Populačné vlny ako evolučný faktor. Príčiny populačných vĺn

V rámci pôsobenia elementárnych faktorov v genofondufrekvencia určitých génov sa mení, čo vedie k zmene genotypu a fenotypu populácie a pri dlhodobom vystavení prirodzenému výberu pokračuje jeho diferenciácia.

Čo je mikroevolucia?

Mikroevolučné - zmeny v populácii pod vplyvom evolučných faktorov, ktoré môžu viesť k zmene genofondu alebo dokonca k výskytu nového druhu.

Faktory vývoja možno nazvať akýmikoľvek procesmi alebo javmi. Medzi nimi by sme mali spomenúť mutácie, izoláciu, génový drift, vlny obyvateľstva, ktoré menia genetický makeup.

Veľkosť každej populácie sa neustále mení. Dôvody pre to sú rôzne vplyvy biotických a abiotických prírodu. Takéto výkyvy veľkosť populácie sú periodické. Takže, po zvýšení počtu jedincov v populácii je jej zníženie. V roku 1905 Chetverikov nazýva tento vzor populačnej vlny. Ak príklady populačnej vlny, môže byť výkyvy v počte obetí predátorov, kobylky a chov králikov v Austrálii. Ako príklad môže slúžiť aj ako Flash lumíci v arktickej alebo morovej epidémie, ktoré v minulosti boli zaznamenané v Európe.

Charakteristiky "vlny života"

Tieto vlny sú typické pre všetky živé organizmy. Môžu byť periodické a neperiodické. Pravidelné sú najčastejšie pozorované u krátkodobých organizmov - u hmyzu, ročných rastlín, ako aj vo väčšine mikroorganizmov a húb. Najjednoduchším príkladom môžu byť sezónne zmeny v číslach.

Neperiodické vlny obyvateľstva závisia odkombinácia niekoľkých komplexných faktorov. Zvyčajne sa netýkajú jedného, ​​ale viacerých druhov živých organizmov v biogeocenózach, preto môžu viesť k radikálnej reštrukturalizácii.

Medzi zmenami v počte jednotlivcov v populáciitreba poznamenať náhly výskyt určitých druhov organizmov v nových oblastiach, kde chýbajú ich prirodzené nepriatelia. Mali by sa spomenúť aj ostré necyklické zmeny počtu, ktoré sú spojené s prirodzenými "katastrofami" a môžu sa prejaviť ničením biogeocenózy alebo celej krajiny. Preto niekoľko suchých letných období môže zmeniť významnú oblasť - spôsobiť vzhľad lúčnej vegetácie v močiaroch a veľké množstvo suchých lúk.

Ak ukážete príčiny vln obyvateľstva, stojí za to spomenúť nielen vzájomné prepojenie živých organizmov navzájom as environmentálnymi faktormi, ale aj vplyv človeka.

Vývojový význam "vlny života"

V prípadoch, kde je počet ľubovoľnej populácievýrazne znížená, môže byť len niekoľko jedincov. Tak majú frekvenciu génov (alel) sa líši od tej, ktorá bola v pôvodnej populácii. Ak po prudkom poklese obyvateľstva dôjde k výraznému zvýšeniu počtu obyvateľov, potom zostane malá skupina organizmov, ktorá spôsobí nové oživenie populácie. Preto možno argumentovať, že vlny populácie ovplyvňujú genofond, pretože genotyp tejto skupiny určuje genetickú štruktúru celej populácie.

Súčasne,skupina mutácií v populácii a ich koncentrácia. Takže určitá časť mutácií zmizne úplne a niektoré náhle rastú. Ak sa zovšeobecníme, potom môžeme povedať, že populárne vlny ako evolučný faktor sú mimoriadne dôležité, vzhľadom na intenzívny výber sú hlavným dodávateľom evolučného materiálu, keď sa vzácne mutácie nahrádzajú výberom.

Navyše môžu byť vlny života dočasneodvodiť rad mutácií alebo genotypov v inom abiotickom alebo biotickom prostredí. Napriek tomu ani kombinácia populačných vĺn a mutácií nezabezpečuje evolučný proces. Potrebujete akciu faktora, ktorý ovplyvňuje jeden smer (to je napríklad izolácia).

Účinok izolácie na veľkosť populácie

Tento faktor je extrémne dôležitýplán, pretože vyvoláva výskyt nových znakov v podmienkach toho istého druhu a nedovoľuje kríženie rôznych druhov medzi sebou. Stojí za zmienku, že najčastejšie existuje geografická izolácia. Jej podstatou spočíva v tom, že jediná oblasť je rozbitá a prechod jednotlivcov z rôznych častí sa stáva nemožným alebo ťažkým.

Treba poznamenať, že v izolovanej populáciivzniknú náhodné mutácie av dôsledku prirodzeného výberu sa jeho genotyp stáva čoraz rôznorodejšími. Okrem toho existuje ekologická izolácia a rôzne biologické mechanizmy, ktoré bránia jednotlivcom rôznych druhov pred voľným krížením. Príkladom môžu byť odlišné preferencie týkajúce sa miesta alebo času kríženia, ako aj vynikajúce správanie alebo rozdielna štruktúra pohlavných orgánov u zvierat, ktorá sa stáva ďalšou prekážkou pri prekročení.

Ak sa zovšeobecníme, môžeme povedať, že rôzne druhy izolácie prispievajú k tvorbe nových druhov, ale zároveň pomáhajú zachovať genetickú štruktúru druhu.

Drift génov

Náhodná zmena počtu génovmalá veľkosť populácie môže mať významný vplyv, pretože by to mohlo viesť k zmene vo frekvencii allele. Náhodné zmeny frekvencie alel zvanej genetický drift. Tento proces má neoprávnenú povahu. To bolo prvýkrát objavený genetikom NP Dubinin a DD Romashov.

Potvrdenie náhodnosti driftugény boli prijaté S. Wrightom. Prekročil samice a samce Drosophila za laboratórnych podmienok, ktoré boli heterozygotné pre konkrétny gén. Potom sa získalo potomstvo s normálnou a mutantnou génovou koncentráciou, čo bolo 50%. Po niekoľkých generáciách sa niektorí jedinci stali homozygotnými pre mutantný gén, niektorí dokonca stratili a iná časť jedincov mala mutantný aj normálny gén.

Treba poznamenať, že dokonca aj s redukciouživotaschopnosť mutantných jedincov a, s prihliadnutím na vplyv prirodzeného výberu, mutantná alela bola schopná úplne vylúčiť normálnu, čo spôsobuje špecifické vlny populácie.

Etiológia vln obyvateľstva

Zo všetkých dôvodov, ktoré môžu mať vplyvkvantitatívne charakteristiky obyvateľstva, vedúce miesto je obsadené klimatickými podmienkami, do druhého plánu sú priradené biotické faktory. Pri nízkej druhovej rozmanitosti závisí počet jedincov v populácii od počasia, chemického zloženia životného prostredia a stupňa kontaminácie.

Stojí za zmienku, že príčiny populačných vĺn, ktoré predurčujú zmenu veľkosti populácie, závisia od jej hustoty alebo vplyvu bez ohľadu na tento parameter.

Abiotické a antropogénne faktory, ako naprpravidlo, nezávisia od hustoty obyvateľstva. Biotický vplyv na ňu závisí viac. Treba poznamenať územné správanie, ktoré je v priebehu vývoja najefektívnejším mechanizmom, ktorý obmedzuje rast počtu jednotlivcov v populácii. Takže aktivita jednotlivcov je obmedzená na zodpovedajúci priestor. S nárastom počtu rozvíjajúcich sa vnútrodruhových súťaží o zdroje alebo priameho antagonizmu (útok na konkurentov).

Populačné vlny tiež závisia odBehaviorálne reakcie, ktoré s vysokou veľkosťou populácie sú charakterizované vznikom inštinktov masovej migrácie. Môže sa tiež vyvinúť stresová reakcia, pri ktorej jedinci rozvinú také fyziologické vlastnosti, ktoré znižujú plodnosť a prispievajú k zvýšeniu úmrtnosti. Preto sa narušuje proces ovogenézy a spermatogenézy, zvyšuje sa výskyt potratov, počet jedincov v jednej generácii klesá a obdobie puberty sa zvyšuje. Navyše sa zhoršuje inštinkt starostlivosti o potomstvo, zmeny správania - narastá agresivita, kanibalizmus a nedostatočná reakcia na ľudí opačného pohlavia, čo nakoniec znižuje veľkosť populácie.

Zvláštnosti zmien počtu obyvateľov

Mnohé environmentálne procesy spojené sDistribúcia populácie jeho rozsahu alebo počtu lokálne ohniská, sa podobá vlna, ktorá, ako bolo uvedené vyššie, sú nazývané "vlny života". Typický príklad je možné uviesť náhly nárast počtu hmyzích škodcov v obmedzenej oblasti lesa. Za priaznivých podmienok, hmyz sú schopné zachytiť viac a viac územia, ktorý je typický obraz zvýšenie ich hustoty alebo distribúcie tzv populačnej vlny. Poznať charakteristiky mobility obyvateľstva a niektorých funkcií, môžete ľahko spočítať rýchlosť šírenia vlny a možných spôsobov ovládania.

Podobne môžu byť charakterizované epidémiové vlny, takže táto teória sa úspešne používa na určenie povahy šírenia rôznych chorôb a rýchlosti tohto procesu.

Okrem toho by sa mali uviesť genetické vlny obyvateľstva, ktoré opisujú povahu distribúcie určitého génu v rozsahu, v akom konkrétna populácia zaberá.

Mechanizmus pôsobenia vln obyvateľstva

Populačné vlny možno charakterizovaťpomocou modelového príkladu. Takže v uzavretom boxe je 500 čiernych a rovnaký počet bielych guľôčok, čo zodpovedá frekvencii alel P-0,50. Ak náhodne odstránite 10 guľôčok a predpokladáte, že 4 z nich majú čiernu farbu a 6 je biela, potom bude alelová frekvencia 0,40 a 0,60.

Ak zvýšíte počet loptičiek 100 krát,pridaním 400 čiernych a 600 bielych a potom náhodne znova na výber 10, potom pravdepodobnosť, že ich pomer farieb sa výrazne líši od pôvodného, ​​napríklad 2 čierne a 8 biele. Frekvencia alely bude P-0,20, respektíve P-0,80. Ak vezmeme tretiu vzorku, potom existuje možnosť, že 9 bielych guličiek z 10 vybratých bude extrahovaných alebo dokonca všetci budú mať bielu farbu.

Podľa tohto príkladu môže posúdiť náhodné výkyvy allele frekvenciami v prirodzených populácií, čo môže znížiť alebo zvýšiť koncentráciu konkrétneho génu.

</ p>