Что является элементарным эволюционным материалом

Что является элементарным эволюционным материалом

Выберите положения синтетической теории эволюции.

1) единица эволюции — популяция

2) единица эволюции — вид

3) факторы эволюции — мутационная изменчивость, дрейф генов, популяционные волны

4) факторы эволюции — наследственность, изменчивость, борьба за существование

5) формы естественного отбора — движущий и половой

6) формы естественного отбора — движущий, стабилизирующий, дизруптивный

Синтетическая теория эволюции — современный дарвинизм — возникла в начале 40-х годов XX в. Она представляет собой учение об эволюции органического мира, разработанное на основе данных современной генетики, экологии и классического дарвинизма.

Основные положения синтетической теории эволюции в общих чертах можно выразить следующим образом:

Материалом для эволюции служат наследственные изменения — мутации (как правило, генные) и их комбинации.

Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.

Наименьшей единицей эволюции является популяция.

Эволюция носит в большинстве случаев дивергентный характер, т. е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов.

Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.

Вид состоит из множества соподчиненных, морфологически, физиологически, экологически, биохимически и генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц — подвидов и популяций.

Вид существует как целостное и замкнутое образование. Целостность вида поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при которых наблюдается обмен аллелями («поток генов»).

Макроэволюция на более высоком уровне, чем вид (род, семейство, отряд, класс и др.), идет путем микроэволюции. Согласно синтетической теории эволюции, не существует закономерностей макроэволюции, отличных от микроэволюции. Иными словами, для эволюции групп видов живых организмов характерны те же предпосылки и движущие силы, что и для микроэволюции.

Любой реальный (а не сборный) таксон имеет монофилетическое происхождение.

Эволюция имеет ненаправленный характер, т. е. не идет в направлении какой-либо конечной цели.

Источник

Что является элементарным эволюционным материалом

Москва, «Наука«, 1977

2. Элементарная эволюционная структура — популяция

Элементарная эволюционная единица должна удовлетворять следующим требованиям:
она должна быть как таковая далее неподразделима, т. е. выступать во времени и в пространстве как некое единство;
она должна быть как таковая способна во времени — т. е. в чреде биологических поколений — наследственно изменяться;
она должна реально и конкретно существовать в природных условиях.

Рис. 1. Популяционная структура ареала двух видов млекопитающих А — сибирский козел (Сарга sibirico) на Алтае; Б — узкочерепная полевка (Stenocranius gregalis) на одном из лугов Восточного Тян­Шаня. Масштабы схем относятся друг к дру­гу, как 1 : 4000 (А — по Гептнеру и др., 1961; Б — по Зиминой, 1964). 1 — границы по­селений; 2 — границы пятен щавеля, 3 — тропинки; кружки норы полевок

Такой единицей, ко­нечно, не может быть инди­вид, во всяком случае у большинства живых орга­низмов, размножающихся поло­вым путем.

Мы знаем, что практи­чески все виды живых ор­ганизмов в пределах своего ареала распределены нерав­номерно: они либо распада­ются на территориально (на суше или в воде) разобщен­ные группы индивидуумов (например, березовые колки в лесо­степи), или, если индивиды распределены по всей территории, плотность населения сильно варьирует от места к месту (при этом территории, густо населен­ные, отделяются одна от другой территориями, слабо населенными). Поэтому, а также ввиду огромной чис­ленности и внутренней ге­терогенности, элементарной эволюционной единицей не может быть и вся совокуп­ность осо­бей (население) данного вида, вид в целом.

Упомянутая выше не­равномерность распределе­ния особей вида в пре­делах ареала ведет к тому, что вся совокупность особей каждо­го вида в природных условиях подразделяется на ряд отдельных более или менее сильно изолированных друг от друга совокупностей, обычно именуемых популяциями. Число таких по­пуляций в пределах вида может быть очень различным: от от­носительно небольшого числа, например, у островных видов и видов с весьма небольшим ареалом до огромного числа у широко рас­пространенных, эврибионтных видов с большой численностью особей (рис. 1).

Очень существенно то, что такие популяции всегда отделяют­ся от соседних той или иной степенью изоляции, всегда непол­ной; понимается это в том смысле, что внутри популяции (пред­ставляющей собой, как выше говорилось, совокупность особей, либо территориально отделенную от соседних, либо отделенную территорией с меньшей плотностью населения) случайное скре­щивание и «перемешивание» особей осуществляется легче и чаще, чем между соседними популяциями. Сказанное схематически изоб­ражено на рис. 2.

Рис. 2. Основные варианты неравномерного распределения особей внутри ареала вида (схема) а — ленточный тип; б и в — пятнистый, или островной, тип (по Тимофееву­Ресовскому, 1939) .

Итак, популяция реально существует в природе, она выступает во времени и в пространстве как определен­ное единство, и она, как мы увидим далее, способна изме­няться в течение поколений.

Таким образом, популяц­ия является элементарной эволюцион­ной структурой, удовлетворяющей поставленным требованиям. При этом популяции можно дать следующее достаточно строгое общее определение: популяция является совокупностью особей определенного вида, в течение достаточно длительного времени (большого числа поколений) населяющих определенное простран­ство (территорию или акваторию), внутри которого практически осуществляется та или иная степень панмиксии, нет заметных изоляционных барьеров и которая отделена от соседних таких же совокупностей особей данного вида и той или иной степенью давления тех или иных форм изоляции.

Рассмотрение этого определения и других особенностей попу­ляции подробнее дано в книге Н. В. Тимофеева­Ресовского и др. (1973).

3. Элементарное эволюционное явление — изменение генотипического состава популяций

Популяция в данном выше определении является элементар­ной эволюционной структурой. Элементарным же эволюционным явлением должно считаться наследственное изменение этой эво­люционной структуры. Для его формулировки необходимо рас­смотреть и в общих чертах представить генетическую структуру популяций.

Так как у всех живых организмов постоянно протекает спон­танный мутационный процесс, всякая существующая в течение ряда поколений совокупность особей неизбежно будет гетерогенна по своему генетическому составу: гомогенными могут быть лишь «свежие», только что образовавшиеся чистые линии и кло­ны. Популяции, даже если они фенотипически относительно од­нородны, представляют собой, таким образом, весьма гетероген­ную смесь различных генотипов.

При постоянстве и невысокой интенсивности давления раз­личных факторов на популяцию ее генотипический состав, неиз­бежно флуктуируя, может оставаться в среднем статистически довольно неизменным в течение более или менее длительного вре­мени. Если, однако, популяция испытывает интенсивное давление какого­либо фактора (или достаточно длительное неинтенсивное давление без изменения его вектора), то неизбежно должно на­ступить смещение или изменение в генотипической смеси, обра­зующей популяцию (в генофонде). Если появление новых (или изменение интенсивности старых) давлений тех или иных факто­ров на популяцию будет достаточно интенсивно и длительно, то генофонд, или генотипический состав популяции, изменится так­же на достаточно длительное время: произойдет эволюционно зна­чимое генетическое изменение популяции.

Таким образом, элементарным эволюционным явлением нужно считать длительное и векторизованное изменение генотипического состава популяции. Совершенно ясно, что без таких генетиче­ских изменений популяции невозможно начало и протекание эво­люционного процесса, хотя элементарное эволюционное явление в только что сформулированном смысле само по себе еще отнюдь не является эволюционным процессом.

Таким образом, элементарной эволюционной структурой явля­ется популяция, а элементарным эволюционным явлением — из­менение ее генотипического состава. Думается, что данные выше формулировки понятий «популяция» и «изменение ее генотипиче­ского состава» являются теоретически достаточно строгими и од­нозначными и в этом смысле удовлетворительными на период предвидимого развития микроэволюционного учения.

Однако уже здесь мы сталкиваемся с явлением, с которым будем иметь дело и далее: в комплексных природных явлениях мы всегда встречаемся с нечеткостью и «размазанностью» границ. Это касается особенно всех тех структур и явлений, которые по самой природе своей динамичны и постоянно флуктуируют и ме­няются в пространстве и времени. Таковыми являются и попу­ляции, и изменения их генотипического состава. Поэтому, не­смотря на достаточную строгость теоретических определений и формулировок, необходимо большое число точных описаний попу­ляций, их генотипического состава, флуктуации и векторизован­ных изменений этого генотипического состава во времени в кон­кретных природных условиях. При этом нельзя забывать, что в каждом данном отрезке времени подобно видам и популяции могут находиться in statu nascendi (в процессе становления): конкретная популяция может находиться в состоянии разделения на две или несколько популяций, отделяющихся друг от друга существующими или возникающими изоляционными барьерами. То же самое может касаться и протекания во времени измене­ний их генотипического состава, которое, кстати, неизбежно бу­дет сопровождать и всякое популяционное новообразование. Поэтому, песмотря на естественную «текучесть» границ, всё же йри изучении в анализе конкретных природных ситуаций необходимо исходить из строгих теоретических формулировок.

Далее мы переходим к рассмотрению эволюционного материа­ла, из которого складывается генофонд популяции, и тех факто­ров, которые могут привести к образованию элементарных эволю­ционных явлений.

Источник

Элементарный эволюционный материал и эволюционная единица

Эволюционные процессы продолжаются бесконечно, а элементарный эволюционный материал для них поставляют несколько факторов. Благодаря им популяции постепенно изменяются, возникают новые виды и подвиды, так что в целом можно сказать, что этот процесс ответственен за видообразование, по крайней мере, отчасти. К такому выводу пришли учёные после изучения изменчивости в ходе эволюции. Оказалось, что изменчивость тут играет очень большую роль, и ещё Чарльз Дарвин утверждал, что в природе невозможно найти двух абсолютно одинаковых особей. Судя по тому, что известно нам сейчас, гениальный натуралист был абсолютно прав.

Читайте также:
Виды и направления эволюционного процесса
Естественный отбор и искусственный отбор
Дрейф генов и изоляция в биологии

Эволюционный материал

Элементарным эволюционным материалом являются мутации и генотипическая изменчивость, то есть комбинации. Основная доля приходится на мутации, которые, в свою очередь, разделяются на несколько видов. Они бывают как полезными, так и нейтральными или вредными, но полезные встречаются редко.

Эволюционная единица

Современная наука считает элементарной эволюционной единицей популяцию, то есть группу особей одного вида, долгое время проживающую в одном и том же ареале. Она так называется, потому что это самая мелкая из групп особей, способная на эволюционные процессы, ведь отдельные организмы или их ещё более мелкие группы (вроде птичьей стаи или колонии крыс) не способны эволюционировать. Конечно, и в отдельных живых существах могут возникать какие-то мутации, поставляющие элементарный эволюционный материал, но такие случаи не показательны. А в случае с элементарной эволюционной единицей естественный отбор идет по фенотипам (признакам), поэтому для эволюции нужно разнообразие особей в популяции. Отбирая наиболее приспособленные к выживанию фенотипы, естественный отбор оставляет оптимальные генотипы, то есть комбинации генов. В результате выживают и оставляют потомство именно особи с наиболее выгодными в данных условиях генотипами.

Оцените статью и поделитесь ей в соцсетях!

Средний рейтинг: 5 / 5. Количество оценок: 11

Источник

Элементарный эволюционный материал

Проблеме материала, на базе которого существляются эволюционные преобразования, всегда уделяли большое внимание и в решении этой проблемы намечались разные подходы. Но только Дарвин впервые достаточно убедительно показал, что в эволюции видов ведущая роль принадлежит неопределенным индивидуальным наследственным изменениям, которые являются материалом для отбора. Однако биология того времени еще не в состоянии была раскрыть процесс формирования внутривидового разнообразия особей.

С развитием экспериментальной генетики в XX в. все фундаментальные проблемы изменчивости получили научное объяснение: установлен материальный субстрат наследственности, раскрыты основные закономерности ее изменчивости и формирования генотипического разнообразия особей популяции, вида. В настоящее время общепринято считать мутации и их комбинации элементарным материалом эволюции.

Мутации возникают в результате перестройки материальных носителей наследственности нуклеиновых кислот, генов, хромосом. Выделяют три новных типа мутаций: геномные (изменения числа хромосом), хромосомные (изменения структуры хромосом) и генные (изменения структуры гена).

Мутации создают разнообразие особей в популяциях и являются тем первичным материалом, на базе которого осуществляются эволюционные преобразования видов.

Кроме ядерных выделяют цитоплазматические мутации, происходящие в некоторых редуплицирующихся органоидах цитоплазмы (например, в пластидах, митохондриях) и изменяющие их морфологические признаки, биохимическую функцию, что ведет к изменению фенотипа. Значение для эволюции таких внеядерных мутаций у высших организмов изучено недостаточно и, по всей вероятности, оно невелико.

Таким образом, мутации затрагивают все признаки и свойства организма, и мутационный процесс достаточно насыщает природные популяции различными наследственными изменениями.

Эволюционное Значение мутаций. Мутации сами по себе не имеют адаптивного значения, а большинство их, поскольку они нарушают нормальное развитие, вредны. Немногие полезные мутации и их комбинации подхватываются отбором и включаются в перестройку вида, породы, сорта. Этим определяется их важное эволюционное значение. В результате распространения мутаций и их комбинаций в популяциях и повышения их концентрации (насыщенности) они дифференцируют вид, приобретают значение диагностического, таксономического признака, включаются в сферу действия естественного отбора, который усиливает генетические различия между особями и их группами «выводит» такие изменения на эволюционную арену.

Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова [и д.р.]. – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.

Источник

Элементарная единица эволюции

Элементарная единица эволюции

Популяция — элементарная единица эволюции

Популяция — самая мелкая из групп особей|особей, способная к эволюционному развитию, поэтому её называют элементарной единицей эволюции. Отдельно взятый организм не может являться единицей эволюции. Эволюция происходит только в группе особей|особей. Поскольку отбор идёт по фенотипам, особи данной группы должны отличаться друг от друга, т. е. группа должна быть разнокачественной. Разные фенотипы в одних и тех же условиях могут обеспечиваться разными генотипами. Генотип же каждого конкретного организма на протяжении всей жизни остаётся неизменным- Популяция благодаря большой численности особей|особей представляет собой непрерывный поток поколений и в силу мутационной изменчивости — разнородную (гетерогенную) смесь различных генотипов. Совокупность генотипов всех особей|особей популяции — генофонд — основа микроэволюционных процессов в природе.

Вид как целостная система не может быть принят за единицу эволюции, так как обычно виды распадаются на составные их части — популяции. Вот почему роль элементарной эволюционной единицы принадлежит популяции.

Элементарная единица эволюции

Численность – это общее|общее количество особей|особей в популяции. Численность популяции зависит от темпов размножения, а также смертности, и поэтому постоянно изменяется. Для каждой популяции обычно есть верхний и нижний пределы численности. У одного и того же вида могут быть как большие|большие, так и маленькие популяции.

Плотность популяции – это количество особей|особей или их биомасса (совокупная масса живого вещества), приведённая на единицу площади или объёма. Например, 150 растений сосны|сосны на 1 гектар или 0,5 циклопа на 1 м3 воды|воды. Плотность популяции также изменяется и зависит от численности.

Пространственное распределение описывает особенности размещения особей|особей популяции на занимаемой территории. Природным популяциям свойственно три типа распределения особей|особей: случайное, равномерное и групповое.

Возрастная структура популяции отражает соотношение различных возрастных групп, а также сезонную и многолетнюю динамику этого соотношения.

В популяции обычно выделяют три возрастные категории особей|особей:

предрепродуктивная (особи, не достигшие половой|половой зрелости),

репродуктивная (особи способные к размножению),

пострепродуктивная (особи утратившие способность к размножению).

При благоприятных условиях в популяции присутствуют всё|все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильное их относительное количество. Численность особей|особей находящихся в репродуктивном периоде – очень важный показатель. Его ещё называют эффективная численность.

Половую структуру популяции определяет соотношение полов в популяциях с раздельнополыми особями. К ним относятся большинство животных и всё|все двудомные растения. Скорость размножения популяции обычно лимитируется количеством половозрелых самок.

Всё|Все описанные характеристики популяции сильно изменяются во времени. Популяции могут объединяться или разделяться, возникать или вымирать.

Изоляция популяций приводит к тому, что особи преимущественно скрещиваются внутри популяции. Это приводит к накоплению генетических различий между разными популяциями. В такой популяции генотипы организмов оказываются похожи более, чем между разными популяциями.

Совокупность генотипов всех особей|особей популяции называется генофондом.

Закрепившиеся мутации передаются внутри популяции и необязательно попадают|попадают в другие. Длительное накопление таких различий может вести|вести к видообразованию. Однако если видообразование не происходит, популяция всё равно существует в пределах системы популяций исходного вида длительное время и обеспечивает передачу накопившихся генетических изменений в ряду многих поколений.

Индивидуальные отличия отдельных индивидуумов не могут передаваться по наследству. Жизнь особи ограничена, и она может умереть, не оставив потомства.

Для передачи генетической информации требуется размножение, которое у многих организмов может происходить только в условиях популяции.

Поэтому популяция является элементарной, т. е. минимальной единицей эволюции.

Видео по теме : Элементарная единица эволюции

Элементарная единица эволюции

Популяция — элементарная единица эволюции

В ходе эволюции происходит передача наследственных свойств и признаков организмов в ряду поколений. Отдельный организм не может выступать в роли элементарной единицы эволюции. Во-первых, он существует ограниченное время (одно поколение) и не способен обеспечить продолжение рода|рода. Во-вторых, каждая особь|особь развивается на основе генотипа, полученного от родителей. Как бы ни менялся фенотип особи, её генотип в течение жизни остаётся практически неизменным. Естественный отбор может протекать только в неоднородных как по фенотипу, так и по генотипу группах. Следовательно, отдельный организм не может служить материалом для естественного отбора.

Дарвин рассматривал эволюцию на уровне вида. В то время вид считался наименьшей неделимой единицей природы. Однако по современным представлениям вид дискретен и разделяется на популяции. Значит, вид не является наименьшей неделимой единицей природы, способной к эволюции, а представляет собой этап эволюционного процесса.

Следовательно, особь|особь или вид не могут быть элементарной единицей эволюции, а её роль выполняет популяция. В природе популяция может длительно существовать, благодаря смене поколений особей|особей, различающихся по генотипам. Совокупность генотипов всех особей|особей популяции называется генофондом. Эффективность распространения в популяции каждого конкретного генотипа зависит от того, насколько сформировавшийся на его основе фенотип особи соответствует условиям её обитания. Однако условия жизни и численность популяции непостоянны во времени. Соответственно изменяется и полезность фенотипов. То, что было полезным в предыдущем поколении, может оказаться бесполезным или вредным в последующем, и наоборот. В результате одни генотипы распространяются в популяции, а другие становятся редкими и постепенно исчезают, что приводит к изменению генофонда популяции.

Не остаются постоянными и сами генотипы. Отдельные их элементы (гены) также меняются со временем. В генах возникают мутации, меняющие генотипы и фенотипы особей|особей и их потомков.

Таким образом, в популяциях постоянно изменяются генотипы особей|особей и меняется их соотношение в генофондах. Это приводит к появлению генетических различий между популяциями, которые усиливаются под действием естественного отбора при наличии барьеров между ними. Со временем генофонды популяций могут стать настолько разными, что между особями этих популяций будет невозможно скрещивание. Это значит, что популяции стали новыми видами. Образование новых видов — это результат эволюции.

Как видно, для протекания эволюционного процесса необходимо, чтобы в популяции появилось генотипическое разнообразие особей|особей и происходило изменение соотношения генотипов в генофонде, т. е. сформировался элементарный эволюционный материал. Его формирование в популяции происходит в результате действия определённых факторов — предпосылок эволюции.

Исследования в области эволюционной биологии, генетики и экологии подтвердили справедливость положений теории Дарвина и выявили ряд факторов, которые играют важную роль в процессе эволюции. Их принято разделять на предпосылки и движущие силы эволюции. Согласно современным представлениям к предпосылкам эволюции, как уже отмечалось, относятся: мутационный процесс, комбинативная изменчивость, поток генов, популяционные волны|волны (волны|волны жизни), дрейф генов, изоляция. Всё|Все предпосылки, за исключением изоляции, создают элементарный эволюционный материал. Изоляция не создаёт материал для естественного отбора, а закрепляет генетические различия между популяциями или их частями, возникшие в результате его действия.

Таким образом, предпосылки эволюции в зависимости от их роли можно разделить на две группы:

Мутационный процесс — случайный и ненаправленный процесс возникновения наследственных изменений — мутаций — под действием мутагенных факторов среды|среды. Он создаёт эволюционный материал для естественного отбора в виде изменённых генотипов (мутационная изменчивость). Частота спонтанных мутаций в отдельном гене невелика (одна мутация на 104-109 гамет одного поколения). Но поскольку одновременно мутируют многие гены, то в среднем 10-15 % гамет в поколении несут мутантные аллели.

Источник