Ответы@Mail.Ru: что такое микроэволюция
Макроэволюция — процесс эволюционных преобразований надвидового масштаба, происходящих на больших пространствах, на протяжении больших отрезков времени, который приводит к возникновению высших систематических групп — родов, семейств, отрядов, классов, типов (отделов). Макроэволюция совершается на основе микроэволюционных процессов, т. е. действия факторов наследственной изменчивости, генетической дифференцировки, изоляции при направляющем действии естественного отбора. Сходство таких групп обусловливается общностью происхождения, а различия — результатом приспособленности к разной среде. Дивергенция (расхождение) начинается внутри вида, в его популяциях, при образовании географических подвидов. Она необратима и возникает вследствие разнообразия генетической структуры вида, а также разнонаправленности действия естественного отбора.Дивергенция может возникнуть в следующих случаях:
1) в результате распадения одного вида на два дочерних,
2) вследствие образования из исходной формы нескольких дочерних и 3) отщепления (предковый вид существует одновременно с дочерними, происшедшими из обособленных в разное время популяций).
В более или менее одинаковых условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное строение. Такое сходство — конвергенция — возникает при одинаковой функции и ограничивается лишь органами, непосредственно связанными с одними и теми же факторами среды.
У позвоночных животных конвергентное подобие обнаруживают ласты морских рептилий и млекопитающих (у ихтиозавров, плезиозавров и ластоногих), Сходный образ жизни сумчатых и плацентарных млекопитающих привел их независимо друг от друга к формированию приспособлений путем конвергенции (например, европейский крот и сумчатый крот, сумчатый летун и белка-летяга, сумчатый волк и обыкновенный волк). Однако исторически сложившаяся организация в целом никогда не конвергирует. Схождение признаков затрагивает в основном лишь те органы, которые непосредственно связаны с подобными условиями среды. Конвергентное сходство строения органов наблюдается у групп животных, далеко отстоящих друг от друга в систематическом отношении. У организмов, обитающих в воздухе, имеются крылья для полета. Но крылья птицы и летучей мыши — измененные конечности, а крылья бабочки — вырост стенки тела.
Органы, выполняющие сходные функции, но имеющие принципиально различное строение и происхождение, называются аналогичными. Аналогичны жабры рака и рыбы, роющие конечности крота и медведки.
Морфологические особенности организмов, приобретаемые в процессе дивергенции, имеют некоторую единую основу в виде генофонда родственных форм. Конечности лазающих, скачущих, плавающих, роющих млекопитающих отличаются друг от друга, но все они имеют единый план строения и представляют собой пятипалую конечность, характерную для класса млекопитающих в целом. Поэтому органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение, независимо от выполняемых ими функций называются гомологичными
otvet.mail.ru
Понятие о микроэволюции — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс).
Микроэволюция — это эволюционные изменения отдельных популяций и вида в целом вплоть до образования нового вида.
Микроэволюция представляет собой эволюционные преобразования, происходящие в пределах популяций в сравнительно короткие промежутки времени (например, изменение частоты генов, гомо- и гетерозигот за несколько поколений).
Начинается микроэволюция в популяциях, особи которых отличаются генотипами. Постоянно действующий естественный отбор приводит к элементарным эволюционным явлениям.
Элементарное эволюционное явление — направленное и необратимое изменение соотношения генов в генофонде популяции, которое меняет её эволюционные возможности.
Со временем генофонды популяций могут измениться так, что скрещивание между ними становится невозможным. При условии изоляции популяций это ведёт к образованию новых видов, что представляет собой заключительный этап микроэволюции.
Различают филетическую микроэволюцию и видообразование.
Филетическая микроэволюция — это постепенные изменения, происходящие с течением времени в пределах одного вида или популяции. Приводят к возрастанию приспособленности организмов к среде обитания.
Видообразование — это процесс образования нескольких новых видов из одного исходного.
СХЕМА МИКРОЭВОЛЮЦИИ
элементарные эволюционные факторы
(мутации, комбинации, волны жизни, миграции)
↓
борьба за существование → элементарная единица эволюции ← изоляция
и естественный отбор (популяция)
↓
элементарные эволюционные явления
(изменение генофонда популяции)
↙ ↘
филетическая эволюция видообразование
(адаптации) (новые виды)
Значит, микроэволюция — это процесс эволюционного преобразования популяций, приводящий к совершенствованию адаптаций и образованию внутривидовых форм и новых видов.
www.yaklass.ru
МИКРОЭВОЛЮЦИЯ — это… Что такое МИКРОЭВОЛЮЦИЯ?
- МИКРОЭВОЛЮЦИЯ
- МИКРОЭВОЛЮЦИЯ
(от микро… и эволюция), совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях вида и приводящих к изменениям генофондов этих популяций и образованию новых видов. В этом совр. смысле термин «М.» введён Н. В. Тимофеевым-Ресовским (1938), хотя Ю. А. Филипченко ранее (1927) предложил этот термин для принципиального разграничения явлений эволюции мелкого и крупного масштаба. М. происходит на основе мутационной изменчивости под контролем естеств. отбора. Мутации — единств, источник появления качественно новых признаков, отбор — единств. творческий фактор М., направляющий элементарные эволюционные изменения по пути формирования адаптации организмов к изменяющимся условиям внеш.
среды. На характер процессов М. могут оказывать влияние колебания численности популяции (см. ВОЛНЫ ЖИЗНИ), обмен генетич. информации между ними, их изоляция и дрейф генов. М. ведёт либо к изменению всего генофонда биол. вида как целого (филетическая эволюция), либо — при изоляции каких-либо популяций — к их обособлению от родительского вида в качестве новых форм (см. ВИДООБРАЗОВАНИЕ, МАКРОЭВОЛЮЦИЯ)).
эволюционные преобразования внутри вида (на уровне популяции), ведущие к внутривидовому расхождению признаков (разнообразию) и видообразованию. Происходит на основе мутационной изменчивости под воздействием естественного отбора и при возникновении различных изоляционных барьеров. Масштаб времени микроэволюции, ведущей к образованию новых видов для разных систематических групп – сотни, чаще тысячи лет.
.(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.)
.
- МИКРОЦИРКУЛЯЦИЯ
- МИКРОЭЛЕМЕНТЫ
Смотреть что такое «МИКРОЭВОЛЮЦИЯ» в других словарях:
микроэволюция — микроэволюция … Орфографический словарь-справочник
Микроэволюция — Микроэволюция это распространение в популяции малых изменений в частотах аллелей на протяжении нескольких поколений; эволюционные изменения на внутривидовом уровне.[1] Такие изменения происходят из за следующих процессов: мутации,… … Википедия
МИКРОЭВОЛЮЦИЯ — (от микро… и эволюция), эволюционные процессы, происходящие внутри вида и в его популяциях и ведущие к образованию новых подвидов или видов; начало любого эволюционного процесса, в основе которого лежит изменение генетического состава популяции … Экологический словарь
МИКРОЭВОЛЮЦИЯ — совокупность эволюционных процессов, протекающих внутри отдельных или смежных популяций вида, приводящих к изменению генетической структуры этих популяций, возникновению различий между организмами и образованию новых видов. Ср. Макроэволюция … Большой Энциклопедический словарь
микроэволюция — сущ., кол во синонимов: 1 • эволюция (7) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
МИКРОЭВОЛЮЦИЯ — эволюционные процессы, ведущие к образованию подвидов и видов. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия
МИКРОЭВОЛЮЦИЯ — англ. micro evolution; нем. Mikroevolution. Совокупность эволюционных процессов, протекающих внутри вида и приводящих к возникновению его разновидностей. см. МАКРОСОЦИОЛОГИЯ. Antinazi. Энциклопедия социологии, 2009 … Энциклопедия социологии
МИКРОЭВОЛЮЦИЯ — Процессы эволюции (адаптации и дифференцировки), происходящие в пределах небольших пространств и коротких отрезков времени, доступные научному наблюдению или эксперименту. В животноводстве данный термин употребляется для характеристики изменений … Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных
микроэволюция — Комплекс эволюционных процессов, происходящих в пределах популяций отдельного вида, которые приводят к изменениям их генофондов и образованию новых видов за относительно короткий промежуток времени; термин «М» введен Н.В. Тимофеевым… … Справочник технического переводчика
Микроэволюция — совокупность пусковых эволюционных процессов, протекающих внутри вида, в пределах отдельных или смежных популяций. При этом популяции (См. Популяция) рассматриваются как элементарные эволюционные структуры; Мутации, лежащие в основе… … Большая советская энциклопедия
dic.academic.ru
Микроэволюция — это… Что такое Микроэволюция?
Микроэволюция — это распространение в популяции малых изменений в частотах аллелей на протяжении нескольких поколений; эволюционные изменения на внутривидовом уровне.[1] Такие изменения происходят из-за следующих процессов: мутации, естественный отбор, искусственный отбор, перенос генов и дрейф генов. Эти изменения приводят к дивергенции популяций внутри вида, и, в конечном итоге, к видообразованию.[2]
Популяционная генетика — это ветвь биологии, которая обеспечивает математический аппарат для изучения микроэволюционных процессов. Экологическая генетика наблюдает микроэволюцию в реальности. Как правило, наблюдаемые процессы эволюции являются примерами микроэволюции, например, образование штаммов бактерий, обладающих устойчивостью к антибиотикам.
Микроэволюции часто противопоставляют макроэволюции, которая представляет собой значительные изменения в частотах генов на популяционном уровне в значительном геологическом промежутке времени. Каждый подход вносит свой вклад в эволюционные процессы.
Второе понятие микроэволюции — процесс видообразования.
Происхождение термина
Термин был впервые предложен выпускником Гарварда, ботаником Робертом Гринлифом Ливиттом (en) в журнале Botanical Gazette в 1909 году. Автор таким образом обозначил загадку того, как отсутствие формы дает начало форме.[3]
- ..The production of form from formlessness in the egg-derived individual, the multiplication of parts and the orderly creation of diversity among them, in an actual evolution, of which anyone may ascertain the facts, but of which no one has dissipated the mystery in any significant measure. This
Однако, можно считать, что Ливитт использовал термин для обозначения современной биологии развития, а термины макро- и микроэволюция впервые вместе употребил с современными значениями российский энтомолог Юрий Филипченко в своем труде «Variabilität und Variation», изданном на немецком языке в 1927 году. Термин был привнесен в англоговорящее сообщество Ф. Добжанским в его книге «Генетика и происхождение видов».[1]
Неверное употребление
Термин микроэволюция стал популярен в недавнее время среди движения против эволюции, в частности среди креационистов, придерживающихся теории Ранней Земли. Предположение, что микроэволюции количественно отличается от макроэволюции, вводит в заблуждение; так, креационисты утверждают, что главное отличие между этими процессами состоит в том, что микроэволюция происходит на уровне нескольких поколений, в то время как макроэволюция — в течение тысяч лет. [4] На самом деле микро- и макроэволюция описывают один и тот же процесс. Многие ведущие мировые научные организации, в том числе и AAAS, считают попытки найти отличие между макро- и микроэволюцией не имеющими научной основы.[5] Однако нельзя считать этот вопрос окончательно решённым. Так, в авторитетной монографии «Эволюционный процесс» В. Гранта говорится следующее:
Огромное различие в масштабах времени между микро- и макроэволюцией в их крайних формах заставляет остерегаться сверхупрощенных экстраполяций от одного уровня к другому. Многие микроэволюционные изменения повторимы и предсказуемы. В отличие от этого макроэволюция — процесс исторический.
— Грант В. Эволюционный процесс. Критический обзор эволюционной теории
[6]
См. также
Ссылки
- ↑ 1 2 Macroevolution: Its definition, Philosophy and History
- ↑ Северцов А. С. Теория эволюции. — М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005. С. 380. ISBN 56910135408
- ↑ Leavitt, Robert Botanical Gazette 1909 vol.47 no.1 Jan. A Vegetative Mutant, and the Principle of Homoeosis in Plants
- ↑ Microevolution vs. macroevolution
- ↑ Evolution Press Release
- ↑ Грант В. Эволюционный процесс. Критический обзор эволюционной теории. — М.: Мир, 1991. — 488 с.
Внешние ссылки
dic.academic.ru
4. Макро- и микро эволюция
Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т. д. В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивная изоляция. Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер. Понятие макроэволюции интерпретировалось многократно, но окончательного и однозначного понимания не достигнуто. Согласно одной из версий, макроэволюция — изменения системного характера, соответственно, огромных промежутков времени они не требуют.
Доказательства макроэволюции
Сравнительно-анатомические доказательства
Все животные имеют единый план строения, что указывает на единство происхождения. В частности, об общих предках рыб, земноводных, рептилий, птиц имлекопитающих говорит строение гомологичных органов (например, пятипалой конечности, в основе которой лежит скелет плавников кистепёрых рыб). О единых предках свидетельствуют и атавизмы — органы предков, развивающиеся иногда у современных существ. Например, к атавизмам у человека относится возникновение многососковости, хвоста, сплошного волосяного покрова и т. п. Ещё одно доказательство эволюции — наличие рудиментов — органов, утративших своё значение и находящихся на стадии исчезновения. У человека — это остатки третьего века, аппендикс, утрачиваемый волосяной покров и т. п.
Эмбриологические доказательства
У всех позвоночных животных наблюдается значительное сходство зародышей на ранних стадиях развития: форма тела, зачатки жабр, хвост, один круг кровообращения и т. д. Однако по мере развития сходство между зародышами различных систематических групп постепенно стирается, и начинают преобладать черты, свойственные таксонам более низкого порядка, к которым они принадлежат. Таким образом, все хордовые животные произошли от единых предков.
Другой пример эмбриологических доказательств макроэволюции — происхождение из одних и тех же структур зародыша квадратной и суставной костей в челюстях у рептилий и молоточкаа и наковальни в среднем ухе у млекопитающих. Палеонтологические данные также подтверждают происхождение частей уха млекопитающих из костей челюсти рептилий.
Палеонтологические доказательства
К таким доказательствам относятся нахождение остатков вымерших переходных форм, позволяющих проследить путь от одной группы живых существ к другой. Например, обнаружение трёхпалого и пятипалого предполагаемых предков современной лошади, имеющей один палец, доказывает, что у предков лошади было пять пальцев на каждой конечности. Обнаружение ископаемых останков археоптерикса позволило сделать вывод о существовании переходных форм между пресмыкающимися и птицами. Нахождение остатков вымерших семенных папоротниковв позволяет решить вопрос об эволюции современных голосеменныхх и т. п. На основании палеонтологических находок были выстроены филогенетические ряды, то есть ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе эволюции.
Биохимические доказательства
Единообразие химического состава живых организмов (и их предковых форм), наличие элементов органогенов, микроэлементов.
Единообразие генетического кода у всех живых организмов (ДНК, РНК).
Сходство химизма процессов пластического и энергетического обмена. У подавляющего большинства организмов в качестве молекул-аккумуляторов энергии используется АТФ, одинаковы также механизмы расщепления сахаров и основной энергетический цикл клетки.
Ферментативный характер биохимических процессов.
Биогеографические доказательства
Распространение животных и растений по поверхности Земли отражает процесс эволюции. Уоллес разделил поверхность земли на 6 зоогеографических зон: 1. Палеоарктическая зона (Европа, Северная и Средняя Азия, Северная Африка) 2. Неоарктическая (Северная Америка) 3. Эфиопская (Центральная и Южная Африка) 4. Австралийская (Австралия, Тасмания, Новая Зеландия) 5. Индомалайская (Индия,) 6. Неотропическая (Южная и Центральная Америка) Чем теснее связь континентов, тем больше родственных видов на них обитает, чем древнее изоляция, тем больше различий между животными и растениями.
Микроэволюция — это распространение в популяции малых изменений в частотах аллелей на протяжении нескольких поколений; эволюционные изменения на внутривидовом уровне. Такие изменения происходят из-за следующих процессов: мутации, естественный отбор, искусственный отбор, перенос генов и дрейф генов. Эти изменения приводят к дивергенции популяций внутри вида, и, в конечном итоге, к видообразованию.
Популяционная генетика — это ветвь биологии, которая обеспечивает математический аппарат для изучения микроэволюционных процессов. Экологическая генетика наблюдает микроэволюцию в реальности. Как правило, наблюдаемые процессы эволюции являются примерами микроэволюции, например, образование штаммов бактерий, обладающих устойчивостью к антибиотикам.
Микроэволюции часто противопоставляют макроэволюции, которая представляет собой значительные изменения в частотах генов на популяционном уровне в значительном геологическом промежутке времени. Каждый подход вносит свой вклад в эволюционные процессы.
Второе понятие микроэволюции — процесс видообразования.
Неверное употребление
Термин микроэволюция стал популярен в недавнее время среди движения против эволюции, в частности среди креационистов, придерживающихся теории Ранней Земли. Предположение, что микроэволюции количественно отличается от макроэволюции, вводит в заблуждение; так, креационисты утверждают, что главное отличие между этими процессами состоит в том, что микроэволюция происходит на уровне нескольких поколений, в то время как макроэволюция — в течение тысяч лет.[4] На самом деле микро- и макроэволюция описывают один и тот же процесс. Многие ведущие мировые научные организации, в том числе и AAAS, считают попытки найти отличие между макро- и микроэволюцией не имеющими научной основы.[5] Однако нельзя считать этот вопрос окончательно решённым. Так, в авторитетной монографии «Эволюционный процесс» В. Гранта говорится следующее:
«Огромное различие в масштабах времени между микро- и макроэволюцией в их крайних формах заставляет остерегаться сверхупрощенных экстраполяций от одного уровня к другому. Многие микроэволюционные изменения повторимы и предсказуемы. В отличие от этого макроэволюция — процесс исторический.»
studfiles.net
учение о микроэволюции
Министерство здравоохранения и социального развития РФ
Северный Государственный Медицинский Университет
Кафедра медицинской биологии и генетики
РЕФЕРАТ
На тему: «Учение о микроэволюции как основа СТЭ. Его составные части( элементарная единица эволюции, элементарный эволюционный материал, элементарное эволюционное явление, элементарные эволюционные факторы). Результаты микроэволюций».
Студентки медико-биологического факультета
1 курс, 2 группа
Меркурьевой Екатерины
Архангельск,2013
1.Учение о микроэволюции.
Термином микроэволюция обозначают процесс адаптивных преобразований популяций под действием естественного отбора. Этот процесс приводит к дифференциации (дивергенции) популяций внутри вида и, в конечном итоге, к возникновению новых видов—видообразованию.
Микроэволюция — эволюционные изменения, которые идут внутри вида и приводят к его дифференцировав, завершаясь видообразованием. Термин «микроэволюция» впервые был использован Ю.А.Филипченко в 1927 году.
Эволюция на уровне вида (на внутривидовом уровне) получила название микроэволюции. В рамках учения о микроэволюции различают :
элементарную эволюционную единицу;
элементарное эволюционное явление;
элементарный эволюционный материал;
элементарные факторы эволюции.
Элементарной единицей эволюции является популяция. Популяция — это совокупность особей одного вида, длительно (в течение многих поколений) населяющих определенную территорию, свободно скрещивающихся между собой и отделенных от других популяций этого же вида давлением изоляции. В составе вида может быть одна или несколько (много) популяций. Для популяций характерны такие показатели, как ареал, численность особей, размеры по числу особей в пространстве, возраст, половой состав, генетическая гетерогенность (см. гл. XVII). Популяция является элементарной эволюционной единицей по той причине, что изменения отдельных особей не приводят к эволюционным изменениям. Эволюционируют не особи, а группы особей, составляющие популяцию. Что же касается особей, то они являются объектом действия естественного отбора (см. ниже). В эволюционном процессе популяция является неделимой единицей, характеризующейся экологическим, морфофизиологическим и генетическим единством. В существовании элементарных эволюционных единиц (популяций) проявляется такое важнейшее свойство жизни, как дискретность.
Элементарным эволюционным явлением служит мутация. В результате мутаций популяции становятся генетически гетерогенными, т. е. представляют собой смесь разных генотипов. Если условия существования популяции постоянны, ее генетический состав в среднем будет неизменным (как следует из закона Д. Харди-В. Вайнберга). Однако, если имеется давление со стороны каких-либо внешних факторов, в одном направлении, то тогда происходит векториальное изменение генотипического состава популяции, т. е. возникает элементарное эволюционное явление. Как показал С. С. Четвериков, популяции подобно губке насыщены рецессивными мутациями, но фенотипически являются однородными. Однако помимо генных мутаций в популяциях существуют хромосомные мутации, создавая хромосомный полиморфизм. Мутации случайны во времени и пространстве применительно к отдельным организмам. Однако мутационные изменения организмов в популяции не являются направляющими для эволюционного процесса. Направления изменений организмов определяются естественным отбором. Накопление в генеративных клетках мутаций и их отбор обеспечивают не только микроэволюцию, но и макроэволюцию. Таким образом, случайность в виде мутаций создает беспорядок, тогда как закономерность в виде естественного отбора создает упорядоченность.
Элементарным эволюционным материалом служат любые генотипически различные особи и группы особей, т. е. мутантные организмы или особи-носители мутаций, различающиеся между собой генетически. С эволюционной точки зрения важнейшей характеристикой мутантных организмов как элементарного эволюционного материала является частота появления их в природных популяциях. Наличие организмов-носителей мутаций создает различия между близкими природными группами особей (популяциями, подвидами, видами). Элементарными факторами эволюции служат естественный отбор, мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов, миграция, с действия которых начинается эволюция в популяциях. Естественный отбор является важнейшим направляющим фактором эволюции, поскольку его основная функция заключается в устранении из популяций организмов с неудачными комбинациями генов и сохранение генотипов, которые не нарушают процесса приспособительного формообразования. Действие естественного отбора проявляется в пределах популяции, но объектами приложения естественного отбора являются отдельные мутантные особи, которые являются элементарным материалом, на котором работает естественный отбор. Специфика действия естественного отбора определяется тем, что организмы, которым благоприятствует отбор, характеризуются большей эффективностыо размножения и, следовательно, большей приспособленностью. Таким образом, приспособленность организмов является отражением их эффективности размножения. Скорость, с которой снижается частота организмов — обладателей тех или иных генотипов, называют коэффициентом отбора. Отбор действует как против, так и в пользу какого-либо аллеля (организма-носителя этого аллеля). Поэтому результатом действия естественного отбора является либо элиминация того или иного аллеля, либо появление полиморфизма, заключающегося в том, что в популяции будут присутствовать организмы-носители двух или более аллелей одного и того же гена. Отбор может действовать в нескольких случаях, в частности, против рецессивного или доминантного аллеля, в пользу или против гетерозигот. Естественный отбор является результатом борьбы за существование, представляющейся обычно в двух формах — внутривидовой и межвидовой. Внутривидовая борьба за существование является наиболее упорной, т. к. организмы одного и того же вида конкурируют за сходные условия существования (за свет, воду, места охоты, самку и т. д.). Межвидовая борьба приобретает остроту у видов, обитающих в сходных экологических условиях. Различают три основные формы естественного отбора: движущий, или обновляющий, стабилизирующий и дизруптивный. Представления о движущем (обновляющем) отборе были сформулированы Ч. Дарвином. Этот отбор обеспечивает преобразование старых и выработку новых приспособлений организмов, что ведет к смене нормы реакции. По существу он заключается в адаптациогенезе и взаимодействии популяций со средой. В этом проявляется его творческая роль, а вслед за его действием и творческий характер эволюции. Один из известных примеров движущего отбора, описанного еще Ч. Дарвином и действующего против рецессивных гомозигот, связан с индустриальным меланизмом бабочки — березовой пяденицы (Biston betularia). До середины прошлого века бабочки этого вида на Британских островах имели светло-серую окраску и были гомозиготными по рецессивному аллелю, контролирующему окраску тела. Однако после того, как в промышленных районах Англии стволы деревьев стали чернеть от копоти, выбрасываемой из заводских труб, начала появляться разновидность этих бабочек, окрашенных в темный цвет, т. е. гомозиготных доминантных и гетеро-зиготных. Бабочки темного цвета почти полностью вытеснили бабочек светлой разновидности, ибо последние оказались более доступными для питающихся ими птиц. Следовательно, отбор «подхватил» бабочек с темной окраской тела. Отбор в пользу гетерозигот часто называют сверхдоминированием, поскольку гетерозиготы превосходят по выживанию гомозигот. Обычно он завершается созданием устойчивого полиморфного равновесия в популяции. Примером такого отбора является отбор при серповидноклеточной анемии, которая, возникает в результате того, что в эритроцитах индивидов, гомозиготных по аллелю Нbs, синтезируется аномальный гемоглобин. Нормальный гемоглобин синтезируется в эритроцитах индивидов с аллелем Нba. Индивидуумы с генотипом HbsHba по причине невозможности приспособления к среде из-за аномального гемоглобина в большинстве случаев умирают еще до достижения половой зрелости. Очень известными современными примерами движущего отбора является отбор резистентных микроорганизмов (контрселекция на резистентность к антибиотикам), а также отбор резистентных форм насекомых, крыс и других животных на резистентность к используемым в борьбе с ними химическим соединениям. Понятие о стабилизирующем отборе было сформулировано в 1946 г. И. И. Шмальгаузеном (1884-1963). Если исторически сложившаяся определенная приспособительная форма («адаптивная норма») сохраняет свою полезность в жизни организмов, то стабилизирующий отбор автоматически отсекает все отклонения от «нормы» и последняя как бы берется под охрану этого отбора. Стабилизирующий отбор закрепляет норму реакции, закрепляет уровень, достигнутый организмами в процессе эволюции. Стабилизирующий отбор действует обычно в условиях среды, долго остающейся однотипной. Примером стабилизирующего отбора является гибель потомства в пометах млекопитающих, размеры которых (пометов) выше среднего значения. Дизруптивный естественный отбор (от англ. disrupt — разрывать) — это такой отбор, когда ни одна из групп генотипов в популяции не имеет преимуществ из-за одновременного изменения условий среды. В этом случае у одних организмов отбор идет по одному признаку, у других — по другому, в результате чего популяция как бы разрывается на группы особей, каждая из которых затем эволюционирует самостоятельно. Этот отбор действует против средних промежуточных форм организмов и бывает как индивидуальным, так и групповым. Наиболее част дизруптивный отбор в мире растений. Диалектическая взаимосвязь между разными формами естественного отбора является отражением чрезвычайной противоречивости эволюции как процесса, но в любом случае творческая и направляющая роль принадлежит только движущему (дарвиновскому) отбору. Стабилизирующий и дизруптивный отборы играют второстепенную роль. Определенное значение в эволюции имеет половой отбор, направленный на успех в размножении организмов, но этот отбор также имеет подчиненное значение. Мутационный процесс в качестве элементарного фактора эволюции важен тем, что он является поставщиком элементарного эволюционного материала (мутантных организмов), поддерживая генетическую гетерогенность природных популяций. Однако важно заметить, что, выполняя эту роль, мутационный процесс в качестве фактора эволюции также не направляет ход эволюционных изменений. Эту функцию осуществляет естественный отбор. Популяционные волны или волны жизни (колебания численности особей в популяциях в сторону от средней численности) являются элементарными факторами эволюции по той причине, что они тоже служат поставщиками элементарного эволюционного материала для естественного отбора (Четвериков С. С.). Примерами их служат колебания численности вредителей полей и огородов в разные годы. Эволюционное значение волн жизни состоит в том, что они резко изменяют (повышают) концентрацию в популяциях редко встречающихся аллелей (генотипов), в результате чего под отбор попадают организмы, обладающие редкими генами, которые обычно ускользают от действия отбора. Дрейф генов, или генетико-автоматический процесс, является следствием популяционных волн и, как отмечено выше, заключается в том, что в малых популяциях имеет место либо потеря какого-то аллеля, либо резкое повышение его концентрации. Примером дрейфа генов является утрата многих аллелей у баптистов, переселившихся около 250 лет назад из Германии в США. Но дрейф генов также не определяет направления эволюции. Изоляция в качестве элементарного фактора обеспечивает барьеры, исключающие репродукцию. Различают географическую, экологическую и генетическую изоляцию, каждая из которых ведет в конечном итоге к репродуктивной изоляции на межвидовом уровне. При этом установлены презиготические и постзиготические механизмы, предотвращающие скрещивания. К презиготическим изолирующим механизмам относят географическую и экологическую изоляции, которые исключает встречи потенциальных брачных партнеров. Известна также поведенческая изоляция, когда потенциальные брачные партнеры встречаются, но из-за недостаточного полового влечения эти встречи заканчиваются отрицательно, и сезонная изоляция, когда партнеры встречаются, но не спариваются, ибо спаривание у них в нормальных условиях обычно происходит в разное время. Наконец, известна гаметическая изоляция, при которой после совокупления животных не происходит осеменения, т. к. сперматозоиды утрачивают жизнеспособность в женских половых путях. Постзиготические изолирующие механизмы также различны. Например, после встречи партнеров яйцеклетки могут оплодотвориться, но зиготы погибают. Если зиготы развиваются, то гибриды все же не достигают половой зрелости. Далее могут формироваться гибриды, но их жизнеспособность оказывается невысокой, либо они могут быть стерильными (не способными продуцировать гаметы, обладающие нормальными свойствами). Важнейшей особенностью изоляции как элементарного фактора эволюции является ее длительность. Нарушая скрещивания и закрепляя различия в генотипах, изоляция как бы расчленяет популяцию на генотипически различные группы организмов, полностью исключая среди них обмен генами, усиливая дивергенцию признаков. Изоляция является, по существу, усилителем начальных стадий генотипической дифференциации, развертывающейся в популяциях. Она подставляет разделенные части популяций под действие естественного отбора. Однако изоляция тоже не направляет эволюцию. Это делает только естественный отбор. Миграция аллелей (мутантных организмов) ведет к изменению в популяциях как частот аллелей, так и генотипов. Например, негритянское население США унаследовало около 30% генов от белых предков. Миграция способствует объединению генных пулов популяций. Видообразование, т. е. появление нового вида — это центральный и важнейший завершающий этап эволюции. Вид — это совокупность особей, которые имеют сходное строение и характеризуются сходными функциями, в природе скрещиваются только между собой, приспособлены к жизни в определенных условиях, имеют характерный ареал распространения и общее происхождение. Будучи реальной биологической категорией, виды состоят из популяций, причем особям, образующим вид, присуща сформировавшаяся в ходе эволюции единая генетическая программа. Для отличия одних видов от других используют ряд критериев. Одним из важнейших критериев вида является морфологический критерий, под которым понимают строение организмов, принадлежащих к тому или иному виду. В случае отдаленных видов морфологический критерий весьма точен. Однако в случае близких видов этот критерий не является совершенным. Генетический критерий вида заключается в количестве хромосом, присущих данному виду, а также в характере последовательности азотистых оснований в ДНК и аминокислотных остатков в полипептидах (белках). Этот критерий характеризуется чрезвычайной чувствительностью и позволяет различать даже очень близкие виды. Эколого-географический критерий определяется ареалом и экологической нишей организмов, входящих в данный вид. Другими словами, каждому виду присущ собственный ареал и собственная среда обитания. Наконец, критерием вида является и репродуктивная изоляция, когда организмы одного вида не способны к скрещиваниям с организмами другого вида, либо они обладают этой способностью, но их потомство все же не является плодовитым. Поскольку каждый из названных критериев имеет ограничения, для определения видовой принадлежности организмов эти критерии используют в совокупности. Для видов характерны популяционные различия. Вид может состоять как из одной, так и нескольких популяций. Кроме того, вид может занимать как небольшую территорию, так и гигантские пространства. Эволюция представляет собой процесс в двух измерениях. Один из них является анагенезом, под которым понимают эволюцию организмов в одном направлении, тогда как другой является кладоге-незом, представляющим собой эволюцию в разных направлениях. Примером анагенеза является, видимо, эволюция Н. erectus в Н. habilis, тогда как для кладогенеза характерно расщепление одной эволюционной линии на две или больше. Поэтому главное содержание кладогенетической эволюции заключается в видообразовании путем разделения одного вида на два и более. Образование новых видов происходит постепенно (географическое видообразование) и измеряется длительными отрезками времени либо мгновенно (квантами) на протяжении короткого периода времени. Постепенное (географическое) или, как его называют аллопат-рическое (от лат. allos — разный, patria — родина) видообразование начинается с дивергенции признаков и осуществляется в два этапа. На первом этапе такого видообразования происходит географическое разделение популяций реками, морями, горами, пустынями, различными особенностями ландшафта (рис. 169). Популяции приспосабливаются к существующим условиям благодаря естественному отбору. Между разными популяциями прерывается обмен генами. Это углубляет генетическую дифференциацию, в которой некоторую роль еще может играть дрейф генов, особенно, когда популяции имеют небольшие размеры, вплоть до нескольких особей. Возникновение генетических различий сопровождается появлением репродуктивных изолирующих механизмов. В результате действия последних происходит накопление в каждой из популяций своего набора генов и достижение популяциями того состояния, которое уже может быть определено в качестве подвида. На втором этапе постепенного видообразования происходит завершение репродуктивной изоляции. При этом генетические различия достигают такого уровня, когда гибриды еще будут появляться, но будут полностью нежизнеспособными. Каждый подвид продолжает эволюционировать независимо. Наконец наступает превращение подвидов в настоящие виды. Аллопатрическое видообразование происходит на разных территориях. Помимо аллопатрического видообразования различают симпатрическое (от лат. sym — одинаковый, patria — родина) видообразование. Симпатрическое видообразование происходит на одной территории. Примером такого видообразования является возникновение эндемичных видов млекопитающих и рыб в озере Байкал. Возникновение нового вида завершается лишь тогда, когда организмы в течение определенного периода изоляции приобретают признаки, которые способствуют или обеспечивают репродуктивную изоляцию даже после разрушения изолирующих преград. Таким образом, в генетическом смысле сущность видообразования заключается в возникновении двух хорошо интегрированных генных комплексов из одного родительского генного комплекса. Постепенное видообразование применительно к организмам разных систематических групп происходит с разной скоростью. Например, птицы эволюционировали не очень быстро, тогда как гоминиды эволюционировали очень быстро. Новые виды образуются не из самых высокоразвитых видов, а из более простых. Однако эволюция не всегда идет от простого к сложному. Напротив, имеет место и эволюционный «регресс». Например, большинство паразитов человека и животных произошло от свободноживущих организмов, для которых характерна более сложная организация. В частности, бескрылые насекомые произошли от крылатых, а киты — от четвероногих млекопитающих. Мгновенное (квантовое) или скачкообразное (сальтационное) видообразование наблюдается в результате мутации и сокращения сроков действия репродуктивных изолирующих механизмов. Примером такого видообразования является возникновение в течение одного поколения полиплоидов растений, которые обладают характеристиками новых видов. Видообразование через полиплоидию известно и у животных, хотя у последних этот механизм видообразования очень редок. Полиплоиды считают самостоятельными видами не только по причине резкого отличия их от исходных видов, но и по той причине, что они репродуктивно изолированы от исходных видов. Важнейшей особенностью эволюции является склонность организмов эволюционировать в определенном направлении, т. е. часто эволюции присуща определенная заданность или предначертан-ность. Эта особенность была выявлена еще в XIX в. выдающимся русским эволюционистом В. О. Ковалевским (1842-1883) на примере эволюции конечностей копытных животных. В. О. Кавалевс-кий установил, что эволюция конечностей у предков лошадей шла в заданном (преднамеренном) направлении от трехпалых конечностей предков к однопалым конечностям, которые характерны для современных лошадей, поскольку их копыта представляют одиночные пальцы. Другие ученые отметили эволюционную предна-чертанность в случае эволюции хобота и бивней у предков современных слонов. Эволюция видов всегда необратима, и это есть одна из важнейших закономерностей эволюции. Необратимость означает, что исчезнувшие виды никогда не возвращаются, т. е. вновь возникающие виды никогда не бывают сходными с видами, существовавшими прежде. Это положение иллюстрируется следующим примером. Известно, что в ходе эволюции вымерло 200 000 разных видов животных. Но среди появившихся затем и существующих сейчас видов нет ни одного аналогичного какому-либо вымершему виду. С другой стороны, появление нового вида есть процесс однократный, т. е. одинаковые виды никогда не возникают дважды. Следовательно, любой вид уникален и неповторим. Существенное место в теории эволюции занимает вопрос об устойчивости существующих видов. Говоря об устойчивости видов, следует признать, что она является исторической реальностью. В видах удерживаются все те приобретения, которые достигнуты в процессе эволюции. В пользу признания устойчивости видов можно привести два довода. Первый довод сводится к тому, что виды (с учетом всех известных критериев вида) существуют очень длительное время, измеряемое миллионами лет, без видимых изменений. Что касается второго довода, то он сводится к признанию факта, что если бы виды не обладали устойчивостью, то закрепление результатов эволюции просто было бы невозможным. Следовательно, невозможной была бы и сама эволюция. Однако устойчивость видов не является абсолютной. В процессе жизни виды подвергаются изменчивости. В природных условиях генетическая изменчивость очень широко распространена (табл. 37). Особенно это заметно на примерах индивидуальной изменчивости. Хотя порой и трудно различить в морфологической изменчивости удельный вклад генотипической и фенотипической изменчивости, тем не менее у растений можно обнаружить изменения, например, по цвету семян и цветков, по характеру роста и другим признакам. У животных морфологическая изменчивость затрагивает, например, окраску и форму раковин у моллюсков, форму крыльев бабочек и других членистоногих, окраску оперения птиц, шерсти млекопитающих и т. д. Еще большая изменчивость отмечается у человека, причем по многим признакам (черты лица, цвет и форма волос, пигментация кожи и др.). Изменчивость создает возможности для гибкого приспособления организмов к меняющимся условиям среды. Можно сказать, что посредством изменчивости виды могут «маневрировать», не теряя основных характеристик, в процессе своей жизни.
studfiles.net
Что такое микроэволюция? В чем различие макро- и микроэволюции? :: SYL.ru
Большая часть человечества уже не верит в библейскую историю про сотворение всего сущего на планете благодаря божественному провидению. Множественные доказательства развития живого органического мира наглядно демонстрируют процессы микроэволюции и макроэволюции. Имя Чарльза Дарвина известно большему количеству граждан, чем имя Юрия Гагарина. Что такое микроэволюция? Чем она отличается от макроэволюции? Об этом мы расскажем в статье.
Академическая наука и история
Начнем с основополагающего понятия собственно эволюция (образовано от латинского evolutio — развертывание) – в биологии это необратимые процессы многоаспектного развития органического мира. Впервые предложил разделить общую эволюцию на микро и макроэволюцию в 1927 году советский генетик Юрий Александрович Филипченко (1882-1930), но в науку ввел эти понятия другой советский генетик и биолог Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский (1900-1981). Было это в 1938 году и термины принципиально разграничивали эволюционные процессы мелкого и крупного масштабов.
В чем различие макро и микроэволюции?
По сути, это разные процессы, но основанные на одних и тех же механизмах. Эволюционные процессы внутри популяций вида, что приводят к изменениям генофонда популяции и влекут за собой образование новых видов – вот что такое микроэволюция, видообразование. Макроэволюционные процессы – это образование надвидовых систематических единиц (таксонов), а именно родов, семейств, отрядов и так далее. Картина макроэволюции – это обобщенная схема изменений в исторической перспективе развития.
Некоторые ученые вводят еще и термин мегаэволюция (ввел в 1944 году Дж.Г.Симпсон) – процессы, которые ведут к образованию высших таксонов (классов и типов). Главный критерий их отличия это не количество, а качество результата. Результат микроэволюции – образование новых видов, а макроэволюционных процессов – образование более крупных систематических таксонов. Примером что такое микроэволюция может служить появление разных пород собак от «правида» волка или появление белых медведей. Макроэволюционные изменения – это появление млекопитающих от рептилий или рептилий от амфибий, а амфибий от простейших.
Границы призрачны
Между микро и макроэволюцией нет четкой грани. Общие механизмы и отсутствие принципиальных отличий в их протекании дает возможность рассмотрения этих процессов как двух сторон одной медали. Значение же их для биологии переоценить невозможно. Систематика – наука о многообразии и родстве всех форм органического мира – базируется именно на изучении результатов микро и макроэволюции. Результатом такого изучения стала существующая сегодня система жизни на планете, путь исторического развития жизни и филогенетические (родственные) связи.
Механизмы микроэволюции
Что такое механизмы – это движущие силы и потенциальные возможности. Микроэволюция происходит внутри популяции и опирается на мутационные изменения и контролируется естественным отбором. Единственный источник возникновения новых признаков – это генные и геномные мутации. А естественный отбор выступает в качестве творческого фактора. Конечный результат микроэволюции – большая приспособляемость организма к изменяющимся условиям окружающей среды.
Микроэволюция и образование новых видов (видообразование) не одно и то же. Эволюционные процессы протекают в популяциях постоянно, а для видообразования необходимым условием является изоляция популяций или групп (географическая, экологическая, этологическая), которая приводит к репродуктивной изоляции, а именно отсутствия возможности свободного скрещивания.
Факторы эволюции
Движущими силами или факторами микроэволюции являются:
- Естественный отбор (движущий, дизруптивный или стабилизирующий) – дифференцированное воспроизведение определенных генотипов, которые имеют преимущества в выживании и приспособленности.
- Генетическая изменчивость – изменения генотипов популяции, передающиеся потомкам (мутации и рекомбинации генов, поток и дрейф генов, гибридизация).
- Изоляция репродуктивная, как результат любого другого вида изоляции популяций. Наличие барьера создает невозможность межвидового скрещивания или уменьшает их успешность.
- Популяционные волны – периоды колебания численности особей популяции.
«Творческий» подход
Наличие материала для эволюции (мутации и популяционные волны) еще не повод для видообразования. Даже наличие изоляции как направляющего фактора – тоже недостаточно. Единственным движущим фактором эволюции является естественный отбор, как результат борьбы за выживание. Именно он, как сценарист, выбирает, кто окажется более приспособленным к условиям окружающей среды. Именно он определяет, сколько особей доживет до репродуктивного возраста, и смогут оставить фертильное (способное к воспроизведению) потомство.
Видообразование и его виды
В биологии все же чаще результатом микроэволюции принято считать видообразование. Отчасти потому, что это видимый результат. Исходя из механизма достижения репродуктивной и генетической изоляции в популяциях внутри вида, различают такие виды микроэволюции:
- Аллопатрическая (от греческих слов alias – разный и patria — родина) – когда генетическая изоляция достигается путем географического разобщения популяций. Пример: пять видов ландыша с совершенно разными ареалами обитания.
- Симпатрическая (от греческого syn — вместе) – когда репродуктивная изоляция достигается без территориального разделения популяций, на территории одного ареала с материнским организмом. Пример: подвиды большого погремка, которые цветут в разные сроки.
Мгновенная микроэволюция
Если аллопатрический и симпатрический эволюционные процессы требуют огромных временных интервалов, то есть случаи мгновенного накопления значимых генетических отличий, приводящие к образованию нового вида и его репродуктивной изоляции за максимум три поколения организмов. Такой мгновенный эффект дает близкородственная гибридизация. И если в природе частота гибридов в норме – десятые доли процента, то иногда такая гибридизация сопровождается процессом гетерозиса («силы гибридов») и приводит к быстрому видообразованию. Пример: беседер – гибрид белуги и стерляди.
Еще один пример быстрой эволюции – появление резистентных (устойчивых) к антибиотикам штаммов микроорганизмов. Или существование в скандинавских странах крыс, устойчивых к действию даже самого сильного яда.
Докопуляционная и послекопуляционная изоляция как фактор микроэволюции
Исключительно у панмиктических (размножаются половым путем) видов выделяют следующие виды репродуктивной изоляции, которые приводят к микроэволюционным процессам.
Докопуляционная – когда свободное скрещивание ограничено невозможностью образования зиготы (оплодотворенной яйцеклетки):
- Этологический вид – ограничение скрещивания в результате поведенческих особенностей сексуального характера. Пример: разный тембр и специфичность брачных песен тропических лягушек.
- Различное строение копулятивных органов. Пример: орхидеи и колибри их опыляющие.
- Несовпадение гамет. Чисто экспериментальный вид изоляции, в природной среде его невозможно отследить.
Послекопуляционная – предполагается, что яйцеклетка оплодотворяется. Механизм сложен и малоизучен:
- Гибель зиготы на первых этапах эмбрионального развития.
- Гибель детеныша, либо гибель особи до достижения репродуктивного возраста.
- Снижение фертильности вплоть до полного бесплодия гибридных форм.
Понятия микро и макроэволюции сегодня активно используется в околонаучной литературе и СМИ. Различного рода спекуляции и популистское использование размывает биологическое значение и уводит в сторону от сути этих процессов. Эволюционное учение призвано разъяснить суть механизмов развития органической жизни на Земле и составить схему этого развития, учитывая родственные связи и используя весь багаж биологических знаний сегодняшней реальности.
www.syl.ru
