Di antara faktor-faktor dinamika genetik suatu populasi yang melanggar keadaan keseimbangannya adalah: proses mutasi, seleksi, penyimpangan genetik, migrasi, isolasi.

Mutasi dan seleksi alam

Di setiap generasi, kumpulan gen populasi diisi ulang dengan yang baru muncul mutasi. Di antara mereka, bisa ada perubahan yang sama sekali baru, dan mutasi yang sudah ada dalam populasi. Proses ini disebut tekanan mutasi. Besarnya tekanan mutasi tergantung pada tingkat mutabilitas gen individu, pada rasio mutasi langsung dan terbalik, pada efisiensi sistem perbaikan, dan pada adanya faktor mutagenik di lingkungan. Selain itu, besarnya tekanan mutasi dipengaruhi oleh sejauh mana mutasi mempengaruhi kelangsungan hidup dan kesuburan individu.

Studi menunjukkan bahwa populasi alami jenuh dengan gen mutan, yang sebagian besar dalam keadaan heterozigot. Proses mutasi menciptakan variabilitas genetik utama dari populasi, yang dengannya tindakan lebih lanjut harus diambil. seleksi alam. Jika terjadi perubahan kondisi eksternal dan perubahan arah seleksi, cadangan mutasi memungkinkan populasi untuk cepat beradaptasi dengan situasi baru.

Efisiensi seleksi tergantung pada apakah sifat mutan dominan atau resesif. Pemurnian populasi dari individu dengan mutasi dominan yang berbahaya dapat dicapai dalam satu generasi jika pembawanya tidak meninggalkan keturunan. Pada saat yang sama, mutasi resesif berbahaya lolos dari tindakan seleksi jika mereka berada dalam keadaan heterozigot, dan terutama dalam kasus di mana seleksi bertindak mendukung heterozigot. Yang terakhir sering memiliki keunggulan selektif atas genotipe homozigot karena laju reaksi yang lebih luas, yang meningkatkan potensi adaptif pemiliknya. Dengan pelestarian dan reproduksi heterozigot, kemungkinan pemisahan homozigot resesif secara bersamaan meningkat. Seleksi yang mendukung heterozigot disebut keseimbangan.

Contoh mencolok dari bentuk seleksi ini adalah situasi dengan pewarisan anemia sel sabit. Penyakit ini tersebar luas di beberapa bagian Afrika. Ini disebabkan oleh mutasi pada gen yang mengkode sintesis rantai-b hemoglobin, di mana satu asam amino (valin) digantikan oleh yang lain (glutamin). Homozigot untuk mutasi ini menderita anemia berat, hampir selalu menyebabkan kematian pada usia dini. Eritrosit orang-orang seperti itu berbentuk sabit. Heterozigositas untuk mutasi ini tidak menyebabkan anemia. Eritrosit pada heterozigot memiliki bentuk normal, tetapi mengandung 60% normal dan 40% hemoglobin yang diubah. Ini menunjukkan bahwa kedua alel berfungsi dalam heterozigot - normal dan mutan. Karena homozigot untuk alel mutan sepenuhnya dihilangkan dari reproduksi, orang akan mengharapkan penurunan frekuensi gen berbahaya dalam populasi. Namun, di beberapa suku Afrika, proporsi heterozigot untuk gen ini adalah 30-40%. Alasan untuk situasi ini adalah bahwa orang dengan genotipe heterozigot lebih kecil kemungkinannya untuk terinfeksi demam berdarah, yang menyebabkan kematian yang tinggi di daerah ini, dibandingkan dengan keadaan normal. Dalam hal ini, seleksi mempertahankan kedua genotipe: normal (homozigot dominan) dan heterozigot. Reproduksi dari generasi ke generasi dari dua kelas genotipe individu yang berbeda dalam suatu populasi disebut sebagai polimorfisme seimbang. Ini memiliki nilai adaptif.

Ada bentuk lain dari seleksi alam. Menstabilkan seleksi mempertahankan norma sebagai varian dari genotipe yang paling memenuhi kondisi yang berlaku, menghilangkan penyimpangan darinya yang muncul. Bentuk seleksi ini biasanya beroperasi ketika populasi berada di bawah kondisi keberadaan yang relatif stabil untuk waktu yang lama. Sebaliknya, pemilihan motif mempertahankan sifat baru jika mutasi yang dihasilkan bermanfaat dan memberikan beberapa keuntungan bagi pembawanya. Pilihan mengganggu(merobek) bertindak secara bersamaan dalam dua arah, melestarikan varian ekstrim dari perkembangan sifat tersebut. Bab Darwin memberikan contoh khas dari bentuk seleksi ini. Ini menyangkut pelestarian dua bentuk serangga di pulau-pulau: bersayap dan tidak bersayap, yang hidup di sisi pulau yang berbeda - di bawah angin dan tanpa angin.

Hasil utama dari aktivitas seleksi alam direduksi menjadi peningkatan jumlah individu dengan sifat-sifat, ke arah mana seleksi berlangsung. Pada saat yang sama, tanda-tanda yang terkait dengannya dan tanda-tanda yang berada dalam hubungan korelatif dengan yang pertama juga dipilih. Untuk gen yang mengontrol sifat-sifat yang tidak terpengaruh oleh seleksi, suatu populasi dapat berada dalam keadaan setimbang untuk waktu yang lama, dan distribusi genotipe untuk mereka akan mendekati rumus Hardy-Weinberg.

Seleksi alam beroperasi secara luas dan serentak mempengaruhi banyak aspek kehidupan organisme. Hal ini bertujuan untuk melestarikan sifat-sifat yang bermanfaat bagi organisme, yang meningkatkan kemampuan beradaptasi dan memberikan keunggulan dibandingkan organisme lain. Sebaliknya, efek seleksi buatan, yang terjadi pada populasi tanaman budidaya dan hewan peliharaan, lebih sempit dan paling sering mempengaruhi sifat-sifat yang bermanfaat bagi manusia, dan tidak bagi pembawanya.

penyimpangan genetik

Penyebab acak memiliki pengaruh besar pada struktur genotipe populasi. Ini termasuk: fluktuasi ukuran populasi, komposisi umur dan jenis kelamin populasi, kualitas dan kuantitas sumber makanan, ada tidaknya kompetisi, sifat acak sampel yang memunculkan generasi berikutnya, dll. Perubahan gen frekuensi dalam suatu populasi untuk alasan acak ahli genetika Amerika S. Wright bernama penyimpangan genetik, dan N.P. Dubinin adalah proses genetik-otomatis. Fluktuasi tajam dalam ukuran populasi memiliki efek yang sangat nyata pada struktur genetik populasi - gelombang populasi, atau gelombang kehidupan. Telah ditetapkan bahwa dalam populasi kecil, proses dinamis berlangsung jauh lebih intensif, dan peran peluang dalam akumulasi genotipe individu meningkat. Ketika suatu populasi berkurang, beberapa gen mutan dapat secara tidak sengaja disimpan di dalamnya, sementara yang lain juga dapat dihilangkan secara acak. Dengan peningkatan ukuran populasi berikutnya, jumlah gen yang diawetkan ini dapat meningkat dengan cepat. Tingkat drift berbanding terbalik dengan ukuran populasi. Pada saat penurunan jumlahnya, penyimpangannya sangat intens. Dengan penurunan populasi yang sangat tajam, mungkin ada ancaman kepunahannya. Inilah yang disebut situasi “bottleneck”. Jika populasi berhasil bertahan, maka sebagai akibat dari pergeseran genetik, frekuensi mereka akan berubah, yang akan mempengaruhi struktur generasi baru.

Proses genetik-otomatis sangat jelas pada isolat, ketika sekelompok individu diisolasi dari populasi besar dan membentuk pemukiman baru. Ada banyak contoh seperti itu dalam genetika populasi manusia. Jadi, di negara bagian Pennsylvania (AS) hidup sebuah sekte Mennonit, berjumlah beberapa ribu orang. Pernikahan di sini hanya diperbolehkan antara anggota sekte. Isolasi dimulai dengan tiga pasangan menikah yang menetap di Amerika pada akhir abad ke-18. Kelompok orang ini dicirikan oleh konsentrasi gen pleiotropik yang luar biasa tinggi, yang dalam keadaan homozigot menyebabkan bentuk khusus dwarfisme dengan polidaktili. Sekitar 13% dari anggota sekte ini adalah heterozigot untuk mutasi langka ini. Kemungkinan "efek leluhur" terjadi di sini: kebetulan salah satu pendiri sekte itu heterozigot untuk gen ini, dan pernikahan yang terkait erat berkontribusi pada penyebaran anomali ini. Pada kelompok Mennonites lain yang tersebar di seluruh Amerika Serikat, penyakit seperti itu belum ditemukan.

Migrasi

Alasan lain untuk mengubah frekuensi gen dalam suatu populasi adalah migrasi. Selama pergerakan kelompok individu dan persilangannya dengan anggota populasi lain, gen ditransfer dari satu populasi ke populasi lain. Efek migrasi tergantung pada ukuran kelompok migran dan perbedaan frekuensi gen antara populasi yang bertukar. Jika frekuensi awal gen dalam populasi sangat berbeda, maka pergeseran frekuensi yang signifikan dapat terjadi. Saat migrasi berlangsung, perbedaan genetik antara populasi menjadi datar. Hasil akhir dari tekanan migrasi adalah pembentukan konsentrasi rata-rata tertentu untuk setiap mutasi di seluruh sistem populasi di mana ada pertukaran individu.

Contoh peran migrasi adalah distribusi gen yang menentukan golongan darah manusia dari sistem AB0. Eropa dicirikan oleh dominasi kelompok TETAPI, untuk Asia - grup PADA. Alasan perbedaan, menurut ahli genetika, terletak pada migrasi besar populasi yang terjadi dari Timur ke Barat dalam periode 500 hingga 1500 tahun. iklan.

Isolasi

Jika individu dari satu populasi tidak sepenuhnya atau sebagian kawin dengan individu dari populasi lain, populasi tersebut mengalami proses isolasi. Jika pemisahan diamati selama beberapa generasi, dan seleksi bertindak dalam arah yang berbeda dalam populasi yang berbeda, maka proses diferensiasi populasi terjadi. Proses isolasi beroperasi baik pada tingkat intrapopulasi maupun pada tingkat interpopulasi.

Ada dua jenis utama isolasi: spasial, atau mekanis, isolasi dan biologis isolasi. Jenis isolasi pertama terjadi baik di bawah pengaruh faktor geografis alami (bangunan gunung; munculnya sungai, danau dan badan air lainnya; letusan gunung berapi, dll.), Atau sebagai akibat dari aktivitas manusia (membajak tanah, mengeringkan rawa, hutan tanaman, dll). Salah satu konsekuensi dari isolasi spasial adalah pembentukan rentang spesies yang terputus-putus, yang merupakan karakteristik, khususnya, murai biru, musang, katak biasa, sedge, dan loach biasa.

isolasi biologis dibagi lagi menjadi morfo-fisiologis, ekologis, etologis dan genetik. Semua jenis isolasi ini dicirikan oleh munculnya hambatan reproduksi yang membatasi atau mengecualikan kawin silang bebas.

Isolasi morfologi-fisiologis terjadi terutama pada tingkat proses reproduksi. Pada hewan, sering dikaitkan dengan perbedaan struktur organ sanggama, yang terutama berlaku untuk serangga dan beberapa hewan pengerat. Pada tumbuhan, ciri-ciri seperti ukuran butir serbuk sari, panjang tabung serbuk sari, dan kebetulan periode pematangan serbuk sari dan stigma memainkan peran penting.

Pada isolasi etologis pada hewan, perbedaan perilaku individu selama periode reproduksi berfungsi sebagai hambatan, misalnya, perkawinan jantan yang gagal dengan betina diamati.

Isolasi lingkungan dapat memanifestasikan dirinya dalam berbagai bentuk: dalam preferensi untuk wilayah reproduksi tertentu, dalam periode pematangan sel benih yang berbeda, tingkat reproduksi, dll. Misalnya, pada ikan laut yang bermigrasi untuk berkembang biak di sungai, populasi khusus terbentuk di setiap sungai . Perwakilan dari populasi ini mungkin berbeda dalam ukuran, warna, waktu pubertas, dan fitur lain yang terkait dengan proses reproduksi.

isolasi genetik mencakup mekanisme yang berbeda. Paling sering, itu terjadi karena pelanggaran meiosis normal dan pembentukan gamet yang tidak dapat hidup. Penyebab pelanggaran bisa berupa poliploidi, penataan ulang kromosom, ketidakcocokan nuklir-plasma. Masing-masing fenomena ini dapat menyebabkan panmiksia terbatas dan infertilitas hibrida, dan, akibatnya, membatasi proses kombinasi bebas gen.

Isolasi jarang diciptakan oleh salah satu mekanisme. Biasanya beberapa bentuk isolasi yang berbeda terjadi pada waktu yang sama. Mereka dapat bertindak baik pada tahap sebelum pembuahan dan setelahnya. Dalam kasus terakhir, sistem insulasi kurang ekonomis, karena sejumlah besar sumber daya energi terbuang, misalnya, untuk menghasilkan keturunan yang steril.

Faktor-faktor yang terdaftar dari dinamika genetik populasi dapat bertindak sendiri-sendiri dan bersama-sama. Dalam kasus terakhir, efek kumulatif dapat diamati (misalnya, proses mutasi + seleksi), atau tindakan satu faktor dapat mengurangi efektivitas faktor lain (misalnya, munculnya migran dapat mengurangi efek pergeseran gen ).

Studi tentang proses dinamis dalam populasi memungkinkan S.S. Chetverikov (1928) untuk merumuskan ide homeostasis genetik. Dengan homeostasis genetik, ia memahami keadaan keseimbangan suatu populasi, kemampuannya untuk mempertahankan struktur genotipnya sebagai respons terhadap aksi faktor lingkungan. Mekanisme utama untuk mempertahankan keadaan ekuilibrium adalah persilangan bebas individu, di bawah kondisi yang, menurut Chetverikov, alat untuk menstabilkan rasio numerik alel diletakkan.

Proses genetik yang telah kami pertimbangkan, yang terjadi pada tingkat populasi, menciptakan dasar bagi evolusi kelompok sistematis yang lebih besar: spesies, genera, famili, mis. untuk evolusi makro. Mekanisme evolusi mikro dan makro serupa dalam banyak hal, hanya skala perubahan yang terjadi yang berbeda.

Di alam, setiap spesies yang ada adalah kompleks kompleks atau bahkan sistem kelompok intraspesifik yang mencakup individu dengan fitur struktural, fisiologis, dan perilaku tertentu. Asosiasi intraspesifik individu seperti itu adalah populasi.

Kata "populasi" berasal dari bahasa Latin "populus" - orang, populasi. Karena itu, populasi- satu set individu dari spesies yang sama yang hidup di wilayah tertentu, mis. mereka yang hanya kawin silang satu sama lain. Istilah "populasi" saat ini digunakan dalam arti sempit ketika berbicara tentang pengelompokan intraspesifik tertentu yang menghuni biogeocenosis tertentu, dan dalam arti umum yang luas - untuk merujuk pada kelompok spesies yang terisolasi, terlepas dari wilayah yang didudukinya. dan informasi genetik apa yang dibawanya.

Anggota populasi yang sama mempengaruhi satu sama lain tidak kurang dari faktor fisik lingkungan atau spesies organisme lain yang hidup bersama. Dalam populasi, sampai tingkat tertentu, semua bentuk hubungan yang menjadi ciri hubungan antarspesies dimanifestasikan, tetapi yang paling menonjol mutualistik(saling menguntungkan) dan kompetitif. Populasi bisa monolitik atau terdiri dari pengelompokan tingkat subpopulasi - keluarga, klan, kawanan, kawanan dll. Menggabungkan organisme dari spesies yang sama ke dalam populasi menciptakan sifat kualitatif baru. Dibandingkan dengan masa hidup suatu organisme individu, suatu populasi dapat eksis untuk waktu yang sangat lama.

Pada saat yang sama, suatu populasi mirip dengan organisme sebagai biosistem, karena ia memiliki struktur, integritas, program genetik untuk reproduksi diri, dan kemampuan untuk mengatur dan beradaptasi secara otomatis. Interaksi manusia dengan spesies organisme yang berada di lingkungan, di lingkungan alam atau di bawah kendali ekonomi manusia, biasanya dimediasi melalui populasi. Penting bahwa banyak pola ekologi populasi juga berlaku untuk populasi manusia.

populasi adalah unit genetik suatu spesies, yang perubahannya dilakukan oleh evolusi spesies. Sebagai sekelompok individu dari spesies yang sama yang hidup bersama, populasi bertindak sebagai makrosistem biologis supraorganisme pertama. Kapasitas adaptif suatu populasi jauh lebih tinggi daripada individu-individu penyusunnya. Suatu populasi sebagai unit biologis memiliki struktur dan fungsi tertentu.

Struktur populasi dicirikan oleh individu-individu penyusunnya dan distribusinya dalam ruang.

Fungsi populasi mirip dengan fungsi sistem biologis lainnya. Mereka dicirikan oleh pertumbuhan, perkembangan, kemampuan untuk mempertahankan keberadaan dalam kondisi yang terus berubah, mis. populasi memiliki karakteristik genetik dan ekologi tertentu.

Populasi memiliki hukum yang memungkinkan sumber daya lingkungan yang terbatas untuk digunakan dengan cara ini untuk memastikan bahwa keturunan yang tersisa. Populasi dari banyak spesies memiliki sifat yang memungkinkan mereka untuk mengatur jumlah mereka. Mempertahankan populasi optimal dalam kondisi tertentu disebut homeostasis populasi.

Dengan demikian, populasi, sebagai asosiasi kelompok, memiliki sejumlah sifat khusus yang tidak melekat pada setiap individu. Ciri-ciri utama penduduk : jumlah, kepadatan, angka kelahiran, angka kematian, angka pertumbuhan.

Populasi dicirikan oleh organisasi tertentu. Distribusi individu di wilayah, rasio kelompok berdasarkan jenis kelamin, usia, morfologi, fisiologis, perilaku dan karakteristik genetik mencerminkan struktur populasi. Ini terbentuk, di satu sisi, atas dasar sifat biologis umum spesies, dan di sisi lain, di bawah pengaruh faktor lingkungan abiotik dan populasi spesies lain. Oleh karena itu, struktur populasi bersifat adaptif.

Kemungkinan adaptif suatu spesies secara keseluruhan sebagai sistem populasi jauh lebih luas daripada fitur adaptif setiap individu tertentu.

Struktur populasi spesies

Ruang atau area yang ditempati oleh suatu populasi mungkin berbeda baik untuk spesies yang berbeda maupun dalam spesies yang sama. Jangkauan suatu populasi sangat ditentukan oleh mobilitas individu atau radius aktivitas individu. Jika radius aktivitas individu kecil, ukuran rentang populasi biasanya juga kecil. Tergantung pada ukuran wilayah yang diduduki, adalah mungkin untuk membedakan tiga jenis populasi: dasar, ekologi dan geografis (Gbr. 1).

Beras. 1. Pembagian spasial populasi: 1, kisaran spesies; 2-4 - masing-masing populasi geografis, ekologis dan dasar

Ada jenis kelamin, usia, genetik, struktur spasial dan ekologi populasi.

Struktur seksual populasi mewakili rasio individu dari jenis kelamin yang berbeda di dalamnya.

Struktur umur penduduk- rasio dalam komposisi populasi individu dari berbagai usia, yang mewakili satu atau beberapa keturunan dari satu atau beberapa generasi.

Struktur genetik populasi ditentukan oleh variabilitas dan keragaman genotipe, frekuensi variasi gen individu - alel, serta pembagian populasi menjadi kelompok individu yang dekat secara genetik, di antaranya, ketika melintasi, ada pertukaran alel yang konstan.

Struktur ruang penduduk - sifat penempatan dan persebaran individu anggota populasi dan kelompoknya di kawasan. Struktur spasial populasi sangat berbeda antara hewan yang menetap dan nomaden atau bermigrasi.

Struktur ekologi populasi adalah pembagian populasi ke dalam kelompok individu yang berinteraksi secara berbeda dengan faktor lingkungan.

Setiap spesies, menempati wilayah tertentu ( jangkauan) diwakili di atasnya oleh sistem populasi. Semakin kompleks wilayah yang ditempati oleh suatu spesies dibedah, semakin banyak peluang yang ada untuk isolasi populasi individu. Namun, pada tingkat lebih rendah, struktur populasi suatu spesies ditentukan oleh karakteristik biologisnya, seperti mobilitas individu penyusunnya, tingkat keterikatan mereka pada wilayah, dan kemampuan untuk mengatasi hambatan alami.

Isolasi populasi

Jika anggota suatu spesies terus-menerus bercampur dan berbaur di wilayah yang luas, spesies seperti itu dicirikan oleh sejumlah kecil populasi besar. Dengan kemampuan bergerak yang kurang berkembang, banyak populasi kecil terbentuk dalam komposisi spesies, yang mencerminkan sifat mosaik lanskap. Pada tumbuhan dan hewan menetap, jumlah populasi secara langsung tergantung pada tingkat heterogenitas lingkungan.

Tingkat isolasi populasi tetangga spesies berbeda. Dalam beberapa kasus, mereka dipisahkan secara tajam oleh wilayah yang tidak dapat dihuni dan terlokalisasi dengan jelas di ruang angkasa, seperti populasi tenggeran dan tench di danau yang terisolasi.

Varian yang berlawanan adalah kolonisasi terus menerus wilayah besar oleh spesies. Dalam spesies yang sama, mungkin ada populasi dengan batas yang jelas dan kabur, dan di dalam spesies, populasi dapat diwakili oleh kelompok dengan ukuran berbeda.

Hubungan antar populasi mendukung spesies secara keseluruhan. Isolasi populasi yang terlalu lama dan lengkap dapat menyebabkan pembentukan spesies baru.

Perbedaan antara populasi individu diekspresikan pada derajat yang berbeda-beda. Mereka dapat mempengaruhi tidak hanya karakteristik kelompok mereka, tetapi juga fitur kualitatif dari fisiologi, morfologi dan perilaku individu individu. Perbedaan-perbedaan ini tercipta terutama di bawah pengaruh seleksi alam, yang menyesuaikan setiap populasi dengan kondisi khusus keberadaannya.

Klasifikasi dan struktur populasi

Tanda wajib suatu populasi adalah kemampuannya untuk hidup secara mandiri di wilayah tertentu untuk waktu yang tidak terbatas karena reproduksi, dan bukan masuknya individu dari luar. Pemukiman sementara dengan skala yang berbeda tidak termasuk dalam kategori populasi, tetapi dianggap sebagai subdivisi intrapopulasi. Dari posisi ini, spesies tidak diwakili oleh subordinasi hierarkis, tetapi oleh sistem spasial populasi tetangga dari skala yang berbeda dan dengan berbagai tingkat koneksi dan isolasi di antara mereka.

Populasi dapat diklasifikasikan menurut struktur spasial dan umur, kepadatan, kinetika, persistensi atau perubahan habitat, dan kriteria ekologi lainnya.

Batas-batas teritorial populasi spesies yang berbeda tidak bertepatan. Keanekaragaman populasi alam juga diekspresikan dalam keragaman jenis struktur internalnya.

Indikator utama struktur populasi adalah jumlah, distribusi organisme dalam ruang, dan rasio individu dengan kualitas berbeda.

Ciri-ciri individu dari setiap organisme bergantung pada karakteristik program herediternya (genotipe) dan pada bagaimana program ini diwujudkan dalam proses ontogenesis. Setiap individu memiliki ukuran tertentu, jenis kelamin, ciri khas morfologi, ciri perilaku, batas daya tahan dan kemampuan beradaptasinya sendiri terhadap perubahan lingkungan. Distribusi ciri-ciri ini dalam suatu populasi juga mencirikan strukturnya.

Struktur penduduknya tidak stabil. Pertumbuhan dan perkembangan organisme, kelahiran yang baru, kematian karena berbagai penyebab, perubahan kondisi lingkungan, peningkatan atau penurunan jumlah musuh - semua ini mengarah pada perubahan berbagai hubungan dalam populasi. Arah perubahan selanjutnya sangat tergantung pada struktur penduduk dalam periode waktu tertentu.

Struktur seksual populasi

Mekanisme genetik penentuan jenis kelamin menyediakan pemisahan keturunan berdasarkan jenis kelamin dalam rasio 1: 1, yang disebut rasio jenis kelamin. Tetapi tidak berarti bahwa rasio yang sama adalah karakteristik dari populasi secara keseluruhan. Ciri-ciri terkait seks sering menentukan perbedaan yang signifikan dalam fisiologi, ekologi, dan perilaku wanita dan pria. Karena viabilitas yang berbeda dari organisme jantan dan betina, rasio primer ini sering berbeda dari rasio sekunder dan terutama dari rasio tersier, yang merupakan karakteristik orang dewasa. Jadi, pada manusia, rasio jenis kelamin sekunder adalah 100 anak perempuan dan 106 anak laki-laki, pada usia 16-18 rasio ini mendatar karena meningkatnya kematian pria dan pada usia 50 tahun menjadi 85 pria per 100 wanita, dan pada usia 80 - 50 pria per 100 wanita.

Rasio jenis kelamin dalam suatu populasi ditetapkan tidak hanya menurut hukum genetik, tetapi juga sampai batas tertentu di bawah pengaruh lingkungan.

Struktur umur populasi

Angka kelahiran dan kematian, dinamika kependudukan berhubungan langsung dengan struktur umur penduduk. Populasi terdiri dari individu-individu yang berbeda umur dan jenis kelamin. Untuk setiap spesies, dan kadang-kadang untuk setiap populasi dalam suatu spesies, rasio kelompok umurnya sendiri adalah karakteristik. Dalam kaitannya dengan populasi, mereka biasanya membedakan tiga zaman ekologi: pra-reproduksi, reproduksi dan pasca-reproduksi.

Dengan bertambahnya usia, persyaratan individu terhadap lingkungan dan ketahanan terhadap faktor individunya secara alami dan sangat signifikan berubah. Pada berbagai tahap ontogenesis, perubahan habitat, perubahan jenis nutrisi, sifat pergerakan, dan aktivitas umum organisme dapat terjadi.

Perbedaan usia dalam populasi secara signifikan meningkatkan heterogenitas ekologisnya dan, akibatnya, ketahanannya terhadap lingkungan. Probabilitas meningkat bahwa dalam kasus penyimpangan kondisi yang kuat dari norma, setidaknya sebagian dari individu yang layak akan tetap berada dalam populasi, dan ia akan dapat melanjutkan keberadaannya.

Struktur umur penduduk bersifat adaptif. Itu terbentuk atas dasar sifat biologis spesies, tetapi selalu juga mencerminkan kekuatan dampak faktor lingkungan.

Struktur umur populasi pada tumbuhan

Pada tumbuhan, struktur umur senopopulasi, yaitu populasi phytocenosis tertentu ditentukan oleh rasio kelompok umur. Usia mutlak, atau kalender, tanaman dan status usianya bukanlah konsep yang identik. Tanaman dengan umur yang sama dapat berada pada keadaan umur yang berbeda. Usia atau keadaan ontogenetik individu adalah tahap ontogenesisnya, di mana ia dicirikan oleh hubungan tertentu dengan lingkungan.

Struktur umur cenopopulasi sangat ditentukan oleh karakteristik biologis spesies: frekuensi berbuah, jumlah biji yang dihasilkan dan primordia vegetatif, kemampuan primordia vegetatif untuk meremajakan, laju transisi individu dari satu keadaan umur ke umur. lain, kemampuan untuk membentuk klon, dll. Manifestasi dari semua fitur biologis ini, pada gilirannya, tergantung pada kondisi lingkungan. Jalannya ontogenesis juga berubah, yang dapat terjadi pada satu spesies dalam banyak varian.

Ukuran tanaman yang berbeda mencerminkan perbedaan daya hidup individu dalam setiap kelompok umur. Vitalitas seseorang dimanifestasikan dalam kekuatan organ vegetatif dan generatifnya, yang sesuai dengan jumlah energi yang terakumulasi, dan dalam ketahanan terhadap efek samping, yang ditentukan oleh kemampuan untuk beregenerasi. Vitalitas setiap individu berubah dalam ontogeni sepanjang kurva unimodal, meningkat pada cabang ontogeni menaik dan menurun pada cabang turun.

Banyak spesies padang rumput, hutan, stepa ketika ditanam di pembibitan atau tanaman, mis. pada latar belakang agroteknik terbaik, kurangi ontogeni mereka.

Kemampuan untuk mengubah jalur ontogenesis memastikan adaptasi terhadap perubahan kondisi lingkungan dan memperluas relung ekologi spesies.

Struktur umur populasi pada hewan

Tergantung pada karakteristik reproduksi, anggota suatu populasi dapat berasal dari generasi yang sama atau berbeda. Dalam kasus pertama, semua individu dekat dalam usia dan kira-kira secara bersamaan melalui tahap-tahap berikutnya dari siklus hidup. Waktu reproduksi dan berlalunya tahap usia individu biasanya terbatas pada musim tertentu dalam setahun. Ukuran populasi seperti itu, sebagai suatu peraturan, tidak stabil: penyimpangan kondisi yang kuat dari optimal pada setiap tahap siklus hidup mempengaruhi seluruh populasi sekaligus, menyebabkan kematian yang signifikan.

Pada spesies dengan reproduksi tunggal dan siklus hidup pendek, beberapa generasi diganti sepanjang tahun.

Ketika eksploitasi manusia terhadap populasi alami hewan, mempertimbangkan struktur usia mereka adalah sangat penting. Pada spesies dengan perekrutan tahunan yang besar, sebagian besar populasi dapat dihilangkan tanpa ancaman mengurangi jumlahnya. Misalnya, pada salmon merah muda, yang matang pada tahun kedua kehidupan, dimungkinkan untuk menangkap hingga 50-60% individu pemijahan tanpa ancaman penurunan populasi lebih lanjut. Untuk chum salmon yang matang kemudian dan memiliki struktur usia yang lebih kompleks, tingkat pemindahan dari kawanan dewasa harus lebih rendah.

Analisis struktur usia membantu untuk memprediksi ukuran populasi selama kehidupan sejumlah generasi berikutnya.

Ruang yang ditempati oleh populasi menyediakannya dengan sarana penghidupan. Setiap wilayah hanya dapat memberi makan sejumlah individu tertentu. Secara alami, kelengkapan penggunaan sumber daya yang tersedia tidak hanya bergantung pada ukuran total populasi, tetapi juga pada distribusi individu dalam ruang. Ini jelas dimanifestasikan pada tanaman yang area makannya tidak boleh kurang dari nilai batas tertentu.

Di alam, distribusi teratur yang hampir seragam dari individu-individu di wilayah pendudukan kadang-kadang ditemukan. Namun, paling sering anggota populasi didistribusikan secara tidak merata di ruang angkasa.

Dalam setiap kasus tertentu, jenis distribusi di ruang yang ditempati ternyata adaptif, mis. memungkinkan penggunaan sumber daya yang tersedia secara optimal. Tanaman dalam senopopulasi paling sering didistribusikan sangat tidak merata. Seringkali pusat cluster yang lebih padat dikelilingi oleh individu yang kurang rapat.

Heterogenitas spasial senopopulasi terkait dengan sifat perkembangan klaster dalam waktu.

Pada hewan, karena mobilitasnya, metode pengaturan hubungan teritorial lebih beragam daripada pada tumbuhan.

Pada hewan tingkat tinggi, distribusi intrapopulasi diatur oleh sistem naluri. Mereka dicirikan oleh perilaku teritorial khusus - reaksi terhadap lokasi anggota populasi lainnya. Namun, kehidupan menetap penuh dengan ancaman penipisan sumber daya yang cepat jika kepadatan penduduk terlalu tinggi. Total area yang ditempati oleh populasi dibagi menjadi area individu atau kelompok yang terpisah, yang mencapai penggunaan persediaan makanan, perlindungan alami, tempat berkembang biak, dll.

Terlepas dari isolasi teritorial anggota populasi, komunikasi dipertahankan di antara mereka menggunakan sistem berbagai sinyal dan kontak langsung di perbatasan kepemilikan.

"Mengamankan situs" dicapai dengan berbagai cara: 1) dengan melindungi batas-batas ruang yang diduduki dan dengan agresi langsung terhadap orang asing; 2) perilaku ritual khusus yang menunjukkan ancaman; 3) sistem tanda dan tanda khusus yang menunjukkan pendudukan wilayah tersebut.

Reaksi biasa terhadap tanda teritorial - penghindaran - bersifat turun-temurun pada hewan. Manfaat biologis dari jenis perilaku ini jelas. Jika kepemilikan suatu wilayah diputuskan hanya dengan hasil perjuangan fisik, kemunculan setiap pendatang baru yang lebih kuat akan mengancam pemiliknya dengan hilangnya wilayah dan eliminasi dari reproduksi.

Tumpang tindih sebagian wilayah individu berfungsi sebagai cara untuk mempertahankan kontak antara anggota populasi. Orang-orang yang bertetangga sering memelihara sistem hubungan yang saling menguntungkan secara stabil: saling memperingatkan akan bahaya, perlindungan bersama dari musuh. Perilaku normal hewan termasuk pencarian aktif untuk kontak dengan anggota spesies mereka sendiri, yang sering meningkat selama periode penurunan jumlah.

Beberapa spesies membentuk kelompok nomaden yang luas yang tidak terikat pada wilayah tertentu. Ini adalah perilaku banyak spesies ikan selama migrasi makan.

Tidak ada perbedaan mutlak antara berbagai cara menggunakan wilayah. Struktur spasial penduduk sangat dinamis. Hal ini tunduk pada penataan ulang musiman dan adaptif lainnya sesuai dengan tempat dan waktu.

Pola perilaku hewan adalah subjek ilmu khusus - etologi. Oleh karena itu, sistem hubungan antara anggota satu populasi disebut struktur etologis atau perilaku populasi.

Perilaku hewan dalam kaitannya dengan anggota populasi lainnya tergantung, pertama-tama, pada apakah cara hidup soliter atau kelompok merupakan karakteristik spesies.

Gaya hidup soliter, di mana individu-individu dari suatu populasi independen dan terisolasi satu sama lain, adalah karakteristik dari banyak spesies, tetapi hanya pada tahap tertentu dari siklus hidup. Keberadaan organisme yang sepenuhnya soliter tidak terjadi di alam, karena dalam hal ini tidak mungkin untuk melakukan fungsi vital utamanya - reproduksi.

Dengan gaya hidup keluarga, ikatan antara orang tua dan anak-anak mereka juga diperkuat. Jenis paling sederhana dari koneksi semacam itu adalah perawatan salah satu orang tua tentang telur yang diletakkan: menjaga kopling, inkubasi, aerasi tambahan, dll. Dengan gaya hidup keluarga, perilaku teritorial hewan paling menonjol: berbagai sinyal, tanda, bentuk ritual ancaman, dan agresi langsung memberikan kepemilikan plot yang cukup untuk membesarkan keturunan.

Asosiasi yang lebih besar dari hewan - kawanan, kawanan dan koloni. Pembentukan mereka didasarkan pada komplikasi lebih lanjut dari hubungan perilaku dalam populasi.

Kehidupan dalam kelompok melalui sistem saraf dan hormonal tercermin dalam banyak proses fisiologis dalam tubuh hewan. Pada individu yang terisolasi, tingkat metabolisme secara nyata berubah, zat cadangan digunakan lebih cepat, sejumlah naluri tidak muncul, dan kelangsungan hidup secara keseluruhan memburuk.

Efek grup positif memanifestasikan dirinya hanya sampai tingkat kepadatan populasi tertentu yang optimal. Jika ada terlalu banyak hewan, itu mengancam semua orang dengan kekurangan sumber daya lingkungan. Kemudian mekanisme lain ikut bermain, menyebabkan penurunan jumlah individu dalam kelompok melalui pembagian, penyebaran, atau penurunan tingkat kelahiran.

Sasaran: untuk membentuk konsep populasi sebagai unit dasar evolusi; menunjukkan peran variabilitas herediter sebagai salah satu faktor evolusi, penyebab variabilitas spesies.

pindah pelajaran

Saya. Pemeriksaan pengetahuan.

1. Pengujian.

1) Kehadiran fitur struktural yang serupa dari organisme menentukan:

kriteria:

a) genetik;

b) morfologis;

c) fisiologis;

d) ekologi.

2) Kesamaan leluhur membuktikan kriteria:

a) sejarah;

b) morfologis;

c) genetik d) geografis.

3) Kariotipe organisme mempelajari kriteria:

a) genetik:

b) fisiologis;

c) morfologis; d.sejarah.

4) Pengaruh faktor lingkungan biotik terhadap organisme mempertimbangkan kriteria:

a) geografis; b) lingkungan;

c) fisiologis;

d) sejarah.

5) Distribusi spesies di alam mempertimbangkan kriteria:

a) ekologis;

b) geografis; c) sejarah;

d) fisiologis.

6) Diferensiasi spesies menurut himpunan enzim dilakukan sesuai dengan:

a) dengan kriteria morfologi;

b) kriteria fisiologis;

c) kriteria biokimia;

d) kriteria genetik.

7) kemampuan organisme untuk menghasilkan keturunan yang fertil

berfungsi sebagai dasar untuk:

a) untuk kriteria morfologi; b) kriteria fisiologis;

c) kriteria genetik;

d) kriteria ekologi.

8) Kesamaan proses nutrisi dan respirasi mempelajari kriteria:

a) ekologis;

b) fisiologis;

c) biokimia;

d) genetik.

9) Totalitas faktor lingkungan menjadi dasar:

a) kriteria genetik;

b) kriteria geografis;

c) kriteria ekologis;

d) kriteria sejarah.

2. Jawaban tertulis di kartu.

Latihan.

Isilah celah dalam frasa berikut:

1) Himpunan faktor lingkungan di mana spesies itu ada adalah ... kriteria spesies

2) Alasan utama untuk mengisolasi sekelompok individu ke dalam populasi adalah ...

3) Individu dari dua populasi dari spesies yang sama ...

5) Kesamaan reaksi tubuh terhadap pengaruh eksternal, ritme perkembangan dan studi reproduksi ... kriteria

II. Mempelajari materi baru.

1 Populasi.

Organisme hidup di alam, sebagai suatu peraturan, tidak hidup sendiri, tetapi membentuk kelompok yang kurang lebih permanen. Ada banyak alasan untuk pembentukan kelompok semacam itu, tetapi yang utama adalah bahwa organisme yang termasuk dalam spesies yang sama terakumulasi di tempat-tempat yang paling menguntungkan untuk keberadaan dan reproduksi mereka.

Sekumpulan individu dari spesies yang sama yang menghuni ruang tertentu untuk waktu yang lama, berkembang biak dengan persilangan bebas dan sampai batas tertentu terisolasi satu sama lain, disebut populasi.

Keberadaan spesies dalam bentuk populasi merupakan konsekuensi dari heterogenitas kondisi eksternal. Populasi tetap stabil dalam ruang dan waktu, meskipun jumlahnya dapat bervariasi dari tahun ke tahun karena perbedaan kondisi reproduksi dan perkembangan organisme. Di dalam populasi, masih ada kelompok yang lebih kecil, di mana individu-individu dengan perilaku serupa atau atas dasar ikatan keluarga dapat bersatu. Namun, mereka tidak mampu menopang diri mereka sendiri secara berkelanjutan.

Organisme yang membentuk populasi terkait satu sama lain dalam berbagai cara. Mereka bersaing satu sama lain untuk jenis sumber daya tertentu. Hubungan internal dalam populasi yang kompleks dan kontradiktif. Dalam setiap populasi organisme yang bereproduksi secara seksual, ada pertukaran materi genetik yang konstan.

Perkawinan antar individu dari populasi yang berbeda terjadi lebih jarang, sehingga pertukaran genetik antara populasi yang berbeda terbatas. Akibatnya, setiap populasi dicirikan oleh set gen spesifiknya sendiri dengan rasio frekuensi kemunculan alel berbeda yang hanya melekat pada populasi ini. Keberadaan spesies dalam bentuk populasi meningkatkan ketahanannya terhadap perubahan kondisi kehidupan lokal.

2. Genetika populasi.

Di masa Darwin, genetika belum ada. Ini sebagai ilmu mulai berkembang pada abad kedua puluh. diketahui bahwa pembawa variabilitas herediter adalah gen. Representasi genetika telah membuat penjelasan mendalam dalam teori seleksi alam oleh Charles Darwin. Sintesis genetika dan Darwinisme klasik mengarah pada kelahiran genetika populasi, yang memungkinkan untuk menjelaskan dari posisi baru proses perubahan komposisi genetik populasi, munculnya sifat-sifat baru organisme dan konsolidasinya di bawah pengaruh seleksi alam. .

Populasi adalah kumpulan organisme dari spesies yang sama, yang masing-masing memiliki genotipe tertentu. Totalitas genotipe semua individu dari suatu populasi disebut kumpulan gen populasi. Kekayaan kumpulan gen tergantung pada keragaman alel. Ini berarti bahwa dalam populasi di mana tidak ada keragaman alel untuk gen tertentu, semua individu memiliki genotipe yang identik untuk gen AA tersebut. Gen yang memiliki dua atau lebih varian alel dalam suatu populasi disebut polimorfik. Dengan dua alel, ada tiga genotipe (AA, Aa, aa), dengan tiga alel - enam genotipe, dan kemudian jumlahnya meningkat dengan cepat.

Kekayaan kumpulan gen suatu spesies ditentukan tidak hanya oleh keragaman alel, yaitu polimorfisme lokus, tetapi juga oleh keragaman kombinasi alel. Penurunan tajam dalam jumlah spesies menyebabkan penurunan keanekaragaman alel dan jumlah kombinasi. Oleh karena itu, penting untuk melestarikan kumpulan gen spesies liar, untuk mencegah penipisan yang tajam. Intensitas proses yang terjadi dalam populasi sangat tergantung pada tingkat keragaman genetik.

Proses mutasi adalah sumber variabilitas herediter. Dalam suatu populasi yang terdiri dari beberapa juta individu, beberapa mutasi dari setiap gen yang ada dalam populasi ini dapat terjadi pada setiap generasi. Karena variabilitas kombinatif, mutasi menyebar dalam suatu populasi.

Proses mutasi yang terus-menerus dan persilangan bebas menyebabkan akumulasi sejumlah besar perubahan kualitatif yang tidak tampak secara lahiriah (sebagian besar mutasi yang muncul bersifat resesif) di dalam populasi. Fakta-fakta ini ditetapkan oleh ilmuwan Rusia S. S. Chetverikov.

Studi genetik populasi alami tumbuhan dan hewan telah menunjukkan bahwa, meskipun homogenitas fenotipik relatif mereka, mereka jenuh dengan berbagai mutasi resesif. Kromosom di mana mutasi terjadi, sebagai akibat dari penggandaan selama pembelahan sel, secara bertahap menyebar di antara populasi. Mutasi tidak muncul secara fenotip selama mereka tetap heterozigot.

Setelah mencapai konsentrasi mutasi yang cukup tinggi, menjadi mungkin bagi individu yang membawa gen resesif alel untuk kawin silang.

Dalam kasus-kasus ini, mutasi memanifestasikan dirinya secara fenotipik dan berada di bawah kendali langsung seleksi alam, dan inilah tepatnya kemampuan populasi untuk beradaptasi, yaitu beradaptasi dengan faktor-faktor baru - perubahan iklim, munculnya predator atau pesaing baru, dan bahkan polusi manusia.

AKU AKU AKU. Konsolidasi.

Pekerjaan laboratorium

Topik: DETEKSI VARIABILITAS PADA INDIVIDU DARI SPESIES YANG SAMA

Sasaran: untuk membentuk konsep keanekaragaman organisme, melanjutkan pengembangan keterampilan mengamati benda-benda alam, menemukan tanda-tanda keanekaragaman.

Peralatan: materi yang menggambarkan keragaman organisme (tanaman dari 5-6 spesies, 2-3 spesimen dari setiap spesies, set benih, buah, daun, dll.)

Proses kerja

1. Bandingkan 2-3 tanaman dari spesies yang sama (atau organ masing-masing: daun, biji, buah, dll.). Temukan tanda-tanda kesamaan dalam strukturnya. Jelaskan alasan kesamaan individu dari spesies yang sama.

2. Mengidentifikasi tanda-tanda perbedaan pada tanaman yang diteliti. Jawab pertanyaan: sifat organisme apa yang menyebabkan perbedaan antara individu-individu dari spesies yang sama? 3. Perluas arti sifat-sifat organisme ini untuk evolusi. Menurut Anda, apa perbedaan yang disebabkan oleh variabilitas herediter, yang bukan variabilitas herediter? Jelaskan bagaimana perbedaan antara individu-individu dari spesies yang sama bisa muncul.

Pekerjaan rumah: 54, 55.

Kirim karya bagus Anda di basis pengetahuan sederhana. Gunakan formulir di bawah ini

Mahasiswa, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Di-host di http://www.allbest.ru/

Rencana Pelajaran Biologi

Topik: Komposisi genetik populasi

genetika mutasi turun temurun populasi

Jenis pelajaran: pelajaran yang mengungkapkan isi topik.

Tujuan pelajaran: terus memperdalam dan memperluas pengetahuan tentang populasi, untuk mengkarakterisasi konsep kumpulan gen populasi.

Tugas:

pendidikan. Membentuk konsep genetika populasi; mengkarakterisasi kumpulan gen suatu populasi; menemukan bahwa proses mutasi adalah sumber konstan variabilitas herediter.

Mengembangkan. Terus membentuk kemampuan untuk mengamati dan mencatat hal utama ketika mendengarkan pesan, bekerja dengan materi buku teks.

pendidikan. Terus membentuk pandangan ilmiah, cinta alam, budaya kerja berdasarkan pencatatan di buku catatan.

Peralatan

Meja, buku teks.

Selama kelas

1. Momen organisasi 1-2 menit. Survei pekerjaan rumah: 1) Apa itu populasi? 2) Mengapa spesies biologis ada dalam bentuk populasi? 5-7 menit

2. Mempelajari materi baru. 25 menit

3. Konsolidasi materi yang dipelajari. Penilaian.

4. Pekerjaan rumah.

2. Mempelajari materi baru

Konsolidasi materi yang dipelajari

4. Pekerjaan rumah

genetika populasi. Pada zaman Darwin, ilmu genetika belum ada. Ini mulai berkembang pada awal abad ke-20. Diketahui bahwa pembawa variabilitas herediter adalah gen.

Representasi genetika telah memperkenalkan penjelasan mendalam tambahan ke dalam teori seleksi alam oleh Charles Darwin. Sintesis genetika dan Darwinisme klasik menyebabkan lahirnya bidang penelitian khusus - genetika populasi, yang memungkinkan untuk menjelaskan dari posisi baru proses perubahan komposisi genetik populasi, munculnya sifat-sifat baru organisme dan konsolidasi mereka di bawah pengaruh seleksi alam.

Kolam gen. Setiap populasi dicirikan oleh kumpulan gen tertentu, yaitu jumlah total materi genetik yang terdiri dari genotipe individu individu.

Prasyarat yang diperlukan untuk proses evolusi adalah terjadinya perubahan mendasar pada peralatan hereditas - mutasi, distribusi dan fiksasinya dalam kumpulan gen populasi organisme. Perubahan terarah dalam kumpulan gen populasi di bawah pengaruh berbagai faktor adalah perubahan evolusioner dasar.

Seperti yang telah dicatat, populasi alami di berbagai bagian kisaran spesies biasanya kurang lebih berbeda. Dalam setiap populasi ada perkawinan antar individu secara bebas. Akibatnya, setiap populasi dicirikan oleh kumpulan gennya sendiri dengan rasio berbagai alel yang hanya melekat pada populasi ini.

Proses mutasi merupakan sumber konstan dari variabilitas herediter. Dalam populasi yang terdiri dari beberapa juta individu, beberapa mutasi secara harfiah setiap gen yang ada dalam populasi ini dapat terjadi pada setiap generasi. Karena variabilitas kombinatif, mutasi menyebar dalam suatu populasi.

Populasi alami jenuh dengan berbagai macam mutasi. Ini diperhatikan oleh ilmuwan Rusia Sergey Sergeevich Chetverikov (1880-1959), yang menemukan bahwa sebagian besar variabilitas kumpulan gen tersembunyi dari pandangan, karena sebagian besar mutasi yang dihasilkan bersifat resesif dan tidak muncul secara lahiriah. Mutasi resesif tampaknya "diserap oleh spesies dalam keadaan heterozigot", karena sebagian besar organisme heterozigot untuk banyak gen. Variabilitas laten seperti itu dapat diungkapkan dalam eksperimen dengan menyilangkan individu yang berkerabat dekat. Dengan persilangan seperti itu, beberapa alel resesif yang berada dalam keadaan heterozigot dan karenanya keadaan laten akan masuk ke keadaan homozigot dan akan dapat muncul.

Variabilitas genetik yang signifikan dari populasi alami mudah dideteksi dalam proses seleksi buatan. Dalam seleksi buatan, individu-individu tersebut dipilih dari populasi di mana setiap sifat yang bernilai ekonomi paling menonjol, dan individu-individu ini disilangkan satu sama lain.Seleksi buatan efektif dalam hampir semua kasus ketika terpaksa. Akibatnya, dalam populasi ada variabilitas genetik untuk setiap sifat organisme tertentu.

Kekuatan yang menyebabkan mutasi gen beroperasi secara acak. Probabilitas individu mutan muncul di lingkungan di mana seleksi akan mendukungnya tidak lebih besar daripada di lingkungan di mana ia hampir pasti akan binasa. S.S. Chetverikov menunjukkan bahwa, dengan pengecualian langka, sebagian besar mutasi yang baru muncul berbahaya dan dalam keadaan homozigot, sebagai suatu peraturan, mengurangi kelangsungan hidup individu. Mereka bertahan dalam populasi hanya melalui seleksi yang mendukung heterozigot. Namun, mutasi yang merugikan dalam beberapa kondisi dapat meningkatkan kelangsungan hidup dalam kondisi lain. Dengan demikian, mutasi yang menyebabkan keterbelakangan atau tidak adanya sayap pada serangga tentu saja berbahaya dalam kondisi normal, dan individu tanpa sayap dengan cepat digantikan oleh yang normal. Tetapi di pulau-pulau samudera dan melewati gunung, di mana angin kencang bertiup, serangga seperti itu memiliki keunggulan dibandingkan individu dengan sayap yang berkembang normal.

Karena populasi mana pun biasanya beradaptasi dengan baik terhadap lingkungannya, perubahan besar biasanya mengurangi kesesuaian ini, seperti halnya perubahan besar yang tidak disengaja dalam mekanisme jam (penghapusan beberapa pegas atau penambahan roda) menyebabkan kegagalannya. Ada stok besar alel seperti itu dalam populasi yang tidak membawa manfaat apa pun di tempat tertentu atau pada waktu tertentu; mereka tetap dalam populasi dalam keadaan heterozigot sampai, sebagai akibat dari perubahan kondisi lingkungan, mereka tiba-tiba menjadi berguna. Segera setelah ini terjadi, frekuensi mereka di bawah pengaruh seleksi mulai meningkat, dan akhirnya mereka menjadi bahan genetik utama. Di sinilah letak kemampuan populasi untuk beradaptasi, yaitu beradaptasi dengan faktor baru - perubahan iklim, munculnya predator atau pesaing baru, dan bahkan polusi manusia.

Contoh adaptasi tersebut adalah evolusi spesies serangga yang resisten terhadap insektisida. Peristiwa dalam semua kasus berkembang dengan cara yang sama: ketika insektisida baru (racun yang bekerja pada serangga) dipraktikkan, sejumlah kecil sudah cukup untuk berhasil mengendalikan hama serangga. Seiring waktu, konsentrasi insektisida harus ditingkatkan hingga akhirnya tidak efektif. Laporan pertama resistensi insektisida pada serangga muncul pada tahun 1947 dan terkait dengan resistensi lalat rumah terhadap DDT. Selanjutnya, resistensi terhadap satu atau lebih insektisida telah ditemukan pada setidaknya 225 spesies serangga dan artropoda lainnya. Gen-gen yang mampu memberikan resistensi terhadap insektisida ternyata ada di setiap populasi spesies ini; tindakan mereka dan memastikan pengurangan akhir dalam efektivitas racun yang digunakan untuk pengendalian hama.

Dengan demikian, proses mutasi menciptakan bahan untuk transformasi evolusioner, membentuk cadangan variabilitas herediter dalam kumpulan gen setiap populasi dan spesies secara keseluruhan. Dengan mempertahankan tingkat keragaman genetik yang tinggi dalam populasi, ini memberikan dasar bagi operasi seleksi alam dan mikroevolusi.

Diselenggarakan di Allbest.ru

Dokumen serupa

Esensi dan sumber variabilitas genetik dalam populasi alami. Karakteristik tipe kombinatif dan mutasi dari variabilitas herediter. Fitur variabilitas fenotipik yang dihasilkan dari pengaruh kondisi lingkungan.

makalah, ditambahkan 14/09/2011


Mikroevolusi sebagai proses transformasi struktur genetik populasi di bawah pengaruh faktor evolusi. Unit dasar evolusi dan karakteristiknya. Keunikan populasi, komposisi genetiknya. Faktor evolusioner dasar, mutasi.

abstrak, ditambahkan 12/09/2013


Variabilitas modifikasi - proses hubungan organisme dengan lingkungan; populasi dan garis murni; fenotipe dan genotipe. Variabilitas mutasi: jenis, klasifikasi. Hukum deret homologis dalam variabilitas herediter, digunakan dalam pemuliaan.

makalah, ditambahkan 06/09/2011


Populasi dan sifat-sifatnya: reproduksi diri, variabilitas genetik, kesuburan, kematian, emigrasi, imigrasi. Keteraturan dan jenis dinamika kependudukan. Kesuburan serangga dan kemampuannya untuk berkembang biak merupakan potensi biotik.

abstrak, ditambahkan 08/12/2015


Perbedaan struktur, reproduksi dan perilaku individu disebabkan oleh kondisi lingkungan populasi yang berbeda. Jumlah individu dalam populasi, perubahannya dari waktu ke waktu. Komposisi umur penduduk, kemungkinan peramalannya untuk beberapa tahun ke depan.

presentasi, ditambahkan 26/02/2015


Kemajuan sebagai arah evolusi. Perkembangan dari archanthropes ke neoanthropes. Korelasi dan koordinasi sistem dan organ dalam filogenesis. Proses mutasi sebagai faktor mikroevolusi. Spesialisasi dan perannya dalam evolusi. Aturan spesialisasi progresif.

tes, ditambahkan 08/06/2013


Konsep dan fungsi variabilitas sebagai kemampuan organisme hidup untuk memperoleh fitur dan sifat baru, pentingnya proses ini dalam beradaptasi dengan perubahan kondisi lingkungan. Konsep dan sifat, tahapan perjalanan variabilitas mutasi.

presentasi, ditambahkan 30/11/2013


Melakukan analisis hibridologi pada contoh kacang polong. Periode berbunga dan metode persilangan. Teknik persilangan dalam sereal (gandum dan gandum hitam). Evaluasi kesuburan tanaman oleh butir serbuk sari. Polimorfisme genetik populasi tanaman.

kerja praktek, ditambahkan 12/05/2013


Genetika sebagai ilmu tentang hukum dan mekanisme hereditas dan variabilitas, perkembangannya. Formulasi modern dari hukum Mendel. Penemuan DNA oleh ilmuwan Swiss Johann Friedrich Miescher pada tahun 1869. Sifat-sifat kode genetik. tahapan reproduksi virus.

presentasi, ditambahkan 14/08/2015


Studi distribusi spasial, kelimpahan musiman, dan perkembangan kupu-kupu Mnemosyne di wilayah Taman Nasional Utara Rusia. Karakterisasi struktur seksual populasi dan variabilitas morfologi orang dewasa menurut karakter metrik.

1. Apa itu seleksi alam?

Menjawab. Seleksi alam adalah proses yang awalnya didefinisikan oleh Charles Darwin sebagai mengarah pada kelangsungan hidup dan reproduksi preferensial individu yang lebih beradaptasi dengan kondisi lingkungan tertentu dan memiliki sifat turun-temurun yang berguna. Sesuai dengan teori Darwin dan teori evolusi sintetik modern, bahan utama seleksi alam adalah perubahan herediter acak - rekombinasi genotipe, mutasi dan kombinasinya.

2. Apa itu genotipe?

Menjawab. Istilah "genotipe" diperkenalkan ke dalam sains oleh Ioganson pada tahun 1909. Genotipe (genotipe, dari bahasa Yunani genos - genus dan salah ketik - jejak, bentuk, pola) - totalitas gen tubuh, dalam arti yang lebih luas - totalitas semua faktor keturunan tubuh, seperti nuklir , dan non-nuklir. Kombinasi genom (set) unik yang diperoleh dari masing-masing orang tua menciptakan genotipe yang mendasari kepribadian genetik. Konsep genotipe dan fenotipe sangat penting dalam biologi. Seperti disebutkan di atas, totalitas semua gen suatu organisme membentuk genotipenya. Totalitas semua tanda organisme (morfologi, anatomi, fungsional, dll.) adalah fenotipe. Sepanjang kehidupan suatu organisme, fenotipenya dapat berubah, tetapi genotipenya tetap tidak berubah. Ini disebabkan oleh fakta bahwa fenotipe terbentuk di bawah pengaruh genotipe dan kondisi lingkungan. Kata genotipe memiliki dua arti. Dalam arti luas, itu adalah totalitas semua gen dari organisme tertentu. Tetapi dalam kaitannya dengan eksperimen jenis yang dibuat Mendel, kata genotipe menunjukkan kombinasi alel yang mengontrol sifat tertentu (misalnya, organisme dapat memiliki genotipe AA, Aa atau aa).

Dengan demikian, genotipe adalah: - totalitas karakteristik genetik (genomik) dari individu tertentu dan karakteristik pasangan alel tertentu yang dimiliki individu tersebut di wilayah genom yang diteliti.

Pertanyaan setelah 55

1. Apakah kumpulan gen suatu populasi?

Menjawab. Setiap populasi dicirikan oleh kumpulan gen tertentu, yaitu jumlah total materi genetik yang terdiri dari genotipe individu individu.

Prasyarat yang diperlukan untuk proses evolusi adalah terjadinya perubahan mendasar pada peralatan hereditas - mutasi, distribusi dan fiksasinya dalam kumpulan gen populasi organisme. Perubahan terarah dalam kumpulan gen populasi di bawah pengaruh berbagai faktor adalah perubahan evolusioner dasar.

Seperti yang telah dicatat, populasi alami di berbagai bagian kisaran spesies biasanya kurang lebih berbeda. Dalam setiap populasi ada perkawinan antar individu secara bebas. Akibatnya, setiap populasi dicirikan oleh kumpulan gennya sendiri dengan rasio berbagai alel yang hanya melekat pada populasi ini.

2. Mengapa sebagian besar mutasi tidak muncul secara eksternal?

Menjawab. Populasi alami jenuh dengan berbagai macam mutasi. Ini diperhatikan oleh ilmuwan Rusia Sergey Sergeevich Chetverikov (1880–1959), yang menemukan bahwa sebagian besar variabilitas kumpulan gen tersembunyi dari pandangan, karena sebagian besar mutasi yang dihasilkan bersifat resesif dan tidak tampak secara lahiriah. Mutasi resesif tampaknya "diserap oleh spesies dalam keadaan heterozigot", karena sebagian besar organisme heterozigot untuk banyak gen. Variabilitas laten seperti itu dapat diungkapkan dalam eksperimen dengan menyilangkan individu yang berkerabat dekat. Dengan persilangan seperti itu, beberapa alel resesif yang berada dalam keadaan heterozigot dan karenanya keadaan laten akan masuk ke keadaan homozigot dan akan dapat muncul. Variabilitas genetik yang signifikan dari populasi alami mudah dideteksi dalam proses seleksi buatan. Dalam seleksi buatan, individu-individu tersebut dipilih dari populasi di mana setiap sifat yang bernilai ekonomi paling menonjol, dan individu-individu ini disilangkan satu sama lain. Seleksi buatan efektif di hampir semua kasus di mana ia terpaksa. Akibatnya, dalam populasi ada variabilitas genetik untuk setiap sifat organisme tertentu.

3. Bagaimana kemampuan suatu populasi untuk beradaptasi (beradaptasi) dengan kondisi baru?

Menjawab. Karena populasi mana pun biasanya beradaptasi dengan baik terhadap lingkungannya, perubahan besar biasanya mengurangi kesesuaian ini, seperti halnya perubahan besar yang tidak disengaja dalam mekanisme jam (penghapusan beberapa pegas atau penambahan roda) menyebabkan kegagalannya. Ada stok besar alel seperti itu dalam populasi yang tidak membawa manfaat apa pun di tempat tertentu atau pada waktu tertentu; mereka tetap dalam populasi dalam keadaan heterozigot sampai, sebagai akibat dari perubahan kondisi lingkungan, mereka tiba-tiba menjadi berguna. Segera setelah ini terjadi, frekuensi mereka di bawah pengaruh seleksi mulai meningkat, dan akhirnya mereka menjadi bahan genetik utama. Di sinilah letak kemampuan suatu populasi untuk beradaptasi, yaitu beradaptasi dengan faktor-faktor baru - perubahan iklim, munculnya predator atau pesaing baru, dan bahkan polusi manusia.

Contoh adaptasi tersebut adalah evolusi spesies serangga yang resisten terhadap insektisida. Peristiwa dalam semua kasus berkembang dengan cara yang sama: ketika insektisida baru (racun yang bekerja pada serangga) dipraktikkan, sejumlah kecil sudah cukup untuk berhasil mengendalikan hama serangga. Seiring waktu, konsentrasi insektisida harus ditingkatkan hingga akhirnya tidak efektif. Laporan pertama resistensi insektisida pada serangga muncul pada tahun 1947 dan terkait dengan resistensi lalat rumah terhadap DDT. Selanjutnya, resistensi terhadap satu atau lebih insektisida telah ditemukan pada setidaknya 225 spesies serangga dan artropoda lainnya. Gen-gen yang mampu memberikan resistensi terhadap insektisida ternyata ada di setiap populasi spesies ini; tindakan mereka dan pada akhirnya memastikan penurunan efektivitas racun yang digunakan untuk pengendalian hama

4. Bagaimana alel resesif dapat diidentifikasi?

Menjawab. Alel resesif (alel resesif, dari bahasa Latin recessus - retret) - alel yang fenotipenya tidak muncul dalam heterozigot, tetapi memanifestasikan dirinya dalam genotipe homozigot atau hemizigot untuk alel ini. Jika alel resesif berada dalam keadaan homozigot, maka mereka akan muncul dalam fenotipe. Jika Anda perlu mencari tahu apakah mereka ada dalam genotipe organisme dengan fenotipe dominan, maka analisis persilangan digunakan. Untuk melakukan ini, organisme yang diuji disilangkan dengan pembawa fenotipe resesif. Jika ada individu resesif pada keturunannya, maka organisme yang diuji adalah pembawa gen resesif.