Естественный отбор, другие факторы эволюции

Какие же особи популяции в борьбе за существование достигнут взрослого состояния и будут размножаться?

Сущность естественного отбора. Наследственные изменения у особей одной популяции идут в различных направлениях и могут быть самыми разнообразными в одинаковых условиях среды.

Из поколения в поколение особи с полезными в определенных условиях среды наследственными изменениями преимущественно сохраняются в борьбе за существование и оставляют после себя плодовитое потомство. Наоборот, особи с вредными в тех же условиях наследственными изменениями оставляют все более малочисленное и слабое потомство, что в конце концов может привести к вымиранию вида.

Естественным отбором называют процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство преимуществен о особи с полезными в данных условиях наследственными изменениями.

Дарвин предупреждал, что естественный отбор не есть «сознательный выбор со стороны животных, испытывающих изменение». Роль отбирающего фактора играют условия среды. Выражение «естественный отбор» Дарвин употреблял ради краткости речи в метафорическом смысле, чтобы обозначить результат действия естественных законов.

Отбор в популяциях. Отбор начинается внутри популяции. Каждая природная популяция представляет собой группу несколько различающихся особей одного вида, а следовательно, н с различными морфологическими признаками и физиологическими свойствами. Чем разнообразнее популяция, тем эффективнее действует естественный отбор.

Изучение популяций насекомых и некоторых млекопитающих выявило значительную интенсивность борьбы за существование и естественного отбора и ощутимость его результатов в относительно короткое время.

В индустриальных районах многих европейских стран, где кора, стволы деревьев и листья часто покрыты сажей и копотью, за последние 100 лет темноокрашенные насекомые вытесняют светлоокрашенных. В Англии, например, более 70% ночных бабочек стали темными. Этот процесс идет в популяциях под действием естественного отбора на лучшую защитную окраску тела, которая спасает бабочек от поедания птицами. Наоборот, в непромышленных районах преимущественному истреблению подвергаются темные особи популяций. Замечено также, что с уменьшением загрязнения воздуха в Бирмингеме вдвое снизилась численность двухточечной божьей коровки темного тона: насекомые стали заметнее на общем посветлевшем фоне и птицы усиленно клевали их.

За последнее время обнаружены популяции различных видов насекомых и клещей, устойчивых к ядохимикатам, от которых они ранее гибли. Возникновение таких популяций объясняется появлением мутации, обострением внутривидовой борьбы (из-за усиления борьбы с неблагоприятными условиями) и действием естественного отбора. На особей популяции ядохимикаты действуют неодинаково, так как у некоторых из них возникли мутации, способствующие повышению устойчивости к яду. Эти мутации в результате скрещивания особей распространяются в популяции, а естественный отбор сохраняет их, что в конечном счете ведет к возникновению новой популяции, на которую данный ядохимикат не действует. Внутри популяции идет отбор особей, которые имеют более плодовитое потомство. Отбор всегда имеет направленный характер, он совершенствует приспособления к условиям существования.

Отличия данной популяции от других популяций одного и того же вида усиливаются и закрепляются.

Если условия среды более или менее постоянны, то относительно давно существующие в них популяции остаются почти неизменными в течение многих миллионов лет (кистеперые рыбы, пресмыкающееся гаттерия). Все особи с признаками, сильно отклоняющимися от их нормы в данных условиях, отметались в борьбе за существование отбором. Исследования погибших во время бури воробьев (Англия, 1899) показали, что они большей частью были короткокрылыми или длиннокрылыми, особи со средними крыльями почти все уцелели.

При изменении условий среды в преимущественном положении будут особи, у которых имеются мутации, полезные в новых условиях. Из поколения в поколение такие особи успешнее выживают и размножаются, а всех других устраняет отбор. Это ведет к установлению новой нормы признаков. На мелких океанических островах, где часты сильные ветры, Дарвин нашел в основном бескрылых и длиннокрылых насекомых. На этих островах могли сохраняться и размножаться насекомые с длинными крыльями, способные бороться с ветром, или же те, которые совсем не поднимались в воздух, забиваясь в щели. Особей со среднеразвитыми крыльями ветер уносил в океан, и они погибали.

На острове Вознесения, открытом ветрам со всех сторон, не оказалось ни одного дерева. То же было и на острове Кергелен, где почти все растения стелются по земле, а самое высокое едва достигает 1 м. Многие растения образуют плотные дерновые подушки. Растения высокие или со слабым укоренением стеблей уничтожались здесь в процессе борьбы за существование многовековым отбором.

Творческая роль естественного отбора. Естественному отбору подвергаются особи с совершенно неуловимыми для человека особенностями. Любое самое маловажное, но полезное в борьбе за существование наследственное изменение может подхватываться естественным отбором. Следовательно, естественный отбор действует через сохранение и накопление полезных для популяции и вида в целом наследственных изменений, создавая новые, лучше других приспособленные к среде и оставляющие потомство особи. В борьбе за существование такие особи погибают реже.

Естественный отбор действует медленно и распространяется на скоби обоего пола и любого возраста.

Естественный отбор играет творческую роль в природе: из ненаправленных наследственных изменений отбираются те, которые могут привести к образованию новых групп особей, более совершенных в данных условиях существования.

Естественный отбор – главная движущая сила процесса эволюции. Он протекает успешнее при широком расселении вида, которое ведет к увеличению числа популяций и повышению разнообразия их генного состава. При таких условиях возможности отбора расширяются. В различные сезоны года и в разные годы меняются интенсивность и направление естественного отбора. Это связано с биологией особей и колебаниями условий существования.

Сравнение действия искусственного и естественного отбора. Основой обоих процессов служит наследственная изменчивость, она доставляет материал для отбора. В результате действия искусственного и естественного отбора создаются новые формы: при искусственном отборе – породы и сорта, а при естественном – виды. Между этими двумя процессами есть существенное различие. При искусственном отборе человек отбирает особей по замеченным признакам и направляет действие отбора в желательную ему сторону. При этом особи с отбираемыми признаками могут оказаться даже с вредными для организма. Так, лучшие породы свиней или молочного скота не могли бы существовать в природе без заботы человека. При естественном отборе отбирающим фактором являются условия окружающей среды. При этом отбираются любые жизненно важные признаки. В силу этого естественный отбор действует только на пользу популяции и вида в целом.

В результате искусственного отбора создаются породы домашних животных и сорта культурных растений, приспособленные человеком к его потребностям и намеченным целям. А в результате естественного отбора возникают виды, приспособленные к жизни в определенных условиях окружающей среды.

Искусственный отбор проводится с того времени, как человек стал заниматься земледелием и приручением животных. Естественный отбор происходит в течение всей истории органического мира, со времени появления жизни на Земле. Естественный и искусственный отбор органически связаны: на породы животных и сорта растений, помимо искусственного отбора, продолжает действовать и естественный отбор.

Другие факторы эволюции. Основные положения теории эволюции Дарвина в настоящее время не утратили своего значения, а получили новые подтверждения и развитие. Глубоко разрабатывается учение о мутациях и комбинативной изменчивости, исследуется механизм их возникновения. Ведутся экспериментальные исследования действия естественного отбора. Выявляются новые факторы эволюции, к числу которых следует отнести популяционные волны, или волны жизни.

В природе постоянно происходит колебание численности популяций: число особей в популяции то сокращается, то увеличивается. Эти процессы сменяют друг друга более или менее регулярно, поэтому их называют волнами жизни или популяционными волнами. В одних случаях они связаны с сезоном года (у многих насекомых, у однолетних растений). В других случаях волны наблюдаются через более длительные сроки и связаны с колебаниями климатических условий или урожаев кормов (массовое размножение белок, зайцев, мышей, насекомых). Иногда причиной изменения численности популяций являются лесной пожар, наводнение, очень сильные морозы или засухи.

Волны эти совершенно случайно и резко изменяют в популяции концентрации редко встречающихся генов и генотипов период спада волн одни гены и генотипы могут исчезнуть полностью, притом случайно и независимо от их биологической ценности. А другие также случайно останутся и при новом нарастании численности популяции резко повысят свою концентрацию. Популяционные волны, как и мутационный процесс, поставляют случайный, ненаправленный наследственный материал для борьбы за существование и естественного отбора.

К факторам эволюции относится также изоляция, т. е. возникновение различных преград к свободному скрещиванию особей, что приводит к появлению существенных различий в генном составе разных популяций одного вида, т. е. к еще большему обособлению популяций.

Все рассмотренные факторы не направляют эволюционный процесс в какую-либо определенную сторону. Они повышают или понижают концентрацию различных генотипов в популяции и влияют на эффективность естественного отбора. Единственным эволюционным фактором направляющего значения является естественный отбор, так как его действие обусловлено конкретными условиями среды и ведет к приспособлению для существования в ней видов. Естественный отбор приводит к образованию новых популяций и в дальнейшем подвидов и видов.

1. Как объяснить, что естественный отбор начинается в популяции? 2. В чем заключается творческая роль естественного отбора? 3. Каковы неимущие силы эволюции видов в природе? 4. Почему приходится создавать новые ядохимикаты против насекомых-вредителей? 5. Что представляют собой популяционные волны и какова их роль в эволюции?

Биология: