какие формы естественного отбора вам известны в каких условиях они действуют приведите примеры
Формы естественного отбора
Вопрос 1. Что такое естественный отбор?
Естественный отбор — это преимущественное выживание и размножение в природе более приспособленных особей каждого вида. При этом хуже приспособленные особи размножаются с меньшим успехом или даже гибнут. Главный результат отбора заключается не просто в выживании более жизнеспособных особей, а в относительном вкладе таких особей в генофонд дочерней популяции.
Как элементарный эволюционный фактор естественный отбор действует в популяциях. Популяция является полем действия, отдельные особи — объектами действия, а конкретные признаки — точками приложения отбора.
Необходимой предпосылкой отбора служит борьба за существование — конкуренция за пищу, жизненное пространство, партнера для спаривания.
Вопрос 2. На чем основывается действие естественного отбора?
Естественный отбор основывается на генетическом разнообразии и борьбе за существование. Благодаря генетическому разнообразию создается материал для отбора. В природных условиях естественный отбор осуществляется исключительно по фенотипу. Отбор генотипов происходит вторично через отбор фенотипов, которые отражают генетическую конструкцию организмов. Борьба за существование, в свою очередь, возникает как результат избыточной численности популяции (внутривидовая конкуренция), взаимодействия популяции с особями других видов (хищниками, паразитами и т.д.), действия на организмы неблагоприятных факторов окружающей среды. Благодаря борьбе за существование менее приспособленные особи «отбраковываются» — гибнут или хуже размножаются.
Вопрос 3. Какие вам известны формы естественного отбора?
Различают несколько форм естественного отбора, которые зависят от условий внешней среды.
Стабилизирующий отбор ведет к сохранению мутаций, уменьшающих изменчивость средней величины признака, то есть сохраняет среднее значение признака. Например: у цветковых растений цветки мало изменяются, а вегетативные части растения более вариабельны. На пропорции цветка в этом примере повлиял стабилизирующий отбор.
Другая форма отбора — движущий отбор, при котором происходит смена нормы реакции в определенном направлении; такой отбор изменяет среднее значение признака. Изменение признаков или свойств под действием движущего отбора может происходить весьма быстро. Примером такого отбора может служить постепенная замена в промышленных районах светлоокрашенных особей бабочки березовой пяденицы на тёмноокрашенные.
Вопрос 4. В каких условиях внешней среды действует каждая форма естественного отбора?
Движущий отбор действует при изменении внешних условий. Он проявляет себя лишь время от времени и действует до тех пор, пока средняя величина признака в популяции не достигнет оптимального в новых условиях значения.
Стабилизирующий отбор действует при неизменных внешних условиях. Он проявляет себя постоянно, ограничивая размах вариаций признака и тем самым закрепляя эффект движущего отбора.
В ходе селекции аналогом движущего отбора является искусственный отбор, направленный на выведение новой породы (сорта), а стабилизирующему отбору соответствуют усилия человека по сохранению свойств породы, когда к скрещиванию допускаются лишь особи с «нужным» фенотипом.
Вопрос 5. В чем заключается причина появления у микроорганизмов, вредителей сельского хозяйства и других организмов устойчивости к ядохимикатам?
Причиной появления устойчивости к ядохимикатам у микроорганизмов, вредителей сельского хозяйства и других подобных организмов является проводимый человеком непроизвольный отбор. При использовании ядохимикатов (или антибиотиков) уничтожается почти вся популяция вредителей (возбудителей заболевания). Выживают лишь те особи, которые обладают ранее совершенно бесполезным и не проявляющим себя признаком — устойчивостью к данному яду. Потомство этих особей сохранит такую устойчивость и получит преимущество. В результате признак закрепится в популяции, и вскоре она в целом станет невосприимчива к ядохимикату (антибиотику). Так, например, некоторые возбудители инфекционных заболеваний в настоящее время приобрели устойчивость к препаратам, открытым в середине XX в. (пенициллину и другим антибиотикам). Фактически данный пример иллюстрирует действие движущего отбора.
Какие формы естественного отбора вам известны в каких условиях они действуют приведите примеры
Подробное решение параграф 1.4.4 по биологии для учащихся 11 класса, авторов Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И., Захарова Е.Т. Углубленный уровень 2018
Вопросы и задания для повторения.
1. Какие существуют формы естественного отбора?
Различают несколько форм естественного отбора, которые зависят от условий внешней среды.
Стабилизирующий отбор ведет к сохранению мутаций, уменьшающих изменчивость средней величины признака, то есть сохраняет среднее значение признака. Действует в постоянных условиях среды. Давление отбора направлено против особей, имеющих отклонения от средней нормы как в сторону усиления, так и в сторону ослабления выраженности признака. Преимущество получают организмы со средними значениями признака. Стабилизирующая форма отбора предохраняет генотип от разрушающего действия мутационного процесса.
Другая форма отбора – движущий отбор, при котором происходит смена нормы реакции в определенном направлении; такой отбор изменяет среднее значение признака. Действует при плавно изменяющихся условиях среды. Давление отбора направлено против особей, имеющих отклонения от средней нормы либо в сторону усиления, либо ослабления выраженности признака. В результате происходит сдвиг средней нормы – возникает новая средняя норма вместо старой, переставшей отвечать обновленным условиям существования.
Еще одна форма – дизруптивный (разрывающий) отбор – дает преимущество для выживания особей, имеющих крайние проявления данного признака. Такой отбор направлен против средних и промежуточных форм. При этом сохраняются наиболее уклонившиеся от средних значений признака части популяции; как правило, это происходит в связи с очень резкими изменениями среды обитания.
Половой отбор. Раздельнополые животные различаются по строению органов размножения. Однако нередко различие полов распространяется и на внешние признаки, поведение. Можно вспомнить яркий наряд из перьев у петуха, крупный гребень, шпоры на ногах, громкое пение. Очень красивы самцы фазанов по сравнению с гораздо более скромно окрашенными курочками. Клыки верхних челюстей – бивни – особенно сильно разрастаются у самцов моржей. Многочисленные примеры внешних различий в строении полов носят название полового диморфизма и обусловлены их ролью в половом отборе.
2. В каких условиях внешней среды действует каждая форма естественного отбора? Приведите примеры.
Движущая форма естественного отбора действует при изменении условий существования. Движущий отбор способствует сдвигу среднего значения признака или свойства и приводит к появлению новой средней нормы вместо старой, переставшей соответствовать вновь возникшим условиям среды. Таким образом, ведущая роль в распространении новых признаков внутри данного вида при изменении условий среды принадлежит движущей форме естественного отбора.
Стабилизирующий отбор действует в постоянных условиях среды. Преимущество получают организмы со средней выраженностью признака. Стабилизирующая форма отбора предохраняет генотип от разрушающего действия мутационного процесса.
Разрывающий отбор действует при изменении условий существования. Давление отбора направлено против организмов, обладающих средней выраженностью признака. В результате возникают две новые средние нормы вместо старой, переставшей отвечать условиям существования. Происходит расхождение между старой и новыми средними нормами. Такое расхождение (дивергенция) может привести к образованию новых видов.
В результате полового отбора потомство оставляют наиболее активные, здоровые и сильные самцы, остальные отстраняются от размножения, и их генотипы исчезают из генофонда вида.
3. В чём заключается причина появления у микроорганизмов, вредителей сельского хозяйства, и других организмов устойчивости к ядохимикатам?
Развитие резистентности (устойчивости) к ядохимикатам у ряда организмов служит примером действия движущего отбора, когда возникает новая средняя норма признака вместо старой. Так, после воздействия ядов выживают особи, случайно оказавшиеся устойчивыми к данному отравляющему веществу. Они имеют преимущество в размножении, благодаря которому признак устойчивости распространяется и становится преобладающим среди особей данного вида.
4. Что такое половой отбор? Каково его значение для эволюции вида?
Половой отбор основан на конкуренции самцов за полового партнера – самку. В результате полового отбора потомство оставляют наиболее активные, здоровые и сильные самцы. Остальные отстраняются от размножения, и их генотипы исчезают из генофонда вида. Эту форму отбора следует рассматривать как частный случай внутривидовой конкуренции.
Вопросы и задания для обсуждения.
1. Как вы считаете, что является главной движущей силой процесса расхождения по признаку формы клюва у дарвиновских вьюрков?
Ареал обитания. Изолированные на островах жили эти птицы кучу лет. У одних клювом удобно семена клевать, у других-червей из-под коры доставать. Их там 16 или 17 видов. Есть мнение что никель был катализатором эволюционного процесса, либо на островах в наличии вулканическая активность и двадцать восьмого элемента там весьма много.
2. Может ли один и тот же фактор среды в различных местах обитания быть причиной движущего и стабилизирующего отбора? Поясните ответ примерами.
Примеры стабилизирующего и движущего отбора имеют определенный механизм накопления признаков изменчивости в природных популяциях. Впервые такая отличительная особенность стабилизирующего отбора была отмечена выдающимся ученым И. И. Шмальгаузеном. Ему удалось доказать, что даже при стабильных условиях существования ни на минуту не прекращается естественный отбор, продолжается эволюция. Даже при неизменном фенотипе популяция продолжает эволюционировать. Рассматриваемый им пример действия стабилизирующей формы отбора подтвердил постоянное изменение генетического состава. Благодаря стабилизирующему отбору создаются такие генетические схемы, с помощью которых обеспечивается создание из разнообразных генотипов оптимальных фенотипов.
Примером движущего отбора можно привести бабочек березовой пяденицы обитающих в Англии. Развитие промышленности загрязнило экологию, и при этом выжили бабочки с темной окраской, которые до этого времени интенсивно поедались птицами и занимали подавленное положение в экосистеме. Это форма движущего отбора, когда темная окраска закрепляется и передается по наследству, вытесняя белый, но в результате длительных мероприятий в Англии заводы стали меньше загрязнять атмосферу, особи с белой окраской снова обрели шансы на выживание. Так в природе стабилизировалось количество темных и светлых особей. Пример того как один и тот же фактор среды может явиться причиной как движущего так и стабилизирующего отбора.
Характеристика форм естественного отбора
Вопрос 1. Что такое стабилизирующий отбор? В каких условиях его действие проявляется наиболее заметно?
Стабилизирующий отбор — форма естественного отбора, направленная на поддержание существующих фенотипов организмов. 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, имеющих крайние значения этого признака. В результате этой формы отбора происходит укрепление средней нормы признаков.
Благодаря стабилизирующему отбору в тех местах Земли, где условия среды практически не менялись, многие миллионы лет сохранились древнейшие виды животных и растений: кистеперая рыба — латимерия, клювоголовая рептилия — гаттерия, голосеменное растение — гинкго и др.
Вопрос 2. Что такое движущий отбор? Приведите примеры его действия. В каких условиях действует данная форма отбора?
Движущий отбор — форма естественного отбора, способствующая изменению фенотипов организмов. Движущий отбор проявляется при изменении условий существования вида. При этом давление отбора направлено в пользу особей, имеющих отклонения от средней нормы признака либо в сторону его усиления, либо в сторону его ослабления.
Пример такой формы отбора — массовое распространение темноокрашенного мутанта березовой пяденицы в промышленных районах Великобритании. Движущий отбор лежит также в основе появления популяций насекомых и грызунов, устойчивых к яду. Эти особи имеют преимущества в размножении, и их потомки быстро занимают место погибших неустойчивых к яду животных. Таким образом, признак устойчивости к яду распространяется и становится преобладающим среди особей данной популяции вида. В результате движущего отбора признак может не только усиливаться, но и ослабляться до полного исчезновения. Примерами могут служить утрата многих систем органов паразитическими червями, редукция глаз у кротов и некоторых глубоководных рыб, утрата крыльев у паразитических насекомых (блох, вшей, некоторых клопов).
Характеристика форм естественного отбора
Вопрос 1. Что такое стабилизирующий отбор? В каких условиях его действие проявляется наиболее заметно?
Стабилизирующий отбор — форма естественного отбора, направленная на поддержание существующих фенотипов организмов. 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, имеющих крайние значения этого признака. В результате этой формы отбора происходит укрепление средней нормы признаков.
Благодаря стабилизирующему отбору в тех местах Земли, где условия среды практически не менялись, многие миллионы лет сохранились древнейшие виды животных и растений: кистеперая рыба — латимерия, клювоголовая рептилия — гаттерия, голосеменное растение — гинкго и др.
Вопрос 2. Что такое движущий отбор? Приведите примеры его действия. В каких условиях действует данная форма отбора?
Движущий отбор — форма естественного отбора, способствующая изменению фенотипов организмов. Движущий отбор проявляется при изменении условий существования вида. При этом давление отбора направлено в пользу особей, имеющих отклонения от средней нормы признака либо в сторону его усиления, либо в сторону его ослабления.
Пример такой формы отбора — массовое распространение темноокрашенного мутанта березовой пяденицы в промышленных районах Великобритании. Движущий отбор лежит также в основе появления популяций насекомых и грызунов, устойчивых к яду. Эти особи имеют преимущества в размножении, и их потомки быстро занимают место погибших неустойчивых к яду животных. Таким образом, признак устойчивости к яду распространяется и становится преобладающим среди особей данной популяции вида. В результате движущего отбора признак может не только усиливаться, но и ослабляться до полного исчезновения. Примерами могут служить утрата многих систем органов паразитическими червями, редукция глаз у кротов и некоторых глубоководных рыб, утрата крыльев у паразитических насекомых (блох, вшей, некоторых клопов).
Разнообразие форм естественного отбора
Вопрос 1. Какие существуют формы естественного отбора?
Различают несколько форм естественного отбора, которые зависят от условий внешней среды.
Стабилизирующий отбор ведет к сохранению мутаций, уменьшающих изменчивость средней величины признака, то есть сохраняет среднее значение признака. Действует в постоянных условиях среды. Давление отбора направлено против особей, имеющих отклонения от средней нормы как в сторону усиления, так и в сторону ослабления выраженности признака. Преимущество получают организмы со средними значениями признака. Стабилизирующая форма отбора предохраняет генотип от разрушающего действия мутационного процесса. Стабилизирующая форма естественного отбора характерна для видов, длительно обитающих в неизменных условиях, например таких, как пещерные летучие мыши, глубоководные рыбы. Например: у цветковых растений цветки мало изменяются, а вегетативные части растения более вариабельны. На пропорции цветка в этом примере повлиял стабилизирующий отбор. Свойствен он также для современного этапа эволюции человека.
Другая форма отбора — движущий отбор, при котором происходит смена нормы реакции в определенном направлении; такой отбор изменяет среднее значение признака. Действует при плавно изменяющихся условиях среды. Давление отбора направлено против особей, имеющих отклонения от средней нормы либо в сторону усиления, либо ослабления выраженности признака. В результате происходит сдвиг средней нормы — возникает новая средняя норма вместо старой, переставшей отвечать обновленным условиям существования. Примером такого отбора может служить постепенная замена в промышленных районах светлоокрашенных особей бабочки березовой пяденицы на тёмноокрашенные. Например, среди крыс быстро распространилась устойчивость к яду, вызывающему кровотечение, так как особи, имевшие устойчивость к этому яду, изначально выжили и в дальнейшем дали начало новой популяции. Другим примером движущего отбора может послужить утрата у крота признака — редукция глаз. В результате действия движущей формы естественного отбора могут возникать новые виды.
Еще одна форма — дизруптивный (разрывающий) отбор — дает преимущество для выживания особей, имеющих крайние проявления данного признака. Такой отбор направлен против средних и промежуточных форм. При этом сохраняются наиболее уклонившиеся от средних значений признака части популяции; как правило, это происходит в связи с очень резкими изменениями среды обитания. Например, вследствие массового применения ядохимикатов сохранились устойчивые к этим химикатам группы особей насекомых. Каждая такая группа стала самостоятельным селективным центром, в пределах которого уже стабилизирующий отбор сохраняет устойчивость к пестицидам. Дизруптивный отбор можно проиллюстрировать на примере появления двух рас погремка — раннецветущей и позднецветущей. Их возникновение — результат покосов, осуществляемых в середине лета, вследствие чего единая популяция разделяется на две неперекрывающиеся популяции.
Вопрос 2. В каких условиях внешней среды действует каждая форма естественного отбора?
Движущая форма естественного отбора действует при изменении условий существования. Движущий отбор способствует сдвигу среднего значения признака или свойства и приводит к появлению новой средней нормы вместо старой, переставшеи соответствовать вновь возникшим условиям среды. Таким образом, ведущая роль в распространении новых признаков внутри данного вида при изменении условий среды принадлежит движущей форме естественного отбора.
Стабилизирующий отбор действует в постоянных условиях среды. Преимущество получают организмы со средней выраженностью признака. Стабилизирующая форма отбора предохраняет генотип от разрушающего действия мутационного процесса.
Разрывающий отбор действует при изменении условий существования. Давление отбора направлено против организмов, обладающих средней выраженностью признака. В результате возникают две новые средние нормы вместо старой, переставшей отвечать условиям существования. Происходит расхождение между старой и новыми средними нормами. Такое расхождение (дивергенция) может привести к образованию новых видов.
Вопрос 4. Что такое половой отбор?
Половой отбор основан на конкуренции самцов за полового партнера — самку. В результате полового отбора потомство оставляют наиболее активные, здоровые и сильные самцы. Остальные отстраняются от размножения, и их генотипы исчезают из генофонда вида. Эту форму отбора следует рассматривать как частный случай внутривидовой конкуренции.