ЭВОЛЮЦИЯ

Эволюция - это процесс исторического развития живой природы от простого к сложному. Впервые попытался сформулировать эволюционную теорию Жан Батист Ламарк – французский зоолог. Он расположил все живые организмы по ступеням от простых к сложным. Он считал, что движущими факторами эволюции являются: 1) Внутреннее стремление организмов к совершенству. 2) Наследование благоприобретенных признаков. Он считал, что под действием факторов среды у организма развиваются приспособительные признаки, которые всегда положительны и передаются по наследству. Он считал, что упражнение органа приводит к его развитию, а не упражнение - к недоразвитию.

Создателем научной эволюционной теории стал Чарльз Дарвин. Он правильно вскрыл движущие силы эволюции:

· Наследственная изменчивость

· Борьба за существование

· Естественный отбор

· Дивергенция - расхождение признаков.

Изменчивость. Различают фенотипическую изменчивость, которая не затрагивает наследственный материал, не передается по наследству и носит адаптивный характер. И генотипическую изменчивость, которая делится на генные и хромосомные мутации. Она затрагивает генетический материал, передается по наследству и приводит к внутривидовому генетическому разнообразию. Это создает материал для действия естественного отбора. Мутационный процесс идет непрерывно, затрагивает все организмы. Мутационный процесс не имеет направления, т. к. есть мутации полезные и вредные, доминантные и рецессивные.

Борьба за существование. Это особая форма взаимоотношений организмов между собой и окружающей средой. Формы борьбы:

· Внутривидовая борьба. Она самая жесткая. Это борьба за территорию, пищу,
партнера для спаривания.

· Межвидовая борьба. Она может быть жесткой, если виды нуждаются в сходных
условиях существования.

· Борьба с неблагоприятными условиями среды.

Естественный отбор. Это процесс избирательного выживания и размножения организмов, обладающих полезными признаками для данных условий среды. Естественный отбор - направленный эволюционный фактор. Он совершенствует приспособления к условиям среды. Предпосылками для естественного отбора являются наследственная изменчивость и борьба за существование.

Дивергенция - расхождение признаков. У особей предкового вида в результате генотипической изменчивости появлялись различные организмы, которые имели больше шансов выжить, т. к. меньше конкурировали между собой, чем сходные организмы. В результате они уклонялись от вида и могли привести к образованию новых видов (А₁, А₂, А₃).

 

Биологический вид.

Вид - это устойчивая совокупность особей, имеющая генетический, морфологический, физиологический, географический и экологический критерии, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство и характеризующаяся полной репродуктивной изоляцией.

Критерии вида:

1. Генетический критерий. Это главный видовой признак. Он уникален. Это совокупность всех генов всех организмов этого вида (совокупность всех генотипов). Внутри вида гены встречаются с определенной частотой. Вид характеризуется кариотипом - хромосомным набором. Вид генетически изолирован, т. е. скрещивания между разными видами невозможно.

2. Морфологический критерий - это особенности строения.

3. Физиологический критерий - особенности процессов жизнедеятельности.

4. Географический - особенности территории, на которой находится вид.

5. Экологический - это взаимоотношения вида с другими видами, роль в цепях питания, в биологическом круговороте веществ. Этот критерий уникален.

Популяция - это совокупность особей одного вида, длительно существующих на определенной части ареала, относительно изолированная от других подобных групп, свободно скрещивающихся между собой, дающих плодовитое потомство и способная к эволюции.

Характеристики популяции

Географическая характеристика. Она определяется территорией, на которой находится популяция. Величина территории зависит от подвижности особей в популяции и от географических условий.

Экологическая характеристика. Она определяется численностью особей. Численность зависит:

-от размеров территории

-от возрастного состава

-от действия экологических факторов

-от полового состава.

Генетическая характеристика. Это генофонд популяции, который состоит из всех генов всех организмов этой популяции. Генофонд популяции характеризуется:

1. Генетическим разнообразием (у всех организмов этой популяции разные генотипы)

2. Генетическим единством (потомкам можно передать только те гены, которые есть
у особей популяции),

Закон Харди-Вайнберга: наследственность сама по себе не изменяет частоту генов в популяции из поколения в поколение, если на популяцию не действуют мутации, миграции, естественный отбор.

А - доминантный аллель, встречающийся в популяции с частотой Р. а - рецессивный аллель, встречающийся с частотой Q.

В популяции женский организм образует гаметы Р + Q, и мужской Р + Q.

(Р + Q) х (Р + Q) = (Р + Q)² = Р² + 2РQ + Q²= 1 (100%)

Р²- частота доминантных гомозигот АА

Q²- рецессивных гомозигот аа

2PQ - частота гетерозигот Аа.

Условия, при которых выполняется закон:

1. Свобода скрещивания
2. Одинаковая плодовитость у гомозигот и гетерозигот.
3. Не должно быть притока и оттока генов из-за мутаций, миграций, естественного отбора.
4. Популяция должна быть многочисленной.

Микроэволюция. Это процесс видообразования. Он происходит на уровне популяции, поэтому популяция - наименьшая единица эволюции. Начинается видообразование с изменения генофонда популяции, т. е. с изменения частоты генов в популяции.

Причины:

1) Мутационный процесс. Он включает генные и хромосомные мутации. Они

происходят во всех организмах, не имеют определенного направления (могут быть полезными и вредными, доминантными и рецессивными). Доминантные мутации проявляются фенотипически сразу, а рецессивные только в гомозиготном состоянии. Значение мутаций: они образуют резерв наследственной изменчивости для действия естественного отбора.

2) Популяционные волны. Это колебания численности организмов. Причины:

миграции, экологические и антропогенные факторы. При уменьшении численности генофонд становится менее разнообразным, увеличивается вероятность близкородственных скрещиваний, что может привести к гомозиготизации организмов и к гибели популяции. При увеличении численности генофонд становится более разнообразным.

3) Изоляция. Это ограничение свободы скрещивания между популяциями одного вида.

Изоляция бывает:

- географическая (связана с особенностями территории)

- биологическая:

а) морфологическая (связана с особенностями строения)

б) физиологическая (с особенностями процессов жизнедеятельности)

в) генетическая (связана с несовместимостью гамет).

Значение изоляции: она закрепляет все то, что возникает под действием мутационного процесса.

4) Естественный отбор. Формы отбора:

- движущий отбор. Он способствует выживанию и размножению особей со сдвигом значения признака в сторону его усиления или ослабления.

- стабилизирующий отбор. Он способствует выживанию и размножению
особей со средним значением признака.

- разрывающий отбор. Он способствует выживанию и размножению особей
с разными фенотипами в разных условиях среды.

 

Дрейф генов.

Это изменение частоты аллелей в популяции из-за случайных причин.

Значение дрейфа генов: 1) Он приводит к изменению частоты аллелей в генофонде популяции. Аллели могут удаляться или закрепляться в генофонде, независимо от того, имеют они адаптивную ценность или нет. 2) Он существенно влияет на генофонд малочисленных популяций.

Генетический полиморфизм популяций.

Популяции состоят из сходных по фенотипу особей, но генотипы у них разные.

Генетический полиморфизм - это существование в популяции более 2 генетически разных форм.

Причины полиморфизма: 1) мутации. 2) комбинативная изменчивость.

Устанавливается генетический полиморфизм под действием естественного отбора.

Полиморфизм бывает:

-Адаптационный. Он возникает, когда естественный отбор действует на 2 или больше генетически разные формы в разных условиях среды, которые периодически возникают.

-Балансированный полиморфизм. Он возникает, если естественный отбор больше благоприятствует гетерозиготам, чем гомозиготам.

Значение генетического полиморфизма.

]) Он увеличивает резерв наследственной изменчивости и обеспечивает лучшую приспосабливаемость к условиям среды.

2) Он дает возможность популяции изменяться.

Генетический груз популяции - это сегрегационный груз (это все рецессивные гомозиготы со сниженной жизнеспособностью) + мутационный груз (это все вредные мутации).

Окружающая среда действует на организмы, популяции, виды, и они приспосабливаются к факторам среды.

Среду делят на 3 типа:

1. Генотипическая. Это взаимодействие генов в организме между собой, в результате происходит адаптация на уровне особи.

2. Популяционно-видовая. Взаимодействие особей в популяциях и видах. Происходят видовые и популяционные адаптации.

3) Биогеоценотическая среда. Происходят межвидовые адаптации.

 

Пути видообразования.

1) Постепенное видообразование. Связано с постепенным расхождением популяции и превращением ее в новый вид. К нему относятся:

а) географическое видообразование. Связано с географической изоляцией популяций и превращении их в новые географические виды с не перекрывающимися ареалами.

б) экологическое видообразование. Связано с экологической изоляцией, и приводит к образованию новых экологических видов с перекрывающимися ареалами.

2) Мгновенное видообразование. Связано с хромосомными мутациями, которые приносят изменения, благоприятные в данных условиях среды.

 

Популяционная структура человечества.

Человеческая популяция - это группа людей, которые занимают определенную территорию и свободно вступают в брак. Например, жители одного города, района, острова.

Характеристики популяции людей:

1) Демографическая характеристика. Она определяется

· занимаемой территорией

· численностью людей

· возрастом

· уровнем рождаемости и смертности

· экономикой
Генетическая характеристика. Она определяется генофондом популяции - это все гены всех людей из этой популяции, все генотипы. Генофонд характеризуется:

· набором генов

· частотой встречаемости генов

· генетическим полиморфизмом (разнообразием). Причиной генетического разнообразия являются мутации и комбинативная изменчивость. Устанавливается генетическое разнообразие под действием естественного отбора.

Частоту встречаемости генов в популяции людей можно рассчитать по закону Харди-Вайнберга.

В зависимости от количества людей малочисленные популяции делятся на:

1. Демы. Они включают 1500 - 4000 человек. Они характеризуются:

· низким приростом населения - 20% -

· высокой частотой внутригрупповых браков - 80% - 90%

· низким притоком людей из других популяций - 1%-2%.

2. Изоляты. Они включают до 1500 человек и характеризуются:

· низким приростом населения - 25%

· высокой частотой внутригрупповых браков - более 90%

· низким притоком людей из других популяций - менее 1%.

Изоляция в популяциях людей.