Еволюційні чинники. Природній добір.
Еволюційні чинники - усі зовнішні та внутрішні впливи,
які призводять до еволюційних змін організмів та угруповань, здійснюють мікроеволюційний процес.
Популяція – це елементарна одиниця еволюції, у якій відбуваються еволюційні зміни
Елементарні еволюційні чинники змінюють частоту зустрічаємості алелів в популяціях (тобто змінюють співвідношення між особинами за певною ознакою):
мутаційний процес;
популяційні хвилі;
міграція;
дрейф генів
Сума алелів усіх генів для всіх особин у популяції називається популяційним генофондом
Як визначити еволюційні зміни серед організмів або угруповань?
Які процеси та ознаки еволюції ми можемо спостерігати?
ізоляція;
Мутаційний процес (мутагенез) - елементарний еволюційний фактор,
який постачає елементарний еволюційний матеріал (мутації)
для еволюційного процесу
Спонтанний мутаційний процес відбувається в природних популяціях безперервно і вносить у генофонд все нові і нові спадкові зміни, які створюють спадкову різнорідність популяцій
Початкова популяція
Мутація
новий алель
Генні мутації ведуть до виникнення серій алелів та збільшують генофонд, генетичну мінливість і гетерозиготність популяцій
Мутації виникають раптово.
Мутації мають індивідуальний характер.
Мутації з’являються в будь-якої особини, яка знаходиться в однакових умовах з іншими особинами.
Мутації бувають шкідливими, нейтральними і корисними.
Мутаційний процес (мутагенез) - елементарний еволюційний фактор,
який постачає елементарний еволюційний матеріал (мутації)
для еволюційного процесу
Люди
з серпоподібноклітинною
анемією мають генну мутацію,
що впливає на форму гемоглобіну, який переносить кисень тілом, змінюючи її. Проте, люди з однією копією цієї мутації стійкі до малярії, тому з більшою ймовірністю доживуть до дорослого життя і передають мутований ген своїм дітям
Поширеність серпоподібноклітинної анемії у світі (2015 р.)
Генетичний дрейф – це явище випадкової і неспрямованої зміни
частот алельних генів у популяції
Генетичний дрейф популяції може призвести до випадкового вилучення алеля з популяції.
У кожному поколінні випадкова група особин розмножується,
щоб створити наступне покоління.
Частота алелей у наступному поколінні дорівнює частоті алелей серед особин,
що розмножуються.
Перше покоління
Друге покоління
Третє покоління
мішень хижаків
мішень хижаків
А – ген світлого хутра
А – ген чорного хутра
У невеликих популяціях випадкові зміни частот алелів можуть істотно впливати на «виживання» будь-якого алелю
Ефект засновника - це явище
зниження та зміни генетичного різноманіття при заселенні невеликою кількістю представників даного виду нової географічної території
Деякі алелі нової популяції будуть представлені надмірно, деякі будуть недостатньо представленими,
а деякі алелі будуть повністю втрачені
Предкова популяція
Популяція-засновник
Ефект засновника може призвести до відносно частої появи певної ознаки
у невеликих та ізольованих популяціях, тоді як ознака буде дуже рідкісною
в батьківській популяції
Ефект засновника - це явище
зниження та зміни генетичного різноманіття при заселенні невеликою кількістю представників даного виду нової географічної території
У 1890 році до Нової Зеландії було перевезено 12 особин виду їжака європейського. Серед засновників популяції новозеландського їжака був носій рідкісного алеля гена, що визначав ознаку аномальних зубних рядів, хоча у популяції їжаків у Європі неправильні зубні ряди зустрічалися дуже рідко.
В разі різкого зменшення чисельності існуючої популяції, спричиненого повінню, посухою, пожежею чи інфекційним захворюванням, невелика кількість тих, хто вижив, бере участь у відновленні популяції.
В цьому випадку генофонд популяції явно звужений (виснажений)
Ефект «пляшкової шийки» - скорочення чисельності популяції або виду, що супроводжується посиленням генетичного дрейфу,
«Пляшкова шийка»
Зростання популяції
Вимирання
Розмір популяції
Час
Ефект «пляшкової шийки» - скорочення чисельності популяції або виду, що супроводжується посиленням генетичного дрейфу,
За даними дослідження (2018 р.) корінне населення Америки до 1492 року є нащадками біля 250 особин,
які перетнули сухопутний міст між Азією та Північною Америкою приблизно 17 000 років тому. Коли люди потрапили на американський континент, серед них випадково не виявилося людей з алелем III та IV груп крові.Тому до прибуття європейців жителі Америки мали тільки I або II групу крові.
Ефект «пляшкової шийки» - скорочення чисельності популяції або виду, що супроводжується посиленням генетичного дрейфу,
«Пляшкове горло» також пройшли зубри, коли з близько 20 особин люди змогли відтворити популяцію цих тварин
Чисельність популяції
Час
Коливання кількості здобичі і хижаків
Популяційні хвилі, або хвилі життя - періодичні або неперіодичні коливання чисельності особин організмів у природних популяціях
Термін був введений біологом С. С. Четвериковим у 1905 р.
Коливання чисельності лемінгів
Швидкість зростання
Час
Популяційні хвилі, або хвилі життя - періодичні або неперіодичні коливання чисельності особин організмів у природних популяціях
Нециклічні зміни чисельності, пов’язані з природними «катастрофами», можуть проявлятися руйнуванням біогеоценозу або всього ландшафту, наприклад, поширення кроликів
на Австралійському континенті
Потік генів (міграція) - поширення генів між популяціями
перехід
Популяція 1
Популяція 2
Алель варіант 1
Алель варіант 2
Перешкода
Східна популяція оленів
Західна популяція оленів
Потік генів впливає на рівень генофонду в результаті міграції організмів
Хоча обмін особин між двома ділянками через міграцію невеликий, ймовірність спарювання особин, які живуть разом, набагато більша, ніж з «мігруючими» тваринами.
Міграція птахів
Поширення пилку
Поширення насіння і пилку
Підіб’ємо підсумки!
Етапи еволюційного процесу
Популяція
Підвид
Вид
Рід
Родина…
видоутворення
макроеволюція
На якому рівні будуть діяти елементарні чинники еволюції?
мікроеволюція
Різновиди боротьби за існування
Внутрішньовидова
Міжвидова
хижак - жертва
паразит - хазяїн
рослина - фітофаг
Конституційна
боротьба з несприятливими факторами неживої природи
Форми природного добору
Розриваючий (дизруптивний) - призводить до формування двох крайніх проявів ознаки, середня проміжна форма знищується (розвивається поліморфізм)
Стабілізуючий - підтримує сталу форму, вибраковує всі відхилення.
Діє в стабільних умовах.
Реліктові форми. (І.І. Шмальгаузен)
Рушійний - спричиняє поступову зміну фенотипу.
Домашнє завдання
Крайдата 25.03
Жорстка боротьба
за існування :)