Мікроеволюція як сукупність еволюційних процесів. Реферат
Мікроеволюція - це сукупність еволюційних процесів, які відбуваються в популяціях одного виду
Макроеволюційні зміни - наслідок процесів, що відбуваються на мікро-еволюційному рівні. Нагромаджуючись, ці зміни спричинюють макроеволюційні явища.
Процеси всередині виду, які спричинюють формування внутрішньовидових угруповань - популяцій, підвидів і далі - до становлення нових видів, називають мікроеволюцією. Створюючи теорію природного добору, Ч. Дарвін пов'язував дію добору лише з особинами. Проте дослідження, проведені вже в XX ст., довели, що повністю зрозуміти дію добору можна тільки, беручи до уваги процеси, які відбуваються в групах організмів.
Сукупність генотипів усіх особин, що входять у популяцію, становить ЇЇ генофонд. У популяції одночасно знаходяться особини як з домінантними, так і з рецесивними ознаками. Виникає запитання: чому рецесивний алель не витісняється домінантним? Цю закономірність суто математично пояснили у 1908 р. незалежно один від одного два дослідники, за прізвищами яких і було названо законом Харді - Вайнберга.
Візьмемо якусь популяцію з однаковим співвідношенням генотипів АА і аа. Частоту гена А в ній позначимо через р, а гена а - через q. Тоді частоти цих генів у гаметах самок і самців становитимуть по 0,5. На підставі схрещування гетерозигот Аа і Аа складемо решітку Пеннета:
відсутністю мутацій, відсутністю добору за ознаками, що кодуються певним геном, відсутністю міграцій із сусідніх популяцій цього виду. В природних популяціях таких умов немає і генофонд популяції змінюється.
Відносно стабільні гени з часом можуть змінюватися шляхом мутацій. У кожному окремому гені мутації виникають рідко, але в генотипі будь-якого організму генів дуже багато. Звідси випливає, що в кожному поколінні відбуваються мутації значної кількості генів. У рослинних і тваринних організмів може бути від 5 до 30% гамет, у яких хоча б один ген мутований, тобто змінений.
Більшість мутацій рецесивні, і в популяції вони спочатку нагромаджуються в гетерозиготному стані. Тому фенотипово популяція однорідна, хоча й насичена різноманітними рецесивними мутаціями. У разі досягнення досить великої концентрації гетерозигот з'являються рецесивні гомо-зиготи, які потрапляють під контроль природного добору. Якщо нові ознаки виявляються сприятливими, вони підхоплюються добором і число таких організмів у популяції швидко зростає. Насиченість популяцій рецесивними алелями встановив генетик С. С. Четвериков, а І.І. Шмальгаузен назвав Ті резервом спадкової мінливості.
Дрейф генів та його генетичні наслідки. Однією з причин певної генетичної структури популяції є дрейф генів - випадкова і неспрямована зміна частот зустрічальності алелів у популяції. Найкраще це явище виявляється в нечисленних популяціях завдяки обмеженню свободи вибору партнера при розмноженні. І навпаки, чим вища чисельність популяції, тим менш значна роль дрейфу генів у зміні частот зустрічальності алелів.
Так, очевидно, в результаті дрейфу генів у північноамериканських індіанців концентрація алеля гена групи крові В (^в) Дуже низька, переважає група крові 0. Припускають, що в тій популяції стародавнього племені, яке мігрувало з Азії і дало початок аборигенам Північної Америки, цього алеля гена випадково не виявилось або його носіїв було мало і алель JB у результаті дрейфу генів був втрачений.
Одним з наслідків дрейфу генів є збільшення частоти зустрічальності гомозигот у нечисленних популяціях. Це зумовлено підвищенням ймовірності спорідненого схрещування, в Результаті якого зростає частка гомозигот. Крім того, в таких популяціях випадково можуть втрачатися окремі алелі.
Однією з причин дрейфу генів є так звані популяційні Хвилі - періодичні коливання чисельності особин популяцій. Найчіткіше воно виражене в організмів із швидкою зміною поколінь (комах, кліщів, однорічних рослин). При цьому зменшення густоти популяції спричинюється загибеллю частини особин внаслідок випадкових причин, незалежно від ступеня їхньої пристосованості до умов довкілля, що значно змінює співвідношення частот зустрічальності різних алелів.
Отже, в результаті дрейфу генів у популяціях, особливо нечисленних, може зростати частота зустрічальності гомозигот; тривалий час зберігатись мутантний алель, який знижує пристосованість особин; завдяки популяційним хвилям може швидко збільшуватися частота зустрічальності одних алелів, тоді як інші взагалі можуть бути втрачені. Таким чином, популяції, які спочатку мали подібну генетичну структуру, з часом все більше розрізнятимуться за нею незалежно від умов існування.
Межі між різними способами видоутворення умовні: на різних етапах мікроеволюції один спосіб змінює інший або вони діють сумісно. Первинна географічна ізоляція може згодом приєднатися до дії екологічної, що приведе до вдосконалення пристосувань, тому процес видоутворення має пристосувальний характер. Коли утворений вид стає генетичне замкненою системою, мікроеволюція закінчується. Проте всередині виду продовжують нагромаджуватися мутації, які, в свою чергу, можуть стати джерелом нового напряму еволюції. Кожний вид існує реально, але є історично сформованою тимчасовою ланкою в ланцюзі процесу еволюції.
На зміни у популяціях впливають:
- а) хвилі життя - це коливання чисельності особин у популяції;
- б) ізоляція - неможливість схрещування між особинами одного виду;
Ізоляція є:
- а) географічна (річка, гори, ліс);
- б) екологічна - коли в середині популяції виникають раси (форм з різними вимогами до умов довкілля в межах ареалу);
- в) дрейф генів - перерозподіл генів і зміна їх частоти зустрічності внаслідок випадкових схрещувань.
При малій чисельності особин у популяції зростає можливість при схрещуванні переходу рецесивних генів у гомозиготний стан, що веде до загибелі особин з рецесивними генами і до зміни генофонду популяції.
Література
- Кучерявський В. П. Екологія. Львів: Світ, 2000.
- Корсак К. В. Плахотник О. В. Основи екології. К.: МАУП, 2000.
- Білявський Г. О. Фурдуй Р. С. Основи екологічних знань: Підручник. – К.: Либідь, 1997.
- Джигирей В. С. Екологія та охорона навколишнього природнього середовища. – К.: 2000.
18.12.2011
