Лекция "Факторы эволюции"

Тема: Факторы эволюции

1. Дрейф генов – фактор эволюции

Н

Дрейф генов – случайное, ненаправленное изменение частот аллелей генов.

С

2. Популяционные волны – фактор эволюции

С.С.Четвериков.

– Резкие изменения численности популяций (наводнения, пожары и другие причины).

Приводит к изменению генофонда популяции, исчезновению одних аллелей, возрастанию концентрации других.

3. Изоляция – фактор эволюции

а) Географическая изоляция.

Разрыв ареала на не сообщающиеся между собой части. Причины: образование гор, рек, перешейков, истребление популяций и т.д.

б

Разные популяции севанской форели нерестятся в устьях различных рек, впадающих в озеро; нерест лососевых рыб через год.

Значение факторов эволюции (6):

1-2: Наследственная изменчивость?

3-4: Дрейф генов и популяционные волны?

5-6: Естественный отбор? Изоляция?

Направляющий фактор?

Урок. Факторы эволюции

1. Факторы эволюции: дрейф генов, популяционные волны, изоляция

Кроме наследственной изменчивости и естественного отбора к факторам эволюции относят еще дрейф генов, популяционные волны и изоляцию.

Дрейф генов как фактор эволюции был раскрыт российскими учеными генетиками Н.П.Дубининым и Д.Д.Ромашевым и зарубежными учеными американцем С.Райтом и англичанином Р.Фишером. Он касается малочисленных популяций с генофондом, ограниченным небольшим количеством генотипов в популяции. Генофонд таких популяций, в силу различных процессов, через несколько поколений может резко измениться, изменится частота встречаемости аллелей различных генов. С.Райт экспериментально доказал это, посадив в пробирки по две пары гетерозиготных по аллелю А (Аа) особей. Соотношение аллелей А и а было 1:1. Через несколько поколений в одних пробирках был утрачен доминантный аллель А, в других — рецессивный аллель а, часть популяций содержала оба аллеля в различных соотношениях. В результате дрейфа генов происходит случайное изменение частот встречаемости различных аллелей, утрата части аллелей, что сказывается на дальнейшей эволюции вида.

В любой популяции происходят периодические колебания численности особей, причинами которых служат различные абиотические и биотические факторы среды. Наиболее ярко это проявляется у быстроразмножающихся видов, например у мышевидных грызунов примерно раз в 4 года численность возрастает многократно. Затем вновь происходит резкий спад численности. Причины уменьшения численности различны — это и недостаток кормовой базы, и пресс хищников, численность которых при обильном питании резко возрастает, и вспышки эпидемий, и природные катаклизмы. Например, при половодье или наводнении погибает большая часть популяции грызунов, генофонд ее при этом резко и случайно изменяется. Изменяется и частота встречаемости различных аллелей генов, частота встречаемости редких аллелей при этом может резко возрасти.

Резкие возрастания численности часто наблюдаются при попадании видов в новые условия обитания, где благоприятные условия и отсутствуют хищники и паразиты. Так, например, было с распространением опунции и расселением кроликов в Австралии. Опунцию завезли в Австралию и использовали в качестве живой изгороди, в отсутствии естественных врагов она расселилась, и нашествие смогли остановить только с помощью гусениц кактусовой моли, специально привезенной с Американского континента. Благодарные австралийцы даже поставили памятник этому насекомому. Подобная же история случилась и с кроликами, когда в Австралии в 1859 году выпустили 12 пар кроликов. Через 40 лет их количество составляло несколько сотен миллионов особей, справиться с этим нашествием смогли с помощью вирусной инфекции — выпускали в популяции кроликов, зараженных вирусом миксоматоза. Первое время смертность во многих популяциях была стопроцентной, однако впоследствии она снизилась, вероятно появились линии кроликов, невосприимчивые к болезни.

Важным фактором эволюции является и изоляция, препятствующая свободному скрещиванию особей различных популяций. Наследственная изменчивость поставляет и распространяет мутации, популяционные волны и дрейф генов меняют частоту встречаемости различных аллелей, естественный отбор приводит к преимущественному выживанию особей с определенными генотипами, а изоляция препятствует скрещиванию между особями разных популяций. Различают географическую и экологическую изоляцию. Географическая изоляция обычно связана с возникновением естественных преград между популяциями одного вида. При этом не происходит распространения возникших мутаций за пределы популяции, происходит увеличение различий между генофондами различных популяций, что, в конечном счете, приводит к репродуктивной, биологической изоляции — появлению новых видов. Образование различных видов галапагосских вьюрков, сохранение яйцекладущих и сумчатых животных Австралии — результат изоляции. Такое видообразование называется географическим.

Экологическая изоляция связана с различными экологическими условиями, в которых обитают различные популяции. Движущая форма отбора приводит к изменению генофонда популяций, расхождению признаков и, в конечном счете, образованию новых видов. Так, например, образовались различные виды лютиков. Экологическая изоляция может вызываться несовпадением сроков размножения особей различных популяций, например, некоторые лососевые рыбы нерестятся через год, в четный год на нерест приходит одна популяция, в нечетный — другая. Разные популяции форели озера Севан нерестятся в разных горных реках и ручьях, что также приводит к репродуктивной изоляции и может послужить начальным этапом видообразования, называемого экологическим видообразованием.

Карточка у доски

1. Перечислите 6 факторов эволюции.

2. Фактор эволюции, изменивший частоты встречаемости аллелей генов в опытах С.Райта:

3. Фактор эволюции, изменивший частоты встречаемости аллелей генов в популяции грызунов после наводнения:

4. Какие различают виды изоляции?

5. Каким фактором эволюции объясняется нескрещиваемость между популяциями форели из озера Севан?

6. Может ли аллель гена, снижающая жизнеспособность особей сохраняться в популяции?

7. Какие факторы эволюции могут случайно и ненаправленно изменять частоту встречаемости аллеля в популяциях?

Письменная работа с карточками на 10 мин.

1. Объясните, как образуются новые виды в условиях географической изоляции.

2. Объясните, как образуются новые виды в условиях экологической изоляции.

3. Что такое дрейф генов? Почему его роль особенно велика в небольших популяциях?

4. Какую роль в эволюции играют популяционные волны?

Тестирование:

**Тест 1. К факторам эволюции относятся:

1. Влияние среды. 6. Стремление к самоусовершенствованию.

2. Наследственность. 7. Дрейф генов.

3. Изменчивость. 8. Популяционные волны.

4. Отбор. 9. Изоляция.

5. Передача по наследству благоприобретенных признаков.

Тест 2. В опытах С.Райта в нескольких линиях от гетерозиготных особей через несколько поколений в потомстве получилась разное соотношение частот встречаемости аллелей данного гена. Результат объясняется:

1. Наследственной изменчивостью.

2. Естественным отбором.

3. Дрейфом генов.

4. Изоляцией.

5. Популяционными волнами.

Тест 3. В результате наводнения погибла большая часть мышей популяции, резко изменился генофонд данной популяции. Данный фактор эволюции называется:

1. Наследственной изменчивостью.

2. Естественным отбором.

3. Дрейфом генов.

4. Изоляцией.

5. Популяционными волнами.

Тест 4. Произошло расчленение ареала вида, особи разных популяций потеряли возможность встречаться друг с другом. Данный фактор эволюции называется:

1. Наследственной изменчивостью.

2. Естественным отбором.

3. Дрейфом генов.

4. Географической изоляцией.

5. Экологической изоляцией.

6. Популяционными волнами.

Тест 5. Разные популяции форели озера Севан нерестятся в устьях разных рек и не могут скрещиваться друг с другом. Данный фактор эволюции называется:

1. Наследственной изменчивостью.

2. Естественным отбором.

3. Дрейфом генов.

4. Географической изоляцией.

5. Экологической изоляцией.

6. Популяционными волнами.

Тест 6. Некоторые популяции лососевых рыб нерестятся в одном месте, но через год и не могут встретиться друг с другом. Данный фактор эволюции называется:

1. Наследственной изменчивостью.

2. Естественным отбором.

3. Дрейфом генов.

4. Географической изоляцией.

5. Экологической изоляцией.

6. Популяционными волнами.

Тест 7. Может ли аллель гена, снижающая жизнеспособность особей сохраняться в популяции?

1. Может.

2. Не может.

**Тест 8. Случайно и ненаправленно изменять частоту встречаемости аллеля в популяциях могут факторы эволюции:

1. Наследственная изменчивость.

2. Естественный отбор.

3. Популяционные волны.

4. Дрейф генов.

Тест 9. Направленно изменять частоту встречаемости аллеля в популяциях может:

1. Наследственная изменчивость.

2. Естественный отбор.

3. Популяционные волны.

4. Дрейф генов.