Sub acțiunea factorilor elementari din fondul genetic, se modifică frecvența anumitor gene, ceea ce duce la o modificare a genotipului și fenotipului populației, iar la expunerea prelungită la selecția naturală are loc diferențierea acesteia.
Ce este microevoluția
Microevoluție - se modifică populația sub influența factorilor evolutivi, care pot duce la o modificare a fondului genetic sau chiar la apariția unei noi specii.
Factorii evoluției pot fi numiți orice proces sau fenomen. Printre acestea se numără mutațiile, izolarea, deriva genetică, valuri de populație care modifică compoziția genetică.
Mărimea oricărei populații este în continuă schimbare. Motivele pentru aceasta sunt diverse influențe de natură biotică și abiotică. Astfel de fluctuații ale populației sunt periodice. Deci, după o creștere a numărului de indivizi dintr-o populație, aceasta scade. În 1905, S. S. Chetverikov a numit această regularitate valuri de populație. Dacă dați exemple de valuri de populație, atunci acestea pot fi fluctuații ale numărului de prădători, reproducerea lăcustelor sau iepurilor în Australia. Un alt exemplu este focarele de lemmingEpidemii arctice sau de ciumă care au fost înregistrate în Europa în trecut.
Caracteristic pentru „valurile vieții”
Aceste valuri sunt caracteristice tuturor organismelor vii. Ele pot fi periodice sau neperiodice. Periodic se observă cel mai adesea la organismele cu viață scurtă - la insecte, plante anuale, precum și la majoritatea microorganismelor și ciupercilor. Cel mai simplu exemplu ar fi schimbările sezoniere ale numerelor.
Valurile populației neperiodice depind de o combinație de mai mulți factori complecși. De regulă, ele privesc nu unul, ci mai multe tipuri de organisme vii într-o biogeocenoză, prin urmare pot duce la o restructurare radicală.
Dintre modificările numărului de indivizi dintr-o populație, trebuie evidențiată apariția bruscă a anumitor specii de organisme în zone noi în care inamicii lor naturali sunt absenți. De asemenea, trebuie menționate schimbările neciclice abrupte ale populației, care sunt asociate cu „catastrofe” naturale și se pot manifesta prin distrugerea biogeocenozei sau a întregului peisaj. Deci, mai multe perioade secetoase de vară pot schimba o zonă semnificativă - provoacă apariția vegetației de luncă în mlaștini și un număr mare de pajiști uscate.
Dacă indicați cauzele valurilor de populație, atunci merită să ne amintim nu numai relația organismelor vii între ele și cu factorii de mediu, ci și influența omului.
Semnificația evolutivă a „valurilor vieții”
În cazurile în care dimensiunea oricărei populații este redusă drastic, pot rămâne doar câțiva indivizi. În același timp, frecvența lor de gene (alele) este diferită de cea care a fost în populația originală. Dacă după o scădere bruscă a numărului de indivizi din populație are loc o creștere bruscă, atunci începutul unui nou focar de creștere a numărului de indivizi din populație este dat de un grup mic de organisme care a rămas. De aceea se poate susține că valurile populației afectează fondul genetic, deoarece genotipul unui anumit grup determină structura genetică a întregii populații.
În același timp, setul de mutații din populație și concentrarea acestora se schimbă dramatic din întâmplare. Deci, o anumită parte a mutațiilor dispar cu totul, iar unele cresc brusc. Pentru a rezuma, putem spune că valurile populației ca factor evolutiv sunt extrem de importante, deoarece, în condiția selecției intensive, ele sunt principalul furnizor de material evolutiv, atunci când selecției înlocuiesc mutațiile rare.
În plus, valurile vieții sunt capabile să aducă temporar o serie de mutații sau genotipuri într-un alt mediu abiotic sau biotic. În ciuda acestui fapt, chiar și o combinație de valuri de populație și mutații nu asigură procesul evolutiv. Aveți nevoie de acțiunea unui factor care afectează într-o direcție (aceasta este, de exemplu, izolarea).
Impactul izolării asupra dimensiunii populației
Acest factor este extrem de important din punct de vedere evolutiv, deoarece provoacă apariția de noi trăsături în condițiile unei specii și împiedică încrucișarea diferitelor specii între ele. Este de remarcat faptul că izolarea geografică este cel mai des observată. Esența lui constă înfaptul că singura zonă este ruptă, în timp ce intersecția unor indivizi din diferite părți ale acesteia devine imposibilă sau dificilă.
Este de remarcat faptul că, într-o populație izolată, mutațiile se dezvoltă aleatoriu și, ca urmare a selecției naturale, genotipul său devine din ce în ce mai divers. În plus, există izolarea ecologică și diverse mecanisme biologice care împiedică indivizii diferitelor specii să se încrucișeze în mod liber. Un exemplu ar fi preferințele diferite cu privire la locul sau timpul încrucișării, precum și, de exemplu, un comportament diferit sau o structură diferită a organelor genitale la animale, ceea ce devine un obstacol suplimentar în calea încrucișării.
Rezumând, diferite tipuri de izolare promovează formarea de noi specii, dar în același timp ajută la menținerea structurii genetice a speciei.
Drift genetic
O modificare aleatorie a numărului de gene în orice populație mică poate avea consecințe semnificative, deoarece poate duce la o schimbare a frecvenței alelelor. Modificările aleatorii ale frecvenței alelelor se numesc derivă genetică. Acest proces este nedirecțional. A fost descoperit pentru prima dată de geneticienii N. P. Dubinin și D. D. Romashov.
S. Wright a primit confirmarea cu privire la caracterul aleatoriu al derivei genetice. În laborator, el a încrucișat Drosophila feminină și masculină, care erau heterozigote pentru o anumită genă. După aceea, s-au obținut descendenți cu o concentrație a genei normale și mutante, care a fost de 50%. Printimp de câteva generații, unii indivizi au devenit homozigoți pentru gena mutantă, unii au pierdut-o cu totul, iar o altă parte a indivizilor avea atât gena mutantă, cât și gena normală.
De remarcat că, chiar și cu o viabilitate redusă a indivizilor mutanți și sub influența selecției naturale, alela mutantă ar putea să o înlocuiască complet pe cea normală, provocând valuri specifice populației.
Etiologia valurilor populației
Dintre toate motivele care pot afecta caracteristicile cantitative ale populației, locul fruntaș este ocupat de condițiile climatice, în timp ce factorii biotici sunt relegați pe plan secund. Cu o diversitate scăzută a speciilor, numărul de indivizi din populație depinde de vreme, de compoziția chimică a mediului, precum și de gradul de poluare.
Este de remarcat faptul că cauzele valurilor de populație, care predetermină modificarea dimensiunii populației, depind de densitatea sau influența acesteia independent de acest parametru.
Factorii abiotici și antropici, de regulă, nu depind de densitatea populației. Influența biotică este mai dependentă de ea. De remarcat comportamentul teritorial, care în cursul evoluției este cel mai eficient mecanism care limitează creșterea numărului de indivizi dintr-o populație. Deci, activitatea indivizilor este limitată la spațiul corespunzător. Odată cu creșterea numărului, se dezvoltă competiția intraspecifică pentru resurse sau antagonismul direct (atacuri asupra concurenților).
Valurile populației depind și de comportamentreactii care, cu o populatie mare, se caracterizeaza prin aparitia unui instinct de migratie in masa. Se poate dezvolta, de asemenea, un răspuns la stres, în care indivizii dezvoltă caracteristici fiziologice care reduc fertilitatea și cresc mortalitatea. Deci, procesul de oogeneză și spermatogeneză este perturbat, cazurile de avorturi spontane devin mai frecvente, numărul de indivizi dintr-o generație scade și perioada de pubertate crește. În plus, scade instinctul de îngrijire a urmașilor, se schimbă comportamentul - crește agresivitatea, se poate observa canibalismul și o reacție inadecvată față de persoanele de sex opus, ceea ce reduce în cele din urmă populația.
Caracteristici ale modificărilor numărului de populații
Multe procese ecologice asociate cu răspândirea unei populații pe o zonă sau cu un focar local de numere seamănă cu valuri deosebite, care, după cum am menționat mai sus, sunt numite „valuri ale vieții”. Un exemplu tipic este o creștere bruscă a numărului de insecte dăunătoare într-o zonă limitată a pădurii. În condiții favorabile, insectele sunt capabile să captureze tot mai multe teritorii noi, ceea ce este o imagine tipică a creșterii densității lor sau a răspândirii așa-numitului val populațional. Cunoscând caracteristicile mobilității și anumite trăsături ale populației, se poate calcula cu ușurință viteza de propagare a acestui val și posibilele metode de control.
În mod similar, valurile epidemice pot fi caracterizate, așa că această teorie este cu succesfolosit pentru a determina natura răspândirii diferitelor boli și viteza acestui proces.
În plus, ar trebui să menționăm undele genetice ale populației, care descriu natura distribuției unei anumite gene pe suprafața ocupată de o anumită populație.
Mecanismul de acțiune al valurilor populației
Valurile de populație pot fi caracterizate folosind un exemplu de model. Deci, într-o cutie închisă sunt 500 de bile negre și același număr de bile albe, ceea ce corespunde cu frecvența alelelor P-0, 50. Dacă scoatem 10 bile la întâmplare și presupunem că 4 dintre ele sunt negre și 6 sunt albe., apoi, respectiv, frecvența alelelor va fi 0,40 și 0,60.
Dacă creșteți numărul de bile de 100 de ori adăugând 400 de bile negre și 600 de albe și apoi ridicați din nou aleatoriu oricare 10, atunci este probabil ca raportul lor de culoare să difere semnificativ de cel original, de exemplu, 2 negre si 8 albe. În acest caz, frecvența alelelor va fi P-0,20 și, respectiv, P-0,80. Dacă luăm a treia probă, atunci există șansa ca 9 bile albe să fie extrase din 10 selectate, sau chiar toate să fie extrase. fii alb.
Fluctuațiile aleatorii ale frecvenței alelelor în populațiile naturale pot fi judecate din acest exemplu, care poate reduce sau crește concentrația unei anumite gene.
