Популяционные волны

Популяционными волнами называют периодически и непериодические колебания численности особей популяции. Причинами этих колебаний могут быть различные абиотические и биотические факторы среды. При резком сокращении численности популяции (сезонные колебания, сокращение кормовых ресурсов) среди оставшихся в живых немногочисленных особей могут быть редкие генотипы. Если в дальнейшем численность восстановиться за счет этих особей, то это приведет к случайному изменению частот генов в генофонде данной популяции. Таким образом, популяционные волны являются поставщиком эволюционного материала.

Если популяция мала по численности, то в результате случайных событий некоторые особи независимо от своей генетической конституции могут оставить или не оставить потомство, вследствие этого частоты некоторых генов могут резко меняться за одно или несколько поколений. Случайное изменение частот генов в генофонде популяции называют дрейфом генов.

Изоляция

Изоляция обусловлена возникновением разнообразных факторов, препятствующих свободному скрещиванию. Размножение идет преимущественно в пределах изолята, прекращается обмен генетической информацией с другими группами. Это способствует закреплению начальной стадии изменения генофонда обособившейся группы, становлению ее как самостоятельной генетической системы. Различают пространственную и биологическую изоляцию.

Пространственная изоляция связана с территориально – географическими (горные хребты, водные преграды, места, непригодные для жизни) и экологическими (расселение по разным экологическим нишам) факторами разобщения популяций. К биологической изоляции относятся особенности поведения, изменения строения и физиологической активности сроков размножения и ряда других факторов, препятствующих скрещиванию.

Изоляция – закрепляет и усиливает генетические различия между популяциями.

Мутации, популяционные волны, изоляция – случайны и носят ненаправленный характер, направленность эволюционного процесса обеспечивает естественный отбор.

Естественный отбор

Это избирательное выживание и возможность оставления потомства отдельными особями. Биологическое значение особи, давшей потомство, определяется вкладом ее генотипа в генофонд популяции. Отбор действует в популяциях, его объектами являются фенотипы отдельных особей. Фенотип организма формируется на основе реализации информации генотипа в определенных условиях среды. Отбор играет творческую роль в природе, поскольку из ненаправленных наследственных изменений закрепляются те, которые приводят к образованию новых групп особей, более совершенных в данных условиях существования.

Различают три основных формы естественного отбора: стабилизирующий, движущий и разрывающий.

Стабилизирующий отбор способствует сохранению признаков вида в относительно постоянных условиях среды. Он поддерживает средние значения, выбраковывая мутационные отклонения от ранее сформировавшейся нормы. Примером действия отбора в популяциях людей служит большая выживаемость детей со средней массой тела.

Движущий отбор благоприятствует изменению среднего значения признака в измененных условиях среды. Вариационная кривая смещается в направления приспособления к новым условиям существования. Примером является потемнение окраски бабочки березовой пяденицы в развитых индустриальных районах Англии. До развития индустрии в популяции преобладали светлоокрашенные формы, темные склевывались птицами. С развитием промышленности кора деревьев стала темной из-за исчезновения лишайников, чувствительных к загрязнению атмосферы. Численность темных бабочек, менее заметных на стволах деревьев, стала преобладать над светлоокрашенными.

Разрывающий или дизруптивный отбор действует в разнообразных условиях среды, встречающихся на одной территории. Если условия среды настолько изменились, что основная масса вида утрачивает приспособленность, то преимущество приобретают особи с крайними отклонениями от средней нормы. Такие формы быстро размножаются, и за счет них формируется несколько, различающихся по какому – либо признаку групп.

Естественный отбор – единственный направляющий фактор эволюции (рис. 43).

Рис. 43. Действие стабилизирующей (а), движущей (б) и разрывающей (в) форм естественного отбора: F₁, F₂, F₃ – стадии видообразования