§32. Борьба за существование и естественный отбор - движущие силы эволюции
Вспомните. Задание №1
Каковы основные положения эволюционного учения Дарвина?
Ответ:
Основные положения эволюционного учения Дарвина :
1. Внутри каждого вида живых организмов существует широкий размах наследственной изменчивости по морфологическим и физиологическим критериям. Эта изменчивость может иметь качественный или количественный характер, но она присутствует всегда.
2. Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.
3. Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование и успех в размножении либо между организмами одного вида, либо между организмами разных видов, либо с условиями окружающей среды.
4. В условиях борьбы за существование выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые в данных условиях среды оказались полезными.
5. Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях среды ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном итоге, приходит к видообразованию.
Задание №2
Что такое геометрическая прогрессия размножения?
Ответ:
Чарльз Дарвин обратил внимание на стремление каждого вида к размножению в геометрической прогрессии. То есть каждая пара организмов дает гораздо больше потомства, чем их выживает до взрослого состояния. Это явление потенциального возрастания численности каждого вида получило название прогрессии размножения.
Задание №3
Почему эволюционные изменения популяций сопровождаются направленным изменением генофонда?
Ответ:
В пределах каждой популяции организмов, размножающихся половым путём, происходит постоянный обмен генетическим материалом. Скрещивание особей разных популяций происходит реже, поэтому генетический обмен между разными популяциями ограничен. В результате каждая популяция характеризуется своим специфическим набором генотипов — генофондом. В каждой отдельной популяции накапливаются генотипы, которые наиболее адаптивны к конкретным условиям жизни. Таким образом, каждая популяция эволюционирует независимо от других популяций данного вида.
Задание №4
Что вам известно о животных альбиносах и меланистах?
Ответ:
Животные−альбиносы на протяжении всей жизни отличаются пониженной жизнеспособностью и зачастую ослабленным иммунитетом, что делает их легкой добычей для инфекций. В дикой природе они выбраковываются естественным отбором, что еще сильнее сокращает их численность. Кожа этих зверей очень чувствительна к солнечному свету, поэтому чаще всего такие животные прячутся днем.
Животные−меланисты − черные аристократы природы. В природе животные с черным окрасом встречаются нечасто, однако по сравнению со своими обычными собратьями обладают рядом преимуществ. Черный окрас животные приобретают благодаря чрезмерному количеству в их коже меланина, пигмента темного цвета. Именно поэтому это явление называется меланизм. Оно встречается у различных животных, среди которых, например, млекопитающие, членистоногие и рептилии.
Вопросы. Задание №1
Каковы основные причины борьбы за существование?
Ответ:
Несоответствие между численностью появляющихся в популяции особей и ресурсами среды неизбежно приводит к борьбе за существование. Под борьбой за существование понимают не прямую схватку, а сложные и многообразные отношения организмов внутри одного вида, между разными видами и с неорганической природой.
Задание №2
Какие формы борьбы за существование известны?
Ответ:
Ч. Дарвин различал три формы борьбы за существование: внутривидовую, межвидовую и борьбу с неблагоприятными условиями неорганической природы.
Задание №3
Какая форма борьбы за существование является в природе наиболее острой и почему?
Ответ:
Наиболее напряжённая — внутривидовая борьба, так как это борьба за одинаковые ресурсы. Яркий пример внутривидовой борьбы — состязание между одновозрастными деревьями хвойного леса. Самые высокие деревья своими широко раскинувшимися кронами перехватывают основную массу солнечных лучей, а их мощные корневые системы поглощают из почвы растворённые минеральные вещества в ущерб более слабым соседям. Внутривидовая борьба особенно обостряется при повышении плотности популяций. Преимущество получают особи, наиболее приспособленные к данным условиям (происходит естественный отбор).
Задание №4
Какое влияние оказывает естественный отбор на популяции?
Ответ:
Естественный отбор — это преимущественное выживание и размножение особей, наиболее приспособленных к данным условиям. Но приспособленность всегда относительна. Вид, хорошо приспособленный к данным условиям, может оказаться на грани вымирания, если условия изменились (например, если в среде появился новый хищник или конкурент, если изменились климатические условия и т.п.). Естественный отбор действует тогда, когда представленные в популяции генотипы различаются эффективностью размножения, т.е. способностью выжить и оставить после себя потомство. Удаляя наименее приспособленных особей, отбор изменяет генофонд популяции и способствует, таким образом, возникновению новых форм. Следовательно, естественный отбор — это движущая сила эволюции.
Важно понять, что естественный отбор не создаёт новые фенотипы или генотипы, он служит лишь механизмом для отсеивания наименее приспособленных и выживания наиболее приспособленных организмов в бесконечной борьбе за существование.
Задания. Задание №1
Приведите примеры проявления различных форм борьбы за существование.
Ответ:
1. Внутривидовая борьба
Яркий пример внутривидовой борьбы — состязание между одновозрастными деревьями хвойного леса. Самые высокие деревья своими широко раскинувшимися кронами перехватывают основную массу солнечных лучей, а их мощные корневые системы поглощают из почвы растворённые минеральные вещества в ущерб более слабым соседям.
2. Межвидовая борьба
Пример соревнования за сходные виды ресурсов дают взаимоотношения серой и чёрной крыс, борющихся за место в поселениях человека. Серая крыса, более сильная и агрессивная, со временем вытеснила чёрную, которая в настоящее время встречается лишь в лесных районах или в пустынях. В Австралии обыкновенная пчела, которую привезли из Европы, вытеснила маленькую туземную, не имеющую жала.
3. Борьба с неблагоприятными условиями среды (холодом, жарой, засухой и т. д.)
В тёплые годы при обильном развитии планктонных организмов окунь активно поедает рачков, парящих в толще воды; в холодные, малопродуктивные годы нехватка пищи заставляет рыб переходить на питание собственной молодью.
Задание №2
Приведите примеры различных форм естественного отбора.
Ответ:
Выделяют три формы естественного отбора: движущий, стабилизирующий и разрывающий (дизруптивный).
Классическим примером движущего отбора является эволюция окраски у берёзовой пяденицы. Окраска крыльев этой бабочки имитирует окраску покрытых серой корой деревьев. Загрязнение атмосферы, связанное с выбросами заводов и фабрик, привело к потемнению стволов деревьев. Светлые бабочки на темном фоне стали легко заметны для птиц. С середины XVII века, в популяциях березовой пяденицы стали появляться мутантные темные формы бабочек.
Примерами стабилизирующего отбора являются сохранение у насекомоопыляемых растений размеров и формы цветка, так как цветки должны соответствовать размерам тела насекомого−опылителя, или сохранение реликтовых видов (гаттерия, латимерия, гинкго и др.)
В случае разрывающего отбора, сенокос или летние засухи приводят к разделению видов луговых растений на раннецветущие (весной) и позднецветущие (осенью).
Подумайте. Задание №1
Можно ли представить себе ситуацию, когда появляющиеся в популяции новые (более приспособленные) особи не вытесняют старые, а мирно сосуществуют вместе с ними?
Ответ:
Да, это возможно в том случае, если новые более приспособленные особи занимают другой ареал обитания (экологическую нишу), есть отличия в потребляемых ресурсах.
