Движущий отбор направлен на что
Биология. 11 класс
Главный фактор преобразования организмов
Естественный отбор
Необходимо запомнить
Естественный отбор выступает в роли главного фактора преобразования организмов, способствуя выживанию и оставлению потомства наиболее приспособленными особями. Однако формы естественного отбора, в зависимости от его направленности, эффективности и особенностей среды обитания организмов, могут быть разными.
Графическое отображение естественного отбора
В зависимости от того, где на кривой располагаются наиболее приспособленные фенотипы, учёные выделяют несколько форм естественного отбора.
Движущий отбор – отбор, при котором сдвиг в ряду поколений происходит в определённом направлении. Одностороннее давление движущей силы естественного отбора (с одной стороны) направлено на крайние формы фенотипов.
Классическим примером, доказывающим существование движущей формы отбора, является индустриальный меланизм, описанный на примере изменения покровительственной окраски в популяции берёзовой пяденицы в Англии в XIX в. Вследствие развития промышленности стволы деревьев значительно потемнели, а также погибли светлые лишайники, обитающие на них, из-за чего светлые бабочки стали лучше видны для птиц, а тёмные — хуже.
Индустриальный меланизм у бабочек
Итак, движущий отбор осуществляется при изменении условий окружающей среды или приспособлении к новым условиям при расширении ареала. Он сохраняет наследственные изменения в определённом направлении, перемещая соответственно и норму реакции. Отбор всегда осуществляется по фенотипам, но вместе с ними отбираются генотипы, которых их обусловливают.
Любое приспособление всегда относительно. Приспособленность организмов к новым условиям не означает, что отбор прекращает своё действие в популяции. В постоянных условиях среды действует стабилизирующий отбор. Эта форма отбора направлена в пользу среднего значения признака, установившегося в популяции, то есть особи, существенно отклоняющиеся от среднего значения признаков, устраняются.
Например, во время бури гибнут птицы с короткими и длинными крыльями, а со средними чаще выживают.
Сходство всех особей, наблюдаемое в популяциях – результат действия стабилизирующей формы естественного отбора.
Таким образом, стабилизирующая форма отбора в течение сотен тысяч и миллионов поколений оберегает виды от существенных изменений, от разрушающего влияния мутационного процесса, выбраковывая мутантные формы. Без стабилизирующего отбора не было бы устойчивости (стабильности) в живой природе. Стабилизирующий и движущий отборы взаимосвязаны и представляют две стороны одного процесса. Популяции постоянно вынуждены приспосабливаться к изменениям условий среды. Движущий отбор будет сохранять генотипы, которые наиболее соответствуют изменениям среды. Когда условия среды стабилизируются, отбор приведет к созданию хорошо приспособленной к ней формы. С этого момента в действие вступает стабилизирующий отбор, который будет поддерживать типичные, преобладающие генотипы и устранять от размножения уклоняющиеся от средней нормы мутантные формы.
Для многих популяций характерно существование двух или нескольких форм по тому или иному признаку – полиморфизм. Его нельзя объяснить только возникновением новых мутаций. В одних случаях он может быть обусловлен повышенной относительной жизнеспособностью гетерозигот. В других − может быть результатом действия особой формы отбора, получившей название дизруптивного, или разрывающего
Этот отбор действует в тех случаях, когда две или более генетически различные формы обладают преимуществом в разных условиях, например в разные сезоны года. Хорошо изучен случай с преимущественным выживанием в зимний сезон красных, а в летний − чёрных форм двухточечной божьей коровки. Ещё одним примером действия дизруптивного отбора может служить существование сезонных рас у ряда сорных растений (например, у погремка лугового). Дизруптивный отбор благоприятствует более чем одному фенотипу и направлен против средних промежуточных форм. Он как бы разрывает популяцию по данному признаку на несколько групп, встречающихся на одной территории, и может при участии изоляции привести к разделению популяции на две и более, т.е. к видообразованию.
Известно, что у самцов многих видов ярко выражены вторичные половые признаки – яркие перья попугаев, хвост павлина, алые гребни петухов, окраска тропических рыб, бивни индийского слона и др. Это явление называют половым диморфизмом. На первый взгляд эти признаки носят неадаптивный характер и осложняют жизнь, делая особи более заметными для хищников, уменьшая их шансы на выживание. Но выживание – не единственный компонент приспособленности организмов, второй компонент – успех в размножении. Ещё Ч. Дарвин обратил внимание на то, что эти компоненты часто вступают в противоречие. Он же предложил называть отбор, направленный на успех в размножении половым отбором.
Вторичные половые признаки у самцов разных видов
Самец, который живёт недолго, но нравится самкам, имеет больше шансов на успешное размножение, так как производит больше потомков, чем тот, который живёт долго, но оставляет мало потомков. Например, успех самца-павлина у самок напрямую зависит от яркости его оперения и числа глазков на хвосте.
Рассмотрев формы естественного отбора, можно сделать вывод о том, что он проявляет творческую роль, отбирая и накапливая полезные для популяции и вида наследственные изменения и отбрасывая вредные. Это позволяет постепенно создавать новые, более приспособленные к среде обитания виды.
Биология. 11 класс
Главный фактор преобразования организмов
Естественный отбор
Необходимо запомнить
Естественный отбор выступает в роли главного фактора преобразования организмов, способствуя выживанию и оставлению потомства наиболее приспособленными особями. Однако формы естественного отбора, в зависимости от его направленности, эффективности и особенностей среды обитания организмов, могут быть разными.
Графическое отображение естественного отбора
В зависимости от того, где на кривой располагаются наиболее приспособленные фенотипы, учёные выделяют несколько форм естественного отбора.
Движущий отбор – отбор, при котором сдвиг в ряду поколений происходит в определённом направлении. Одностороннее давление движущей силы естественного отбора (с одной стороны) направлено на крайние формы фенотипов.
Классическим примером, доказывающим существование движущей формы отбора, является индустриальный меланизм, описанный на примере изменения покровительственной окраски в популяции берёзовой пяденицы в Англии в XIX в. Вследствие развития промышленности стволы деревьев значительно потемнели, а также погибли светлые лишайники, обитающие на них, из-за чего светлые бабочки стали лучше видны для птиц, а тёмные — хуже.
Индустриальный меланизм у бабочек
Итак, движущий отбор осуществляется при изменении условий окружающей среды или приспособлении к новым условиям при расширении ареала. Он сохраняет наследственные изменения в определённом направлении, перемещая соответственно и норму реакции. Отбор всегда осуществляется по фенотипам, но вместе с ними отбираются генотипы, которых их обусловливают.
Любое приспособление всегда относительно. Приспособленность организмов к новым условиям не означает, что отбор прекращает своё действие в популяции. В постоянных условиях среды действует стабилизирующий отбор. Эта форма отбора направлена в пользу среднего значения признака, установившегося в популяции, то есть особи, существенно отклоняющиеся от среднего значения признаков, устраняются.
Например, во время бури гибнут птицы с короткими и длинными крыльями, а со средними чаще выживают.
Сходство всех особей, наблюдаемое в популяциях – результат действия стабилизирующей формы естественного отбора.
Таким образом, стабилизирующая форма отбора в течение сотен тысяч и миллионов поколений оберегает виды от существенных изменений, от разрушающего влияния мутационного процесса, выбраковывая мутантные формы. Без стабилизирующего отбора не было бы устойчивости (стабильности) в живой природе. Стабилизирующий и движущий отборы взаимосвязаны и представляют две стороны одного процесса. Популяции постоянно вынуждены приспосабливаться к изменениям условий среды. Движущий отбор будет сохранять генотипы, которые наиболее соответствуют изменениям среды. Когда условия среды стабилизируются, отбор приведет к созданию хорошо приспособленной к ней формы. С этого момента в действие вступает стабилизирующий отбор, который будет поддерживать типичные, преобладающие генотипы и устранять от размножения уклоняющиеся от средней нормы мутантные формы.
Для многих популяций характерно существование двух или нескольких форм по тому или иному признаку – полиморфизм. Его нельзя объяснить только возникновением новых мутаций. В одних случаях он может быть обусловлен повышенной относительной жизнеспособностью гетерозигот. В других − может быть результатом действия особой формы отбора, получившей название дизруптивного, или разрывающего
Этот отбор действует в тех случаях, когда две или более генетически различные формы обладают преимуществом в разных условиях, например в разные сезоны года. Хорошо изучен случай с преимущественным выживанием в зимний сезон красных, а в летний − чёрных форм двухточечной божьей коровки. Ещё одним примером действия дизруптивного отбора может служить существование сезонных рас у ряда сорных растений (например, у погремка лугового). Дизруптивный отбор благоприятствует более чем одному фенотипу и направлен против средних промежуточных форм. Он как бы разрывает популяцию по данному признаку на несколько групп, встречающихся на одной территории, и может при участии изоляции привести к разделению популяции на две и более, т.е. к видообразованию.
Известно, что у самцов многих видов ярко выражены вторичные половые признаки – яркие перья попугаев, хвост павлина, алые гребни петухов, окраска тропических рыб, бивни индийского слона и др. Это явление называют половым диморфизмом. На первый взгляд эти признаки носят неадаптивный характер и осложняют жизнь, делая особи более заметными для хищников, уменьшая их шансы на выживание. Но выживание – не единственный компонент приспособленности организмов, второй компонент – успех в размножении. Ещё Ч. Дарвин обратил внимание на то, что эти компоненты часто вступают в противоречие. Он же предложил называть отбор, направленный на успех в размножении половым отбором.
Вторичные половые признаки у самцов разных видов
Самец, который живёт недолго, но нравится самкам, имеет больше шансов на успешное размножение, так как производит больше потомков, чем тот, который живёт долго, но оставляет мало потомков. Например, успех самца-павлина у самок напрямую зависит от яркости его оперения и числа глазков на хвосте.
Рассмотрев формы естественного отбора, можно сделать вывод о том, что он проявляет творческую роль, отбирая и накапливая полезные для популяции и вида наследственные изменения и отбрасывая вредные. Это позволяет постепенно создавать новые, более приспособленные к среде обитания виды.
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).
Формы естественного отбора
Урок 52. Введение в общую биологию и экологию 9 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Формы естественного отбора»
В живой природе между организмами одного вида, происходит внутривидовая борьба, между организмами разных видов ─ межвидовая. А также о том, что все организмы постоянно борются с неблагоприятными условиями окружающей среды.
Борьба идёт за различные природные ресурсы необходимые для существования. Все перечисленные формы борьбы способствуют естественному отбору. Когда в результате конкуренции один вид вытесняет другой.
Естественный отбор — это основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, с наиболее благоприятными признаками, а количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается.
Тем самым в результате естественного отбора происходит отсеивание видов, которые менее приспособлены к среде своего обитание и которые возможно не имеют каких-либо необходимых признаков для выживания в борьбе за существование.
Так же благодаря естественному отбору виды с благоприятными признаками выдерживаю борьбу, размножаются и передают эти признаки следующему поколению.
Различают формы отбора: стабилизирующий отбор и движущий отбор.
Теорию стабилизирующего отбора разработал выдающийся биолог-эволюционист академик Иван Иванович Шмальга́узен (1884— 1963).
Иван Иванович Шмальгаузен
Стабилизирующий отбор ─ это одна из форм естественного отбора, которая помогает сохранить в популяции оптимальные в данных условиях фенотипы (которые в дальнейшем становятся преобладающими) и действует против проявлений фенотипической изменчивости.
Возникшие мутации, которые способствуют выживанию закрепляются в поколении и меняют генофонды. Но возникают и такие мутации которые уменьшают вероятность выживания организма в конкретном месте его обитания.
Обычно они не закрепляются в популяции и никак не влияют на генофонд, потому как такие организмы обычно не доживают до половозрелого возраста и не дают потомство.
Отсеиванию особей с такими мутациями из популяции способствует стабилизирующий отбор, который поддерживает уже существующие фенотипы.
Например, водяной уж имеет защитную окраску чешуи, которая делает его незаметным в зарослях растительности. Но иногда в результате мутаций возникают особи с окраской, которая делает их заметными… в результате чего они поедаются хищными птицами.
Сохранение ужей, которые имеют защитную окраску и есть стабилизирующий отбор. Таким образом численность мутантов не растёт.
Известен и другой пример стабилизирующего отбора. В Нью-Йорке (США) после сильного урагана погибло большое число городских воробьёв. Орнитологи выяснили, что у погибших воробьёв крылья либо были значительно короче, либо значительно длиннее устоявшихся средних показателей. Выжившие воробьи имели крылья средней длины.
Стабилизирующий отбор приводит к уничтожению крайних отклонений и стабилизирует среднюю норму выраженности признака.
Так же стабилизирующий отбор наблюдается там, где условия внешней среды сохраняются постоянными длительное время, то есть стабильны.
То есть в среде, которая не изменяется выживают особи со средним выражением признака, а отличающиеся от них мутанты погибают.
Движущий отбор – вторая форма естественного отбора.
Он был описан Чарльзом Дарвином. Само название «движущий» говорит о том, что такой отбор определяет направление эволюции.
И если стабилизирующий отбор направлен на поддержание уже существующих фенотипов, то движущий отбор способствует изменениям фенотипов.
Действие движущего отбора может проявляется в ответ на изменение внешних условий.
Так, на острова Средиземного моря в конце третичного периода попали слоны. В условиях ограниченных ресурсов островных лесов преимущество имели особи с небольшими размерами. Мутации карликовости подхватывались движущей формой отбора, а исходные аллели (то есть аллели, которые определяют нормальный для слонов размер), отсеивались вследствие гибели крупных особей. В результате на островах Средиземноморья возникли карликовые слоны ростом до полутора метров (однако они были истреблены первыми охотниками, заселившими эти острова).
Рассмотрим так же действие движущего отбора на примере ночной бабочки ─ берёзовой пяденицы. Ещё её называют перечной пяденицей. В средней полосе России бабочка выводится из куколки обычно в начале июня. Взрослое насекомое ничего не ест и живёт даже для бабочки недолго, 5-6 дней.
Берёзовая пяденица представитель обширного семейства ночных бабочек-геометрид.
Геометридами (то есть землемерами) они называются потому, что их гусеницы ползают, подтаскивая заднюю половину тела к передней, подобно тому как человек отмеряет расставленными большим и указательным пальцами пядь — старую русскую меру длины. Потревоженная гусеница пяденицы приподнимается, вытягивается и застывает в таком положении, напоминая маленький сучок.
Обычно особь вида имеет светлую пёструю окраску, желтоватых, серых или бурых тонов. Защитная окраска пяденицы напоминает лишайник. Помогает ей маскироваться на фоне берёзовой коры.
Из-за окраски, беловатой со множеством мелких черных пятнышек и полосок. берёзовую пяденицу называют «ночной перечной бабочкой». И в самом деле, пятнышки на крыльях похожи на чёрный перец, рассыпанный на белой бумаге.
А в середине 19 века в Англии, и потом в центральной Европе стали появляться особи более темной окраски, сероватого тона с большим количеством сливающихся темных пятен. С самого начала было ясно, что «потемнение» берёзовых пядениц связано с последствиями промышленной революции в Англии. В атмосферу выбрасывалось огромное количество сернистого газа. Это погубило лишайники в лесах, близких к промышленной зоне. Дым оседал в виде сажи на стволах деревьев. И белые пяденицы стали заметными.
Численность темно окрашенных пядениц в промышленных районах начала возрастать, а численность светлоокрашенных сократилось из-за поедания их птицами.
Учёные предположили, что изменения в составе пядениц произошли из-за естественного отбора, связанного с изменениями в окружающей среде.
Что бы подтвердить это предположение. Английский энтомолог проводил эксперименты. Часть бабочек со светлой и темной окраской сажали на деревья загрязнённого леса без лишайников. А в конце дня производили подсчёты. В результате эксперимента было обнаружено, что большинство светлоокрашенных бабочек было съедено птицами мухоловками и поползнями.
Тот же опыт проводили и в окрестностях города. Здесь быстрее выедались тёмноокрашенные особи…
Движущий отбор заключается в том, что при медленном изменении условий среды происходит сдвиг средней нормы в ту или иную сторону. Иными словами, при движущем отборе наблюдается отсев мутаций с одним значением признака, которые заменяются мутациями с другим средним значением признака.
Движущий отбор, таким образом, приводит к эволюционному изменению, оказывая на популяцию такое давление, которое способствует увеличению в ней частоты новых аллелей.
Так же благодаря действию движущего отбора, некоторые виды комаров стали невосприимчивы к инсектицидам.
У таких комаров обнаружили ген, кодирующий образование фермента, который блокирует действие яда. Таким образом выжившие особи дают начало новой популяции. Особи, которой практически не восприимчивы к яду.
Таким образом инсектициды выступают в качестве фактора отбора, который способствует выживанию устойчивых к нему мутантных форм
Увеличение дозы или применение более сильных препаратов вновь создаёт условия для действия движущего отбора, в результате которого образуются все более и более устойчивые популяции.
Рассмотрим ещё один пример движущего отбора на примере эволюции стопы лошади.
Во второй геологической эпохе ─ эоцене стопа лошади имела четыре пальца.
В последней эпохе палеогенового периода – олигоцене, наблюдалось смещение косточек. В первой эпохе неогенового периода – миоцене, изменение стопы лошади продолжается. В эпохе четвертичного периода – плейстоцене, стопа лошади стала иметь один палец.
Таким образом в результате эволюции у лошади остался один (средний палец на ноге).
Такая эволюция стопы связана с переходом от жизни в лесах на тропической почве к жизни в открытых сухих степях.
Способность к быстрому бегу в степи имеет защитное значение и позволяет более эффективно находить водоёмы и кормовые угодья. Таким образом увеличение быстроты бега достигалось облегчением скелета ноги и постепенным уменьшением числа пальцев.
Действие движущего отбора проследить очень трудно, так как в большинстве случаев процесс отбора идёт очень медленно. И проявляется не всегда отчётливо.