Популяція

Синтетична теорія еволюції та популяція

Основні положення СТЕ:

Елементарна одиниця еволюції — популяція (а не окрема особина).

Матеріал для еволюції — мутаційна та комбінативна мінливість.

Рушійна сила — природний добір (наслідок боротьби за існування).

Елементарні фактори еволюції: популяційні хвилі, дрейф генів, ізоляція, міграція.

Популяція — це сукупність особин одного виду, які тривалий час займають спільну територію, вільно схрещуються і мають спільний генофонд.

​

Екологічна ніша — це «адреса» (простір) та «професія» (тип їжі, роль) виду в екосистемі. Два види не можуть довго займати одну нішу (закон конкурентного виключення).

Структура та характеристики популяції

https://www.youtube.com/watch?v=Tkl0Iv4n6Tk

Структура та характеристики популяції

З’єднайте назву структури з описом спостереження.

1-Б, 2-В, 3-Г, 4-А.

Рушійні сили еволюції – боротьба за існування, природній добір

Наслідки інтенсивного розмноження

​

1. Генетична мінливість: зростає ймовірність появи нових спадкових мутацій.
2. Боротьба за існування: виникає через обмеженість ресурсів (їжа, територія).

Прагнення до безмежного розмноження

​

• Геометрична прогресія: Живі організми здатні до колосального збільшення чисельності.
• Приклад: 1 кульбаба → 100 нащадків за 2 роки → 107 за 5 років.
• Реальність: За 10 років потомство однієї кульбаби могло б вкрити всю планету.
• Проблема: Особин з’являється набагато більше, ніж ресурсів для їхнього життя.

Суть боротьби за існування (за Ч. Дарвіном)

​

• Головна причина: невідповідність між безмежним розмноженням та обмеженістю ресурсів.
• Визначення: складні та різноманітні взаємини особин усередині виду, між видами та з умовами неживої природи.
• Концепція: конкуренція за корм і місце проживання в умовах перенаселення.

За сучасними уявленнями (згідно синтетичної теорії еволюції - СТЕ) елементами боротьби за існування можуть бути будь-які взаємини — як конкурентні, так і взаємовигідні.

Результатом боротьби за існування є виживання і розмноження одних особин і загибель інших.

Внутрішньовидова боротьба — найжорстокіша

Особини конкурують за ідентичні ресурси, тому це найгостріша форма боротьби.

Приклади: змагання за територію та їжу; конкуренція самців за самку; внутрішньовидовий канібалізм; боротьба рослин за світло та мінеральне живлення.

Результат: переважне право на розмноження отримують найбільш пристосовані особини.

Форми боротьби за існування (за Ч. Дарвіном): внутрішньовидова; міжвидова; боротьба з несприятливими умовами.

Конкуренція самців за самку

Конкуренція рослин за світло, воду і мінеральне живлення

Міжвидова боротьба

Взаємини будуються за типом використання одного виду іншим або взаємовигоди.

• Типи взаємодій:
• Конкуренція: витіснення одного виду іншим.
• Експлуатація: «хижак — жертва», «господар — паразит».
• Співпраця: запилення комах, рознесення насіння птахами.
• Значення: Сприяє появі взаємних пристосувань у обох видів.

Відносини «хижак — жертва»

Боротьба з абіотичними факторами

Це постійний процес адаптації до мінливих умов неживої природи.

• Приклади адаптацій:
• Сезонність: сплячка, перельоти птахів, линька хутра.
• Екстремальні умови: збереження вологи у рослин пустель.
• Суть: Організм змушений постійно пристосовуватися, щоб не загинути.

Класифікація СТЕ

Синтетична теорія еволюції (СТЕ) поділяє боротьбу на пряму та непряму.

Пряма боротьба: супроводжується безпосереднім фізичним контактом.

Прояви:

• Суперництво самців, хижацтво.
• Вигодовування дитинчат молоком.
• Симбіоз бактерій з рослинами.

Наслідок: Вдосконалюються пристосування обох сторін.

Ясла пінгвінів

Хижацтво

Непряма боротьба

Взаємини між особинами без фізичного контакту.

Суть: Організми впливають один на одного через зміну середовища.

Приклади:

• Конкуренція за світло між деревами в густому лісі.
• Витіснення світлолюбних рослин тіньовитривалими.

Нестача світла в нижніх ярусах лісу

Природний добір — результат боротьби за існування

Поняття сформульовано у 1858 році незалежно двома вченими — Ч. Дарвіном та А. Р. Уоллесом.

Природний добір - це спрямований процес вибіркового збереження фенотипів та відтворення адаптивних генотипів.

Об'єкт добору: у результаті боротьби за існування виживають особини з найбільш корисними фенотипами (зовнішніми та внутрішніми ознаками).

​

Наслідок для популяції: якщо добір фенотипів триває протягом багатьох поколінь, це призводить до зміни генофонду популяції.

Будь-яка пристосованість організмів є прямим результатом природного добору.

Природний добір діє як циклічний механізм:

​

1. Пристосованість: окремі особини, найкраще адаптовані до середовища, мають вищі шанси на виживання.

​

• Розмноження: такі організми успішно розмножуються та дають плідне потомство.

​

• Домінування: після численних циклів розмноження адаптовані особини стають переважаючими в популяції.

​

• Результат: формується стійка пристосованість популяції до умов навколишнього середовища.

Схема дії еволюційного процесу:

Форми природного добору

​

• Рушійний (спрямований) — зміна ознаки в одному напрямку.
• Стабілізуючий — збереження середньої норми.
• Дизруптивний (розривний) — підтримка крайніх варіантів ознаки.

Рушійний (спрямований) добір

​

Діє при спрямованій зміні умов зовнішнього середовища.

• Перевагу отримують особини з ознаками, що відповідають новим умовам.
• Відбувається зсув середнього значення ознаки у певному напрямку.
• Призводить до формування нової норми або навіть нового виду.

​

​

​

​

Схема дії рушійного добору

Зміна кінцівок у предків коня

• редукція очей у крота, травної системи у паразитичних стрічкових червів;
• зміна будови кінцівок у предків коня в зв'язку з освоєнням відкритих просторі;
• формування у бактерій стійкості до антибіотиків…

​

​

Приклад:

​

​

Стабілізуючий добір

​

Діє у постійних, незмінних умовах середовища.

- Спрямований проти особин з крайніми відхиленнями.

- Підтримує раніше сформовану середню норму ознаки.

- Захищає генотип від руйнівної дії мутацій.

Схема дії стабілізуючого добору

Кистепера риба латимерія

Приклад:

• Реліктові види: латимерія, гінкго, гатерія, що не змінюються мільйони років.
• Виживання немовлят ссавців із середньою вагою (відсікання занадто малої або великої ваги).
• Збереження оптимальної довжини крил у птахів після бурі.

Дизруптивний (розривний) добір

Діє, коли умови середовища змінюються так, що

перевагу отримують крайні варіанти.

• Середні значення ознаки зникають, а крайні — зберігаються.
• Сприяє різноманітності популяцій.
• Призводить до дивергенції (розходження ознак) і розділення одного виду на кілька нових.

Схема дії дизруптивного добору

Приклад:

Конюшина лугова

Конюшина середня

• існування весняних і осінніх форм і видів грибів завдяки повторюваній у середині літа посухи;
• виникнення різних підвидів і видів синиць у зв'язку з харчової спеціалізацією;
• виникнення різних видів конюшини.

1. Установіть відповідність між конкретним прикладом та формою боротьби за існування.

1-Б, 2-В, 3-А, 4-Б, 5-А.

2. Спираючись на синтетичну теорію еволюції (СТЕ), розподіліть наведені ситуації у два стовпчики: Пряма боротьба та Непряма боротьба.

1: Напад вовка на зайця.

2: Нестача сонячного світла для рослин нижнього ярусу лісу.

3: Бійка двох левів за територію прайду.

4: Конкуренція кореневих систем рослин у пустелі за підземну вологу.

5: Вигодовування дитинчат молоком у ссавців.

Пряма: 1, 3, 5. Непряма: 2, 4.

В

А

Б

Д

Г

Е

Завдання: Розподіліть наведені нижче характеристики у відповідні комірки таблиці (Стабілізуючий, Рушійний або Розриваючий добір):

• Уривок А: «Здійснюється в нових умовах середовища».
• Уривок Б: «Призводить до появи кількох фенотипів і спрямований проти середніх проміжних форм».
• Уривок В: «Забезпечує підтримання сталості певного фенотипу, який найбільше відповідає середовищу».
• Уривок Г: «Поява індустріального меланізму у метеликів березового п’ядуна».
• Уривок Д: «Збереження ознак далеких предків в організмів латимерії і гатерії».
• Уривок Е: «Виникнення популяцій комах з довгими крилами та без крил на островах з сильними вітрами».

Домашнє завдання: читати §45, 46