κινείται κατά μήκος της ηπειρωτικής χώρας της Νότιας Αμερικής, στενά συγγενικά είδη ζώων αντικαθιστούν το ένα το άλλο. 3) το γεγονός ότι τα στενά συγγενικά είδη διαφόρων νησιών του αρχιπελάγους Γκαλαπάγκος διαφέρουν ελαφρώς μεταξύ τους. Ήταν προφανές ότι τέτοια γεγονότα, όπως και πολλά άλλα, μπορούσαν να εξηγηθούν μόνο με βάση την υπόθεση ότι το είδος άλλαξε σταδιακά και αυτό το πρόβλημα άρχισε να με στοιχειώνει.

Επιστρέφοντας από το ταξίδι του, ο Δαρβίνος αρχίζει να συλλογίζεται το πρόβλημα της προέλευσης των ειδών. Εξετάζει διάφορες ιδέες, συμπεριλαμβανομένης της ιδέας του Λαμάρκ, και τις απορρίπτει, αφού καμία από αυτές δεν δίνει εξήγηση για τα γεγονότα της εκπληκτικής προσαρμοστικότητας των ζώων και των φυτών στις συνθήκες διαβίωσής τους. Αυτό που φαινόταν στους πρώτους εξελικτικούς ως δεδομένο και αυτονόητο, φαίνεται στον Δαρβίνο ως το πιο σημαντικό ερώτημα. Συλλέγει δεδομένα για τη μεταβλητότητα των ζώων και των φυτών στη φύση και υπό συνθήκες εξημέρωσης. Πολλά χρόνια αργότερα, θυμίζοντας πώς προέκυψε η θεωρία του, ο Δαρβίνος θα έγραφε: «Σύντομα συνειδητοποίησα ότι ο ακρογωνιαίος λίθος της επιτυχίας του ανθρώπου στη δημιουργία χρήσιμων φυλών ζώων και φυτών ήταν η επιλογή. Ωστόσο, για κάποιο διάστημα παρέμεινε ένα μυστήριο για μένα πώς θα μπορούσε να εφαρμοστεί η επιλογή σε οργανισμούς που ζουν σε φυσικές συνθήκες. Ακριβώς εκείνη την εποχή στην Αγγλία συζητήθηκαν έντονα οι ιδέες του Άγγλου επιστήμονα T. Malthus για την εκθετική αύξηση του αριθμού των πληθυσμών. «Τον Οκτώβριο του 1838 διάβασα το βιβλίο του Μάλθους On Population», συνεχίζει ο Δαρβίνος, «και καθώς, χάρη στη μακρόχρονη παρατήρησή μου στον τρόπο ζωής των ζώων και των φυτών, ήμουν καλά προετοιμασμένος να εκτιμήσω τη σημασία του αγώνα για ύπαρξη που συνέβαινε παντού, μου έκανε αμέσως εντύπωση η ιδέα ότι υπό τέτοιες συνθήκες οι ευνοϊκές αλλαγές θα έπρεπε να τείνουν να διατηρούνται και οι δυσμενείς να καταστρέφονται. Το αποτέλεσμα αυτού θα πρέπει να είναι ο σχηματισμός νέων ειδών.

Έτσι, η ιδέα της προέλευσης των ειδών μέσω της φυσικής επιλογής ήρθε στον Δαρβίνο το 1838. Για 20 χρόνια εργάστηκε σε αυτήν. Το 1856, με τη συμβουλή του Lyell, άρχισε να προετοιμάζει το έργο του για δημοσίευση. Το 1858, ο νεαρός Άγγλος επιστήμονας Άλφρεντ Γουάλας έστειλε στον Δαρβίνο το χειρόγραφο της εργασίας του «Σχετικά με την τάση των ποικιλιών να αποκλίνουν επ' αόριστον από τον αρχικό τύπο». Αυτό το άρθρο περιείχε μια έκθεση της ιδέας της προέλευσης των ειδών μέσω της φυσικής επιλογής. Ο Δαρβίνος ήταν έτοιμος να αρνηθεί να δημοσιεύσει το έργο του, αλλά οι φίλοι του, ο γεωλόγος Ch. Lyell και ο βοτανολόγος G. Hooker, που γνώριζαν από καιρό την ιδέα του Δαρβίνου και είχαν εξοικειωθεί με τα προκαταρκτικά προσχέδια του βιβλίου του, έπεισαν τον επιστήμονα ότι και τα δύο έργα πρέπει να δημοσιεύονται ταυτόχρονα.

Το βιβλίο του Δαρβίνου, Η προέλευση των ειδών μέσω της φυσικής επιλογής, ή η διατήρηση των ευνοϊκών φυλών στον αγώνα για τη ζωή, εκδόθηκε το 1859 και η επιτυχία του ξεπέρασε κάθε προσδοκία. Η ιδέα του για την εξέλιξη συνάντησε παθιασμένη υποστήριξη από ορισμένους επιστήμονες και σκληρή κριτική από άλλους. Αυτό και τα επόμενα έργα του Δαρβίνου "Αλλαγές σε ζώα και φυτά κατά την εξημέρωση", "Η προέλευση του ανθρώπου και η σεξουαλική επιλογή", "Η έκφραση των συναισθημάτων στον άνθρωπο και τα ζώα" μεταφράστηκαν σε πολλές γλώσσες αμέσως μετά τη δημοσίευση. Αξιοσημείωτο είναι ότι η ρωσική μετάφραση του βιβλίου του Δαρβίνου «Changes in Animals and Plants under Domestication» εκδόθηκε νωρίτερα από το αρχικό του κείμενο. Ο εξέχων Ρώσος παλαιοντολόγος V. O. Kovalevsky μετέφρασε αυτό το βιβλίο από τις εκδοτικές αποδείξεις που του παρείχε ο Δαρβίνος και το εξέδωσε σε ξεχωριστές εκδόσεις.

Η εξελικτική θεωρία του Δαρβίνου είναι ένα ολιστικό δόγμα της ιστορικής εξέλιξης του οργανικού κόσμου. Καλύπτει ένα ευρύ φάσμα προβλημάτων, τα σημαντικότερα από τα οποία είναι τα στοιχεία της εξέλιξης, η αναγνώριση των κινητήριων δυνάμεων της εξέλιξης, ο προσδιορισμός των μονοπατιών και των προτύπων της εξελικτικής διαδικασίας κ.λπ.

Η ουσία της εξελικτικής διδασκαλίας βρίσκεται στις ακόλουθες βασικές διατάξεις:

1. Όλα τα είδη των ζωντανών όντων που κατοικούν στη Γη δεν έχουν δημιουργηθεί ποτέ από κάποιον.

2. Έχοντας προκύψει φυσικά, οι οργανικές μορφές μετασχηματίστηκαν αργά και σταδιακά και βελτιώθηκαν σύμφωνα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες.

3. Ο μετασχηματισμός των ειδών στη φύση βασίζεται σε τέτοιες ιδιότητες των οργανισμών όπως η κληρονομικότητα και η μεταβλητότητα, καθώς και η φυσική επιλογή που εμφανίζεται συνεχώς στη φύση. Η φυσική επιλογή πραγματοποιείται μέσω της πολύπλοκης αλληλεπίδρασης των οργανισμών μεταξύ τους και με παράγοντες άψυχη φύση; αυτή τη σχέση ο Δαρβίνος την ονόμασε αγώνα για ύπαρξη.

4. Αποτέλεσμα της εξέλιξης είναι η προσαρμοστικότητα των οργανισμών στις συνθήκες του οικοτόπου τους και στην ποικιλομορφία των ειδών στη φύση.

2. ΑΙΤΙΑ ΚΑΙ ΜΟΡΦΕΣ ΤΟΥ «ΑΓΩΝΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΥΠΑΡΞΗ»

Ο «αγώνας για ύπαρξη» είναι μια έννοια που χρησιμοποίησε ο Κάρολος Δαρβίνος για να χαρακτηρίσει το σύνολο των σχέσεων μεταξύ ατόμων και διαφόρων περιβαλλοντικών παραγόντων. Αυτές οι σχέσεις καθορίζουν την επιτυχία ή την αποτυχία ενός συγκεκριμένου ατόμου να επιβιώσει και να αφήσει απογόνους. Όλα τα έμβια όντα έχουν τη δυνατότητα να παράγουν ένας μεγάλος αριθμός απόσαν τον εαυτό τους. Για παράδειγμα, ο απόγονος που μπορεί να αφήσει μια δάφνια (μαλακόστρακο του γλυκού νερού) κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού φτάνει σε ένα αστρονομικό μέγεθος, περισσότερα από 10 30 άτομα, που υπερβαίνει τη μάζα της Γης. Ωστόσο, η απεριόριστη αύξηση του αριθμού των ζωντανών οργανισμών δεν παρατηρείται ποτέ στην πραγματικότητα. Ποιος είναι ο λόγος για αυτό το φαινόμενο; Τα περισσότερα άτομα πεθαίνουν σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης και δεν αφήνουν πίσω τους απογόνους. Υπάρχουν πολλοί λόγοι που περιορίζουν την αύξηση του αριθμού των ζώων: αυτοί είναι φυσικοί και κλιματικοί παράγοντες και η πάλη με άτομα του δικού μας και άλλων ειδών.

Εικόνα 1 - Η δράση του αγώνα για ύπαρξη

Είναι γνωστό ότι ο θάνατος είναι όσο πιο έντονος, τόσο υψηλότερη είναι η αναπαραγωγή ατόμων ενός συγκεκριμένου τύπου. Η Beluga, για παράδειγμα, γεννά περίπου ένα εκατομμύριο αυγά κατά τη διάρκεια της ωοτοκίας, και μόνο ένα πολύ μικρό μέρος αυτών φτάνει σε ώριμη ανάπτυξη. Τα φυτά παράγουν επίσης μια τεράστια ποσότητα σπόρων, αλλά υπό φυσικές συνθήκες, μόνο ένα αμελητέο μέρος τους δημιουργεί νέα φυτά. Η ασυμφωνία μεταξύ της δυνατότητας των ειδών για απεριόριστη αναπαραγωγή και των περιορισμένων πόρων είναι ο κύριος λόγος για τον αγώνα για ύπαρξη. Ο θάνατος των απογόνων συμβαίνει για διάφορους λόγους. Μπορεί να είναι επιλεκτική και τυχαία (σε περιπτώσεις πλημμύρας, ανθρώπινη παρέμβαση στη φύση, φωτιά δάσουςκαι τα λοιπά.).

Εικόνα 2 - Μορφές του αγώνα για ύπαρξη

Ενδοειδικός αγώνας.Αποφασιστικής σημασίας για τους εξελικτικούς μετασχηματισμούς είναι η ένταση της αναπαραγωγής και ο επιλεκτικός θάνατος ατόμων που δεν έχουν προσαρμοστεί στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες. Δεν πρέπει να πιστεύει κανείς ότι ένα άτομο που έχει ένα ανεπιθύμητο χαρακτηριστικό πρέπει σίγουρα να πεθάνει. Απλώς υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να αφήσει πίσω του λιγότερους απογόνους ή να μην τους αφήσει καθόλου, ενώ ένα φυσιολογικό άτομο θα πολλαπλασιαστεί. Επομένως, οι ισχυρότεροι επιβιώνουν και αναπαράγονται πάντα. Αυτός είναι ο κύριος μηχανισμός της φυσικής επιλογής. Ο επιλεκτικός θάνατος κάποιων και η επιβίωση άλλων ατόμων είναι αδιαχώριστα σχετικά φαινόμενα. Είναι σε μια τόσο απλή και με την πρώτη ματιά προφανή δήλωση ότι η ιδιοφυΐα της ιδέας του Δαρβίνου για τη φυσική επιλογή βρίσκεται, δηλ. στην αναπαραγωγή πιο προσαρμοσμένων ατόμων, κερδίζοντας τον αγώνα για ύπαρξη. Ο αγώνας των ατόμων μέσα στο ίδιο είδος είναι της πιο ποικιλόμορφης φύσης.

Τα άτομα όχι μόνο ανταγωνίζονται για πηγές τροφής, υγρασία, ήλιο και έδαφος, αλλά μερικές φορές μπαίνουν σε άμεσο αγώνα.

Στα δίοικα ζώα, τα αρσενικά και τα θηλυκά διαφέρουν κυρίως στη δομή των αναπαραγωγικών οργάνων. Ωστόσο, οι διαφορές συχνά επεκτείνονται σε εξωτερικά σημάδια, η ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ. Θυμηθείτε τη λαμπερή στολή του κόκορα από φτερά, μια μεγάλη χτένα, σπιρούνια στα πόδια, τεράστιο τραγούδι. Οι αρσενικοί φασιανοί είναι πολύ όμορφοι σε σύγκριση με πολύ πιο μέτριες κότες. Οι κυνόδοντες των άνω γνάθων - χαυλιόδοντες - αναπτύσσονται ιδιαίτερα έντονα στους αρσενικούς ίππους. Εξωτερικές διαφορέςστη δομή των φύλων ονομάζονται σεξουαλικός διμορφισμός και οφείλονται στον ρόλο τους στη σεξουαλική επιλογή. Η σεξουαλική επιλογή είναι ο ανταγωνισμός μεταξύ των αρσενικών για την ευκαιρία αναπαραγωγής. Αυτός ο σκοπός εξυπηρετείται από το τραγούδι, την επιδεικτική συμπεριφορά, την ερωτοτροπία και συχνά με τσακωμούς μεταξύ αρσενικών.

Ο σεξουαλικός διμορφισμός και η σεξουαλική επιλογή είναι αρκετά διαδεδομένοι στο ζωικό βασίλειο, μέχρι τα πρωτεύοντα. Αυτή η μορφή επιλογής θα πρέπει να θεωρείται ως ειδική περίπτωση ενδοειδικής φυσικής επιλογής.

Οι σχέσεις των ατόμων μέσα σε ένα είδος δεν περιορίζονται στον αγώνα και στον ανταγωνισμό. Υπάρχει και αλληλοβοήθεια. Αμοιβαία βοήθεια ατόμων, οριοθέτηση μεμονωμένων περιοχών - όλα αυτά μειώνουν την οξύτητα των ενδοειδικών αλληλεπιδράσεων.

Η αμοιβαία βοήθεια εκδηλώνεται πιο ξεκάθαρα στην οικογενειακή και ομαδική οργάνωση των ζώων. Όταν ισχυρά και μεγάλα άτομα προστατεύουν τα μικρά και τα θηλυκά, προστατεύουν την περιοχή και τη λεία τους, συμβάλλοντας στην επιτυχία ολόκληρης της ομάδας ή της οικογένειας συνολικά, συχνά με κόστος της ζωής τους. Η αναπαραγωγή και ο θάνατος των ατόμων αποκτούν επιλεκτικό χαρακτήρα μέσα από τον ανταγωνισμό γενετικά ετερογενών ατόμων σε έναν δεδομένο πληθυσμό, επομένως η εσωτερική πάλη είναι η σημαντικότερη αιτία της φυσικής επιλογής. Η κύρια μηχανή των εξελικτικών μετασχηματισμών είναι η φυσική επιλογή των πιο προσαρμοσμένων οργανισμών που προκύπτουν ως αποτέλεσμα του αγώνα για ύπαρξη.

Αγώνας μεταξύ των ειδών . Κάτω από τον διαειδικό αγώνα θα πρέπει να εννοηθεί ο αγώνας ατόμων διαφορετικών ειδών. Η διαειδική πάλη είναι ιδιαίτερα έντονη στις περιπτώσεις εκείνες που αντιμετωπίζουν είδη που ζουν σε παρόμοιες οικολογικές συνθήκες και χρησιμοποιούν τις ίδιες πηγές τροφής. Ως αποτέλεσμα διαειδικών αγώνων, συμβαίνει είτε η μετατόπιση ενός από τα αντίπαλα είδη είτε η μετατόπιση των ειδών σε διαφορετικές συνθήκεςεντός μιας ενιαίας περιοχής ή, τέλος, τον εδαφικό τους διαχωρισμό.

Δύο τύποι ροκ nuthatch μπορούν να χρησιμεύσουν ως παράδειγμα των συνεπειών της πάλης των στενά συγγενών ειδών. Σε εκείνα τα μέρη όπου οι σειρές αυτών των ειδών αλληλοκαλύπτονται, δηλ. τα πουλιά και των δύο ειδών ζουν με την ίδια θεωρία, το μήκος του ράμφους και η ικανότητα απόκτησης τροφής διαφέρουν σημαντικά από αυτά. Σε μη επικαλυπτόμενους οικοτόπους καρυοειδών, δεν διαπιστώνονται διαφορές στο μήκος του ράμφους και στον τρόπο λήψης τροφής. Ο διαειδικός αγώνας οδηγεί έτσι σε οικολογικό και γεωγραφικό διαχωρισμό των ειδών.

3. Καταπολέμηση αντίξοων συνθηκών ανόργανης φύσηςενισχύει επίσης τον ενδοειδικό ανταγωνισμό, καθώς άτομα του ίδιου είδους ανταγωνίζονται για τροφή, φως, θερμότητα και άλλες συνθήκες ύπαρξης. Δεν είναι τυχαίο ότι ένα φυτό της ερήμου λέγεται ότι καταπολεμά την ξηρασία. Στην τούντρα, τα δέντρα αντιπροσωπεύονται από μορφές νάνων, αν και δεν αντιμετωπίζουν ανταγωνισμό από άλλα φυτά. Τα πιο βιώσιμα άτομα αποδεικνύονται νικητές στον αγώνα (έχουν πιο αποτελεσματικές φυσιολογικές διαδικασίες και μεταβολισμό). Εάν τα βιολογικά χαρακτηριστικά κληρονομηθούν, τότε αυτό θα οδηγήσει τελικά στη βελτίωση της προσαρμογής των ειδών στο περιβάλλον.

3. Η ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΜΟΡΦΕΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

Η επιλογή προχωρά συνεχώς σε μια ατελείωτη σειρά διαδοχικών γενεών και διατηρεί κυρίως εκείνες τις μορφές που είναι πιο κατάλληλες για δεδομένες συνθήκες. Η φυσική επιλογή και η εξάλειψη ορισμένων ατόμων ενός είδους είναι άρρηκτα συνδεδεμένα και αποτελούν απαραίτητη προϋπόθεση για την εξέλιξη των ειδών στη φύση.

Το σχήμα δράσης της φυσικής επιλογής στο σύστημα ειδών σύμφωνα με τον Δαρβίνο έχει ως εξής:

1) Η μεταβλητότητα είναι εγγενής σε οποιαδήποτε ομάδα ζώων και φυτών και οι οργανισμοί διαφέρουν μεταξύ τους από πολλές απόψεις.

2) Ο αριθμός των οργανισμών κάθε είδους που γεννιούνται στον κόσμο υπερβαίνει τον αριθμό εκείνων που μπορούν να βρουν τροφή και να επιβιώσουν. Ωστόσο, δεδομένου ότι η αφθονία κάθε είδους υπό φυσικές συνθήκες είναι σταθερή, θα πρέπει να θεωρηθεί ότι τα περισσότερα απόοι απόγονοι πεθαίνουν. Εάν όλοι οι απόγονοι οποιουδήποτε είδους επιζούσαν και πολλαπλασιαζόντουσαν, πολύ σύντομα θα αντικαθιστούσαν όλα τα άλλα είδη στον κόσμο.

3) Δεδομένου ότι γεννιούνται περισσότερα άτομα από όσα μπορούν να επιβιώσουν, υπάρχει αγώνας για ύπαρξη, ανταγωνισμός για τροφή και βιότοπο. Αυτός μπορεί να είναι ένας ενεργός αγώνας ζωής και θανάτου, ή λιγότερο προφανής, αλλά όχι λιγότερο αποτελεσματικός ανταγωνισμός, όπως, για παράδειγμα, για φυτά σε περίοδο ξηρασίας ή ψύχους.

4) Μεταξύ των πολλών αλλαγών που παρατηρούνται στα έμβια όντα, ορισμένες διευκολύνουν την επιβίωση στον αγώνα για ύπαρξη, ενώ άλλες οδηγούν στο γεγονός ότι οι ιδιοκτήτες τους πεθαίνουν. Η έννοια της «επιβίωσης του ισχυρότερου» είναι ο πυρήνας της θεωρίας της φυσικής επιλογής.

5) Τα επιζώντα άτομα γεννούν την επόμενη γενιά και έτσι οι «επιτυχείς» αλλαγές μεταδίδονται στις επόμενες γενιές. Ως αποτέλεσμα, κάθε επόμενη γενιά είναι περισσότερο προσαρμοσμένη στο περιβάλλον. καθώς το περιβάλλον αλλάζει, συμβαίνουν περαιτέρω προσαρμογές. Εάν η φυσική επιλογή λειτουργεί για πολλά χρόνια, τότε οι τελευταίοι απόγονοι μπορεί να αποδειχθούν τόσο ανόμοιοι με τους προγόνους τους που θα ήταν σκόπιμο να τους ξεχωρίσουμε ως ανεξάρτητο είδος.

Μπορεί επίσης να συμβεί κάποια μέλη μιας δεδομένης ομάδας ατόμων να αποκτήσουν κάποιες αλλαγές και να προσαρμοστούν σε αυτές περιβάλλονμε έναν τρόπο, ενώ τα άλλα μέλη του, έχοντας διαφορετικό σύνολο αλλαγών, θα προσαρμοστούν με διαφορετικό τρόπο. Με αυτόν τον τρόπο, δύο ή περισσότερα είδη μπορούν να προκύψουν από ένα προγονικό είδος, υπό την προϋπόθεση ότι τέτοιες ομάδες είναι απομονωμένες.

Επιλογή οδήγησης.Η φυσική επιλογή οδηγεί πάντα σε αύξηση της μέσης καταλληλότητας των πληθυσμών. Οι αλλαγές στις εξωτερικές συνθήκες μπορεί να οδηγήσουν σε αλλαγές στην καταλληλότητα των μεμονωμένων γονότυπων. Ως απάντηση σε αυτές τις αλλαγές, η φυσική επιλογή, χρησιμοποιώντας το τεράστιο απόθεμα γενετικής ποικιλότητας σε όλο το πλήθος διαφορετικά σημάδια, οδηγεί σε σημαντικές αλλαγές στη γενετική δομή του πληθυσμού. Εάν το εξωτερικό περιβάλλον αλλάζει συνεχώς προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, τότε η φυσική επιλογή αλλάζει τη γενετική δομή του πληθυσμού με τέτοιο τρόπο ώστε η καταλληλότητά του σε αυτές τις μεταβαλλόμενες συνθήκες να παραμένει στο μέγιστο. Σε αυτή την περίπτωση, οι συχνότητες των μεμονωμένων αλληλόμορφων στον πληθυσμό αλλάζουν. Οι μέσες τιμές των προσαρμοστικών χαρακτηριστικών στους πληθυσμούς αλλάζουν επίσης. Σε πολλές γενιές, μπορεί να εντοπιστεί η σταδιακή στροφή τους προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Αυτή η μορφή επιλογής ονομάζεται επιλογή οδήγησης.

Ένα κλασικό παράδειγμα επιλογής κινήτρων είναι η εξέλιξη του χρώματος στον σκόρο της σημύδας. Το χρώμα των φτερών αυτής της πεταλούδας μιμείται το χρώμα του φλοιού των δέντρων που καλύπτονται με λειχήνες, στα οποία περνάει τις ώρες της ημέρας. Προφανώς τέτοια προστατευτικός χρωματισμόςπου σχηματίστηκε σε πολλές γενιές προηγούμενης εξέλιξης. Ωστόσο, με την έναρξη της βιομηχανικής επανάστασης στην Αγγλία, αυτή η συσκευή άρχισε να χάνει τη σημασία της. Η ατμοσφαιρική ρύπανση έχει οδηγήσει σε μαζικός θάνατοςλειχήνες και σκουρόχρωμα κορμούς δέντρων. Οι ανοιχτόχρωμες πεταλούδες σε σκούρο φόντο έγιναν εύκολα ορατές στα πουλιά. Από τα μέσα του 19ου αιώνα, μεταλλαγμένες σκοτεινές (μελανιστικές) μορφές πεταλούδων άρχισαν να εμφανίζονται στους πληθυσμούς της σημύδας. Η συχνότητά τους αυξήθηκε ραγδαία. Μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα, ορισμένοι αστικοί πληθυσμοί του σκόρου αποτελούνταν σχεδόν εξ ολοκλήρου από σκοτεινές μορφές, ενώ οι ελαφριές μορφές εξακολουθούσαν να κυριαρχούν στους αγροτικούς πληθυσμούς. Αυτό το φαινόμενο έχει ονομαστεί βιομηχανικός μελανισμός. . Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι σε μολυσμένες περιοχές, τα πουλιά είναι πιο πιθανό να τρώνε ελαφριές μορφές και σε καθαρές περιοχές - σκοτεινές. Η επιβολή περιορισμών στην ατμοσφαιρική ρύπανση στη δεκαετία του 1950 προκάλεσε τη φυσική επιλογή να αλλάξει ξανά κατεύθυνση και η συχνότητα των σκοτεινών μορφών στους αστικούς πληθυσμούς άρχισε να μειώνεται. Σήμερα είναι σχεδόν τόσο σπάνια όσο πριν από τη Βιομηχανική Επανάσταση.

Η επιλογή οδήγησης ευθυγραμμίζει τη γενετική σύνθεση των πληθυσμών με τις αλλαγές στο εξωτερικό περιβάλλον, έτσι ώστε η μέση καταλληλότητα των πληθυσμών να είναι η μέγιστη. Στο νησί του Τρινιντάντ, τα ψάρια guppy ζουν σε διαφορετικά υδάτινα σώματα. Πολλοί από εκείνους που ζουν στον κάτω ρου των ποταμών και στις λιμνούλες χάνονται στα δόντια αρπακτικά ψάρια. Στα ανώτερα όρια, η ζωή για τα guppies είναι πολύ πιο ήρεμη - υπάρχουν λίγα αρπακτικά. Αυτές οι διαφορές στις περιβαλλοντικές συνθήκες οδήγησαν στο γεγονός ότι τα guppies "mounted" και "grassroots" εξελίχθηκαν σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Τα «λαϊκά», που απειλούνται διαρκώς με εξόντωση, αρχίζουν να αναπαράγονται σε μικρότερη ηλικία και παράγουν πολλά πολύ μικρά ιχθύδια. Η πιθανότητα επιβίωσης του καθενός από αυτά είναι πολύ μικρή, αλλά υπάρχουν πολλά και μερικά από αυτά έχουν χρόνο να πολλαπλασιαστούν. Τα "άλογα" φτάνουν στην εφηβεία αργότερα, η γονιμότητά τους είναι χαμηλότερη, αλλά οι απόγονοι είναι μεγαλύτεροι. Όταν οι ερευνητές μετέφεραν τα guppies της «λαϊκής βάσης» σε ακατοίκητες δεξαμενές στα ανώτερα όρια των ποταμών, παρατήρησαν μια σταδιακή αλλαγή στον τύπο ανάπτυξης των ψαριών. 11 χρόνια μετά τη μετακόμιση, έγιναν πολύ μεγαλύτερα, μπήκαν αργότερα στην αναπαραγωγή και παρήγαγαν λιγότερους αλλά μεγαλύτερους απογόνους.

Ο ρυθμός αλλαγής στις συχνότητες των αλληλόμορφων σε έναν πληθυσμό και οι μέσες τιμές των χαρακτηριστικών υπό τη δράση της επιλογής δεν εξαρτάται μόνο από την ένταση της επιλογής, αλλά και από τη γενετική δομή των χαρακτηριστικών που επιλέγονται. Η επιλογή έναντι υπολειπόμενων μεταλλάξεων είναι πολύ λιγότερο αποτελεσματική από ό,τι έναντι των κυρίαρχων. Στον ετεροζυγώτη, το υπολειπόμενο αλληλόμορφο δεν εμφανίζεται στον φαινότυπο και επομένως διαφεύγει της επιλογής. Χρησιμοποιώντας την εξίσωση Hardy-Weinberg, μπορεί κανείς να υπολογίσει το ρυθμό μεταβολής της συχνότητας ενός υπολειπόμενου αλληλόμορφου σε έναν πληθυσμό ανάλογα με την ένταση της επιλογής και τον αρχικό λόγο συχνότητας. Όσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα των αλληλόμορφων, τόσο πιο αργή γίνεται η αποβολή του. Για να μειωθεί η συχνότητα της υπολειπόμενης θνησιμότητας από 0,1 σε 0,05, χρειάζονται μόνο 10 γενιές. 100 γενιές - για να μειωθεί από 0,01 σε 0,005 και 1000 γενιές - από 0,001 σε 0,0005.

Η κινητήρια μορφή της φυσικής επιλογής παίζει καθοριστικό ρόλο στην προσαρμογή των ζωντανών οργανισμών στις εξωτερικές συνθήκες που αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Εξασφαλίζει επίσης την ευρεία κατανομή της ζωής, τη διείσδυσή της σε όλες τις πιθανές οικολογικές κόγχες. Είναι λάθος να πιστεύουμε, ωστόσο, ότι κάτω από σταθερές συνθήκες ύπαρξης, η φυσική επιλογή παύει. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, συνεχίζει να δρα με τη μορφή σταθεροποιητικής επιλογής.

σταθεροποιητική επιλογή.Η σταθεροποιητική επιλογή διατηρεί την κατάσταση του πληθυσμού, η οποία εξασφαλίζει τη μέγιστη καταλληλότητά του υπό σταθερές συνθήκες ύπαρξης. Σε κάθε γενιά, τα άτομα που αποκλίνουν από τη μέση βέλτιστη τιμή όσον αφορά τα προσαρμοστικά χαρακτηριστικά αφαιρούνται.

Πολλά παραδείγματα της δράσης της σταθεροποιητικής επιλογής στη φύση έχουν περιγραφεί. Για παράδειγμα, με την πρώτη ματιά φαίνεται ότι μεγαλύτερη συνεισφοράάτομα με μέγιστη γονιμότητα θα πρέπει να εισαχθούν στη γονιδιακή δεξαμενή της επόμενης γενιάς. Ωστόσο, παρατηρήσεις φυσικών πληθυσμών πτηνών και θηλαστικών δείχνουν ότι αυτό δεν συμβαίνει. Όσο περισσότεροι νεοσσοί ή μωρά στη φωλιά, τόσο πιο δύσκολο είναι να τα ταΐσετε, τόσο μικρότερο και πιο αδύναμο το καθένα από αυτά. Ως αποτέλεσμα, τα άτομα με μέση γονιμότητα αποδεικνύονται τα πιο προσαρμοσμένα.

Έχει βρεθεί επιλογή υπέρ των μέσων όρων για μια ποικιλία χαρακτηριστικών. Στα θηλαστικά, τα νεογνά με πολύ χαμηλό και πολύ υψηλό βάρος γέννησης είναι πιο πιθανό να πεθάνουν κατά τη γέννηση ή τις πρώτες εβδομάδες της ζωής τους από τα νεογνά μεσαίου βάρους. Ο υπολογισμός του μεγέθους των φτερών των πτηνών που πέθαναν μετά την καταιγίδα έδειξε ότι τα περισσότερα από αυτά είχαν πολύ μικρά ή πολύ μεγάλα φτερά. Και σε αυτή την περίπτωση, οι μέσοι άνθρωποι αποδείχθηκαν οι πιο προσαρμοσμένοι.

Ποιος είναι ο λόγος της συνεχούς εμφάνισης κακώς προσαρμοσμένων μορφών σε σταθερές συνθήκες ύπαρξης; Γιατί η φυσική επιλογή δεν μπορεί να καθαρίσει μια για πάντα έναν πληθυσμό από ανεπιθύμητες μορφές αποφυγής; Ο λόγος δεν είναι μόνο και όχι τόσο στη συνεχή εμφάνιση ολοένα και περισσότερων νέων μεταλλάξεων. Ο λόγος είναι ότι οι ετερόζυγοι γονότυποι είναι συχνά οι πιο κατάλληλοι. Κατά τη διασταύρωση δίνουν συνεχώς σχίσιμο και στους απογόνους τους εμφανίζονται ομόζυγοι απόγονοι με μειωμένη φυσική κατάσταση. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ισορροπημένος πολυμορφισμός.

σεξουαλική επιλογή.Σε αρσενικά πολλών ειδών, διαπιστώνονται έντονα δευτερεύοντα σεξουαλικά χαρακτηριστικά που με την πρώτη ματιά φαίνονται δυσπροσάρμοστα: η ουρά ενός παγωνιού, τα φωτεινά φτερά των πουλιών του παραδείσου και οι παπαγάλοι, οι κατακόκκινες χτένες των πετεινών, μαγευτικά χρώματα τροπικό ψάρι, τραγούδια πουλιών και βατράχων κ.λπ. Πολλά από αυτά τα χαρακτηριστικά κάνουν τη ζωή δύσκολη για τους φορείς τους, καθιστώντας τα εύκολα ορατά στα αρπακτικά. Φαίνεται ότι αυτά τα σημάδια δεν δίνουν κανένα πλεονέκτημα στους φορείς τους στον αγώνα για ύπαρξη, και όμως είναι πολύ διαδεδομένα στη φύση. Τι ρόλο έπαιξε η φυσική επιλογή στην προέλευση και τη διάδοσή τους;

Είναι γνωστό ότι η επιβίωση των οργανισμών είναι ένα σημαντικό, αλλά όχι το μοναδικό συστατικό της φυσικής επιλογής. Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο είναι η ελκυστικότητα για τα μέλη του αντίθετου φύλου. Ο Κάρολος Δαρβίνος ονόμασε αυτό το φαινόμενο σεξουαλική επιλογή. Ανέφερε για πρώτη φορά αυτή τη μορφή επιλογής στο The Origin of Species και αργότερα την ανέλυσε λεπτομερώς στο The Descent of Man and Sexual Selection. Πίστευε ότι «αυτή η μορφή επιλογής δεν καθορίζεται από τον αγώνα για ύπαρξη στις σχέσεις των οργανικών όντων μεταξύ τους ή με εξωτερικές συνθήκες, αλλά με ανταγωνισμό μεταξύ ατόμων του ενός φύλου, συνήθως αρσενικών, για την κατοχή ατόμων του άλλου φύλου.

Η σεξουαλική επιλογή είναι φυσική επιλογή για επιτυχία στην αναπαραγωγή. Χαρακτηριστικά που μειώνουν τη βιωσιμότητα των φορέων τους μπορούν να εμφανιστούν και να εξαπλωθούν εάν τα πλεονεκτήματα που παρέχουν στην επιτυχία της αναπαραγωγής είναι σημαντικά μεγαλύτερα από τα μειονεκτήματά τους για την επιβίωση. Ένα αρσενικό που ζει λίγο αλλά αρέσει στα θηλυκά και επομένως παράγει πολλούς απογόνους έχει πολύ υψηλότερη αθροιστική ικανότητα από ένα που ζει πολύ αλλά αφήνει λίγους απογόνους. Σε πολλά είδη ζώων, η συντριπτική πλειοψηφία των αρσενικών δεν συμμετέχει καθόλου στην αναπαραγωγή. Σε κάθε γενιά, σκληρός ανταγωνισμός για τα θηλυκά προκύπτει μεταξύ των αρσενικών. Αυτός ο διαγωνισμός μπορεί να είναι άμεσος και να εκδηλωθεί με τη μορφή αγώνα για εδάφη ή αγώνες τουρνουά. Μπορεί επίσης να εμφανιστεί σε έμμεση μορφή και να καθοριστεί από την επιλογή των θηλυκών. Στις περιπτώσεις που τα θηλυκά επιλέγουν αρσενικά, ο ανδρικός ανταγωνισμός εκδηλώνεται στην επίδειξη του φωτεινού τους εμφάνισηή σύνθετη συμπεριφοράερωτοτροπία. Τα θηλυκά επιλέγουν εκείνα τα αρσενικά που τους αρέσουν περισσότερο. Κατά κανόνα, αυτά είναι τα πιο λαμπερά αρσενικά. Γιατί όμως αρέσουν στα θηλυκά τα φωτεινά αρσενικά;

Η φυσική κατάσταση της γυναίκας εξαρτάται από το πόσο αντικειμενικά είναι σε θέση να αξιολογήσει την πιθανή φυσική κατάσταση του μελλοντικού πατέρα των παιδιών της. Πρέπει να επιλέξει ένα αρσενικό του οποίου οι γιοι θα είναι ιδιαίτερα ευπροσάρμοστοι και ελκυστικοί στα θηλυκά.

Δύο βασικές υποθέσεις σχετικά με τους μηχανισμούς της σεξουαλικής επιλογής έχουν προταθεί.

Σύμφωνα με την υπόθεση των «ελκυστικών γιων», η λογική της γυναικείας επιλογής είναι κάπως διαφορετική. Εάν τα λαμπερά αρσενικά, για οποιονδήποτε λόγο, είναι ελκυστικά για τα θηλυκά, τότε αξίζει να επιλέξετε έναν λαμπερό πατέρα για τους μελλοντικούς γιους σας, επειδή οι γιοι του θα κληρονομήσουν τα γονίδια φωτεινού χρώματος και θα είναι ελκυστικοί για τα θηλυκά στην επόμενη γενιά. Επομένως, υπάρχει ένα θετικό Ανατροφοδότηση, γεγονός που οδηγεί στο γεγονός ότι από γενιά σε γενιά η φωτεινότητα του φτερώματος των αρσενικών ενισχύεται όλο και περισσότερο. Η διαδικασία συνεχίζει να αυξάνεται μέχρι να φτάσει στο όριο βιωσιμότητας. Φανταστείτε μια κατάσταση όπου τα θηλυκά επιλέγουν τα αρσενικά με περισσότερα μακριά ουρά. Τα αρσενικά με μακριά ουρά παράγουν περισσότερους απογόνους από τα αρσενικά με κοντή και μεσαία ουρά. Από γενιά σε γενιά, το μήκος της ουράς αυξάνεται, επειδή τα θηλυκά επιλέγουν αρσενικά όχι με συγκεκριμένο μέγεθος ουράς, αλλά με μέγεθος μεγαλύτερο από το μέσο όρο. Στο τέλος, η ουρά φτάνει σε τέτοιο μήκος που η βλάβη της στη βιωσιμότητα του αρσενικού εξισορροπείται από την ελκυστικότητά της στα μάτια των θηλυκών.

Εξηγώντας αυτές τις υποθέσεις, προσπαθήσαμε να κατανοήσουμε τη λογική της δράσης των θηλυκών πτηνών. Μπορεί να φαίνεται ότι περιμένουμε πάρα πολλά από αυτούς, ότι τόσο πολύπλοκοι υπολογισμοί φυσικής κατάστασης είναι δύσκολα προσβάσιμοι σε αυτούς. Στην πραγματικότητα, στην επιλογή των αρσενικών, τα θηλυκά δεν είναι ούτε περισσότερο ούτε λιγότερο λογικά από όλες τις άλλες συμπεριφορές. Όταν ένα ζώο αισθάνεται διψασμένο, δεν έχει λόγο να πιει νερό για να αποκαταστήσει την ισορροπία νερού-αλατιού στο σώμα - πηγαίνει στον ποτιστήρι επειδή αισθάνεται δίψα. Όταν μια εργάτρια μέλισσα τσιμπάει ένα αρπακτικό που επιτίθεται σε μια κυψέλη, δεν υπολογίζει πόσο με αυτή την αυτοθυσία αυξάνει τη αθροιστική φυσική κατάσταση των αδερφών της - ακολουθεί το ένστικτο. Με τον ίδιο τρόπο, τα θηλυκά, επιλέγοντας φωτεινά αρσενικά, ακολουθούν το ένστικτό τους - τους αρέσουν οι φωτεινές ουρές. Όλοι αυτοί που ενστικτωδώς προέτρεψαν μια διαφορετική συμπεριφορά, όλοι τους δεν άφησαν απογόνους. Έτσι, δεν συζητήσαμε τη λογική των θηλυκών, αλλά τη λογική του αγώνα για ύπαρξη και φυσική επιλογή - μια τυφλή και αυτόματη διαδικασία που, ενεργώντας συνεχώς από γενιά σε γενιά, έχει σχηματίσει όλη αυτή την εκπληκτική ποικιλία μορφών, χρωμάτων και ενστίκτων που έχουμε παρατηρήστε στον κόσμο της άγριας ζωής. .

4. Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΗΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΤΗΝ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΕΙΔΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΟΡΦΩΝ ΤΟΥ

Στην εξελικτική θεωρία του Δαρβίνου, η προϋπόθεση για την εξέλιξη είναι η κληρονομική μεταβλητότητα και οι κινητήριες δυνάμεις της εξέλιξης είναι ο αγώνας για ύπαρξη και η φυσική επιλογή. Κατά τη δημιουργία της εξελικτικής θεωρίας, ο Χ. Δαρβίνος αναφέρεται επανειλημμένα στα αποτελέσματα της πρακτικής αναπαραγωγής. Έδειξε ότι η ποικιλομορφία των ποικιλιών και των φυλών βασίζεται στη μεταβλητότητα. Η μεταβλητότητα είναι η διαδικασία εμφάνισης διαφορών στους απογόνους σε σύγκριση με τους προγόνους, οι οποίες καθορίζουν την ποικιλομορφία των ατόμων σε μια ποικιλία ή φυλή. Ο Δαρβίνος πίστευε ότι οι αιτίες της μεταβλητότητας είναι ο αντίκτυπος των παραγόντων στους οργανισμούς εξωτερικό περιβάλλον(άμεση και έμμεση) υπάρχουν τρία από αυτά: οριστική, αόριστη και συσχετιστική.

Μια ορισμένη ή ομαδική μεταβλητότητα είναι μια μεταβλητότητα που εμφανίζεται υπό την επίδραση κάποιου περιβαλλοντικού παράγοντα που δρα εξίσου σε όλα τα άτομα μιας ποικιλίας ή φυλής και αλλάζει προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Παραδείγματα τέτοιας μεταβλητότητας είναι η αύξηση του σωματικού βάρους σε άτομα ζώων με καλή διατροφή, η αλλαγή της γραμμής των μαλλιών υπό την επίδραση του κλίματος κ.λπ. Μια ορισμένη μεταβλητότητα είναι τεράστια, καλύπτει ολόκληρη τη γενιά και εκφράζεται σε κάθε άτομο με παρόμοιο τρόπο. Δεν είναι κληρονομικό, δηλαδή στους απογόνους της τροποποιημένης ομάδας, υπό άλλες συνθήκες, τα γνωρίσματα που αποκτούν οι γονείς δεν κληρονομούνται.

Η ακαθόριστη, ή ατομική, μεταβλητότητα εκδηλώνεται ειδικά σε κάθε άτομο, δηλ. μοναδικό, ατομικό στη φύση. Συνδέεται με διαφορές σε άτομα της ίδιας ποικιλίας ή φυλής υπό παρόμοιες συνθήκες. Αυτή η μορφή μεταβλητότητας είναι αόριστη, δηλαδή, ένα χαρακτηριστικό υπό τις ίδιες συνθήκες μπορεί να αλλάξει προς διαφορετικές κατευθύνσεις. Για παράδειγμα, σε μια ποικιλία φυτών, τα δείγματα εμφανίζονται με διαφορετικά χρώματα λουλουδιών, διαφορετική ένταση χρώματος πετάλων κ.λπ. Ο λόγος για αυτό το φαινόμενο ήταν άγνωστος στον Δαρβίνο. Η αόριστη μεταβλητότητα είναι κληρονομική, δηλαδή μεταδίδεται σταθερά στους απογόνους. Αυτή είναι η σημασία του για την εξέλιξη.

Με συσχετιστική, ή συσχετιστική, μεταβλητότητα, μια αλλαγή σε οποιοδήποτε όργανο προκαλεί αλλαγές σε άλλα όργανα. Για παράδειγμα, οι σκύλοι με ελάχιστα αναπτυγμένο τρίχωμα έχουν συνήθως υπανάπτυκτα δόντια, τα περιστέρια με τα φτερωτά πόδια έχουν ιστό ανάμεσα στα δάχτυλά τους, τα περιστέρια με μακρύ ράμφος έχουν συνήθως μακριά πόδια, οι λευκές γάτες με μπλε μάτιασυνήθως κωφός, κ.λπ. Από τους παράγοντες της συσχετιστικής μεταβλητότητας, ο Δαρβίνος εξάγει ένα σημαντικό συμπέρασμα: ένα άτομο, επιλέγοντας οποιοδήποτε χαρακτηριστικό της δομής, σχεδόν «πιθανότατα θα αλλάξει ακούσια άλλα μέρη του σώματος με βάση τους μυστηριώδεις νόμους της συσχέτισης».

Έχοντας καθορίσει τις μορφές μεταβλητότητας, ο Δαρβίνος κατέληξε στο συμπέρασμα ότι μόνο οι κληρονομικές αλλαγές είναι σημαντικές για την εξελικτική διαδικασία, αφού μόνο αυτές μπορούν να συσσωρεύονται από γενιά σε γενιά. Σύμφωνα με τον Δαρβίνο, οι κύριοι παράγοντες της εξέλιξης πολιτισμικές μορφές- πρόκειται για κληρονομική μεταβλητότητα και επιλογή που παράγεται από τον άνθρωπο (ο Δαρβίνος ονόμασε αυτή την επιλογή τεχνητή). Η μεταβλητότητα είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την τεχνητή επιλογή, αλλά δεν καθορίζει το σχηματισμό νέων φυλών και ποικιλιών.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

Έτσι, ο Δαρβίνος για πρώτη φορά στην ιστορία της βιολογίας έχτισε τη θεωρία της εξέλιξης. Αυτό είχε μεγάλη μεθοδολογική σημασία και κατέστησε δυνατή όχι μόνο την τεκμηρίωση της ιδέας της οργανικής εξέλιξης ξεκάθαρα και πειστικά για τους σύγχρονους, αλλά και τον έλεγχο της εγκυρότητας της ίδιας της θεωρίας της εξέλιξης. Αυτή ήταν η αποφασιστική φάση μιας από τις μεγαλύτερες εννοιολογικές επαναστάσεις στη φυσική επιστήμη. Το πιο σημαντικό πράγμα σε αυτή την επανάσταση ήταν η αντικατάσταση της θεολογικής ιδέας της εξέλιξης ως έννοιας της αρχέγονης σκοπιμότητας από το μοντέλο της φυσικής επιλογής. Παρά τη σφοδρή κριτική, η θεωρία του Δαρβίνου κέρδισε γρήγορα την αναγνώριση λόγω του γεγονότος ότι η έννοια της ιστορικής ανάπτυξης της άγριας ζωής είναι καλύτερη από την ιδέα της αμετάβλητης φύσης των ειδών, εξήγησε τα παρατηρούμενα γεγονότα. Για να τεκμηριώσει τη θεωρία του, ο Δαρβίνος, σε αντίθεση με τους προκατόχους του, βασίστηκε σε έναν τεράστιο όγκο δεδομένων που είχε στη διάθεσή του από διάφορους τομείς. Η εξέχουσα θέση των βιοτικών σχέσεων και η πληθυσμιακή-εξελικτική ερμηνεία τους ήταν η πιο σημαντική καινοτομία της έννοιας της εξέλιξης του Δαρβίνου και δίνει το δικαίωμα να συμπεράνει κανείς ότι ο Δαρβίνος δημιούργησε τη δική του ιδέα για τον αγώνα για ύπαρξη, θεμελιωδώς διαφορετική από τις ιδέες των προκατόχων του. της εξέλιξης του οργανικού κόσμου ήταν η πρώτη θεωρία ανάπτυξης που δημιουργήθηκε από «φυσικά ιστορικό υλισμό στα βάθη της φυσικής επιστήμης, η πρώτη εφαρμογή της αρχής της ανάπτυξης σε ένα ανεξάρτητο πεδίο φυσικές επιστήμες". Αυτή είναι η γενική επιστημονική σημασία του Δαρβινισμού.

Η αξία του Δαρβίνου έγκειται στο γεγονός ότι αποκάλυψε τις κινητήριες δυνάμεις της οργανικής εξέλιξης. Η περαιτέρω ανάπτυξη της βιολογίας βάθυνε και συμπλήρωσε τις ιδέες του, οι οποίες χρησίμευσαν ως βάση του σύγχρονου Δαρβινισμού. Σε όλους τους βιολογικούς κλάδους, την ηγετική θέση κατέχουν πλέον ιστορική μέθοδοςέρευνα, η οποία καθιστά δυνατή τη μελέτη συγκεκριμένων οδών εξέλιξης των οργανισμών και τη βαθιά διείσδυση στην ουσία των βιολογικών φαινομένων. Η εξελικτική θεωρία του Καρόλου Δαρβίνου έχει βρει ευρεία εφαρμογή στη σύγχρονη συνθετική θεωρία, όπου ο μόνος παράγοντας καθοδήγησης στην εξέλιξη είναι η φυσική επιλογή, το υλικό της οποίας είναι η μετάλλαξη. Η ιστορική ανάλυση της θεωρίας του Δαρβίνου αναπόφευκτα γεννά νέα μεθοδολογικά προβλήματα της επιστήμης, τα οποία μπορούν να γίνουν αντικείμενο ειδικής μελέτης. Η λύση αυτών των προβλημάτων συνεπάγεται διεύρυνση του πεδίου της γνώσης και, κατά συνέπεια, επιστημονική πρόοδο σε πολλούς τομείς: τόσο στη βιολογία, την ιατρική, όσο και στην ψυχολογία, στους οποίους η εξελικτική θεωρία του Καρόλου Δαρβίνου δεν είχε λιγότερη επιρροή από τη φυσική. επιστήμες.

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

1. Alekseev V.A. Βασικές αρχές του Δαρβινισμού (ιστορική και θεωρητική εισαγωγή). - Μ., 1964.

2. Velisov E.A. Κάρολος Δαρβίνος. Ζωή, δραστηριότητα και έργα του ιδρυτή του εξελικτικού δόγματος. - Μ., 1959.

3. Danilova V.S., Kozhevnikov N.N. Βασικές έννοιες της φυσικής επιστήμης. – Μ.: Aspect Press, 2000. – 256 σελ.

4. Dvoryansky F.A. Δαρβινισμός. - M.: MGU, 1964. - 234 p.

5. Lemeza N.A., Kamlyuk L.V., Lisov N.D. Εγχειρίδιο για υποψήφιους σε πανεπιστήμια. – Μ.: Rolf, Iris-press, 1998. – 496 σελ.

6. Mamontov S.G. Βιολογία: οδηγός για αιτούντες στα πανεπιστήμια. -Μ.: μεταπτυχιακό σχολείο, 1992. - 245 σελ.

7. Ruzavin G.I. Έννοιες της σύγχρονης φυσικής επιστήμης: ένα μάθημα διαλέξεων. - Μ.: Έργο, 2002. - 336 σελ.

8. Sadokhin A.P. Έννοιες της σύγχρονης φυσικής επιστήμης. - Μ., 2005.

9. Slopov E.F. Έννοιες της σύγχρονης φυσικής επιστήμης. – Μ.: Βλάδος, 1999. – 232 σελ.

10. Σμυγίνα Σ.Ι. Έννοιες της σύγχρονης φυσικής επιστήμης. - Rostov n / D., 1997.

ΣΧΕΔΙΟ-ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Βγάζουν συμπεράσματα.

Οι απαντήσεις των εκπροσώπων των ομάδων απεικονίζονται με γραφήματα αναρτημένα στον πίνακα. Στην προετοιμασία της έκθεσης συμμετέχει όλη η ομάδα, επομένως αξιολογείται και ολόκληρη η ομάδα.

IV. Περίληψη και συμπέρασμα:

Έτσι, μπορεί να εξαχθεί το εξής συμπέρασμα:

Οι διακυμάνσεις στον αριθμό των θηρευτών υστερούν σε σχέση με τις διακυμάνσεις
τον αριθμό των θυμάτων·

Η μείωση της έντασης του ενδοειδικού αγώνα συμβαίνει λόγω της μείωσης της πυκνότητας του πληθυσμού, της βόσκησης των «θυμάτων», της αναχώρησης των «θυμάτων» από τον πληθυσμό σε άλλη περιοχή => πείνα των «αρπακτικών» => θάνατος των «αρπακτικών».

Η μείωση της έντασης του αγώνα μεταξύ των ειδών συμβαίνει λόγω της κατανομής των πόρων σε μετοχές.

Γενικά, η διαειδική πάλη οδηγεί σε μείωση του αριθμού των κατακτημένων ειδών.

Κατά τη διάρκεια της φυσικής επιλογής, οι επιζώντες πληθυσμοί αποκτούν και διορθώνουν χαρακτηριστικά και ιδιότητες που τους είναι πολύτιμες υπό δεδομένες συνθήκες.

Οι μαθητές καταγράφουν τα γενικά συμπεράσματα για το μάθημα σε ένα τετράδιο.

V. Περίληψη μαθήματος

Αντανάκλαση. στιγμή συζήτησης. Αντιστοιχία των συμπερασμάτων που προέκυψαν με τα καθήκοντα και τους στόχους.

Μαζί με τον δάσκαλο, οι μαθητές αξιολογούν τον βαθμό επίτευξης του καθορισμένου στόχου στην αρχή του μαθήματος και σημειώνουν τους πιο ενεργούς συμμετέχοντες, δίνουν βαθμούς για την εργασία στο μάθημα.

Εργασία για το σπίτι (δημιουργικό): δημιουργήστε τα δικά σας μοντέλα σχέσεων μεταξύ διαφορετικών πληθυσμών σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον.

Αιτήσεις για το μάθημα

Ερωτηματολόγιο

1. Το παιχνίδι ξεκίνησε με τον ίδιο αριθμό ατόμων κάθε παραλλαγής «θύματος». Ποια παραλλαγή (γονότυπος) έχει περισσότερα, λιγότερα άτομα, ο αριθμός δεν έχει αλλάξει, ποιες παραλλαγές έχουν εξαφανιστεί;

2. Το παιχνίδι ξεκίνησε με τον ίδιο αριθμό ατόμων κάθε παραλλαγής «αρπακτικών». Πώς άλλαξε ο αριθμός των ατόμων κάθε παραλλαγής (γονότυπος): περισσότερα παρέμειναν, λιγότερα, πρακτικά δεν άλλαξαν, ποιες παραλλαγές εξαφανίστηκαν;

3. Γιατί άλλαξαν οι πληθυσμοί των «θηραμάτων» και των «αρπακτικών»;

4. Πώς ρυθμίζει η θήρα το μέγεθος των πληθυσμών «θηραμάτων»; Η επιτυχία του κυνηγιού «αρπακτικού» εξαρτάται από την πυκνότητα των πληθυσμών του «θηράματος»;

5. Τι επίδραση έχει στην πυκνότητα του πληθυσμού η παρουσία καταφυγίων (πτυχώσεις, περιοχές του χαλιού χωρίς αντίθεση);

6. Τι αποδείχθηκε υψηλότερο: το ποσοστό γεννήσεων ή ο θάνατος των «θυμάτων»;

7. Για ποιους πόρους ήταν ο ενδοειδικός αγώνας ανάμεσα στα «θύματα»;

8. Πώς μείωσαν τον ανταγωνισμό μεταξύ τους τα άτομα των «θυμάτων»;

9. Για ποιους πόρους ήταν ο ενδοειδικός αγώνας μεταξύ των «αρπακτικών»;

10. Ποιο είναι το αποτέλεσμα του ανταγωνισμού πληθυσμών διαφορετικών τύπων «αρπακτικών» για έναν πόρο;

11. Ποιες παραλλαγές της εξειδίκευσης των «αρπακτικών» έχετε παρατηρήσει;

12. Η σταθερότητα του πληθυσμού των «αρπακτικών»-κουταλιών ήταν μεγαλύτερη από τα άλλα «αρπακτικά». Ποια αρχή κοινής χρήσης πόρων χρησιμοποίησε αυτό το «αρπακτικό»;

κάρτα οδηγιών№ 1

Τεχνικές μοντελοποίησης

Μετά το πρώτο «κυνήγι» (όπως και το ένα μετά το άλλο), τα υπόλοιπα «θύματα» διπλασιάζονται. Για παράδειγμα, αν έχει μείνει ένα φασόλι στον βιότοπο, τότε οι μαθητές βάζουν άλλο ένα, αν είναι άλλα τέσσερα - τέσσερα κλπ. Αυτό συμβολίζει την αναπαραγωγή. Τα «αρπακτικά» μπορούν μόνο να διπλασιαστούν («αναπαράγονται») αφού έχουν καταπιεί περισσότερα από 40 «θύματα». Έτσι, μετά το πρώτο κυνήγι, δηλαδή στη δεύτερη γενιά, μπορεί να εμφανιστούν «παιδιά»: «γιος-μαχαίρι», «κόρη-πηρούνι», «κόρη-κουτάλι». Παιδιά ονομάζουμε υπό όρους όλους όσους επέζησαν ή γεννήθηκαν μετά το πρώτο «κυνήγι». Αν το «κυνήγι» ήταν ανεπιτυχές και ο «αρπακτικός» κατάφερε να φάει μόνο 20-40 «θύματα», έχει μόνο αρκετή δύναμη για να διατηρήσει τη ζωή (χωρίς αναπαραγωγή). Όταν εξορύσσει λιγότερα από 20 «θύματα», ο «αρπακτικός» πεθαίνει από την πείνα. Ο «αρπακτικός» βάζει τα πιασμένα θύματα στο «στομάχι» του (πιάτο Petri) για να υπολογίσει τα αποτελέσματα του κυνηγιού.

Ομάδα #1

Κοινότητα

"θύματα"

Ο γονότυπος των «θυμάτων»

(πληθυσμοί 1-5)

Πεδίο ενδιαιτημάτων

ετερόσπερμος

1. Σπόροι κολοκύθας (50 τεμ.)

2. Σπόροι καρπουζιού (50 τεμ.)

4. Κόκκοι καφέ (50 τεμ.)

5. Ηλιόσποροι (50 τεμ.)

κάρτα οδηγιών№ 2

Τεχνικές μοντελοποίησης

Η μοντελοποίηση πραγματοποιείται ως εξής.

Τα "θύματα" ξεχύνονται από κουτιά σε τραπέζια. οπλισμένοι με μαχαιροπίρουνα, οι μαθητές αρχίζουν να «κυνηγούν». Στο πρώτο «κυνήγι» «αρπακτικά» είναι ένα μαχαίρι, ένα πιρούνι και ένα κουτάλι.

Κάθε «κυνήγι» διαρκεί 30 δευτερόλεπτα. Υπάρχουν τρία κυνήγια συνολικά. Το κυνήγι μπορεί να συνοδεύεται από μουσική.

Ομάδα #2

Κοινότητα

"θύματα"

Γονότυπος «θυμάτων» (πληθυσμοί 1-5)

Πεδίο ενδιαιτημάτων

Φασόλι-

ζυμαρικά

1. Βελανίδια (50 τεμ.)

2. Φασόλια μέτρια ποικιλόμορφα (50 τμχ.)

3. Λευκά φασόλια (50 τμχ.)

4. Κεράσι (50 τεμ.)

5. Ζυμαρικά (50 τεμ.)

Πίνακας αναφοράς

«Θύματα στον αριθμό των θυμάτων»

Ο γονότυπος των «θυμάτων»

1η γενιά

("γονείς")

II γενιά

("παιδιά")

III γενιά

("εγγονια")

IV γενιά ("δισέγγονα")

ήταν

τρώγονται

έτρεξε μακριά

αριστερά

Μετά

αναπαραγωγή

τρώγονται

έτρεξε μακριά

αριστερά

Μετά την αναπαραγωγή

τρώγονται

έτρεξε μακριά

αριστερά

Μετά την αναπαραγωγή

σπόροι κολοκύθας

Ηλιόσποροι.

Σπόροι καρπουζιού

Abrik. οστά

Πίνακας αναφοράς

"Οι διακυμάνσεις στον αριθμό των "αρπακτικών"

Ο γονότυπος «αρπακτικό».	1η γενιά	II γενιά	III γενιά	IV γενιά
έφαγε	Αποτέλεσμα	έφαγε	Αποτέλεσμα	έφαγε	Αποτέλεσμα	Αριθμός ατόμων




πιρούνι-κόρη
πιρούνι-κόρη				Άφησε να ζήσει
κουτάλι-κόρη
κουτάλι-κόρη				Άφησε να ζήσει
εγγονή πιρούνι

$mob_info$