Beispiele für eine stabilisierende Form natürlicher Auslese. andere Formen der natürlichen Auslese

Die natürliche Selektion begünstigt das Überleben und die Zunahme der Anzahl von Individuen in der Bevölkerung, Träger einiger Genotypen zum Nachteil von Trägern anderer. Dies trägt zur Akkumulation von Merkmalen mit adaptivem Wert in der Population bei.

Unter anderen Umweltbedingungen hat die natürliche Auslese einen anderen Charakter. Es gibt drei Hauptformen der natürlichen Auslese:

Ziehen um;
stabilisierend;
störend.

Fahrformular (mit Beispielen)

Die Manifestation der Fahrauswahl tritt auf, wenn die resultierenden Änderungen in der neuen Umgebung nützlicher sind. Die Auswahl wird auf ihren Erhalt abzielen. Dies führt zu allmählichen Änderungen des Phänotyps von Individuen in der Bevölkerung, einer Änderung der Reaktionsnorm und einer Änderung des Durchschnittswerts des Merkmals.

Ein klassisches Beispiel für Fahrselektion ist der Farbumschlag von Motten in der Nähe von Industriestädten in Europa und Amerika. War früher eine helle Färbung typisch für sie, so wurden durch die Verunreinigung der Baumstämme mit Ruß und Ruß vor allem die hellen Varianten, die sich an der Rinde der Bäume bemerkbar machten, von Vögeln gefressen und die dunklen Varianten gewannen immer mehr an Bedeutung die durch natürliche Auslese erhalten geblieben sind. Dies führte zu einer Farbveränderung.

Evolution, das Aufkommen neuer Anpassungen, ist mit Fahrauswahl verbunden. In den letzten Jahrzehnten haben viele Insektenarten Rassen entwickelt, die gegen Insektizide (für Insekten giftige Medikamente) resistent sind. Giftempfindliche Insekten starben, aber bei einigen Individuen trat eine neue Mutation auf, oder sie hatten zuvor ein neutrales Gen für die Unempfindlichkeit gegenüber Insektiziden. Unter veränderten Bedingungen war das Gen nicht mehr neutral. Die Fahrselektion hat die Träger dieses Gens erhalten. Sie wurden die Vorfahren neuer Rassen.

Stabilisierungsform (mit Beispielen)

Eine stabilisierende Selektion findet unter relativ konstanten Bedingungen statt. Hier können Abweichungen vom Durchschnittswert des Merkmals bereits ungünstig ausfallen und werden beiseite geschoben. In diesen Fällen zielt die Selektion darauf ab, Mutationen zu erhalten, die zu einer geringeren Variabilität des Merkmals führen.

Es wurde festgestellt, dass Vertreter der Population mit einer durchschnittlichen Ausprägung des Merkmals widerstandsfähiger gegen extreme Änderungen der Bedingungen sind, sodass Sperlinge mit einer durchschnittlichen Flügellänge den Winter leichter überstehen als lang- oder kurzflügelige. Auch eine konstante Körpertemperatur bei homoiothermen Tieren ist eine Folge stabilisierender Selektion.

Bei Pflanzen, die von bestimmten Insektenarten bestäubt werden, kann die Struktur der Blütenkrone nicht variieren, sie entspricht in Form und Größe der Größe und Form der Bestäuber. Abweichungen vom "Standard" werden sofort durch Selektion weggefegt, da sie keine Nachkommen hinterlassen.

Die Stabilisierung der Selektion tritt am häufigsten auf und wird als Hauptsache bei der Entwicklung von Organismen angesehen, wenn die Verbesserung der Durchschnittsindikatoren zu evolutionären Fortschritten führt.

Wenn sich die Existenzbedingungen ändern, können treibende und stabilisierende Selektion einander ersetzen.

Disruptive Form (mit Beispielen)

Disruptive Selektion kann beobachtet werden, wenn es unter allen Varianten des Genotyps keine dominante gibt, was mit der Heterogenität des von ihnen bewohnten Territoriums zusammenhängt. Unter der Wirkung bestimmter Faktoren tragen einige Zeichen zum Überleben bei, wenn sich die Bedingungen ändern, andere.

Die störende Selektion richtet sich gegen die Vertreter der Art, die durchschnittliche Manifestationen des Merkmals aufweisen, was zum Auftreten von Polymorphismus in einer Population führt. Die störende Form wird auch als Reißen bezeichnet, da die Population je nach aktuellem Merkmal in einzelne Teile geteilt wird. Die disruptive Form ist also für die Entstehung extremer Phänotypen verantwortlich und richtet sich gegen die durchschnittlichen Formen.

Ein Beispiel für disruptive Selektion ist die Farbe des Schneckenhauses. Die Farbe des Gehäuses hängt von den Umgebungsbedingungen ab, in die die Schnecke eintritt. In der Waldzone, wo die Oberflächenschicht der Erde braun gefärbt ist, leben Schnecken mit braunen Gehäusen. In der Steppenregion, wo das Gras trocken und gelb ist, haben sie gelbe Schalen. Der Unterschied in der Farbe der Schalen ist adaptiver Natur, da er die Schnecken vor dem Fressen durch Greifvögel schützt.

Tabelle der wichtigsten Arten der natürlichen Auslese

Charakteristisch	Fahrform	Stabilisierende Form	Disruptive Form
Handlung	Tritt unter sich allmählich ändernden Lebensbedingungen des Einzelnen auf.	Die Lebensbedingungen des Körpers ändern sich lange nicht.	Mit einer starken Veränderung der Lebensbedingungen des Körpers.
Orientierung	Zielt auf die Erhaltung von Organismen mit Eigenschaften ab, die zum Überleben der Art beitragen.	Aufrechterhaltung der Homogenität der Bevölkerung, Zerstörung extremer Formen.	Die Aktion zielt auf das Überleben von Individuen unter heterogenen Bedingungen durch die Manifestation verschiedener Phänotypen ab.
Ergebnis	Das Erscheinen einer durchschnittlichen Norm, die die alte ersetzt, die in der neuen Umgebung nicht geeignet ist.	Speichern der durchschnittlichen Indikatoren der Norm.	Bildung mehrerer durchschnittlicher Normen, die zum Überleben notwendig sind.

Andere Arten der natürlichen Auslese

Die Hauptformen der Auswahl sind oben beschrieben, es gibt auch zusätzliche:

Destabilisierend;
sexuell;
Gruppe.

Destabilisierende Form in Aktion ist es dem stabilisierenden entgegengesetzt, während sich die Reaktionsgeschwindigkeit ausdehnt, aber auch die durchschnittlichen Indikatoren erhalten bleiben.

Frösche, die in Sümpfen in einer Umgebung mit unterschiedlicher Beleuchtung leben, unterscheiden sich also erheblich in der Farbe ihrer Haut - dies ist eine Manifestation einer destabilisierenden Selektion. Frösche, die ein Gebiet bewohnen, das vollständig beschattet ist oder umgekehrt einen guten Zugang zum Licht hat, haben eine einheitliche Farbe - dies ist eine Manifestation einer stabilisierenden Selektion.

Sexuelle Form der natürlichen Auslese zielt auf die Bildung sekundärer Geschlechtsmerkmale ab, die helfen, ein Paar für die Kreuzung auszuwählen. Zum Beispiel die leuchtende Farbe von Federn und das Singen von Vögeln, eine laute Stimme, Paarungstänze oder die Freisetzung von Geruchsstoffen, um die Gegenseite von Insekten anzulocken, und mehr.

Gruppenform Ziel ist das Überleben der Bevölkerung, nicht des Einzelnen. Der Tod mehrerer Mitglieder der Gruppe zur Rettung der Art wird gerechtfertigt. In einer Herde wilder Tiere wird also auf genetischer Ebene festgelegt, dass das Leben der Gruppe wichtiger ist als das eigene. Wenn sich Gefahr nähert, macht das Tier laute Geräusche, um seine Verwandten zu warnen, während es stirbt, aber den Rest rettet.

Reis. Stabilisierende Form der natürlichen Auslese

Stabilisierung der Selektion Unter relativ konstanten Umweltbedingungen richtet sich die natürliche Selektion gegen Individuen, deren Merkmale in der einen oder anderen Richtung von der durchschnittlichen Norm abweichen.

Die Stabilisierung der Selektion bewahrt den Zustand der Population, der ihre maximale Fitness unter konstanten Existenzbedingungen sicherstellt. In jeder Generation werden Individuen entfernt, die hinsichtlich adaptiver Merkmale vom durchschnittlichen Optimalwert abweichen.
Viele Beispiele für selektierungsstabilisierende Wirkungen in der Natur sind beschrieben worden. Zum Beispiel scheint es auf den ersten Blick, dass Personen mit maximaler Fruchtbarkeit den größten Beitrag zum Genpool der nächsten Generation leisten sollten.

Beobachtungen natürlicher Populationen von Vögeln und Säugetieren zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Je mehr Küken oder Junge im Nest sind, desto schwieriger ist es, sie zu füttern, desto kleiner und schwächer sind sie. Infolgedessen erweisen sich Personen mit durchschnittlicher Fruchtbarkeit als die am besten angepassten.

Eine Selektion zugunsten von Durchschnittswerten wurde für eine Vielzahl von Merkmalen gefunden. Bei Säugetieren sterben Neugeborene mit sehr niedrigem und sehr hohem Geburtsgewicht eher bei der Geburt oder in den ersten Lebenswochen als Neugeborene mit mittlerem Gewicht. Die Berücksichtigung der Größe der Flügel von Vögeln, die nach dem Sturm starben, zeigte, dass die meisten von ihnen zu kleine oder zu große Flügel hatten. Und in diesem Fall erwiesen sich die durchschnittlichen Individuen als die am besten angepassten.

Was ist der Grund für das ständige Auftreten schlecht angepasster Formen unter konstanten Existenzbedingungen? Warum ist die natürliche Auslese nicht in der Lage, eine Population ein für alle Mal von unerwünschten Ausweichformen zu befreien? Der Grund liegt nicht nur und weniger in der ständigen Entstehung immer neuer Mutationen. Der Grund dafür ist, dass heterozygote Genotypen oft die fittesten sind. Bei der Kreuzung geben sie ständig Aufspaltungen ab und bei ihren Nachkommen treten homozygote Nachkommen mit reduzierter Fitness auf. Dieses Phänomen wird als balancierter Polymorphismus bezeichnet.

Das bekannteste Beispiel für einen solchen Polymorphismus ist die Sichelzellenanämie. Diese schwere Blutkrankheit tritt bei Menschen auf, die für die mutierte Hämoglobin-Allee (HbS) homozygot sind, und führt früh zu deren Tod. In den meisten menschlichen Populationen ist die Häufigkeit dieser Gasse sehr gering und ungefähr gleich der Häufigkeit ihres Auftretens aufgrund von Mutationen. Es ist jedoch in Gebieten der Welt, in denen Malaria verbreitet ist, ziemlich verbreitet. Es stellte sich heraus, dass Heterozygote für HbS eine höhere Resistenz gegen Malaria aufweisen als Homozygote für die normale Gasse. Aus diesem Grund wird in Populationen, die Malariagebiete bewohnen, Heterozygotie erzeugt und für diese tödliche Gasse in der Homozygote stabil aufrechterhalten.

Die Stabilisierung der Selektion ist ein Mechanismus für die Akkumulation von Variabilität in natürlichen Populationen. Der herausragende Wissenschaftler I. I. Shmalgauzen war der erste, der auf dieses Merkmal der Stabilisierung der Selektion achtete. Er zeigte, dass selbst unter stabilen Existenzbedingungen weder die natürliche Auslese noch die Evolution aufhören. Auch wenn sie phänotypisch unverändert bleibt, hört die Population nicht auf, sich weiterzuentwickeln. Seine genetische Ausstattung ändert sich ständig. Die Stabilisierung der Selektion schafft solche genetischen Systeme, die die Bildung ähnlicher optimaler Phänotypen auf der Grundlage einer großen Vielfalt von Genotypen ermöglichen. Solche genetischen Mechanismen wie Dominanz, Epistase, komplementäre Wirkung von Genen, unvollständige Penetranz und andere Mittel zur Verschleierung genetischer Variabilität verdanken ihre Existenz der Stabilisierung der Selektion.

Die stabilisierende Form der natürlichen Selektion schützt das vorhandene Erbgut vor dem zerstörerischen Einfluss des Mutationsprozesses, was beispielsweise die Existenz so alter Formen wie Tuatara und Ginkgo erklärt.
Dank stabilisierender Selektion haben sich bis heute „lebende Fossilien“ erhalten, die unter relativ konstanten Umweltbedingungen leben:

1. Tuatara, mit den Merkmalen von Reptilien des Mesozoikums;
2. Quastenflosser, ein Nachkomme von Lappenflossenfischen, weit verbreitet im Paläozoikum;
3. das nordamerikanische Opossum, ein aus der Kreidezeit bekanntes Beuteltier;
4. Ginkgo Gymnosperm, ähnlich Baumformen, die in der Jurazeit des Mesozoikums ausgestorben sind.

Die stabilisierende Form der Selektion wirkt, solange die Bedingungen, die zur Bildung eines bestimmten Merkmals oder einer Eigenschaft geführt haben, bestehen bleiben.

Dabei ist wichtig festzuhalten, dass die Konstanz der Bedingungen nicht deren Unveränderlichkeit bedeutet. Im Laufe des Jahres ändern sich die Umweltbedingungen regelmäßig. Die Stabilisierung der Selektion passt Populationen an diese jahreszeitlichen Veränderungen an. Die Brutzyklen sind auf sie abgestimmt, sodass die Jungen in der Jahreszeit geboren werden, in der die Nahrungsressourcen am größten sind. Alle von Jahr zu Jahr reproduzierbaren Abweichungen von diesem optimalen Zyklus werden durch stabilisierende Selektion eliminiert. Zu früh geborene Nachkommen verhungern zu spät - sie haben keine Zeit, sich auf den Winter vorzubereiten. Woher wissen Tiere und Pflanzen, wann der Winter kommt? Bei einsetzendem Frost? Nein, es ist kein sehr zuverlässiger Zeiger. Kurzfristige Temperaturschwankungen können sehr trügerisch sein. Wenn es in manchen Jahren früher als sonst wärmer wird, heißt das noch lange nicht, dass der Frühling gekommen ist. Wer zu schnell auf dieses unzuverlässige Signal reagiert, riskiert, ohne Nachwuchs da zu bleiben. Es ist besser, auf ein verlässlicheres Frühlingszeichen zu warten - eine Verlängerung der Tageslichtstunden. Bei den meisten Tierarten ist es dieses Signal, das die Mechanismen der jahreszeitlichen Veränderungen der Vitalfunktionen auslöst: Fortpflanzungszyklen, Häutung, Migration usw. I.I. Schmalhausen hat überzeugend gezeigt, dass diese universellen Anpassungen durch stabilisierende Selektion entstehen.

So bildet die Stabilisierung der Selektion, die Abweichungen von der Norm beseitigt, aktiv genetische Mechanismen, die die stabile Entwicklung von Organismen und die Bildung optimaler Phänotypen auf der Grundlage verschiedener Genotypen gewährleisten. Es gewährleistet das stabile Funktionieren von Organismen in einem breiten Spektrum von Schwankungen der äußeren Bedingungen, die der Art vertraut sind.

Fahrauswahl. Natürliche Selektion führt immer zu einer Steigerung der durchschnittlichen Fitness von Populationen. Änderungen der äußeren Bedingungen können zu Veränderungen in der Fitness einzelner Genotypen führen. Als Reaktion auf diese Veränderungen führt die natürliche Selektion, die einen riesigen Bestand an genetischer Vielfalt für viele verschiedene Merkmale nutzt, zu erheblichen Verschiebungen in der genetischen Struktur der Bevölkerung. Wenn sich die äußere Umgebung ständig in eine bestimmte Richtung ändert, verändert die natürliche Selektion die genetische Struktur der Bevölkerung so, dass ihre Fitness unter diesen sich ändernden Bedingungen maximal bleibt. Dabei ändern sich die Häufigkeiten einzelner Allele in der Population. Auch die Durchschnittswerte adaptiver Merkmale in Populationen ändern sich. In einer Reihe von Generationen kann ihre allmähliche Verschiebung in eine bestimmte Richtung verfolgt werden. Diese Form der Selektion wird als Fahrselektion bezeichnet.

Ein klassisches Beispiel für die Motivwahl ist die Farbentwicklung beim Birkenspanner. Die Farbe der Flügel dieses Schmetterlings imitiert die Farbe der Rinde von mit Flechten bedeckten Bäumen, auf denen er Tageslichtstunden verbringt. Offensichtlich wurde eine solche Schutzfärbung über viele Generationen vorangegangener Evolution gebildet. Mit Beginn der industriellen Revolution in England verlor dieses Gerät jedoch an Bedeutung. Die Luftverschmutzung hat zum Massensterben von Flechten und zur Verdunkelung von Baumstämmen geführt. Helle Schmetterlinge auf dunklem Hintergrund wurden für Vögel gut sichtbar. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts tauchten mutierte dunkle (melanistische) Schmetterlingsformen in Populationen der Birkenmotte auf. Ihre Häufigkeit nahm schnell zu. Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts bestanden einige städtische Populationen der Motte fast ausschließlich aus dunklen Formen, während in ländlichen Populationen immer noch helle Formen vorherrschten. Dieses Phänomen wurde genannt Industrieller Melanismus. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Vögel in verschmutzten Gebieten eher helle Formen und in sauberen Gebieten dunkle Formen fressen. Die Einführung von Beschränkungen der Luftverschmutzung in den 1950er Jahren führte zu einer erneuten Richtungsänderung der natürlichen Selektion, und die Häufigkeit dunkler Formen in städtischen Bevölkerungen begann abzunehmen. Sie sind heute fast so selten wie vor der Industriellen Revolution.

Die treibende Selektion bringt die genetische Zusammensetzung von Populationen in Einklang mit Veränderungen in der äußeren Umgebung, so dass die durchschnittliche Fitness von Populationen maximal ist. Auf der Insel Trinidad leben Guppy-Fische in verschiedenen Gewässern. Viele von denen, die in den Unterläufen der Flüsse und in den Teichen leben, sterben in den Zähnen von Raubfischen. Im Oberlauf ist das Leben für Guppys viel ruhiger - es gibt nur wenige Raubtiere. Diese Unterschiede in den Umweltbedingungen führten dazu, dass sich die "Top"- und "Grassroots"-Guppys in unterschiedliche Richtungen entwickelten. Die ständig von der Vernichtung bedrohten "Grassroots" beginnen früher zu brüten und produzieren viele sehr kleine Jungfische. Die Überlebenschance jedes von ihnen ist sehr gering, aber es gibt viele von ihnen und einige von ihnen haben Zeit, sich zu vermehren. "Pferde" erreichen die Pubertät später, ihre Fruchtbarkeit ist geringer, aber die Nachkommen sind größer. Als die Forscher die „grassroots“-Guppys in unbewohnte Stauseen im Oberlauf der Flüsse umsetzten, beobachteten sie eine allmähliche Veränderung in der Art der Entwicklung der Fische. 11 Jahre nach dem Umzug wurden sie viel größer, gingen später in die Zucht und brachten weniger, aber größere Nachkommen hervor.

Die Änderungsrate der Allelfrequenzen in der Bevölkerung und die Durchschnittswerte der Merkmale unter der Aktion der Selektion hängt nicht nur von der Intensität der Selektion ab, sondern auch von der genetischen Struktur der Merkmale, auf dem ein Umsatz stattfindet. Die Selektion gegen rezessive Mutationen ist viel weniger effektiv als gegen dominante. Beim Heterozygoten erscheint das rezessive Allel nicht im Phänotyp und entzieht sich daher der Selektion. Unter Verwendung der Hardy-Weinberg-Gleichung kann man die Änderungsrate der Häufigkeit eines rezessiven Allels in einer Population in Abhängigkeit von der Intensität der Selektion und dem anfänglichen Häufigkeitsverhältnis abschätzen. Je niedriger die Allelfrequenz, desto langsamer erfolgt ihre Eliminierung. Um die Häufigkeit der rezessiven Letalität von 0,1 auf 0,05 zu reduzieren, werden nur 10 Generationen benötigt; 100 Generationen - um es von 0,01 auf 0,005 zu reduzieren und 1000 Generationen - von 0,001 auf 0,0005.

Die treibende Form der natürlichen Selektion spielt eine entscheidende Rolle bei der Anpassung lebender Organismen an sich im Laufe der Zeit ändernde äußere Bedingungen. Es sorgt auch für die weite Verbreitung des Lebens, sein Eindringen in alle möglichen ökologischen Nischen. Es ist jedoch ein Irrtum zu glauben, dass unter stabilen Existenzbedingungen die natürliche Selektion aufhört. Unter solchen Bedingungen wirkt es weiterhin in Form einer stabilisierenden Selektion.

stabilisierende Selektion. Die Stabilisierung der Selektion bewahrt den Zustand der Population, der ihre maximale Fitness unter konstanten Existenzbedingungen sicherstellt. In jeder Generation werden Individuen entfernt, die hinsichtlich adaptiver Merkmale vom durchschnittlichen Optimalwert abweichen.

Viele Beispiele für selektierungsstabilisierende Wirkungen in der Natur sind beschrieben worden. Zum Beispiel scheint es auf den ersten Blick, dass Personen mit maximaler Fruchtbarkeit den größten Beitrag zum Genpool der nächsten Generation leisten sollten. Beobachtungen natürlicher Populationen von Vögeln und Säugetieren zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Je mehr Küken oder Junge im Nest sind, desto schwieriger ist es, sie zu füttern, desto kleiner und schwächer sind sie. Infolgedessen erweisen sich Personen mit durchschnittlicher Fruchtbarkeit als die am besten angepassten.

Was ist der Grund für das ständige Auftreten schlecht angepasster Formen unter konstanten Existenzbedingungen? Warum ist die natürliche Auslese nicht in der Lage, eine Population ein für alle Mal von unerwünschten Ausweichformen zu befreien? Der Grund liegt nicht nur und weniger in der ständigen Entstehung immer neuer Mutationen. Der Grund dafür ist, dass heterozygote Genotypen oft die fittesten sind. Bei der Kreuzung geben sie ständig Aufspaltungen ab und bei ihren Nachkommen treten homozygote Nachkommen mit reduzierter Fitness auf. Dieses Phänomen wird als balancierter Polymorphismus bezeichnet.

Das bekannteste Beispiel für einen solchen Polymorphismus ist die Sichelzellenanämie. Diese schwere Blutkrankheit tritt bei Menschen auf, die homozygot für ein mutiertes Hämoglobin-Allel sind ( HbS) und führt zu ihrem frühen Tod. In den meisten menschlichen Populationen ist die Häufigkeit dieses Allels sehr gering und ungefähr gleich der Häufigkeit seines Auftretens aufgrund von Mutationen. Es ist jedoch in Gebieten der Welt, in denen Malaria verbreitet ist, ziemlich verbreitet. Es stellte sich heraus, dass Heterozygoten für HbS haben eine höhere Resistenz gegen Malaria als Homozygote für das normale Allel. Aus diesem Grund wird Heterozygotie für dieses tödliche Allel in der Homozygote erzeugt und in Populationen, die Malariagebiete bewohnen, stabil aufrechterhalten.

Die Stabilisierung der Selektion ist ein Mechanismus für die Akkumulation von Variabilität in natürlichen Populationen. Der herausragende Wissenschaftler I. I. Shmalgauzen war der erste, der auf dieses Merkmal der Stabilisierung der Selektion achtete. Er zeigte, dass selbst unter stabilen Existenzbedingungen weder die natürliche Auslese noch die Evolution aufhören. Auch wenn sie phänotypisch unverändert bleibt, hört die Population nicht auf, sich weiterzuentwickeln. Seine genetische Ausstattung ändert sich ständig. Die Stabilisierung der Selektion schafft solche genetischen Systeme, die die Bildung ähnlicher optimaler Phänotypen auf der Grundlage einer großen Vielfalt von Genotypen ermöglichen. Solche genetischen Mechanismen wie Dominanz, Epistase, komplementäre Wirkung von Genen, unvollständige Penetranz und andere Mittel zur Verschleierung genetischer Variationen verdanken ihre Existenz der Stabilisierung der Selektion.

disruptive Selektion. Bei der stabilisierenden Selektion sind Personen mit einer durchschnittlichen Merkmalsausprägung im Vorteil, bei der treibenden Selektion - eine der Extremformen. Theoretisch ist auch eine andere Form der Selektion denkbar – die disruptive oder zerreißende Selektion, bei der beide Extremformen einen Vorteil erlangen.

Die Bildung saisonaler Rassen bei einigen Unkräutern wird durch die Wirkung störender Selektion erklärt. Es wurde gezeigt, dass sich der Zeitpunkt der Blüte und Samenreife bei einer der Arten solcher Pflanzen - Wiesenklapper - fast den ganzen Sommer erstreckte und die meisten Pflanzen mitten im Sommer blühen und Früchte tragen. Auf Mähwiesen erhalten jedoch diejenigen Pflanzen Vorteile, die vor dem Mähen Zeit haben, zu blühen und Samen zu produzieren, und diejenigen, die am Ende des Sommers nach dem Mähen Samen produzieren. Als Ergebnis werden zwei Rassen gebildet - frühe und späte Blüte.

Störende Selektion auf ökologisch bedingte Merkmale (Brutzeit, Vorliebe für unterschiedliche Nahrungsarten, unterschiedliche Lebensräume) kann in bestimmten Situationen zur Bildung ökologisch getrennter Rassen innerhalb einer Art und dann zur Speziation führen.

sexuelle Selektion. Bei Männchen vieler Arten finden sich ausgeprägte sekundäre Geschlechtsmerkmale, die auf den ersten Blick maladaptiv wirken: der Schwanz eines Pfaus, die leuchtenden Federn von Paradiesvögeln und Papageien, die scharlachroten Kämme von Hähnen, die bezaubernden Farben tropischer Fische, die Gesänge von Vögeln und Fröschen usw. Viele dieser Merkmale machen ihren Trägern das Leben schwer und machen sie für Raubtiere leicht sichtbar. Es scheint, dass diese Zeichen ihren Trägern im Kampf ums Dasein keine Vorteile verschaffen, und dennoch sind sie in der Natur sehr weit verbreitet. Welche Rolle spielte die natürliche Auslese bei ihrer Entstehung und Verbreitung?

Wir wissen bereits, dass das Überleben von Organismen eine wichtige, aber nicht die einzige Komponente der natürlichen Selektion ist. Eine weitere wichtige Komponente ist die Attraktivität für Mitglieder des anderen Geschlechts. Ch. Darwin nannte dieses Phänomen sexuelle Selektion. Er erwähnte diese Form der Selektion erstmals in The Origin of Species und analysierte sie später ausführlich in The Descent of Man and Sexual Selection. Er glaubte, dass „diese Form der Selektion nicht durch den Daseinskampf in der Beziehung organischer Wesen untereinander oder mit äußeren Bedingungen bestimmt wird, sondern durch die Rivalität zwischen Individuen gleichen Geschlechts, meist männlichen, um den Besitz von Individuen der anderes Geschlecht."

Sexuelle Selektion ist natürliche Selektion für den Fortpflanzungserfolg.. Merkmale, die die Lebensfähigkeit ihrer Träger verringern, können entstehen und sich ausbreiten, wenn die Vorteile, die sie für den Zuchterfolg bieten, deutlich größer sind als ihre Nachteile für das Überleben. Ein Männchen, das nur kurze Zeit lebt, aber von Weibchen gemocht wird und daher viele Nachkommen hervorbringt, hat eine viel höhere kumulative Fitness als eines, das lange lebt, aber wenige Nachkommen hinterlässt. Bei vielen Tierarten nimmt die überwiegende Mehrheit der Männchen überhaupt nicht an der Fortpflanzung teil. In jeder Generation entsteht zwischen den Männchen ein heftiger Wettbewerb um Weibchen. Dieser Wettbewerb kann direkt sein und sich in Form von Territorialkämpfen oder Turnierkämpfen manifestieren (Abb. XI.15.2). Sie kann auch in indirekter Form auftreten und durch die Wahl der Weibchen bestimmt werden. In Fällen, in denen Frauen Männer wählen, zeigt sich die männliche Konkurrenz darin, ihr extravagantes Aussehen oder ihr komplexes Balzverhalten zu zeigen. Die Weibchen wählen die Männchen aus, die ihnen am besten gefallen. In der Regel sind dies die klügsten Männchen. Aber warum mögen Frauen helle Männer?

Die Fitness der Frau hängt davon ab, wie objektiv sie die potenzielle Fitness des zukünftigen Vaters ihrer Kinder einschätzen kann. Sie muss einen Mann auswählen, dessen Söhne sehr anpassungsfähig und attraktiv für Frauen sind.

Zwei Haupthypothesen über die Mechanismen der sexuellen Selektion wurden vorgeschlagen.

Nach der Hypothese der „attraktiven Söhne“ ist die Logik der weiblichen Selektion etwas anders. Wenn aufgeweckte Männchen, aus welchen Gründen auch immer, für Weibchen attraktiv sind, dann lohnt es sich, einen aufgeweckten Vater für Ihre zukünftigen Söhne zu wählen, denn seine Söhne erben die Gene für leuchtende Farben und werden in der nächsten Generation für Weibchen attraktiv sein. Somit findet eine positive Rückkopplung statt, die dazu führt, dass von Generation zu Generation die Leuchtkraft des Gefieders der Männchen immer mehr gesteigert wird. Der Prozess geht weiter, bis er die Grenze der Lebensfähigkeit erreicht. Stellen Sie sich eine Situation vor, in der Frauen Männer mit einem längeren Schwanz wählen. Langschwänzige Männchen produzieren mehr Nachkommen als Männchen mit kurzem und mittlerem Schwanz. Von Generation zu Generation nimmt die Länge des Schwanzes zu, weil Weibchen Männchen nicht mit einer bestimmten Schwanzgröße, sondern mit einer überdurchschnittlichen Größe wählen. Am Ende erreicht der Schwanz eine solche Länge, dass sein Schaden für die Lebensfähigkeit des Männchens durch seine Attraktivität in den Augen der Weibchen ausgeglichen wird.

Bei der Erklärung dieser Hypothesen versuchten wir, die Logik der Aktion weiblicher Vögel zu verstehen. Es mag den Anschein haben, dass wir ihnen zu viel zumuten, dass solch komplexe Fitnessberechnungen ihnen kaum zugänglich sind. Tatsächlich sind Frauen bei der Auswahl von Männern nicht mehr und nicht weniger logisch als bei allen anderen Verhaltensweisen. Wenn ein Tier durstig ist, denkt es nicht daran, dass es Wasser trinken sollte, um das Wasser-Salz-Gleichgewicht im Körper wiederherzustellen – es geht zur Wasserstelle, weil es Durst hat. Wenn eine Arbeitsbiene ein Raubtier sticht, das einen Bienenstock angreift, rechnet sie nicht aus, wie sehr sie durch diese Selbstaufopferung die kumulative Fitness ihrer Schwestern steigert - sie folgt ihrem Instinkt. Auf die gleiche Weise folgen Frauen, die sich für helle Männer entscheiden, ihrem Instinkt - sie mögen helle Schwänze. All diejenigen, die instinktiv ein anderes Verhalten veranlassten, alle hinterließen keine Nachkommen. Wir haben also nicht die Logik der Frauen diskutiert, sondern die Logik des Kampfes ums Dasein und der natürlichen Auslese – ein blinder und automatischer Prozess, der, ständig von Generation zu Generation wirkend, all diese erstaunliche Vielfalt an Formen, Farben und Instinkten geformt hat, die wir haben in der Welt der Tierwelt beobachten. .

1. Vergleichen Sie die Auswahlformulare und heben Sie die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen ihnen hervor.

2. Nennen Sie Beispiele für verschiedene Formen der Selektion in der Natur.

3. Stimmt es, dass bei wechselnden Umweltbedingungen nur Motivselektion wirkt und bei unveränderten Bedingungen nur stabilisierende Selektion?

4. In welchen Fällen führt die Selektion zu einer Abnahme der genetischen Variabilität von Populationen, in welchen Fällen zu ihrer Akkumulation?

5. Nennen Sie Beispiele für sexuellen Dimorphismus bei Tieren und versuchen Sie, ihre Evolution anhand der Mechanismen des Treibens und der sexuellen Selektion zu erklären.

Diese Form der Selektion wurde von C. Darwin entdeckt und als die treibende bezeichnet. Die Stabilisierung der Selektion trägt zur Aufrechterhaltung eines durchschnittlichen, zuvor etablierten Merkmals in einer Population bei. Was genau wird im Prozess der natürlichen Auslese selektiert und wie läuft dieser Prozess ab? Was sind die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen natürlicher und künstlicher Selektion?

Die Antwort auf diese Frage liefert die Doktrin der stabilisierenden Selektion, die vom russischen Evolutionisten I.I. Schmalhausen. Stabilisierende Selektion tritt auf, wenn die Umgebungsbedingungen für lange Zeit ziemlich konstant bleiben. Viele Beispiele stabilisierender Selektion sind bekannt. So wurden nach einem Schneefall und starken Winden in Nordamerika 136 betäubte, halb tote Haussperlinge gefunden, von denen 72 überlebten und 64 starben.

Durch die Wirkung der stabilisierenden Selektionsform werden Mutationen mit breiter Reaktionsgeschwindigkeit durch Mutationen mit gleichem Mittelwert, aber schmalerer Reaktionsgeschwindigkeit ersetzt.

Das zentrale Konzept des Konzepts der natürlichen Selektion ist die Fitness von Organismen

Stabilisierungs- und Fahrauswahl sind miteinander verbunden und stellen zwei Seiten desselben Prozesses dar. Der Begriff „natürliche Selektion“ wurde von Charles Darwin populär gemacht, der diesen Prozess mit künstlicher Selektion verglich, deren moderne Form Selektion ist. Darüber hinaus sind das Material sowohl für die natürliche als auch für die künstliche Selektion kleine erbliche Veränderungen, die sich von Generation zu Generation anhäufen. Solche Bedingungen schaffen Konkurrenz zwischen Organismen um Überleben und Fortpflanzung und sind die notwendigen Mindestbedingungen für Evolution durch natürliche Auslese.

Das Überleben von Organismen ist eine wichtige, aber nicht die einzige Komponente der natürlichen Selektion.

Und umgekehrt, für weniger nützliche oder schädliche Allele, wird ihr Anteil an Populationen abnehmen, das heißt, die Selektion wird gegen diese Allele wirken. Merkmale, die sich durch sexuelle Selektion entwickelt haben, sind bei den Männchen bestimmter Tierarten besonders ausgeprägt.

Darüber hinaus kann Selektion auf verschiedenen Ebenen gleichzeitig wirken. Selektion auf Ebenen oberhalb des Individuums, wie z. B. Gruppenselektion, kann zu Kooperation führen (siehe Evolution#Kooperation). Die Fahrselektion ist eine Form der natürlichen Selektion, die unter einer gezielten Veränderung der Umweltbedingungen wirkt. Beschrieben von Darwin und Wallace. Gleichzeitig werden andere Variationen des Merkmals (seine Abweichungen in die entgegengesetzte Richtung vom Durchschnittswert) einer negativen Selektion unterzogen.

Gleichzeitig muss der Selektionsdruck der Anpassungsfähigkeit der Bevölkerung und der Rate der Mutationsänderungen entsprechen (andernfalls kann der Umweltdruck zum Aussterben führen). Ein Beispiel für die Wirkung der Motivauswahl ist der "industrielle Melanismus" bei Insekten.

8. Nennen Sie Beispiele für den Einfluss verschiedener Arten der natürlichen Auslese auf Populationen von Lebewesen

Die Stabilisierungsselektion ist eine Form der natürlichen Selektion, bei der ihre Wirkung gegen Personen mit extremen Abweichungen von der Durchschnittsnorm zugunsten von Personen mit einer durchschnittlichen Schwere eines Merkmals gerichtet ist. Das Konzept der stabilisierenden Selektion wurde in die Wissenschaft eingeführt und von I. I. Shmalgauzen analysiert. Eine Selektion zugunsten von Durchschnittswerten wurde für eine Vielzahl von Merkmalen gefunden. Darwin beschrieb die Wirkungsweise der disruptiven Selektion und glaubte, dass sie der Divergenz zugrunde liegt, obwohl er keine Beweise für ihre Existenz in der Natur liefern konnte.

Wir können das folgende Beispiel einer stabilisierenden Selektion geben

Eine der möglichen Situationen in der Natur, in denen disruptive Selektion ins Spiel kommt, ist, wenn eine polymorphe Population einen heterogenen Lebensraum besetzt. In Experimenten mit Drosophila wurde eine störende Selektion künstlich durchgeführt. Die Selektion wurde nach der Anzahl der Setae durchgeführt, wobei nur Individuen mit einer kleinen und einer großen Anzahl von Setae übrig blieben. In einer Reihe anderer Experimente (mit Pflanzen) verhinderte intensives Kreuzen die effektive Wirkung der störenden Selektion.

Eine weitere wichtige Komponente ist die Attraktivität für Angehörige des anderen Geschlechts. Darwin nannte dieses Phänomen sexuelle Selektion. Zwei Hypothesen über die Mechanismen der sexuellen Selektion sind weit verbreitet. Auch Personen mit chromosomalen Umlagerungen und einem Chromosomensatz, der den normalen Betrieb des genetischen Apparats stark stört, können einer Schnittselektion unterzogen werden. Darwin ging davon aus, dass die Selektion nicht nur auf den einzelnen Organismus, sondern auch auf die Familie angewendet werden kann.

In einer relativ unveränderten Umgebung haben typische Individuen mit einer durchschnittlichen Ausprägung eines Merkmals, die gut daran angepasst sind, einen Vorteil, und Mutanten, die sich von ihnen unterscheiden, sterben. Die Fahrauswahl besteht darin, dass sich bei einer langsamen Änderung der Umgebungsbedingungen in eine neue Richtung die durchschnittliche Norm stetig in die eine oder andere Richtung verschiebt.

Im Zuge der disruptiven Selektion entstanden aus einem gemeinsamen hellgelben Vorfahren zwei Schmetterlingsformen: weiß und gelb

Ein klassisches Beispiel für evolutionäre Veränderung nach Art der Motivauswahl ist das Erscheinen dunkel gefärbter Schmetterlinge unter dem Einfluss chemischer Verschmutzung der Atmosphäre (industrieller Melanismus). Ein Modell für disruptive Selektion kann die Situation des Auftauchens von Zwergrassen von Raubfischen in einem nahrungsarmen Gewässer sein.

Da die Selektion auf Phänotypen basiert, müssen sich die Individuen einer bestimmten Gruppe voneinander unterscheiden, d.h. die Gruppe muss von unterschiedlicher Qualität sein. Unterschiedliche Phänotypen unter gleichen Bedingungen können durch unterschiedliche Genotypen bereitgestellt werden. Über Millionen von Jahren schützt die Stabilisierung der Selektion Arten vor signifikanten Veränderungen, aber nur so lange, wie sich die Lebensbedingungen nicht signifikant ändern.

Derzeit gibt es mehrere Formen der natürlichen Selektion, von denen die wichtigsten stabilisierend, bewegend oder gerichtet und störend sind. Sie erfahren, wie sich die natürliche Auslese auf den modernen Menschen auswirkt. Viele Beispiele für selektierungsstabilisierende Wirkungen in der Natur sind beschrieben worden.

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