Under påvirkning av elementære faktorer i genpoolen endres frekvensen av visse gener, noe som fører til en endring i genotype og fenotype av populasjonen, og med langvarig eksponering for naturlig seleksjon finner dens differensiering sted.
Hva er mikroevolusjon
Mikroevolusjon - populasjonsendringer under påvirkning av evolusjonære faktorer, som kan føre til en endring i genpoolen eller til og med fremveksten av en ny art.
Evolusjonsfaktorer kan kalles alle prosesser eller fenomener. Blant dem er mutasjoner, isolasjon, genetisk drift, befolkningsbølger som endrer den genetiske sammensetningen.
Størrelsen på enhver populasjon er i konstant endring. Årsakene til dette er ulike påvirkninger av biotisk og abiotisk karakter. Slike befolkningssvingninger er periodiske. Så, etter en økning i antall individer i en populasjon, synker den. I 1905 k alte S. S. Chetverikov denne regulariteten for befolkningsbølger. Hvis du gir eksempler på befolkningsbølger, så kan dette være svingninger i antall rovdyr, reproduksjon av gresshopper eller kaniner i Australia. Et annet eksempel er utbrudd av lemen iArktiske eller pestepidemier som ble registrert i Europa tidligere.
Karakteristisk for "livets bølger"
Disse bølgene er karakteristiske for alle levende organismer. De kan være periodiske eller ikke-periodiske. Periodiske er oftest observert i kortlivede organismer - i insekter, ettårige planter, så vel som i de fleste mikroorganismer og sopp. Det enkleste eksemplet vil være sesongmessige endringer i tall.
Ikke-periodiske befolkningsbølger avhenger av en kombinasjon av flere komplekse faktorer. Som regel gjelder de ikke én, men flere typer levende organismer i en biogeocenose, derfor kan de føre til radikal omstrukturering.
Blant endringene i antall individer i en populasjon, bør man fremheve den plutselige opptredenen av visse arter av organismer i nye områder hvor deres naturlige fiender er fraværende. Vi bør også nevne skarpe ikke-sykliske endringer i befolkningen, som er forbundet med naturkatastrofer og kan manifesteres ved ødeleggelse av biogeocenosen eller hele landskapet. Så flere tørre sommerperioder kan endre et betydelig område - forårsake fremkomst av engvegetasjon i sumper og et stort antall tørre enger.
Hvis du angir årsakene til befolkningsbølger, er det verdt å huske ikke bare forholdet mellom levende organismer med hverandre og med miljøfaktorer, men også menneskets påvirkning.
Evolusjonær betydning av "livets bølger"
I tilfeller hvor størrelsen på en hvilken som helst populasjon er kraftig redusert, kan bare noen få individer bli igjen. Samtidig er frekvensen av gener (alleler) forskjellig fra den som var i den opprinnelige populasjonen. Hvis det etter en kraftig nedgang i antall individer i populasjonen er en kraftig økning, så er begynnelsen på et nytt utbrudd av vekst i antall individer i populasjonen gitt av en liten gruppe organismer som har blitt igjen. Det er derfor det kan hevdes at populasjonsbølger påvirker genpoolen, siden genotypen til en gitt gruppe bestemmer den genetiske strukturen til hele populasjonen.
Samtidig endres mengden av mutasjoner i befolkningen og deres konsentrasjon dramatisk ved en tilfeldighet. Så en viss del av mutasjonene forsvinner helt, og noen vokser plutselig. For å oppsummere kan vi si at populasjonsbølger som en evolusjonær faktor er ekstremt viktig, siden de, under forutsetning av intensiv seleksjon, er hovedleverandøren av evolusjonært materiale, når sjeldne mutasjoner erstattes med seleksjon.
I tillegg kan livets bølger midlertidig bringe en rekke mutasjoner eller genotyper inn i et annet abiotisk eller biotisk miljø. Til tross for dette sikrer ikke selv en kombinasjon av befolkningsbølger og mutasjoner den evolusjonære prosessen. Du trenger handlingen til en faktor som påvirker i én retning (dette er for eksempel isolasjon).
Isolasjonens innvirkning på befolkningsstørrelsen
Denne faktoren er ekstremt viktig i evolusjonære termer, fordi den provoserer frem fremveksten av nye egenskaper under forholdene til én art og forhindrer kryssing av forskjellige arter med hverandre. Det er verdt å merke seg at geografisk isolasjon oftest observeres. Dens essens ligger idet faktum at det eneste området er revet, mens skjæringspunktet mellom individer fra ulike deler av det blir umulig eller vanskelig.
Det er verdt å merke seg at i en isolert populasjon utvikles mutasjoner tilfeldig, og som et resultat av naturlig utvalg blir genotypen mer og mer mangfoldig. I tillegg kommer økologisk isolasjon og ulike biologiske mekanismer som hindrer individer av ulike arter i å avle fritt. Et eksempel kan være ulike preferanser angående sted eller tidspunkt for kryssing, samt for eksempel ulik oppførsel eller annen struktur av kjønnsorganene hos dyr, noe som blir en ekstra hindring for kryssing.
Opsummert fremmer ulike typer isolasjon dannelsen av nye arter, men bidrar samtidig til å opprettholde artens genetiske struktur.
Gendrift
En tilfeldig endring i antall gener i en hvilken som helst liten populasjon kan ha betydelige konsekvenser, siden det kan føre til en endring i allelfrekvens. Tilfeldige endringer i allelfrekvens kalles genetisk drift. Denne prosessen er ikke-retningsbestemt. Den ble først oppdaget av genetikerne N. P. Dubinin og D. D. Romashov.
S. Wright mottok bekreftelse angående tilfeldigheten av genetisk drift. I laboratoriet krysset han kvinnelige og mannlige Drosophila, som var heterozygote for et bestemt gen. Etter det ble avkom oppnådd med en konsentrasjon av det normale og mutante genet, som var 50%. Gjennomi flere generasjoner ble noen individer homozygote for mutantgenet, noen mistet det helt, og en annen del av individene hadde både mutant- og normalgenet.
Det bør bemerkes at selv med en redusert levedyktighet for mutante individer og under påvirkning av naturlig seleksjon, kan mutantallelen fullstendig erstatte den normale, og forårsake spesifikke populasjonsbølger.
Etiology of befolkningsbølger
Av alle årsaker som kan påvirke de kvantitative egenskapene til befolkningen, er den ledende plassen okkupert av klimatiske forhold, mens biotiske faktorer er henvist til bakgrunnen. Med lavt artsmangfold avhenger antall individer i bestanden av været, miljøets kjemiske sammensetning, samt graden av forurensning.
Det er verdt å merke seg at årsakene til befolkningsbølger, som forhåndsbestemmer endringen i befolkningsstørrelse, avhenger av dens tetthet eller påvirkning uavhengig av denne parameteren.
Abiotiske og menneskeskapte faktorer er som regel ikke avhengig av befolkningstetthet. Den biotiske påvirkningen er mer avhengig av den. Det bør bemerkes territoriell atferd, som i løpet av evolusjonen er den mest effektive mekanismen som begrenser veksten i antall individer i en befolkning. Så, aktiviteten til individer er begrenset til det tilsvarende rommet. Med en økning i antall utvikles intraspesifikk konkurranse om ressurser eller direkte antagonisme (angrep på konkurrenter).
Befolkningsbølger er også avhengig av atferdreaksjoner som, med en høy befolkning, er preget av utseendet til et instinkt for massemigrasjon. Det kan også utvikles en stressrespons, der individer utvikler fysiologiske egenskaper som reduserer fruktbarheten og øker dødeligheten. Så prosessen med oogenese og spermatogenese forstyrres, tilfeller av spontanaborter blir hyppigere, antall individer i en generasjon reduseres og pubertetsperioden øker. I tillegg avtar instinktet for å ta vare på avkom, atferdsendringer - aggressiviteten vokser, kannibalisme og en utilstrekkelig reaksjon på personer av det motsatte kjønn kan observeres, noe som til slutt reduserer befolkningen.
Funksjoner ved endringer i antall populasjoner
Mange økologiske prosesser knyttet til spredning av en befolkning over et område eller med et lok alt utbrudd av tall ligner særegne bølger, som, som nevnt ovenfor, kalles "livsbølger". Et typisk eksempel er en plutselig økning i antall skadeinsekter i et begrenset område av skogen. Under gunstige forhold er insekter i stand til å fange flere og flere nye territorier, som er et typisk bilde på en økning i deres tetthet eller spredningen av den såk alte befolkningsbølgen. Når man kjenner til egenskapene til mobilitet og visse populasjonstrekk, kan man enkelt beregne forplantningshastigheten til denne bølgen og mulige kontrollmetoder.
Tilsvarende kan epidemiske bølger karakteriseres, så denne teorien er vellykketbrukes til å bestemme arten av spredningen av ulike sykdommer og hastigheten på denne prosessen.
I tillegg bør vi nevne populasjonsgenetiske bølger, som beskriver arten av fordelingen av et bestemt gen over området okkupert av en bestemt populasjon.
handlingsmekanisme for befolkningsbølger
Befolkningsbølger kan karakteriseres ved å bruke et modelleksempel. Så, i en lukket boks er det 500 svarte og samme antall hvite kuler, som tilsvarer frekvensen av allelene P-0, 50. Hvis vi fjerner 10 kuler tilfeldig og antar at 4 av dem er svarte og 6 er hvite, da vil allelfrekvensen være henholdsvis 0,40 og 0,60.
Hvis du øker antall kuler med 100 ganger ved å legge til 400 svarte og 600 hvite, og så igjen tilfeldig plukke opp 10, er det sannsynlig at fargeforholdet deres vil avvike betydelig fra originalen, for eksempel, 2 svarte og 8 hvite. I dette tilfellet vil allelfrekvensen være henholdsvis P-0,20 og P-0,80. Hvis vi tar den tredje prøven, så er det en sjanse for at 9 hvite kuler blir trukket ut av 10 utvalgte, eller til og med alle vil vær hvit.
Tilfeldige svingninger i frekvensen av alleler i naturlige populasjoner kan bedømmes fra dette eksemplet, som kan redusere eller øke konsentrasjonen av et bestemt gen.
