Естественный отбор - основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью (наиболее благоприятными признаками), в то время, как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается.

Естественный отбор – это направленный фактор эволюционного процесса, движущая сила эволюции.

Направление естественного отбора называется вектором отбора.

Сущест-ет множество подходов к определению понятия «естеств отбор».

С точки зрения классической синтетической теории эволюции:

Естественный отбор – это совокупность биологических процессов, обеспечивающих дифференцированное воспроизведение генетической информации в популяциях.

Результаты естественного отбора:

1. Сохранение генетической структуры популяции

2. Изменение генетической структуры популяции

3. Появление новых вариантов ранее существовавших признаков

4. Появление принципиально новых признаков

5. Образование новых видов

6. Прогрессивный характер биологической эволюции.

В процессе естественного отбора закрепляются мутации, увеличивающие приспособленность организмов. Естественный отбор часто называют «самоочевидным» механизмом, поскольку он следует из таких простых фактов, как:

1. Организмы производят потомков больше, чем может выжить;

2. В популяции этих организмов существует наследств. Изменч-сть;

3. Организмы, имеющие разные генетические черты, имеют различную выживаемость и способность размножаться.

Такие условия создают конкуренцию между организмами в выживании и размножении и являются минимально необходимыми условиями для эволюции посредством естественного отбора. Таким образом, организмы с наследственными чертами, которые дают им конкурентное преимущество, имеют большую вероятность передать их своим потомкам, чем организмы с наследственными чертами, не имеющими подобного преимущества.

Центральное понятие концепции естественного отбора- приспособлен-ть организмов. Приспособленность определяется как способность организма к выживанию и размножению, которая определяет размер его генетического вклада в следующее поколение. Однако главным в определении приспособленности является не общее число потомков, а число потомков с данным генотипом (относительная приспособленность). Например, если потомки успешного и быстро размножающегося организма слабые и плохо размножаются, то генетический вклад и, соответственно, приспособленность этого организма будут низкими.

28 . Механизмы межвидовой изоляции
Концепция биологического вида предполагает наличие межвидовой репродуктивной изоляции – то есть такой изоляции, которая препятствует скрещиванию особей, принадлежащих к разным видам. Репродуктивная изоляция обеспечивает не только сосуществование множества близких видов, но и их эволюционную независимость.

Различают первичную и вторичную изоляцию. Первичная изоляция возникает без участия естественного отбора; эта форма изоляции случайна и непредсказуема. Вторичная изоляция возникает под воздействием комплекса элементарных эволюционных факторов; эта форма изоляции возникает закономерно и поддается прогнозированию.

Простейшей формой межвидовой изоляции является пространственная , или географическая изоляция. Виды не могут скрещиваться, поскольку популяции разных видов пространственно изолированы друг от друга. По степени пространственной изоляции различают аллопатрические, смежно-симпатрические и биотически-симпатрические популяции.

Биотически-симпатрические популяции могут скрещиваться между собой с образованием межвидовых гибридов. Но тогда за счет постоянного образования гибридов и их возвратных скрещиваний с родительскими формами чистые виды должны рано или поздно вообще исчезнуть. Однако в действительности этого не происходит, что указывает на существование разнообразных механизмов, эффективно предотвращающих межвидовую гибридизацию в природных условиях, которые сформировались при участии специфических форм естественного отбора, известных под названием «процессы Уоллеса». (Именно поэтому наиболее удачны эколого-географические скрещивания между видами, не контактирующими в естественных условиях.)

Обычно различают три группы изолирующих механизмов: прекопуляционные, презиготические и постзиготические. В то же время презиготические и постзиготические механизмы изоляции часто объединяют под общим названием «посткопуляционные механизмы».

Различают след. механизмы межвидовой репродуктивной изоляции: 1.Прекопуляционные механизмы – предотвращают копуляцию (спаривание у животных или опыление у растений). При этом не происходит элиминации ни отцовских, ни материнских гамет (и соответствующих генов). 2.Презиготические механизмы – предотвращают оплодотворение. При этом происходит элиминация отцовских гамет (генов), но сохраняются материнские гаметы (гены). Презиготическая изоляция может быть как первичной, так и вторичной. 3. Постзиготические механизмы – предотвращают передачу генов родительских видов в последующие поколения через гибридов.

29 . Биологическое разнообразие. Уровни внутривидового биоразнообразия
Биологическое разнообразие - существование многочисленных видов растений и животных - непременное условие для выживания человека. На защиту и сохранение разнообразных видов животных и растений и их среды обитания направлена Конвенция Организации Объединенных Наций о биологическом разнообразии (1992 год), к которой присоединились 190 стран. Конвенция обязывает государства сохранять биоразнообразие, обеспечивать его устойчивое развитие и предусматривает добросовестное и справедливое распределение выгод от использования генетических ресурсов. ЕеКартахенский протокол

Который вступил в силу в 2003 году, направленный на обеспечение безопасного использования генетически модифицированных организмов, подписали в настоящее время 143 страны. Под биологическим разнообразием понимается все «множество различных живых организмов, изменчивость среди них и экологических комплексов, частью которых они являются, что включает разнообразие внутри видов, между видами и экосистемами»; при этом следует различать глобальное и локальное разнообразие. Биологическое разнообразие представляет собой один из важнейших биологических ресурсов (биологическим ресурсом считается «генетический материал, организмы или их части, либо экосистемы, используемые или потенциально полезные для человечества, включая природное равновесие внутри экосистем и между ними»).

Различают следующие типы биологического разнообразия: альфа, бета, гамма и генетическое разнообразие. Под α -разнообразием понимают видовое разнообразие, под β-разнообразием – разнообразие сообществ на определенной территории; γ-разнообразие – это интегральный показатель, включающий α- и β-разнообразие. Однако в основе перечисленных типов биоразнообразия лежит генетическое (внутривидовое, внутрипопуляционное) разнообразие.

Наличие двух и более аллелей (а, соответственно, и генотипов) в популяции называется генетическим полиморфизмом . Условно принято, что частота наиболее редкого аллеля при полиморфизме должна быть не менее 1% (0,01). Существование генетического полиморфизма – обязательное условие сохранения биоразнообразия.

Представления о необходимости сохранения генетического полиморфизма в природных популяциях были сформулированы еще в 1920-ых гг. нашими выдающимися соотечественниками. Николай Иванович Вавилов создал учение об исходном материале, обосновал необходимость создания хранилищ мирового генофонда культурных растений. Александр Сергеевич Серебровский создал само учение о генофонде. В понятие «генофонд» вкладывалось то генетическое разнообразие вида, которое сложилось в ходе его эволюции или селекции и обеспечило его адаптивные и продукционные возможности. Сергей Сергеевич Четвериков заложил основы учения и методов оценки генетической гетерогенности популяций диких видов растений и животных.

30. Проблемы сохранения полиморфизма видов на различных этапах видообразования
Случайная фиксация первично редких селективно-нейтральных аллелей возможна в результате дрейфа генов лишь в очень малых популяциях. Но в таких популяциях случайным образом фиксируются и селективно-нейтральные аллели других генов, что должно существенно снижать уровень генетического полиморфизма. Установлено, что ледники оказали заметное влияние на структуру популяций некоторых видов рыб, например, тихоокеанских лососей. в большинстве случаев популяции современных видов характеризуются высоким уровнем генетического полиморфизма. реальные механизмы формированияпосткопуляционной изоляции значительно сложнее, чем рассмотренные выше.

По уровню внутривидового разнообразия можно выделить две крайние группы видов: с высоким и низким уровнем внутривидового полиморфизма. Первая группа – это политипические эврибионтные виды с широким ареалом и сложной внутривидовой структурой, с высоким уровнем внутрипопуляционной и межпопуляционной изменчивости. Вторая группа – это эндемики с низким уровнем изменчивости. Очевидно, что первая группа видов обладает высоким эволюционным потенциалом, т.е. может дать начало множеству новых видов (а в дальнейшем и таксонам более высокого ранга). Вторая группа характеризуется низким эволюционным потенциалом; вероятность того, что она даст начало новым видам (а тем более таксонам более высокого ранга), значительно меньше.

31. Биологический прогресс и его критерии. Биологическая стабилизация. Биологический регресс и его причины.
Биологический прогресс характеризует отдельные группы организмов на определенных этапах развития органического мира.

Критерии биологического прогресса:

1. Увеличение числа особей рассматриваемой группы.

2. Расширение ареала.

3. Интенсивное формо- и видообразование.

В итоге наблюдается выход в новую адаптивную зону с последующей адаптивной радиацией , то есть распространение в различных условиях обитания. В настоящее время, в состоянии биологического прогресса, находятся покрытосеменные растения, насекомые, птицы и млекопитающие.

Существует три основных способа достижения биологического прогресса: арогенез, аллогенез и катагенез, которые закономерно сменяют друг друга.

Арогенез- процесс повышения общего уровня организации .

Критерии арогенеза (морфофизиологического прогресса):

а) системные – совершенствование систем гомеостаза и гомеореза;

б) энергетические – повышение к.п.д. организма,в частном случае – повышение уровня обмена веществ (птицы, млекопитающие);

в) информационные – возрастание объема информации: генетической (увеличение объема ДНК в клетке) и эпигенетической (память, научение).

Следствием прогресса явл общебиологический прогресс , связанный с выходом в новую адаптивную зону.

Ароморфозы – это крупные преадаптации , которые заранее обеспечивают организмам возможность обитания в новых условиях. Вследствие ароморфозов начинается широкая адаптивная радиация . Адаптивная радиация – это разветвление предкового ствола группы организмов на отдельные ветви в ходе приспособительной эволюции.

Аллогенез – это процесс появления частных адаптаций в определенных условиях обитания, не сопровождающийся повышением общего уровня организации. В результате аллогенеза формируются алломорфозы, теломорфозы и гиперморфозы.

Алломорфозы, – это анатомо-морфологические адаптации, обеспечивающие приспособленность к определенным условиям обитания.

Теломорфозы связаны с переходом от общей среды к частной, более ограниченной.

Гиперморфозы – это гипертрофированные признаки. Пример гигантизм.

ГАПОУ ВО «Никологорский аграрно – промышленный колледж».

Естественный отбор – главная движущая сила эволюции.

Преподаватель биологии

Е.А.Киргизова

ЦЕЛИ

• Сформировать понятия о различных формах естественного отбора.
• Сформулировать у студентов умение сравнивать разные формы естественного отбора друг с другом и правильно определять их по сущностным характеристикам.
• Закрепить знания о естественном отборе – как основной и направляющей движущей силе эволюционного процесса.

ПЛАН УРОКА

• Понятие «естественный отбор».
• Формы естественного отбора.
• Творческая роль естественного отбора.
• Половой отбор как стабилизирующая форма естественного отбора.
• Сравнение естественного и искусственного отбора.

ОБЪЯСНИТЕ ТЕРМИНЫ

• Борьба за существование.

• Внутривидовая борьба за существование.

• Межвидовая борьба за существование.

• Борьба с неблагоприятными условиями

среды.

Борьба за существование

– это сложные и многообразные взаимоотношения особей внутри видов, между видами и условиями окружающей среды.

• Внутривидовая борьба - происходит между особями одного вида.

Это самая жёсткая и острая из всех типов.

Состязание между хищниками за добычу, соперничество из-за территории, из-за самки, за жизненное пространство, за места размножения.

• Межвидовая борьба – приводит к эволюции обоих взаимодействующих видов, к развитию у них взаимных приспособлений. Усиливает и обостряет внутривидовую борьбу.

Это одностороннее использование одного вида другим.

• Борьба с неблагоприятными условиями среды - победители наиболее жизнеспособные особи (с эффективным обменом веществ и физиологическими процессами).

Это растения и животные пустынь, крайнего севера.

Борьба за существование

Внутривидовая

Вытеснение одного вида другим с территории обитания

Отношения между хищником и жертвой

Конкуренция за

источники

воды и пищи

Конкуренция за места гнездовий у птиц

Межвидовая

Найдите соотношения понятий и рисунков

Внутривидовая борьба, межвидовая борьба, борьба с неблагоприятными условиями среды.

ДАЙТЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

1. В чём заключается смысл борьбы за существование?

- в формировании приспособленности у организмов.

2. Что является итогом борьбы за существование?

- естественный отбор.

3. Как вы считаете, что такое естественный отбор?

Естественный отбор –

выживание наиболее приспособленных организмов.

ДАЙТЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

4. За счет чего возникают приспособленные

особи?

- в результате действия борьбы за существование и

естественного отбора.

5. Какая изменчивость имеет при этом

большее значение?

- наследственная изменчивость.

Основой успеха эволюции является

многообразие организмов.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР

Чарльз Роберт Дарвин

(англ. Charles Robert Darwin; 1809-1882) - английский натуралист и путешественник.

• - это избирательное выживание и размножение наиболее приспособленных организмов

(Ч.Дарвин)

• процесс, в результате которого преимущественно выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные особи каждого вида и погибают менее приспособленные

Природная среда со своими условиями

3.Фактор отбора

1.Необходимая предпосылка

2.Характер

Наследственная изменчивость

Направленный

(всегда направлен в сторону большей приспособленности к среде обитания)

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА

Увеличение разнообразия форм организмов; последовательное усложнение организации в ходе прогрессивной эволюции; вымирание менее приспособленных видов

6.Следствие

4.Генетическая сущность

5.Результат

Неслучайное сохранение в популяции определенных генотипов и избирательное участие их в передаче генов следующему поколению

Преобразование генофонда популяции, формирование приспособленностей

ТВОРЧЕСКАЯ РОЛЬ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА

Е стественный отбор способен целенаправленно из поколения в поколение отбирать особей, приспособленных в большей степени к условиям среды обитания. Выбирая полезные признаки, естественный отбор создает новые виды.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР

Причина: борьба за существование.

Материал: наследственная изменчивость

Эффективность: чем больше в популяции различных мутаций (чем выше гетерозиготность популяции), тем больше эффективность естественного отбора, быстрее идёт эволюция.

МЕХАНИЗМ ЭВОЛЮЦИИ

(согласно теории Ч. Дарвина)

Эволюция – процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости, наследственности и естественного отбора.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР

Наследственная изменчивость

(мутации, комбинативная изменчивость)

Неоднородность популяции

(появление особей с многообразием признаков)

Борьба за существование (в разных ее проявлениях)

«Победа» наиболее приспособленных особей, имеющих важные благоприятные признаки

«Поражение» наименее приспособленных особей, имеющих неблагоприятные признаки

Выживание и преимущественное участие в размножении

Не имеют шансов для продолжения рода

Избирательная элиминация

Устранение от размножения

Неблагоприятные признаки не передаются потомкам

Благоприятные признаки передаются потомкам

ФОРМЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА

Естественный

отбор

Движущий

(направленный)

Стабилизирующий

Дизруптивный

(разрывающий)

Давление отбора

ДВИЖУЩИЙ ОТБОР

А-Г – последовательные изменения нормы реакции под давлением движущей силы естественного отбора

ДВИЖУЩИЙ ОТБОР

Приводит к уничтожению особей со старой нормой реакции и формированию популяции особей с новыми признаками. Он проходит в медленно изменяющихся условиях среды обитания. Возникающие наследственные изменения полезны.

Индустриальный меланизм у бабочки березовой пяденицы

Обитающие на стволах берез бабочки имели светлую окраску. Среди них время от времени появлялись темноокрашенные формы, которые уничтожались птицами. В связи с развитием промышленности, и загрязнением воздуха, стволы берез приобрели сероватый оттенок. В результате светлоокрашенные бабочки уничтожались птицами, а темноокрашенные сохранялись. Через некоторое время все бабочки популяции стали темноокрашенными.

Индустриальным меланизмом называется изменчивость, обусловленная интенсивным развитием промышленности и ухудшением экологической обстановки.

ДВИЖУЩИЙ ОТБОР

Преобразует виды в меняющихся условиях окружающей среды. Обеспечивает широкое распространение жизни, ее проникновение во все возможные экологические ниши. В стабильных условиях существования естественный отбор не прекращается, а продолжает действовать в форме стабилизирующего отбора.

Филогенетический ряд лошади

Выработка устойчивости к ядохимикатам

Увеличение размеров тела лошади

Давление отбора

Давление отбора

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ОТБОР

Исходная изменчивость признаков.

Происходит сужение нормы реакции.

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ОТБОР

• В малоизменяемых (постоянных) условиях среды увеличивается численность особей со средней нормой реакции. Из поколения в поколение отсекаются крайние формы, а закрепляются организмы с определенной нормой реакции (сохранение средней фенотипической нормы)

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ОТБОР

• Сохраняет особей с установившейся в данных условиях нормой реакции и устраняет все отклонения от нее.
• Действует в условиях среды, не изменяющихся долгое время.

Реликтовые виды

Гаттерия

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ОТБОР

ГИ́НКГО (Ginkgo biloba), единственный сохранившийся вид обширного порядка гинкговых, процветавшего в течение мезозойской эры.

Единственный современный представитель - Г. двулопастный (G. biloba) - дерево высотой 30-40 м, толщиной до 1 м, с раскидистой кроной; двудомное.

Встречается в немногих районах Восточной Азии.

название растения в переводе с японского означает "серебристый абрикос".

Реликтовые виды

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ОТБОР

Львиный зев.

Цветки растений львиного зева опыляются шмелями. Размеры цветков соответствуют размерам тела шмелей. Все растения, имеющие слишком крупные или слишком мелкие цветки, не опыляются и не образуют семян, то есть устраняются стабилизирующим отбором.

СРАВНЕНИЕ ФОРМ ОТБОРА

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ

ДВИЖУЩИЙ

1.Постоянство внешней среды

1.Изменение условий среды

2.Обезвреживание мутаций, путём отбора сочетаний, в которых нейтрализуется их вредное действие

2.Вскрытие запаса изменчивости

3.Совершенствование генотипа при постоянном фенотипе.

3.Отбор обезвреживающих мутаций и их сочетаний

4.Образование мобилизационного резерва наследственной изменчивости

4.Формирование новых генотипов и фенотипов

СРАВНЕНИЕ ФОРМ ОТБОРА

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ

ДВИЖУЩИЙ

• Отметая отклонения от нормы, активно формирует генетические механизмы, которые обеспечивают стабильное развитие организмов и формирование оптимальных фенотипов на базе разнообразных генотипов.
• Он обеспечивает устойчивое функционирование организмов в широком спектре привычных для вида колебаний внешних условий.

• Играет решающую роль в приспособлении живых организмов к меняющимся во времени внешним условиям.
• Обеспечивает широкое распространение жизни, её проникновение во все возможные экологические ниши.
• В стабильных условиях существования естественный отбор продолжает действовать в форме стабилизирующего отбора.

ДИЗРУПТИВНЫЙ ОТБОР

(разрывающий)

Давление отбора

Наблюдается

разрыв нормы реакции(вытесняются особи со средним значением)

ДИЗРУПТИВНЫЙ ОТБОР

(разрывающий)

Сроки цветения и созревания семян у погремка лугового растянуты почти на все лето, причем большая часть растений цветет и плодоносит в середине лета. На сенокосных лугах получают преимущества те растения, которые успевают отцвести и дать семена до покоса, и те, которые дают семена в конце лета, после покоса. В результате образуются две расы погремка – ранне- и позднецветущая.

Разновидность естественного отбора в популяции животных или растений, приводящая к появлению двух или нескольких новых форм из одной исходной.

ДИЗРУПТИВНЫЙ ОТБОР

(разрывающий)

• Иногда условия внешней среды изменяются резко, таким образом, что преимущество получают крайние формы. Количество крайних форм быстро увеличивается, что при участии изоляции может привести к преобразованию вида. Этот отбор направлен против промежуточных форм.

Например, при отсутствии корма, необходимого для подрастающей молоди окуней, т. е. мальков др. рыб, могут сохраниться только "карлики" (особи с резко замедленным ростом, которые длительное время могут питаться планктонными ракообразными) и "гиганты" (особи, способные уже к концу первого года жизни питаться мальками окуней своего же поколения). При такой ситуации в водоёме в течение ряда лет в результате Д. о. сформируются наследственно обусловленные расы "гигантов" и "карликов".

ДИЗРУПТИВНЫЙ ОТБОР

(разрывающий)

Эта форма отбора осуществляется в тех случаях, когда две или более генетически различные формы обладают преимуществом в разных условиях, например в разные сезоны года.

Хорошо изучен случай с преимущественным выживанием в зимний сезон «красных», а в летний «черных» форм двухточечной божьей коровки.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ

НОРМА ПРИЗНАКА

НЕ МЕНЯЕТСЯ,

НО ЧИСЛО ОСОБЕЙ

ВОЗРАСТАЕТ

ДВИЖУЩИЙ

ДЕЙСТВУЕТ ИЗНУТРИ

В ДВУХ И БОЛЕЕ

НАПРАВЛЕНИЯХ

ДЕЙСТВУЕТ

ТОЛЬКО В ОДНОМ

НАПРАВЛЕНИИ

ИЗМЕНЯЕТСЯ

НОРМА

ПРИЗНАКА

РАЗРЫВАЮЩИЙ

ДЕЙСТВУЕТ ИЗ ВНЕ

УСИЛИВАЕТ

ПРИСПОСОБЛЕННОСТЬ

ФОРМИРУЕТСЯ ДВЕ

И БОЛЕЕ НОВЫХ

НОРМЫ ПРИЗНАКА

ПОЛОВОЙ ОТБОР

форма естественного отбора у некоторых видов животных, основанная на соперничестве одного пола за спаривание с особями другого пола.

«эта форма отбора определяется не борьбой за существование в отношениях органических существ между собою или с внешними условиями, но соперничеством между особями одного пола, обычно самцами, за обладание особями другого пола».

(Ч.Дарвин)

Полиморфизм

Половой диморфизм

Вторичные половые признаки

совокупность особенностей или признаков, отличающих один пол от другого (за исключением половых желёз, являющихся первичными половыми признаками).

Полиморфизм - существование в пределах одного вида несколько четко морфологически отличающихся форм.

Полиморфизм у раздельнополых животных - наличие особей разного внешнего вида в пределах одного пола.

Сезонный полиморфизм - как разновидность экологического.

Внешний вид насекомого зависит от сезонности.

В популяции бабочки-пестрокрыльницы поколения, появившиеся весной, отличаются рыжевато-красной окраской крыльев с характерным расположением темных пятен. В то же время, летняя генерация состоит из особей с коричневыми крыльями. Этот феномен обусловлен тем, что в весеннее время, при более низкой температуре, в организме бабочки вырабатывается меньше темного пигмента, отвечающего за окраску крыльев.

У общественных насекомых наблюдают половой полиморфизм , связанный с разделением функций разных особей в семье или колонии (например, матка и рабочие особи у пчёл).

Контрольно-обобщающий тест

1. Исходным материалом для естественного отбора служит

А) борьба за существование Б) мутационная изменчивость

В) изменение среды обитания организмов Г) приспособленность организмов к среде обитания

2. В основе эволюционной теории Ч. Дарвина лежит учение о

А) дивергенции Б) естественном отборе В) дегенерации Г) искусственном отборе

3. Отбор, в результате которого сохраняются особи со средним проявлением признака, а выбраковываются особи с отклонениями от нормы, называют

А) движущим Б) методическим В) стихийным Г) стабилизирующим

4. Творческий характер естественного отбора в эволюции проявляется в

А) обострении конкуренции между видами

Б) ослаблении конкуренции между популяциями

В) обострении конкуренции между особями одного вида

Г) возникновении новых видов

5. Эффективность естественного отбора понижается при

А) усилении внутривидовой борьбы Б) изменении нормы реакции

В) ослаблении мутационного процесса Г) усилении мутационного процесса

Контрольно-обобщающий тест

6. К чему приводит усиление в природной популяции мутационного процесса?

А) повышению эффективности естественного отбора

Б) повышению интенсивности круговорота веществ

В) увеличению численности особей

Г) совершенствованию саморегуляции

7. Действие естественного отбора приводит к

А) мутационной изменчивости Б) сохранению полезных для человека признаков

В) случайному скрещиванию Г) возникновению новых видов

8. Результатом эволюции является

А) наследственная изменчивость Б) борьба за существование

В) многообразие видов Г) ароморфоз

9. Благодаря какой форме отбора сохранились в природе кистепёрые рыбы?

А) методической Б) движущей В) стабилизирующей Г) разрывающей

10. Основным результатом эволюции является

А) приспособленность организмов к среде обитания

Б) колебание численности популяций

В) уменьшение числа популяций вида

Г) борьба за существование между особями одного вида

Ответы на контрольно-обобщающий тест

Показатели

Искусственный отбор

Исходный материал для отбора

Отбирающий фактор

Естественный отбор

Путь благоприятных изменений

Характер действия

Результат отбора

Формы отбора

Показатели

Исходный материал для отбора

Искусственный отбор

Отбирающий фактор

Естественный отбор

Человек

Путь благоприятных изменений

Индивидуальные признаки организма

Отбираются, становятся производительными

Путь неблагоприятных изменений

Условия среды

Остаются, накапливаются, передаются по наследству

Отбираются, бракуются, уничтожаются

Характер действия

Творческий – направленное накопление признаков на пользу человеку

Результат отбора

Уничтожаются в борьбе за существование

Новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов

Формы отбора

Творческий – отбор приспособленных признаков на пользу особи, популяции, вида, приводящей к возникновению новых форм

Массовый, индивидуальный, бессознательный, методический

Новые виды

Движущий, стабилизирующий, дизруптивный, половой

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

• §3.4, стр. 136 – 139 учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования «Общая биология» В.М. Константинов.

• § 47, стр. 166 – 169 учебник «Общая биология» Д.К. Беляева.

• Заполнить таблицу «Сравнительная характеристика искусственного и естественного отбора»

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

• Общая биология: учебник для студ. образоват. учреждений сред.проф. образования/ В.М. Константинов, А.Г. Резанов, Е.О. Фадеева; под ред. В.М. Константинова.- М.: Издательский центр «Академия», 2010.
• Общая биология: Учеб. Для 10-11 кл. общеобразоват. учреждений/ Д.К. Беляев, П.М. Бородин, Н.Н.Воронцов и др.; Под ред. Д.К. Беляева, Г.М. Дымшица. – М.: Просвещение, 2005. – 304 с.
• Лернер Г.И. Уроки биологии. Общая биология. 10, 11 классы. Тесты, вопросы, задачи: Учебное пособие. – М.: Эксмо, 2005. – 352 с.
• И.Ф. Ишкина Биология. Поурочные планы. 11 класс / Под ред. Д.К. Беляева, А.О. Рувинского. – Волгоград, 2002. – 120 с.
• Петунин О.В. Уроки биологии в 11 классе. Развёрнутое планирование – Ярославль: Академия развития, Академия Холдинг, 2003. – 304 с.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1.Ч. Дарвин

http://images.francetop.net/uploads/charles%20darwin_22044.jpg

2.Гаттерия http://www.infoniac.ru/upload/medialibrary/4d1/4d1bcf404cd0d2b318284ea3631c96c1.jpg

3.Львиный зев

http://img0.liveinternet.ru/images/attach/c/5/87/832/87832648_9.jpg

4.Берёзовая пяденица

http://zagony.ru/uploads/posts/2011-08/thumbs/1313568467_015.jpg

http://www.warrenphotographic.co.uk/photography/cats/11321.jpg

http://permian.files.wordpress.com/2007/02/ginkgo-tuileries.jpg

6.Полиморфизм у пчёл

http://i-pchela.ru/images/stories/family/sem.jpg

7.Муравей

http://www.pchelandiya.net/uploads/posts/2011-11/1322639656_x_eabc9ab21.jpg

8.Полиморфизм ириса сизого

http://hnu.docdat.com/pars_docs/refs/174/173704/img4.jpg

9.Сезонный полиморфизм пестрокрыльницы изменчивой

http://www.pesticidy.ru/ps-content/dictionary/pictures/165_content_page.jpg

10.Формы естественного отбора

http://ucheba-legko.ru/lections/viewlection/biologiya/11_klass/evolyutsiya/mehanizmyi_evolyutsionnogo_protsessa/lec_formyi_estestvennogo_otbora

http://mediasubs.ru/group/uploads/se/sekretyi-ryibnoj-lovli/image2/jEyLThjZj.jpg

Учебник для 10-11 классов

§ 46. Естественный отбор - направляющий фактор эволюции

Великая заслуга Ч. Дарвина состоит в открытии роли отбора как важнейшего фактора эволюционного процесса. Дарвин считал, что благодаря естественному отбору осуществляется процесс сохранения и преимущественного размножения организмов, которые обладают признаками, наиболее полезными в данных условиях окружающей среды. Естественный отбор, как показал Дарвин, является следствием борьбы за существование.

Борьба за существование. Это понятие Дарвин употреблял для характеристики всей совокупности отношений между особями и различными факторами среды. Эти отношения определяют успех или неудачу конкретной особи в выживании и оставлении потомства. Все живые существа потенциально способны производить большое количество себе подобных. Например, потомство, которое способна оставить одна дафния (пресноводный рачок) за лето, достигает астрономической величины - более 10 30 особей, что превосходит массу Земли.

Однако безудержного роста численности живых организмов в действительности никогда не наблюдается. В чем причина такого явления? Большая часть особей гибнет на разных этапах развития и не оставляет после себя потомков. Существует множество причин, ограничивающих рост численности животных: это и природно-климатические факторы, и борьба с особями других видов и своего вида.

Известно, что гибель тем интенсивнее, чем выше размножаемость особей данного вида. Белуга, например, выметывает во время нереста около миллиона икринок, и только очень незначительная часть мальков достигает зрелого возраста. Растения также производят огромное количество семян, но в естественных условиях лишь ничтожно малая их часть дает начало новым растениям. Несоответствие между возможностью видов к беспредельному размножению и ограниченностью ресурсов - главная причина борьбы за существование. Гибель потомков происходит по разным причинам. Она может носить как избирательный, так и случайный характер (гибель особей в лесном пожаре, в случае наводнения, вмешательство человека в природу и др.).

Внутривидовая борьба. Решающее значение для эволюционных преобразований имеет интенсивность размножения и избирательная гибель особей, плохо приспособленных к меняющимся условиям окружающей среды. Не следует думать, что особь, имеющая нежелательный признак, непременно должна погибнуть. Просто существует большая вероятность того, что она либо оставит после себя меньше потомков, либо совсем их не оставит, тогда как нормальная особь размножится. Следовательно, выживают и размножаются, как правило, более приспособленные. В этом и заключен главный механизм естественного отбора. Избирательная гибель одних и выживание других индивидуумов - неразрывно связанные явления.

Именно в таком простом и на первый взгляд очевидном утверждении состоит гениальность дарвиновской идеи естественного отбора, т. е. размножения более приспособленных особей, побеждающих в борьбе за существование. Борьба особей внутри одного вида носит самый разнообразный характер.

Это может быть прямая борьба за существование (конкуренция) между особями одного вида за источники пищи, воды, укрытия, гнездовые территории и т. п. Существует и косвенная борьба за существование. Особи одного вида соревнуются между собой по устойчивости к неблагоприятным биотическим и абиотическим факторам внешней среды: инфекционным болезням, хищникам, экстремальным температурам и т. д.

Взаимоотношения особей в пределах вида не ограничиваются борьбой и соревнованием, существует также и взаимопомощь.

Наиболее четко взаимопомощь проявляется в семейной и групповой организации животных, когда сильные и крупные особи защищают детенышей и самок, охраняют свою территорию и добычу, способствуя успеху всей группы или семьи в целом, часто ценой своей жизни.

Взаимопомощь особей, принадлежащих к одной семейной группе и, следовательно, имеющих общие гены, не снижает остроту борьбы за существование, но переводит ее в иную плоскость. На смену конкуренции между особями приходит конкуренция между родственными группами. Сама взаимопомощь становится инструментом борьбы за существование. Но результат остается тем же - поколение за поколением в популяциях растет частота генов, которые обеспечивают высокую приспособленность в самом широком смысле этого слова.

Основным двигателем эволюционных преобразований является естественный отбор наиболее приспособленных организмов, возникающих вследствие борьбы за существование.

Межвидовая борьба. Под межвидовой борьбой следует понимать взаимоотношения особей разных видов. Они могут быть конкурентными, основанными на взаимной выгоде, или нейтральными. Особой остроты межвидовая конкуренция достигает в тех случаях, когда противоборствуют виды, которые живут в сходных экологических условиях и используют одинаковые источники питания. В результате межвидовой борьбы происходит либо вытеснение одного из противоборствующих видов, либо приспособление видов к разным условиям в пределах единого ареала, или, наконец, их территориальное разобщение.

Иллюстрацией последствий борьбы близких видов могут служить два вида скальных поползней. В тех местах, где ареалы этих видов перекрываются, т. е. на одной территории живут птицы обоих видов, длина клюва и способ добывания пищи у них существенно отличаются. В неперекрывающихся областях обитания поползней отличий в длине клюва и способе добывания пищи не обнаруживается. Межвидовая борьба, таким образом, ведет к экологическому и географическому разобщению видов.

Эффективность отбора. Эффективность естественного отбора зависит от его интенсивности и запаса наследственной изменчивости, накопленного в популяции. Интенсивность отбора определяется тем, какая доля особей доживает до половой зрелости и участвует в размножении. Чем меньше эта доля, тем больше интенсивность отбора. Однако даже самый интенсивный отбор будет неэффективен, если изменчивость особей в популяции незначительна или она носит ненаследственный характер. Для того чтобы отбор приводил к изменению среднего значения признака, особи в популяции должны генетически отличаться друг от друга. Это убедительно доказал своими классическими опытами датский генетик В. Иогансен. Он выделил у фасоли чистые линии, которые получал самоопылением одного исходного растения и его потомков в ряду поколений. Созданные таким путем линии были гомозиготными по большинству генов, т. е. в пределах линий изменчивость носила только модификационный характер. В таких линиях отбор по величине бобов не приводил к их укрупнению или уменьшению в последующих поколениях. В обычных же гетерозиготных популяциях фасоли существовала наследственная изменчивость, и отбор оказывался эффективным.

1. В чем причины борьбы за существование?
2. Прекращается ли борьба за существование в тех популяциях животных, где имеет место взаимопомощь?
3. К каким последствиям может приводить межвидовая борьба?
4. От чего зависит эффективность естественного отбора?

Биология. Общая биология. 11 класс. Базовый уровень Сивоглазов Владислав Иванович

9. Естественный отбор – главная движущая сила эволюции

Вспомните!

Какие виды отбора вы знаете?

Назовите известные вам формы естественного отбора.

Естественный отбор – это преимущественное выживание и размножение наиболее приспособленных особей каждого вида и гибель менее приспособленных организмов. Принцип естественного отбора, который впервые выдвинул Ч. Дарвин, имеет основополагающее значение в теории эволюции. Именно естественный отбор является тем третьим необходимым фактором, который направляет эволюционный процесс и обеспечивает закрепление в популяции определённых изменений.

Естественный отбор основывается на генетическом разнообразии и избыточной численности особей в популяции. Генетическое разнообразие создаёт материал для отбора, а избыточное число особей приводит к возникновению конкуренции и, как следствие, к борьбе за существование (§ 4).

Большинство видов размножаются очень интенсивно. Многие растения производят громадное число семян, но лишь ничтожная часть их, прорастая, даёт начало новым растениям. Рыбы откладывают сотни тысяч икринок, но половозрелости достигают лишь десятки особей. Несоответствие между потенциальными возможностями видов к размножению в геометрической прогрессии и ограниченностью ресурсов является главной причиной борьбы за существование. Гибель организмов может происходить по разным причинам. Иногда она может носить случайный характер, например в результате пересыхания водоёма или пожара. Однако обычно с большей вероятностью выживают и оставляют потомство те особи, которые максимально приспособлены к данным условиям обитания и имеют определённые преимущества. Наименее приспособленные имеют меньше шансов оставить потомство и чаще погибают. Таким образом, естественный отбор – это результат борьбы за существование.

Естественный отбор играет в природе творческую роль, потому что из всего многообразия ненаправленных наследственных изменений он отбирает и закрепляет только те, которые обеспечивают популяции или виду в целом оптимальные приспособления к данным условиям существования.

В настоящее время благодаря развитию генетики представления об отборе значительно расширились и пополнились новыми фактами. Различают несколько форм естественного отбора.

Движущая форма отбора. В популяции, которая в течение длительного времени находилась в стабильных условиях существования, выраженность определённых признаков варьирует относительно некой средней величины. Максимальное количество особей данной популяции оптимально приспособлено к конкретным условиям. Однако, если условия внешней среды начинают меняться, преимущество могут получить особи, чьё проявление признака отклоняется от средней величины. Давление отбора будет приводить к сдвигу среднего значения признака или свойства в популяции и появлению новой оптимальной средней величины, соответствующей изменившимся условиям (рис. 19). Изменение большинства признаков под действием отбора может происходить достаточно быстро, потому что в любой популяции существует огромное генетическое разнообразие.

Рассмотрим один из классических примеров, доказывающих существование в природе движущей формы естественного отбора, – явление индустриального меланизма у бабочки берёзовой пяденицы (рис. 20). Окраска крыльев этой сумеречной бабочки очень похожа на окраску коры деревьев, покрытых лишайниками. На таких стволах берёзовые пяденицы проводят светлое время суток, хорошо маскируясь и прячась от своих естественных врагов – птиц. Активное развитие промышленности в Англии в XVIII–XIX вв. привело к сильному загрязнению лесов. В результате в промышленных районах большинство лишайников погибло, а стволы берёз потемнели от копоти. Светлые бабочки стали очень хорошо заметны на таких деревьях, и их начали активно склёвывать птицы. В создавшихся условиях преимущество получили более тёмные особи. Развитие промышленности привело к тому, что редкие тёмные бабочки стали наиболее типичными, а светлые особи, наоборот, стали встречаться чрезвычайно редко. Естественный отбор смещал среднее значение признака (в данном случае – окраски) до тех пор, пока популяция не приспособилась к новым условиям существования. Из приведённого примера хорошо видно, что отбор идёт по фенотипу, т. е. по внешнему проявлению признака. Однако в результате отбираются генотипы, обусловливающие развитие этих фенотипов, т. е. в природе отбор сохраняет не отдельные признаки или гены, а целые комбинации генов, присущие данному организму.

Рис. 19. Движущая форма естественного отбора: А, Б, В – последовательные изменения среднего значения признака

Рис. 20. Тёмные и светлые пяденицы на стволах деревьев: А – светлые; Б – тёмные стволы берёз

Примеров, которые доказывают существование движущей формы естественного отбора, существует множество. К ним относится, например, возникновение устойчивости насекомых к ядохимикатам. Отдельные особи, которые выживают после применения инсектицидов, получают преимущество в новых условиях, оставляют потомство и способствуют распространению признака устойчивости к этим препаратам в популяции.

Под действием движущей формы естественного отбора может происходить не только усиление признака, но и ослабление его вплоть до полного исчезновения, например утрата глаз у крота или редукция крыльев у некоторых насекомых, живущих в ветреных районах на морских побережьях.

Таким образом, при изменении условий внешней среды ведущую роль в эволюции играет движущая форма естественного отбора.

Рис. 21. Стабилизирующая форма естественного отбора

Стабилизирующая форма отбора. В постоянных условиях среды действует стабилизирующий отбор, направленный на сохранение ранее сложившегося среднего значения признака или свойства (рис. 21). Если популяция оптимально приспособлена к определённым условиям среды, это не значит, что необходимость в отборе исчезает. В каждой популяции постоянно возникают новые мутации и комбинации генов, следовательно, возникают особи с признаками, отклоняющимися от среднего значения. Действие этой формы отбора направлено на уничтожение особей, несущих признаки, значительно уклоняющиеся от средней нормы.

Существует много примеров действия стабилизирующей формы естественного отбора. Во время сильных бурь в прибрежных районах Англии погибают в основном воробьи с длинными и короткими крыльями, а птицы, имеющие крылья средних размеров, выживают. В большом помёте у млекопитающих обычно гибнут те детёныши, которые наиболее резко отклоняются по каким-то признакам от средних величин.

Эта форма отбора не сдвигает среднюю величину значения признака, однако размах фенотипической изменчивости снижается. В данном случае максимальное преимущество имеют особи со средней выраженностью признака, поэтому наблюдаемое в любой популяции большое сходство всех особей – результат действия стабилизирующей формы естественного отбора. Если условия среды на протяжении длительного времени остаются неизменными, так же неизменны будут и особи данной популяции. Благодаря действию стабилизирующего отбора до нашего времени практически без изменений сохранились виды, жившие миллионы лет назад: древовидные папоротники, акулы, реликтовый таракан, кистепёрая рыба латимерия, пресмыкающееся гаттерия (рис. 22).

Рис. 22. Древнейшие животные, сохранившиеся в современной фауне: А – латимерия; Б – гаттерия

По сути, действие стабилизирующего отбора направлено на сохранение тех организмов, которые обладают оптимальным для данных неизменных условий существования гомеостазом. Это подразумевает отсутствие в генотипах таких особей неблагоприятных мутаций или сочетаний аллелей.

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое естественный отбор?

2. На чём основывается действие естественного отбора?

3. Какие формы естественного отбора вам известны?

4. В каких условиях внешней среды действует каждая форма естественного отбора?

5. В чём заключается причина появления у микроорганизмов, вредителей сельского хозяйства и других организмов устойчивости к ядохимикатам?

Подумайте! Выполните!

1. Приведите известные вам примеры различных форм естественного отбора в природе.

2. Объясните, почему даже длительное воздействие стабилизирующего отбора не приводит к полному фенотипическому единообразию в популяции.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Узнайте больше

Дизруптивная, или разрывающая, форма отбора. Иногда в природе изменение условий приводит к тому, что отбор начинает действовать против особей со средним значением признаков. В этом случае преимущество получают крайние варианты приспособлений, а промежуточные признаки, сложившиеся в условиях стабилизирующего отбора, становятся в новых условиях нецелесообразными, и их носители вымирают. В результате из прежней единой популяции образуются две новые.

Например, постоянные июльские покосы привели к тому, что изначально единая популяция большого погремка, чьё цветение и плодоношение происходило в основном в июле, разделилась (рис. 23). На одной и той же территории начали существовать две популяции, проявляющие активность в разные сроки: растения в одной из них успевали отцвести и сформировать семена до покоса – в июне, а в другой – после покоса – в августе. При длительном действии дизруптивного отбора могут образоваться два и более вида, обитающих на одной территории, но проявляющих активность в разное время года.

Рис. 23. Дизруптивная форма естественного отбора

Из книги О происхождении видов путем естественного отбора или сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь автора Дарвин Чарльз

Глава IV. Естественный отбор, или выживание наиболее

Из книги Непослушное дитя биосферы [Беседы о поведении человека в компании птиц, зверей и детей] автора Дольник Виктор Рафаэльевич

Естественный отбор; его сила в сравнении с отбором, производимым человеком; его способность воздействовать на самые незначительные признаки; его способность воздействовать на все возрасты и на оба пола. Каким образом борьба за существование, кратко рассмотренная в

Из книги Странности эволюции 2 [Ошибки и неудачи в природе] автора Циттлау Йорг

Что может групповой естественный отбор Групповой брак приводит к близкородственному скрещиванию и делает через несколько поколений всех членов группы близкими по набору генов. В такой ситуации не столь важно, чье - мое или твое - потомство выжило, я или ты погиб

Из книги Генетика этики и эстетики автора Эфроимсон Владимир Павлович

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР: НЕ ВСЕ В ЭВОЛЮЦИИ ДВИЖЕТСЯ ВПЕРЕД Шок Дарвина Леонардо да Винчи (1452–1519) говорил: «В природе нет ошибок, но знай: ошибка есть в тебе». Слишком совершенным казалось этому гению все богатство и разнообразие форм в природе, чтобы хоть немного усомниться в

Из книги Эволюция автора Дженкинс Мортон

5.3. Естественный отбор и развитие этики сексуальных контактов Сила и продолжительность половой любви бывают такими, что невозможность обладания представляется обеим сторонам великим, если даже не величайшим несчастием; они идут на огромный риск, даже ставят на карту

Из книги Происхождение домашних животных автора Завадовский Борис Михайлович

7. ВОЙНЫ И ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР Высочайшее счастье для человека и его величайшая радость - разбить и уничтожить врага, стереть его с земли, забрать все, что он имел, заставить плакать его жен, скакать на его лучших и любимых лошадях и обладать его красивыми

Из книги Жизнь - разгадка пола или пол - разгадка жизни? автора Дольник Виктор Рафаэльевич

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР Естественным отбором считается процесс, который Дарвин назвал «борьба за существование», при котором наиболее приспособленные организмы выживают, а наименее приспособленные погибают. Согласно положениям дарвинизма, естественный отбор в популяции с

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР ПОД ВЛИЯНИЕМ ХИЩНИКОВ Чарлз Дарвин осознавал важность размера популяции при определении выживаемости индивидов, соревнующихся между собой за ограниченное число ресурсов удовлетворения основных потребностей, в особенности за пищу. В этом процессе

Из книги Фенетика [Эволюция, популяция, признак] автора Яблоков Алексей Владимирович

Естественный отбор Итак, Дарвин показал, что основным средством создания всех пород домашних животных является искусственный отбор. Даже в то далёкое время, когда люди вели этот отбор, не ставя перед собой определённой цели, бессознательно, они достигали поразительных

Из книги Эволюция [Классические идеи в свете новых открытий] автора Марков Александр Владимирович

ЧТО МОЖЕТ ГРУППОВОЙ ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР Групповой брак приводит к близкородственному скрещиванию и через несколько поколений делает всех членов группы близкими по набору генов. В такой ситуации не столь важно, мое или твое потомство выжило, я или ты погиб преждевременно.

Из книги Дарвинизм в XX веке автора Медников Борис Михайлович

Глава 12 Естественный отбор: кто выживет? Есть горстка ученых, пытающихся выявить признаки, общие для всех когда-либо существовавших человеческих культур и цивилизаций. Эти ученые роются в трудах этнографов и в статьях антропологов в поисках различий между племенами и

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

Естественный отбор - единственный направленный фактор эволюции Несомненно, важнейшим эволюционным фактором является естественный отбор. При определении естественного отбора Ч. Дарвин использовал понятие «выживание наиболее приспособленного». При этом имелось,

Из книги автора

Естественный отбор и феногеография Изучение естественного отбора - одна из важнейших задач в изучении микроэволюции. Без глубокого понимания действия этого единственного направленного эволюционного фактора ни о каком переходе к управляемой эволюции не может быть и

Из книги автора

Естественный отбор в природе и в лаборатории Действие отбора изучают не только в лабораторных экспериментах, но и в ходе многолетних наблюдений в природе. Первый подход позволяет контролировать условия среды, выделяя из бесчисленного множества реальных жизненных

Из книги автора

Естественный отбор Я не усматриваю предела деятельности этой силы, медленно и прекрасно приспособляющей каждую форму к самым сложным жизненным отношениям. Ч. Дарвин Осы, бабочки и дарвинизмВ предыдущих главах мы неоднократно говорили о естественном отборе. Это и

Из книги автора

Естественный отбор Естественный отбор – важнейший фактор эволюции. Дарвинизм (а именно на базе дарвинизма построена СТЭ), как уже отмечалось выше, называют теорией естественного отбора.Кратким и удачным определением отбора может служить сформулированное И. Лернером.