Учебник по Биологии. 9 класс. Соболь - Новая программа

Эволюцию осуществляют определённые «рабочие силы» (факторы эволюции), которые «из строительного материала» (различных мутаций) на «строительной площади» (в популяциях) строят бесконечные конструкции приспособлений.

Из учебника «Эволюционное учение»

§ 46. ПОПУЛЯЦИЯ. МИКРОЭВОЛЮЦИЯ. ВИД. ВИДООБРАЗОВАНИЕ

Основные понятия и ключевые термины: ПОПУЛЯЦИЯ. Микроэволюция. Приспособление. ВИД. Видообразование.

Вспомните! Что такое теория эволюции?

Ваше мнение

В горных лесах Украины популяции белки обыкновенной имеют тёмную окраску, а популяции белки равнинных лесов - рыжую. По вашему мнению, почему?

СОДЕРЖАНИЕ

Почему популяция является элементарной единицей эволюции?

ПОПУЛЯЦИЯ (лат. populatio - население) - это совокупность особей одного вида организмов, которые на протяжении многих поколений существуют в пределах определённой территории, свободно скрещиваются и относительно изолированы от других популяций вида. Условия жизни в пределах ареала вида неодинаковы в разных участках, что приводит к возникновению различий между группами особей и формированию популяций. Главный фактор, объединяющий особи в популяциях, - свободное скрещивание (панмиксия). Особи разных популяций также могут скрещиваться, но этому, как правило, препятствуют географические (например, реки, горы) и биологические (например, разное время размножения) факторы.

Почему же популяции являются единицей эволюции, а не отдельная особь, как считал Дарвин? Одна особь того или иного вида не способна эволюционировать, поскольку её набор генов не изменяется на протяжении жизни.

В современном эволюционном учении именно популяции рассматриваются как «строительная площадка», арена эволюционных событий (ил. 125). Это объясняется тем, что:

• популяция благодаря наследственной изменчивости состоит из особей, отличающихся по генотипу;

• в популяции постоянно действуют факторы, изменяющие соотношение частоты генотипов и аллельных генов (генетическую структуру);

• в популяции постоянно существуют взаимосвязи между особями и окружающей средой, благодаря чему выживают и дают потомство только особи с полезными в данных условиях изменениями.

Ил. 125. Полесская популяция зубров

Для осуществления эволюционных изменений необходимо наличие трёх процессов: мутационного (появление новых разнообразных признаков), рекомбинантного (создание новых сочетаний признаков) и селекционного (отбор полезных для жизни особей признаков), происходящих именно в популяциях. Благодаря этим процессам происходит элементарное эволюционное явление, то есть существенное и необратимое изменение генофонда популяции на длительный период.

Итак, именно популяции, а не отдельные особи являются элементарными единицами эволюции.

Что является результатом микроэволюционных изменений?

Эволюционные процессы в пределах популяций, которые завершаются формированием приспособленности организмов и образованием новых популяций и подвидов, называются микроэволюцией. Движущий фактор эволюционных изменений в популяциях - естественный отбор, а материал для микроэволюционных изменений - мутации. Естественный отбор направляет разные элементарные изменения фенотипов, возникших в результате мутаций, в сторону формирования адаптаций организмов к изменениям условий окружающей среды.

Адаптации - приспособления строения, функций, поведения организмов к определённым условиям существования. Адаптации возникают в процессе эволюции на основе нейтральных мутаций или модификаций. Новые приспособления появляются не сразу в готовом виде, а длительное время формируются в процессе эволюции. Любая совокупность адаптации помогает организмам выжить лишь в тех условиях, в которых она сформировалась под влиянием факторов эволюции.

Ил. 126. Мимикрия мухи журчалки осовидной

Ил. 127. Маскировка морского конька

Микроэволюция обеспечивает формирование различных адаптаций:

• мимикрия - сходство между незащищёнными и защищёнными видами (например, осовидные бабочки и осы, шмелевидные мухи и шмели) (ил. 126);

• маскировка - сходство с предметами окружающей среды (например, морской конёк с водорослями) (ил. 127);

• защитная окраска помогает спрятаться в окружающей среде (например, белая окраска полярных куропаток);

• предупреждающая окраска указывает на опасность данного вида (например, красный цвет божьей коровки указывает на ядовитость);

• привлекательная окраска обеспечивает встречу особей разных полов (например, яркая окраска самца иволги).

Итак, результатом микроэволюции является формирование адаптаций и появление новых популяций.

Как происходит образование видов в природе?

ВИД - совокупность особей, характеризующихся наследственным сходством признаков, которые свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство, приспособлены к определённым условиям жизни и занимают в природе определённую область - ареал. Видовую самостоятельность определённой группы особей устанавливают по различным критериям вида: морфологический (сходство особей по строению), генетический (характерный для каждого вида набор хромосом по количеству, форме и размерам), физиологический (сходство и отличия в процессах жизнедеятельности), биохимический (особенности строения и состава макромолекул, течения определённых биохимических реакций), географический (общность территории распространения), экологический (приспособленность к условиям существования) и др. Как же возникают новые виды?

Видообразование - это направленный естественным отбором эволюционный процесс адаптивных преобразований, который ведёт к образованию генетически закрытых видовых систем из генетически открытых внутривидовых. Начинается видообразование на уровне популяций. Новые виды чаще всего возникают от одной предковой группы близкородственных организмов путём расхождения признаков у родственных организмов (дивергенции). Необходимым условием видообразования является изоляция, в зависимости от особенностей которой различают географическое и экологическое видообразование.

Географическое видообразование - это формирование новых групп в результате изменения ареала при географической изоляции. Происходит путём разрыва сплошного ареала на части (например, образование различных видов вьюрков на разных островах Галапагосского архипелага) или расширение ареала и отбор в новых условиях; например, образование видов медведь бурый (Ursus arctos) и медведь белый (Ursus maritimus) (ил. 128).

Экологическое видообразование - это формирование новых групп в рамках существующего ареала при экологической изоляции. Происходит в результате действия новых сезонных условий (например, образование видов погремок большой весенний и погремок большой летний), в результате скрещивания между особями родственных видов (например, мята перечная - гибрид мяты колосовидной и мяты водяной), за счёт полиплоидных мутаций (например, исходный вид двузернянка имеет 2n = 14, вид твёрдая пшеница - 4n = 28, а мягкая пшеница - 6n = 42) или соединением систематически отдалённых организмов (например, различные виды лишайников - результат симбиоза грибов и водорослей).

Ил. 128. Медведь бурый и медведь белый

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Задание на сопоставление

Сравните географическое и экологическое видообразование.

Признак	Видообразование
	географическое	экологическое
С какими территориями связано?
Какие формы изоляции действуют?
Какими путями осуществляются?
Примеры

Биология + Экология

Сопоставьте и определите значение адаптации у изображённых животных. Почему для адаптаций свойственна относительная целесообразность?

1 Угрожающая поза жука-бомбардира	А Мимикрия
2 Окраска жалящих насекомых (осы, пчёлы)	Б Маскировка
3 Зимняя окраска у зайцев-беляков	В Защитная окраска
4 Бабочка-калима с узором глаз совы	Г Предупреждающая окраска
5 Сходство палочника с веточками	Д Угрожающее проявление поведения
6 Окраска самца мандаринки	Е Привлекательная окраска

I	II	III	IV	V	VI

ОТНОШЕНИЕ

Биология + Селекция

Слива домашняя (Prunus domestica) с набором хромосом 6n = 48 появилась ещё в доисторические времена путем гибридизации Тёрна (Prunus spinosa, 4n = 32) с алычой (Prunus divaricata, 4n = 16). Почему слива домашняя является видом? Оцените значение видообразования в природе и для человека.

РЕЗУЛЬТАТ

Оценка	Задания для самоконтроля
1-6	1. Что такое популяция? 2. Назовите основные характеристики популяций. 3. Что такое микроэволюция? 4. Приведите примеры адаптации к условиям среды. 5. Что такое вид? 6. Назовите способы видообразования.
7-9	7. Почему популяция является элементарной единицей эволюции? 8. Каковы результаты микроэволюции? 9. Как происходит образование видов в природе?
10-12	10. Сравните географическое и экологическое видообразование.