Биология. 11 класс

Урок 5. Формы естественного отбора в популяции

Главный фактор преобразования организмов

Естественный отбор

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

Естественный отбор выступает в роли главного фактора преобразования организмов, способствуя выживанию и оставлению потомства наиболее приспособленными особями. Однако формы естественного отбора, в зависимости от его направленности, эффективности и особенностей среды обитания организмов, могут быть разными.

Популяции (или виды) состоят из разнообразных организмов, но имеют некоторое среднее значение любого признака. Это можно представить графически, если по оси Х отложить значения признака от меньшего к большему, а по оси У - частоту носителей этого признака:

Графическое отображение естественного отбора

Графическое отображение естественного отбора

График – кривая распределения - имеет форму параболы и отражает нормальное распределение признака, т.к. очевидно, что большинство особей в популяции имеют среднее значение признака, а особи с крайними значениями представляют собой меньшинство.

В зависимости от того, где на кривой располагаются наиболее приспособленные фенотипы, учёные выделяют несколько форм естественного отбора.

Движущий отбор – отбор, при котором сдвиг в ряду поколений происходит в определённом направлении. Одностороннее давление движущей силы естественного отбора (с одной стороны) направлено на крайние формы фенотипов.

Движущий отбор

Движущий отбор

Классическим примером, доказывающим существование движущей формы отбора, является индустриальный меланизм, описанный на примере изменения покровительственной окраски в популяции берёзовой пяденицы в Англии в XIX в. Вследствие развития промышленности стволы деревьев значительно потемнели, а также погибли светлые лишайники, обитающие на них, из-за чего светлые бабочки стали лучше видны для птиц, а тёмные — хуже.

Индустриальный меланизм у бабочек

Индустриальный меланизм у бабочек

Итак, движущий отбор осуществляется при изменении условий окружающей среды или приспособлении к новым условиям при расширении ареала. Он сохраняет наследственные изменения в определённом направлении, перемещая соответственно и норму реакции. Отбор всегда осуществляется по фенотипам, но вместе с ними отбираются генотипы, которых их обусловливают.

Любое приспособление всегда относительно. Приспособленность организмов к новым условиям не означает, что отбор прекращает своё действие в популяции. В постоянных условиях среды действует стабилизирующий отбор. Эта форма отбора направлена в пользу среднего значения признака, установившегося в популяции, то есть особи, существенно отклоняющиеся от среднего значения признаков, устраняются.

Стабилизирующий отбор

Стабилизирующий отбор

Например, во время бури гибнут птицы с короткими и длинными крыльями, а со средними чаще выживают.

Сходство всех особей, наблюдаемое в популяциях – результат действия стабилизирующей формы естественного отбора.

Таким образом, стабилизирующая форма отбора в течение сотен тысяч и миллионов поколений оберегает виды от существенных изменений, от разрушающего влияния мутационного процесса, выбраковывая мутантные формы. Без стабилизирующего отбора не было бы устойчивости (стабильности) в живой природе. Стабилизирующий и движущий отборы взаимосвязаны и представляют две стороны одного процесса. Популяции постоянно вынуждены приспосабливаться к изменениям условий среды. Движущий отбор будет сохранять генотипы, которые наиболее соответствуют изменениям среды. Когда условия среды стабилизируются, отбор приведет к созданию хорошо приспособленной к ней формы. С этого момента в действие вступает стабилизирующий отбор, который будет поддерживать типичные, преобладающие генотипы и устранять от размножения уклоняющиеся от средней нормы мутантные формы.

Для многих популяций характерно существование двух или нескольких форм по тому или иному признаку – полиморфизм. Его нельзя объяснить только возникновением новых мутаций. В одних случаях он может быть обусловлен повышенной относительной жизнеспособностью гетерозигот. В других − может быть результатом действия особой формы отбора, получившей название дизруптивного, или разрывающего

Дизруптивный отбор

Дизруптивный отбор

Этот отбор действует 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 − чёрных форм двухточечной божьей коровки. Ещё одним примером действия дизруптивного отбора может служить существование сезонных рас у ряда сорных растений (например, у погремка лугового). Дизруптивный отбор благоприятствует более чем одному фенотипу и направлен против средних промежуточных форм. Он как бы разрывает популяцию по данному признаку на несколько групп, встречающихся на одной территории, и может при участии изоляции привести к разделению популяции на две и более, т.е. к видообразованию.

Известно, что у самцов многих видов ярко выражены вторичные половые признаки – яркие перья попугаев, хвост павлина, алые гребни петухов, окраска тропических рыб, бивни индийского слона и др. Это явление называют половым диморфизмом. На первый взгляд эти признаки носят неадаптивный характер и осложняют жизнь, делая особи более заметными для хищников, уменьшая их шансы на выживание. Но выживание – не единственный компонент приспособленности организмов, второй компонент – успех в размножении. Ещё Ч. Дарвин обратил внимание на то, что эти компоненты часто вступают в противоречие. Он же предложил называть отбор, направленный на успех в размножении половым отбором.

 Вторичные половые признаки у самцов разных видов

Вторичные половые признаки у самцов разных видов

Самец, который живёт недолго, но нравится самкам, имеет больше шансов на успешное размножение, так как производит больше потомков, чем тот, который живёт долго, но оставляет мало потомков. Например, успех самца-павлина у самок напрямую зависит от яркости его оперения и числа глазков на хвосте.

Рассмотрев формы естественного отбора, можно сделать вывод о том, что он проявляет творческую роль, отбирая и накапливая полезные для популяции и вида наследственные изменения и отбрасывая вредные. Это позволяет постепенно создавать новые, более приспособленные к среде обитания виды.

Литературные термины

Предметы

По алфавиту По предметным областям

Классы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
angle-skew-bottom mix-copy next-copy-2 no-copy step-1 step-2 step-3 step-4 step-5 step-6 step-6