Comment la sélection naturelle dirige. Concepts de sélection naturelle
Sélection naturelle- le processus évolutif principal, à la suite duquel le nombre d'individus présentant une forme physique maximale (les traits les plus favorables) augmente dans la population, tandis que le nombre d'individus présentant des traits défavorables diminue.
La sélection naturelle est un facteur directionnel dans le processus évolutif, force motriceévolution.
La direction de la sélection naturelle est appelée vecteur de sélection.
Il existe de nombreuses approches de la définition du concept de "sélection naturelle".
Du point de vue de la théorie synthétique classique de l'évolution :
La sélection naturelle est un ensemble de processus biologiques qui assurent la reproduction différenciée de l'information génétique dans les populations.
Résultats de la sélection naturelle :
1. Préservation de la structure génétique de la population
2. Modification de la structure génétique de la population
3. L'émergence de nouvelles variantes de fonctionnalités préexistantes
4. L'émergence de fonctionnalités fondamentalement nouvelles
5. Formation de nouvelles espèces
6. Caractère progressif de l'évolution biologique.
Dans le processus de sélection naturelle, des mutations sont fixées qui augmentent la forme physique des organismes. La sélection naturelle est souvent qualifiée de mécanisme « évident en soi » car elle découle de faits simples tels que :
1. Les organismes produisent plus de descendants qu'ils ne peuvent en survivre;
2. Il y a des héritages dans la population de ces organismes. Variabilité;
3. Les organismes ayant des traits génétiques différents ont des taux de survie et une capacité de reproduction différents.
De telles conditions créent une compétition entre les organismes pour la survie et la reproduction et sont les conditions minimales nécessaires à l'évolution par sélection naturelle. Ainsi, les organismes aux traits héréditaires qui leur confèrent avantage compétitif, sont plus susceptibles de les transmettre à leur progéniture que les organismes avec des traits héréditaires qui n'ont pas cet avantage.
Notion centrale le concept de sélection naturelle - adaptation des organismes. La forme physique est définie comme la capacité d'un organisme à survivre et à se reproduire, ce qui détermine la taille de sa contribution génétique à la génération suivante. Cependant, l'élément principal pour déterminer l'aptitude n'est pas le nombre total de descendants, mais le nombre de descendants avec un génotype donné ( aptitude relative). Par exemple, si la progéniture d'un organisme qui réussit et se reproduit rapidement est faible et ne se reproduit pas bien, alors la contribution génétique et, par conséquent, l'aptitude de cet organisme seront faibles.
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. Mécanismes d'isolement interspécifique
Le concept d'espèce biologique implique l'existence d'un isolement reproductif interspécifique, c'est-à-dire un isolement qui empêche le croisement d'individus appartenant à des espèces différentes. L'isolement reproductif assure non seulement la coexistence de nombreuses espèces étroitement apparentées, mais aussi leur indépendance évolutive.
Distinguer isolation primaire et isolation secondaire. L'isolement primaire se produit sans la participation de la sélection naturelle ; cette forme d'isolement est aléatoire et imprévisible. L'isolement secondaire survient sous l'influence d'un complexe de facteurs évolutifs élémentaires ; cette forme d'isolement se produit naturellement et est prévisible.
La forme la plus simple l'isolement interspécifique est spatial, ou géographique isolation. Les espèces ne peuvent pas se croiser car les populations différents types spatialement isolés les uns des autres. Selon le degré d'isolement spatial, on distingue les populations allopatriques, adjacentes-sympatriques et biotiques-sympatriques.
Les populations biotiques-sympatriques peuvent se croiser entre elles pour former des hybrides interspécifiques. Mais ensuite, en raison de la formation constante d'hybrides et de leurs rétrocroisements avec des formes parentales, les espèces pures doivent tôt ou tard disparaître complètement. Cependant, en réalité, cela ne se produit pas, ce qui indique l'existence de divers mécanismes qui empêchent efficacement l'hybridation interspécifique dans conditions naturelles, qui se sont formés avec la participation de formes spécifiques de sélection naturelle, connues sous le nom de "processus de Wallace". (C'est pourquoi les croisements écologiques et géographiques entre des espèces qui ne sont pas en contact dans des conditions naturelles sont les plus réussis.)
On distingue généralement trois groupes de mécanismes d'isolement : précopulatoire, prézygotique et postzygotique. Dans le même temps, les mécanismes d'isolement prézygotiques et postzygotiques sont souvent combinés sous le nom général de "mécanismes post-copulatoires".
Distinguer la trace. mécanismes d'isolement reproductif interspécifique : 1. Mécanismes de précopulation - empêcher la copulation (accouplement chez les animaux ou pollinisation chez les plantes). Dans ce cas, ni les gamètes paternels ni maternels (et les gènes correspondants) ne sont éliminés. 2. Mécanismes prézygotiques - empêchent la fécondation. Dans ce cas, l'élimination des gamètes paternels (gènes) se produit, mais les gamètes maternels (gènes) sont préservés. L'isolement prézygotique peut être primaire ou secondaire. 3. Mécanismes postzygotiques - empêchent le transfert de gènes d'espèces parentales aux générations suivantes par le biais d'hybrides.
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. biodiversité. Niveaux de biodiversité intraspécifique
La diversité biologique - l'existence de nombreuses espèces de plantes et d'animaux - est une condition indispensable à la survie humaine. La Convention des Nations Unies sur la diversité biologique (1992), à laquelle 190 pays ont adhéré, vise à protéger et à conserver diverses espèces animales et végétales et leurs habitats. La Convention oblige les États à conserver la biodiversité, à veiller à ce qu'elle le développement durable et prévoit une répartition juste et équitable des avantages découlant de l'utilisation des ressources génétiques. Son protocole de Carthagène
Entré en vigueur en 2003, visant à garantir l'utilisation sûre des organismes génétiquement modifiés, il a maintenant été signé par 143 pays. La biodiversité désigne l'ensemble « des nombreux organismes vivants différents, la variabilité entre eux et les complexes écologiques dont ils font partie, ce qui inclut la diversité au sein des espèces, entre les espèces et les écosystèmes » ; en même temps, il faut faire la distinction entre la diversité globale et la diversité locale. La biodiversité est l'une des ressources biologiques les plus importantes ( ressource biologique considérés comme « du matériel génétique, des organismes ou des parties de ceux-ci, ou des écosystèmes utilisés ou potentiellement utiles à l'humanité, y compris l'équilibre naturel au sein et entre les écosystèmes »).
Il existe les types de diversité biologique suivants : diversité alpha, bêta, gamma et génétique. La diversité α est comprise comme la diversité des espèces, la diversité β est la diversité des communautés sur certain territoire; La diversité γ est un indicateur intégral qui inclut la diversité α et β. Cependant, ces types de biodiversité reposent sur la diversité génétique (intraspécifique, intrapopulation).
La présence de deux allèles ou plus (et, par conséquent, de génotypes) dans une population est appelée polymorphisme génétique. Il est conditionnellement admis que la fréquence de l'allèle le plus rare dans le polymorphisme doit être d'au moins 1% (0,01). L'existence d'un polymorphisme génétique est une condition préalable à la conservation de la biodiversité.
Des idées sur la nécessité de préserver le polymorphisme génétique dans les populations naturelles ont été formulées dès les années 1920. nos distingués compatriotes. Nikolai Ivanovich Vavilov a créé la doctrine du matériel source, a justifié la nécessité de créer des référentiels du pool génétique mondial des plantes cultivées. Alexander Sergeevich Serebrovsky a créé la doctrine même du pool génétique. Le concept de « genofund » comprenait la diversité génétique d'une espèce qui s'est développée au cours de son évolution ou de sa sélection et lui a fourni ses capacités d'adaptation et de production. Sergei Sergeevich Chetverikov a jeté les bases de la doctrine et des méthodes d'évaluation de l'hétérogénéité génétique des populations espèces sauvages plantes et animaux.
30. Problèmes de conservation du polymorphisme des espèces à différents stades de spéciation
La fixation aléatoire d'allèles sélectivement neutres initialement rares n'est possible en raison de la dérive génétique que dans de très petites populations. Cependant, des allèles sélectivement neutres d'autres gènes sont fixés au hasard dans de telles populations, ce qui devrait réduire considérablement le niveau de polymorphisme génétique. Il a été établi que les glaciers ont eu un impact significatif sur la structure de la population de certaines espèces de poissons, comme le saumon du Pacifique. dans la plupart des cas, la population espèces modernes caractérisé haut niveau polymorphisme génétique. les mécanismes réels de formation de l'isolement postcopulation sont beaucoup plus compliqués que ceux discutés ci-dessus.
Selon le niveau de diversité intraspécifique, deux groupes extrêmes d'espèces peuvent être distingués: avec un niveau élevé et un faible niveau de polymorphisme intraspécifique. Le premier groupe est constitué d'espèces eurybiontes polytypiques avec une large gamme et une structure intraspécifique complexe, avec un niveau élevé de variabilité intrapopulation et interpopulation. Le deuxième groupe est celui des endémiques avec un faible niveau de variabilité. Évidemment, le premier groupe d'espèces a un fort potentiel évolutif ; peut donner naissance à de nombreuses nouvelles espèces (et plus tard à des taxons d'un rang supérieur). Le deuxième groupe est caractérisé par un faible potentiel évolutif ; la probabilité qu'elle donne naissance à de nouvelles espèces (et encore plus de taxons d'un rang supérieur) est bien moindre.
31. Le progrès biologique et ses critères. stabilisation biologique. La régression biologique et ses causes.
Le progrès biologique caractérise des groupes individuels d'organismes à certains stades de développement monde organique.
Critères de progrès biologique :
1. Une augmentation du nombre d'individus du groupe considéré.
2. Élargissement de la gamme.
3. Forme intensive et spéciation.
En conséquence, on observe entrer dans une nouvelle zone adaptative avec un rayonnement adaptatif ultérieur, c'est-à-dire la distribution dans conditions diverses un habitat. Actuellement, en état de progrès biologique, sont angiospermes, insectes, oiseaux et mammifères.
Il existe trois voies principales pour réaliser le progrès biologique : l'arogénèse, l'allogenèse et la catagénèse, qui se remplacent naturellement.
Arogénèse- processus d'élevage niveau général organisations.
Critères d'arogénèse (progrès morphophysiologique) :
UN) systémique– amélioration des systèmes d'homéostasie et d'homéorèse ;
b) énergie– augmentation de l'efficacité. organisme, dans un cas particulier - une augmentation du niveau de métabolisme (oiseaux, mammifères);
V) informatif- une augmentation de la quantité d'informations : génétiques (augmentation de la quantité d'ADN dans la cellule) et épigénétiques (mémoire, apprentissage).
La conséquence du progrès est progrès biologique général associée à l'entrée dans une nouvelle zone adaptative.
Les aromorphoses sont grandes préadaptation, qui offrent à l'avance aux organismes la possibilité de vivre dans de nouvelles conditions. En raison des aromorphoses, une large radiation adaptative. Le rayonnement adaptatif est la ramification du tronc ancestral d'un groupe d'organismes en branches distinctes au cours de l'évolution adaptative.
L'allogenèse est le processus d'apparition d'adaptations particulières à certaines conditions de vie, non accompagnées d'une augmentation du niveau général d'organisation. À la suite de l'allogenèse, des allomorphoses, des télomorphoses et des hypermorphoses se forment.
Les allomorphoses sont des adaptations anatomiques et morphologiques qui assurent une adaptabilité à certaines conditions de vie.
Les télomorphoses sont associées à la transition de environnement communà un privé, plus limité.
Les hypermorphoses sont des signes hypertrophiés. Un exemple de gigantisme.
La sélection naturelle est le seul facteur qui détermine la direction du processus évolutif, l'adaptation des organismes à un environnement particulier. En raison de la sélection, les individus ayant des mutations utiles, c'est-à-dire correspondant à l'environnement, sont conservés et reproduits dans la population. Les individus moins adaptés au milieu meurent ou survivent, mais leur descendance est peu nombreuse.
Les génotypes des individus dans la population sont différents et la fréquence de leur apparition est également différente. L'efficacité de la sélection dépend de la manifestation du trait dans le génotype. L'allèle dominant apparaît immédiatement phénotypiquement et est soumis à une sélection. L'allèle récessif n'est pas sélectionné tant qu'il n'est pas à l'état homozygote. II Shmalgauzen a distingué deux formes principales de sélection naturelle : la conduite et la stabilisation.
sélection de conduite
La sélection motrice conduit à l'élimination des individus avec des traits anciens qui ne correspondent pas à l'environnement modifié, et à la formation d'une population d'individus avec de nouveaux traits. Se déroule-t-il dans un environnement en lente évolution ? habitat.
Un exemple d'action sélection de conduite sert à changer la couleur des ailes du papillon de la teigne du bouleau. Les papillons vivant sur les troncs d'arbres étaient principalement de couleur claire, invisibles sur le fond de lichens clairs recouvrant les troncs d'arbres.
De temps en temps, des papillons de couleur foncée apparaissaient sur les troncs, bien visibles et détruits par les oiseaux. En raison du développement de l'industrie et de la pollution de l'air par la suie, les lichens ont disparu et des troncs d'arbres assombris ont été exposés. En conséquence, les papillons de couleur claire, clairement visibles sur un fond sombre, ont été détruits par les oiseaux, tandis que les individus de couleur foncée ont été préservés par sélection. Après un certain temps, la plupart des papillons des populations proches des centres industriels sont devenus sombres.
Quel est le mécanisme de sélection motrice ?
Dans le génotype de la teigne du bouleau, il existe des gènes qui déterminent la couleur sombre et claire des papillons. Par conséquent, des papillons clairs et foncés apparaissent dans la population. La prédominance de certains papillons dépend des conditions environnementales. Dans certaines conditions environnementales, les individus principalement de couleur foncée sont préservés, tandis que dans d'autres, les individus de couleur claire avec différents génotypes sont préservés.
Le mécanisme de la sélection motrice consiste en la préservation des individus présentant des déviations utiles par rapport à la norme de réaction antérieure et l'élimination des individus présentant l'ancienne norme de réaction.
Sélection stabilisatrice
La sélection stabilisatrice préserve les individus avec la norme de réaction établie dans des conditions données et élimine tout écart par rapport à celle-ci. Cela fonctionne si les conditions environnementales ne changent pas pendant une longue période. Ainsi, les fleurs de la plante muflier ne sont pollinisées que par les bourdons. La taille de la fleur correspond à la taille du corps des bourdons. Toutes les plantes qui ont de très grandes ou de très petites fleurs ne pollinisent pas et ne forment pas de graines, c'est-à-dire qu'elles sont éliminées par sélection stabilisatrice.
La question se pose : toutes les mutations sont-elles éliminées par sélection ?
Il s'avère que pas tout. La sélection ne détruit que les mutations qui se manifestent phénotypiquement. Les individus hétérozygotes conservent des mutations récessives qui n'apparaissent pas extérieurement. Ils servent de base à la diversité génétique d'une population.
Le fait que la sélection se produise réellement dans la nature est mis en évidence par des observations et des expériences. Par exemple, des observations ont montré que les prédateurs détruisent le plus souvent les individus présentant une sorte de défaut.
Les scientifiques ont mené des expériences pour étudier l'action de la sélection naturelle. Sur une planche peinte couleur verte, des chenilles de différentes couleurs ont été placées - vert, marron, jaune. Les oiseaux picoraient principalement des chenilles jaunes et brunes, visibles sur un fond vert.
Introduction
1. Ch. Darwin - le fondateur de la théorie de l'évolution
2. Causes et formes de la "lutte pour l'existence" chez les animaux sauvages
3. Théorie de la sélection naturelle, formes de sélection naturelle
4. Le rôle de la variabilité héréditaire dans l'évolution des espèces
Conclusion
INTRODUCTION
Pour la première fois, le terme "évolution" (du latin evolutio - déploiement) a été utilisé dans l'un des travaux embryologiques du naturaliste suisse Charles Bonnet en 1762. Actuellement, l'évolution est comprise comme un processus irréversible de changement d'un système qui se produit dans le temps, grâce à quoi quelque chose apparaît, nouveau, hétérogène, se tenant à un stade de développement supérieur.
Le processus d'évolution concerne de nombreux phénomènes se produisant dans la nature. Par exemple, un astronome parle de l'évolution des systèmes planétaires et des étoiles, un géologue parle de l'évolution de la Terre, un biologiste parle de l'évolution des êtres vivants. Dans le même temps, le terme "évolution" est souvent appliqué à des phénomènes qui ne sont pas directement liés à la nature au sens étroit du terme. Par exemple, ils parlent de l'évolution des systèmes sociaux, des opinions, des machines ou des matériaux, etc.
Le concept d'évolution acquiert une signification particulière dans les sciences naturelles, où l'évolution principalement biologique est étudiée. L'évolution biologique est un développement historique irréversible et dans une certaine mesure dirigé de la faune, accompagné d'une modification de la composition génétique des populations, de la formation d'adaptations, de la formation et de l'extinction des espèces, des transformations des biogéocénoses et de la biosphère dans son ensemble. En d'autres termes, l'évolution biologique doit être comprise comme le processus de développement historique adaptatif des formes vivantes à tous les niveaux de l'organisation des êtres vivants.
La théorie de l'évolution a été développée par C. Darwin (1809-1882) et présentée par lui dans le livre "The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Breeds in the Struggle for Life" (1859).
1. CH. DARWIN - LE FONDATEUR DE LA THÉORIE DE L'ÉVOLUTION
Charles Darwin est né le 12 février 1809. dans la famille du médecin. Pendant ses études aux universités d'Édimbourg et de Cambridge, Darwin a acquis une connaissance approfondie de la zoologie, de la botanique et de la géologie, des compétences et un goût pour la recherche sur le terrain.
Un rôle important dans la formation de ses perspectives scientifiques a été joué par le livre de l'éminent géologue anglais Charles Lyell "Principles of Geology". Lyell a fait valoir que aspect moderne La terre s'est formée progressivement sous l'influence des mêmes forces naturelles qui sont actives à l'heure actuelle. Darwin était familier avec les idées évolutionnistes d'Erasmus Darwin, de Lamarck et d'autres évolutionnistes de la première heure, mais elles ne lui semblaient pas convaincantes.
Le tournant décisif de son destin fut voyage autour du monde sur le navire "Beagle" (1832-1837). Les observations faites au cours de ce voyage ont servi de base à la création de la théorie de l'évolution. Selon Darwin lui-même, au cours de ce voyage, il a été le plus impressionné : « 1) la découverte d'animaux fossiles géants qui étaient recouverts d'une carapace semblable à celle des tatous modernes ; 2) le fait que, à mesure que l'on se déplace le long du continent sud-américain, des espèces animales étroitement apparentées se remplacent; 3) le fait que les espèces étroitement apparentées de diverses îles de l'archipel des Galapagos diffèrent légèrement les unes des autres. Il était évident que de tels faits, ainsi que bien d'autres, ne pouvaient s'expliquer que sur la base de l'hypothèse que l'espèce changeait progressivement, et ce problème commença à me hanter.
Au retour de son voyage, Darwin commence à réfléchir au problème de l'origine des espèces. Il considère diverses idées, dont l'idée de Lamarck, et les rejette, car aucune d'entre elles n'explique les faits de l'étonnante adaptabilité des animaux et des plantes à leurs conditions de vie. Ce qui semblait aux premiers évolutionnistes comme une évidence et une évidence, apparaît à Darwin comme la question la plus importante. Il collecte des données sur la variabilité des animaux et des plantes dans la nature et dans les conditions de domestication. Bien des années plus tard, se souvenant de l'origine de sa théorie, Darwin écrira : « J'ai vite réalisé que la pierre angulaire du succès de l'homme dans la création de races utiles d'animaux et de plantes était la sélection. Cependant, pendant un certain temps, il m'est resté un mystère de savoir comment la sélection pouvait être appliquée à des organismes vivant dans des conditions naturelles. Juste à cette époque en Angleterre, les idées du scientifique anglais T. Malthus sur l'augmentation exponentielle du nombre de populations ont été vigoureusement discutées. « En octobre 1838, j'ai lu le livre de Malthus Sur la population, poursuit Darwin, et comme, grâce à ma longue observation du mode de vie des animaux et des plantes, j'étais bien préparé à apprécier la signification de la lutte pour l'existence. partout, je fus aussitôt frappé par l'idée que dans de telles conditions les changements favorables devaient tendre à se conserver, et les défavorables à se détruire. Le résultat devrait être la formation de nouvelles espèces.
Ainsi, l'idée de l'origine des espèces par la sélection naturelle est venue à Darwin en 1838. Pendant 20 ans, il y a travaillé. En 1856, sur les conseils de Lyell, il commence à préparer son ouvrage en vue de sa publication. En 1858, le jeune scientifique anglais Alfred Wallace envoya à Darwin le manuscrit de son article "Sur la tendance des variétés à s'écarter indéfiniment du type original". Cet article contenait une exposition de l'idée de l'origine des espèces par la sélection naturelle. Darwin était prêt à refuser de publier son travail, mais ses amis, le géologue Ch. Lyell et le botaniste G. Hooker, qui connaissaient depuis longtemps l'idée de Darwin et se sont familiarisés avec les avant-projets de son livre, ont convaincu le scientifique que les deux travaux doivent être publiés simultanément.
Le livre de Darwin, The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favorable Races in the Struggle for Life, est publié en 1859 et son succès dépasse toutes les espérances. Son idée de l'évolution a rencontré le soutien passionné de certains scientifiques et des critiques acerbes de la part d'autres. Cet ouvrage et les suivants de Darwin "Changements chez les animaux et les plantes pendant la domestication", "L'origine de l'homme et la sélection sexuelle", "L'expression des émotions chez l'homme et les animaux" ont été traduits dans de nombreuses langues immédiatement après la publication. Il convient de noter que la traduction russe du livre de Darwin "Changes in Animals and Plants under Domestication" a été publiée plus tôt que son texte original. L'éminent paléontologue russe V. O. Kovalevsky a traduit ce livre à partir des preuves d'édition qui lui ont été fournies par Darwin et l'a publié dans des éditions séparées.
La théorie évolutionniste de Darwin est une doctrine holistique du développement historique du monde organique. Il couvre un large éventail de problèmes, dont les plus importants sont la preuve de l'évolution, l'identification des forces motrices de l'évolution, la détermination des voies et des modèles du processus évolutif, etc.
L'essence de l'enseignement évolutif réside dans les dispositions de base suivantes :
1. Tous les types d'êtres vivants habitant la Terre n'ont jamais été créés par quelqu'un.
2. Ayant surgi naturellement, les formes organiques se sont lentement et progressivement transformées et améliorées en fonction des conditions environnementales.
3. La transformation des espèces dans la nature est basée sur des propriétés des organismes telles que l'hérédité et la variabilité, ainsi que sur la sélection naturelle qui se produit constamment dans la nature. La sélection naturelle s'effectue par l'interaction complexe des organismes entre eux et avec des facteurs nature inanimée; cette relation que Darwin appelait la lutte pour l'existence.
4. Le résultat de l'évolution est l'adaptabilité des organismes aux conditions de leur habitat et à la diversité des espèces dans la nature.
2. CAUSES ET FORMES DU « COMBAT POUR L'EXISTENCE »
La "lutte pour l'existence" est un concept utilisé par Charles Darwin pour caractériser l'ensemble des relations entre les individus et divers facteurs environnementaux. Ces relations déterminent le succès ou l'échec d'un individu particulier à survivre et à laisser sa progéniture. Tous les êtres vivants ont le potentiel de produire un grand nombre de comme eux-mêmes. Par exemple, la progéniture qu'une daphnie (crustacé d'eau douce) peut laisser pendant l'été atteint une taille astronomique, plus de 10 30 individus, qui dépasse la masse de la Terre. Cependant, la croissance effrénée du nombre d'organismes vivants n'est jamais réellement observée. Quelle est la raison de ce phénomène ? La plupart des individus meurent à différents stades de développement et ne laissent aucun descendant derrière eux. Il existe de nombreuses raisons qui limitent la croissance du nombre d'animaux: ce sont des facteurs naturels et climatiques, et la lutte avec les individus de sa propre espèce et d'autres espèces.
Figure 1 - L'action de la lutte pour l'existence
On sait que la mort est d'autant plus intense que la reproduction des individus d'un type donné est élevée. Le béluga, par exemple, pond environ un million d'œufs pendant le frai, et seule une très petite partie d'entre eux atteint la maturité. Les plantes produisent également une énorme quantité de graines, mais dans des conditions naturelles, seule une partie négligeable d'entre elles donne naissance à de nouvelles plantes. L'écart entre la possibilité de reproduction illimitée des espèces et les ressources limitées est la principale raison de la lutte pour l'existence. La mort des descendants survient pour diverses raisons. Elle peut être à la fois sélective et aléatoire (cas d'inondations, intervention humaine dans la nature, feu de forêt et etc.).
Figure 2 - Formes de la lutte pour l'existence
Lutte intraspécifique. L'intensité de la reproduction et la mort sélective d'individus mal adaptés aux conditions environnementales changeantes sont d'une importance décisive pour les transformations évolutives. Il ne faut pas penser qu'un individu qui a un trait indésirable doit certainement mourir. Il y a simplement une forte probabilité qu'il laisse moins de descendants ou qu'il ne les laisse pas du tout, alors qu'un individu normal se multipliera. Par conséquent, les plus aptes survivent et se reproduisent toujours. C'est le principal mécanisme de la sélection naturelle. La mort sélective des uns et la survie des autres individus sont inséparablement phénomènes connexes. C'est dans une déclaration aussi simple et à première vue évidente que réside le génie de l'idée de sélection naturelle de Darwin, c'est-à-dire dans la reproduction d'individus plus adaptés, gagnant la lutte pour l'existence. La lutte des individus au sein d'une même espèce est de la nature la plus diverse.
Les individus se disputent non seulement les sources de nourriture, d'humidité, de soleil et de territoire, mais entrent parfois dans un combat direct.
Chez les animaux dioïques, les mâles et les femelles diffèrent principalement par la structure des organes reproducteurs. Cependant, les différences s'étendent souvent à signes extérieurs, comportement. Rappelez-vous la tenue brillante de plumes du coq, un grand peigne, des éperons sur les pattes, un chant énorme. Les faisans mâles sont très beaux comparés à des poules beaucoup plus modestes. Les crocs des mâchoires supérieures - les défenses - poussent particulièrement fortement chez les morses mâles. Différences externes dans la structure des sexes sont appelés dimorphisme sexuel et sont dus à leur rôle dans la sélection sexuelle. La sélection sexuelle est la compétition entre les mâles pour l'opportunité de se reproduire. Ce but est servi par le chant, le comportement démonstratif, la parade nuptiale et souvent les combats entre mâles.
Le dimorphisme sexuel et la sélection sexuelle sont assez répandus dans le règne animal, jusqu'aux primates. Cette forme de sélection doit être considérée comme un cas particulier de sélection naturelle intraspécifique.
Les relations entre les individus au sein d'une espèce ne se limitent pas à la lutte et à la compétition. Il y a aussi l'entraide. Assistance mutuelle des individus, délimitation des territoires individuels - tout cela réduit la netteté des interactions intraspécifiques.
L'assistance mutuelle se manifeste le plus clairement dans l'organisation familiale et collective des animaux. Lorsque des individus forts et grands protègent les oursons et les femelles, protégez leur territoire et leurs proies, contribuant au succès de l'ensemble du groupe ou de la famille dans son ensemble, souvent au prix de leur vie. La reproduction et la mort des individus acquièrent un caractère sélectif par la compétition d'individus génétiquement hétérogènes au sein d'une population donnée, de sorte que la lutte interne est la cause la plus importante de la sélection naturelle. Le moteur principal des transformations évolutives est la sélection naturelle des organismes les plus adaptés qui surgissent à la suite de la lutte pour l'existence.
Lutte interspécifique . Sous la lutte interspécifique, il faut comprendre la lutte des individus d'espèces différentes. La lutte interspécifique est particulièrement aiguë dans les cas où des espèces vivant dans des conditions écologiques similaires et utilisant les mêmes sources de nourriture sont confrontées. À la suite d'une lutte interspécifique, il se produit soit le déplacement d'une des espèces opposées, soit le déplacement d'espèces vers conditions différentesà l'intérieur d'un même espace ou, enfin, leur séparation territoriale.
Deux types de sittelle de roche peuvent servir d'illustration des conséquences de la lutte d'espèces étroitement apparentées. Dans les endroits où les aires de répartition de ces espèces se chevauchent, c'est-à-dire les oiseaux des deux espèces vivent sur la même théorie, la longueur du bec et la capacité d'obtenir de la nourriture diffèrent considérablement d'eux. Dans les habitats non chevauchants des sittelles, aucune différence dans la longueur du bec et dans la manière d'obtenir de la nourriture n'est trouvée. La lutte interspécifique conduit ainsi à une séparation écologique et géographique des espèces.
3. Lutte contre les conditions défavorables de nature inorganique améliore également la compétition intraspécifique, car les individus de la même espèce se disputent la nourriture, la lumière, la chaleur et d'autres conditions d'existence. Ce n'est pas un hasard si l'on dit qu'une plante du désert combat la sécheresse. Dans la toundra, les arbres sont représentés par des formes naines, bien qu'ils ne subissent pas la concurrence d'autres plantes. Les individus les plus viables s'avèrent être les gagnants de la lutte (ils ont des processus physiologiques et un métabolisme plus efficaces). Si les caractéristiques biologiques sont héritées, cela conduira finalement à l'amélioration des adaptations des espèces à l'environnement.
3. LA THÉORIE DE LA SÉLECTION NATURELLE
FORMES DE SÉLECTION NATURELLE
La sélection se poursuit en continu sur une série infinie de générations successives et préserve principalement les formes les mieux adaptées aux conditions données. La sélection naturelle et l'élimination de certains individus d'une espèce sont inextricablement liées et sont une condition nécessaire à l'évolution des espèces dans la nature.
Le schéma d'action de la sélection naturelle dans le système des espèces selon Darwin est le suivant :
1) La variabilité est inhérente à tout groupe d'animaux et de plantes, et les organismes diffèrent les uns des autres à bien des égards;
2) Le nombre d'organismes de chaque espèce qui naissent dans le monde dépasse le nombre de ceux qui peuvent trouver de la nourriture et survivre. Cependant, comme l'abondance de chaque espèce dans les conditions naturelles est constante, il faut supposer que la plupart de la progéniture meurt. Si tous les descendants d'une espèce quelconque survivaient et se multipliaient, ils supplanteraient très bientôt toutes les autres espèces sur le globe ;
3) Puisque plus d'individus naissent qu'ils ne peuvent survivre, il y a une lutte pour l'existence, une compétition pour la nourriture et l'habitat. Il peut s'agir d'une lutte active à mort ou d'une compétition moins évidente mais non moins efficace, comme, par exemple, pour les plantes en période de sécheresse ou de froid ;
4) Parmi les nombreux changements observés chez les êtres vivants, certains facilitent la survie dans la lutte pour l'existence, tandis que d'autres conduisent au fait que leurs propriétaires meurent. Le concept de « survie du plus apte » est au cœur de la théorie de la sélection naturelle ;
5) Les individus survivants donnent naissance à la génération suivante, et ainsi les changements "réussis" sont transmis aux générations suivantes. En conséquence, chaque génération suivante est plus adaptée à l'environnement ; à mesure que l'environnement change, d'autres adaptations se produisent. Si la sélection naturelle opère depuis de nombreuses années, les derniers descendants peuvent s'avérer si différents de leurs ancêtres qu'il serait conseillé de les distinguer en tant qu'espèce indépendante.
Il peut aussi arriver que certains membres d'un groupe donné d'individus acquièrent des changements et s'adaptent à environnement d'une certaine manière, tandis que ses autres membres, ayant un ensemble différent de changements, seront adaptés d'une manière différente ; de cette manière, deux espèces ou plus peuvent provenir d'une espèce ancestrale, à condition que ces groupes soient isolés.
Sélection de conduite. La sélection naturelle conduit toujours à une augmentation de la fitness moyenne des populations. Des changements dans les conditions externes peuvent entraîner des changements dans l'aptitude des génotypes individuels. En réponse à ces changements, la sélection naturelle, utilisant l'énorme stock de diversité génétique à travers la multitude différents signes, entraîne des changements importants dans la structure génétique de la population. Si l'environnement extérieur change constamment dans une certaine direction, la sélection naturelle modifie la structure génétique de la population de telle sorte que son aptitude à ces conditions changeantes reste maximale. Dans ce cas, les fréquences des allèles individuels dans la population changent. Les valeurs moyennes des traits adaptatifs dans les populations changent également. Dans un certain nombre de générations, leur déplacement progressif dans une certaine direction peut être tracé. Cette forme de sélection est appelée sélection motrice.
Un exemple classique de sélection de motifs est l'évolution de la couleur chez la teigne du bouleau. La couleur des ailes de ce papillon imite la couleur de l'écorce des arbres couverts de lichens, sur laquelle il passe la journée. Évidemment tel coloration protectrice formé au cours de nombreuses générations d'évolution précédente. Cependant, avec le début de la révolution industrielle en Angleterre, cet appareil a commencé à perdre de son importance. La pollution atmosphérique a entraîné mort de masse lichens et assombrissement des troncs d'arbres. Des papillons clairs sur un fond sombre devenaient facilement visibles pour les oiseaux. Depuis le milieu du 19e siècle, des formes mutantes sombres (mélaniques) de papillons ont commencé à apparaître dans les populations de la teigne du bouleau. Leur fréquence augmentait rapidement. À la fin du 19e siècle, certaines populations urbaines du papillon de nuit étaient presque entièrement composées de formes sombres, tandis que les formes claires prédominaient encore dans les populations rurales. Ce phénomène a été appelé mélanisme industriel. . Les scientifiques ont découvert que dans les zones polluées, les oiseaux sont plus susceptibles de manger des formes claires et dans les zones propres - les plus sombres. L'imposition de restrictions sur la pollution atmosphérique dans les années 1950 a de nouveau provoqué un changement de direction de la sélection naturelle et la fréquence des formes sombres dans les populations urbaines a commencé à décliner. Ils sont presque aussi rares aujourd'hui qu'ils l'étaient avant la révolution industrielle.
La sélection motrice adapte la composition génétique des populations aux changements de l'environnement extérieur de sorte que la fitness moyenne des populations soit maximale. Sur l'île de Trinidad, les poissons guppy vivent dans différents plans d'eau. Beaucoup de ceux qui vivent dans le cours inférieur des rivières et dans les étangs périssent dans les dents poisson prédateur. Dans les hauteurs, la vie des guppys est beaucoup plus calme - il y a peu de prédateurs. Ces différences dans les conditions environnementales ont conduit au fait que les guppys "montés" et "de base" ont évolué en différentes directions. La « base », constamment menacée d'extermination, commence à se reproduire plus tôt et produit de nombreux très petits alevins. Les chances de survie de chacun d'eux sont très faibles, mais ils sont nombreux et certains ont le temps de se multiplier. "Cheval" atteint la puberté plus tard, leur fertilité est plus faible, mais la progéniture est plus grande. Lorsque les chercheurs ont transféré les guppys "de base" dans des réservoirs inhabités dans le cours supérieur des rivières, ils ont observé un changement progressif dans le type de développement des poissons. 11 ans après le déménagement, ils sont devenus beaucoup plus grands, sont entrés dans la reproduction plus tard et ont produit une progéniture moins nombreuse mais plus grande.
Le taux de changement des fréquences des allèles dans une population et les valeurs moyennes des traits sous l'action de la sélection dépendent non seulement de l'intensité de la sélection, mais aussi de la structure génétique des traits qui sont sélectionnés. La sélection contre les mutations récessives est beaucoup moins efficace que contre les dominantes. Chez l'hétérozygote, l'allèle récessif n'apparaît pas dans le phénotype et échappe donc à la sélection. En utilisant l'équation de Hardy-Weinberg, on peut estimer le taux de variation de la fréquence d'un allèle récessif dans une population en fonction de l'intensité de la sélection et du rapport de fréquence initial. Plus la fréquence de l'allèle est faible, plus son élimination est lente. Afin de réduire la fréquence de la létalité récessive de 0,1 à 0,05, seulement 10 générations sont nécessaires ; 100 générations - pour le réduire de 0,01 à 0,005 et 1000 générations - de 0,001 à 0,0005.
La forme motrice de la sélection naturelle joue un rôle déterminant dans l'adaptation des organismes vivants aux conditions extérieures qui évoluent dans le temps. Il assure également la large diffusion de la vie, sa pénétration dans toutes les niches écologiques possibles. C'est une erreur de penser, cependant, que dans des conditions stables d'existence, la sélection naturelle cesse. Dans ces conditions, il continue d'agir sous forme de sélection stabilisatrice.
sélection stabilisatrice. La sélection stabilisante préserve l'état de la population, ce qui lui assure sa forme physique maximale dans des conditions d'existence constantes. À chaque génération, les individus qui s'écartent de la valeur optimale moyenne en termes de caractéristiques adaptatives sont supprimés.
De nombreux exemples de l'action de stabilisation de la sélection dans la nature ont été décrits. Par exemple, à première vue, il semble que contribution la plus importante les individus avec une fécondité maximale devraient être introduits dans le pool génétique de la prochaine génération. Cependant, les observations des populations naturelles d'oiseaux et de mammifères montrent que ce n'est pas le cas. Plus il y a de poussins ou de petits dans le nid, plus il est difficile de les nourrir, plus chacun d'eux est petit et faible. De ce fait, les individus à fécondité moyenne s'avèrent les plus adaptés.
Une sélection en faveur des moyennes a été trouvée pour une variété de caractères. Chez les mammifères, les nouveau-nés de poids très faible et très élevé à la naissance sont plus susceptibles de mourir à la naissance ou au cours des premières semaines de vie que les nouveau-nés de poids moyen. La prise en compte de la taille des ailes des oiseaux morts après la tempête a montré que la plupart d'entre eux avaient des ailes trop petites ou trop grandes. Et dans ce cas, les individus moyens se sont avérés les plus adaptés.
Quelle est la raison de l'apparition constante de formes mal adaptées dans des conditions d'existence constantes ? Pourquoi la sélection naturelle est-elle incapable d'éliminer une fois pour toutes une population de formes évasives indésirables ? La raison n'est pas seulement et pas tant dans l'émergence constante de plus en plus de nouvelles mutations. La raison en est que les génotypes hétérozygotes sont souvent les plus aptes. Lors du croisement, ils donnent constamment des descendants qui se séparent et des descendants homozygotes avec une forme physique réduite apparaissent dans leur progéniture. Ce phénomène est appelé polymorphisme équilibré.
sélection sexuelle. Chez les mâles de nombreuses espèces, on trouve des caractéristiques sexuelles secondaires prononcées qui, à première vue, semblent inadaptées: la queue d'un paon, les plumes brillantes des oiseaux de paradis et des perroquets, les peignes écarlates des coqs, des couleurs enchanteresses poisson tropical, chants d'oiseaux et de grenouilles, etc. Beaucoup de ces caractéristiques rendent la vie difficile à leurs porteurs, les rendant facilement visibles pour les prédateurs. Il semblerait que ces signes ne donnent aucun avantage à leurs porteurs dans la lutte pour l'existence, et pourtant ils sont très répandus dans la nature. Quel rôle la sélection naturelle a-t-elle joué dans leur origine et leur diffusion ?
On sait que la survie des organismes est une composante importante, mais pas la seule, de la sélection naturelle. Un autre élément important est l'attrait pour les membres du sexe opposé. Charles Darwin a appelé ce phénomène la sélection sexuelle. Il a d'abord mentionné cette forme de sélection dans L'origine des espèces et l'a ensuite analysée en détail dans La filiation de l'homme et la sélection sexuelle. Il croyait que « cette forme de sélection n'est pas déterminée par la lutte pour l'existence dans les relations des êtres organisés entre eux ou avec conditions externes, mais par rivalité entre individus d'un sexe, généralement des mâles, pour la possession d'individus de l'autre sexe.
La sélection sexuelle est la sélection naturelle pour le succès de la reproduction. Des traits qui réduisent la viabilité de leurs porteurs peuvent émerger et se propager si les avantages qu'ils procurent en termes de succès de reproduction sont nettement supérieurs à leurs inconvénients en termes de survie. Un mâle qui vit peu de temps mais qui est apprécié des femelles et produit donc de nombreux descendants a une forme physique cumulée beaucoup plus élevée que celui qui vit longtemps mais laisse peu de descendants. Chez de nombreuses espèces animales, la grande majorité des mâles ne participent pas du tout à la reproduction. À chaque génération, une compétition féroce pour les femelles s'installe entre les mâles. Cette compétition peut être directe et se manifester sous la forme d'une lutte pour les territoires ou de combats en tournoi. Il peut également se produire sous une forme indirecte et être déterminé par le choix des femelles. Dans les cas où les femelles choisissent les mâles, la compétition masculine se manifeste dans l'affichage de leur brillant apparence ou comportement complexe cour. Les femelles choisissent les mâles qu'elles aiment le plus. En règle générale, ce sont les hommes les plus brillants. Mais pourquoi les femmes aiment-elles les hommes brillants ?
L'aptitude de la femme dépend de sa capacité à évaluer objectivement l'aptitude potentielle du futur père de ses enfants. Elle doit choisir un mâle dont les fils seront très adaptables et attirants pour les femelles.
Deux hypothèses principales sur les mécanismes de la sélection sexuelle ont été proposées.
Selon l'hypothèse des « fils séduisants », la logique de la sélection féminine est quelque peu différente. Si les hommes brillants, pour une raison quelconque, attirent les femmes, il vaut la peine de choisir un père brillant pour vos futurs fils, car ses fils hériteront des gènes de couleur vive et seront attrayants pour les femmes de la prochaine génération. Ainsi, il y a un effet positif Retour, ce qui conduit au fait que de génération en génération la luminosité du plumage des mâles est de plus en plus rehaussée. Le processus continue d'augmenter jusqu'à ce qu'il atteigne la limite de viabilité. Imaginez une situation où les femmes choisissent des hommes avec plus longue queue. Les mâles à longue queue produisent plus de descendants que les mâles à queue courte et moyenne. De génération en génération, la longueur de la queue augmente, car les femelles choisissent des mâles non pas avec une certaine taille de queue, mais avec une taille supérieure à la moyenne. En fin de compte, la queue atteint une longueur telle que son préjudice à la viabilité du mâle est contrebalancé par son attrait aux yeux des femelles.
En expliquant ces hypothèses, nous avons essayé de comprendre la logique de l'action des oiseaux femelles. Il peut sembler que nous attendons trop d'eux, que des calculs de fitness aussi complexes leur soient difficilement accessibles. En fait, dans le choix des mâles, les femelles ne sont ni plus ni moins logiques que dans tous les autres comportements. Lorsqu'un animal a soif, il ne se justifie pas qu'il boive de l'eau pour rétablir l'équilibre eau-sel dans le corps - il va à l'abreuvoir parce qu'il a soif. Lorsqu'une abeille ouvrière pique un prédateur qui attaque une ruche, elle ne calcule pas à quel point, par ce sacrifice de soi, elle augmente la condition physique cumulative de ses sœurs - elle suit l'instinct. De la même manière, les femelles, choisissant des mâles brillants, suivent leur instinct - elles aiment les queues brillantes. Tous ceux qui ont instinctivement incité à un comportement différent, tous n'ont laissé aucune progéniture. Ainsi, nous avons discuté non pas de la logique des femmes, mais de la logique de la lutte pour l'existence et de la sélection naturelle - un processus aveugle et automatique qui, agissant constamment de génération en génération, a formé toute cette étonnante variété de formes, de couleurs et d'instincts que nous observer dans le monde de la faune. .
4. LE RÔLE DE LA VARIABILITÉ HÉRÉDITAIRE DANS L'ÉVOLUTION DES ESPÈCES ET DE SES FORMES
Dans la théorie évolutionniste de Darwin, la condition préalable à l'évolution est la variabilité héréditaire, et les forces motrices de l'évolution sont la lutte pour l'existence et la sélection naturelle. Lors de la création de la théorie de l'évolution, Ch. Darwin se réfère à plusieurs reprises aux résultats de la pratique de l'élevage. Il a montré que la diversité des variétés et des races est basée sur la variabilité. La variabilité est le processus d'émergence de différences entre les descendants par rapport aux ancêtres, qui déterminent la diversité des individus au sein d'une variété ou d'une race. Darwin croyait que les causes de la variabilité sont l'impact sur les organismes de facteurs environnement externe(directes et indirectes) ; elles sont au nombre de trois : définie, indéfinie et corrélative.
Une certaine variabilité, ou variabilité de groupe, est une variabilité qui se produit sous l'influence d'un facteur environnemental qui agit de la même manière sur tous les individus d'une variété ou d'une race et change dans une certaine direction. Des exemples d'une telle variabilité sont une augmentation du poids corporel chez les individus animaux avec une bonne alimentation, un changement de la racine des cheveux sous l'influence du climat, etc. Une certaine variabilité est massive, couvre toute la génération et s'exprime chez chaque individu de manière similaire. Ce n'est pas héréditaire, c'est-à-dire que chez les descendants du groupe modifié, dans d'autres conditions, les traits acquis par les parents ne sont pas hérités.
La variabilité indéfinie, ou individuelle, se manifeste spécifiquement chez chaque individu, c'est-à-dire unique, de nature individuelle. Elle est associée à des différences entre les individus d'une même variété ou race dans des conditions similaires. Cette forme de variabilité est indéfinie, c'est-à-dire qu'un trait dans les mêmes conditions peut changer dans des directions différentes. Par exemple, dans une variété de plantes, des spécimens apparaissent avec différentes couleurs de fleurs, différentes intensités de couleur de pétales, etc. La raison de ce phénomène était inconnue de Darwin. La variabilité indéfinie est héréditaire, c'est-à-dire qu'elle est transmise de manière stable à la progéniture. C'est son importance pour l'évolution.
Avec la variabilité corrélative ou corrélative, un changement dans un organe quelconque entraîne des changements dans d'autres organes. Par exemple, les chiens au pelage peu développé ont généralement des dents sous-développées, les pigeons aux pattes à plumes ont des palmes entre les orteils, les pigeons à long bec ont généralement de longues pattes, les chats blancs à yeux bleus généralement sourd, etc. À partir des facteurs de variabilité corrélative, Darwin tire une conclusion importante: une personne, sélectionnant n'importe quelle caractéristique de la structure, "changera probablement involontairement d'autres parties du corps sur la base des mystérieuses lois de corrélation".
Après avoir déterminé les formes de variabilité, Darwin est arrivé à la conclusion que seuls les changements héréditaires sont importants pour le processus évolutif, car seuls ils peuvent s'accumuler de génération en génération. Selon Darwin, les principaux facteurs d'évolution formes culturelles- il s'agit de la variabilité et de la sélection héréditaires produites par l'homme (Darwin a qualifié cette sélection d'artificielle). La variabilité est une condition préalable nécessaire à la sélection artificielle, mais elle ne détermine pas la formation de nouvelles races et variétés.
CONCLUSION
Ainsi, Darwin pour la première fois dans l'histoire de la biologie a construit la théorie de l'évolution. Cela était d'une grande importance méthodologique et a permis non seulement d'étayer l'idée d'évolution organique de manière claire et convaincante pour les contemporains, mais aussi de tester la validité de la théorie de l'évolution elle-même. Ce fut la phase décisive de l'une des plus grandes révolutions conceptuelles des sciences naturelles. La chose la plus importante dans cette révolution a été le remplacement de l'idée théologique de l'évolution en tant que concept d'opportunité primordiale par le modèle de la sélection naturelle. Malgré de vives critiques, la théorie de Darwin a rapidement été reconnue du fait que le concept du développement historique de la faune est meilleur que l'idée de l'immuabilité des espèces, expliquent les faits observés. Pour étayer sa théorie, Darwin, contrairement à ses prédécesseurs, s'est appuyé sur une énorme quantité de faits dont il disposait dans divers domaines. L'importance des relations biotiques et de leur interprétation population-évolution était l'innovation la plus importante du concept d'évolution de Darwin et donne le droit de conclure que Darwin a créé son propre concept de la lutte pour l'existence, fondamentalement différent des idées de ses prédécesseurs. de l'évolution du monde organique fut la première théorie du développement créée par « le matérialisme naturellement historique dans les profondeurs des sciences naturelles, la première application du principe du développement à un domaine indépendant sciences naturelles". C'est la signification scientifique générale du darwinisme.
Le mérite de Darwin réside dans le fait qu'il a révélé les forces motrices de l'évolution organique. Le développement ultérieur de la biologie a approfondi et complété ses idées, qui ont servi de base au darwinisme moderne. Dans toutes les disciplines biologiques, la première place est désormais occupée par méthode historique la recherche, qui permet d'étudier les voies spécifiques d'évolution des organismes et de pénétrer profondément dans l'essence des phénomènes biologiques. La théorie évolutionniste de Charles Darwin a trouvé une large application dans la théorie synthétique moderne, où le seul facteur directeur de l'évolution est la sélection naturelle, dont le matériau est la mutation. L'analyse historique de la théorie de Darwin soulève inévitablement de nouveaux problèmes méthodologiques de la science, qui peuvent faire l'objet d'une étude particulière. La solution de ces problèmes entraîne un élargissement du champ des connaissances et, par conséquent, des progrès scientifiques dans de nombreux domaines : tant en biologie qu'en médecine et en psychologie, sur lesquels la théorie évolutionniste de Charles Darwin n'a pas eu moins d'influence que sur la nature. les sciences.
Liste de la littérature utilisée
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10. Smygina S.I. Concepts des sciences naturelles modernes. - Rostov n / D., 1997.
RÉSUMÉ DU PLAN
Ils tirent des conclusions.
Les réponses des représentants des groupes sont illustrées par des graphiques affichés au tableau. L'ensemble du groupe participe à la préparation du rapport, donc l'ensemble du groupe est également évalué.
IV. Sommaire et conclusion:
Ainsi, la conclusion suivante peut être tirée :
Les fluctuations du nombre de prédateurs sont en retard sur les fluctuations
le nombre de victimes ;
Une diminution de l'intensité de la lutte intraspécifique se produit en raison d'une diminution de la densité de population, du pâturage des "victimes", du départ des "victimes" de la population vers un autre territoire => faim des "prédateurs" => mort des "prédateurs" ;
La diminution de l'intensité de la lutte interspécifique se produit en raison de la division des ressources en parts;
En général, la lutte interspécifique entraîne une diminution du nombre des espèces conquises ;
Au cours de la sélection naturelle, les populations survivantes acquièrent et fixent des traits et des propriétés qui leur sont précieux dans des conditions données.
Les élèves notent les conclusions générales de la leçon dans un cahier.
V. Résumé de la leçon
Réflexion. instant de discussion. Correspondance des conclusions obtenues avec les tâches et les objectifs.
Avec l'enseignant, les élèves évaluent le degré de réalisation de l'objectif fixé au début de la leçon et notent les participants les plus actifs, donnent des notes pour le travail dans la leçon.
Devoirs (créatif) : inventez vos propres modèles de relations entre différentes populations dans un environnement particulier.
Candidatures pour la leçon
Questionnaire
1. Le jeu a commencé avec le même nombre d'individus de chaque variante "victime". Quelle variante (génotype) a plus, moins d'individus, le nombre n'a pas changé, quelles variantes ont disparu ?
2. Le jeu a commencé avec le même nombre d'individus de chaque variante "prédateur". Comment le nombre d'individus de chaque variante (génotype) a-t-il changé : plus sont restés, moins, n'ont pratiquement pas changé, quelles variantes ont disparu ?
3. Pourquoi les populations de « proies » et de « prédateurs » ont-elles changé ?
4. Comment la prédation régule-t-elle la taille des populations de « proies » ? Le succès de la chasse au "prédateur" dépend-il de la densité des populations de "proies" ?
5. Quel effet la présence d'abris (plis, zones non contrastées du tapis) a-t-elle sur la densité de population ?
6. Qu'est-ce qui s'est avéré plus élevé : le taux de natalité ou la mortalité des « victimes » ?
7. Pour quelles ressources a été la lutte intraspécifique entre les « victimes » ?
8. Comment les individus des « victimes » ont-ils réduit la concurrence entre eux ?
9. Pour quelles ressources la lutte intraspécifique entre les "prédateurs" a-t-elle été?
10. Quel est le résultat de la compétition des populations de différents types de "prédateurs" pour une ressource ?
11. Quelles variantes de la spécialisation des « prédateurs » avez-vous observées ?
12. La stabilité de la population de "prédateurs"-cuillères était plus élevée que celle des autres "prédateurs". Quel principe de partage des ressources ce "prédateur" a-t-il utilisé ?
carte d'instructions№ 1
Modélisation
Après la première "chasse" (ainsi que l'une après l'autre), les "victimes" restantes sont doublées. Par exemple, s'il reste un haricot dans l'habitat, les élèves en mettent un autre, s'il y en a quatre - quatre de plus, etc. Cela symbolise la reproduction. Les "prédateurs" ne peuvent doubler ("se reproduire") qu'après avoir avalé plus de 40 "victimes". Ainsi, après la première chasse, c'est-à-dire à la deuxième génération, des «enfants» peuvent apparaître: «fils-couteau», «fille-fourchette», «fille-cuillère». Nous appelons conditionnellement enfants tous ceux qui ont survécu ou sont nés après la première «chasse». Si la "chasse" a échoué et que le "prédateur" n'a réussi à manger que 20 à 40 "victimes", il n'a que la force suffisante pour maintenir la vie (pas de reproduction). Lorsqu'il extrait moins de 20 "victimes", le "prédateur" meurt de faim. Le "prédateur" met les victimes capturées dans son "ventre" (boîte de Pétri) pour calculer les résultats de la chasse.
Groupe 1
Communauté "victimes" | Le génotype des "victimes" (populations 1 à 5) | Champ d'habitat |
|
hétérosperme | 1. Graines de citrouille (50 pièces) 2. Graines de pastèque (50 pcs.) 4. Grains de café (50 pièces) 5. Graines de tournesol (50 pièces) |
carte d'instructions№ 2
Modélisation
La modélisation s'effectue comme suit.
Les "victimes" débordent de canettes sur les tables ; armés de couverts, les élèves se mettent à "chasser". Dans la première "chasse", les "prédateurs" sont un couteau, une fourchette et une cuillère.
Chaque "chasse" dure 30 secondes. Il y a trois chasses au total. La chasse peut être accompagnée de musique.
Après la première "chasse" (ainsi que l'une après l'autre), les "victimes" restantes sont doublées. Par exemple, s'il reste un haricot dans l'habitat, les élèves en mettent un autre, s'il y en a quatre - quatre de plus, etc. Cela symbolise la reproduction. Les "prédateurs" ne peuvent doubler ("se reproduire") qu'après avoir avalé plus de 40 "victimes". Ainsi, après la première chasse, c'est-à-dire à la deuxième génération, des «enfants» peuvent apparaître: «fils-couteau», «fille-fourchette», «fille-cuillère». Nous appelons conditionnellement enfants tous ceux qui ont survécu ou sont nés après la première «chasse». Si la "chasse" a échoué et que le "prédateur" n'a réussi à manger que 20 à 40 "victimes", il n'a que la force suffisante pour maintenir la vie (pas de reproduction). Lorsqu'il extrait moins de 20 "victimes", le "prédateur" meurt de faim. Le "prédateur" met les victimes capturées dans son "ventre" (boîte de Pétri) pour calculer les résultats de la chasse.
Groupe #2
Communauté "victimes" | Génotype des "victimes" (populations 1-5) | Champ d'habitat |
Haricot- Pâtes | 1. Glands (50 pièces) 2. Haricots panachés moyens (50 pcs.) 3. Petits haricots blancs (50 pcs.) 4. Cerise des oiseaux (50 pcs.) 5. Pâtes (50 pièces) |
Tableau de rapport
"Victimes dans le nombre de victimes"
Le génotype des "victimes" | 1ère génération ("parents") | IIe génération ("enfants") | IIIe génération ("petits enfants") | IV génération ("arrière-petits-enfants") |
|||||||||
était | mangé | s'est enfui | gauche | Après reproduction | mangé | s'est enfui | gauche | Après l'élevage | mangé | s'est enfui | gauche | Après l'élevage |
|
graines de citrouille | |||||||||||||
Graines de tournesol. | |||||||||||||
Graines de pastèque | |||||||||||||
Abrik. os |
Tableau de rapport
"Les fluctuations du nombre de "prédateurs"
Le génotype "prédateur" | 1ère génération | IIe génération | IIIe génération | IVe génération |
|||
a mangé | Résultat | a mangé | Résultat | a mangé | Résultat | Nombre d'individus |
|
fille-fourchette | |||||||
fille-fourchette | Reste à vivre | ||||||
cuillère-fille | |||||||
cuillère-fille | Reste à vivre | ||||||
fourchette petite-fille |
