Die treibende Kraft der Evolution: Welche Formen der natürlichen Auslese gibt es? Natürliche Auslese

In dieser Lektion erfahren Sie, was ein natürliches Aussehen ist und welche Arten es gibt. Wie wirkt sich die natürliche Selektion auf Populationen lebender Organismen aus? Was sind die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen natürlicher und künstlicher Selektion? Was genau wird im Prozess der natürlichen Auslese selektiert und wie läuft dieser Prozess ab? Sie lernen die stabilisierende, bewegende und zerreißende (disruptive) Selektion kennen, erfahren die von Ch. Darwin entdeckte Natur der sexuellen Selektion. Vielleicht hilft Ihnen diese Lektion in Ihrem persönlichen Kampf ums Dasein. Sie erfahren, wie sich die natürliche Auslese auf den modernen Menschen auswirkt.

Thema: Evolutionäre Lehre

Lektion: Arten der natürlichen Auslese

1. Natürliche Selektion und ihre Typen

Natürliche Auslese ist die wichtigste treibende Kraft der Evolution.

Der Begriff der natürlichen Auslese hat sich dank stark vertieft moderne Ideen Genetik und die Arbeiten der einheimischen Wissenschaftler I. I. Shmalgauzen und S. S. Chetverikov (Abb. 1) sowie vieler ihrer ausländischen Kollegen.

Nach modernen Vorstellungen von natürlicher Auslese lassen sich drei Formen davon unterscheiden.

2. Fahrauswahl

Die erste Form der natürlichen Selektion ist die Motivselektion. Sie tritt auf, wenn sich Umweltbedingungen ändern, und führt zu einer Verschiebung des Durchschnittswerts der Ausprägung eines Merkmals in einer Population unter dem Einfluss von Umweltfaktoren (Abb. 2). Das neue Feature bzw. dessen Wert sollte besser zu den veränderten Bedingungen passen als die alten.

Reis. 2. Schema des Einflusses der Fahrselektion auf den Wert der Repräsentation eines Merkmals in einer Population

Wenn beispielsweise das Klima kälter wird, werden Personen mit wärmeren Mänteln ausgewählt.

Ein klassisches Beispiel für die Motivwahl ist die Farbentwicklung beim Birkenspanner. Die Farbe der Flügel dieses Schmetterlings ahmt die Farbe von Bäumen nach, die mit grauer Rinde bedeckt sind. Die Luftverschmutzung im Zusammenhang mit Emissionen aus Fabriken und Fabriken hat zur Verdunkelung von Baumstämmen geführt. Helle Schmetterlinge auf dunklem Hintergrund wurden für Vögel gut sichtbar. Ab Mitte des 17. Jahrhunderts tauchten mutierte dunkle Schmetterlingsformen in den Populationen der Birkenmotte auf. Die Häufigkeit dieses Allels nahm schnell zu, und Ende des 19. Jahrhunderts bestanden einige städtische Populationen der Birkenmotte fast ausschließlich aus dunklen Formen. Während in der ländlichen Bevölkerung, wo die Schadstoffbelastung geringer war, noch leichte Formen dominierten.

Eine Merkmalsveränderung kann sowohl in Richtung ihrer Verstärkung als auch in Richtung ihrer Abschwächung bis hin zu einer vollständigen Reduktion erfolgen. So kam es beispielsweise bei Maulwürfen und anderen grabenden Tieren zu einem Verschwinden der Sehorgane oder bei flugunfähigen Vögeln und Insekten zu einer Verringerung der Flügel (siehe Abb. 3).

Reis. 3. Beispiele für Langzeitbelastungen durch Motivauswahl: Fehlende Augen bei einem Maulwurf (links) und Flügel bei einem Strauß (rechts)

3. Disruptive Selektion

Die zweite Art der Selektion ist die disruptive (zerreißende) Selektion. In diesem Fall hinterlassen Individuen mit mehreren extremen Varianten des Merkmals Nachkommen, und Individuen mit einem durchschnittlichen Wert des Merkmals werden eliminiert (Abb. 4).

Reis. 4. Schema des Einflusses störender (zerreißender) Selektion auf die Repräsentation eines Merkmals bei Individuen in einer Population

Darwin glaubte, dass disruptive Selektion zu Divergenz führt, d. h. zur Divergenz der Charaktere, und dazu dient, den Polymorphismus der Population aufrechtzuerhalten. Im Zuge der disruptiven Selektion sind aus einem gemeinsamen hellgelben Vorfahren zwei Schmetterlingsformen hervorgegangen: weiß und gelb. Unterschiedliche Farben führen zu unterschiedlicher Erwärmung der Flügel. Es ist praktisch, dass weiße Schmetterlinge mittags und gelbe Schmetterlinge morgens fliegen. Für hellgelbe Schmetterlinge ist es unpraktisch, sowohl tagsüber als auch morgens zu fliegen, daher wirkt die Auswahl nur gegen den Durchschnittswert des Merkmals.

4. Stabilisierende Auswahl

Die dritte Form der natürlichen Selektion ist die stabilisierende Selektion. Es arbeitet unter konstanten Bedingungen Außenumgebung, indem Personen mit signifikanten Abweichungen des Merkmals aussortiert werden (Abb. 5).

Reis. 5. Schema der stabilisierenden Selektion

Es zielt darauf ab, den Durchschnittswert des Attributs zu erhalten und zu konsolidieren. Beispielsweise sind die Blüten von Pflanzen, die von Insekten bestäubt werden, sehr konservativ, das heißt, ihre Form ändert sich kaum. Dies liegt daran, dass bestäubende Insekten nicht in die Krone einer zu tiefen oder zu schmalen Blüte eindringen können (siehe Video).

Daher werden die Gene, die zu solchen Veränderungen in der Struktur von Blumen führen, nicht weitergegeben und aus dem Genpool verdrängt.

Dank stabilisierender Selektion, der sog. lebende Fossilien.

6. Lebende Fossilien

Bis heute haben einige Arten von Lebewesen unverändert überlebt, vor Millionen von Jahren erstere typische Vertreter Flora und Fauna vergangener Zeiten.

Zum Beispiel Pfeilschwanzkrebse (siehe Abb. 6), uralte Arthropoden, die vor einer halben Milliarde Jahren lebten, existieren heute dank stabilisierender Selektion erfolgreich. Diese Art ist fast doppelt so alt wie ausgestorbene Dinosaurier.

Der Quastenflosser Quastenflosser, dessen Vorfahren im Paläozoikum weit verbreitet waren, zeigt deutlich, wie die Umwandlung von Fischflossen in die Pfoten zukünftiger Amphibien erfolgen konnte.

Die Stabilisierung der Selektion stoppte die weitere Entwicklung seiner Gliedmaßen aufgrund des Übergangs dieser Fische zum Leben in den Tiefen des Ozeans (siehe Video).

5. Sexuelle Selektion

Es gibt ein anderes Konzept sexuelle Selektion. Es hat nichts mit der obigen Klassifizierung zu tun und repräsentiert den Kampf von Männchen oder Weibchen um die Möglichkeit, Nachkommen zu hinterlassen. Das heißt, dies ist ein Beispiel für einen innerartlichen Existenzkampf.

Meistens wählt ein Individuum einfach den mächtigsten und tragfähigsten Partner für sich selbst aus. Sexuelle Konkurrenz führt zur Entstehung komplexer Verhaltensmechanismen: Singen, demonstratives Verhalten, Balz (siehe Video). Oft kommt es zu Kämpfen zwischen Männchen, die mit Verletzungen oder dem Tod der Teilnehmer enden können.

Charakteristische Katzenschreie in der Nacht begleiten normalerweise solche Kämpfe konkurrierender Männchen.

Sexuelle Selektion fördert sexuellen Dimorphismus, d.h. Unterschiede in äußere Struktur Männer und Frauen. Sie können sich erinnern, wie sich Hähne und Hühner, Enten und Erpel, männliche und weibliche Hirsche und Walrosse unterscheiden (siehe Video).

Als Ergebnis der sexuellen Selektion hinterlassen die stärksten, lebensfähigsten und gesündesten Individuen Nachkommen. Der Rest wird der Fortpflanzung entzogen und seine Gene verschwinden aus dem Genpool der Bevölkerung.

Hausaufgaben:

1. Was ist natürliche Auslese? Warum passiert es?

2. Was ist der Unterschied zwischen natürlicher und künstlicher Selektion?

3. Was ist der Unterschied zwischen treibender und stabilisierender Auswahl?

4. Was ist Tearing Selection?

5. Wohin richtet sich die natürliche Auslese?

6. Was ist sexuelle Selektion?

7. Welche Arten der natürlichen Auslese gibt es in menschlichen Populationen?

8. Nennen Sie Beispiele für Einfluss verschiedene Typen natürliche Selektion auf Populationen von Lebewesen. Ist es möglich, die Wirkung der natürlichen Auslese in der Natur zu beobachten?

9. Welche Experimente können die Existenz natürlicher Auslese bestätigen oder widerlegen?

1. Labor für Proteinphysik.

2. Genug. com.

3. Afonin-59-bio. Menschen. Ru.

Referenzliste

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3. Biologie Klasse 11. Allgemeine Biologie. Profilebene / V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin und andere - 5. Aufl., Stereotyp. - Trappe, 2010. - 388 S.

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Die natürliche Auslese ist die treibende Kraft der Evolution. Auswahlmechanismus. Selektionsformen in Populationen (I.I. Schmalgauzen).

Natürliche Auslese- der Prozess, bei dem die Anzahl der Personen mit der maximalen Fitness (den günstigsten Merkmalen) in der Population zunimmt, während die Anzahl der Personen mit ungünstigen Merkmalen abnimmt. Im Lichte der modernen synthetischen Evolutionstheorie wird die natürliche Selektion als Hauptgrund für die Entwicklung von Anpassungen, Artbildung und die Entstehung überspezifischer Taxa angesehen. Natürliche Auslese ist die einzige bekannte Ursache für Anpassungen, aber nicht die einzige Ursache für Evolution. Nicht-adaptive Ursachen sind Gendrift, Genfluss und Mutationen.

Der Begriff „natürliche Selektion“ wurde von Charles Darwin populär gemacht, der diesen Prozess mit künstlicher Selektion verglich, deren moderne Form Selektion ist. Die Idee des Vergleichs von künstlicher und natürlicher Selektion besteht darin, dass in der Natur auch die „erfolgreichsten“, „besten“ Organismen ausgewählt werden, jedoch in der Rolle eines „Gutachters“ der Nützlichkeit von Eigenschaften dieser Fall ist keine Person, sondern die Umwelt. Darüber hinaus sind das Material sowohl für die natürliche als auch für die künstliche Selektion kleine erbliche Veränderungen, die sich von Generation zu Generation anhäufen.

Mechanismus der natürlichen Auslese

Im Prozess der natürlichen Auslese werden Mutationen fixiert, die die Fitness von Organismen erhöhen. Die natürliche Auslese wird oft als „selbstverständlicher“ Mechanismus bezeichnet, weil sie sich aus einem solchen ergibt einfache Tatsachen, Wie:

Organismen produzieren mehr Nachkommen als überleben können;

In der Population dieser Organismen gibt es erbliche Variabilität;

Organismen mit unterschiedlichen genetischen Merkmalen haben unterschiedliche Überlebensraten und Fortpflanzungsfähigkeiten.

Solche Bedingungen schaffen Konkurrenz zwischen Organismen um Überleben und Fortpflanzung und sind die notwendigen Mindestbedingungen für Evolution durch natürliche Auslese. Daher ist es wahrscheinlicher, dass Organismen mit vererbten Merkmalen, die ihnen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen, diese an ihre Nachkommen weitergeben als Organismen mit vererbten Merkmalen, die dies nicht tun.

Das zentrale Konzept des Konzepts der natürlichen Selektion ist die Fitness von Organismen. Fitness ist definiert als die Fähigkeit eines Organismus zu überleben und sich fortzupflanzen, was die Größe seines genetischen Beitrags zur nächsten Generation bestimmt. Entscheidend für die Bestimmung der Fitness ist jedoch nicht die Gesamtzahl der Nachkommen, sondern die Anzahl der Nachkommen mit einem bestimmten Genotyp (relative Fitness). Wenn zum Beispiel die Nachkommen eines erfolgreichen und sich schnell vermehrenden Organismus schwach sind und sich nicht gut vermehren, dann wird der genetische Beitrag und dementsprechend die Fitness dieses Organismus gering sein.

Wenn ein Allel die Fitness eines Organismus stärker erhöht als andere Allele dieses Gens, dann wird mit jeder Generation der Anteil dieses Allels in der Population zunehmen. Das heißt, die Selektion erfolgt zugunsten dieses Allels. Und umgekehrt, für weniger nützliche oder schädliche Allele, wird ihr Anteil an Populationen abnehmen, das heißt, die Selektion wird gegen diese Allele wirken. Es ist wichtig zu beachten, dass der Einfluss bestimmter Allele auf die Fitness eines Organismus nicht konstant ist – wenn sich die Umweltbedingungen ändern, können schädliche oder neutrale Allele nützlich und nützliche Allele schädlich werden.

Die natürliche Selektion für Merkmale, die über einen bestimmten Wertebereich (z. B. die Größe eines Organismus) variieren können, kann in drei Typen unterteilt werden:

Gezielte Auswahl- Änderungen des Durchschnittswerts des Merkmals im Laufe der Zeit, z. B. eine Zunahme der Körpergröße;

Störende Auswahl- Auswahl für die Extremwerte des Merkmals und gegen die Durchschnittswerte, zum Beispiel große und kleine Körpergrößen;

Auswahl stabilisieren- Selektion gegen Extrem charakteristische Werte, was zu einer Verringerung der Varianz des Merkmals führt.

Ein Sonderfall der natürlichen Auslese ist sexuelle Selektion, dessen Substrat jedes Merkmal ist, das den Paarungserfolg erhöht, indem es die Attraktivität des Individuums für potenzielle Partner erhöht. Merkmale, die sich durch sexuelle Selektion entwickelt haben, sind bei den Männchen bestimmter Tierarten besonders ausgeprägt. Merkmale wie große Hörner, helle Färbung können einerseits Raubtiere anziehen und die Überlebensrate von Männchen verringern, andererseits wird dies durch den Fortpflanzungserfolg von Männchen mit ähnlich ausgeprägten Merkmalen ausgeglichen.

Die Selektion kann auf verschiedenen Organisationsebenen wie Genen, Zellen, einzelnen Organismen, Gruppen von Organismen und Arten erfolgen. Darüber hinaus kann Selektion auf verschiedenen Ebenen gleichzeitig wirken. Selektion auf Ebenen oberhalb des Individuums, wie zB Gruppenselektion, kann zu Kooperation führen.

Formen der natürlichen Auslese

Es gibt verschiedene Klassifikationen von Selektionsformen. Eine Klassifizierung, die auf der Art des Einflusses von Selektionsformen auf die Variabilität eines Merkmals in einer Population basiert, ist weit verbreitet.

Fahrauswahl- eine Form der natürlichen Selektion, die unter funktioniert gerichtet sich ändernde Umweltbedingungen. Beschrieben von Darwin und Wallace. In diesem Fall erhalten Personen mit Merkmalen, die in einer bestimmten Richtung vom Durchschnittswert abweichen, Vorteile. Gleichzeitig werden andere Variationen des Merkmals (seine Abweichungen in die entgegengesetzte Richtung vom Durchschnittswert) einer negativen Selektion unterzogen. Infolgedessen verschiebt sich in der Bevölkerung von Generation zu Generation der Durchschnittswert des Merkmals in eine bestimmte Richtung. Gleichzeitig muss der Selektionsdruck der Anpassungsfähigkeit der Bevölkerung und der Rate der Mutationsänderungen entsprechen (andernfalls kann der Umweltdruck zum Aussterben führen).

Ein klassisches Beispiel für die Motivwahl ist die Farbentwicklung beim Birkenspanner. Die Farbe der Flügel dieses Schmetterlings imitiert die Farbe der Rinde von mit Flechten bedeckten Bäumen, auf denen er Tageslichtstunden verbringt. Offensichtlich wurde eine solche Schutzfärbung über viele Generationen vorangegangener Evolution gebildet. Mit Beginn der industriellen Revolution in England verlor dieses Gerät jedoch an Bedeutung. Die Luftverschmutzung hat zum Massensterben von Flechten und zur Verdunkelung von Baumstämmen geführt. Helle Schmetterlinge auf dunklem Hintergrund wurden für Vögel gut sichtbar. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts tauchten mutierte dunkle (melanistische) Schmetterlingsformen in Populationen der Birkenmotte auf. Ihre Häufigkeit nahm schnell zu. Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts bestanden einige städtische Populationen der Motte fast ausschließlich aus dunklen Formen, während in ländlichen Populationen immer noch helle Formen vorherrschten. Dieses Phänomen wurde genannt Industrieller Melanismus. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Vögel in verschmutzten Gebieten eher helle Formen und in sauberen Gebieten dunkle Formen fressen. Die Einführung von Beschränkungen für die Luftverschmutzung in den 1950er Jahren führte zu einer erneuten Richtungsänderung der natürlichen Selektion, und die Häufigkeit dunkler Formen in städtischen Populationen begann abzunehmen. Sie sind heute fast so selten wie vor der Industriellen Revolution.

Die Fahrauswahl wird durchgeführt, wenn sich die Umgebung ändert oder sich mit der Reichweitenerweiterung an neue Gegebenheiten anpasst. Es bewahrt erbliche Veränderungen in einer bestimmten Richtung und verschiebt die Reaktionsgeschwindigkeit entsprechend. Während der Entwicklung des Bodens als Lebensraum für verschiedene nicht verwandte Tiergruppen wurden beispielsweise die Gliedmaßen zu grabenden.

Auswahl stabilisieren- eine Form der natürlichen Selektion, bei der ihre Wirkung gegen Personen mit extremen Abweichungen von der Durchschnittsnorm zugunsten von Personen mit einer durchschnittlichen Schwere des Merkmals gerichtet ist. Das Konzept der stabilisierenden Selektion wurde in die Wissenschaft eingeführt und von I. I. Shmalgauzen analysiert.

Viele Beispiele für selektierungsstabilisierende Wirkungen in der Natur sind beschrieben worden. Zum Beispiel scheint es auf den ersten Blick, dass Personen mit maximaler Fruchtbarkeit den größten Beitrag zum Genpool der nächsten Generation leisten sollten. Beobachtungen natürlicher Populationen von Vögeln und Säugetieren zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Je mehr Küken oder Junge im Nest sind, desto schwieriger ist es, sie zu füttern, desto kleiner und schwächer sind sie. Infolgedessen erweisen sich Personen mit durchschnittlicher Fruchtbarkeit als die am besten angepassten.

Eine Selektion zugunsten von Durchschnittswerten wurde für eine Vielzahl von Merkmalen gefunden. Bei Säugetieren sterben Neugeborene mit sehr niedrigem und sehr hohem Geburtsgewicht eher bei der Geburt oder in den ersten Lebenswochen als Neugeborene mit mittlerem Gewicht. Die Berücksichtigung der Größe der Flügel von Spatzen, die in den 50er Jahren in der Nähe von Leningrad nach einem Sturm starben, zeigte, dass die meisten von ihnen zu kleine oder zu große Flügel hatten. Und in diesem Fall erwiesen sich die durchschnittlichen Individuen als die am besten angepassten.

Am weitesten verbreitet berühmtes Beispiel ein solcher Polymorphismus ist Sichelzellenanämie. Diese schwere Blutkrankheit tritt bei Menschen auf, die homozygot für ein mutiertes Hämoglobin-Allel sind ( Hb S) und führt zu ihrem frühen Tod. In den meisten menschlichen Populationen ist die Häufigkeit dieses Allels sehr gering und ungefähr gleich der Häufigkeit seines Auftretens aufgrund von Mutationen. Es ist jedoch in Gebieten der Welt, in denen Malaria verbreitet ist, ziemlich verbreitet. Es stellte sich heraus, dass Heterozygoten für Hb S haben eine höhere Resistenz gegen Malaria als Homozygote für das normale Allel. Aus diesem Grund wird Heterozygotie für dieses tödliche Allel in der Homozygote erzeugt und in Populationen, die Malariagebiete bewohnen, stabil aufrechterhalten.

Die Stabilisierung der Selektion ist ein Mechanismus für die Akkumulation von Variabilität in natürlichen Populationen. Der herausragende Wissenschaftler I. I. Shmalgauzen war der erste, der auf dieses Merkmal der Stabilisierung der Selektion achtete. Er zeigte, dass selbst unter stabilen Existenzbedingungen weder die natürliche Auslese noch die Evolution aufhören. Auch wenn sie phänotypisch unverändert bleibt, hört die Population nicht auf, sich weiterzuentwickeln. Seine genetische Ausstattung ändert sich ständig. Die Stabilisierung der Selektion schafft solche genetischen Systeme, die die Bildung ähnlicher optimaler Phänotypen auf der Grundlage einer großen Vielfalt von Genotypen ermöglichen. Solche genetischen Mechanismen wie Dominanz, Epistase, komplementäre Wirkung von Genen, unvollständige Penetranz und andere Mittel zur Verschleierung genetischer Variationen verdanken ihre Existenz der Stabilisierung der Selektion.

Die Stabilisierung der Selektion, die Abweichungen von der Norm beseitigt, bildet also aktiv genetische Mechanismen, die die stabile Entwicklung von Organismen und die Bildung optimaler Phänotypen auf der Grundlage verschiedener Genotypen gewährleisten. Es gewährleistet das stabile Funktionieren von Organismen in einem breiten Spektrum von Schwankungen der äußeren Bedingungen, die der Art vertraut sind.

Disruptive (zerreißende) Auswahl- eine Form der natürlichen Selektion, bei der die Bedingungen zwei oder mehr extreme Varianten (Richtungen) der Variabilität begünstigen, aber nicht den mittleren, durchschnittlichen Zustand des Merkmals begünstigen. Infolgedessen können mehrere neue Formulare aus einem ursprünglichen Formular hervorgehen. Darwin beschrieb die Wirkungsweise der disruptiven Selektion und glaubte, dass sie der Divergenz zugrunde liegt, obwohl er keine Beweise für ihre Existenz in der Natur liefern konnte. Disruptive Selektion trägt zur Entstehung und Aufrechterhaltung von Populationspolymorphismus bei und kann in einigen Fällen Speziation verursachen.

Eine der möglichen Situationen in der Natur, in denen disruptive Selektion ins Spiel kommt, ist, wenn eine polymorphe Population einen heterogenen Lebensraum besetzt. Gleichzeitig passen sich unterschiedliche Formen an unterschiedliche ökologische Nischen oder Subnischen an.

Die Bildung saisonaler Rassen bei einigen Unkräutern wird durch die Wirkung störender Selektion erklärt. Es wurde gezeigt, dass sich der Zeitpunkt der Blüte und Samenreife bei einer der Arten solcher Pflanzen - Wiesenklapper - fast den ganzen Sommer erstreckte und die meisten Pflanzen mitten im Sommer blühen und Früchte tragen. Auf Mähwiesen erhalten jedoch diejenigen Pflanzen Vorteile, die vor dem Mähen Zeit haben, zu blühen und Samen zu produzieren, und diejenigen, die am Ende des Sommers nach dem Mähen Samen produzieren. Als Ergebnis werden zwei Rassen gebildet - frühe und späte Blüte.

In Experimenten mit Drosophila wurde eine störende Selektion künstlich durchgeführt. Die Selektion wurde nach der Anzahl der Setae durchgeführt, wobei nur Individuen mit einer kleinen und einer großen Anzahl von Setae übrig blieben. Infolgedessen gingen die beiden Linien ab etwa der 30. Generation sehr stark auseinander, obwohl sich die Fliegen weiterhin kreuzten und Gene austauschten. In einer Reihe anderer Experimente (mit Pflanzen) verhinderte intensives Kreuzen die effektive Wirkung der störenden Selektion.

sexuelle Selektion Dies ist die natürliche Auslese für den Fortpflanzungserfolg. Das Überleben von Organismen ist eine wichtige, aber nicht die einzige Komponente der natürlichen Selektion. Eine weitere wichtige Komponente ist die Attraktivität für Angehörige des anderen Geschlechts. Darwin nannte dieses Phänomen sexuelle Selektion. „Diese Form der Selektion wird nicht durch den Daseinskampf in den Beziehungen organischer Wesen untereinander oder mit äußeren Bedingungen bestimmt, sondern durch die Rivalität gleichgeschlechtlicher, meist männlicher Individuen um den Besitz von Individuen des anderen Geschlechts. " Merkmale, die die Lebensfähigkeit ihrer Träger verringern, können entstehen und sich ausbreiten, wenn die Vorteile, die sie für den Zuchterfolg bieten, deutlich größer sind als ihre Nachteile für das Überleben.

Zwei Hypothesen über die Mechanismen der sexuellen Selektion sind weit verbreitet.

Nach der Hypothese der „guten Gene“ „überlegt“ das Weibchen wie folgt: „Wenn es diesem Männchen trotz seines hellen Gefieders und seines langen Schwanzes irgendwie gelungen ist, nicht in den Fängen eines Raubtiers zu sterben und bis zur Pubertät zu überleben, dann also Er hat gute Gene, die ihn das machen lassen. Also sollte er als Vater für seine Kinder ausgewählt werden: Er wird seine guten Gene an sie weitergeben. Durch die Wahl aufgeweckter Männchen entscheiden sich Weibchen für gute Gene für ihre Nachkommen.

Nach der Hypothese der „attraktiven Söhne“ ist die Logik der weiblichen Selektion etwas anders. Wenn helle Männer, aus welchen Gründen auch immer, für Frauen attraktiv sind, dann lohnt es sich, einen hellen Vater für Ihre zukünftigen Söhne zu wählen, denn seine Söhne werden die hellen Farbgene erben und für Frauen attraktiv sein nächste Generation. Somit gibt es ein positives Rückkopplung, was dazu führt, dass von Generation zu Generation die Leuchtkraft des Gefieders der Männchen immer mehr gesteigert wird. Der Prozess geht weiter, bis er die Grenze der Lebensfähigkeit erreicht.

Bei der Auswahl von Männern sind Frauen nicht mehr und nicht weniger logisch als in allem anderen Verhalten. Wenn ein Tier durstig ist, denkt es nicht daran, dass es Wasser trinken sollte, um das Wasser-Salz-Gleichgewicht im Körper wiederherzustellen – es geht zum Wasserloch, weil es Durst hat. Auf die gleiche Weise folgen Frauen, die sich für helle Männer entscheiden, ihrem Instinkt - sie mögen helle Schwänze. All diejenigen, die instinktiv ein anderes Verhalten veranlassten, alle hinterließen keine Nachkommen. So diskutierten wir nicht die Logik der Frau, sondern die Logik des Kampfes ums Dasein und der natürlichen Auslese – ein blinder und automatischer Prozess, der, ständig von Generation zu Generation wirkend, all diese erstaunliche Vielfalt an Formen, Farben und Instinkten geformt hat, die wir haben in der Welt der Tierwelt beobachten. .

positive und negative Selektion

Es gibt zwei Formen der natürlichen Auslese: Positiv Und Clipping (negativ) Auswahl.

Positive Selektion erhöht die Anzahl der Individuen in der Population, die nützliche Eigenschaften haben, die die Lebensfähigkeit der Art als Ganzes erhöhen.

Die Cut-off-Selektion sondert die überwiegende Mehrheit der Individuen aus der Population aus, die Merkmale aufweisen, die die Lebensfähigkeit unter gegebenen Umweltbedingungen stark reduzieren. Mit Hilfe der Cut-Off-Selektion werden stark schädliche Allele aus der Population entfernt. Auch Personen mit chromosomalen Umlagerungen und einem Chromosomensatz, der den normalen Betrieb des genetischen Apparats stark stört, können einer Schnittselektion unterzogen werden.

Die Rolle der natürlichen Selektion in der Evolution

Charles Darwin betrachtete die natürliche Selektion als die Hauptantriebskraft der Evolution; in der modernen synthetischen Evolutionstheorie ist sie auch der Hauptregulator der Entwicklung und Anpassung von Populationen, der Mechanismus für die Entstehung von Arten und überspezifischen Taxa, obwohl sie sich ansammeln spätes XIX- Zu Beginn des 20. Jahrhunderts führten Informationen zur Genetik, insbesondere die Entdeckung der diskreten Natur der Vererbung phänotypischer Merkmale, dazu, dass einige Forscher die Bedeutung der natürlichen Selektion leugneten und alternativ Konzepte auf der Grundlage der Bewertung der Genotypmutation vorschlugen Faktor als extrem wichtig. Die Autoren solcher Theorien postulierten keine allmähliche, sondern eine sehr schnelle (über mehrere Generationen) sprunghafte Natur der Evolution (der Mutationismus von Hugo de Vries, der Saltationismus von Richard Goldschmitt und andere weniger bekannte Konzepte). Die Entdeckung bekannter Korrelationen zwischen den Merkmalen verwandter Arten (das Gesetz der homologischen Reihen) durch N. I. Vavilov veranlasste einige Forscher, die nächsten „anti-darwinistischen“ Hypothesen über die Evolution zu formulieren, wie Nomogenese, Batmogenese, Autogenese, Ontogenese und Andere. In den 1920er und 1940er Jahren in der Evolutionsbiologie belebten diejenigen, die Darwins Idee der Evolution durch natürliche Selektion (manchmal als „selektionistische“ Theorien bezeichnet, die die natürliche Selektion betonten) das Interesse an dieser Theorie aufgrund der Überarbeitung des klassischen Darwinismus im Lichte der Relativität junge Wissenschaft der Genetik. Die daraus resultierende synthetische Evolutionstheorie, oft fälschlicherweise als Neo-Darwinismus bezeichnet, stützt sich unter anderem auf die quantitative Analyse von Allelhäufigkeiten in Populationen, wie sie sich unter dem Einfluss natürlicher Selektion verändern. Es gibt Debatten, in denen Menschen mit einem radikalen Ansatz als Argument gegen die synthetische Evolutionstheorie und die Rolle der natürlichen Selektion dies argumentieren "die Entdeckungen der letzten Jahrzehnte auf verschiedenen Gebieten der wissenschaftlichen Erkenntnis - von Molekularbiologie mit ihrer Theorie der neutralen MutationenMoto Kimura Und Paläontologie mit ihrer Theorie des unterbrochenen Gleichgewichts Stephen Jay Gould Und Nils Eldredge (worin Sicht verstanden als eine relativ statische Phase des Evolutionsprozesses) bis Mathematik mit ihrer TheorieGabelungen Und Phasenübergänge- bezeugen die Unzulänglichkeit der klassischen synthetischen Evolutionstheorie für eine adäquate Beschreibung aller Aspekte der biologischen Evolution". Die Diskussion über die Rolle verschiedener Faktoren in der Evolution begann vor mehr als 30 Jahren und dauert bis heute an, und es wird manchmal gesagt, dass "die Evolutionsbiologie (womit natürlich die Evolutionstheorie gemeint ist) die Notwendigkeit für ihre nächste, dritte Synthese."

Es gibt verschiedene Klassifikationen von Selektionsformen. Eine Klassifizierung, die auf der Art des Einflusses von Selektionsformen auf die Variabilität eines Merkmals in einer Population basiert, ist weit verbreitet.

Fahrauswahl

Fahrauswahl- eine Form der natürlichen Selektion, die unter funktioniert gerichtet sich ändernde Umweltbedingungen. Beschrieben von Darwin und Wallace. In diesem Fall erhalten Personen mit Merkmalen, die in einer bestimmten Richtung vom Durchschnittswert abweichen, Vorteile. Gleichzeitig werden andere Variationen des Merkmals (seine Abweichungen in die entgegengesetzte Richtung vom Durchschnittswert) einer negativen Selektion unterzogen. Infolgedessen verschiebt sich in der Bevölkerung von Generation zu Generation der Durchschnittswert des Merkmals in eine bestimmte Richtung. Gleichzeitig muss der Selektionsdruck der Anpassungsfähigkeit der Bevölkerung und der Rate der Mutationsänderungen entsprechen (andernfalls kann der Umweltdruck zum Aussterben führen).

Ein Beispiel für die Wirkung der Motivauswahl ist der "industrielle Melanismus" bei Insekten. "Industrieller Melanismus" ist ein starker Anstieg des Anteils melanistischer (dunkler) Individuen in Insektenpopulationen (z. B. Schmetterlingen), die in Industriegebieten leben. Durch industrielle Einflüsse verdunkelten sich Baumstämme erheblich und auch helle Flechten starben ab, wodurch helle Schmetterlinge für Vögel besser und dunkle Schmetterlinge schlechter sichtbar wurden. Im 20. Jahrhundert erreichte in einer Reihe von Gebieten der Anteil dunkel gefärbter Schmetterlinge in einigen gut untersuchten Populationen der Birkenmotte in England 95 %, während zum ersten Mal ein dunkler Schmetterling ( Morfa carbonaria) wurde 1848 gefangen genommen.

Die Fahrauswahl wird durchgeführt, wenn sich die Umgebung ändert oder sich mit der Reichweitenerweiterung an neue Gegebenheiten anpasst. Es bewahrt erbliche Veränderungen in einer bestimmten Richtung und verschiebt die Reaktionsgeschwindigkeit entsprechend. Während der Entwicklung des Bodens als Lebensraum für verschiedene nicht verwandte Tiergruppen wurden beispielsweise die Gliedmaßen zu grabenden.

Auswahl stabilisieren

Auswahl stabilisieren- eine Form der natürlichen Selektion, bei der ihre Wirkung gegen Personen mit extremen Abweichungen von der Durchschnittsnorm zugunsten von Personen mit einer durchschnittlichen Schwere des Merkmals gerichtet ist. Das Konzept der stabilisierenden Selektion wurde in die Wissenschaft eingeführt und von I. I. Shmalgauzen analysiert.

Viele Beispiele für selektierungsstabilisierende Wirkungen in der Natur sind beschrieben worden. Zum Beispiel scheint es auf den ersten Blick, dass Personen mit maximaler Fruchtbarkeit den größten Beitrag zum Genpool der nächsten Generation leisten sollten. Beobachtungen natürlicher Populationen von Vögeln und Säugetieren zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Je mehr Küken oder Junge im Nest sind, desto schwieriger ist es, sie zu füttern, desto kleiner und schwächer sind sie. Infolgedessen erweisen sich Personen mit durchschnittlicher Fruchtbarkeit als die am besten angepassten.

Eine Selektion zugunsten von Durchschnittswerten wurde für eine Vielzahl von Merkmalen gefunden. Bei Säugetieren sterben Neugeborene mit sehr niedrigem und sehr hohem Geburtsgewicht eher bei der Geburt oder in den ersten Lebenswochen als Neugeborene mit mittlerem Gewicht. Die Berücksichtigung der Größe der Flügel von Spatzen, die in den 50er Jahren in der Nähe von Leningrad nach einem Sturm starben, zeigte, dass die meisten von ihnen zu kleine oder zu große Flügel hatten. Und in diesem Fall erwiesen sich die durchschnittlichen Individuen als die am besten angepassten.

Störende Auswahl

Disruptive (zerreißende) Auswahl- eine Form der natürlichen Selektion, bei der die Bedingungen zwei oder mehr extreme Varianten (Richtungen) der Variabilität begünstigen, aber nicht den mittleren, durchschnittlichen Zustand des Merkmals begünstigen. Infolgedessen können mehrere neue Formulare aus einem ursprünglichen Formular hervorgehen. Darwin beschrieb die Wirkungsweise der disruptiven Selektion und glaubte, dass sie der Divergenz zugrunde liegt, obwohl er keine Beweise für ihre Existenz in der Natur liefern konnte. Disruptive Selektion trägt zur Entstehung und Aufrechterhaltung von Populationspolymorphismus bei und kann in einigen Fällen Speziation verursachen.

Eine der möglichen Situationen in der Natur, in denen disruptive Selektion ins Spiel kommt, ist, wenn eine polymorphe Population einen heterogenen Lebensraum besetzt. Gleichzeitig passen sich unterschiedliche Formen an unterschiedliche ökologische Nischen oder Subnischen an.

Ein Beispiel für störende Selektion ist die Bildung von zwei Rassen in einer großen Rassel auf Mähwiesen. Unter normalen Bedingungen erstrecken sich die Blüte- und Samenreifeperioden dieser Pflanze über den ganzen Sommer. Auf Mähwiesen werden Samen jedoch hauptsächlich von Pflanzen produziert, die entweder vor der Mahd oder am Ende des Sommers nach der Mahd Zeit zum Blühen und Reifen haben. Als Ergebnis werden zwei Rassen der Rassel gebildet - frühe und späte Blüte.

In Experimenten mit Drosophila wurde eine störende Selektion künstlich durchgeführt. Die Selektion wurde nach der Anzahl der Setae durchgeführt, wobei nur Individuen mit einer kleinen und einer großen Anzahl von Setae übrig blieben. Infolgedessen gingen die beiden Linien ab etwa der 30. Generation sehr stark auseinander, obwohl sich die Fliegen weiterhin kreuzten und Gene austauschten. In einer Reihe anderer Experimente (mit Pflanzen) verhinderte intensives Kreuzen die effektive Wirkung der störenden Selektion.

sexuelle Selektion

sexuelle Selektion Dies ist die natürliche Auslese für den Fortpflanzungserfolg. Das Überleben von Organismen ist eine wichtige, aber nicht die einzige Komponente der natürlichen Selektion. Eine weitere wichtige Komponente ist die Attraktivität für Angehörige des anderen Geschlechts. Darwin nannte dieses Phänomen sexuelle Selektion. „Diese Form der Selektion wird nicht durch den Daseinskampf in den Beziehungen organischer Wesen untereinander oder mit äußeren Bedingungen bestimmt, sondern durch die Rivalität gleichgeschlechtlicher, meist männlicher Individuen um den Besitz von Individuen des anderen Geschlechts. " Merkmale, die die Lebensfähigkeit ihrer Träger verringern, können entstehen und sich ausbreiten, wenn die Vorteile, die sie für den Zuchterfolg bieten, deutlich größer sind als ihre Nachteile für das Überleben. Zwei Haupthypothesen über die Mechanismen der sexuellen Selektion wurden vorgeschlagen. Nach der Hypothese der „guten Gene“ „überlegt“ das Weibchen wie folgt: „Wenn es diesem Männchen trotz seines hellen Gefieders und seines langen Schwanzes irgendwie gelungen ist, nicht in den Fängen eines Raubtiers zu sterben und bis zur Pubertät zu überleben, dann also Er hat gute Gene, die ihn das machen lassen. Also sollte er als Vater für seine Kinder ausgewählt werden: Er wird seine guten Gene an sie weitergeben. Durch die Wahl aufgeweckter Männchen entscheiden sich Weibchen für gute Gene für ihre Nachkommen. Nach der Hypothese der „attraktiven Söhne“ ist die Logik der weiblichen Selektion etwas anders. Wenn aufgeweckte Männchen, aus welchen Gründen auch immer, für Weibchen attraktiv sind, dann lohnt es sich, einen aufgeweckten Vater für Ihre zukünftigen Söhne zu wählen, denn seine Söhne erben die Gene für leuchtende Farben und werden in der nächsten Generation für Weibchen attraktiv sein. Somit findet eine positive Rückkopplung statt, die dazu führt, dass von Generation zu Generation die Leuchtkraft des Gefieders der Männchen immer mehr gesteigert wird. Der Prozess geht weiter, bis er die Grenze der Lebensfähigkeit erreicht. Bei der Auswahl von Männern sind Frauen nicht mehr und nicht weniger logisch als in allem anderen Verhalten. Wenn ein Tier durstig ist, denkt es nicht daran, dass es Wasser trinken sollte, um das Wasser-Salz-Gleichgewicht im Körper wiederherzustellen – es geht zum Wasserloch, weil es Durst hat. Auf die gleiche Weise folgen Frauen, die sich für helle Männer entscheiden, ihrem Instinkt - sie mögen helle Schwänze. All diejenigen, die instinktiv ein anderes Verhalten veranlassten, alle hinterließen keine Nachkommen. So diskutierten wir nicht die Logik der Frau, sondern die Logik des Kampfes ums Dasein und der natürlichen Auslese – ein blinder und automatischer Prozess, der, ständig von Generation zu Generation wirkend, all diese erstaunliche Vielfalt an Formen, Farben und Instinkten geformt hat, die wir haben in der Welt der Tierwelt beobachten. .

38. Physiologische Anpassung: das Konzept, wie sie entsteht und was ihr zugrunde liegt.

Biologische Anpassung(von lat. Anpassung- Anpassung) - die Anpassung des Körpers an die Existenzbedingungen. „[Das Leben] ist eine ständige Anpassung ... an die Existenzbedingungen“, sagte die herausragende russische Physiologin I. M. Imanalieva. - Ein Organismus ohne eine äußere Umgebung, die seine Existenz unterstützt, ist unmöglich; daher sollte die wissenschaftliche Definition eines Organismus auch die Umwelt einschließen, die ihn beeinflusst.“ Gleichzeitig: „… Jeder Organismus ist eine dynamische Kombination aus Stabilität und Variabilität, in der Variabilität seinen Anpassungsreaktionen dient und folglich der Schutz seiner erblich festgelegten Konstanten". Der Organismus ist durch die Dynamik seiner Funktionszustände und durch die homöothetische Variabilität seiner „homöostatischen Konstanten“ auch in extrem kurzen Zeiträumen wandelbar (K. Waddington, 1964, 1970). modernes Wissenüber die Mechanismen und das Wesen des Anpassungsprozesses: „... Eine Person ist ... ein System ... wie jedes andere in der Natur, das den Gesetzen gehorcht, die unvermeidlich und der ganzen Natur gemeinsam sind ...“ (IP Pavlov , 1951).

Derzeit gibt es mehrere Formen der natürlichen Selektion, von denen die wichtigsten stabilisierend, bewegend oder gerichtet und störend sind.

Auswahl stabilisieren trägt zur Aufrechterhaltung eines durchschnittlichen, zuvor etablierten Merkmals in der Population bei. Es tritt in Fällen auf, in denen phänotypische Merkmale optimal zu den Umweltbedingungen passen und der Wettbewerb zwischen Individuen relativ schwach ist. Eine solche Selektion funktioniert in allen Populationen, während Individuen mit extremen Charakterabweichungen zerstört werden.

In jeder Population werden aufgrund ihrer genetischen Heterogenität Individuen mit unterschiedlichem Ausprägungsgrad des einen oder anderen Merkmals geboren. Eine solche Vielfalt von Individuen für jedes Merkmal wird durch genetische und Umweltfaktoren bereitgestellt, die Populationen über viele Generationen hinweg beeinflussen. Wenn wir die Anzahl der Personen mit diesem oder jenem Ausdruck dieses Merkmals zählen, stellt sich heraus, dass sich die Mehrheit einem bestimmten Durchschnittswert, der Durchschnittsnorm, nähert.

Die Stabilisierung der Selektion führt zur Zerstörung extremer Abweichungen und stabilisiert sozusagen die durchschnittliche Norm der Schwere des Merkmals, was zu einer Einengung der Reaktionsnorm führt (Abb. 4.1). Es wird in Umgebungsbedingungen beobachtet, die lange Zeit gleich bleiben. In einer relativ unveränderten Umgebung haben typische Individuen mit einer durchschnittlichen Ausprägung eines Merkmals, die gut daran angepasst sind, einen Vorteil, und Mutanten, die sich von ihnen unterscheiden, sterben. Wir können das folgende Beispiel einer stabilisierenden Selektion geben. 1898 stellte der amerikanische Ornithologe G. Bypas nach starke Winde und Schneefall fanden 136 betäubte und halbtote Haussperlinge. Während der Erwärmung überlebten 72 von ihnen, 64 starben. Es stellte sich heraus, dass die toten Spatzen entweder sehr lange oder sehr kurze Flügel hatten.

Reis. 4.1 . Wirkungsschema stabilisierender (a), treibender (b) und störender (c) natürlicher Selektion (nach N.V. Timofeev-Resovsky et al., 1977), F- Generationen. Eliminierte Varianten sind auf den Populationskurven schattiert. Die Größe des Bogens während der Selektion innerhalb eines Nachkommens entspricht der Norm der Reaktion.

Fahrauswahl liegt in der Tatsache, dass sich bei einer langsamen Änderung der Umweltbedingungen in eine neue Richtung die durchschnittliche Norm stetig in die eine oder andere Richtung verschiebt. Mit anderen Worten, bei der Fahrauswahl werden Mutationen mit einem Merkmalswert eliminiert, die durch Mutationen mit einem anderen durchschnittlichen Merkmalswert ersetzt werden. Propulsive Selektion führt somit zu evolutionären Veränderungen, indem sie einen solchen Druck auf eine Population ausübt, der eine Zunahme der Häufigkeit neuer Allele in ihr begünstigt (siehe Abb. 4.1). Nachdem die neue Durchschnittsnorm der Merkmalsausprägung (durchschnittlicher Phänotyp) optimal mit den neuen Umweltbedingungen korrespondiert, kommt die stabilisierende Selektion ins Spiel.

Ein klassisches Beispiel für evolutionäre Veränderung nach Art der Motivauswahl ist das Erscheinen dunkel gefärbter Schmetterlinge unter dem Einfluss chemischer Verschmutzung der Atmosphäre (industrieller Melanismus). In den vergangenen 100 Jahren haben mehr als 80 Schmetterlingsarten dunkle Formen entwickelt, früher hatte zum Beispiel der Birkenspanner eine blass cremefarbene Farbe mit schwarzen Punkten. Mitte des 19. Jahrhunderts. In England wurden dunkle Exemplare dieses Schmetterlings gefunden, die bis zum Ende des Jahrhunderts 98% ausmachten. Die melanische Form ist das Ergebnis zufälliger Mutationen und hat in industriellen Bereichen einen großen Vorteil gegenüber hellen. Helle Schmetterlinge waren auf mit Flechten bedeckten Birkenstämmen unsichtbar. Mit der intensiven Entwicklung der Industrie verursachte das durch das Verbrennen von Kohle erzeugte Schwefeldioxid das Absterben von Flechten in Industriegebieten, wodurch die dunkle Rinde der Bäume freigelegt wurde, die durch den Ruß noch dunkler wurde. Auf dunklem Hintergrund wurden helle Motten von Rotkehlchen und Drosseln gepickt, während melanische Formen überlebten und sich erfolgreich reproduzierten, die vor dunklem Hintergrund weniger auffällig sind.

Disruptive (zerreißende) Auswahl in Fällen durchgeführt, in denen zwei oder mehr genetisch verschiedene Formen unter verschiedenen Bedingungen einen Vorteil haben, zum Beispiel in verschiedenen Jahreszeiten. Disruptive Selektion begünstigt mehr als einen Phänotyp und richtet sich gegen Zwischenformen. Es zerlegt die Population gewissermaßen gemäß einem bestimmten Merkmal in mehrere Gruppen, die sich im selben Gebiet befinden, und kann unter Beteiligung der Isolation zur Teilung der Population in zwei oder mehr führen (siehe Abb. 4.1).

Ein Modell für disruptive Selektion kann die Situation des Auftauchens von Zwergrassen von Raubfischen in einem nahrungsarmen Gewässer sein. Jungtiere des Jahres haben oft nicht genug Nahrung in Form von Fischbrut. In diesem Fall die am schnellsten wachsenden Individuen, was für sehr eine kurze Zeit erreichen Größen, die es ihnen ermöglichen, ihre Artgenossen zu fressen. Andererseits sind Schielen mit der maximalen Wachstumsverzögerung in einer vorteilhaften Position, da sie sich aufgrund ihrer geringen Größe lange Zeit von kleinen planktonischen Krebstieren ernähren können. Eine solche Situation kann durch Stabilisierung der Selektion zur Entstehung von zwei Fischrassen führen.

Quelle : AUF DER. Lemeza L.V. Kamlyuk N.D. Lisov "Biologiehandbuch für Studienbewerber"

Die Evolution ist eine Geschichte von Gewinnern, und die natürliche Selektion ist ein unparteiischer Richter, der entscheidet, wer lebt und wer stirbt. Beispiele für natürliche Auslese gibt es überall: Die gesamte Vielfalt der Lebewesen auf unserem Planeten ist ein Produkt dieses Prozesses, und der Mensch ist da keine Ausnahme. Allerdings kann man über einen Menschen streiten, denn er ist es längst gewohnt, geschäftstüchtig in jene Bereiche einzugreifen, die früher die heiligen Geheimnisse der Natur waren.

Wie natürliche Auslese funktioniert

Dieser ausfallsichere Mechanismus ist der grundlegende Prozess der Evolution. Seine Wirkung sorgt für Wachstum in der Bevölkerung die Anzahl der Personen, die eine Reihe der günstigsten Eigenschaften aufweisen, die eine maximale Anpassungsfähigkeit an die Lebensbedingungen gewährleisten Umfeld, und gleichzeitig - eine Abnahme der Anzahl weniger angepasster Personen.

Schon den Begriff „natürliche Auslese“ verdankt die Wissenschaft Charles Darwin, der diesen Prozess mit künstlicher Auslese, also Auslese, verglich. Der Unterschied zwischen diesen beiden Arten besteht nur darin, wer bei der Auswahl bestimmter Eigenschaften von Organismen als Richter fungiert - eine Person oder ein Lebensraum. Beim „Arbeitsmaterial“ handelt es sich in beiden Fällen um kleine erbliche Mutationen, die sich in der nächsten Generation anreichern oder umgekehrt ausgerottet werden.

Die von Darwin entwickelte Theorie war für ihre Zeit unglaublich kühn, revolutionär, ja sogar skandalös. Aber jetzt führt die natürliche Auslese nicht dazu wissenschaftliche Welt Zweifel, außerdem wird es als "selbstverständlicher" Mechanismus bezeichnet, da seine Existenz logisch aus drei unbestreitbaren Tatsachen folgt:

1. Lebende Organismen produzieren offensichtlich mehr Nachkommen, als sie überleben und sich weiter vermehren können;
2. Alle Organismen sind anfällig erbliche Variabilität;
3. Lebende Organismen, die mit unterschiedlichen genetischen Merkmalen ausgestattet sind, überleben und vermehren sich mit ungleichem Erfolg.

All dies führt zu einem erbitterten Wettbewerb zwischen allen lebenden Organismen, der die Evolution vorantreibt. Der Evolutionsprozess in der Natur schreitet in der Regel langsam voran, und folgende Stadien können darin unterschieden werden:

Prinzipien der Klassifizierung der natürlichen Selektion

Je nach Wirkungsrichtung werden positive und negative (abschneidende) Arten der natürlichen Auslese unterschieden.

Positiv

Seine Wirkung zielt auf die Konsolidierung und Entwicklung nützlicher Merkmale ab und trägt zu einer Erhöhung der Population der Anzahl von Personen mit diesen Merkmalen bei. So arbeitet die positive Selektion innerhalb bestimmter Arten daran, ihre Lebensfähigkeit zu erhöhen, und im Maßstab der gesamten Biosphäre, um die Struktur lebender Organismen allmählich zu verkomplizieren, was durch die gesamte Geschichte des Evolutionsprozesses gut veranschaulicht wird. Zum Beispiel, die Jahrmillionen dauernde Transformation der Kiemen Bei einigen alten Fischarten im Mittelohr von Amphibien begleitete es den Prozess der „Landung“ lebender Organismen unter Bedingungen starker Ebbe und Flut.

Negativ

Im Gegensatz zur positiven Selektion verdrängt die Cut-off-Selektion diejenigen Individuen aus der Population, die schädliche Eigenschaften tragen, die die Lebensfähigkeit der Art unter den bestehenden Umweltbedingungen erheblich verringern können. Dieser Mechanismus wirkt wie ein Filter, der die schädlichsten Allele nicht passieren lässt und ihre Weiterentwicklung verhindert.

Als zum Beispiel die Vorfahren des Homo sapiens mit der Entwicklung des Daumens an der Hand lernten, den Pinsel zur Faust zu falten und ihn im Kampf gegeneinander zu verwenden, begannen Individuen mit zerbrechlichen Schädeln an Kopfverletzungen zu sterben (wie bewiesen B. durch archäologische Funde), Wohnraum für Personen mit stärkeren Schädeln aufzugeben.

Eine sehr verbreitete Einteilung, basierend auf der Art des Einflusses der Selektion auf die Variabilität eines Merkmals in einer Population:

1. ziehen um;
2. stabilisierend;
3. destabilisierend;
4. störend (zerreißend);
5. sexuell.

Ziehen um

Die treibende Form der natürlichen Selektion sondert Mutationen mit einem Wert des durchschnittlichen Merkmals aus und ersetzt sie durch Mutationen mit einem anderen durchschnittlichen Wert desselben Merkmals. So kann man zum Beispiel die Zunahme der Größe von Tieren von Generation zu Generation verfolgen – dies geschah bei Säugetieren, die nach dem Tod der Dinosaurier die terrestrische Dominanz erlangten, einschließlich menschlicher Vorfahren. Andere Lebensformen hingegen haben deutlich an Größe abgenommen. So waren alte Libellen unter Bedingungen mit hohem Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre im Vergleich zu modernen Größen gigantisch. Dasselbe gilt für andere Insekten..

stabilisierend

Im Gegensatz zum Fahrenden neigt es dazu, bestehende Merkmale zu erhalten und manifestiert sich in Fällen einer langfristigen Erhaltung der Umweltbedingungen. Beispiele sind Arten, die uns aus der Antike nahezu unverändert überliefert sind: Krokodile, viele Quallenarten, Riesenmammutbäume. Es gibt auch Arten, die seit Millionen von Jahren praktisch unverändert existieren: Dies ist die älteste Ginkgo-Pflanze, ein direkter Nachkomme der ersten Echsen der Hatteria, Quastenflosser (ein Bürstenflossenfisch, den viele Wissenschaftler als „Zwischenglied“ betrachten “ zwischen Fischen und Amphibien).

Stabilisierung und Fahrauswahl wirken zusammen und sind zwei Seiten desselben Prozesses. Der Beweger ist bestrebt, die Mutationen beizubehalten, die bei sich ändernden Umweltbedingungen am vorteilhaftesten sind, und wenn sich diese Bedingungen stabilisieren, endet der Prozess mit der Schöpfung der beste Weg angepasste Form. Hier kommt die Wende der stabilisierenden Selektion- es bewahrt diese bewährten Genotypen und erlaubt keine Vermehrung mutierter Formen, die von der allgemeinen Norm abweichen. Es kommt zu einer Einengung der Reaktionsnorm.

Destabilisierend

Oft kommt es vor, dass sich die von einer Art besetzte ökologische Nische ausdehnt. In solchen Fällen wäre eine breitere Reaktionsgeschwindigkeit für das Überleben dieser Art von Vorteil. Unter Bedingungen einer heterogenen Umgebung läuft ein Prozess ab, der der stabilisierenden Selektion entgegengesetzt ist: Merkmale mit einer breiteren Reaktionsgeschwindigkeit gewinnen einen Vorteil. Beispielsweise verursacht die heterogene Beleuchtung eines Stausees eine große Variabilität in der Farbe der darin lebenden Frösche, und in Stauseen, die sich nicht durch eine Vielzahl von Farbflecken unterscheiden, haben alle Frösche ungefähr die gleiche Farbe, was zu ihrer Tarnung beiträgt ( das Ergebnis einer stabilisierenden Selektion).

Störend (reißend)

Es gibt viele Populationen, die polymorph sind - Koexistenz innerhalb einer Art von zwei oder sogar mehreren Formen auf irgendeiner Grundlage. Dieses Phänomen kann verschiedene Ursachen haben, sowohl natürlichen als auch anthropogenen Ursprungs. Zum Beispiel, Dürren ungünstig für Pilze, die mitten im Sommer fiel, bestimmte die Entwicklung ihrer Frühlings- und Herbstarten, und die Heuernte, die zu dieser Zeit auch in anderen Gebieten stattfand, führte dazu, dass in einigen Gräsern die Samen bei einigen Individuen früh und spät reifen in anderen ist das vor und nach der Heuernte.

Sexuell

Aus dieser Reihe logisch begründeter Prozesse ragt die sexuelle Selektion heraus. Sein Wesen liegt darin, dass Vertreter derselben Art (normalerweise Männchen) im Kampf um das Recht auf Fortpflanzung miteinander konkurrieren. . Sie entwickeln jedoch oft die gleichen Symptome. die ihre Lebensfähigkeit beeinträchtigen. Ein klassisches Beispiel ist der Pfau mit seinem üppigen Schwanz, der keinen praktischen Nutzen hat, ihn außerdem für Raubtiere sichtbar macht und die Bewegung stören kann. Seine einzige Funktion besteht darin, ein Weibchen anzuziehen, und es erfüllt diese Funktion erfolgreich. Es gibt zwei Hypothesen Erklärung des Mechanismus der weiblichen Selektion:

1. Die Hypothese der "guten Gene" - das Weibchen wählt einen Vater für zukünftige Nachkommen aus, basierend auf seiner Fähigkeit, selbst mit solch schwierigen sekundären Geschlechtsmerkmalen zu überleben;
2. Die Attraktivitäts-Sohn-Hypothese - Eine Frau neigt dazu, erfolgreiche männliche Nachkommen zu zeugen, die die Gene des Vaters behalten.

Die sexuelle Selektion ist für die Evolution von großer Bedeutung, da das Hauptziel für Individuen jeder Art nicht darin besteht, zu überleben, sondern Nachkommen zu hinterlassen. Viele Insekten- oder Fischarten sterben, sobald sie diese Mission erfüllt haben – ohne sie gäbe es kein Leben auf dem Planeten.

Das betrachtete Werkzeug der Evolution kann als endloser Prozess hin zu einem unerreichbaren Ideal charakterisiert werden, denn die Umwelt ist ihren Bewohnern fast immer ein oder zwei Schritte voraus: Was gestern erreicht wurde, verändert sich heute, um morgen überholt zu sein.