Принцип естественного отбора Ч. Дарвина имеет основополагающее значение в эволюционной теории. Естественный отбор является ведущим, направляющим, движущим фактором эволюционного развития органического мира. В настоящее время представления об отборе пополнены новыми фактами, расширились и углубились. Естественный отбор следует понимать как избирательное выживание и возможность оставления потомства отдельными особями. Биологическое значение особи, давшей потомство, определяется вкладом её генотипа в генофонд популяции. Отбор действует в популяциях, его объектами являются фенотипы отдельных особей. Фенотип организма формируется на основе реализации информации генотипа в определенных условиях среды.
Таким образом, отбор из поколения в поколение по фенотипам ведет к отбору генотипов, так как потомкам передаются не признаки, а генные комплексы. Для эволюции имеют значение не только генотипы, но и фенотипы и фенотипическая изменчивость.
В целом отбор играет творческую роль в природе, поскольку из ненаправленных наследственных изменений закрепляются те, которые могут привести к образованию новых групп особей, более совершенных в данных условиях существования.
Различают три основные формы естественного отбора : стабилизирующий, движущий и разрывающий.
Стабилизирующий отбор способствует сохранению признаков вида в относительно постоянных условиях среды. Он поддерживает средние значения, выбраковывая мутационные отклонения от ранее сформировавшейся нормы. Стабилизирующая форма отбора действует до тех пор, пока сохраняются условия, повлекшие образование того или иного признака или свойства. Примером стабилизирующего отбора являются наблюдения за избирательной гибелью домовых воробьев при неблагоприятных погодных условиях. У выживших птиц различные признаки оказывались близкими к средним значениям, а среди погибших эти признаки сильно варьировали. Примером действия отбора в популяциях людей служит большая выживаемость детей со средней
массой тела.
Движущий отбор благоприятствует изменению среднего значения признака в измененных условиях среды. Он обусловливает постоянное преобразование приспособлений видов соответственно изменениям условий существования. Особи популяции имеют некоторые отличия по генотипу и фенотипу. При длительном изменении внешней среды преимущество в жизнедеятельности и размножении может получить часть особей вида с некоторыми отклонениями от средней нормы. Это приведет к изменению генетической структуры, возникновению эволюционно новых приспособлений и перестройке организации вида. Одним из примеров этой формы отбора является потемнение окраски бабочки березовой пяденицы в развитых индустриальных районах Англии. В сельскохозяйственных районах распространены светлоокрашенные формы; изредка встречающиеся темные формы (мутанты) преимущественно истребляются птицами. Вблизи, промышленных центров кора деревьев становится темной из-за исчезновения лишайников, чувствительных к загрязнению атмосферы. Численность темных форм бабочек, менее заметных на стволах деревьев, преобладает.
Когда в рез-те мутации или перекомбинации имеющихся генотипов или при изменении условий среды в популяции возникают новые генотипы, тогда может возникнуть новая направленность отбора. Под контролем такого отбора генофонд популяции изменяется как единое целое.
Разрывающий отбор (дизрубтивный) действует в разнообразных условиях среды, встречающихся на одной территории, и поддерживает несколько фенотипически различных форм за счет особей со средней нормой. Если условия среды настолько изменились, что основная масса вида утрачивает приспособленность, то преимущество приобретают особи с крайними отклонениями от средней нормы. Такие формы быстро размножаются, и на основе одной группы формируется несколько новых. Основной результат этого отбора заключается в формировании полиморфизма популяции, т.е. наличии нескольких, различающихся по какому-либо признаку групп.
Роль этого отбора состоит в том, чтобы внутри популяции могли возникнуть отчетливо различающиеся формы, при изоляции может происходить дальнейшее расхождение до образования новых видов.
Обитающих в природных условиях, присутствует индивидуальная изменчивость , которая может проявляться в трёх видах — полезная, нейтральная и вредная. Обычно организмы с вредной изменчивостью погибают на различных этапах индиви-дуального развития . Нейтральная изменчивость организмов не влияет на их жизнеспособность. Индивиды с полезной изменчивостью выживают благодаря преимуществу во внутривидовой, межвидовой борьбе или в борьбе против неблагоприятных условий окружающей среды.
Движущий отбор
При изменении условий среды выживают те особи вида, у которых проявилась наследственная изменчивость и в связи с этим развились признаки и свойства, соответствующие новым условиям, а те особи, которые не имели такой изменчивости, погибают. Во время своего путешествия Дарвин обнаружил, что на океанических островах, где господствуют сильные ветры, встречается мало длиннокрылых насекомых и много насекомых с рудиментарными крыльями и бескрылых насекомых. Как объясняет Дарвин, насекомые с нормальными крыльями не могли противо-стоять сильным ветрам на этих островах и погибали. А насекомые с рудиментарными крыльями и бескрылые совсем не поднимались в воздух и скрывались в щелях, находя там укрытие. Этот процесс, который сопровождался наследственной изменчивостью и естествен-ным отбором и продолжался в течение многих тысяч лет, привёл к сокращению численности на этих островах длиннокрылых насекомых и к появлению особей с рудиментарными крыльями и бескры-лых насекомых. Естественный отбор, который обеспечивает возникновение и развитие новых признаков и свойств организмов, называется движущим отбором .
Дизруптивный отбор
Дизруптивный отбор — это форма естественного отбора, приводящая к об-разованию ряда полиморфных форм, отличающихся друг от друга в пре-делах одной популяции.
magazine
4.1
Женщины подсознательно ищут в мужчине определенные черты, которые всегда были актуальны. Хватит безуспешно блуждать по каменным джунглям в поисках подруги!
Для женщин ключевыми моментами в мужчине становятся его внутренняя состоятельность, способность стать ее защитой и опорой, обеспечить пропитанием и заботой детенышей. И женщины почти не ошибаются: действительно, мужчина с высоким статусом способен дать им больше. Так в чем же выражается этот треклятый статус, благодаря которому одному из нас каждая встречная строит глазки, а другой словно сливается с ландшафтом и остается для женщин незамеченным?
До чего хлопотное дело - брачные ритуалы живых существ. Матушка-природа здесь явно перемудрила. Каждый представитель фауны в период ухаживания сходит с ума по-своему. Птичка аргентинский печник приманивает к своему дому подругу, украшая вход цветами, камешками и пустыми банками из-под кока-колы. Олени, как известно, в борьбе за свою парнокопытную подругу устраивают драки, а попросту - дают друг другу по рогам. Причем выигрывает тендер как раз рогоносец. А сумчатому мышу из Австралии, крохотному существу вроде землеройки, природой дана одна-единственная попытка завести семью - и кто не успел, тот опоздал. Поэтому эти бедняги в свой брачный сезон носятся, как угорелые, в лихорадочной попытке найти себе пару. В процессе сватовства они не хуже нас лысеют, теряют зубы и треть своего веса. К концу первой недели брачного периода все лужайки в австралийском лесу усеяны изможденными лысыми беззубыми зверьками. Конечно, не всех сумчатых мышей ждет такая удручающая судьба. Некоторые из них выживают, женятся, заводят детей и даже наживают к концу жизни кругленькую сумку. Но счастье обретают лишь немногие, избранные натуры, постигшие, как сразить австралийскую мышку в самое сердце. И вот вопрос: что заставляет особь женского пола предпочесть одного микроскопического безволосого грызуна другому? И еще интереснее узнать, почему некоторые особи мужского пола, принадлежащие к виду Homo Sapiens, обладают неотразимой притягательностью в глазах самки того же вида, в то время как другие безуспешно блуждают по каменным джунглям в поисках подруги? Как у людей, так и у землероек, механизм взаимной привлекательности тот же. Особи противоположных полов стремятся найти друг в друге определенные качества. Эти качества с биологической точки зрения ценны для поддержания численности популяции. Так что женщины подсознательно ищут в мужчине определенные черты. Причем черты эти актуальны для представителей любой расы или нации, ибо заложены значительно глубже, чем социальные или исторические предпочтения. Самки всех видов, как яйце кладущие, так и словоохотливые, действуют по одной инстинктивной схеме. В биологии фактор привлекательности называется "статус". В дикой природе он принимает самые разнообразные формы. Чтобы продемонстрировать свой высокий статус, дрозды стремятся раздобыть для невесты кусок еды побольше, коты метят территорию, павлины демонстрируют свой сногсшибательный хвост. У людей все примерно так же. Впрочем, сводить объект своего ухаживания в ресторан, по методу дрозда, или продемонстрировать ей крутой прикид, по методу павлина, - недостаточно для подтверждения статуса. Для женщин ключевыми моментами в мужчине становятся его внутренняя состоятельность, способность стать ее защитой и опорой, обеспечить пропитанием и заботой детенышей. И женщины почти не ошибаются: действительно, мужчина с высоким статусом способен дать им больше. Так в чем же выражается этот треклятый статус, благодаря которому одному из нас каждая встречная строит глазки, а другой словно сливается с ландшафтом и остается для женщин незамеченным? Деньги и власть, скажешь ты, и не ошибешься. Но не только это - существуют еще свойства характера, позволяющие судить о том, что данный индивидуум способен стать хорошим отцом и надежным защитником. И это тоже свидетельства статуса, ничуть не менее значимые, чем золотая цепь, джип "Чероки" или мандат депутата Государственной Думы. Если тебя задевает за живое тот факт, что женщины столь утилитарно подходят к выбору партнера, не отчаивайся. Многие из "статусных" качеств у тебя уже есть, другие вполне можно развить. А главное, надо научиться их выгодно демонстрировать - и ты увидишь, как возрастет твой природный сексапил.
Амбиции
Амбиции - мощнейшее приворотное средство. И не потому, что они демонстрируют твой нынешний статус, а потому, что они свидетельствуют о твоих будущих завоеваниях. Даже если сейчас твои доходы внушительны, но ты не демонстрируешь стремления подниматься все выше, твоя привлекательность в глазах женщины начнет бледнеть. И все потому, что для нее важны не просто твои достижения, а тот неуловимый аромат успеха, который окружает по-настоящему целеустремленного человека. Опросы показывают, что большинство женщин на первые места в списке мужских достоинств ставят трудолюбие и амбиции. В первобытные времена настойчивый мужчина обязательно приносил с охоты лося, чтобы накормить семью, а потом трудился над грозным копьем из рогов этого самого лося, чтобы в случае чего защитить семью от врагов. Так что всячески демонстрировать свои карьерные и прочие стремления - значит подавать правильные сигналы.Соблюдай закон джунглей:
Даже если ты доволен своим служебным положением, продолжай интересоваться новыми возможностями и старайся открывать новые горизонты для своей деятельности. Это, безусловно, повысит твои акции в глазах окружающих тебя женщин.
Жизнелюбие
Стремясь, сообразно предыдущей рекомендации, через тернии к звездам, помни и о том, что для успеха необходимо умение расслабиться. Женщины ищут уравновешенного партнера, а излишняя деловитость их нервирует. Они предвидят, и не без оснований, что трудоголик не сможет уделять семье достаточно времени, что рано или поздно работа поглотит его с головой и он лишит себя и свою семью простых человеческих радостей.Соблюдай закон джунглей:
Все хорошо в меру. Не давай ей повода заподозрить, что ты в рабстве у своего бизнеса, - позволь себе быть иногда свободным, независимым и довольным жизнью.
Скромность
Украшает человека. Конечно, от павлиньего метода обольщения никуда не деться, и стоит научиться быть эффектным. Но любой перегиб - и весь эффект насмарку. Женщины, как правило, прекрасно отличают фальшивую браваду от проявлении истинного блеска или самоуважения. Преувеличение собственной силы, власти, значимости или сексуальности - верный знак низкого статуса.Соблюдай закон джунглей:
Немедленно сними этот перстень с печаткой. Не рассказывай ей, как ты переспал в свое время со всеми однокурсницами. Не пытайся быть тем, кем ты не являешься.
Талант
У каждого из нас есть свои таланты, отличающие нас от других. Это может быть умение великолепно кататься на горных лыжах. Или способность смастерить чудесный скворечник. Или талант к показу нехитрых фокусов, так пригодившийся Дэвиду Копперфилду, когда он обольщал Клаудию Шиффер. Обставив всех соперников на каком либо поприще, ты продемонстрируешь способность к лидерству - важную составляющую статуса.Соблюдай закон джунглей:
Старайся продемонстрировать свой уникальный талант в действии, а не только на словах. Чем расписывать свои кулинарные способности, лучше накорми ее ужином. (Только не принимайся в срочном порядке сколачивать скворечник в ее спальне.)
Представь себе, чувствительность
Некоторая уязвимость, проявленная время от времени, не только не нанесет урон твоему статусу, но и упрочит его. В привлекательном, с точки зрения женщины, мужском характере есть так называемая андрогенность - сплав мужского и женского. Это, прежде всего, означает способность к сочувствию и пониманию, нежности и заботе. Женщины считают привлекательными интеллигентных и порядочных мужчин. Однако вышеупомянутые качества обязательно должны сочетаться с некоторой твердостью и надежностью в финансовых вопросах - тем, что женщины называют "с ним как за каменной стеной". То есть чувствительность ни в коем случае не должна означать беспомощность.
Соблюдай закон джунглей:
Признавай свои ошибки, когда неправ. Не стесняйся попросить совета. Если тебе грустно или обидно, скажи об этом. Но не изображай беспомощность в делах, которые тебе просто неохота делать. И не отступай от обещанного.
Хладнокровие
Так называемые "африканские страсти" часто ассоциируются с повышенной сексуальностью. Зря. Демонстрация необузданных эмоций скорее напугает женщину, чем возбудит. Гораздо более значимое качество для твоего статуса - стабильность и самообладание. На подсознательном уровне эти качества сигнализируют о том, что ты сможешь не потерять голову в экстремальных ситуациях.Соблюдай закон джунглей:
Существуют упражнения, позволяющие в стрессовой ситуации не потерять самоконтроль и не поддаваться на всякие провокации.
Легкая ревность
Ты появляешься на людях с красивой женщиной, и все мужики тут же начинают вывихивать себе шейные позвонки в ее сторону. Может, ты польщен таким вниманием, но не стоит показывать истинные чувства. Лучше сделать вид, что их неприкрытая зависть тебя несколько раздражает. Для женщины легкие сигналы ревности - . А сумасшедшая беспричинная ревность понижает статус, так как говорит о твоей неуверенности в себе.Соблюдай закон джунглей:
Избегай проявления злобной агрессивности по отношению к мнимым соперникам, иначе из мнимых они превратятся в реальных.
Тактичность
В сексуальной игре существуют три закона тактичности, которые не нужно нарушать.Даже если девушка страстно с тобой целуется весь вечер, это еще не значит, что она уже готова на все, что ты ей можешь предложить.
Излишне настойчивые домогательства женщин, как правило, раздражают.
Даже если она воспринимает проведенную с тобой ночь как однократное приключение, ей покажется оскорбительным, если ты дашь ей понять, что и сам относишься к ней как к .
Проявления сексуальной несдержанности женщина, даже самая свободомыслящая, расценивает как угрозу своей безопасности. Невменяемым самцам, которые не понимают, что на человеческом языке "нет" значит "нет", женщины не доверяют. А что касается "мимолетного" приключения, то игра есть игра, и в тот момент, когда вы с ней вместе, лучше вести себя так, словно ты намерен оставаться у ее ног всю оставшуюся жизнь. Требования, которые женщина предъявляет к случайному партнеру, не так-уж отличаются от ее требований к постоянному. Поэтому ей всегда лестно думать, что ее одноразовый любовник не прочь завязать более прочные отношения. Просто она ему не позволяет. Ха-ха-ха.
Соблюдай закон джунглей:
Не торопись. Медленно и нежно. Продвигайся только тогда, когда ты вполне уверен, что она не против. Это позволит ей расслабиться и повысит твой статус в ее глазах. Ведь она не будет опасаться, что все, что тебе от нее нужно, - это быстренько довести дело до постели и сбежать.
Юмор
Девушек надо смешить. В самом деле, женщинам нравятся остроумные и веселые. А все потому, что шутить и чувствовать себя раскованно способны уверенные в себе люди с высоким статусом.Соблюдай закон джунглей:
Кто-то умеет шутить, кто-то не способен к мгновенной остроумной реакции. Если ты не относишься к последним - не беда. Научись относиться к самому себе без излишней серьезности, иногда иронизировать над собой, находить забавное в разных жизненных ситуациях. Люди с низким статусом чаще всего боятся показаться смешными.
Голос
Низкий бархатный уверенный голос привлекает на женщин. Писклявый, визгливый и гнусавый - наоборот.Соблюдай закон джунглей:
Получить представление о собственном голосе можно, если записать его на магнитофон и послушать. Первое прослушивание собственного голоса, как правило, приводит в шок. Однако это очень полезно. Потому что мы в значительной степени можем варьировать свой голос, если немного потренируемся. Кроме того, дело не столько в тембре, сколько в интонациях. А их всегда можно исправить.
Симпатия к детям
Почему все политики то и дело норовят прилюдно схватить первого попавшегося ребенка и поцеловать его в пухлую щеку? Да потому, что половина электората - женщины. А они многое готовы простить мужчине за любовь к детям. Если она видит, как ты тетешкаешься с ребенком или без раздражения готов отвечать на его вопросы, то она не просто оценивает тебя как потенциального папашу. Если ты заботлив к детям, значит, ты вообще заботливый человек. А значит, и она может положиться на тебя.Соблюдай закон джунглей:
Ты убежден, что дети - это визжащие, сопливые и назойливые приставалы? Притворись, что ты и вправду считаешь их милыми. Постепенно ты свыкнешься с этой идеей. (Наши папы в свое время так и делали.)
Немного славы
Верный путь завоевать женщину - это стать знаменитым. Слава - самое зримое свидетельство твоего статуса. Пока ты еще не получил Нобелевскую премию, попробуй стать "широко известным в узких кругах". Женщине, которая идет рядом с тобой, приятно даже то, что с тобой здороваются соседи по дому.Соблюдай закон джунглей:
Не упускай возможности расширить круг своих знакомств. Любой человек может стать если не знаменитым, то хотя бы незаменимым для множества людей.
Эволюция – это история победителей, а естественный отбор – беспристрастный судья, решающий, кому жить, а кому погибать. Примеры естественного отбора повсюду: всё многообразие живых существ на нашей планете представляет собой продукт этого процесса, и человек – не исключение. Впрочем, насчёт человека можно поспорить, ведь он давно уже привык по-хозяйски вмешиваться в те области, которые раньше были священными тайнами природы
Как действует естественный отбор
Этот безотказный механизм является основополагающим процессом эволюции. Его действие обеспечивает рост в популяции количества особей, которые обладают набором наиболее благоприятных признаков, обеспечивающих максимальную приспособленность к условиям жизни в окружающей среде, и в то же время – уменьшению количества менее приспособленных особей.
Самим термином «естественный отбор» наука обязана Чарльзу Дарвину, который сравнивал данный процесс с искусственным отбором, то есть селекцией. Разница между этими двумя видами состоит лишь в том, кто выступает в качестве судьи при выборе тех или иных свойств организмов – человек или среда обитания. Что касается “рабочего материала”, то в обоих случаях это небольшие наследственные мутации, которые накапливаются или, наоборот, искореняются в следующем поколении.
Теория, развитая Дарвином, была для своего времени невероятно смелой, революционной, даже скандальной. Зато сейчас естественный отбор не вызывает в научном мире сомнений, более того, его называют «самоочевидным» механизмом, так как его существование логически вытекает из трёх неоспоримых фактов:
- Живые организмы производят заведомо больше потомства, чем способно выжить и размножаться дальше;
- Абсолютно все организмы подвержены наследственной изменчивости;
- Живые организмы, наделённые разными генетическими особенностями, выживают и размножаются с неравным успехом.
Всё это обусловливает жёсткую конкуренцию между всеми живыми организмами, которая и движет эволюцией. В природе эволюционный процесс , как правило, протекает медленно, и в нём можно выделить следующие этапы:
Принципы классификации естественного отбора
По направленности действия выделяют положительный и отрицательный (отсекающий) виды естественного отбора.
Положительный
Его действие направлено на закрепление и развитие полезных признаков и способствует увеличению в популяции количества особей, обладающих этими признаками. Таким образом, внутри конкретных видов положительный отбор работает на повышение их жизнеспособности, а в масштабе всей биосферы – на постепенное усложнение строения живых организмов, что хорошо иллюстрирует вся история эволюционного процесса. Например, занявшая миллионы лет трансформация жабр
у некоторых видов древних рыб в среднее ухо у земноводных сопровождала процесс “выхода на сушу” живых организмов в условиях сильнейших отливов и приливов.
Отрицательный
В противоположность положительному, отсекающий отбор заставляет выбывать из популяции те особи, которые несут вредные признаки, способные значительно снизить жизнеспособность вида в существующих условиях среды. Этот механизм действует подобно фильтру, не пропускающему наиболее вредные аллели и не допускающему дальнейшего их развития.
Например, когда с развитием большого пальца на руке предки человека разумного научились складывать кисть в кулак и использовать его в драках друг против друга, особи с хрупкими черепами стали погибать от травм головы (о чём свидетельствуют археологические находки), уступая жизненное пространство особям с более крепкими черепами.
Весьма распространена также классификация , исходящая из характера влияния отбора на изменчивость признака в популяции:
- движущий;
- стабилизирующий;
- дестабилизирующий;
- дизруптивный (разрывающий);
- половой.
Движущий
Движущая форма естественного отбора отсеивает мутации с одним значением среднего признака, заменяя их мутациями с другим средним значением того же признака. В результате, например, можно проследить увеличение размеров животных от поколения к поколению – так случилось с млекопитающими, которые получили наземное господство после гибели динозавров, в том числе и с предками человека. Другие формы жизни, наоборот, значительно уменьшились в размерах. Так, древние стрекозы в условиях повышенного содержания кислорода в атмосфере были гигантских по сравнению с современными размеров. То же самое касается и других насекомых
.
Стабилизирующий
В противовес движущему, он стремится к сохранению существующих признаков и проявляется в случаях длительного сохранения условий среды. Примерами могут служить виды, дошедшие до нас с древности почти в неизменном виде: крокодилы, многие виды медуз, гигантские секвойи. Есть и такие виды, которые существуют, практически не изменяясь, миллионы лет: это древнейшее растение гинкго, прямой потомок первоящеров гаттерия, латимерия (кистепёрая рыба, которую многие учёные считают “промежуточным звеном” между рыбами и земноводными).
Стабилизирующий и движущий отборы действуют в связке и являются двумя сторонами одного процесса. Движущий стремится сохранять мутации, наиболее выигрышные в меняющихся условиях среды, а когда эти условия стабилизируются, процесс завершится созданием наилучшим образом адаптированной формы. Тут наступает очередь стабилизирующего отбора – он сохраняет эти проверенные временем генотипы и не даёт размножаться отклоняющимся от общей нормы мутантным формам. Происходит сужение нормы реакции.
Дестабилизирующий
Часто происходит так, что экологическая ниша, занимаемая каким-то видом, расширяется. В таких случаях для выживаемости этого вида будет полезна более широкая норма реакции. В условиях неоднородности среды идёт процесс, противоположный стабилизирующему отбору: преимущество получают признаки с более широкой нормой реакции. Например, разнородная освещённость водоёма обусловливает широкую вариативность в окраске обитающих в нём лягушек, а в водоёмах, не отличающихся разнообразием цветовых пятен, все лягушки примерно одного цвета, способствующего их маскировке (результат стабилизирующего отбора).
Дизруптивный (разрывающий)
Существует немало популяций, отличающихся полиморфизмом -
сосуществованием в пределах одного вида двух или даже нескольких форм по какому-либо признаку. Такое явление может быть вызвано разными причинами, как природного, так и антропогенного происхождения. Например, неблагоприятные для грибов засухи
, выпадающие на середину лета, обусловили развитие их весенних и осенних видов, а сенокос, также приходящийся на это время в других местностях, привёл к тому, что внутри некоторых видов трав у одних особей семена созревают рано, а у других – поздно, то есть до и после сенокоса.
Половой
Особняком стоит в этом ряду логически обоснованных процессов половой отбор. Суть его заключается в том, что представители одного вида (обычно это самцы) конкурируют между собой в борьбе за право продолжения рода. При этом часто у них развиваются те признаки , которые отрицательно влияют на их жиснеспособность. Классический пример – павлин с его роскошным хвостом, не имеющим никакой практической пользы, более того, делающий его заметным для хищников и способный помешать передвижению. Единственная его функция – привлечь самку, и он эту функцию с успехом выполняет. Есть две гипотезы, объясняющие механизм выбора самки:
- Гипотеза “хороших генов” – самка выбирает отца для будущего потомства, исходя из его способности выжить даже при таких затрудняющих существование вторичных половых признаках;
- Гипотеза привлекательных сыновей – самка стремится производить успешных потомков мужского пола, сохраняющих гены отца.
Половой отбор имеет огромное значение для эволюции, ведь главная цель для особей любого вида – не выжить, а оставить потомство. Многие виды насекомых или рыб погибают сразу же, как только выполнят эту миссию – без этого не было бы жизни на планете.
Рассмотренный инструмент эволюции можно охарактеризовать как бесконечный процесс движения к недостижимому идеалу, ведь среда почти всегда на шаг-другой опережает своих обитателей: то, что было достигнуто вчера, сегодня меняется, чтобы устареть уже завтра.
Учение о естественном отборе создано Ч. Дарвином и А. Уоллесом, рассматривавшими его как главную творческую силу, направляющую эволюционный процесс и определяющую его конкретные формы.
Естественным отбором называется процесс, в результате которого выживают и оставляют потомство преимущественно особи с полезными для данных условий наследственными признаками.
Оценивая естественный отбор с позиций генетики, можно сделать заключение, что он проводит, по сути дела, отбор положительных мутаций и генетических комбинаций, возникающих при половом размножении, улучшающих выживание в популяциях, и выбраковывает все отрицательные мутации и комбинации, ухудшающие выживание организмов. Последние просто погибают. Естественный отбор может действовать и на уровне воспроизводства организмов, когда ослабленные особи либо не дают полноценного потомства, либо вообще не оставляют потомства (например, самцы, проигравшие брачные поединки с более сильными соперниками; растения в условиях дефицита света или питания и т. п.).
При этом отбираются или выбраковываются не просто какие-то конкретные положительные или отрицательные качества организмов, а целиком генотипы, несущие эти признаки (включая и многие другие признаки, влияющие на дальнейшие ход и скорость эволюционных процессов).
Формы естественного отбора
В настоящее время выделяют три основные формы естественного отбора, которые приводятся в школьных учебниках по общей биологии.
Стабилизирующий естественный отбор
Эта форма естественного отбора характерна для стабильных условий существования, не меняющихся продолжительное время. Поэтому в популяциях происходит накопление адаптаций и отбор генотипов (и образуемых ими фенотипов), целесообразных именно для существующих условий. Когда популяции достигают определенного набора приспособлений, оптимальных и достаточных для выживания в данных условиях, начинает действовать стабилизирующий отбор, отсекающий крайние варианты изменчивости и благоприятствующий сохранению некоторых средних консервативных признаков. Все мутации и половые рекомбинации, приводящие к отклонению от этой нормы, устраняются при стабилизирующем отборе.
Например, длина конечностей у зайцев должна обеспечить им достаточно быстрое и устойчивое передвижение, позволяющее уйти от преследующего хищника. Если конечности будут слишком короткими, зайцы не смогут убежать от хищников и станут их легкой добычей, не успев дать потомство. Так из популяций зайцев удаляются носители генов коротколапости. Если конечности окажутся слишком длинными, то бег зайцев станет неустойчивым, они будут опрокидываться, и хищники легко смогут их догнать. Это приведет к изъятию из популяций зайцев носителей генов длиннолапости. Выжить и дать потомство смогут лишь особи, имеющие оптимальную длину конечностей и оптимальное их соотношение с размерами туловища. Это и есть проявление стабилизирующего отбора. Под его давлением устраняются генотипы, отличающиеся от какой-то средней и целесообразной в данных условиях нормы. Так же происходит формирование покровительственной (маскирующей) окраски у многих видов животных.
То же касается формы и размеров цветков, которые должны обеспечить устойчивое опыление их насекомыми. Если цветки будут иметь слишком узкий венчик или короткие тычинки и пестики, то насекомые не смогут достать до них своими лапками и хоботками и цветки окажутся неопыленными и не дадут семян. Таким образом, происходит формирование оптимальных размеров и форм цветков и соцветий.
При очень длительных периодах действия стабилизирующего отбора могут возникать некоторые виды организмов, фенотипы которых остаются практически неизменными в течение многих миллионов лет, хотя их генотипы, конечно, претерпели за это время изменения. В качестве примеров можно назвать кистеперую рыбу латимерию, акул, скорпионов и некоторых других организмов.
Движущий отбор
Эта форма отбора типична для меняющихся условий среды, когда возникает направленный отбор в сторону изменяющегося фактора. Так происходит накопление мутаций и изменение фенотипа, связанных с данным фактором и приводящих к отклонению от средней нормы. Примером может служить индустриальный меланиногенез, проявившийся у бабочек березовой пяденицы и некоторых других видов чешуекрылых, когда под влиянием промышленной копоти произошло потемнение стволов берез и белые по окраске бабочки (результат действия стабилизирующего отбора) стали заметны на этом фоне, что обусловило их быстрое выедание птицами. Выигрыш получили темные мутанты, которые успешно размножались в новых условиях и стали доминирующей формой в составе популяций березовой пяденицы.
Сдвигом средней величины признака в сторону действующего фактора можно объяснить появление теплолюбивых и холодо-любивых, влаголюбивых и засухоустойчивых, солелюбивых видов и форм у разных представителей живого мира.
Следствием действия движущего отбора стали многочисленные случаи приспособлений грибов, бактерий и других возбудителей болезней человека, животных и растений к лекарственным препаратам и различным ядохимикатам. Так возникли устойчивые к этим веществам формы.
При движущем отборе обычно не происходит дивергенции (разветвления) признаков и одни признаки и несущие их генотипы плавно заменяются другими, не образуя переходных или уклоняющихся форм.
Дизруптивный, или разрывающий отбор
При этой форме отбора преимущества получают крайние варианты приспособлений, а промежуточные признаки, сложившиеся в условиях стабилизирующего отбора, становятся нецелесообразными в новых условиях, и их носители вымирают.
Под влиянием дизруптивного отбора формируются две или более формы изменчивости, нередко приводящие к полиморфизму - существованию двух или более фенотипических форм. Этому могут способствовать различные условия обитания внутри ареала, приводящие к появлению нескольких локальных популяций внутри вида (так называемых экотипов).
Например, постоянные покосы растений привели к появлению у растения большого погремка двух популяций, активно размножающихся в июне и августе, так как регулярные покосы стали причиной истребления средней июльской популяции.
При длительном действии дизруптивного отбора может произойти образование двух и более видов, заселяющих одну территорию, но проявляющих активность в разные сроки. Например, часто повторяющиеся в середине лета засухи, неблагоприятные для грибов, привели к появлению весенних и осенних видов и форм.
Борьба за существование
Борьба за существование является основным действующим механизмом естественного отбора.
Ч. Дарвин обратил внимание на то, что в природе постоянно существуют две противоположные тенденции развития: 1) стремление к неограниченному размножению и расселению и 2) перенаселенность, большая скученность, влияние других популяций и условий жизни, неизбежно приводящие к возникновению борьбы за существование и ограничению развития видов и их популяций. То есть вид стремится занять все возможные для его существования местообитания. Но реальность часто оказывается суровой, в результате чего численность видов и их ареалы оказываются существенно ограничены. Именно борьба за существование на фоне высокого мутагенеза и комбинативной изменчивости при половом размножении приводит к перераспределению признаков, и ее прямым следствием является естественный отбор.
Выделяют три основные формы борьбы за существование.
Межвидовая борьба
Эта форма, как следует из названия, осуществляется на межвидовом уровне. Ее механизмами являются сложные биотические связи, возникающие между видами:
Аменсализм - причинение одной популяцией ущерба другой популяции (например, выделение антибиотиков, вытаптывание крупными животными травы и гнезд мелких животных без всякого выигрыша для себя);
Конкуренция - борьба за общие источники питания и ресурсы (за пищу, воду, освещенность, кислород и т. п.;
Хищничество - питание за счет других видов, но циклы развития хищников и жертв не связаны или мало связаны;
Комменсализм (нахлебничество) - комменсал живет за счет другого организма, не влияя на последний (например, многие бактерии и грибы живут на поверхности корней, листьев и плодов растений, питаясь их выделениями);
Протокооперация - взаимовыгодные для обоих видов отношения, но не обязательные (случайные) для них (например, некоторые птички чистят зубы крокодилам, пользуясь остатками их пищи и защитой крупного хищника; взаимоотношения раков-отшельников и актиний и др.);
Мутуализм - положительные и обязательные для обоих видов связи (например, микоризы, лишайниковые симбиозы, кишечная микробиота и т. п.). Партнеры либо не могут развиваться друг без друга, либо их развитие происходит хуже в отсутствие партнера.
Комбинации этих связей могут улучшать или ухудшать условия жизни и темпы размножения популяций в природе.
Внутривидовая борьба
Эта форма борьбы за существование связана с перенаселенностью популяций, когда между особями одного вида возникает конкуренция за место для жизни - для гнездования, за свет (у растений), влагу, элементы питания, территорию для охоты или выпаса (у животных) и т. п. Проявляется она, например, в стычках и драках у животных и в затенении соперников за счет более быстрого роста у растений.
К этой же форме борьбы за существование относится и борьба за самок (брачные турниры) у многих животных, когда потомство может оставить только самый сильный самец, а слабые и неполноценные самцы исключаются из воспроизводства и их гены не передаются потомкам.
Частью этой формы борьбы является забота о потомстве, существующая у многих животных и позволяющая снизить смертность среди молодого поколения.
Борьба с абиотическими факторами среды
Эта форма борьбы наиболее остро проявляется в годы с экстремальными погодными условиями - сильными засухами, наводнениями, заморозками, пожарами, градами, извержениями и т.п. В этих условиях могут выжить и оставить потомство только наиболее сильные и выносливые особи.
Роль отбора организмов в эволюции органического мира
Важнейшим фактором эволюции (наряду с наследственностью, изменчивостью и другими факторами) является отбор.
Эволюцию условно можно разделить на естественную и искусственную. Естественной называется эволюция, протекающая в природе под воздействием природных факторов среды, исключая непосредственное прямое воздействие человека.
Искусственной называют эволюцию, осуществляемую человеком с целью выведения таких форм организмов, которые удовлетворяют его потребностям.
И в естественной, и в искусственной эволюции большую роль играет отбор.
Отбор - это или выживание более приспособленных к данной среде обитания организмов, или выбраковка форм, не соответствующих определенным критериям.
В связи с этим различают две формы отбора - искусственный и естественный.
Творческая роль искусственного отбора состоит в том, что человек творчески подходит к выведению сорта растений, породы животных, штамма микроорганизмов, комбинируя разные методы селекции и отбора организмов с целью формирования таких признаков, которые в наибольшей степени соответствуют потребностям человека.
Естественным отбором называют выживание особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования, и их возможность оставить полноценное в данных условиях существования потомство.
В результате генетических исследований стало возможным выделение двух видов естественного отбора - стабилизирующего и движущего.
Стабилизирующим называется такой вид естественного отбора, при котором выживают только те особи, признаки которых строго соответствуют данным конкретным условиям среды, а организмы с новыми признаками, возникшими в результате мутаций, погибают или не дают полноценного потомства.
Например, растение приспособлено к опылению данным конкретным видом насекомого (имеет строго определенные размеры элементов цветка и их строение). Возникло изменение - увеличился размер чашечки. Насекомое свободно проникает внутрь цветка, не задевая тычинок, за счет чего пыльца не попадает на тело насекомого, что предотвращает возможность опыления следующего цветка. Это приведет к тому, что данное растение не даст потомства и возникший признак не будет передан по наследству. При очень малом размере чашечки опыление вообще невозможно, так как насекомое не сможет проникнуть в цветок.
Стабилизирующий отбор позволяет удлинить исторический отрезок времени существования вида, так как не дает возможности признакам вида «размываться».
Движущий отбор - это выживание тех организмов, у которых появляются новые признаки, позволяющие им выжить в новых условиях окружающей среды.
Примером движущего отбора является выживание бабочек с темной окраской на фоне закопченных стволов березы в популяции бабочек, имеющих светлую окраску.
Роль движущего отбора состоит в возможности возникновения новых видов, что наряду с другими факторами эволюции сделало возможным появление современного многообразия органического мира.
Творческая роль естественного отбора состоит в том, что через различные формы борьбы за существование у организмов возникают признаки, позволяющие наиболее полно приспособиться к данным условиям среды. Эти полезные признаки закрепляются у организмов за счет выживания особей, имеющих такие признаки, и вымирания тех особей, у которых полезные признаки отсутствуют.
Например, северный олень приспособлен к жизни в полярной тундре. Он может там выжить и дать нормальное плодовитое потомство, если сможет нормально добывать свой корм. У оленя кормом является ягель (олений мох, относится к лишайникам). Известно, что в тундре долгая зима и корм скрыт под снежным покровом, который оленю необходимо разрушить. Это станет возможным лишь в случае наличия у оленя очень сильных ног, снабженных широкими копытами. Если реализуется только один из этих признаков, то олень не выживет. Таким образом, в процессе эволюции выживают только те особи, которые обладают двумя описанными выше признаками (в этом и состоит суть творческой роли естественного отбора применительно к северному оленю).
Важно понимать различия естественного и искусственного отбора. Они таковы:
1) искусственный отбор осуществляет человек, а естественный отбор самопроизвольно реализуется в природе под воздействием внешних факторов среды;
2) результатом искусственного отбора являются новые породы животных, сорта растений и штаммы микроорганизмов с полезными для хозяйственной деятельности человека признаками, а при естественном отборе возникают новые (любые) организмы с признаками, позволяющими выжить в строго определенных условиях среды;
3) при искусственном отборе возникшие у организмов признаки могут быть не только не полезными, они могут быть вредными для данного организма (но они полезны для деятельности человека); при естественном отборе возникшие признаки полезны для данного организма в данной, конкретной среде его существования, так как они способствуют лучшему его выживанию в этой среде;
4) естественный отбор осуществляется со времени появления организмов на Земле, а искусственный - только с момента приручения животных и с появления земледелия (выращивания растений в особых условиях).
Итак, отбор является важнейшей движущей силой эволюции и реализуется через борьбу за существование (последнее относится к естественному отбору).
