Каково основное отличие естественного отбора от других факторов эволюции, таких как изменчивость, наследственность, изоляция, популяционные волны, дрейф генов?

Стабилизирующий отбор.

Важно понять, что естественный отбор не создает новых фенотипов или генотипов, он служит лишь механизмом отсева наименее приспособленных и выживания наиболее приспособленных в бесконечной борьбе за существование.

Иногда естественный отбор направлен на поддержание уже существующих фенотипов. Это стабилизирующий отбор. Биологам известны хорошие подтверждения существования стабилизирующего отбора. Например, окраска водяного ужа, живущего на островах некоторых озер, делает его незаметным в зарослях растительности. Однако время от времени в результате мутаций появляются особи, имеющие другую окраску. Эта новая окраска наследуется. Тем не менее, численность мутантов не растет: их быстро уничтожают хищные птицы, хорошо различающие их на фоне водной растительности. Следовательно, им редко удается дожить до половой зрелости и оставить потомство.

Стабилизирующий отбор обычен там, где условия жизни остаются постоянными в течение длительного периода, например, в северных широтах и на океанском дне. Здесь десятки и сотни миллионов лет не происходит никаких заметных изменений, а организмы уже достаточно хорошо приспособились к жизни в этой среде. Стабилизирующий отбор действует и в более изменчивых местах – на горных лугах, на безводных песчаных дюнах: здесь условия меняются быстрее, чем на дне океана, но тем не менее остаются постоянными достаточно длительное время по сравнению с продолжительностью жизни отдельных поколений. Разработал теорию стабилизирующей формы отбора наш соотечественник, зоолог-эволюционист И.И.Шмальгаузен.

Движущий отбор.

Теорию движущей формы отбора разработал Ч.Дарвин. В противоположность стабилизирующему эта форма отбора способствует изменениям фенотипов. Действие движущего отбора может проявляться очень быстро в ответ на неожиданные и сильные изменения внешних условий. Классический пример – случай с одним из видов бабочек, перечной пяденицей.

В XVIII столетии английские коллекционеры бабочек очень редко находили темных представителей этого вида; перечная пяденица обычно имеет светлую окраску. Темнокрылые бабочки – это особи с высоким содержанием пигмента меланина. И обычная и темная формы пяденицы проводят время на густо покрытой лишайниками коре берез, где отдыхают и питаются.

Кстати, обычная раскраска особей этого вида напоминает лишайник, что позволяет им хорошо маскироваться в природе. Птицы и другие охотники за бабочками с трудом различают светлых бабочек, когда они сидят на деревьях. Темная бабочка не имеет естественной маскировки, и ее легко обнаружить. По этой причине она более уязвима для птиц.

В середине XIX столетия в Англии происходила промышленная революция. Фабричные районы были сильно загрязнены. Кора многих деревьев покрылась сажей, особенно вблизи фабрик и заводов. Одновременно в этих районах начала расти численность темных пядениц, тогда как численность светлых бабочек заметно сократилась (рис. 74). Ученые высказали предположение, что изменения в составе популяции пядениц есть не что иное, как следствие естественного отбора, связанного с изменениями в окружающей среде. Один из натуралистов провел эксперимент, выпустив одинаковое количество темных и светлых бабочек в лесу вдали от фабрик. В ходе наблюдений было установлено, что темных бабочек усиленно выедают птицы. Проведя тот же опыт в окрестностях одного из индустриальных городов, ученый обнаружил прямо противоположную картину: в условиях загрязнения быстрее выедались светлые особи. Впоследствии британским инженерам удалось снизить выбросы дыма и сажи вблизи городов. Это привело к восстановлению состава популяции и исходного соотношения темных и светлых особей.

Другой пример связан с изучением изменения восприимчивости некоторых видов комаров к действию инсектицидов (ядов). Отбор помог многим видам насекомых противостоять ядам. У некоторых видов комаров, например, имеется ген, кодирующий образование фермента, который блокирует действие малых доз яда.

Там, где используются инсектициды, большинство комаров погибает, выживают единицы, но способные вырабатывать соответствующий фермент с удвоенной скоростью. Они-то и дают начало новой популяции, особи которой практически невосприимчивы к яду.

Мы рассмотрели примеры, когда действие движущего отбора проявляется очень быстро – в течение всего нескольких десятилетий – в ответ на резкие изменения условий существования организмов. В большинстве случаев, однако, процесс отбора идет очень медленно. Столь же долго протекают и связанные с ним популяционные изменения. Таким образом, действие отбора может быть обнаружено лишь в форме постепенных и не всегда отчетливых изменений в процессе изучения ископаемых форм. Классический пример таких изменений дает восстановленная картина эволюции стопы лошади (рис. 75).

Письменная работа с карточками на 10 мин:

1. Объясните механизм действия стабилизирующей формы отбора.

2. Объясните механизм действия движущей формы отбора.

3. Какую роль в эволюции играет движущая форма отбора?

4. Какую роль в эволюции играет стабилизирующая форма отбора?

Карточка у доски:

1. Виды наследственной изменчивости?

2. Как называется изменчивость, связанная изменением генов особи?

3. Как называется изменчивость, дающая материал для отбора, результат полового размножения?

4. Движущий и направляющий фактор эволюции?

5. Какая изменчивость распространяет возникшие мутации?

6. При каких условиях среды наблюдается стабилизирующая форма отбора?

7. При каких условиях среды наблюдается движущая форма отбора?

8. Какая форма отбора сохраняет виды без изменения?

9. Какая форма отбора приводит к появлению новых видов?

10. Какой ученый разработал теорию движущей формы отбора? Стабилизирующей формы отбора?

Тестовое задание:

1. Что является непосредственным следствием борьбы за существование:

1. Формирование приспособлений.

2. Усложнение строения.

3. Естественный отбор.

4. Гибель организмов.

2. Какая форма отбора приводит к появлению микроорганизмов и насекомых, устойчивых к ядохимикатам:

1. Движущий отбор.

2. Стабилизирующий отбор.

3. Дизруптивный отбор.

4. Дестабилизирующий отбор.

3. Какая форма отбора приводит к изменению признака, проявляющемуся в его усилении или ослаблении:

1. Движущий отбор.

2. Стабилизирующий отбор.

3. Дизруптивный отбор.

4. Дестабилизирующий отбор.

4. Ученый, разработавший учение о движущей форме отбора:

1. Ч.Дарвин.

2. А.Уоллес.

3. И.И.Шмальгаузен.

4. С.С.Четвериков.

5. Ученый, разработавший учение о стабилизирующей форме отбора:

1. Ч.Дарвин.

2. А.Уоллес.

3. И.И.Шмальгаузен.

4. С.С.Четвериков.

Каково основное отличие естественного отбора от других факторов эволюции, таких как изменчивость, наследственность, изоляция, популяционные волны, дрейф генов?

1. Ведет к изменению генофонда популяции.

2. Действует непрерывно.

3. Действует направленно.

4. Сохраняет генетическое разнообразие.