Підручник з Біології. 9 клас. Задорожний - Нова програма

39. Еволюційні фактори. Механізми первинних еволюційних змін. Природний добір

У попередньому параграфі ви дізналися про популяції та їхню структуру. Чому популяцію вважають елементарною одиницею еволюції? Що таке генофонд популяції? Чи може він змінюватися?

Еволюційні фактори

Еволюційні фактори — це явища та процеси, які змінюють генофонд популяції. Зміни в генофонді популяцій із часом можуть накопичуватися, й особини в популяції починають дедалі більше відрізнятися від своїх предків. Так і відбувається еволюція.

Існує кілька факторів еволюції.

Еволюційні фактори

Фактор

Опис фактора

Приклад дії

Мутації (мутаційний процес)

Природний процес постійних змін спадкової інформації внаслідок дії мутагенних факторів

У предків людини внаслідок мутації дві хромосоми об'єдналися в одну. Тому в людини 23 пари хромосом, а у шимпанзе, як і у нашого спільного предка, — 24 пари

Популяційні хвилі (хвилі життя)

Коливання чисельності природних популяцій, яке відбувається постійно внаслідок кліматичних, біологічних або інших факторів

Періодично виникають спалахи інтенсивного розмноження комах (наприклад, сарани). При цьому тварини можуть поширюватися за межі території свого звичного проживання

Дрейф генів

Зміна частоти алелів певних генів через випадкові процеси, наприклад, виверження вулкана, повінь або потрапляння невеликої групи особин на нову територію (ефект засновника) (мал. 39.1)

Коли люди потрапили на американський континент, серед першовідкривачів випадково не виявилося людей з алелем, який відповідає за формування III і IV груп крові. Тому до прибуття європейців жителі Америки мали тільки І або II групу крові

Ізоляція

Розділення популяцій одного виду через виникнення між ними якихось бар'єрів (фізичних або екологічних)

Популяції, які потрапляли на острови, часто не могли контактувати з популяціями материка й утворювали нові види, як в'юрки на Галапагоських островах

Закінчення таблиці

Фактор

Опис фактора

Приклад дії

Міграція

Переміщення особин з однієї популяції в іншу або на нові території

Риба-голка із Чорного моря мігрувала в р. Дніпро, а звідти по каналу Дніпро — Донбас потрапила в р. Сіверський Донець

Природний добір

Диференційоване виживання більш пристосованих до певних умов існування особин у популяції

Коли хворі використовують антибіотики, виживають тільки ті бактерії, які мають до них стійкість

Види природного добору. Стабілізуючий добір

Виділяють три основні форми природного добору: дизруптивний (розривний), рушійний (спрямований) і стабілізуючий (мал. 39.2).

Стабілізуючий добір підтримує ознаки в незмінному стані. Він діє тоді, коли найбільш вигідним є середнє значення якоїсь ознаки. Він зазвичай відбувається в умовах, коли середовище існування мало змінюється й організми до нього добре пристосовані.

Так, представники ракоподібних щитні залишилися незмінними ще з часів мезозою. їхні особини мають короткий термін життя і живуть у калюжах. Умови життя в калюжах і зараз, і за часів динозаврів однакові. А період пересихання калюж щитні переживають на стадії яйця, яке в них є дуже стійким до будь-яких зовнішніх впливів.

Мал 39.1. Ілюстрація дії дрейфу генів (ефекту засновника) на генофонд популяції

Мал. 39.2. Види природного добору

Рушійний добір

Рушійний (спрямований) добір сприяє зміні ознаки в певному напрямку. Так, комахи, ящірки й низка інших видів, які ховаються між листками рослин, мають зелений або бурий колір, мешканці пустель — колір піску. А у метеликів, які жили в Англії в XIX столітті, рушійний відбір призвів до кращого виживання особин з темним забарвленням. Це трапилося тому, що розвиток промисловості призвів до забруднення стовбурів вугільним пилом і кіптявою. Внаслідок цього стовбури потемніли, і на їхньому фоні хижаки менше помічали темних метеликів.

У хижаків захисне забарвлення закріпилося завдяки тому, що його власник непомітно міг підкрастися до здобичі, а у жертви воно є наслідком того, що тварина залишалася менш помітною для хижаків. Ті з них, хто не мав захисного забарвлення під час пристосування до життя в таких умовах, гинув і не залишав нащадків.

Дизруптивний добір

Дизруптивний (розривний) добір спостерігається тоді, коли переваги мають тварини з ознакою, що відрізняється від середньої в той або інший бік. Наприклад, серед комах, які живуть на невеличких острівцях в океані, більшість видів або дуже добре літають, або взагалі не мають крил. Така ситуація склалася через сильні вітри, які можуть виносити комах з острова в океан. Для того щоб цього не сталося, слід або дуже добре літати, або не літати взагалі.

Яскравим прикладом дизруптивного добору є ситуація з розходженням предків людини і шимпанзе. Спільний предок цих видів мешкав у Африці приблизно 8 млн років тому. Він чудово лазив по деревах, але міг пересуватися і на поверхні землі. Тому зміг заселити і невеликі лісові масиви, розташовані на межі савани. Жив він там на деревах, а між масивами пересувався пішки.

Після настання чергового циклу похолодання на нашій планеті площа лісів зменшилася, розміри лісових масивів на межі савани теж стали меншими, а відстані між ними більшими. Тому ходити пішки треба було вже набагато більше. У цих умовах перевагу отримували особини, які або ходили краще і жили більше в савані, або жили в глибині лісу й пересувалися по деревах.

Дизруптивний добір призвів до того, що ті особини, які залишилися в лісі, стали предками шимпанзе, а ті особини, які жили в савані, стали предками людини.

Мал. 39.3. Приклади статевого диморфізму

Статевий добір

Як одну з форм добору розглядають також статевий добір, який впливає на ознаки лише однієї статі. До такого добору призводить суперництво між особинами однієї статі за право вступити в розмноження з особинами іншої статі.

Ця форма добору сприяє появі статевого диморфізму, коли особини одного виду, але різної статі суттєво відрізняються між собою за зовнішнім виглядом. Статевий диморфізм чудово видно на прикладі таких видів, як олені, кури та деякі комахи (мал. 39.3).

Елементарними факторами еволюції є мутації (мутаційний процес), популяційні хвилі (хвилі життя), дрейф генів, ізоляція, міграція та природний добір. Виділяють такі види природного добору, як стабілізуючий, рушійний, дизруптивний, статевий. Тільки природний добір є направленим. Усі інші фактори еволюції є ненаправленими.

Перевірте свої знання

1. Що таке фактори еволюції? 2. На конкретному прикладі поясніть, що таке популяційні хвилі. 3. На конкретному прикладі поясніть, що таке мутаційний процес. 4. На конкретному прикладі поясніть, що таке міграція. 5. Чому дрейф генів є ненаправленим фактором еволюції? 6. Які існують форми природного добору? 7. На конкретних прикладах поясніть дію статевого добору. 8. За яких умов відбувається стабілізуючий добір? 9. За яких умов відбувається дизруптивний добір? 10*. Чому твердження, що під час природного добору виживає найсильніший, є грубою помилкою?