Valurile populației reprezintă un factor evolutiv. Cauzele undelor populare

Sub influența factorilor elementari, frecvența anumitor gene se modifică în grupul de gene, ceea ce duce la o schimbare a genotipului și a fenotipului populației și cu efectul pe termen lung al selecției naturale, diferențierea sa trece.

Ce este microevoluția?

Microevoluția - modificări ale populației sub influența factorilor evolutivi, care pot conduce la o schimbare în fondul genetic sau chiar la apariția unei noi specii.

Factorii de evoluție pot fi numiți orice procese sau fenomene. Acestea includ mutații, izolare, devierea genei, valuri de populație care modifică machiajul genetic.

Dimensiunea oricărei populații se schimbă în mod constant. Motivele pentru aceasta sunt diferite efecte ale naturii biotice și abiotice. Astfel de fluctuații ale mărimii populației au o natură periodică. Astfel, după o creștere a numărului de indivizi din populație, aceasta scade. În 1905 SS Chetverikov a numit acest model valurile populației. Dacă menționăm exemple de valuri ale populației, atunci acestea pot fi fluctuații ale numărului de victime ale pradă, înmulțirea lăcustelor sau iepurilor din Australia. Un exemplu este, de asemenea, focarele de lemne în epidemiile de arctică sau de ciumă înregistrate în Europa în trecut.

Caracteristic pentru "valurile vieții"

Aceste valuri sunt tipice pentru toate organismele vii. Acestea pot fi periodice și neperiodice. Periodicitatea este cel mai frecvent observată în organismele cu durată scurtă de viață - în insecte, plante anuale, precum și în cele mai multe microorganisme și ciuperci. Cel mai simplu exemplu poate fi schimbarea sezonieră a numărului.

Valurile populației non-periodice depind de o combinație a câtorva factori complexe. De regulă, ele nu privesc una, ci mai multe specii de organisme vii în biogeocenoză, deci pot conduce la o restructurare radicală.

Dintre variațiile numărului de indivizi dintr-o populație, ar trebui să se identifice apariția bruscă a anumitor specii de organisme în zone noi în care inamicii lor naturali lipsesc. De asemenea, ar trebui să se menționeze schimbări neclare ale numerelor, care sunt asociate cu "catastrofe naturale" și se pot manifesta prin distrugerea biogeocenozei sau a întregului peisaj. Astfel, mai multe perioade de vară uscate pot schimba un teritoriu semnificativ - pentru a provoca apariția vegetației de luncă în mlaștini și a unui număr mare de pajiști uscate.

Dacă indicați cauzele undelor populației, atunci merită să vă amintiți nu numai interconectarea organismelor vii între ele și cu factorii de mediu, ci și influența omului.

Sensul evolutiv al "valurilor vieții"

În cazurile în care populația oricărei populații este redusă drastic, pot rămâne doar câteva persoane. În acest caz, frecvența genelor (alele) diferă de cea a populației inițiale. Dacă, în urma unui declin accentuat al populației, populația crește brusc, atunci începutul unui nou izbucnire a creșterii populației în populație este cauzat de un mic grup de organisme care a rămas. Acesta este motivul pentru care se poate argumenta că valurile populației afectează fondul genetic, deoarece genotipul acestui grup determină structura genetică a întregii populații.

În acest caz, setul de mutații din populație și concentrația lor se schimbă destul de accidental. Deci, o anumită parte din mutații dispare cu totul, iar unele cresc brusc. Dacă generalizăm, atunci putem spune că valurile populației ca factor evolutiv sunt extrem de importante, deoarece sub condiția selecției intensive sunt principalul furnizor de material evolutiv, în cazul în care mutațiile rare sunt înlocuite cu selecția.

În plus, valurile vieții pot provoca temporar o serie de mutații sau genotipuri într-un alt mediu abiotic sau biotic. În ciuda acestui fapt, chiar și o combinație de valuri de populație și mutații nu asigură procesul evolutiv. Aveți nevoie de o acțiune a unui factor care afectează o direcție (aceasta este, de exemplu, izolarea).

Efectul izolării asupra mărimii populației

Acest factor este extrem de important în planul evolutiv, deoarece provoacă apariția unor personaje noi în condițiile aceleiași specii și nu permite încrucișarea diferitelor specii între ele. Este demn de remarcat faptul că cel mai adesea există izolare geografică. Esența lui constă în faptul că singura zonă este ruptă, iar intersecția persoanelor din diferite părți ale acesteia devine imposibilă sau dificilă.

Trebuie remarcat faptul că într-o populație izolată se dezvoltă mutații aleatorii, iar ca rezultat al selecției naturale, genotipul devine din ce în ce mai diversificat. În plus, există o izolare ecologică și diferite mecanisme biologice care împiedică indivizii din diferite specii să se interconecteze liber. Un exemplu poate fi preferințele diferite privind locul sau ora trecerii, precum și, de exemplu, comportamentul excelent sau structura diferită a organelor genitale la animale, ceea ce devine un obstacol suplimentar în calea trecerii.

Dacă generalizăm, putem spune că diferitele tipuri de izolații contribuie la formarea de noi specii, dar în același timp ajută la conservarea structurii genetice a speciilor.

Derivarea genelor

O schimbare aleatorie a numărului de gene în orice populație mică poate avea consecințe vizibile, deoarece poate duce la o schimbare a frecvenței alelelor. Schimbările aleatorii în frecvența alelelor se numesc drift de gene. Acest proces are un caracter nedirecționat. A fost descoperit pentru prima oară de geneticienii NP Dubinin și DD Romashov.

Confirmarea aleatorie a derivării genei a fost obținută de S. Wright. A traversat masculii feminini și Drosophila în laborator, care erau heterozygos pentru o anumită genă. După aceasta, a fost obținută o descendență cu o concentrație genetică normală și mutantă, care a fost de 50%. După câteva generații, unii indivizi au devenit homozigot pentru o genă mutantă, unii chiar au pierdut-o, iar o altă parte a indivizilor avea atât o mutantă cât și o genă normală.

Trebuie remarcat faptul că, chiar și cu viabilitatea redusă a indivizilor mutanți și supuși influenței selecției naturale, alela mutantă a fost capabilă să înlăture complet normalul, generând valuri de populație specifice.

Etiologia valurilor populației

Din toate motivele care pot afecta caracteristicile cantitative ale populației, locul de conducere este ocupat de condițiile climatice, factorii biotici sunt alocați celui de-al doilea plan. Cu o diversitate redusă de specii, numărul de indivizi dintr-o populație depinde de vreme, de compoziția chimică a mediului și de gradul de contaminare.

Este demn de remarcat faptul că cauzele undelor populaționale, care determină modificarea dimensiunii populației, depind de densitatea sau de influența acesteia, independent de acest parametru.

Factorii abiotici și antropogeni, de regulă, nu depind de densitatea populației. Influența biotică depinde mai mult de ea. Trebuie remarcat un comportament teritorial, care pe parcursul evoluției este cel mai eficient mecanism care împiedică creșterea numărului de indivizi din populație. Astfel, activitatea indivizilor este limitată la spațiul corespunzător. Cu o creștere a numărului de concurență intraspecifică de dezvoltare a resurselor sau a unui antagonism direct (atac asupra concurenților).

Valurile populației depind, de asemenea, de răspunsurile comportamentale, care, cu o mărime mare a populației, se caracterizează prin apariția unui instinct de migrație în masă. De asemenea, se poate dezvolta un răspuns la stres în care indivizii dezvoltă astfel de caracteristici fiziologice care reduc fertilitatea și cresc mortalitatea. Deci, procesul de ovogeneză și spermatogeneză este întrerupt, incidența erorilor sporește, numărul de indivizi dintr-o generație scade, iar perioada pubertății crește. În plus, instinctul de îngrijire a descendenților scade, schimbările comportamentale - agresivitatea crește, canibalismul și reacția inadecvată la persoanele de sex opus pot să apară, ceea ce în cele din urmă reduce dimensiunea populației.

Particularitățile schimbărilor în numărul populațiilor

Multe procese de mediu asociate cu distribuția populației din zonă sau cu un focar local seamănă cu un fel de valuri care, așa cum sa menționat mai sus, se numesc "valuri de viață". Un exemplu tipic este creșterea bruscă a numărului de insecte dăunătoare într-o zonă limitată de pădure. În condiții favorabile, insectele sunt capabile să surprindă din ce în ce mai multe teritorii noi, ceea ce reprezintă o imagine tipică a creșterii densității lor sau a răspândirii așa-numitei valuri a populației. Cunoscând caracteristicile mobilității și anumite caracteristici ale populației, puteți calcula cu ușurință viteza propagării acestui val și posibilele metode de luptă.

În mod similar, undele epidemice pot fi caracterizate, astfel încât această teorie este utilizată cu succes pentru a determina natura răspândirii diferitelor boli și viteza acestui proces.

În plus, ar trebui să menționăm valurile genetice ale populației, care descriu natura distribuției unei gene specifice în intervalul în care ocupă o anumită populație.

Mecanismul de acțiune al undelor populației

Valurile populației pot fi caracterizate folosind un exemplu de model. Deci, într-o cutie închisă există 500 de negru și același număr de bile albe, ceea ce corespunde frecvenței alelelor P-0.50. Dacă ștergeți la întâmplare 10 bile și presupuneți că 4 dintre ele au o culoare neagră și 6 este albă, atunci, respectiv, frecvența alelelor va fi de 0,40 și 0,60.

Dacă creșteți numărul de bile cu un factor de 100 prin adăugarea a 400 de negri și 600 de albi și apoi alegeți din nou aleator orice 10, atunci probabilitatea ca raportul de culoare să difere semnificativ față de original, de exemplu 2 negru și 8 alb. În acest caz, frecvența alelelor va fi, respectiv, P-0,20 și P-0,80. Dacă luăm cel de-al treilea eșantion, atunci există o probabilitate ca 9 bile albe să fie extrase din cele 10 alese sau chiar toate acestea vor avea o culoare albă.

În acest exemplu, se pot judeca fluctuațiile aleatorii ale frecvenței alelelor din populațiile naturale care pot reduce sau mări concentrația unei anumite gene.