к чему приводит усиление в природной популяции мутационного процесса
К чему приводит усиление в природной популяции мутационного процесса
Большое значение в эволюции Ч. Дарвин придавал изоляции видов, благодаря которой
Большое значение в эволюции органического мира Ч. Дарвин придавал наследственной изменчивости, так как она способствует
Приспособленность растений и животных к среде обитания
Усиление в природной популяции мутационного процесса
Какая из движущих сил эволюции человека отсутствовала на ранних этапах его становления
Наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор — это
Основу естественного отбора составляет
Основным результатом эволюции является
К движущим силам эволюции относят
Основная заслуга Ч. Дарвина в развитии биологии заключается в
К чему приводит усиление в природной популяции мутационного процесса
Роль рецессивных мутаций в эволюции состоит в том, что они
Среди движущих сил эволюции, ведущих к возникновению приспособлений у особей к среде обитания, направляющий характер имеет
Фактор эволюции, основу которого составляет возникновение преград к свободному скрещиванию особей, называют
В природе существует около 2 млн. видов растений и животных, которые рассматриваются как
Результатом эволюции является
При географическом видообразовании формирование нового вида происходит в результате
Следствием эволюции организмов нельзя считать
Почему численность завезенных в Австралию кроликов возросла во много раз?
Какая форма изменчивости служит исходным материалом для естественного отбора?
Какая изменчивость обеспечивает эволюцию видов?
Значение наследственной изменчивости в эволюции заключается в том, что она
Установите последовательность процессов, характерных для листопада.
1) образование отделительного слоя на черешке
2) накопление в листьях вредных веществ в течение лета
3) опадение листьев
4) разрушение хлорофилла вследствие похолодания и уменьшения количества света
5) изменение окраски листьев
Генетическую неоднородность особей в популяции усиливает
К чему приводит усиление в природной популяции мутационного процесса
Усиление в природной популяции мутационного процесса
Какая из движущих сил эволюции человека отсутствовала на ранних этапах его становления
Наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор — это
Основу естественного отбора составляет
НА ОСНОВЕ наследственной изменчивости, в ПРОЦЕССЕ борьбы за существование идет ЕСТЕСТВЕННЫЙ отбор
Основным результатом эволюции является
К движущим силам эволюции относят
Основная заслуга Ч. Дарвина в развитии биологии заключается в
К чему приводит усиление в природной популяции мутационного процесса
Роль рецессивных мутаций в эволюции состоит в том, что они
Среди движущих сил эволюции, ведущих к возникновению приспособлений у особей к среде обитания, направляющий характер имеет
Фактор эволюции, основу которого составляет возникновение преград к свободному скрещиванию особей, называют
В природе существует около 2 млн. видов растений и животных, которые рассматриваются как
Т. к. виды в природе возникают под действием движущих сил эволюции.
Результатом эволюции является
При географическом видообразовании формирование нового вида происходит в результате
Следствием эволюции организмов нельзя считать
Почему численность завезенных в Австралию кроликов возросла во много раз?
Какая форма изменчивости служит исходным материалом для естественного отбора?
Какая изменчивость обеспечивает эволюцию видов?
Значение наследственной изменчивости в эволюции заключается в том, что она
Установите последовательность процессов, характерных для листопада.
1) образование отделительного слоя на черешке
2) накопление в листьях вредных веществ в течение лета
3) опадение листьев
4) разрушение хлорофилла вследствие похолодания и уменьшения количества света
5) изменение окраски листьев
Генетическую неоднородность особей в популяции усиливает
Чтобы решить вопрос о принадлежности двух популяций к одному виду, важно
Таким образом, среди критериев вида нет ни одного, который можно было бы использовать как единственный абсолютный видовой критерий.
Получены плодовитые гибриды от скрещивания местного крупного рогатого скота с яками и зебу (подвидом крупного рогатого скота, распространенного в Азии и Африке). Продуктивны гибриды белуги и стерляди (бестер), карпа и карася. Также плодовито потомство, полученое при скрещиваниях между одногорбым и двугорбым верблюдами, домашней лошадью и лошадью Пржевальского, зубрами и бизонами.
У растений это проще, вспомните тритикале — гибрид пшеницы и ржи, вполне плодовитый.
К движущим силам эволюции относится
К движущим силам эволюции относится
Что было движущей силой эволюции в развитии длинной шеи жирафа по Ч. Дарвину?
Причиной многообразия организмов является
К движущим силам эволюции не относится
1. Наследственная изменчивость (мутации и комбинации);
2. Естественный отбор — это главный, ведущий, направляющий фактор эволюции, приводит к приспособленности, к возникновению новых видов;
3. Борьба за существование (внутри видовая, межвидовая, с неблагоприятными факторами).
А также: случайное (ненаправленное) сохранение признаков (популяционные волны и дрейф генов) и изоляция.
Значит идиоадаптация не относится к движущим силам эволюции. Идиоадаптация — это частное приспособление организмов к определённому образу жизни в конкретных условиях внешней среды.
Сохраняет среднюю величину изменчивости признака
Если из популяции одного вида постепенно возникает подвид, то такой процесс называется
Макроэволюция — эволюционные изменения на уровне видов или выше, то есть образование новых видов, родов и т. д.
Ароморфоз — прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов.
Модификация — ненаследственное изменение признаков организма.
Направляющую роль в формировании приспособленности организмов к среде обитания играет
Какой фактор эволюции приведёт к разобщённости особей одного вида?
Значение рецессивных мутаций в эволюционном процессе состоит в том, что они
Рецессивные мутации в гетерозиготном состоянии составляют скрытый резерв изменчивости, который может быть использован естественным отбором при изменении условий существования. Большинство мутаций являются вредными. Обезвреживание мутаций происходит путем перевода их в гетерозиготное состояние в результате полового процесса. Но многие мутации в гетерозиготном состоянии повышают относительную жизнеспособность особей.
Проявляются всегда у организмов в первом поколении — доминантные мутации;
Уменьшают генетическую неоднородность особей в популяции — близкородственное скрещивание и выведение «чистой» линии;
Затрагивают только гены соматических клеток тела — соматические мутации.
Существование в природе примитивных и высокоорганизованных организмов является доказательством
В настоящее время на Земле обитают как высокоорганизованные, сравнительно недавно появившиеся в эволюции организмы, так и примитивные, возникшие много десятков миллионов лет тому назад. Многие из них, хорошо приспособленные к условиям окружающей среды, сохраняются в неизменном виде в течение многих миллионов лет. Стабилизирующий отбор способствует сохранению всех основных признаков у популяций и вида в целом.
Наоборот, виды, плохо приспособленные к окружающим условиям, подвергаются интенсивному действию движущего отбора и, соответственно, быстро эволюционируют и дают начало более высоко организованным видам.
Ведущую роль в возникновении биоразнообразия на Земле играет
Движущий отбор — форма естественного отбора, которая действует при направленном изменении условий внешней среды или приспособлении к новым условиям при расширении ареала. Движущая форма естественного отбора приводит к закреплению новой нормы реакции организма, и может впоследствии привести к образованию нового вида.
Стабилизирующая форма отбора. Приспособленность к определенным условиям среды не означает прекращения действия отбора в популяции. Поскольку в любой популяции всегда осуществляется мутационная и комбинативная изменчивость, то постоянно возникают особи с существенно отклоняющимися от среднего значения признаками. При стабилизирующем отборе устраняются особи, существенно отклоняющиеся от среднего значения признаков, типичного для популяции или вида.
Наследственная изменчивость — поставляет материал для отбора.
Модификационная изменчивость — изменения в организме, связанные с изменением фенотипа вследствие влияния окружающей среды в процессе онтогенеза (индивидуального развития) и носящие, в большинстве случаев, адаптивный характер. Генотип при этом не изменяется.
Роль мутационного процесса в динамике популяций
В любой популяции идет постоянный мутационный процесс. Мутации составляют первичный источник наследственной изменчивости в эволюции. Несмотря на то, что частота спонтанного мутирования одного отдельного гена очень мала, общее количество различных мутаций, в связи с огромным числом генов в организме, может быть достаточна большим.
Если мутация представляет единичное событие, то вновь возникающая мутация практически не изменяет частот генов и, кроме того, имеет очень мало шансов на выживание в большой популяции. Поскольку чаще всего исходный мутировавший ген находится в гетерозиготе, то вероятность его утраты в последующем поколении составит 50 %. Если мутировавший ген выживет, то он может присутствовать в одной или нескольких копиях. Однако каждая из них имеет лишь половину шансов на выживание в третьем поколении. Утрата мутировавших генов происходит постоянно, поэтому шансы на их длительное пребывание в популяции очень малы, а в бесконечно большой популяции равны нулю. Но так как реальные популяции не бесконечно велики, то можно ожидать, что лишь изредка одиночным мутациям удается выжить и приводить к изменениям частоты гена (Д. С. Фол-конер, 1985).
Большой интерес в качестве фактора, вызывающего изменение частоты гена, представляют повторные мутации. Каждое мутационное событие повторяется с определенной частотой, и в большой популяции частота мутантного гена никогда не бывает так низка, чтобы мутация совершенно исчезла вследствие случайностей выборки.
Рассмотрим, например, случай, когда ген А1 мутирует в ген А2 с частотой u на поколение; u—это доля всех генов А1 которые мутируют в А2 при переходе от поколения к поколению.
Рассмотрим, что происходит, когда гены мутируют в обоих направлениях. Допустим, что имеется всего два аллеля —А1 и А2 с начальными частотами р0 и q0. A 1 мутирует в А2 со скоростью u на поколение, а А2 мутирует в А1 со скоростью v. После одного поколения прибыль генов А2, бла-
годаря мутированию в одном направлении, равна upQ, а убыль при мутировании в противоположном направлении равна vq0, т. е.
Если частота прямого мутирования равна частоте обратного, то эффективного изменения концентраций генов не происходит (pA1 = qA2\ a Δq = 0. Если же рА1 больше qA2 или наоборот, то возникает мутационное давление определенного направления (vq или up).
То есть в отсутствии мутационного давления частота аллеля А1 будет значительно превышать частоту аллеля А2 (обратно пропорционально частоттам мутирования А1 А2).
Разные гены имеют различную мутабильность (частоту мутирования): ОДНИ Мутируют с высокой частотой, другие отличаются пониженной мутабильностью. В связи с этим мутационное давление оказывает наибольшее
Мутационный процесс проявляется в популяции не в чистом виде, он связан с действием отбора. Любая возникающая мутация получает оценку при ее фенотипическом проявлении через отбор. При этом влияние на организм доминантных мутаций контролируется отбором сразу же в гетерозиготном состоянии, в то время как рецессивные мутации оцениваются отбором зачастую лишь при их выявлении в гомозиготном состоянии, т. е. доминантные мутации сразу проявляются в фенотипе и ввиду этого подвергаются влиянию отбора, а рецессивные — могут маскироваться в гетерозиготах.
Подавляющее большинство вновь возникающих мутаций оказывает на организм отрицательное влияние, так как они возникают в совершенной генетической системе, саморегулирующейся, хорошо подогнанной отбором к определенным условиям. Естественно, что они нарушают эту исторически сложившуюся в процессе длительной эволюции стройную систему. Но организм способен к саморегулированию и самонастраиванию.
Дж. Райт (1978) приводит расчеты Р. А. Фишера по элиминации мутаций из популяций в двух случаях: если
1) новая мутация нейтральна, т. е. не принесла дереву ни преимуществ, ни вреда;
2) мутация дала дереву 1 %-е избирательное преимущество (табл. 14.1). Ш
Продолжительность жизни мутаций в ряду поколений
Следовательно, рано или поздно большинство вредных мутаций погибают, в то время как полезные остаются.
Но поскольку процесс мутирования — это не единичная мутация, а повторяющееся явление, то в популяции может наступить сдвиг в частоте генов. Как скоро это может произойти? S. Wright (цит. по J. W. Wright, 1976) произвел вычисления в соответствии с формулой (14.1). Число поколений, требующееся для сдвига q от 0,1 до 0,2 в результате мутаций, происходящих с разной частотой, представлено в табл. 14.2.
Даже в последнем случае при высокой частоте мутаций, что можно ожидать, например, при облучении, требуется 12 поколений, чтобы произошел сдвиг частоты на 0,1.
Таким образом, частотой мутаций обычно можно пренебречь при расчете скорости эволюционных сдвигов или при практическом улучшении.
14.2. Влияние отбора на структуру популяций
Наиболее сильное влияние на изменение структуры популяций оказывает отбор. Под его влиянием концентрация одних генов повышается, а других понижается.
вероятность того, что организм выживет и даст потомство, зависит от степени его приспособленности к среде. Чем более надежными приспособительными механизмами обладают организмы, тем вероятнее их сохранение и процветание популяций.
Под приспособленностью особи в генетике понимают вклад в численность последующего поколения. Этот вклад иногда называют еще адап-
приспособленности каким-либо образом связаны с присутствием или отсутствием в генотипе особи некоторого гена, то такой ген находится под воздействием отбора. Когда ген подвержен отбору, его частота у потомков будет иной, чем у родителей, потому что гены родителей доходят до следующего поколения неодинаково. Тем самым отбор вызывает изменение частоты гена, а следовательно, и частоты генотипа.
Отбор, действующий против рассматриваемого гена, удобнее всего представлять в виде избирательной элиминации тех или иных генотипов, несущих этот ген. Он может проявляться в снижении жизнеспособности или в пониженной плодовитости.
Допустим, что особи, гомозиготные по рецессивному аллелю гена (A2A2), дают 99 потомков на каждые 100 потомков, производимых особями с доминантными генами (A1At и A1A2. Селекционную ценность последних можно принять за 1,00, тогда селекционная ценность рецессивных гомозигот составит 0,99. Разность этих величин будет выражать коэффициент отбора генотипов:
Если определенные генотипы обусловливают равную выживаемость и плодовитость особей, то коэффициент отбора будет равен нулю. Если же один из генотипов вызывает обязательную гибель или полную стерильность особей, то коэффициент отбора равен единице. Очевидно, что особи, несущие соответствующие аллели, будут выбраковываться отбором и частота этого гена в поколениях панмиктической популяции сократится. Следовательно, отбор ограничивает распространение неблагоприятных генов.
Рассмотрим изменение частоты гена под действием отбора (табл. 14.3).
Чтобы найти частоту гамет А2, а значит, и частоту гена А2 у потомков, берем вклад гамет особей А2A2 прибавляем половину вклада особей A1A2 и делим на новую сумму (см. уравнение 13.2).
Таким образом, новая частота гена
Как видим, действие отбора на частоту гена зависит не только от интенсивности отбора 5, но и от начальной частоты гена q.
Если и коэффициент отбора s, и частота гена q малы, то знаменателем можно пренебречь, a Aq можно выразить в приблизительной форме (Д. С. Фолконер, 1985). В качестве примера можно рассмотреть изменение частоты гена при полном доминировании. В этом случае
Скорость устранения доминантных и рецессивных аллелей из популяции различна. И доминантные и рецессивные мутации (аллели) могут быть летальными, полулетальными, определять полную или частичную стерильность, вызывать различные морфологические изменения и физиологическую (биохимическую) недостаточность. Они могут быть с полной или частичной проявляемостью (пенетрантностью) и различной экспрессивностью.
Организмы, несущие летальные доминантные гены или гены стерильности с полным проявлением, устраняются отбором в первом же поколении. Все другие доминантные гены, лишь снижающие жизнеспособность или сокращающие плодовитость, и даже летальные гены, но с неполной пенетрантностью, могут сохраняться в популяции некоторое время, постепенно элиминируясь в ряду поколений. Однако полной элиминации этих генов будет противодействовать процесс мутирования — повторного возникновения тех же мутаций. В случае когда доминантные гены имеют приспособительную ценность, они подхватываются отбором, и их частота в популяции быстро возрастает. Таким образом, доминантный ген в каждом поколении находится под контролем отбора.
Рецессивные мутации, в отличие от доминантных, как уже отмечалось ранее, могут находиться в популяции в скрытом, гетерозиготном состоянии, накапливаться в ней, создавая огромный мутационный резерв. Чем меньше частота рецессивных аллелей в популяции, тем в большей степени гетерозиготы превосходят в численном отношении рецессивные гомозиготы. Это вытекает из формулы Харди—Вайнберга. Напомним, что число рецессивных гомозигот в популяции составляет q2, в то время как число гетерозигот составляет 2pq. Чем больше будут устраняться отбором ИЗ популяции гомозиготы, тем больше возрастает роль гетерозигот, которые являются поставщиками рецессивных аллелей в последующих поколениях. Следовательно, отбор рецессивных генов оказывается менее эффективным, чем доминантных.
Рассмотрим пример, иллюстрирующий это положение. Предположим, что рецессивные гомозиготы полностью устраняются, т. е. коэффициент отбора для них s=l,00. Такой случай возможен, если гомозиготы летальны или бесплодны. Допустим, что частота такого рецессивного гена в генофонде исходной популяции q = 0,5. Согласно формуле Харди— Вайнберга, такая популяция будет состоять на 25 % из A1A1 50 % — A1A2 25% — A2A2.
Рассмотрим динамику изменений генотипов в ряду поколений (табл. 14.4).
Эффективность отбора при полной элиминации рецессивных гомозигот (s = 1)
Как показывают данные табл. 14.4, в популяции относительная частота гетерозигот в последующих поколениях будет значительно медленнее сокращаться, чем частота рецессивных гомозигот. Но и полное устранение рецессивных гомозигот в каждом поколении не приводит к окончательному их исчезновению даже в сотом поколении, так как гетерозиготные особи являются постоянными поставщиками гомозиготных рецессивов.
Необходимо заметить, что средняя приспособленность в данном случае — это относительная приспособленность по сравнению с популяцией, в которой нет соответствующего вредного гена.
Дата добавления: 2016-04-06 ; просмотров: 2400 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Факторы эволюции
Мутационный процесс
Большинство мутаций возникает спонтанно и вредит организму. Часть мутаций являются рецессивными, поэтому не проявляются и передаются многим поколениям, накапливаясь в генофонде популяции.
Популяционные волны
Особенно весомым фактором эволюции популяционные волны выступают в небольших популяциях. Их участие в эволюционном процессе основано на явлении дрейфа генов.
Такое повышение встречаемости аллелей возникает в результате близкородственных браков: проявляются редкие гены, которые часто приводят к заболеваниям.
Изоляция
Изоляцией называют невозможность или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Вследствие этого, генофонды двух популяций становятся независимыми друг от друга. Внутри каждой популяции происходит генотипическая дифференцировка из-за их разобщенности.
Естественный отбор
Иногда безобидные животные, в результате приспособления к внешней среде, приобретают окраску тела, напоминающую окраску опасных хищных животных. Примером может послужить внешнее сходство мухи из семейства журчалок с осой.
Многие хорошо защищенные, ядовитые виды в ходе естественного отбора получили яркую, так называемую предупреждающую окраску. Эта окраска предупреждает хищников об опасности. Если хищник съест такое ядовитое животное, то рискует получить тяжелую интоксикацию и погибнуть.
Необходимо осознавать относительность приспособленности к окружающей среде. Она помогает выживать лишь при определенных условиях, и, если условия меняются, то окраска может оказаться вовсе не полезной, но даже и вредной. К примеру, при таянии снега заяц-беляк становится еще более заметен на голой земле.
Самая ожесточенная борьба. Происходит между особями, принадлежащими к одному виду. Благодаря внутривидовой борьбе происходит половой отбор: к размножению редко допускаются неприспособленные особи, род продолжают лучшие из лучших.
В изменяющихся условиях внешней среды выживают наиболее приспособленные особи. Примером такой борьбы являются сезонные миграции птиц, зимняя спячка у животных.
Формы естественного отбора
Открыт И.И. Шмальгаузеном. Стабилизирующий отбор приводит к сужению нормы реакции, устраняя отклонения от нее. В результате преимущество получают особи, обладающие средней степенью признака, который характерен для вида или популяции. Этот отбор действует при стабильных (неизменных) условиях среды.
Примером действия стабилизирующего отбора может послужить буря: во время бури чаще всего выживают птицы со средней длиной крыла, тогда как особи с слишком короткими, или слишком длинными крыльями погибают.
Движущий естественный отбор приводит к смещению нормы реакции, в результате чего изменяется среднее значение признака. Этот вид отбора действует при изменяющихся условиях среды.
Направлен на сохранение в популяции крайних значений признаков, не благоприятствует среднему промежуточному значению признака. В результате в популяции сохраняется более чем одно значение признака.
Типичным примером является появление в луговых сообществах раноцветущих и поздноцветущих растений. В результате летних покосов, особи со средним значением признака, у которых цветение приходит на середину лета, постепенно исчезают из популяции растений. Выживают и размножаются только те растения, у которых цветение происходит до или после покосов.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.