Що таке природний відбір? Види природного відбору (таблиця)

Одним з основних механізмів еволюції поряд змутаціями, міграційними процесами та генними перетвореннями є природний відбір. Види природного відбору мають на увазі такі зміни в генотипі, які підвищують шанси організму на виживання і продовження роду. Еволюція часто розглядається як наслідок цього процесу, який може виникнути в результаті відмінностей в видовий виживання, народжуваності, темпах розвитку, успішності спарювання або в будь-якому іншому аспекті життя.

природну рівновагу

Частоти генів залишаються постійними з покоління впокоління за умови, що відсутні ті, хто підбурює фактори, які порушують природну рівновагу. Сюди відносяться мутації, міграції (або потік генів), випадковий дрейф генів і природний добір. Мутація - це спонтанна зміна частоти генів в популяції, для якої характерний низький темп розвитку. При цьому індивід переходить з однієї популяції в іншу і потім видозмінюється. Випадковий дрейф генів - це зміна, яке передається від одного покоління іншому абсолютно випадковим чином.

Всі ці фактори змінюють частоти генів без урахуваннязбільшення або зменшення ймовірності виживання організму і воспроізводенія в своєму природному середовищі. Всі вони є випадковими процесами. А природний відбір, види природного відбору є помірними дезорганизующими наслідками цих процесів, оскільки вони множать частоту корисних мутацій протягом багатьох поколінь і усувають шкідливі складові.

Що таке природний відбір?

Природний відбір сприяє збереженню тих груп організмів, які краще пристосовані до фізичних і біологічних умов середовища їх проживання. він
може діяти на будь-які успадкованіфенотипічні риси і за допомогою селективного тиску може впливати на будь-який аспект навколишнього середовища, в тому числі статевий відбір і конкуренцію з членами одного і того ж або інших видів.

Однак, це не означає, що цей процес завждиє спрямованим і результативним в адаптивної еволюції. Природний відбір, види природного відбору в цілому, часто призводять до усунення менш пристосованих варіантів.

Варіації існують всередині всієї популяціїорганізмів. Це відбувається частково тому, що виникають випадкові мутації в геномі одного організму, і його потомство може успадкувати такі мутації. Протягом життя геноми взаємодіють з навколишнім середовищем. Отже, популяція еволюціонує.

Поняття про природний добір

Природний відбір є одним з наріжнихкаменів сучасної біології. Він діє на фенотип, генетична основа якого дає репродуктивну перевагу для більшої поширеності в популяції. Згодом цей процес може привести до появи нових видів. Іншими словами, цей важливий (хоча і не єдиний) еволюційний процес в межах популяції.
Саме поняття було сформульовано і опубліковано в 1858 році Чарльзом Дарвіном і Альфредо Расселом Уоллесом в спільному поданні документів щодо походження видів.

Термін був описаний як аналог штучноговідбору, тобто це процес, за допомогою якого тварини і рослини з певними ознаками вважаються бажаними для розведення і розмноження. Поняття "природний відбір" спочатку розроблялося при відсутності теорії спадковості. На момент написання Дарвіном його праць науці ще потрібно було розробити сучасні теорії генетики. Об'єднання традиційної дарвінівської еволюції з подальшими відкриттями в області класичної та молекулярної генетики називають сучасним еволюційним синтезом. 3 види природного відбору залишаються основним поясненням для адаптивної еволюції.

Як працює природний відбір?

Природний відбір - це механізм, за допомогоюякого тваринний організм адаптується і еволюціонує. За своєю суттю, окремі організми, які виявляються найкраще пристосованими до середовища, виживають і найбільш успішно розмножуються, виробляючи на світло плідне потомство. Після численних циклів розмноження такі види є домінуючими. Таким чином природа відфільтровує погано пристосованих особин на благо всієї популяції.

Це відносно простий механізм, якийзмушує представників певної популяції змінюватися з плином часу. Фактично, його можна розбити на п'ять основних етапів: мінливість, успадкування, відбір, час і адаптація.

Дарвін про природний добір

Згідно з ученням Дарвіна природний відбір складається з чотирьох компонентів:

1. Варіації. Організми в межах популяції проявляють індивідуальні відмінності в зовнішності і поведінці. Ці зміни можуть включати розмір тіла, колір волосся, плями на мордочці, властивості голосу або кількість виробленого потомства. З іншого боку, деякі риси характеру не пов'язані з відмінностями між індивідуумами, наприклад, кількість очей у хребетних тварин.
2. Спадщина. Деякі риси послідовно передаються від батьків до потомства. Такі риси переходять у спадок, в той час як на інші сильно впливають умови навколишнього середовища, і вони успадковуються слабо.
3. Високі темпи зростання популяції. Основна маса тварин щорічно виробляє потомство в набагато більшій кількості, ніж необхідно для рівного розподілу ресурсів між ними. Це призводить до міжвидової конкуренції і передчасної смертності.
4. Диференціальне виживання і розмноження. Всі види природного відбору в популяціях залишають після себе тих тварин, які вміють боротися за локальні ресурси.

Природний відбір: види природного відбору

Дарвінівська теорія еволюції кардинально зміниланапрямок майбутньої наукової думки. В її центрі знаходиться природний відбір, процес, який відбувається протягом послідовних поколінь і визначається як диференціальне відтворення генотипів. Будь-яка зміна в навколишньому середовищі (наприклад, зміна кольору стовбура дерева) може привести до адаптації на місцевому рівні. Існують наступні види природного відбору (таблиця № 1):

Види природного добору	приклади
стабілізуючий	Вага при народженні людських немовлят, кількість виведених яєць у птахів і земноводних
спрямований	Еволюційні зміни зубів, довжини ніг у коней, яскравий колір рослин для залучення запилювачів, великий і маленький дзьоб у птахів в залежності від розміру їжі
Диверсифіковаційний (підривної)	Забарвлення шерсті тварин в залежності від місця існування і сезону, зміна розмірів тіла з плином часу

стабілізуючий відбір

Найчастіше частота мутацій в ДНК у одних видівстатистично вище, ніж в інших. Цей тип природного відбору сприяє усуненню будь-яких крайнощів в фенотипах найбільш пристосованих до навколишнього середовища особин в популяції. За рахунок цього зменшується різноманітність всередині одного виду. Однак це не означає, що всі особини виходять абсолютно однакові.

Стабілізуючий природний відбір і його видикоротко можна охарактеризувати як усереднення або стабілізацію, при якій популяція стає більш однорідною. В першу чергу впливу піддаються полігенні риси. Це означає, що фенотип контролюється кількома генами, і існує широкий спектр можливих результатів. З плином часу деякі з генів вимикаються або маскуються іншими, в залежності від сприятливої ​​адаптації.

Багато особливості людини є результатомтакого відбору. Вага людини при народженні - це не тільки полігенні ознака, він також контролюється факторами навколишнього середовища. Новонароджені із середньою вагою при народженні мають більше шансів вижити, ніж із занадто маленьким або надмірно великим.

Спрямований природний відбір

Це явище зазвичай спостерігається в умовах,які змінилися з плином часу, наприклад, погода, клімат або кількість продовольства можуть привести до спрямованої селекції. Участь людини також може прискорити цей процес. Мисливці найчастіше вбивають великих особин через м'ясо або інших великих декоративних або конструктивних елементів. Отже, популяція матиме тенденцію до перекосу в сторону більш дрібних особин.

Чим більше хижаки вбивають і поїдають повільнихособин в популяції, тим більше буде оуществляться перекіс в сторону більш щасливих і швидких представників популяції. Види природного відбору (таблиця з прикладами № 1) можна яскравіше продемонструвати за допомогою прикладів з живої природи.

Чарльз Дарвін вивчав спрямований відбір, коли вінбув на Галапагоських островах. Довжина дзьоба місцевих в'юрків змінювалася з плином часу через джерельної бази харчування. При відсутності комах виживали зяблики з великими і довгими дзьобами, які їм допомагали поїдати насіння. З плином часу комах стало більше, і за допомогою направленого відбору пташині дзьоби поступово набували менші розміри.

Особливості диверсификационного (підривного) відбору

Підривної відбір - це вид природного відбору,який виступає проти усереднення видових характеристик в популяції. Цей процес є рідкісним, якщо описувати види природного відбору коротко. Дівесіфікаціонная селекція може привести до видоутворення двох або більше різних форм в місцях різких змін навколишнього середовища. Як і спрямований відбір, цей процес також може бути сповільнений через руйнівний впливу людського фактора і забруднення навколишнього середовища.

Одним з найбільш вивчених прикладів підривноговідбору є випадок з метеликами в Лондоні. У сільських районах майже всі особини мали світле забарвлення. Однак ці ж метелики були дуже темного кольору в промислових районах. Зустрічалися також екземпляри із середньою інтенсивністю кольору. Це пов'язано з тим, що темні метелики навчилися виживати і рятуватися від хижаків в промислових районах в міських умовах. Світлих метеликів в промислових районах легко виявляли і поїдали хижаки. Зворотна картина спостерігалася в сільській місцевості. Метелики середньої колірної інтенсивності були легко видно в обох місцях, і тому їх залишилося дуже мало.

Таким чином, змістом підривного відбору є рух фенотипу до крайності, яка потрібна для виживання виду.

Природний відбір і еволюція

Основна ідея теорії еволюції полягає в тому,що все видове різноманіття поступово розвивалося від простих форм життя, які з'явилися понад три мільярди років тому (для порівняння, вік Землі становить приблизно 4,5 мільярда років). Види природного добору з прикладами від перших бактерій до перших сучасних людей зіграли в цьому еволюційному розвитку значну роль.

Організми, які були погано пристосовані досвоєму середовищі, мають менше шансів вижити і залишити потомство. Це означає, що їх гени мають меншу ймовірність бути переданим в наступному поколінні. Шлях до генетичною різноманітністю не повинен бути втрачений, як і здатність на клітинному рівні реагувати на мінливі умови навколишнього середовища.