Рушійні сили еволюції: спадкова мінливість і природний відбір

Наочні еволюційні приклади

М. М. Бєляєв поставив наступний експеримент. Він прив’язував ниткою до зеленій траві богомолів зеленої і коричневої забарвлень. Через три тижні з сорока коричневих богомолів залишилося десять, а з двадцяти зелених богомолів все двадцять вціліли, потім вже до коричневої траві були прив’язані двадцять п’ять коричневих богомолів і двадцять п’ять зелених. На дванадцятий день виявилося, що всі зелені богомоли були винищені, а все коричневі живі.

Типи мінливості

Дарвін виділяв наступні типи мінливості:

  • Певна або групова мінливість;
  • Невизначена мінливість
  • Корелятивна мінливість

Певна мінливість

Певна (групова) мінливість – це мінливість, яка виникає під впливом будь-якого фактора середовища, чинного строго закономірно і однаково на всіх особин даного виду.

В такому випадку у всіх особин ознака змінюється подібним чином в певному напрямку.

Прикладами такої мінливості можуть служити збільшення маси тіла у представників всіх тварин, при хорошому харчуванні або ущільнення волосяного покриву і нарощування підшкірно-жирової клітковини у ссавців при похолоданні.

Певна мінливість є масовою, охоплює всі покоління і виражається у кожної особини подібним чином. Вона не успадковується.

Таким чином, у нащадків цих особин придбані ознаки зникають при припиненні впливу фактора. Зараз таку мінливість називають модификационной або генотипической.

Невизначена мінливість

Другий тип мінливості – невизначена (або індивідуальна) – це прояв різних ознак у особин одного і того ж виду в однакових умовах. Виявляється специфічно у кожної особини.

Наприклад, у одного сорту рослини з’являються екземпляри з різним забарвленням квітів, інтенсивністю забарвлення пелюсток. Причина цього феномена Дарвіну була невідома.

Невизначена (або індивідуальна) мінливість має спадковий характер, т. Е. Передається потомству. В цьому випадку вона важлива для еволюції. Зараз таку мінливість називають фенотипической.

Вона може проявлятися внаслідок мутації, тоді це буде мутационная мінливість або внаслідок перекомбінації генів батьків у нащадків, що може бути обумовлено кросинговером, випадковим розбіжністю хромосом в мейозі або випадковим поєднанням гамет при заплідненні. Така мінливість називається комбинативной (Рис. 1).

 

Зліва – комбинативная мінливість у мухи дрозофіли, праворуч – мутаційна мінливість у будинкової миші

Невизначена мінливість веде до появи великої різноманітності генотипів і фенотипів, тобто служить джерелом спадкового різноманітності і основою для природного відбору.

Корелятивна мінливість

Ч. Дарвін розумів організм як цілісну систему, окремі частини якої тісно пов’язані між собою. Тому він виділив ще соотносительную або корелятивну мінливість – коли зміна однієї ознаки супроводжується зміною інших ознак.

Наприклад, у собаки з короткою шерстю зазвичай недорозвинені зуби, а голуби з оперена ногами мають перетинки між пальцями, тоді як голуби з довгими дзьобами зазвичай мають довгі ноги (дивись відео).

З позицій сучасної генетики, ці явища пояснюють множинним дією генів, коли один ген визначає розвиток кількох ознак. Воно називається плейотропія.

Корелятивна мінливість грає важливу роль в штучному відборі.

Оцінюючи вчення Дарвіна про форми мінливості, потрібно відзначити, що він передбачив ту класифікацію, яка була створена на основі сучасних уявлень генетики.

Рушійна сила еволюції – тільки спадкова (за класифікацією Дарвіна – невизначена) мінливість.

Саме невизначена мінливість надає велику вибірку варіантів для здійснення природного відбору особин. Інтенсивність природного відбору підстьобується стрімко зростаючої чисельністю особин. Так, Дарвін відзначав, що одна пара слонів (одних з найбільш повільно розмножуються тварин) за 750 років існування може дати 19 млн. Нащадків. А одна самка дафнії за одне літо здатна зробити потомство в особин, маса яких перевершила б масу Землі.

У деяких випадках дійсно вдається спостерігати різке зростання чисельності популяції. Однак, як правило, це відбувається на нетривалих тимчасових інтервалах. За різким підйомом настає різкий спад, пов’язаний з підривом кормової бази.

Таким чином, необмежене зростання чисельності організмів в природі ніколи не можливий.

За Дарвіном: невідповідність між здатністю видів до безмежного розмноження і обмеженістю ресурсів, необхідних для їх існування, є головна причина боротьби за існування.

Велика частина особин гине на різних етапах розвитку, і не залишає після себе нащадків. Існує безліч причин, що обмежують їх чисельність. Це і природно-кліматичні чинники, і боротьба з особинами інших видів, і боротьба з особинами свого виду.

Іноді загибель особин носить випадковий характер. Наприклад, внаслідок стихійного лиха або втручання людини, але, як правило, це не так. Вирішальне наслідок для еволюції має виборча загибель особин, найменш пристосованих до мінливих умов середовища.

Тобто з більшою ймовірністю виживає і розмножується (залишає потомство) той організм, який має набір властивостей, найбільш підходящий для даних умов середовища.

Таким чином, природний відбір – це результат боротьби за існування.

Плейотропія

Подібний експеримент також провів Жан Тисі. Він змішану популяцію плодової мушки, що складається з безкрилих особин і крилатих, помістив на трасі біостанції, сильно продувається вітром. Їжа там була в надлишку. Безкрилих особин спочатку було всього 12,5%, але вже через два місяці під дією вітру змінився фенотипический склад популяції. Безкрилі дрозофіли становили вже 67%. Потім він поставив зворотний експеримент: цю ж популяцію переніс в приміщення, де не було вітру. Через кілька поколінь більшість популяції складали крилаті особини.

...
ПОДІЛИТИСЯ: