Конспект по теме «Движущие силы эволюции. Борьба за существование и естественный отбор»
План
1. Борьба за существование.
2. Формы борьбы за существование
3. Естественный отбор — ведущая движущая сила эволюции.
4. Формы естественного отбора.
5. Творческая роль естественного отбора.
6. Половой отбор.
1. Борьба за существование.
Борьба за существование — один из факторов эволюции и одно из основных понятий в теории эволюции Ч. Дарвина.
ЗАПИШИТЕ Борьба за существование — вся совокупность отношений между особями и различными факторами внешней среды.
По Дарвину, борьба за существование — есть результат, с одной стороны, тенденции к безграничному размножению, а с другой, — ограниченности природных ресурсов, то есть несоответствие интенсивности размножения и средств жизни приводит к борьбе за существование.
Приведем примеры большой плодовитости видов:
• холерная бацилла за сутки может дать потомство массой 100 т;
• потомство пары птиц величиной с воробья при продолжительности жизни 4 года может покрыть весь земной шар за 35 лет;
• потомство одного одуванчика за 10 лет может покрыть пространство в 15 раз большее суши земного шара (пример К. А. Тимирязева);
• потомство пары мух съест мертвую лошадь так же скоро, как лев (пример К. Линнея) и др.
Плодовитость вида тем выше, чем выше вероятность истребления потомства.
Потенциал размножения велик, но численность взрослых особей вида постоянна. Почему? Потому что большая часть особей погибает, не дожив до возраста половозрелости в борьбе за средства жизни.
Термин «борьба за существование» Дарвин предлагал рассматривать в широком и метафорическом смысле. Словом «борьба» он обозначал не столько борьбу, сколько конкуренцию. Прямые столкновения между особями одного вида происходят только в случае перенаселения популяции. Понятие «борьба за существование» включает в себя и отношения паразитизма, сотрудничества и т. д.
Что значит выражение: «Особь достигла успеха в борьбе за существование?». Высшая награда в этом соревновании — оставление потомства, передача генов следующим поколениям, а не только сохранение жизни. Неуспех в борьбе — не всегда гибель данной особи, а чаще неучастие в размножении. Следствием борьбы за существование является естественный отбор.
ЗАПИШИТЕ Ч. Дарвин выделял три формы борьбы за существование: внутривидовую, межвидовую, борьбу с неблагоприятными условиями среды.
Формы борьбы за существование
1. Внутривидовая – самая жёсткая и острая, т. к. все особи одного вида нуждаются в одних и тех же и к тому же ограниченных ресурсах: пище, жизненном пространстве, убежищах, местах размножения.
Вывод: форма этой борьбы обусловливает процветание вида в целом, способствует его совершенствованию.
Пример: Популяция одуванчика.
1. Межвидовая – протекает остро, если виды относятся к одному роду и нуждаются в одинаковых условиям существования.
Пример: Серая крыса крупнее и агрессивнее, вытеснила черную крысу в поселениях человека.
Межвидовая борьба включает отношения типа:
хищник →жертва
паразит → хозяин
растение →травоядное животное
Вывод: форма этой борьбы приводит к эволюции обоих взаимодействующих видов, к развитию у них взаимных приспособлений. Так же она усиливает и обостряет внутривидовую борьбу.
1. Борьба с неблагоприятными условиями среды также усиливает внутривидовое состязание, т. к. особи одного вида конкурируют за пищу, свет, тепло и т. д.
Вывод: Победители – наиболее приспособленные особи (с эффективным обменом веществ и физиологическими процессами). Если биологические особенности передадутся по наследству, то при этом будут совершенствоваться видовые приспособления к среде обитания.
ЗАДАНИЕ №1 ЗАПОЛНИТЕ ТАБЛИЦУ В РАБОЧЕЙ ТЕТРАДИ.
Характеристика форм борьбы за существование.
Форма борьбы | Результат борьбы | Примеры из царства животных | Примеры из царства растений |
Внутривидовая | |||
Межвидовая | |||
С условиями среды |
1. Естественный отбор — ведущая движущая сила эволюции.
Рассмотренные нами факторы эволюционного процесса носят ненаправленный, во многом случайный характер. Единственным фактором, имеющим направленный характер, является естественный отбор. Он является следствием разнообразных типов взаимоотношений живых существ между собой и с условиями среды, то есть следствием борьбы за существование. Что же такое естественный отбор?
Естественный отбор — процесс, в результате которого преимущественно выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные особи каждого вида и погибают менее приспособленные.
Характеристики отбора:
• необходимая предпосылка - наследственная изменчивость;
• характер - направленный, он всегда направлен в сторону большей приспособленности к условиям среды обитания;
• фактор отбора - природная среда со своими условиями;
• генетическая сущность - заключается в неслучайном сохранении в популяции определенных генотипов и избирательном участии их в передаче генов следующему поколению;
• результат - преобразование генофонда популяции, формирование приспособленностей;
• следствие - увеличение разнообразия форм организмов; последовательное усложнение организации в ходе прогрессивной эволюции; вымирание менее приспособленных видов.
Таким образом, естественный отбор способен целенаправленно из поколения в поколение отбирать особей, приспособленных в большей степени к условиям среды обитания.
Дарвиновская концепция естественного отбора получила дальнейшее развитие в работах С. С. Четверикова, И. И. Шмальгаузена, Р. Фишера, С. Райта, Ф. Г. Добржанского и др.
Естественный отбор достаточно полно обнаруживается лишь в достаточно больших популяциях, так как по мере сокращения численности возрастает роль случайных факторов.
1. Формы естественного отбора.
Естественный отбор в природе действует в различных направлениях и соответственно приводит к различным результатам. Поэтому принято различать несколько форм естественного отбора. Дадим их характеристику.
Движущий (направленный, ведущий) отбор — форма отбора, благоприятствующая лишь одному направлению изменчивости и не благоприятствующая всем остальным ее вариантам.
Под контролем движущего отбора генофонд популяции изменяется как целое, то есть не происходит обособления дочерних форм (дивергенции). В результате движущего отбора в генофонде популяции накапливаются и распространяются мутации, обеспечивающие изменение фенотипа в данном направлении. В популяции под действием движущего отбора от поколения к поколению происходит изменение признака в определенном направлении.
Приведем примеры действия движущего отбора. Например, увеличение размеров тела у лошади (вспомните филогенетический ряд лошади), уменьшение размеров тела слонов на островах Средиземного моря, индустриальный меланизм (потемнение покровов тела животных в промышленных центрах), выработка у насекомых устойчивости к ядохимикатам и др.
Стабилизирующий отбор — наблюдается при длительном сохранении постоянных условий внешней среды.
Стабилизирующий отбор благоприятствует сохранению в популяции оптимального в данных условиях фенотипа, который становится преобладающим и действующим против проявления фенотипической изменчивости. При этом популяция остается фенотипически однородной, но ее генофонд может меняться на основе появления мутаций с тем же значением средней, но с более узкой нормой реакции. Примерами стабилизирующего отбора являются сохранение у насекомоопыляемых растений размеров и формы цветка, так как цветки должны соответствовать размерам тела насекомого-опылителя, или сохранение реликтовых видов (гаттерия, латимерия, гинкго и др.) Таким образом,
стабилизирующий отбор стоит на страже постоянства видов, обеспечивая их фенотипическую неизменность.
Дизруптивный (от лат. disruptus — разорванный), разрывающий отбор — имеет место, когда в различных частях ареала данного вида, или популяции, действуют различные условия среды обитания. Данная форма отбора благоприятствует двум или нескольким направлениям изменчивости (классам фенотипов), но не благоприятствует среднему (промежуточному) фенотипу. При действии разрывающего отбора внутри популяции обычно возникает полиморфизм — несколько отчетливо различающихся фенотипических форм. Действие дизруптивного отбора внутри вида приводит к изоляции популяций друг от друга, вплоть до обособления их в качестве новых видов. Иногда дизруптивный отбор рассматривают как частный случай движущего отбора, так как он, в отличие от стабилизирующего отбора, приводит к изменению фенотипического облика популяции.
Движущий и стабилизирующий отбор действуют в средних по размерам популяциях, а дизруптивный отбор — в обширных популяциях или ареалах. Движущий и стабилизирующий отбор тесно связаны друг с другом и часто сменяют друг друга.
Например, на океанических островах мухи с нормальными крыльями сдуваются в океан и погибают. Преимущество у длиннокрылых, оказывающих сопротивление ветру, и у организмов, с недоразвитыми (рудиментарными) крыльями, переходящих к ползающему образу жизни.
Обстоятельства, благоприятствующие естественному отбору:
- высокая частота проявления неопределённых наследственных изменений
- многочисленность особей вида, повышающая вероятность полезных изменений
- неродственное скрещивание, увеличивающее размах изменчивости в потомстве
- изоляция группы особей, препятствующая их скрещиванию с остальной массой организмов данной популяции
- широкое распространение вида.
Половой отбор.
Половой отбор — форма естественного отбора у некоторых видов животных, основанная на соперничестве одного пола за спаривание с особями другого пола.
За счет полового отбора появился половой диморфизм и развились вторичные половые признаки (яркое оперение, разветвленные рога и т. д.). Эти признаки могут быть вредны и для особи, идля вида (например, тяжелые разветвленные рога у оленей, тяжелый яркий хвост у некоторых птиц). Почему же тогда отбор сохраняет, а часто и усугубляет эти признаки?
Половой отбор интерпретируется в настоящее время как отбор особей, обладающих сопротивляемостью к внутренним паразитам.
Ярко выраженные вторичные половые признаки указывают на отсутствие у особи внутренних паразитов, мешающих их развитию. Поэтому эволюционно закрепилось поведение выбора полового партнера с ярко выраженными вторичными половыми
признаками.
ЗАДАНИЕ №2 ЗАПОЛНИТЕ ТАБЛИЦУ В РАБОЧЕЙ ТЕТРАДИ.
Показатели | Искусственный отбор | Естественный отбор |
Исходный материал для отбора | ||
Путь благоприятных изменений | ||
Путь неблагоприятных изменений | ||
Характер действия | ||
Результат отбора | ||
Формы отбора |