Populacijski valovi kot evolucijski faktor. Vzroki populacijskih valov

Pod delovanjem elementarnih dejavnikov se pogostnost določenih genov spreminja v genski zbirki, kar vodi v spremembo genotipa in fenotipov prebivalstva ter z dolgoročnim učinkom naravne selekcije njeno diferenciacijo.

Kaj je mikroevolucija?

Mikroevolucija - spremembe populacije pod vplivom evolucijskih dejavnikov, ki lahko vodijo v spremembo genov ali celo na pojav novih vrst.

Evolucijski faktorji lahko poimenujete vse procese ali pojave. Med njimi moramo omeniti mutacije, izolacijo, odvajanje genov, Populacijski valovi, ki spreminjajo genetsko ličenje.

Velikost katere koli populacije se nenehno spreminja. Razlogi za to so različni biotični in abiotični učinki. Takšna nihanja v velikosti populacije so periodične narave. Torej, po povečanju števila posameznikov v populaciji, se zmanjša. Leta 1905 je SS Chetverikov imenoval te vzorce populacijskih valov. Če navajate primere populacijskih valov, je to lahko nihanje števila žrtev plenilcev, vzrejo kobilic ali kuncev v Avstraliji. Primeri so tudi izbruhi lemmingsov v epidemiji Arktike ali kuge, ki so bili v preteklosti zabeleženi v Evropi.

Karakteristike "življenjskih valov"

Ti valovi so značilni za vse žive organizme. Lahko so občasni in neperiodični. Periodični se najpogosteje pojavljajo pri kratkotrajnih organizmih - v insektih, letnih rastlinah, pa tudi pri večini mikroorganizmov in gliv. Najbolj preprost primer lahko sezonske spremembe v številu.

Neperiodični populacijski valovi so odvisni od kombinacije več kompleksnih dejavnikov. Praviloma se ne nanašajo na eno, temveč na več vrst živih organizmov v biogeocenozi, zato lahko vodijo k radikalnemu prestrukturiranju.

Med spremembami števila posameznikov v populaciji bi bilo treba izpostaviti nenaden pojav določenih vrst organizmov na novih območjih, kjer njihovi naravni sovražniki niso prisotni. Prav tako je treba omeniti ostre nekciklične spremembe v številu, ki so povezane z naravnimi "katastrofami" in se lahko manifestirajo z uničenjem biogeocenoze ali celotne pokrajine. Tako lahko več suhih poletnih obdobij spremeni pomembno območje - povzroči izgled travniške vegetacije v močvirju in veliko suhih travnikov.

Če določite vzroke populacijskih valov, je treba spomniti ne le odnos živih organizmov med seboj in z okoljskimi dejavniki, temveč tudi vpliv človeka.

Evolucijski pomen "valov življenja"

V primerih, ko se prebivalstvo katere koli populacije močno zmanjša, lahko le nekaj posameznikov ostane. Hkrati imajo pogostost geni (aleli) se razlikuje od tistega v prvotni populaciji. Če se po močnem upadanju prebivalstva prebivalstvo močno dvigne, potem ostaja majhna skupina organizmov, ki povzročajo nov izbruh prebivalstva. Zato je mogoče trditi, da populacijski valovi vplivajo na gensko skupino, saj genotip te skupine določa gensko strukturo celotne populacije.

Hkrati se množica mutacij v populaciji in njihova koncentracija precej nenamerno spremeni. Torej, del mutacij popolnoma izgine in nekateri nenadoma rastejo. Če posplošimo, lahko rečemo, da so populacijski valovi kot evolucijski dejavnik izredno pomembni, saj je intenzivna selekcija glavni dobavitelj evolucijskega materiala, ko se redke mutacije nadomestijo z izbiro.

Poleg tega lahko življenjski vali začasno prinesejo več mutacij ali genotipov v drugo abiotično ali biotično okolje. Kljub temu pa celo kombinacija populacijskih valov in mutacij ne zagotavlja evolucijskega procesa. Potrebujete dejanje faktorja, ki vpliva na eno smer (to je, na primer, izolacija).

Učinek izolacije na velikost populacije

Ta dejavnik je izjemno pomemben v evolucijskem načrtu, saj povzroča nastanek novih znakov v pogojih iste vrste in ne omogoča medsebojnega križanja različnih vrst. Treba je omeniti, da je najpogosteje geografska izolacija. Njeno bistvo leži v dejstvu, da je edino območje zlomljeno in prehod posameznikov z različnih delov postane nemogoč ali težak.

Treba je opozoriti, da se v izolirani populaciji razvijejo naključne mutacije in zaradi naravne selekcije njegov genotip postaja vedno bolj raznolik. Poleg tega obstaja ekološka izolacija in različni biološki mehanizmi, ki preprečujejo, da bi posamezniki različnih vrst prosto medbrizgali. Primer lahko pomenijo različne nastavitve glede kraja ali časa prehoda, kot tudi na primer odlično vedenje ali različno strukturo spolnih organov pri živalih, kar postane dodatna ovira za prehod.

Če posplošimo, lahko rečemo, da različne vrste izolacije prispevajo k nastanku novih vrst, hkrati pa ohranjajo genetsko strukturo vrste.

Drift genov

Naključna sprememba števila genov pri kateri koli majhni populaciji ima lahko opazne posledice, saj lahko povzroči spremembo frekvence alelov. Naključne spremembe v frekvenci alelov imenujemo genski drift. Ta proces ima neusmerjen znak. Prvič so ga odkrili genetiki NP Dubinin in DD Romashov.

Potrditev naključnosti premika genov je dobil S. Wright. Prešel je ženske in Drosophila moške v laboratorijskih pogojih, ki so bili heterozigotni za določen gen. Po tem smo dobili potomstvo z normalno in mutantno koncentracijo gena, kar je bilo 50%. Po več generacijah so nekateri posamezniki postali homozigotni za mutantni gen, nekateri celo izgubili, drugi del posameznikov pa je imel mutantni in normalen gen.

Opozoriti je treba, da je mutantni alel, tudi z zmanjšano sposobnostjo preživetja mutantnih posameznikov in pod vplivom naravne selekcije, zmožen popolnoma zamenjati normalno, kar povzroča specifične populacijske valove.

Etologija populacijskih valov

Od vseh razlogov, ki lahko vplivajo na količinske značilnosti prebivalstva, vodilni kraj zasedajo podnebne razmere, biotski dejavniki Tako so dodeljeni v drugem načrtu. Z nizko raznolikostjo vrst je število posameznikov v populaciji odvisno od vremena, kemične sestave okolja in stopnje kontaminacije.

Opozoriti je treba, da so vzroki populacijskih valov, ki predhodno določajo spremembo velikosti populacije, odvisni od njene gostote ali vpliva ne glede na ta parameter.

Abiotski in antropogeni dejavniki praviloma niso odvisni od tega gostota prebivalstva. Biotski vpliv je bolj odvisen od tega. Treba je omeniti teritorialno vedenje, ki je v času evolucije najučinkovitejši mehanizem, ki omejuje rast števila posameznikov v populaciji. Torej, dejavnost posameznikov je omejena na ustrezen prostor. S povečanjem števila intraspecialna konkurenca za vire ali neposredno nasprotovanje (napad na konkurente).

Populacijski valovi so odvisni tudi od vedenjskih reakcij, ki z veliko populacijsko velikostjo zaznamujejo pojav množičnega migracijskega instinkta. Razvije se lahko tudi stresni odziv, pri katerem posamezniki razvijejo take fiziološke značilnosti, ki zmanjšujejo plodnost in prispevajo k večji umrljivosti. Tako je razdeljena oogeneza in spermatogeneza proces, več primerov spontanih splavov, zmanjša število posameznikov v eno generacijo in povečanje v puberteti. Poleg tega se zmanjša skrbi za svoje mlade nagon, vedenjskih sprememb - večje agresivnosti, lahko kanibalizem je treba upoštevati in neustrezen odziv na nasprotnega spola, ki v končni fazi zmanjšuje velikost populacije.

Posebnosti sprememb števila prebivalcev

Številni okoljski procesi, ki so povezani s porazdelitvijo prebivalstva na območju ali z lokalnim izbruhom prebivalstva, spominjajo na vrste valov, ki so, kot je bilo omenjeno zgoraj, imenovane »valovi življenja«. Tipičen primer je nenaden porast števila škodljivcev žuželk v omejenem gozdnem območju. Pod ugodnimi pogoji lahko žuželke zajemajo vedno več novih ozemelj, kar je tipična slika povečanja njihove gostote ali širjenja tako imenovanega prebivalstva. Poznavanje značilnosti mobilnosti in določenih značilnosti populacije je mogoče enostavno izračunati hitrost širjenja tega vala in možne metode boja.

Podobno lahko označimo epidemične valove, zato se ta teorija uspešno uporablja za določitev narave širjenja različnih bolezni in hitrosti tega procesa.

Poleg tega je treba omeniti populacijske genetske valove, ki opisujejo naravo porazdelitve določenega gena v območju, ki ga zaseda posamezna populacija.

Mehanizem delovanja populacijskih valov

Populacijske valove je mogoče označiti z uporabo vzorčnega primera. Torej, v zaprti škatli je 500 črnih in enako število belih kroglic, kar ustreza pogostnosti alelov P-0,50. Če naključno izbrišete 10 kroglic in predpostavljate, da ima 4 od njih črno barvo in 6 je belo, potem bo alelna frekvenca 0,40 in 0,60.

Če bomo povečali število krogel v 100-krat s 400 črno in 600 belih, in nato ponovno sprejme vse naključno 10, potem je verjetno, da bo njihova barva razmerje bistveno drugačen od izvirnika, na primer 2 črno in 8 belo. Frekvenca alela bo P -0,20 in P-0,80. Če vzamemo tretji vzorec, obstaja možnost, da se 9 bele kroglice sestavljen iz 10 izvoljeni, ali celo vse od njih bo imel belo barvo.

V tem primeru lahko sodimo naključne spremembe frekvence alelov v naravnih populacijah, ki lahko zmanjšajo ali povečajo koncentracijo določenega gena.