Populacijski valovi kao evolucijski faktor. Uzroci valova stanovništva

Radnja u genskom pool elementarnih čimbenika mijenja frekvenciju određenih gena, što dovodi do promjene u genotipu i fenotipu u populaciji, i dugotrajno izlaganje prirodnom selekcijom proširuje svoje diferencijaciju.

Što je mikroevolucija?

Mikroevolucija - promjene u populaciji pod utjecajem evolucijskih čimbenika, što može dovesti do promjene u genskom bazenu ili čak pojavi nove vrste.

Čimbenici evolucije možete navesti sve procese ili fenomene. Među njima treba spomenuti mutacije, izolaciju, drift gena, Populacijski valovi koji mijenjaju genetsku šminku.

Veličina svake populacije se stalno mijenja. Razlozi za to su različiti biotički i abiotički učinci. Takve fluktuacije u veličini populacije su povremene prirode. Dakle, nakon povećanja broja osoba u populaciji, ona se smanjuje. 1905. SS Chetverikov je nazvao ovaj uzorak populacijskih valova. Ako navodite primjere valova stanovništva, onda to može biti fluktuacija broja žrtava predatora, uzgoja skakavaca ili zečeva u Australiji. Primjeri su i izbijanja lemminga u arktičkim ili epidemijama kuge koje su zabilježene u Europi u prošlosti.

Značajke "valova života"

Ovi valovi su tipični za sve žive organizme. Mogu biti periodični i ne-periodični. Periodični se najčešće primjećuju u kratkotrajnim organizmima - u kukcima, godišnjim biljkama, kao iu većini mikroorganizama i gljivicama. Najjednostavniji primjer može biti sezonske promjene brojeva.

Ne-periodični valovi stanovništva ovise o kombinaciji nekoliko složenih čimbenika. U pravilu se ne tiču ​​jednog, već nekoliko vrsta živih organizama u biogeocenozi, pa stoga mogu dovesti do radikalnog restrukturiranja.

Među promjenama u broju pojedinaca u populaciji, treba istaknuti iznenadni nastup određenih vrsta organizama u novim područjima gdje su njihovi prirodni neprijatelji odsutni. Također, treba spomenuti oštre ne-cikličke promjene brojeva, koje su povezane s prirodnim "katastrofama" i mogu se očitovati uništenjem biogeokozene ili cijelog krajolika. Dakle, nekoliko suhih ljetnih razdoblja mogu promijeniti značajno područje - uzrokovati pojavu travnjaka livada u močvarama i velik broj suhih livada.

Ako odredite uzroke valova stanovništva, vrijedi se prisjetiti ne samo veza između živih organizama i okolišnih čimbenika, već i utjecaja čovjeka.

Evolucijsko značenje "valova života"

U slučajevima kada je stanovništvo bilo koje populacije oštro smanjeno, samo nekoliko pojedinaca može ostati. Istodobno imaju i frekvenciju geni (aleli) razlikuje se od onoga u izvornoj populaciji. Ako se, nakon oštrog pada stanovništva, stanovništvo oštro podigne, a mala skupina organizama, koja je ostala, dovodi do nove izbijanja rasta stanovništva u populaciji. Zato se može tvrditi da valovi stanovništva utječu na genski bazen, jer genotip ove skupine određuje genetsku strukturu čitave populacije.

Istodobno, skup mutacija u populaciji i njihova koncentracija vrlo se slučajno mijenjaju. Dakle, određeni dio mutacija potpuno nestaje, a neki iznenada rastu. Ukratko, možemo reći da su populacije valovi kao evolucijski faktor je izuzetno važno jer, ako intenzivna selekcija je glavni dobavljač evolucijske materijala koji su rijetke mutacije umetnuta pod djelovanjem selekcije.

Osim toga, valovi života mogu privremeno dovesti niz mutacija ili genotipova u drugu abiotsku ili biotičku okolinu. Unatoč tome, ni kombinacija populacijskih valova i mutacija ne osigurava evolucijski proces. Trebate djelovanje faktora koji utječe na jedan smjer (to je, na primjer, izolacija).

Utjecaj izolacije na veličinu populacije

Taj je čimbenik iznimno važan u evolucijskom planu, jer izaziva pojavu novih likova pod uvjetima iste vrste i ne dopušta međusobno unos različitih vrsta među sobom. Valja napomenuti da najčešće postoji geografska izolacija. Njegova je bit u činjenici da je jedino područje razbijeno, a prijelaz pojedinaca iz različitih dijelova postaje nemoguć ili težak.

Važno je napomenuti da se u izoliranoj populaciji slučajno razviti mutacije i prirodna selekcija njegovog genotipa postaje sve raznolikija. Osim toga, tu je izolacija okoliša i razne biološke mehanizme koji sprječavaju jedinki različitih vrsta križati. Primjer mogu imati različite postavke kao na mjesto ili vrijeme prijelaza, kao i, na primjer, različitog ponašanja ili različite strukture genitalnih organa životinja, koji postaje dodatne prepreke križanje.

Ako generaliziramo, možemo reći da različite vrste izolacije doprinose formiranju novih vrsta, ali istovremeno pomažu očuvati genetsku strukturu vrste.

Drift gena

Slučajna promjena broja gena u bilo kojoj maloj populaciji može imati primjetne posljedice, jer može dovesti do promjene učestalosti alela. Slučajne promjene u učestalosti alela nazivaju se genskim driftom. Ovaj proces ima neprimjetan karakter. Prvi put su otkrili genetičari NP Dubinin i DD Romashov.

Potvrda slučajnosti genskog pomaka dobila je S. Wright. Prešao je ženke i Drosophila mužjake u laboratorijskim uvjetima, koji su bili heterozigotni za određeni gen. Nakon toga je dobiveno potomstvo s normalnom i mutantnom koncentracijom gena, što je 50%. Nakon nekoliko generacija, neki su pojedinci postali homozigoti za mutantni gen, neki čak i izgubili, a drugi dio pojedinaca imao je i mutantni i normalan gen.

Valja napomenuti da je čak i na smanjenoj vitalnosti i mutanata životinja pod uvjetom da je utjecaj prirodne selekcije mutant alel može u potpunosti zamijeniti normalne, što uzrokuje određene populacije valove.

Etiologija valova stanovništva

Od svih razloga koji mogu utjecati na kvantitativne karakteristike stanovništva, vodeće mjesto zauzima klimatske uvjete, biotički čimbenici tako se dodjeljuju na drugom planu. Uz nisku raznolikost vrsta, broj pojedinaca u populaciji ovisi o vremenu, kemijskom sastavu okoliša i stupnju onečišćenja.

Važno je napomenuti da uzroci valova populacije koji unaprijed određuju promjenu veličine populacije ovise o njegovoj gustoći ili utjecaju bez obzira na taj parametar.

Abiotični i antropogeni čimbenici, u pravilu, ne ovise o tome gustoća naseljenosti. Biotički utjecaj ovisi više o tome. Treba primijetiti teritorijalno ponašanje koje je u tijeku evolucije najučinkovitiji mehanizam koji ograničava rast broja pojedinaca u populaciji. Dakle, aktivnost pojedinaca ograničena je na odgovarajući prostor. Uz povećanje broja intraspecifično natjecanje za resurse ili izravni antagonizam (napad na konkurente).

Stanovništvo valovi također ovisi o odgovorima ponašanja koje su visoke u populaciji su karakterizirana pojavom instinkt masovne migracije. To također može razviti reakciju na stres u kojoj su pojedinci razvili takve fiziološke značajke koje smanjuju plodnost i doprinose povećanom smrtnošću. Dakle, slomljena oogenesis i spermatogeneza proces, sve više i više slučajeva pobačaja, smanjuje broj jedinki u jednoj generaciji i povećava tijekom puberteta. Osim toga, smanjuje brigu za svoje mlade nagon, promjene u ponašanju - povećanje agresivnosti, kanibalizam može se promatrati i neadekvatan odgovor na suprotnim spolom, što u konačnici smanjuje veličinu populacije.

Pojedinosti promjena u broju stanovništva

Mnogi okolišni procesi povezani s raspodjelom stanovništva na tom području ili s lokalnim izbijanjem populacije podsjećaju na valove koji su, kako je gore spomenuto, nazivani "valovima života". Tipičan primjer je iznenadni porast broja štetočina insekata u ograničenom šumskom području. Pod povoljnim uvjetima, insekti su u stanju zarobiti sve više i više novih teritorija, što je tipična slika povećanja njihove gustoće ili širenja tzv. Populacijskog vala. Poznavajući karakteristike pokretljivosti i određene karakteristike stanovništva, moguće je jednostavno izračunati brzinu širenja tog vala i moguće metode borbe.

Slično tome, mogu se karakterizirati epidemiološki valovi, pa se ova teorija uspješno koristi za određivanje prirode širenja raznih bolesti i brzine tog procesa.

Osim toga, valja spomenuti populacijsko-genetičke valove koji opisuju prirodu distribucije određenog gena u rasponu koji zauzima određena populacija.

Mehanizam djelovanja valova stanovništva

Populacijski valovi mogu se karakterizirati pomoću primjera modela. Dakle, u zatvorenoj kutiji nalazi se 500 crnih i isti broj bijelih kuglica, što odgovara učestalosti alela P-0.50. Ako slučajno izbrišete 10 kuglica i pretpostavite da 4 imaju crnu boju, a 6 je bijela, tada će frekvencija alela biti 0,40 i 0,60.

Ako povećamo broj kuglica u 100 puta sa 400 crno i 600 bijeli, a onda opet uzeti bilo koji slučajni 10, onda je vjerojatno da je njihov odnos boja će biti znatno drugačiji od originala, na primjer 2 crne i 8 bijele boje. Frekvencija alela bit će P -0.20 i P-0.80. Ako uzmemo treći uzorak, postoji mogućnost da se 9 bijele loptice nacrtana od 10 izabranog, ili čak svi od njih će imati bijelu boju.

U ovom primjeru možemo odrediti slučajne varijacije u učestalosti alela u prirodnim populacijama koje mogu smanjiti ili povećati koncentraciju određenog gena.