§ 10. Формы естественного отбора

Вопрос. Рассмотрите рис. 29. Особи с какими генотипами сохраняются при разных формах естественного отбора? Какая форма отбора сохраняет признаки вида неизменными, а какая – приводит к появлению новых?

Ответ. Результатом действия стабилизирующего отбора является сохранение, стабилизация уже существующих признаков и уже сформировавшейся нормы реакции по этим признакам. Стабилизирующий отбор можно назвать отбором в пользу гомозигот (АА или аа). Движущая форма отбора приводит к выработке новых приспособлений через направленную перестройку генофонда популяции. движущий отбор можно назвать отбором в пользу гетерозигот (Аа). Разрывающий отбор можно назвать отбором в пользу мутировавших гомозигот (аa или АА).

Вопрос 1. Объясните, почему естественный отбор называют направляющим фактором эволюции. Что определяет направление его действия?

Ответ. Естественный отбор – главный движущий, направляющий фактор эволюционного процесса. В настоящее время под естественным отбором понимают процессы, обеспечивающие выживание наиболее приспособленных особей и их потомства. Естественный отбор всегда имеет характер приспособительной реакции к условиям существования.

Академик И. И. Шмальцгаузен различал две основные формы естественного отбора.

Движущий отбор – проявляется при изменении условий существования вида.

При этом отбор направлен в пользу особей, имеющих отклонения от средней нормы признака либо в сторону его усиления, либо в сторону его ослабления.

Пример. Движущий отбор лежит в основе появления популяций насекомых и грызунов, устойчивых к яду. В результате движущего отбора признак может не только усиливаться, но и ослабляться до полного исчезновения. Пример. Утрата многих систем органов паразитическими червями, редукция глаз у кротов и некоторых глубоководных рыб.

Стабилизирующий отбор – действует в долго не меняющихся условиях существования. Давление этой формы отбора направлено в пользу тех особей, которые имеют средние значения какого-либо признака, против особей, которые имеют крайние значения этого признака. В результате этой формы отбора происходит укрепление средней нормы признаков. Благодаря стабилизирующему отбору там, где условия среды не менялись, многие миллионы лет сохранились древнейшие виды животных и растений: кистеперая рыба латимерия, клювоголовая рептилия-гаттерия и другие.

Таким образом, естественный отбор – это важнейший фактор эволюционного процесса, приводящий к сохранению видов в неизменном виде или к появлению новых видов в меняющихся условиях существования.

Вопрос 2. Какие основные формы естественного отбора действуют в популяциях организмов? Что у них общего и различного? Приведите примеры.

Ответ. Формы естественного отбора: движущего, стабилизирующего и разрывающего (дизруптивного).

Движущий отбор – форма естественного отбора, которая действует при направленном изменении условий внешней среды. Описали Дарвин и Уоллес. В этом случае особи с признаками, которые отклоняются в определённую сторону от среднего значения, получают преимущества. При этом иные вариации признака (его отклонения в противоположную сторону от среднего значения) подвергаются отрицательному отбору. В результате в популяции из поколения к поколению происходит сдвиг средней величины признака в определённом направлении. При этом давление движущего отбора должно отвечать приспособительным возможностям популяции и скорости мутационных изменений (в ином случае давление среды может привести к вымиранию).

Движущий отбор осуществляется при изменении окружающей среды или приспособлении к новым условиям при расширении ареала. Он сохраняет наследственные изменения в определённом направлении, перемещая соответственно и норму реакции. Например, при освоении почвы, как среды обитания у различных неродственных групп животных конечности превратились в роющие.

Стабилизирующий отбор – форма естественного отбора, при котором действие направлено против особей, имеющих крайние отклонения от средней нормы, в пользу особей со средней выраженностью признака. Понятие стабилизирующего отбора ввел в науку и проанализировал И. И. Шмальгаузен.

Описано множество примеров действия стабилизующего отбора в природе. Например, на первый взгляд кажется, что наибольший вклад в генофонд следующего поколения должны вносить особи с максимальной плодовитостью. Однако наблюдения над природными популяциями птиц и млекопитающих показывают, что это не так. Чем больше птенцов или детёнышей в гнезде, тем труднее их выкормить, тем каждый из них меньше и слабее. В результате наиболее приспособленными оказываются особи со средней плодовитостью.

Дизруптивный (разрывающий) отбор – форма естественного отбора, при котором условия благоприятствуют двум или нескольким крайним вариантам (направлениям) изменчивости, но не благоприятствуют промежуточному, среднему состоянию признака. В результате может появиться несколько новых форм из одной исходной. Дизруптивный отбор способствует возникновению и поддержанию полиморфизма популяций, а в некоторых случаях может служить причиной видообразования.

Одна из возможных в природе ситуаций, в которой, вступает в действие дизруптивный отбор, – когда полиморфная популяция занимает неоднородное местообитание. При этом разные формы приспосабливаются к различным экологическим нишам или субнишам.

Примером дизруптивного отбора является образование двух рас у погремка лугового на сенокосных лугах. В нормальных условиях сроки цветения и созревания семян у этого растения покрывают всё лето. Но на сенокосных лугах семена дают преимущественно те растения, которые успевают отцвести и созреть ли

Вопрос 3. Каково эволюционное значение основных форм естественного отбора?

Ответ. Естественный отбор – процесс, посредством которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью (наиболее благоприятными признаками), в то время как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается. В свете современной синтетической теории эволюции естественный отбор рассматривается как главная причина развития адаптаций, видообразования и происхождения надвидовых таксонов.

В процессе естественного отбора закрепляются мутации, увеличивающие приспособленность организмов. Естественный отбор часто называют «самоочевидным» механизмом, поскольку он следует из таких простых фактов, как:

• Организмы производят потомков больше, чем может выжить;

• В популяции этих организмов существует наследственная изменчивость;

• Организмы, имеющие разные генетические черты, имеют различную выживаемость и способность размножаться.

Такие условия создают конкуренцию между организмами в выживании и размножении и являются минимально необходимыми условиями для эволюции посредством естественного отбора. Таким образом, организмы с наследственными чертами, которые дают им конкурентное преимущество, имеют большую вероятность передать их своим потомкам, чем организмы с наследственными чертами, не имеющими подобного преимущества

Вопрос 4. Что произойдёт, если скорость изменения популяции будет отставать от скорости изменения условий среды? Какую роль в данном случае будет играть естественный отбор?

Ответ. Если же скорость изменения популяции будет отставать от скорости изменения среды, популяция утратит приспособленность и вымрет. Следовательно, поддерживающая роль свойственна стабилизирующему и движущему отбору

Вопрос 5. В чём проявляется творческая роль естественного отбора?

Ответ. Творческая роль естественного отбора проявляется как в устранении менее приспособленных особей, так и в накоплении наследственных изменений, определяющих направление эволюции. В результате совместного действия всех форм отбора и других факторов эволюции в природе возникли виды, приспособленные к жизни в различных условиях. Часто видообразование начинается под действием движущего или разрывающего отбора, что приводит к появлению в популяции новых групп. Затем действует стабилизирующий отбор, в результате чего приобретённые изменения сохраняются, передаются из поколения в поколение и вид стабилизируется.