adsby.ru → Картини художників

Що розумів чарльз дарвін під природним відбором. Еволюційна теорія Чарльза Дарвіна (1859). Роль природного відбору в еволюції

Як не дивно, Чарльз Дарвін дійшов своєї теорії еволюції шляхом природного відбору майже випадково. Адже спочатку він планував стати медиком, потім вивчав релігію, а потім узявся взагалі стріляниною і верховою їздою.

А «винуватцем» ідеї Дарвіна послужило його Навколосвітня подорожна кораблі "Бігль". За час цієї подорожі (тривалий п'ять років) Дарвін встиг подивитися світ і зробив записи про те, що він бачив.

Так ось Дарвін дійшов біології. Після повернення "Бігля" Дарвін всерйоз захопився біологією і навіть видав чимало книг. У якийсь момент йому прийшла ідея про те, що життя на планеті еволюціонує через боротьбу за виживання - природа проводить відбір найпристосованіших істот - природний відбір.

Ідея ця була не нова – про неї вже говорив Жан Ламарк та інші (зокрема дідусь самого Чарльза Дарвіна та Алфред Уоллес, який написав книгу на цю тему в той же час, що й Дарвін).

Однак коли вийшла книга Дарвіна «Походження видів шляхом природного відбору», подія була подібна до бомби, що вибухнула. Тисячі людей – як іменитих учених, і простих обивателів – запекло сперечалися, вірна теорія Дарвіна чи ні.

Чому ж теорію еволюції шляхом природного відбору звернули увагу лише після видання книжки? А тому, що Дарвін не лише висунув теорію, а й навів чимало доказів на її користь. Саме тому йому удалося привернути увагу до своєї ідеї.

Трохи пізніше Дарвін ще раз приголомшив світову спільноту, видавши книгу «Походження людини та статевий відбір», де він стверджував, що людина походить від мавпи. Тут уже світ сколихнувся ще більше.

Однак, у великі люди Чарльз Дарвін потрапив зовсім не тому, що довів світові вірність теорії еволюції шляхом природного відбору (до речі, суперечки про те, чи мав рацію Дарвін чи ні – не вщухли і донині). А тому, що змінив погляд на світ, науку, політику, соціологію і, звичайно, релігію. Адже до Дарвіна світ сприймався як незмінна даність (з релігійного погляду – створена Богом). А якщо прийняти вірність дарвінівської теорії еволюції, то історія світу і людини у ньому виглядає зовсім інакше.

Дарвін змусив людство засумніватися в незмінності самого буття і саме в цьому і полягає його найбільша заслуга, а зовсім не у відкритті/популяризації теорії еволюції шляхом природного відбору, і тому ми визнаємо за ним право вважатися великою людиною.

Являє собою цілісне вчення про історичний розвиток органічного світу.

Сутність еволюційного вчення полягає у наступних основних положеннях:

1. Усі види живих істот, що населяють Землю, ніколи не були створені кимось.

2. Виникнувши природним шляхом, органічні форми повільно і поступово перетворювалися та вдосконалювалися відповідно до навколишніх умов.

3. В основі перетворення видів у природі лежать такі властивості організмів, як спадковість і мінливість, а також природний відбір, що постійно відбувається в природі. Природний відбір здійснюється через складну взаємодію організмів один з одним та з факторами неживої природи; ці взаємини Дарвін назвав боротьбою існування.

4. Результатом еволюції є пристосованість організмів до умов їх проживання та різноманіття видів у природі.

Природний відбір. Однак основна заслуга Дарвіна у створенні теорії еволюції полягає в тому, що він розробив вчення про природний відбір як провідний і спрямовуючий фактор еволюції. Природний відбір, за Дарвіном, - це сукупність змін, що відбуваються в природі, що забезпечують виживання найбільш пристосованих особин і переважне залишення ними потомства, а також вибіркове знищення організмів, що виявилися непристосованими до існуючих або змінених умов довкілля.

У процесі природного відбору організми пристосовуються, тобто. вони розвиваються необхідні пристосування до умов існування. Внаслідок конкуренції різних видів, що мають подібні життєві потребигірше пристосовані види вимирають. Удосконалення механізму пристосування організмів призводить до того, що поступово ускладнюється рівень їхньої організації і таким чином здійснюється еволюційний процес. При цьому Дарвін звертав увагу на такі характерні особливостіприродного відбору, як поступовість та повільність процесу змін та здатність підсумовувати ці зміни у великі, вирішальні причини, що призводять до формування нових видів.

Виходячи з того, що природний відбір діє серед різноманітних та нерівноцінних особин, він розглядається як сукупна взаємодія спадкової мінливості, переважного виживання та розмноження індивідів та груп особин, краще пристосованих, ніж інші до цих умов існування. Тому вчення про природний відбір як рушійний і спрямовуючий фактор історичного розвитку органічного світу є головним у теорії еволюції Дарвіна.

Форми природного відбору:

Рухомий відбір - форма природного відбору, що діє при спрямованій зміні умов довкілля. Описали Дарвін та Уоллес. У цьому випадку особини з ознаками, які відхиляються у певну сторону від середнього значення, набувають переваги. При цьому інші варіації ознаки (його відхилення у протилежний бік від середнього значення) зазнають негативного відбору.

У результаті популяції з покоління до покоління відбувається зсув середньої величини ознаки в певному напрямку. При цьому тиск рушійного відбору повинен відповідати пристосувальним можливостям популяції та швидкості мутаційних змін (інакше тиск середовища може призвести до вимирання).

Прикладом дії рушійного відбору є «індустріальний меланізм» у комах. «Індустріальний меланізм» є різке підвищення частки меланістичних (що мають темне забарвлення) особин у тих популяціях комах (наприклад, метеликів), які мешкають у промислових районах. Через промисловий вплив стовбури дерев значно потемніли, а також загинули світлі лишайники, через що світлі метелики стали краще видно для птахів, а темні — гірші.

У XX столітті в ряді районів частка темнозабарвлених метеликів у деяких добре вивчених популяціях березової п'ядениці в Англії досягла 95%, тоді як вперше темний метелик (morfa carbonaria) був відловлений в 1848 році.

Рушійний відбір здійснюється за зміни навколишнього середовища або пристосуванні до нових умов при розширенні ареалу. Він зберігає спадкові зміни у певному напрямку, переміщуючи відповідно і норму реакції. Наприклад, при освоєнні грунту як довкілля у різних неспоріднених груп тварин кінцівки перетворилися на риючі.

Стабілізуючий відбір- Форма природного відбору, при якій його дія спрямована проти особин, що мають крайні відхилення від середньої норми, на користь особин із середньою вираженістю ознаки. Поняття стабілізуючого відбору ввів у науку і проаналізував І. І. Шмальгаузен.

Описано безліч прикладів дії стабілізуючого відбору у природі. Наприклад, на перший погляд здається, що найбільший внесок у генофонд наступного покоління мають робити особини з максимальною плідністю. Однак спостереження над природними популяціями птахів та ссавців показують, що це не так. Чим більше пташенят або дитинчат у гнізді, тим важче їх вигодувати, тим кожен з них менший і слабший. В результаті найбільш пристосованими виявляються особини із середньою плідністю.

Відбір на користь середніх значень було виявлено за багатьма ознаками. У ссавців новонароджені з дуже низькою і дуже високою вагою частіше гинуть при народженні або в перші тижні життя, ніж новонароджені із середньою вагою. Облік розміру крил у горобців, що загинули після бурі в 50-х роках під Ленінградом, показав, що більшість з них мали надто маленькі або надто великі крила. І в цьому випадку найбільш пристосованими виявились середні особини.

Дизруптивний (розривний) відбір— форма природного відбору, коли умови сприяють двом чи кільком крайнім варіантам (напрямам) мінливості, але з сприяють проміжному, середньому стану ознаки. В результаті може з'явитися кілька нових форм однієї вихідної. Дарвін описував дію дизруптивного відбору, вважаючи, що він лежить в основі дивергенції, хоч і не міг навести доказів його існування в природі. Дизруптивний відбір сприяє виникненню та підтримці поліморфізму популяцій, а деяких випадках може бути причиною видоутворення.

Одна з можливих у природі ситуацій, в якій набуває чинності дизруптивний відбір, коли поліморфна популяція займає неоднорідне місцепроживання. При цьому різні формипристосовуються до різних екологічних ніш або субніш.

Прикладом дизруптивного відбору є утворення двох рас біля брязкальця великого на сіножатей луках. У нормальних умовахтерміни цвітіння та дозрівання насіння у цієї рослини покривають все літо. Але на сіножатей насіння дає переважно ті рослини, які встигають відцвісти і дозріти або до періоду косовиці, або цвітуть в кінці літа, після косовиці. В результаті утворюються дві раси брязкальце - ранньо-і пізньоквітуча.

Дизруптивний відбір здійснювався штучно в експериментах із дрозофілами. Відбір проводився за кількістю щетинок, залишалися лише особини з малим та великою кількістющетинок. В результаті приблизно з 30-го покоління дві лінії розійшлися дуже сильно, незважаючи на те, що мухи продовжували схрещуватися між собою, здійснюючи обмін генами. У ряді інших експериментів (з рослинами) інтенсивне схрещування перешкоджало ефективному впливу дизруптивного відбору.

Статевий відбір - це природний відбір на успіх у розмноженні. Виживання організмів є важливим, але з єдиним компонентом природного добору. Іншим важливим компонентом є привабливість для особин протилежної статі. Дарвін назвав це явище статевим відбором. "Ця форма відбору визначається не боротьбою за існування у відносинах органічних істот між собою або із зовнішніми умовами, але суперництвом між особинами однієї статі, зазвичай самцями, за володіння особинами іншої статі".

Ознаки, які знижують життєздатність їх носіїв, можуть виникати і поширюватися, якщо переваги, які вони дають в успіху розмноження, є значно вищими, ніж їхні недоліки для виживання. При виборі самців самки не замислюються про причини своєї поведінки. Коли тварина відчуває спрагу, вона не міркує, що їй слід попити води, щоб відновити водно-сольовий баланс в організмі — вона йде на водопій, бо відчуває спрагу.

Так само і самки, вибираючи яскравих самців, слідують своїм інстинктами — їм подобаються яскраві хвости. Ті, кому інстинкт нагадував іншу поведінку, не залишили потомства. Логіка боротьби за існування та природного відбору — логіка сліпого та автоматичного процесу, який, діючи постійно з покоління в покоління, сформував ту дивовижну різноманітність форм, забарвлень та інстинктів, яку ми спостерігаємо у світі живої природи.

При аналізі причин підвищення організації організмів або їхньої пристосованості до умов проживання Дарвін звернув увагу на те, що відбір не обов'язково вимагає вибору кращих, він може зводитися лише до знищення гірших. Так і відбувається при несвідомому відборі. Адже знищення (елімінація) найгірших, менш пристосованих до існування організмів у природі, можна спостерігати на кожному кроці. Отже, природний відбір може здійснюватися сліпими силами природи.

Дарвін підкреслював, що вираз «природний відбір» в жодному разі не слід розуміти в тому сенсі, що хтось веде цей відбір, оскільки цей термін говорить про дію стихійних сил природи, внаслідок яких виживають пристосовані до цих умов організми та гинуть непристосовані. Накопичення корисних змін призводить спочатку до невеликих, а потім і до великих змін. Так з'являються нові різновиди, види, пологи та інші систематичні одиниці вищого рангу. У цьому полягає провідна, творча роль природного добору еволюції.

Елементарні еволюційні чинники. Мутаційний процес та генетична комбінаторика. Популяційні хвилі, ізоляція, дрейф генів, природний відбір. Взаємодія еволюційних елементарних факторів.

Елементарні еволюційні чинники - це стохастичні (імовірнісні) процеси, які у популяціях, які є джерелами первинної внутрішньопопуляційної мінливості.

3. Періодичні із високою амплітудою. Зустрічаються у найрізноманітніших організмів. Часто мають періодичний характер, наприклад, у системі «хижак-жертва». Можуть бути пов'язані з екзогенними ритмами. Саме цей тип популяційних хвиль відіграє найбільшу роль еволюції.

Історична довідка. Вираз "хвилі життя" ("Wave of life"), ймовірно, вжив вперше дослідник американських пампасів Хедсон (W.H. Hudson, 1872-1873). Хедсон зазначив, що в сприятливих умовах (світло, часті зливи) збереглася рослинність, що зазвичай вигорає; велика кількість квітів породила безліч джмелів, потім мишей, та був і птахів, кормившихся мишами (зокрема, зозул, лелек, болотних сов).

С.С. Четвериков звернув увагу до хвилі життя, відзначивши появу 1903 р. у Московській губернії деяких видів метеликів, не виявлених там протягом 30…50 років. Перед цим, у 1897 р. і трохи пізніше, відзначалася масова поява непарного шовкопряда, що оголив величезні площі лісів і завдав істотної шкоди плодовим садам. У 1901 р. відзначалася поява у значній кількості метелика-адмірала. Результати своїх спостережень він виклав у короткому нарисі «Хвилі життя» (1905).

Якщо період максимальної чисельності популяції (наприклад, мільйон особин) з'явиться мутація з частотою 10-6, то ймовірність її фенотипического прояви складе 10-12. Якщо період спаду чисельності до 1000 особин носій цієї мутації цілком випадково виживе, то частота мутантного аллеля зросте до 10-3. Ця частота збережеться й у період подальшого підйому чисельності, тоді ймовірність фенотипического прояви мутації складе 10-6.

Ізоляція. Забезпечує прояв ефекту Болдуїна у просторі.

У великій популяції (наприклад, з чисельністю мільйон диплоїдних особин) частота мутації близько 10-6 означає, що приблизно одна з мільйонів особин є носіями нового мутантного алелю. Відповідно, ймовірність фенотипічного прояву цього алелю у диплоїдній рецесивній гомозиготі становить 10-12 (одна трильйонна).

Якщо цю популяцію розбити на 1000 малих ізольованих популяційпо 1000 особин, то одній з ізольованих популяцій напевно виявиться один мутантний аллель, та її частота становитиме 0,001. Імовірність його фенотипического прояви у найближчих наступних поколіннях становитиме (10 - 3)2 = 10 - 6 (одна мільйонна). У надмалих популяціях (десятки особин) ймовірність прояву мутантного алелю у фенотипі зростає до (10 – 2)2 = 10 – 4 (одна десятитисячна).

Таким чином, лише за рахунок ізоляції малих та надмалих популяцій шанси на фенотипічний прояв мутації у найближчих поколіннях зростуть у тисячі разів. У той самий час, важко припустити, щоб у різних малих популяціях випадково проявився у фенотипі і той ж мутантний аллель. Швидше за все, кожна мала популяція буде характеризуватись високою частотою одного чи небагатьох мутантних алелів: або a, або b, або c і т.д.

Природний відбір - процес, спочатку визначений Чарльзом Дарвіном як приводить до виживання і перемноженню більш пристосованих до даних умов середовища особин, що мають корисні спадкові ознаки. Відповідно до теорії Дарвіна і сучасної синтетичної теорією еволюції, основним матеріалом для природного відбору служать випадкові спадкові зміни - рекомбінація генотипів, мутації та їх комбінації.

Геніальний вчений Чарльз Дарвін писав те, що потрібно знати кожній людині, щоб не впадати в утопію, а саме: «Природний відбір щодня і щогодини розслідує по всьому світу корисні зміни, відкидаючи погані, зберігаючи і складаючи найкращі». Вочевидь, що природний добір реалізує принцип вдосконалення. Знаменитий засновник теорії Еан Батист Ламарк стверджував, що основна сила, що приводить в рух весь еволюційний процес, — внутрішнє прагнення до досконалості властиве орпганізму. Однак, прагненням до досконалості, як показує рівновагу, має весь Всесвіт. Прагнення до досконалості закладено у структурі та принципі дії рівноваги та виражається тяжінням. Тому з повним правом можна сказати, що основний вид тяжіння - це еволюційне тяжіння, яке є тяжінням до вдосконалення, гармонізації, до порядку, до вдосконалення - це основна риса духовності.

Значить, весь Всесвіт у найвищого ступенядуховна. Над духовністю Всесвіту невпинно працює космічний розум за допомогою свого рівноважного механізму творення, для роботи якого необхідна правдива інформація у світобудові, а його якість у даний момент і підвищення якості на наступний період. Постійне підвищення якості інформації по етапах створює гармонійний процес, що вдосконалює створювані форми. Людина належить до високоорганізованих форм. Його мозок здатний працювати як космічний розум, гармонізувати світ, себе та суспільство. Закон удосконалення - це умова життя і людини, і суспільства.

Природний відбір за Дарвіном - це гармонійний процес, регульований механізмом рівноваги. Причому це безперервний процес природи, він показує, як відбувається у житті формування верхньої межі заходи і рух заходи нагору по еволюційної осі до прогресу. Природний відбір слід як структурний елементеволюції. Він завжди спрямований на прогрес.

неприпустимо ототожнювати процес еволюції з процесом природного відбору, оскільки закони еволюції — це закони рівноваги, які є складнішими, ніж закони природного відбору Дарвіну. Ототожнення процесу еволюції з процесом природного відбору завдає удару за вченням Дарвіна, сприяючи появі антидарвінівських напрямів. Не можна ототожнювати широке з вузьким, складніше з більш простим. Тим більше, що складність еволюції у суспільстві обумовлена дією інформаційної компоненти, яка є вкрай суперечливим процесом.

Рухаюча форма природного відбору за Дарвіном

Найцінніше у навчанні Дарвіна - це розкриття елемента рівноважного механізму загального еволюційного процесу Всесвіту за допомогою рушійної форми відбору. Цей елемент показує, як еволюційний механізм рівноваги, використовуючи інформацію про зміну ознак, управляє гармонізацією популяції. Реалізація тенденції до вдосконалення на всіх етапах гармонійного розвитку - це і є гармонізація складної системи, що розвивається, що формує впорядкованість світу. Це саме Дарвін по середньому арифметичному вивчав інформацію про розвиток популяції. Він говорив, що розвиток популяції відбувається за зростанням середнього. Це від середнього арифметичного бере свій початок космічний розум. Гегель називав його абсолютний розум. І Дарвін, і Гегель постраждали від тих, хто використовував їхні геніальні праці у своїх корисливих інтересах. Але ще більше постраждали багато народів, змучені гострими конфліктами та злиднями у 19-му та у 20 століттях.

Вчення Ч.Дарвіна - основа сучасної теоріїеволюції

В основі еволюційної теорії Ч.Дарвіна лежить уявлення про вид, його мінливість у процесі пристосування до навколишнього середовища та передачу ознак від предків до потомства. Еволюція культурних форм у своїй протікає під впливом штучного відбору, чинниками якого є мінливість, спадковість і творча діяльністьлюдини, а еволюція природних видівздійснюється завдяки природному добору, чинниками якого є мінливість, спадковість та боротьба за існування.

Мінливість

Виробляючи порівняння багатьох порід тварин та сортів рослин Дарвін зауважив, що в межах будь-якого виду тварин та рослин, а в культурі в межах будь-якого сорту та породи немає однакових особин. Спираючись на вказівки К.Лінней про те, що оленярі впізнають у своєму стаді кожного оленя, пастухи — кожну вівцю, а багато садівників розпізнають сорти гіацинтів і тюльпанів по цибулинах, Дарвін зробив висновок про те, що всім тваринам і рослинам властива мінливість.

Аналізуючи матеріал щодо мінливості тварин, вчений зауважив, що достатньо будь-якої зміни в умовах утримання, щоб викликати мінливість. Таким чином, під мінливістю Дарвін розумів здатність організмів набувати нових ознак під впливом умов довкілля. Він розрізняв такі форми мінливості:

У книгах «Походження видів шляхом природного відбору, або Збереження сприятливих порід у боротьбі життя» (1859) і «Зміни свійських тварин і культурних рослин» (1868) Дарвін докладно описав різноманіття порід свійських тварин і проаналізував їх походження. Він наголошував на різноманітності порід великої рогатої худоби, яких налічується близько 400. Вони відрізняються одна від одної поруч ознак: забарвленням, формою тулуба, ступенем розвитку скелета та мускулатури, наявністю та формою рогів. Вчений докладно досліджував питання про походження цих порід і дійшов висновку, що всі європейські породи рогатої худоби, незважаючи на великі відмінності між ними, походять від двох форм, одомашнених людиною.

Надзвичайно різноманітні й породи домашніх овець, їх понад 200, але походять від обмеженого числа предків — муфлону та архару. Різні породи домашніх свиней виведені також диких форм кабана, які у процесі одомашнення змінили багато рис своєї будови. Незвичайно різноманітні породи собак, кроликів, курей та інших свійських тварин.

Особливий інтерес у Дарвіна викликало питання походження голубів. Він довів, що всі існуючі породи голубів походять від одного дикого предка — скелястого голуба. Породи голубів такі різні, що будь-який орнітолог, знайшовши їх у дикому стані, визнав би їх за самостійні види. Однак Дарвін показав їхнє загальне походження на підставі наступних фактів:

жоден із видів диких голубів, крім скелястого, не має ознак домашніх порід;
багато рис всіх домашніх порід подібні до рис дикого скелястого голуба. Домашні голуби не в'ють гнізда на деревах, зберігаючи інстинкт дикого голуба. Всі породи мають однакову поведінку під час догляду за самкою;
при схрещуванні голубів різних порід іноді з'являються гібриди із ознаками дикого скелястого голуба;
всі гібриди між будь-якими породами голубів плідні, що підтверджує їхню приналежність до одного виду. Цілком очевидно, що всі ці численні породи відбулися внаслідок зміни однієї первісної форми. Такий висновок справедливий і для більшості домашніх тварин та культурних рослин.

Велику увагу приділяв Дарвін вивченню різних сортів культурних рослин. Так, порівнюючи різноманітні сорти капусти, він зробив висновок про те, що всі вони виведені людиною з одного дикого виду: розрізняються формою листя при схожих квітках та насінні. У декоративних рослин, наприклад, у різних сортів братків, отримані різноманітні квіти, які листя майже однакові. У сортів агрусу різноманітні плоди, а листя майже різняться.

Причини мінливості. Показавши різноманітність форм мінливості, Дарвін пояснив матеріальні причини мінливості, якими є чинники довкілля, умови існування та розвитку живих істот. Але вплив цих факторів неоднаковий залежно від фізіологічного стану організму, стадії його розвитку. Серед конкретних причин мінливості Дарвін виділяє:

прямий чи опосередкований (через систему відтворення) вплив умов життя (клімату, їжі, догляду тощо);
функціональна напруга органів (вправа чи невправа);
схрещування (поява у гібридів ознак, не властивих вихідним формам);
зміни, зумовлені корелятивною залежністю елементів організму.

Серед різних форм мінливості для еволюційного процесу першорядне значення мають спадкові зміни як первинний матеріал для сорто-, породо- та видоутворення – ті зміни, що закріплюються у наступних поколіннях.

Спадковість

Під спадковістю Дарвін розумів здатність організмів зберігати в потомстві свої видові, сортові та індивідуальні особливості. Ця особливість була добре відома і була спадковою мінливістю. Дарвін докладно проаналізував значення спадковості в еволюційному процесі. Він звернув увагу на випадки одномастності гібридів першого покоління та розщеплення ознак у другому поколінні, йому була відома спадковість, пов'язана зі статтю, гібридні атавізми та низка інших явищ спадковості.

Водночас Дарвін зазначав, що вивчення мінливості та спадковості, їх безпосередніх причин та закономірностей пов'язане з великими труднощами. Наука на той час ще могла дати задовільного відповіді низку важливих питань. Невідомі були Дарвіну та роботи Г. Менделя. Тільки значно пізніше почалися широкі дослідження мінливості та спадковості, а сучасна генетиказробила гігантський крок у вивченні матеріальних основ, причин та механізмів спадковості та мінливості, у причинному розумінні цих явищ.

Дарвін надавав величезне значення наявності мінливості та спадковості в природі, вважаючи їх основними факторами еволюції, яка має пристосувальний характер [показати] .

____________________________________
_______________________________

Однак обґрунтувавши питання про мінливість і спадковість як фактори еволюції, Дарвін показав, що самі по собі вони ще не пояснюють виникнення нових порід тварин, сортів рослин, видів, їх пристосованості. Велика заслуга Дарвіна полягає в тому, що він розробив вчення про відбір як провідний і напрямний фактор еволюції домашніх форм (штучний відбір) та диких видів (природний відбір).

Дарвін встановив, що результаті відбору відбувається зміна образу, тобто. відбір призводить до дивергенції - ухилення від первісної форми, розходження ознак у порід і сортів, утворення великої їх різноманітності

Природний відбір- Основний еволюційний процес , внаслідок дії якого у популяції збільшується число особин, які мають максимальної пристосованістю (найсприятливішими ознаками), тоді як кількість особин з несприятливими ознаками зменшується. У світлі сучасної синтетичної теорії еволюції природний добір сприймається як Головна причинарозвитку адаптацій, видоутворення та походження надвидових таксонів. Природний відбір – єдина відома причина адаптацій, але не єдина причина еволюції. До неадаптивних причин належать генетичний дрейф, потік генів і мутації.

Термін «Природний відбір» популяризував Чарльз Дарвін, порівнюючи цей процес зі штучним відбором. сучасною формоюякого є селекція. Ідея порівняння штучного та природного відбору полягає в тому, що в природі так само відбувається відбір найбільш «вдалих», «найкращих» організмів, але в ролі «оцінювача» корисності властивостей у даному випадку виступає не людина, а місце існування. До того ж, матеріалом як для природного, так штучного відбору є невеликі спадкові зміни, які накопичуються з покоління в покоління.

Механізм природного відбору

У процесі природного відбору закріплюються мутації, які підвищують пристосованість організмів. Природний відбір часто називають «самоочевидним» механізмом, оскільки він випливає з таких простих фактів, як:

Організми виробляють нащадків більше, ніж може вижити;
У популяції цих організмів існує спадкова мінливість;
Організми, що мають різні генетичні риси, мають різну виживання та здатність розмножуватися.

Дизруптивний відбір

Дизруптивний (розривний) відбір- форма природного відбору, коли умови сприяють двом чи кільком крайнім варіантам (напрямам) мінливості, але з сприяють проміжному, середньому стану ознаки. В результаті може з'явитися кілька нових форм однієї вихідної. Дарвін описував дію дизруптивного відбору, вважаючи, що він лежить в основі дивергенції, хоча і не міг навести доказів його існування в природі. Дизруптивний відбір сприяє виникненню та підтримці поліморфізму популяцій, а деяких випадках може бути причиною видоутворення.

Одна з можливих у природі ситуацій, в якій набуває чинності дизруптивний відбір, - коли поліморфна популяція займає неоднорідне місцепроживання. При цьому різні форми пристосовуються до різних екологічних ніш або субніш.

Прикладом дизруптивного відбору є утворення двох рас біля брязкальця великого на сіножатей луках. У нормальних умовах терміни цвітіння та дозрівання насіння у цієї рослини покривають все літо. Але на сіножатей насіння дає переважно ті рослини, які встигають відцвісти і дозріти або до періоду косовиці, або цвітуть в кінці літа, після косовиці. В результаті утворюються дві раси брязкальце - ранньо-і пізньоквітуча.

Дизруптивний відбір здійснювався штучно в експериментах із дрозофілами. Відбір проводився за кількістю щетинок, залишалися лише особини з малою та великою кількістю щетинок. В результаті приблизно з 30-го покоління дві лінії розійшлися дуже сильно, незважаючи на те, що мухи продовжували схрещуватися між собою, здійснюючи обмін генами. У ряді інших експериментів (з рослинами) інтенсивне схрещування перешкоджало ефективному впливу дизруптивного відбору.

Підлоговий відбір

Підлоговий відбір- це природний відбір успіху у розмноженні. Виживання організмів є важливим, але з єдиним компонентом природного добору. Іншим важливим компонентом є привабливість для особин протилежної статі. Дарвін назвав це явище статевим відбором. "Ця форма відбору визначається не боротьбою за існування у відносинах органічних істот між собою або із зовнішніми умовами, але суперництвом між особинами однієї статі, зазвичай самцями, за володіння особинами іншої статі". Ознаки, які знижують життєздатність їх носіїв, можуть виникати і поширюватися, якщо переваги, які вони дають в успіху розмноження, є значно вищими, ніж їхні недоліки для виживання.

Поширені дві гіпотези щодо механізмів статевого відбору.

Згідно з гіпотезою «хороших генів», самка «розмірковує» таким чином: «Якщо даний самець, незважаючи на яскраве оперення і довгий хвіст, зумів не загинути в лапах хижака і дожити до статевої зрілості, значить він має хороші гени, які дозволили йому це зробити . Отже, його варто вибрати як батька своїх дітей: він передасть їм свої добрі гени». Вибираючи яскравих самців, самки вибирають добрі гени для своїх нащадків.
Згідно з гіпотезою «привабливих синів», логіка вибору самок дещо інша. Якщо яскраві самці, з будь-яких причин, є привабливими для самок, варто вибирати яскравого батька для своїх майбутніх синів, тому що його сини успадкують гени яскравого забарвлення і будуть привабливими для самок у наступному поколінні. Таким чином, виникає позитивний зворотний зв'язок, який призводить до того, що з покоління в покоління яскравість оперення самців дедалі більше посилюється. Процес йде за наростаючою, доки досягне межі життєздатності.

При виборі самців самки не замислюються про причини своєї поведінки. Коли тварина відчуває спрагу, вона не міркує, що їй слід попити води, щоб відновити водно-сольовий баланс в організмі - вона йде на водопій, тому що відчуває спрагу. Так само і самки, вибираючи яскравих самців, слідують своїм інстинктами - їм подобаються яскраві хвости. Ті, кому інстинкт нагадував іншу поведінку, не залишили потомства. Логіка боротьби за існування та природного відбору - логіка сліпого та автоматичного процесу, який, діючи постійно з покоління в покоління, сформував ту дивовижну різноманітність форм, забарвлень та інстинктів, яку ми спостерігаємо у світі живої природи.

Методи селекції: позитивний та негативний відбір

Існує дві форми штучного відбору: Позитивнийі Відсікаючий (негативний)відбір.

Позитивний відбір збільшує у популяції число особин, які мають корисні ознаки, що підвищують життєздатність виду в цілому.

Відсікаючий відбір вибраковує з популяції переважна більшість особин, що несуть ознаки, що різко знижують життєздатність за умов середовища. За допомогою відсікаючого відбору з популяції видаляються шкідливі алелі. Також відсікають відбору можуть піддаватися особини з хромосомними перебудовами і набором хромосом, що різко порушують нормальну роботу генетичного апарату.

Роль природного відбору в еволюції

Чарльз Дарвін вважав природний відбір основною рушійною силою еволюції, в сучасній синтетичній теорії еволюції він також є основним регулятором розвитку та адаптації популяцій, механізмом виникнення видів та надвидових таксонів, хоча накопичення в наприкінці XIX- початку XX століття відомостей з генетики, зокрема виявлення дискретного характеру успадкування фенотипічних ознак, призвело до того, що деякі дослідники почали заперечувати важливість природного відбору, і як альтернативу пропонували концепції, що базуються на оцінці фактора мутації генотипу як надзвичайно важливого. Автори таких теорій постулювали не поступовий, а дуже швидкий (протягом кількох поколінь) стрибкоподібний характер еволюції (гіпотез синтетична теорія еволюції і свідчать про недостатність класичної синтетичної теорії еволюції для адекватного опису всіх аспектів біологічної еволюції». Дискусія про роль різних факторів в еволюції почалася понад 30 років тому і продовжується до сьогодні, і іноді висловлюється, що «еволюційна біологія підійшла до необхідності свого чергового, третього синтезу».

На прикладі робочої мурашки ми маємо комаху, яка надзвичайно відрізняється від своїх батьків, проте абсолютно безплідна і, отже, не може передавати з покоління в покоління придбані модифікації будови або інстинктів. Чи можна поставити хороше питання - наскільки можна узгодити цей випадок з теорією природного відбору?

- Походження видів (1859)

Дарвін припускав, що добір може застосовуватися як до індивідуального організму, до сімейства. Він також говорив, що, можливо, тією чи іншою мірою це може пояснювати і поведінка людей. Він мав рацію, проте надати більш розширене уявлення цієї концепції стало можливим лише після появи генетики. Перший малюнок «теорії спорідненого відбору» зробив англійський біолог Вільям Гамільтон в 1963 року, який першим запропонував розглядати природний відбір як лише на рівні індивіда чи цілого сімейства, а й у рівні гена.

Які твердження відносять до теорії Ч. Дар-ви-на?

1) Внут-ри виду роз-хож-де-ня при-зна-ків при-во-дит до ви-до-об-ра-зо-ва-ня.

2) Вид не-од-но-ро-ден і пред-став-лен безліччю по-пу-ля-цій.

3) Природний відбір - на-прав-ля-ю-ний фак-тор ево-лю-ції.

4) При створенні сортів і порід направляючим фак-тором служить мистецтво-вий відбір.

5) Внут-рен-нє стрем-ле-ня до со-вер-шен-ства - фак-тор ево-лю-ції.

6) По-пу-ля-ція - це оди-ниця ево-лю-ції.

По-яс-не-ня.

Утвер-жде-ня від-но-ся-щі-е-ся до тео-рии Ч. Дар-ви-на: внут-ри виду роз-хож-де-ня при-зна-ків при-во-дит до ві-до-про-ра-зо-ва-ня; природний відбір - на-прав-ля-ю-ний фак-тор ево-лю-ції; при створенні сортів і порід направ-ля-ю-щим фак-то-ром служить искус-ственный відбір.

Відповідь: 134.

Приме-ча-ня.

Ево-лю-ці-он-на тео-рія Дар-ві-на уявляє собою цілісне вчення про іс-то-ри-че-ське роз-ви-тие ор- га-ні-че-ського світу.

Основні прин-ци-пи ево-лю-ці-он-ної теорії Ч. Дар-ві-на.

1. У пре-де-лах каж-до-го виду живих ор-га-низ-мов су-ще-ству-е величезний роз-мах ін-ді-ві-ду-аль-ної на-слід- ствен-ної з-мін-чи-во-сті за мор-фо-ло-гі-че-ським, фі-зіо-ло-гі-че-ським, по-ве-ден-че-ським і будь-яким ін- гім ознакам. Ця змінність може мати неперерв-ний, ко-ли-че-ствен-ний, або пре-ри-ви-стий ка-че-ствен-ний ха-рак-тер, але вона сущ-ству-є завжди.

2. Всі живі ор-га-низ-ми роз-мно-жа-ють-ся в гео-мет-ри-че-ської про-грес-сії.

3. Життєві ре-сур-си для лю-бо-го виду живих ор-га-ніз-мів огра-ні-че-ни, і по-это-му долж-на воз-ні-кать бороть -ба за су-ще-ство-ва-ня або між осо-бя-ми од-но-го виду, або між осо-бя-ми різн-них видів, або з при-род-ни-ми умо-ви -Я-ми. У поняття «боротьба за сущ-ство-вання» Дар-він включив не тільки власну боротьбу особи за життя, але й боротьбу за успіх у розмноженні.

4. В умовах боротьби за сущ-ство-ва-ня ви-жи-ва-ють і дають потом-ство най-более при-спо-соб-лен-ні особини, мають -ю-щі ті від-кло-не-ня, ко-то-рі слу-чай-но ока-за-лися адап-тив-ми-ми до дан-ним умовам середовища. Це прин-ці-пі-аль-но важливий мо-мент в ар-гу-мен-та-ції Дар-ві-на. Від-кло-не-ня воз-ні-ка-ють не на-прав-лен-но - у відповідь на дію середовища, а слу-чай-но. Небагато з них ока-зи-ва-ють-ся по-лез-ни-ми в кон-крет-них умовах. По-том-ки ви-ж-шої особини, ко-то-рие на-сл-ду-ють по-лез-ное від-кло-не-ня, поз-во-лів-ше ви-жити їх пред- ку, ока-зи-ва-ють-ся більш при-спо-соб-лен-ни-ми до даного середовища, ніж інші пред-ста-ві-ті-лі по-пу-ля-ції.

5. Ви-жи-ва-ня і пре-іму-ще-ство-не раз-мно-же-ня при-спо-соб-лен-них осо-бей Дар-він назвав природним від -Бо-ром.

6. Природний відбір від-дель-них ізо-лі-ро-ван-них раз-но-вид-но-стей в раз-них умов-ви-ях су-ще-ство-ва-ня по -сте-пен-но веде до ді-вер-ген-ції (роз-хож-де-ня) ознак цих цих різновидів і, в кінцевому рахунку, до ві-до-об-ра-зо-ва-ня.

Відповідь: 134

Джерело: ЄДІ з біології 30.05.2013. Основна хвиля. Сибір. Варіант 4.

Ілля Сафронов ( Великий Новгород) 02.09.2013 18:14

Ну, по ідеї, шостий варіант теж правильний. Елементарною одиницею еволюції є локальна населення.

Наталія Євгенівна Баштанник

Населення є елементарною одиницею еволюції - це вже положення Синтетичної теорії еволюції

Ольга Іванова 27.01.2014 17:14

Штучний відбір перестав бути предметом розгляду еволюційної теорії, а синтетична теорія еволюції розвиває дарвінівську. Історичний розвитоксвіту не торкається питань селекції.

Наталія Євгенівна Баштанник

Дарвін підкреслював особливу важливість несвідомого відбору з теоретичної погляду, оскільки ця форма відбору проливає світло і процес видоутворення. Його можна розглядати як місток між штучним та природним відбором. Штучний відбір був гарною моделлю, де Дарвін розшифрував процес формоутворення. Дарвінівський аналіз штучного відбору відіграв важливу роль в обґрунтуванні еволюційного процесу: по-перше, він остаточно затвердив положення про мінливість: по-друге, встановив основні механізми формоутворення (мінливість, спадковість, переважне розмноження особин з корисними ознаками) і, нарешті, показав шляхи виробітку доцільних пристроїв та дивергенції сортів, порід. Ці важливі передумови відкрили шлях успішного вирішення проблеми природного добору.