какую роль в эволюционном процессе играет борьба

Билет 14. Роль борьбы за существование в эволюционном процессе

Билет 15. Формы борьбы за выживание и примеры

Борьба с неблагоприятными условиями.Выживание в крайних или изменившихся условиях наиболее приспособленных. Например, Зимой животные меняют окраску, густоту шерсти, впадают в спячку ( у животных), Редукция листьев и образование длинных корней у растений пустыни, летний покой у эфемероидов, ловля насекомых у болотных растений (восполнение недостатка азота), огромная семенная продуктивность и способность к вегетативному размножению у истребляемых видов (сорняки), обильное спорообразование у грибов-паразитов ( у растений).

Билет 16. Дивергенция и конвергенция. Примеры.

Дивергенция — расхождение признаков внутри вида, которое приводит к образованию новых группировок особей. Чем больше различаются живые организмы по строению, способу существования, тем больше расходятся они на более разнообразные пространства. Обычно одну область или участок занимают животные с одинаковой потребностью к качеству и запасу пищи. Через определенное время, когда запас пищи заканчивается, животные вынуждены поменять местообитание, переселяться на новые места. Если на одной территории обитают животные с различной потребностью к условиям среды, то конкуренция между ними ослабевает. Так, Ч. Дарвин определил, что в природе на участке в 1 м2 встречается до 20 видов растений, принадлежащих к 18 родам и 8 семействам. В процессе дивергенции от зачинающейся популяции расходятся как бы ветви дерева нескольких форм. Например, можно назвать семь видов оленей, сформировавшихся в результате дивергенции: пятнистый олень, марал, северный олень, лось, косуля, лань, кабарга. Под действием естественного отбора в бесконечном ряду поколений одни формы выживают, другие вымирают. Процессы вымирания и дивергенции тесно связаны между собой. Наиболее расходящиеся по признакам формы обладают большими возможностями оставлять плодовитое потомство и выживать в процессе естественного отбора, так как они меньше конкурируют между собой, чем промежуточные, которые постепенно редеют и вымирают.

В результате дивергенции популяция одного вида подразделяется на подвиды. Подвид, образовавшийся под действием естественного отбора, по признакам наследственного изменения превращается в вид.

Конвергенция— приобретение сходных признаков у различных, неродственных групп. Например, у акулы (класс рыб), ихтиозавров (класс пресмыкающихся), дельфинов (класс млекопитающих) формы тела сходны. Это связано с тем, что у них одинаковые среда обитания (вода) и условия жизни. Хамелеон и лазающая агама, относящиеся к разным подотрядам, внешне очень похожи. Сходство различных систематических групп обусловлено жизнью в сходной среде обитания. У организмов, обитающих в воздухе, имеются крылья. Крылья птицы и летучей мыши — измененные передние конечности, а крылья бабочки — выросты тела. Явление конвергенции широко распространено в животном мире.

Параллелизм (греч. parallelos — «рядом идущий») — эволюционное развитие генетически близких групп, заключающееся в независимом приобретении ими сходных черт строения на основании особенностей, унаследованных от общих предков. Параллелизм широко распространен среди различных групп организмов в процессе их исторического развития (филогенеза).

Например, приспособление к водному образу жизни в эволюции ластоногих развивалось в трех направлениях. У китообразных и ластоногих (моржи, ушастые и настоящие тюлени) в результате перехода к водному образу жизни, независимо друг от друга, появилось приспособление к воде — ласты. Преобразование передних крыльев у многих групп крылатых насекомых в надкрылья, развитие у кистеперых рыб признаков земноводных, возникновение признаков млекопитающих у зверозубых ящериц и т. д. Сходство в параллелизме указывает на единство происхождения организмов и наличие сходных условий существования.

Билет 17. Каковы основные итоги развития жизни на земле в архейскую, протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры?

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник

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.

Источник

Основные положения эволюционной теории Чарлза Дарвина

Вопрос 1. Какие наблюдения Чарлза Дарвина поколебали его веру в неизменность видов?
Определяющую роль в формировании научных взглядов Ч. Дарвина сыграло путешествие на корабле «Бигль». В Южной Америке Ч. Дарвин нашел ископаемые остатки гигантских ленивцев и броненосцев. Современные виды этих животных, обитающие в тех же местах, были очень похожи на вымерших, что навело Дарвина на мысль о возможном родстве этих организмов.
Большое впечатление произвели на Ч. Дарвина обнаруженные им различия в видовом составе флоры и фауны разных материков. В частности, в Австралии он изучил сумчатых — древних млекопитающих, практически вымерших в других местах земного шара. Наконец, чрезвычайно важными оказались наблюдения Ч. Дарвина за животными океанических островов, зачастую демонстрирующими прямую связь с исходными материковыми формами. Так, на Галапагосских вулканических островах Дарвин обнаружил разнообразные виды вьюрков, которые отличались по размеру и строению клюва, но были очень похожи на материковый вид. Дарвин предположил, что когда-то птицы попали на острова с материка и видоизменились, приспособившись к разным источникам питания (твердые семена, фрукты, насекомые).

Вопрос 2. Каковы причины возникновения групповой изменчивости?
Выделенная Ч. Дарвином групповая, или определенная, изменчивость возникает под влиянием факторов внешней среды и у всех особей популяции проявляется примерно одинаково. Вместе с тем эта изменчивость не передается по наследству. Например, удобряя растения, можно получить хороший урожай. Но чтобы получить такой же урожай на следующий год, необходимо вновь вносить удобрения. Данную изменчивость в настоящее время называют ненаследственной (фенотипической, модификационной).

Вопрос 3. Что такое искусственный отбор?
Искусственный отбор — это процесс создания новых пород животных и сортов растений путем систематического сохранения и размножения особей с определенными, ценными для человека признаками и свойствами в ряду поколений. Если отбор ведут по совокупности признаков, т. е. просто отбирают «лучших» особей, не ставя перед собой определенной цели, то такой отбор называют бессознательным. Если же селекционер ставит перед собой конкретную задачу и ведет отбор по какому-то одному (двум) признакам, такой отбор называют методическим.
Благодаря искусственному отбору к середине XIX в. от одного вида дикого голубя было выведено более 150 пород, от банкивской курицы — десятки пород кур, от дикого тура — породы крупного рогатого скота.

Вопрос 4. Каковы причины борьбы за существование в живой природе?
Наиболее общей причиной борьбы за существование является несоответствие между запросами (потребностями) организма и условиями окружающей среды. Обычно реальные условия значительно отличаются от идеальных. Это позволило Ч. Дарвину выделить три основных формы борьбы за существование.
Борьба с неблагоприятными факторами внешней среды. Чаще всего причина этой борьбы — различные погодные явления, засухи, наводнения и многие другие природные катаклизмы. Как правило, при изменении условий обитания выживают и оставляют потомство особи, наиболее приспособленные к этим новым условиям. Межвидовая борьба. В ее основе лежит взаимодействие видов. Выделяют два основных ее варианта: «хищник — жертва» и конкуренция схожих видов. Например, ель с плотной кроной не дает развиваться в своей тени соснам. Внутривидовая борьба. Ее основной причиной является конкуренция особей внутри одного биологического вида. В этом случае борьба идет не только за пищу, но и за гнездовую (охотничью) территорию, а также за партнеров для размножения. Яркий пример — брачные турниры, когда самцы соревнуются за самку и лишь победитель может продолжить свой род, передав генетический материал потомству.

Вопрос 5. Следствием каких взаимоотношений является естественный отбор?
Естественный отбор — следствие борьбы за существование; обусловливает относительную целесообразность строения и функций организмов; творческая роль естественного отбора выражается в преобразовании популяций, приводящем к появлению новых видов. Понятие о естественном отборе как основном движущем факторе исторического развития живой природы введено Ч. Дарви-ном. Следствиями естественного отбора являются: развитие приспособлений видов к условиям их существования (обусловливающее «целесообразность» строения организмов), дивергенция (развитие от общего предка нескольких дочерних видов, все большее расхождение их признаков в эволюции) и прогрессивная эволюция (усложнение и усовершенствование организации).
Частным случаем естественного отбора является половой отбор, который обеспечивает развитие признаков, связанных с функцией размножения.
Естественный отбор происходит автоматически. Все живые организмы из поколения в поколение проходят суровую проверку по всем мельчайшим деталям их строения, функционирования всех их систем в разнообразных условиях. Только те, кто выдержал эту проверку, оказываются отобранными и дают начало следующему поколению. Эффективность естественного отбора зависит от его интенсивности и запаса наследственной изменчивости, накопленного в популяции. Интенсивность отбора определяется тем, какая доля особей доживает до половой зрелости и участвует в размножении. Чем меньше эта доля, тем больше интенсивность отбора. Интенсивность отбора варьирует в широких пределах в зависимости от вида и экологической ситуации. Однако она никогда не бывает нулевой. Даже в человеческих популяциях его интенсивность весьма значительна. В природных популяциях микроорганизмов, растений и животных интенсивность естественного отбора гораздо выше. Однако даже самый интенсивный отбор будет неэффективен, если изменчивость особей в популяции незначительна или она носит ненаследственный характер. Если все особи в популяции совершенно одинаковы, то даже в условиях жесткой борьбы за существование все они имеют равные шансы уцелеть или погибнуть. Жизнь и размножение каждой такой особи зависит от случая. Из поколения в поколение генетический состав этой популяции будет оставаться неизменным.
Изменения не будут накапливаться и в том случае, если изменчивость особей в популяции родителей обусловлена не генетической изменчивостью, а разнообразием средовых условий (чистые линии (гомозиготные по всем генам), растения и животные и в клонах бесполых организмов.
Вопрос 6. Какова роль естественного отбора в эволюции?
Охарактеризовав вначале искусственный отбор и его способность к созданию новых пород и сортов, Ч. Дарвин затем убедительно доказал наличие в природе аналогичного процесса. Он назвал его естественным отбором. Естественный отбор — это преимущественное выживание и размножение наиболее приспособленных особей каждого вида и гибель менее приспособленных организмов. Принцип естественного отбора, который впервые выдвинул Ч. Дарвин, имеет основополагающее значение в теории эволюции. Именно естественный отбор является тем фактором, который направляет эволюционный процесс и обеспечивает закрепление в популяции определенных изменений. Естественный отбор основывается на генетическом разнообразии и избыточной численности особей в популяции. Большинство видов размножаются очень интенсивно. Несоответствие между потенциальными возможностями видов к размножению в геометрической прогрессии и ограниченностью ресурсов является главной причиной борьбы за существование. Гибель организмов может происходить по разным причинам. Иногда она может носить случайный характер, например, в результате пересыхания водоема или пожара. Однако обычно с большей вероятностью выживают и оставляют потомство те особи, которые максимально приспособлены к данным условиям обитания и имеют определенные преимущества. Наименее приспособленные организмы имеют меньше шансов оставить потомков и чаще погибают. Таким образом, естественный отбор — это результат борьбы за существование.
Естественный отбор играет в природе творческую роль, потому что из всего многообразия ненаправленных наследственных изменений он отбирает и закрепляет только те, которые обеспечивают популяции или виду в целом оптимальные приспособления к данным условиям существования.

Источник

Какую роль в эволюционном процессе играет борьба

Подробное решение параграф § 8 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017

Вопрос. Вспомните, какие факторы, согласно эволюционной теории Ч. Дарвина, являются движущими силами эволюции видов в природе.

Ответ. Движущие силы эволюции по Дарвину:

1. Изменчивость и наследственность.

2. Борьба за существование.

3. Естественный отбор.

1.Наследственная изменчивость. Причина наследственных изменений – изменение генов и хромосом, перекомбинация (сочетание) родительских признаков у потомства. Полезные, вредные и нейтральные наследственные изменения. Случайный, ненаправленный характер наследственных изменений. Роль наследственной изменчивости в эволюции: поставка материала для действия естественного отбора.

2. Борьба за существование – сложные взаимоотношения между особями одного вида, разных видов, с факторами неживой природы. Причина борьбы за существование – способность особей к безграничному размножению, увеличению численности и ограниченность ресурсов (пищи, территории и др.) для их существования. Роль борьбы за существование в эволюции: обострение взаимоотношений между особями. Снижение численности особей под влиянием хищников, паразитов, болезнетворных микроорганизмов, недостатка пищи, территории, неблагоприятных погодных условий.

3. Естественный отбор – процесс выживания особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и их последующее размножение. Отбор – следствие борьбы за существование, главный фактор эволюции, сохраняющий особей преимущественно с полезными в определенных условиях среды наследственными изменениями. Отбирающий фактор – условия внешней среды: высокая или низкая температура воздуха; избыток или недостаток влаги, света, пищи.

Вопрос. 1. Перечислите движущие силы (факторы) эволюции.

Ответ. Генетический состав популяции изменяется под влиянием следующих факторов: мутационного процесса, комбинативной изменчивости, популяционных волн, дрейфа генов, миграции особей, изоляции и естественного отбора. Эти факторы называют движущими силами эволюции.

Вопрос 2. Какова роль мутационного процесса и комбинативной изменчивости в эволюции?

Ответ. Мутационный процесс и комбинативная изменчивость. Мутационный процесс является поставщиком элементарного эволюционного материала – мутаций – резерва наследственной изменчивости организмов. Он носит случайный и ненаправленный характер. Несмотря на то что мутации возникают спонтанно, у родственных организмов они нередко похожи, т. е. идут в одном направлении. Это явление было изучено Н. И. Вавиловым и сформулировано в законе гомологических рядов в наследственной изменчивости.

Проявление мутаций увеличивается за счёт комбинативной изменчивости, в результате которой в популяции возникают новые сочетания генотипов, в том числе и содержащие мутировавшие гены.

Значение мутаций для эволюции зависит от конкретных условий среды. Вредные при одних условиях, они могут стать полезными при других.

Например, проводя эксперименты на дрозофилах, учёные выяснили, что частота мутации apterous (бескрылость) в популяциях мух, помещённых в открытых ящиках на берегу моря, увеличилась в поколениях с 2,5 до 67 %.

Бескрылость в условиях продуваемого ветром морского берега оказалась для дрозофил полезным признаком.

Вопрос 3. Чем можно объяснить тот факт, что альбинизм, т. е. отсутствие пигмента, встречается у представителей всех человеческих рас, а также у разных видов животных?

Ответ. Это можно объяснить общностью происхождения и наличием единого предка, общностью генетических законов.

Вопрос 4. Что является причиной популяционных волн? К каким последствиям для генофонда популяции они приводят? Что такое дрейф генов?

Ответ. Популяционные волны, или «волны жизни», – изменения численности особей в популяциях, возникающие под влиянием среды и ведущие к изменению интенсивности естественного отбора и генетической структуры популяции. Причинами наблюдаемых популяционных волн обычно являются обильная кормовая база или, наоборот, недостаток пищи, давление хищников, паразитов или воздействие болезней. Иногда популяционные волны провоцируются и климатическими факторами: наводнениями, сильными морозами, ураганами и т. п. Эволюционное значение популяционных волн состоит в том, что при росте численности особей в популяции увеличивается концентрация мутаций и, соответственно, мутантных особей. Следовательно, доля наследственной изменчивости в такой популяции возрастает. Если же численность особей в популяции сокращается, то её генетический состав может стать менее разнообразным – в ней остаются особи с определёнными генотипами, и в дальнейшем восстановление её численности будет происходить только за их счёт. Некоторые гены в таком случае могут навсегда исчезнуть из генофонда популяции, т. е. генофонд популяции обеднеет. Такие процессы в популяции получили название дрейфа генов – случайного ненаправленного изменения частот аллелей в популяции при её небольшой численности.

Вопрос 5. Какова роль миграции как фактора эволюции? Приведите примеры.

Ответ. В эволюционном смысле миграция – это обмен генами между разными популяциями одного вида в результате свободного скрещивания их особей. Миграция животных обычно происходит в виде сезонных перемещений взрослых особей или расселения молодняка. У растений обмен генами осуществляется при переносе пыльцы, миграция – при распространении семян или плодов.

Влияние миграции как элементарного эволюционного фактора может быть различным. Во-первых, гены особей-мигрантов, принесённые в популяцию, способны увеличивать разнообразие её генофонда. Во-вторых, перемещение небольшой группы особей за пределы исходной популяции может привести к появлению новой популяции, характеризующейся значительным генетическим однообразием. В-третьих, миграция в результате постоянного притока генов может поддерживать генетическую структуру популяции на одном и том же уровне и сохранять вид без изменений.

Вопрос 6. Чем объяснить тот факт, что разные популяции прудовых лягушек, образующиеся весной во временных водоёмах, отличаются друг от друга значительным однообразием составляющих их особей?

Ответ. Это объясняется принципом «основателя», сформулированного Э. Майром. Этим термином автор охарактеризовал «возникновение новой популяции от нескольких первоначальных основателей (в крайнем случае, от одной оплодотворенной самки), которые несут лишь малую часть общей генетической изменчивости родительской популяции». Так, во временных водоемах, образующихся весной, поселяются лягушки, которые при размножении образуют микропопуляцию, отличающуюся от материнской, некоторым единообразием особей, и, так как организмов-основателей немного, они несут в себе менее разнообразный генофонд. Разобщенность с материнской популяцией не допускает притока новых генов.

Вопрос 7. В чём значение изоляции как фактора эволюции? Чем географическая изоляция отличается от биологической? Приведите примеры.

Ответ. Под изоляцией в эволюции понимают разобщение особей в результате возникновения барьеров для свободного скрещивания. Значение изоляции как фактора эволюции состоит в том, что под её воздействием закрепляются возникшие у особей генетические различия.

В зависимости от природы изолирующих барьеров различают две формы изоляции: географическую и биологическую. При географической (пространственной) изоляции в роли преград для свободного скрещивания особей выступают горные хребты, водоёмы, пустыни и другие непреодолимые географические объекты. Эффективность такой изоляции в значительной степени зависит от радиуса индивидуальной активности вида. Так, полёвки и лягушки редко перемещаются на расстояния, превышающие сотни метров, и поэтому в роли преград для них могут выступать реки, овраги и даже шоссе. В то же время песцы, обитающие на Чукотке и Аляске, разделённых Беринговым проливом в 120 км, зимой по льду беспрепятственно преодолевают это расстояние.

Биологическая (репродуктивная) изоляция бывает нескольких видов: экологическая, морфофункциональная, этологическая и генетическая. При экологической изоляции скрещивание становится невозможным из-за различий в условиях обитания популяций, определяющих разные сроки размножения особей. Примером может служить существование пяти популяций форели в высокогорном озере Севан в Армении.

Источник