Ha a norma stabilitását (és különösen dominanciáját) meghatározó szabályozó mechanizmusok kifejlesztését a természetes szelekcióval hajtják végre a maximális alkalmasság és különösen a „vitalitás” érdekében, akkor annak stabilizáló hatását elsősorban az határozza meg. a természetes szelekció sajátos formája, másodsorban pedig valójában ennek mellékterméke.

A természetes szelekció klasszikus mozgatórugója bizonyos pozitív eltérések létezéséért folytatott küzdelemben a korábban megállapított normával szembeni előnye alapján valósul meg. A korábbi norma fokozatosan megszűnik. Ennek eredményeként az új létfeltételeknek megfelelően új norma jön létre, amely a régit váltja fel. A természetes szelekció mozgatórugója tehát a szervezetben és reakcióiban bekövetkező változáshoz vezet, a (tágabb értelemben vett) külső környezettel való kapcsolatának megváltozása szerint. Ez a változás egy faj (populáció) genotípusos reakcióját jelenti a külső környezetben elfoglalt helyzetének bizonyos változására. A szervezet és a környezet közötti kapcsolat megsértését, valamint a külső környezet állandó, természetes természetét tükrözi.

A természetes szelekció stabilizáló formáját a már kialakult (szelekció vagy „közvetlen” alkalmazkodás miatti) norma létért folytatott küzdelemben való előnye alapján hajtják végre a normál fenotípustól való minden eltéréssel szemben. Minden eltérés, mind a mutációk, mind a módosítások (amelyek ebben az esetben nem adaptívak) megszűnnek. Ennek eredményeként olyan, mintha nem jönne létre egy új definitív norma, hanem annak örökletes bázisának átstrukturálása következik be az illeszkedő „semleges” mutációk akadálytalan felhalmozódása miatt. V

366

normál határokon belül. Egyéni fejlődésének útjai ennek megfelelően változnak. Különösen olyan szabályozási mechanizmusokat dolgoznak ki, amelyek meghatározzák ennek a fenotípusnak a megbízhatóbb megvalósítását. Ez a változás a faj (populáció) genotípusos válaszát jelenti az ontogenezis belső (mutációkkal) és külső (véletlenszerű módosításokkal) tényezőinek bizonytalan változékonyságára. Tükrözi a szervezet helyzetének bizonyosságát, alkalmazkodva az ismert létfeltételekhez, és a környezeti tényezők változásainak véletlenszerűségét.

A kiválasztás mechanizmusa mindkét esetben egyértelműen eltérő. Ez azonban csak a szervezet környezeti tényezőkhöz való eltérő hozzáállásának köszönhető. A szelekció mindkét formája teljes mértékben beleillik a természetes szelekció darwini felfogásába, amely a létért folytatott harcukban a legalkalmasabb egyének és fajok megőrzése. A szelekció tárgya mindkét esetben a szervezet legnagyobb életképessége (a szervezet összhangja reakcióival) és alkalmazkodóképessége. A kiválasztás közvetlen eredménye azonban az első esetben új adaptációk kifejlesztése, a második esetben pedig a meglévő adaptációk megőrzése. Ezen adaptációk legmegbízhatóbb megvalósítását biztosító mechanizmusok kifejlesztése csak a természetes szelekció mellékterméke, főként annak stabilizáló formájában. A szelekció tárgya nem magának a morfogenezisnek a stabilitása, nem az egyedfejlődés autonóm mechanizmusa, hanem a norma alkalmazkodóképessége, életképessége adott körülmények között. A legéletképesebbek, a leginkább alkalmazkodtak bizonyos létfeltételek mellett azok az egyedek és azok a vonalak, amelyek kialakulása kevésbé függ a külső tényezők véletlenszerű változásától, mivel ezekben a vonalakban az eltérések kiküszöbölése kevésbé lesz jelentős. Magától értetődik, hogy az evolúció egy bizonyos folyamatában a természetes szelekciónak csak egyetlen mechanizmusa létezik, amely a kevésbé alkalmazkodott egyedek és fajok kiiktatásán alapul. A kiválasztás két formájának külön mérlegelése. vagy pontosabban annak két oldala egy bizonyos absztrakció eredménye. Konkrétan, az evolúció a norma többé-kevésbé gyors változásának útját követi, és ezzel egyidejűleg az összes jelentősebb felvásárlás stabilizálásának útját.

A természetes szelekció stabilizáló formájának létezését nemcsak genetikai adatok, hanem terepkutatások is bizonyítják. Bumpus jól ismert megfigyelései a verebek kikerülésének kiküszöbölésével kapcsolatban, valamint számos tanulmány, amelyek a normál típus variabilitásának csökkenését mutatják a fokozott természetes szelekció intenzitású időszakaiban, kifejezetten a stabilizáló szerepére utalnak.

Stabilizáló szelekció U egyedfejlődés evolúciója 367

A stabilizáló szelekció az adaptált normától való örökletes és nem örökletes eltérések kiküszöbölésén alapul. Ebből következően eredménye - a morfogenezis növekvő stabilitása - a belső fejlődési tényezők változásaira és a külső tényezőkre egyaránt vonatkozik.

Állandóbb körülmények között szinte minden megfigyelt változatosság örökölhető. A stabilizáló szelekció a legkevésbé változékony vonalak megőrzése irányába megy, és megakadályozza a mutációk jelentős számú felhalmozódását. Az evolúciós plaszticitás csökkenése vagy egy adott faj (populáció) bizonyos „immobilizálása” következik be.

Ingadozó körülmények között (különösen véletlenszerű természetű éles ingadozások esetén, például kontinentális vagy hegyvidéki éghajlaton) a változékonyság vegyes jellegű, és a labilis szervezetekben (különösen a növényekben) nagymértékben tükrözi a módosulási változásokra való képességüket. Ebben az esetben a stabilizáló szelekció különösen hatékony lesz, és szabályozó mechanizmusok létrehozásához, a függő fejlődési folyamatok függetlenné való átalakulásához, azaz az egyedfejlődés fokozatos stabilizálásához és autonómiájához vezet [Shmalhausen, 1938, 1939, 1940, 1941]. Azok az adaptív tulajdonságok, amelyek egy ismert külső tényező függvényében alakultak ki, mint módosulás, a külső tényezőtől függetlenül egyre önállóbban kezdenek fejlődni, azaz „örökletessé” válnak. E jellemzők függő fejlődésének labilis apparátusát az autonóm fejlődés stabilabb apparátusa váltja fel. Ezen az alapon lehetséges a specifikus módosítások bizonyos „rögzítése”, amely a progresszív specializáció körülményei között különös jelentőséget kap. Ez olyan esetekben lehetséges, amikor egy adott „szerzett” változás, azaz egy adott adaptív módosulás állandó jelentőséget nyer új létfeltételekben (például a hegyekben szilárdan megtelepedett növény hegyvidéki módosulata vagy egy növény vízi formája) kétéltű életből állandó vízi életbe való átmenet). Így a specifikus adaptív módosulások a természetes szelekció stabilizáló formáján keresztül örökletes adaptációkká alakíthatók. Pontosabban természetesen ebben az esetben a módosított norma fokozatos helyettesítése a megfelelő mutációkkal, amelyek ugyanazon norma határain belül vannak.

Az „egybeeső” variációk kiválasztásának ilyen folyamatának létezését L. Morgan figyelemre méltó megfontolásai jelezték előre. A megfelelő elméletet Baldwin fejlesztette tovább, aki ezt a szelekciót "organikusnak" nevezte, és számos más állatpszichológus is átvette. Nálunk kicsit más formában vetődött fel a nem öröklődő változások jelentőségének kérdése az evolúcióban [Lu-

368 A szelekció stabilizálása és az egyedfejlődés alakulása

Kin, 1936, 1942; Kirpicsnyikov, 1935, 1940; Shmalhausen, 1938], A módosulási változások evolúciós jelentősége különösen világos a növényekben, amelyekben gyakran nyomon követhető az örökletes változásokkal való helyettesítésük egymást követő szakaszai. G. Turesson kiterjedt kutatása kimutatta, hogy az elkerülő körülmények között élő teljes növénypopulációk egységes módosult fenotípusa mögött (például a szikes mocsári, északi vagy hegyi populációk törpe módosulásai) különböző, kívülről nem megnyilvánuló örökletes elváltozások húzódnak meg. ugyanabban az irányban (például örökletes törpe formák). Egyes hegyi populációk, amelyek kétségtelenül módosulásként keletkeztek, nagyon gyorsan öröklődő változásként stabilizálódtak, legalábbis bizonyos karakterek tekintetében (a kis-ázsiai Capsella bursa pastoris hegy alacsony szára Zederbauer szerint, 1908). Általánosságban elmondható, hogy az ismert növények lokális (klimatikus, edafikus) módosulásait az eredeti fenotípushoz való részleges visszatérés jellemzi, ha azokat az eredeti formák körülményei között termesztik (például az északi és déli lenfajok jellemzői). Ez bizonyos tulajdonságokhoz képest stabilizálódást jelez (és ezért döntően a lamarckiak primitív elképzelései ellen szól a módosulások nemzedékek sorozatában történő közvetlen rögzítéséről).

Tsinger figyelemre méltó kutatása a lentermést fertőző gyomok eredetéről rendkívül érdekes. A Camelina linicola eredete a Camelina glabrata fajból, amely sűrű lentermésben hasonló magas módosulást ad, hosszú internódiumokkal és kevés oldalággal, maximálisan meggyőzően bizonyított. Ezek a változások azonban a Camelina linicolában örökletesek lettek (a lennövények ember általi tenyésztésének rövid ideje alatt), és ritka terméskörülmények között a szabad fejlődés során nem okoz fordított módosulást. Ugyanakkor az ember hatására közvetlen természetes szelekció is zajlott a nagyobb tömegű magokra, megközelítve a lenmag tömegét. Ez a változás nem egy korábbi módosítás alapján jött létre, és a természetes szelekció szerepét „hajtó” formájában mutatja be.

Csak egy példát mondok még egy sajátos evolúciós útra, amely aligha magyarázható másként, mint a szelekció stabilizáló szerepének elfogadásával, amely egy már megvalósult adaptív módosulás hátterében történik. Számos növény levelének kísérleti eltávolításakor a szárak és levélnyelek asszimilációs szöveteiben nagymértékben megnő a kloroplasztiszok száma, és új képződésük az alatta lévő sejtrétegekben történik. Palisade szövet jelenik meg, és a sztómák száma nő. Az ilyen kompenzáció adaptív jellegű (fokozott asszimiláció

A kiválasztás és az egyéni razöytyl fejlődésének stabilizálása 369

kísérletileg bizonyított) és különleges jelentőséget nyer a száraz területek növényeiben, amelyek aszály idején gyakran lehullanak. Ebben az esetben a levélnyél és a szár funkcionálisan helyettesíti az eldobott leveleket. A szárazság idején lehulló levelek a növényt hosszú tenyészidőre lombtalanná tehetik. A xerofita növény fiatal korában leveleket fejleszthet, majd teljesen elveszítheti azokat. Sok xerofita cserje ilyenkor lombtalan seprűre hasonlít (néhány spárga, sok rózsa és pillangó). Itt állandósul a szár vagy levélnyél bőre alatti szövetek adaptív módosulása.

Az evolúció további folyamatában a lehullott levelek vagy szárak levélnyélei kitágulnak, és másodlagos levélszerű szerveket - filódákat vagy filokládiákat - képeznek. Az Acacia heterophylla-ban normál ontogénképződés során filódák fejlődnek ki, majd ezt követően a levelek lehullanak. A levelek hullását és a filódiák fejlődését autonóm módon, azaz belső tényezők határozzák meg, nem pedig a szárazság és a levelek hiányával összefüggő kompenzációs módosulás. Így az evolúció során a levelek nehezen érthető helyettesítése más, hasonló, azonos funkciót betöltő képződményekkel jön létre. Úgy tűnik, hogy maguk a levelek képesek alkalmazkodni az aszályhoz, mint más növényeknél.

Ez a sajátos evolúciós út csak a szárazság okozta időszakos lombhullás és az azt követő kompenzációs jelenségek következményével magyarázható. Itt a szárak és levélnyelek szöveteinek adaptív módosulása volt a vezető jelentőségű a további evolúció folyamatában. Ez a módosulás xerofita körülmények között állandó jelleg jelentőségűvé vált. A stabilizáló szelekció (az elégtelen vagy késleltetett kompenzációval rendelkező egyedek eliminálása) mechanizmusa révén az örökletes tulajdonság nagyobb stabilitására tett szert, szárazság nélkül, belső tényezők hatására fejlődött ki. A hétköznapi vezetési szelekció során végre elnyerték az új asszimiláló szervek levélszerű formáját.

Hasonló tények ismertek az állatokról is. Standfuss szerint a Papilio machaon hőmérséklet-módosítása Palesztinában egy lokális formát hozott létre, amelynek örökletesen sokkal alacsonyabb küszöbértéke volt ennek a reakciónak; Kalabuhov szerint az erdei egér Apodemus sylvaticus ciscaucasicus hegyi formája, amely nyilvánvalóan a völgyformából származik, a síkságra visszatérve nem ad fordított reakciót a hemoglobintartalomra. A megnövekedett hemoglobintartalom (mely a völgyi egerekben jelentkezik, amikor adaptív reakcióként a hegyekbe kerül) örökletesen stabilizálódott náluk.

Az állatokban a funkcionális adaptációk nagy jelentőséggel bírnak, különösen a mozgás- és táplálkozási szervekben. Az értékeik benne vannak

370 A szelekció stabilizálása és az egyedfejlődés alakulása

az evolúciót nem lehet alábecsülni. Nyilvánvalóan azonban nem e módosítások egyszerű „kijavításáról” beszélünk. Ez már abból is látszik, hogy az edzés hatására az izmok térfogata kizárólag az egyes rostok átmérőjének növekedése miatt nő, az evolúcióban pedig főként a rostok számának növekedése miatt progresszív fejlődésben részesülnek. Ez azt támasztja alá, hogy elképzeléseink szerint a módosulási változásokat fokozatosan helyettesítik másokkal - a hasonló mutációk természetes szelekciójával, a már elért (módosítással) új norma határain belül.

Természetesen maga az adaptív módosulás képessége a legelőnyösebb válaszformák természetes szelekciója során jön létre (a szelekció vezető szerepe). Ez a képesség azonban gyakran általánosabb jellegű, és ennek alapján teljesen új megkülönböztetéseket lehet alkotni.

Így az izmok edzés eredményeként hosszú fejlődés során megszerzett általános erősödési képessége alapján az egyes izmok között egészen új kapcsolatok keletkezhetnek (a szétválásukig vagy összekapcsolódásukig), és ezek az új kapcsolatok azután stabilizálódhatnak az izomzatban. a további evolúció folyamata, a mutációk felhalmozódásán keresztül, adott irányban (a már kialakult, azaz módosított normán belül). Hasonlóképpen, a bőr általános bőrkeményedésképző képessége erősen lokalizált, specifikus bőrkeményedés kialakulásához vezethet. Ezeknek a specifikus módosulásoknak a stabilizálása során a külső ingert (súrlódást vagy nyomást) egy belső inger váltja fel - eleinte valószínűleg hasonló vagy normálisan kísérő (nyomás a csontváz csontjaiból?) - így kiderül, hogy öröklődően lokális képződményekként határozhatók meg, és már az embrióban fejlődnek ki (Phacochoerus bőrkeményedések, emberben a talp megvastagodott bőre).

Az evolúcióban megszerzett általános adaptív módosulási képesség tehát teljesen új differenciálódások kialakulásának alapjául szolgálhat (ezt mutatja a xerofitákban a filodák fejlődésének példája is). Feltételezhető, hogy ez az evolúciós út jelentős szerepet játszott a gerincesek számos funkcionális adaptációjának, valamint izomzatuk, csontvázuk és idegrendszerük fejlődésének sajátosságainak kialakulásában,

Feladatok:

1. Fogalmak kidolgozása a természetes szelekció különféle formáiról.
2. Megfogalmazni az iskolásokban a természetes szelekció különböző formáinak egymással való összehasonlításának és alapvető jellemzőik alapján történő helyes azonosításának képességét.
3. Győzd meg az iskolásokat arról, hogy a természetes szelekció az evolúciós folyamat fő és irányító hajtóereje.

Felszerelés:

• tábla,
• képernyő,
• videó projektor,
• a Power Point programot használó hallgatók prezentációi (1. diák – „Mozgó szelekció”, 2. tanuló – „Stabilizáló szelekció”, 3. tanuló – „Szexuális szelekció”),
• feltételekkel ellátott kártyák,
• zacskó,
• asztalok,
• szóróanyagok,
• tankönyv: Belyaev D.K. 10-11 évfolyam

Minden csoporthoz: Didaktikai anyagok, herbáriumok, űrlapok és tesztkérdések.

Az órák alatt

1. Szervezési mozzanat.

2. Kifejezések ismétlése..

Tanár: Az előző leckéken az evolúció fejlődéséről, a természetes kiválasztódás fogalmairól és az evolúció mozgatórugóiról tanultunk. És most még egyszer megismételjük az általunk tárgyalt kifejezéseket.

A diák a táblához megy. A táskából kiveszünk egy kifejezést tartalmazó kártyát. Más tanulók elmondják fogalmaikat és definícióikat (5 perc áll rendelkezésre a kifejezések ismétlésére).

Küzdelem a létért...

Öröklődés -…

Változatosság -…

Alkalmazkodás -…

A természeti katasztrófák -…

Természetes kiválasztódás -…

Mesterséges szelekció -…

A mutációs folyamat...

Migráció -…

Evolúció -…

Népesség -…

Új anyagok tanulása.

Tehát ma a „Természetes szelekció formái” témát fogjuk tanulmányozni. Az óra témáját és a fő kérdéseket előre felírjuk a táblára.

A tanulók lemásolják a témát és a kérdéseket a tábláról.

1. A természetes szelekció formái.

• vezetés kiválasztása.
• stabilizáló szelekció.
• szexuális szelekció.

2. A természetes szelekció alkotó szerepe (Az evolúciós folyamat fő vezérlő hajtóereje.).

Új anyagok tanulása.

Tanár: A természetes szelekció általában az élőlények létfeltételeihez és a fajok sokféleségéhez való alkalmazkodóképességének fokozatos bonyolításához és szerveződésének növekedéséhez vezet. Fókuszától, hatékonyságától és az élőlények életkörülményeinek jellemzőitől függően azonban a természetes szelekció formái eltérőek lehetnek. És most ezt tanuljuk meg a diákok beszédeiből.

A tanár felkéri a tanulókat, hogy tartsanak előadásokat.

Az előadás előzetesen a PowerPoint számítógépes programon feltett kérdések segítségével készül.

1. tanuló 1. sz. prezentáció – „Vezetési választás”. Az előadás után a tanuló azt a feladatot kapja, hogy írja át a vezetési kiválasztás alapfogalmát.

2. tanuló 2. prezentációja – „Stabilizáló kiválasztás”.

3. diák, 3. prezentáció – „Szexuális szelekció”.

Minden beszélő tanuló önállóan von le következtetést a saját kérdésére. A hallgatók arra a következtetésre jutnak:

A mozgó forma új fajok megjelenéséhez vezet.

A stabilizáló forma megőrzi a meglévő fajokat, a hajtóerő új fajok megjelenéséhez vezet.

Az ivaros szelekció határozza meg a fajok nemét.

A többi diák pedig jegyzeteket készít az alapfogalmakról. A tanulók előadásai után a tanár összegzi és általános következtetést von le a 7. táblázat „A természetes kiválasztódás alapvető formái” alapján. A természetes szelekció különböző formáinak jellemzőit jelzi.

Cselekvési eredményeket és példákat közöl.

Jel	Vezetés kiválasztása	Kiválasztás stabilizáló
A cselekvés feltételei	Az élőlények életkörülményeinek fokozatos és finom megváltoztatásával	Változatlan, állandó létfeltételek között
Fókusz	Olyan egyedek javára, akiknek eltérései vannak egy olyan tulajdonság átlagos normájától, amely kedvező a túléléshez új körülmények között	A tulajdonság szélsőséges értékeivel rendelkező egyének ellen
A populáció genetikai szerkezetében bekövetkezett változások	Egy adott tulajdonság egy átlagos értékével rendelkező mutánsok csoportjának eliminálása, és egy eltérő átlagos tulajdonságú mutánscsoporttal való helyettesítés	Mutánsok egy csoportjának helyettesítése széles reakciónormával (a tulajdonság azonos átlagos értékének megőrzése mellett)
A cselekvés eredménye	Egy tulajdonság új átlagos normájának kialakulása, amely jobban megfelel a megváltozott viszonyoknak	Egy tulajdonság átlagos normájának megőrzése, értékének fenntartása
Példák	A rovarokban és rágcsálókban a peszticidekkel szembeni rezisztencia, a mikroorganizmusokban pedig az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia kialakulása. Ipari melanizmus	A virág méretének és alakjának megőrzése rovarporzó növényeknél, mivel a virágoknak meg kell felelniük a beporzó rovar testméretének. Reliktum fajok védelme

A természetes szelekció a fajok közötti biológiai versengés folyamatán keresztül megy végbe. Nemcsak a „szita” szerepét tölti be, amely kiküszöböli a változás feltörekvő populációit, hanem kreatív szerepet is játszik. A természetes szelekció alkotó szerepe abban rejlik, hogy működésének eredményeként új típusú organizmusok, új életformák jönnek létre.

A tárgyalt téma megszilárdítása érdekében kártyákon dolgoznak. A tanulók csoportokban dolgoznak (egy csoportban öt tanuló).

1. számú kártya - Hasonlítsa össze a nyulak füleinek méretét, mint a hőátadást szabályozó fontos szervet a stabilizáló szelekció példáján!

1. számú ábra.

2. számú kártya – ábra. 54. szám, 70. o. (Belyaev D.K. tankönyve szerint 10-11 évfolyam) Hasonlítsa össze a jellemzők változását és az új fajok kialakulását a hajtóforma szerint!

2. számú ábra.

3. számú kártya – Határozza meg a madarak ivarát tollszínük alapján, ivaros kiválasztás alapján.

3. számú ábra.

4. számú ábra.

Ezután a 11. „a” osztályos tanulók csoportokban dolgoznak és hasonlítják össze a növényfajok jellemzőit. 1. sz. fénykép.

A jellemzők változásait élőhelyenként hasonlítják össze.

A növényi szervek változásait észlelik. Például kétféle répát hasonlítanak össze (étel- és cukorrépa, termesztett ibolyafajták és a vadon élő eredeti háromszínű ibolya típus, a bogáncs mezei sörtéjű alfaja és a bogáncs mezei alfaja a szürke).

Az óra témakörének megerősítése grafikus teszteléssel.

A tanár tesztlapokat oszt ki.

Tesztkérdések jelennek meg a képernyőn. A tanár elmagyarázza a kérdéseket, és hangosan felolvassa a válaszlehetőségeket. A tanulók bejelölik válaszaikat. Ezután kösse össze a tesztválaszokat a sorrendben (1+2+3+4+5). Utána grafikus rajz készül.

Az értékelés grafikus teszt alapján történik.

Helyes válasz:

	1	2	3	4	5
A	.	.	+	.	.
B	.	+	.	+	.
BAN BEN	+	.	.	.	+

1 kérdés. Milyen formái léteznek a természetes kiválasztódásnak?

A. Az öröklődés, a létért való küzdelem.
B. Változékonyság, mesterséges szelekció.
B. Vezetés, stabilizáló kiválasztás.

2. kérdés. Milyen környezeti feltételek mellett működik a stabilizáló szelekció?

A. Amikor a környezet megváltozik.
B. Állandó környezeti feltételek mellett működik.
B. Egyéb formák.

3. kérdés Milyen szerepet játszik a természetes szelekció az evolúcióban?

A. Kreatív.
B. Véletlenszerű.
B. Örökletes.

4. kérdés. Az evolúció hajtóereje, amely növeli a genetikai sokféleséget:

A. Módosítási változatosság.
B. Mutációs variabilitás.
B. Mesterséges szelekció.

5. kérdés. Egy tudós, aki kidolgozta a kiválasztás stabilizáló formáinak tanát.

A. C. Darwin.
B.S.S. Csetverikov.
V.I.I. Schmalhausen.

Házi feladat: 44., 169. o. - 172 válasz a kérdésekre. Tanuld meg a feltételeket.

Irodalom:

1. Korsunskaya V.M., Mironenko G.N., Mokeeva Z.A., Verzilin N.M. Általános biológia órák. Tanári kézikönyv. M.: Nevelés, 1986. - 50 p.
2. Traitak D.I., Klinkovskaya N.I., Karyenov V.A., Baluev S.I. Biológia. Referencia anyagok. M.: Nevelés, 1983.-136 p.
3. Belyaev D.K., Dymshitsa G.M. Általános biológia. Tankönyv 10-11 évfolyam. M.: Oktatás, 2003. - 169 p.
4. Pimenov A.V. Biológia órák a 10-11. évfolyamon II. rész. Jaroszlavl, Fejlesztési Akadémia, 2007. – 46 p.
5. Bogdanova T.L., Solodova E.A. Biológia. Útmutató középiskolásoknak és egyetemekre jelentkezőknek. M.: AST-sajtóiskola, 2002. – 30 p.

Olyan egyénekhez kapcsolódik, akiknek az alapvető jellemzőiben eltérések vannak az átlagos normától.

A kiválasztás jellemzői

Minden generáció megszabadul azoktól az egyedektől, amelyek bizonyos jellemzők tekintetében eltérnek az optimális átlagos paramétertől. A vadon élő állatok szelekciójának stabilizálására példa a populáció állapotának megőrzése. A teljes létezés érdekében képviselői megpróbálják kiválasztani a maximális feltételeket a bizonyos feltételekhez való alkalmazkodáshoz.

Változatok a természetben

A természetben a természetes szelekció stabilizálásának példája a legtermékenyebb egyedek új generációinak génállományához való maximális hozzájárulás. A tudósok azonban az emlősök és madarak természetes populációinak számos megfigyelésével be tudták bizonyítani, hogy a valóságban a helyzet némileg más. Ha egy fészekben sok fióka van, akkor elég nehéz őket etetni, ezért sokkal kisebbek és gyengébbek, mint az átlagos számban növők. Így a kutatók megbízhatóan tudtak példákat találni a szelekciót stabilizáló hatásra, és megerősítették az átlagos termékenységű madarak túlélési képességét.

Az átlagokat választva

A különböző számú utódszámmal rendelkező madarakat összehasonlítva kiderült, hogy több olyan tulajdonság is jellemzi a stabilizáló szelekciós formát. A jelentéktelen súlyú, valamint túl nagy testtömegű újszülött emlősök többnyire az 1-2. élethéten pusztultak el. Ami az átlagos paraméterekkel rendelkező kölyköket illeti, könnyen kibírták létezésük első heteit, fejlődtek és minimális mennyiségben pusztultak el.

Nézzünk egy másik példát a madarakhoz kapcsolódó szelekció stabilizálására. Amikor a kísérlet során úgy döntöttek, hogy elemzik az erős vihar után elpusztult madarak szárnyainak méretét, kiderült, hogy többségük túl rövid, vagy éppen ellenkezőleg, nagyon hosszú szárnyakkal rendelkezik. A stabilizáló szelekció ezen példája az átlagos tulajdonságokkal rendelkező egyedek jobb túlélését is jelzi.

Az alacsony edzettség okai

A természetes szelekció stabilizáló formájának hatásának ezen példáját tekintve megpróbáljuk azonosítani az egyes egyedek állandó létfeltételekhez való alacsony alkalmazkodóképességének fő okait. Miért lehetetlen egy bizonyos populációt a természetes szelekció segítségével megtisztítani a nemkívánatos formák elkerülésétől? Ennek nem csak az az oka, hogy új utódok születésekor különféle mutációk lépnek fel, hanem az is, hogy az alkalmas egyedek gyakran heterozigóta genotípusok lesznek. A keresztezés során az utódokban hasadást produkálnak, és új homozigóta nemzedékek jönnek létre, amelyek alkalmazkodóképessége jelentősen csökkent a túlélési körülményekhez. Ezt a jelenséget kiegyensúlyozott polimorfizmusnak nevezzük.

Példák a polimorfizmusra

A természetes szelekció (polimorfizmus) stabilizáló formájának fő példája a sarlósejtes vérszegénység. Ez a súlyos vérbetegség olyan embereknél fordul elő, akik homozigóták a mutáns allélokkal (HbS) rendelkező hemoglobinra, ami fiatal korban halálhoz vezet. A legtöbb emberi populációban ez az allél alacsony gyakorisággal fordul elő, és bizonyos mutációkkal jár. A tudósok azonban összefüggést tudtak megállapítani ennek a génnek az emberi szervezetben való jelenléte és a malária jelenléte között a területen. A kutatási eredmények azt mutatták, hogy a HbS típusú heterozigóták jobban ellenállnak az olyan betegségeknek, mint a malária, mint a normál alléllal rendelkező homozigóták.

A változékonyság mechanizmusa

A stabilizáló és mozgató szelekció példáinak sajátos mechanizmusa van a természetes populációkban a változékonyság jeleinek felhalmozására. A stabilizáló szelekció ilyen jellegzetes jellemzőjét először a kiváló tudós, I. I. Shmalgauzen vette észre. Sikerült bebizonyítania, hogy stabil létfeltételek mellett sem áll le a természetes szelekció egy percre sem, az evolúció folytatódik. A populáció változatlan fenotípus mellett is tovább fejlődik. Az általa vizsgált példa a szelekció stabilizáló formájának hatásáról megerősítette a genetikai összetétel állandó változását. A stabilizáló szelekciónak köszönhetően olyan genetikai sémák jönnek létre, amelyek biztosítják az optimális fenotípusok létrehozását különféle genotípusokból.

A természetes szelekció stabilizáló formájának célja

Képes megvédeni a kialakult genotípust a negatív hatásoktól. A szelekció stabilizáló formájának hatására példa az olyan ősi fajok létezése, mint a ginkgo és a tuateria. Stabilizáló szelekció, amely a mai napig megőrizte a stabil környezeti körülmények között élő „élő kövületeket”:

1. Hatteria, amely a mezozoikum korszakában létező hüllők vonásaival rendelkezik.
2. Coelacanth, amely a paleozoikum korszakából ismertek leszármazottja.
3. Az észak-amerikai oposszum egy erszényes állat, amely a kréta időszak óta létezik.
4. A ginkgo a fás szárú formákhoz hasonló gymnosperm növény, amely a jura időszakban kipusztult.

A természetes szelekciónak ez a stabilizáló formája addig a pillanatig működik, amíg fennállnak azok a feltételek, amelyek között egy bizonyos tulajdonság vagy tulajdonság kialakult.

Ökológiai hatás a változékonyságra

Az állandó feltételek nem feltétlenül állandóak hosszú időn keresztül. A környezeti feltételek állandó változása miatt az alkalmazkodás bizonyos egyedek stabilizáló szelekcióján keresztül megy végbe. A szaporodási ciklusok úgy változnak, hogy a kikelő fiatalok olyan időszakban fejlődnek, amikor elegendő táplálékforrás áll rendelkezésre az élet fenntartásához. Ha a leszármazottak a vártnál korábban vagy később születnek, a stabilizáló szelekcióval kiiktatják őket. Honnan „tudják” a növények és az állatok, hogy közeleg a tél? A hőmérséklet rövid távú csökkenése nagyon megtévesztő. Emellett minden évben megfigyelhető a nyár és a tél határainak eltolódása. Azok az állatok, amelyek gyorsan reagálnak a jelekre, utód nélkül maradhatnak. Ezért sok madár és emlős a nappali órák hosszától függ. Ez a jelzés sok állatfaj számára fontos funkciók beindításának ösztönzője: vedlés, vándorlás és szaporodás. I. I. Shmalhausennek sikerült bizonyítania az univerzális adaptáció és a stabilizáló szelekció közötti kapcsolatot.

A normától való eltérés változatai

A stabilizáló szelekció teljesen elutasít minden eltérést a megállapított normától, és elősegíti a teljes fejlődést biztosító genetikai mechanizmusok kialakulását és a különböző genotípusokon alapuló ideális fenotípusok kialakulását. Az eredmény az élőlények teljes körű működése lesz még a külső környezet ingadozása esetén is.

A. Wallace és Charles Darwin tanításai

A természetes kiválasztódás elmélete az evolúciós folyamatot irányító és annak formáit meghatározó fő alkotóerőként jött létre. A természetes szelekciót annak a folyamatnak kezdték tekinteni, amelynek során csak azok az egyedek maradnak életben és születnek utódaik, akik bizonyos életkörülményekhez hasznos örökletes tulajdonságokkal rendelkeznek. A természetes szelekció genetikai szempontú értékelése során megállapítható, hogy ez fontos a pozitív mutációk és genetikai kombinációk szelekciója szempontjából. Megjelenhetnek az ivaros szaporodás miatt, és ahogy a populáció továbbra is fennáll, a negatív kombinációk és mutációk kivágásával javulhatnak.

Azok a szervezetek, amelyek rossz minőségű génekkel rendelkeznek, bizonyos körülmények között nem képesek túlélni és elpusztulni. A természetes szelekció akkor képes „működni” az élő szervezetek szaporodása alapján, ha a legyengült egyedek nem állnak készen a teljes értékű utódnemzésre, vagy egyáltalán nem hagynak el utódokat. Ebben az esetben nemcsak az élő szervezet bizonyos negatív tulajdonságainak szelekciója és selejtezése következik be, hanem az ilyen tulajdonságokat hordozó genotípusok teljesen megsemmisülnek.

A természetes kiválasztódás formáiról

Jelenleg az ilyen szelekció alábbi formáit szokás megkülönböztetni az iskolai biológia tankönyvekben;

1. A természetes szelekció stabilizálása.
2. Vezetés kiválasztása.
3. Bomlasztó szelekció.

A vezetési szelekció jellemző a változó természeti körülményekre, amelyek között megjelenik egy mutációvá vált tényező. Például a lepkékre jellemző ipari melaninogenezis a nyírfatörzsek ipari korom miatti sötétedésével jár. Mivel a rovarok láthatóvá váltak az „új” fák hátterében, a madarak gyorsan elpusztították őket. A sötét mutáns lepkék túlélték, utódokat szültek, ezért fokozatosan a sötét mutáns lepkék váltak a populáció domináns formájává.

Az átlagérték eltolódása a meglévő tényező irányába magyarázza a hideg- és melegkedvelő állatok és növények megjelenését. A vezetési szelekció a baktériumok, gombák és más emberi és állati betegségek kórokozóinak adaptációjához vezetett a különféle peszticidekhez és gyógyszerekhez. A vezetési szelekció magyarázza a barlanglakók és vakondok szemeinek csökkenését, valamint egyes madarak szárnyainak elvesztését. Ezzel a szelekciós lehetőséggel nem következik be a karakterek elágazása, melynek eredményeként a hordozó genotípusokat fokozatosan helyettesítik másokkal, anélkül, hogy deviáns és átmeneti formákat hoznának létre.

A nem folyamatos szelekció extrém típusú adaptációk elérését teszi lehetővé, miközben minden köztes forma kihal. A bomlasztó szelekciónak köszönhetően a variabilitás két vagy több formája alakul ki, amelyek polimorfizmushoz vezetnek. A létért való küzdelem az a fontos tényező, amely minden természetes szelekció fő mechanizmusa. A versengést, a ragadozást és az amenzalizmust a létért folytatott küzdelem három fő típusának tekintik.

A kiválasztás vezetési formája. A populációt vagy fajt alkotó szervezetek, mint tudják, nagyon változatosak. Ennek ellenére minden populációt bármely tulajdonság bizonyos átlagértéke jellemez. A mennyiségi tulajdonságok esetében az átlagérték a számtani átlag, például az utódok átlagos száma, az átlagos szárnyhossz, az átlagos testtömeg. A populáció minőségi jellemzőkkel történő jellemzéséhez meg kell határozni az egyik vagy másik tulajdonsággal rendelkező egyedek gyakoriságát (százalékát vagy arányát): például a fekete-fehér lepkék gyakoriságát vagy a polled és a szarvas állatok gyakoriságát. Az életkörülmények változása gyakran a kiválasztott tulajdonság átlagértékétől eltérő egyedek szelekciójához vezet. Például azt találták, hogy a Plymouth-öbölben (Anglia) élő rákoknál a fejmell szélessége csökkent. Ennek a jelenségnek az oka a kis fejmellszélességű kis rákok jobb túlélése zavaros vízben. Ez azzal magyarázható, hogy a kréta szuszpenzió eltömítette a nagyméretű rákok széles légzési réseit, és ezáltal halálukat okozta. A természetes szelekció egy mozgatórugójának természetben való létezését bizonyítja szembetűnő példa az úgynevezett ipari mechanizmus. A nem ipari területeken sok lepkefajnak világos teste és szárnya van. Az ipar fejlődése, a fatörzsek ezzel járó szennyeződése és a kérgén élő zuzmók elpusztulása a fekete (mechanikus) lepkék előfordulási gyakoriságának meredek növekedéséhez vezetett. Néhány város környékén a fekete pillangók rövid időn belül uralkodóvá váltak, míg viszonylag nemrégiben teljesen hiányoztak. Az ipari területeken a fekete pillangók előfordulási gyakoriságának növekedésének oka, hogy az elsötétült fatörzseken a fehér pillangók a madarak könnyű prédájává váltak, a fekete pillangók pedig kevésbé észrevehetők. Számos példa bizonyítja a szelekció egy mozgatórugójának létezését, de a lényegük ugyanaz: a természetes szelekció eltolja egy tulajdonság átlagértékét, vagy megváltoztatja a megváltozott tulajdonságú egyedek előfordulási gyakoriságát, miközben a populáció alkalmazkodik az új feltételekhez. A természetes szelekció mozgatórugója a szervezet reakciójának új normájának megszilárdulásához vezet, amely megfelel a megváltozott környezeti feltételeknek. A szelekció mindig a fenotípusok szerint történik, de a fenotípus mellett az azokat meghatározó genotípusok is szelekcióra kerülnek. Hangsúlyozni kell, hogy minden adaptáció (adaptáció) soha nem abszolút. Az alkalmazkodás mindig relatív az élőlények és a környezeti feltételek állandó változékonysága miatt. A populációban korábban megállapított tulajdonság értékétől eltérő karakterisztikus értékű egyedek szelekcióját a szelekció hajtóformájának nevezzük.

A kiválasztás stabilizáló formája. A bizonyos környezeti feltételekhez való alkalmazkodás nem jelenti a szelekció megszűnését egy populációban. Mivel a mutációs és kombinációs variabilitás minden populációban mindig előfordul, ezért folyamatosan jelennek meg olyan egyedek, amelyek jellemzői jelentősen eltérnek az átlagos értéktől. A stabilizáló szelekcióval a populációra vagy fajra jellemző tulajdonságok átlagos értékétől jelentős eltérésekkel rendelkező egyedeket kiiktatják. Az állatok vagy növények bármely populációjában megfigyelt összes egyed nagy hasonlósága a természetes szelekció stabilizáló formájának hatásának eredménye. A kiválasztás stabilizálására számos példa van. Vihar idején túlnyomórészt a hosszú és rövid szárnyú madarak pusztulnak el, míg a közepes szárnyú madarak gyakrabban maradnak életben; Az emlőskölykök legnagyobb mortalitása az átlagosnál nagyobb és kisebb családokban figyelhető meg, mivel ez a táplálkozási körülményekben és az ellenséges védekezési képességben is megmutatkozik. A természetes szelekció stabilizáló formáját kiváló orosz evolúcióbiológusok fedezték fel, I. I. akadémikus. Schmalhausen. Ha a természetes szelekcióról általában beszélünk, nem szabad szem elől téveszteni alkotó szerepét. A természetes szelekció a populáció és a fajok számára előnyös örökletes változások felhalmozásával és a károsak elvetésével fokozatosan új, tökéletesebb, a környezethez tökéletesen alkalmazkodó fajokat hoz létre.

27. Az élőlények alkalmazkodása a környezeti feltételekhez

Folyamatos küzdelem folyik a létért, ennek eredményeként a legalkalmasabbak maradnak életben. Az új adaptációk megjelenése az evolúció mozgatórugóinak hatására következik be. Eszközök típusai: védő színezés (színhasonlóság a környezet hátterével; zöld hernyók, nyúl téli színe), álcázás (az állatok testformája és színe összeolvad a környező tárgyakkal; rája az alján), mimika (védettebb állatok utánzása helicoid pillangók („darázs”), figyelmeztető színezés és fenyegető viselkedés (fényes, könnyen megjegyezhető szín; katica, légyölő galóca). Bármilyen fittség relatív, mert bizonyos környezeti feltételek mellett hat és véd, például a zöld hernyó. Két folyamat járul hozzá az adaptációk megjelenéséhez: eltérés(a jellemzők eltérése homológ szervek kialakulásához vezet; emberi kéz és madárszárny), konvergencia(a különböző nem rokon csoportok szereplőinek konvergenciája ugyanazon funkciók ellátása következtében; delfin és cápauszony).

28. Mikroevolúció- egy populáció vagy populációk átalakulásának folyamata evolúciós tényezők hatására. Filipcsenko terminusa (1927). A populáció génállományát befolyásoló elemi tényezők hatására az egyes gének gyakorisága megváltozik. Ez egy elemi evolúciós jelenséghez vezet - a populáció genotípusos és fenotípusos összetételének megváltozásához. A természetes szelekció hosszú távú egyirányú befolyása mellett a populációk differenciálódása figyelhető meg.

Kilátás hasonló felépítésű, közös eredetű, szabadon keresztező és termékeny utódokat hozó egyedek gyűjteményének nevezzük. Ugyanazon faj minden egyede azonos kariotípussal, hasonló viselkedéssel rendelkezik, és egy bizonyos élőhelyet (elterjedési területet) foglal el. Egy faj egyik fontos jellemzője a szaporodási elszigeteltsége, vagyis olyan mechanizmusok megléte, amelyek megakadályozzák a kívülről érkező gének beáramlását. Egy adott faj génállományának védelmét más, köztük közeli rokon fajokból származó gének beáramlásával szemben különböző módokon érik el. A közeli rokon fajok szaporodási ideje nem feltétlenül esik egybe. Ha a dátumok megegyeznek, akkor a tenyésztési helyek nem esnek egybe. Sok állatfajnak szigorú párzási rituáléi vannak. Ha az egyik lehetséges párosodási partner viselkedési rituáléja eltér a konkréttól, akkor a párzás nem következik be. A preferált táplálékforrások izolációs tényezőként is szolgálnak: az egyedek különböző biotópokban táplálkoznak, és csökken a köztük lévő kereszteződés valószínűsége. De néha (a fajok közötti keresztezés során) mégis megtörténik a megtermékenyítés. Ebben az esetben a létrejövő hibridek vagy csökkent életképességűek, vagy terméketlenek, és nem hoznak utódokat. Jól ismert példa az öszvér, a ló és a szamár hibridje. A felsorolt, a fajok közötti géncserét megakadályozó mechanizmusok nem egyforma hatékonyságúak, de természetes körülmények között kombinálva áthatolhatatlan genetikai izolációt hoznak létre a fajok között. Következésképpen egy faj a szerves világ valóban létező, genetikailag oszthatatlan egysége. Mindegyik faj többé-kevésbé kiterjedt területet foglal el (a latin területből - terület, tér). Egy faj elterjedési határainak megléte nem jelenti azt, hogy minden egyed szabadon mozog a tartományon belül. Bármely faj egyedei egyenetlenül oszlanak el a fajok elterjedési területén belül. Ezért egy fajt különálló organizmuscsoportok - populációk - gyűjteményének tekintenek. A populáció egy adott faj egyedeinek gyűjteménye, amelyek a faj elterjedési területén belül egy meghatározott területet foglalnak el, szabadon kereszteződnek és részben vagy teljesen elszigetelődnek más populációktól. A valóságban egy faj populációk formájában létezik. Egy faj génállományát populációk génállományai képviselik. A populáció az evolúció elemi egysége.

A genetikai sodródás egy genetikai-automatikus folyamat, a gének gyakoriságának változása egy populációban több generáción keresztül véletlenszerű tényezők hatására, ami általában a populációk örökletes változékonyságának csökkenéséhez vezet. A legvilágosabban a természeti katasztrófák (tűz, árvíz) és a kártevők tömeges elterjedése miatti erőteljes népességcsökkenés során nyilvánul meg. A genetikai sodródás hatására fokozódik az egyedek homozigóta folyamata, ami a populáció méretének csökkenésével növekszik. Ennek az az oka, hogy a korlátozott méretű populációkban megnő a beltenyésztés gyakorisága, és az egyes gének frekvenciájának észrevehető véletlenszerű ingadozása következtében egyes allélok rögzülnek, míg mások elvesznek. Néhány érett homozigóta forma adaptívan értékesnek bizonyulhat új környezeti feltételek mellett. Szelekcióval veszik fel őket, és a populáció későbbi növekedésével széles körben elterjedhetnek. Az élőlények számának ingadozásait populációs hullámoknak nevezzük. A populációs hullámok a genetikai sodródás egyik gyakori oka. A számok ingadozása különösen szembetűnő a rovarok, ragadozók és növényevők esetében.

A populációban a szelekció annak köszönhető, hogy a külső körülményekhez jobban alkalmazkodó szervezetek túlélnek és szaporodnak, míg a kevésbé alkalmazkodtak gyakrabban pusztulnak el és/vagy kevesebb utódot hagynak maguk után. A kiválasztási tényező szerepét a környezet játssza. A szelekció növeli a populáció alkalmazkodóképességét a környezeti feltételekhez. A népességszám növekedésével a külső körülmények (például az élelem) korlátozó tényezővé válnak, ami a népességben való versengéshez (létharchoz) vezet. Azok az egyedek, akik fenotípusuknál fogva előnyt élveznek ebben a versenyben, utódokat hagynak maguk után és túlélik. Genetikai szempontból a szelekció az a folyamat, amely meghatározza, hogy mely allélok adódnak át az utódoknak, versenyelőnyt biztosítva számukra. Az allélgyakoriság változása evolúciós változásokhoz vezethet, aminek fő oka a mutáns allélok megjelenése. A recesszív mutáns allél különösen gyorsan terjedhet egy populációban, ha valamilyen domináns allélhez kapcsolódik, amely fontos a szervezet életében. A fenotípus kis változásaihoz kapcsolódó mutáns allélek felhalmozódhatnak, és evolúciós változásokat idézhetnek elő.

Eltérés- az élőlények jellemzőinek eltérése az evolúció során. A "D" fogalma. Charles Darwin terjesztette elő, hogy magyarázatot adjon a kultúrnövények, háziállatok fajtáinak és biológiai fajoknak a természetben való megjelenésére. Mesterséges szelekcióval a D. a kultúrnövények és háziállatok egyes csoportjain belül az emberi szükségletektől függ. Darwin a D. elvét használta a természetben való speciáció magyarázatára. Ha egy faj nagy területet foglal el és alkalmazkodik a különböző környezeti feltételekhez, akkor D. keletkezik, ami a kezdetben hasonló populációk közötti különbségek megjelenésében fejeződik ki, és elkerülhetetlenül a természetes szelekció kissé eltérő iránya okozza a faj különböző részein. ' terület. A D. felépítésében és működésében változatos organizmusok kialakulásához vezet, ami biztosítja a környezeti feltételek teljesebb kihasználását, hiszen Darwin szerint a legnagyobb „életösszeg” a szerkezet legnagyobb változatosságával valósul meg. D.-t a létért való küzdelem támogatja; Általában még az enyhén specializálódott formák is szelektív előnnyel rendelkeznek, ami hozzájárul a köztes formák gyors kihalásához és az izoláció különféle formáinak megjelenéséhez. A D. elve megmagyarázza a nagyobb (szupraspecifikus) szisztematikus csoportok kialakulásának folyamatát és a köztük lévő hézagok kialakulását.

Konvergencia- a nem szorosan összefüggő élőlénycsoportok evolúciós folyamatának jellemzői, hasonló szerkezet megszerzése a hasonló körülmények között való létezés és az egyformán irányított természetes szelekció eredményeként. A cellulitisz következtében a különböző szervezetekben azonos funkciót betöltő szervek hasonló szerkezetre tesznek szert. Például az úszó fosszilis hüllőkben, az ichtioszauruszokban és az emlősökben a delfinekben, a test és az elülső végtagok alakja az evolúció során konvergens hasonlóságot szerzett a halak testformájával és uszonyaival (lásd az ábrát az Analógia a biológiában című cikkben). A konvergens hasonlóság soha nem mély.

29. Az evolúciós folyamat fő irányai a biológiai haladás és a regresszió.

A biológiai haladás az élőlények adott csoportjának sikerét jelenti a létért folytatott harcban, ami e csoport egyedszámának növekedésével, elterjedési területének bővülésével és kisebb szisztematikus egységekre (rendek családokba, családokba) bomlásával jár. nemzetségek stb.). Mindezek a jelek összefüggenek egymással, mert a számnövekedés szükségszerűen megköveteli a körzet bővítését, és az új élőhelyek betelepülése következtében idioadaptáció következik be, ami új alfajok, fajok, nemzetségek stb.

A biológiai regresszió éppen ellenkezőleg, egy adott élőlénycsoport hanyatlása, amiatt, hogy nem tudott alkalmazkodni a környezeti feltételek változásaihoz, vagy a sikeresebb versenytársak kiszorították. A regressziót egy adott csoport egyedszámának csökkenése, körének szűkülése és a benne szereplő kisebb szisztematikus egységek csökkenése jellemzi. A regresszió végül egy adott csoport teljes kihalásához vezethet.

A haladás aromorfózisokon, idioadaptációkon vagy általános degeneráción keresztül érhető el, amelyek viszont az evolúció fő irányainak is tekinthetők.

Az aromorfózis (morfofiziológiai haladás) egy szervezet szerkezetének és funkcióinak evolúciós átalakulása, amely növeli szervezetének általános szintjét, de nem rendelkezik szűken alkalmazkodó értékkel a környezeti feltételekhez. A prekambriumban keletkezett legnagyobb aromorfózisok a fotoszintézis, a többsejtű szervezetek megjelenése és az ivaros szaporodás volt.

Az idioadaptáció az élőlények részleges alkalmazkodása egy bizonyos életmódhoz meghatározott környezeti feltételek között. Az aromorfózissal ellentétben az idioadaptáció nem befolyásolja jelentősen az adott biológiai csoport általános szerveződési szintjét. A különféle idioadaptációk kialakulása miatt a közeli rokon fajokhoz tartozó állatok sokféle földrajzi területen élhetnek.

Egyes esetekben az élőlények új, általában egyszerűbb létfeltételeibe való átmenete szerkezetük egyszerűsödésével jár, pl. általános degeneráció.

30. A szerves világ fejlődésének története

Korszak	Időszak	Az élettelen természet feltételei	A növényvilág fejlődése	Az állatvilág fejlődése
Archeán (3,5 milliárd év)		A szárazföld túlsúlya a tenger felett; alacsony sótartalmú sekély vizű medencék; a dombormű gyenge boncolása; nincs éghajlati elszigeteltség; Sok szén-dioxid és kevés oxigén van a légkörben	A többsejtűség, az ivaros szaporodás és a fotoszintézis megjelenése. A legegyszerűbb egysejtű szervezetekből baktériumok és zászlós organizmusok keletkeztek, amelyekből egysejtű algák (a növényvilág egyik ága) és szivacsok és koelenterátumok (az állatvilág egyik ága) váltak ki.
Proterozoikum (2B7 milliárd év)		A szárazföldön kősivatag van (az élet csak a vízben van), az oxigén felhalmozódik a légkörben)	A többsejtű algák megjelenése	Mindenféle gerinctelen állat létezik, megjelennek az első húrok - koponya nélkül
Paleozoikum (570 millió év)	kambrium	A föld kietlen és kihalt	Az algák virágoznak	A tengeri gerinctelenek széles elterjedése - trilobiták (ősi ízeltlábúak), medúzák, karlábúak
Silur	Folytatódik a hegyépítés	Az első szárazföldi növények (pszilofiták); a növényi test meghatározott funkciót betöltő szövetekre és szervekre differenciálódik	A gerinctelenek szárazföldre való megjelenése (pókfélék), a korallok, trilobitok buja fejlődése; pofátlan gerincesek megjelenése – scutes
devon	Az éghajlat száraz, kontinentális; szárazföldön - magas hegyek, meleg tengerek	A pszilofiták eltűnnek, megjelennek a spóranövények - páfrányok, zsurló, moha	A tengereket a halak uralják – állkapcsos, páncélos, lebenyúszójú, tüdőhal
Szén	A kontinensek süllyednek, hatalmas területek mocsarasodtak el; Az éghajlat meleg és nagyon párás, a légkörben nagy mennyiségű oxigén és szén-dioxid van	Páfrányvirág; magpáfrányok megjelenése	Az első kétéltűek megjelenése - stegocephals
permi	Száraz meleg éghajlat, heves vulkáni tevékenység és hegyi építkezés; kiszáradnak a mocsarak	A páfrányok eltűnése; magnövények megjelenése (gymnosperms)	A trilobiták és sok kétéltű kipusztulása; a hüllők megjelenése, a rovarok, a lebenyúszójú halak és a cápák fejlődése
mezozoikum 230 millió év)	triász	Rendkívül kontinentális meleg éghajlat, vulkáni tevékenység	Gymnosperms fejlődése	A hüllők virágzása; az első emlősök és valódi csontos halak megjelenése
jura	A tengerek előretörése a szárazföldre; az éghajlat enyhe és meleg	Gymnospermek fejlődése és dominanciája; az első zárvatermők megjelenése	A hüllők virágzása; Archeopteryx (első madár) megjelenése; virágzó lábasfejűek
Krétás	A tengerek visszavonulása; az éghajlat meleg, a végén lehűl	A zárvatermők elterjedése, a páfrányok és a gymnospermek fogyása	A csontos halak széles elterjedése; valódi madarak és magasabb rendű emlősök megjelenése
kainozoikum (67 millió év)	Paleogén	A modern kontinensek kialakulása. Az éghajlat enyhe, három földrajzi zónát foglal magában: trópusok, szubtrópusok, mérsékelt égövi	Angiosperm dominancia	A rovarok viharos virágzása
neogén	Az emlősök dominanciája, a makik, később a főemlősök megjelenése
antropocén	Az északi félteke ismétlődő eljegesedése	A modern növényvilág végső kialakulása	Az állatvilág modern megjelenést kapott. Az ember megjelenése és fejlődése

Érintse meg a természetes szelekció általános jellemzőit és formáit, ezek egyikére - a stabilizálásra - összpontosítva. Nézzük annak jeleit, szemléletes példáit és következményeit.

A természetes szelekció...

A "természetes szelekció" kifejezést Charles Darwin alkotta meg. Ez a fogalom a legfontosabb evolúciós folyamatra utal, melynek során nő az egyes feltételekhez leginkább alkalmazkodó egyedek száma, és csökken az adott területre nézve kedvezőtlen tulajdonságokkal rendelkező egyedek száma. A modernebb szintetikus evolúcióelmélet a természetes szelekciót nevezi a fajok kialakulásának és az élőlények környezethez való alkalmazkodásának fő okának.

Az evolúció mozgatórugói a természetes szelekció mellett a mutációk, a genetikai sodródás és a gének populációból populációba való átvitele is.

A természetes szelekció típusai

A természetes kiválasztódásnak négy fő formája van:

1. Vezetőválasztás - ez a forma hirtelen megváltozott környezeti feltételek mellett működik. A „nyertesek” azok az egyedek, akiknek jellemzői bizonyos irányban eltérnek az átlagos értéktől, vagyis azok, akik jobban megfelelnek az új környezetnek. A szürkés, sötét színű rovarok számának növekedése az iparivá vált területeken hajtószelektív, mivel az új körülmények között a világos színű egyedek nagyon észrevehetők a ragadozók számára.
2. Bomlasztó (zavaró szelekció) - ebben a formában a külső körülmények egy tulajdonságnak csak szélsőségesen poláris megnyilvánulásait részesítik előnyben, esélyt sem adva az átlagos megnyilvánulású egyedeknek. Például a kaszáló réteken csak azok a növények adnak magot, amelyeknek késő tavasszal vagy kora ősszel van ideje virágozni - a fű levágása előtt és után.
3. A kiválasztás stabilizáló formája olyan egyedekre irányul, amelyek eltérnek egy adott populáció átlagértékeitől.
4. Szexuális szelekció – ez a forma „kigyomlálja” azokat a hímeket és nőstényeket, akik több okból – betegség, fogyatékosság, fejlődési rendellenességek stb. – nem vonzóak az ellenkező nem számára. Segít abban, hogy ne örököljük az utódok számára nemkívánatos vagy káros tulajdonságokat.

A stabilizáló szelekció jellemzői

Ahhoz, hogy a stabilizáló szelekció példáit világosabbá tegyük, először jellemeznünk kell azt.

A „stabilizáló szelekció” kifejezést I. I. Shmalgauzen orosz evolucionista vezette be. Ezalatt a tudós egyfajta szelekciót értett, amely olyan egyének ellen irányul, akik eltérnek bármely tulajdonság átlagos megnyilvánulásától. A stabilizáló szelekció tehát megvédi a populációt bármely széles mutáció teljes öröklődésétől, de lehetővé teszi a szűk mutációkat.

Egy adott populáció génállományát a stabilizáló szelekció, egy tulajdonság átlagos megnyilvánulásait megóvva a jelentős változásoktól gazdagítja - recesszív (egyelőre többségben nem manifesztálódó) allélok halmozódnak fel, feltéve, hogy az összfenotípus változatlan marad. Ennek eredményeként a populáció rejtett genetikai sokfélesége halmozódik fel, egyfajta mobilizációs tartalék, amely a külső körülmények éles változása és a vezetői szelekció életbe lépésekor halmozódik fel.

Érdemes elmondani, hogy a stabilizáló és a hajtó szelekció szorosan összefügg egymással - időszakosan helyettesítik egymást az élőlények populációinak életciklusában.

Példák a stabilizáló szelekcióra

Említsük meg a stabilizáló szelekció különféle megnyilvánulásait:

1. A tiroxin (pajzsmirigyhormon) szerkezetének állandósága a gerincesek evolúciójának történetében.
2. Egy észak-amerikai hóvihar után 136 házi veréb sérült meg. 64 madár pusztult el és 72 maradt életben. A halottak között főleg nagyon hosszú vagy túl rövid szárnyú egyedek voltak. A közepesen hosszú szárnyú verebek ellenállóbbnak bizonyultak.
3. Az erdei madarak közül a leginkább alkalmazkodóképesek az átlagos termékenységű egyedek. Az erősen termékeny szülők nem képesek minden fiókájukat teljesen táplálni, ezért az utóbbiak kicsikre és gyengékre nőnek fel.
4. Emlősöknél a szülés során, valamint az élet első heteiben a kölykök egy része folyamatosan elpusztul - túl alacsony vagy éppen ellenkezőleg, túl sok súllyal. A közepes méretű egyedek általában biztonságosan túlélik ezt az időszakot.

A stabilizáló szelekció jelei

A stabilizáló kiválasztást a következő tulajdonságok jellemzik:

1. Olyan környezetben jelenik meg, amelynek feltételei hosszú ideig viszonylag állandóak maradnak. A stabilizáló szelekció kiváló példája a nílusi krokodilok. Megjelenésük 70 millió éve nem változott, hiszen élőhelyük (trópusi félvízi biotópok) éghajlatilag is szinte változatlan marad. Érdemes megjegyezni, hogy a krokodilok maguk is szerény állatok, és hosszú ideig élelem nélkül maradhatnak.
2. Szűk reakciósebességű mutációkat tesz lehetővé.
3. A populáció fenotípusának homogenitásához vezet. Még egyszer jegyezzük meg, hogy ez csak látszólagos - génállománya a szűk mutációk miatt mobil marad.
4. A mutáció által jelentősen megváltoztatott egyedek selejtezése.

A stabilizáló szelekció eredményei

Végül nézzük a kiválasztás stabilizálásának következményeit:

• stabilitás minden létező populáción belül;
• a lakosság legjelentősebb, jellemző tulajdonságainak megőrzése;
• a fajok sokféleségének védelme a mutációs változásokkal szemben, amelyek közül néhány nemcsak káros, hanem pusztító is;
• az öröklődési mechanizmus létrehozása;
• az egyedfejlődés mechanizmusainak javítása - ontogenezis.

A stabilizáló szelekció a természetes szelekció egyik fontos formája. Nem teszi lehetővé, hogy a mutációk megváltoztassák egy adott populáció vagy egy egész faj alapvető jellemzőit. A stabilizáló szelekció példái jelzik az általa elutasított mutációs megnyilvánulások kedvezőtlenségét vagy akár pusztító voltát.