Естественный отбор и его формы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА И.Г.ПЕТРОВСКОГО

(БГУ)

Факультет естественно-географического университета

РЕФЕРАТ

на тему:

Естественный отбор и его формы

Работу выполнила

Студентка 1 курса 7 группы

Давыдова М.С.

Проверил:

Доцент кафедры экологии

Борздыко Е.В.

Брянск 2011

Содержание

Введение

1. Предпосылки возникновения теории Чарльза Дарвина

2. Учение Чарльза Дарвина о естественном отборе

3. Формы естественного отбора

3.1 Движущая форма отбора

3.2 Стабилизирующая форма отбора

3.3 Дизруптивный (разрывающий) отбор

3.4 Половой отбор

Заключение

Список литературы

Введение

В любом биогеоценозе противоречия между особями одного или разных видов разрешаются в борьбе за существование. Закономерным результатом борьбы за существование является гибель одних особей популяции, выживание и размножение других, т.е. естественный отбор. Принцип естественного отбора Ч. Дарвина имеет основополагающее значение в эволюционной теории. Естественный отбор является ведущим, направляющим, движущим фактором эволюционного развития органического мира.

Факторами отбора служат условия внешней среды, точнее - весь комплекс абиотических и биотических условий среды. В зависимости от этих условий естественный отбор действует в разных направлениях и приводит к неодинаковым эволюционным результатам. Учёные в настоящее время различают несколько форм естественного отбора (движущий, стабилизирующий, дизруптивный, половой), которые будут рассмотрены в этой работе. форма естественный отбор

Цель моей работы раскрыть понятие естественного отбора в концепции теории Дарвина.

Для достижения поставленной цели необходимо решить две основные задачи: 1.Выяснить суть теории Чарльза Дарвина. 2.Рассмотреть общую характеристику о естественном отборе. 3. Рассмотреть несколько форм естественного отбора.

Изучение эволюционной теории важно не только потому, что она создаёт основу для понимания естественных процессов, протекающих в природе. Знание её позволяет разумно выбирать пути хозяйственной деятельности человека в широком смысле этого слова.

1. Предпосылки возникновения теории Чарльза Дарвина

В XIX веке великий английский учёный Чарльз Дарвин предложил и обосновал научную теорию эволюции живой природы. Он создал её путём синтеза огромного количества фактов из различных областей биологической науки и данных сельскохозяйственной практики по выведению новых пород животных и сортов культурных растений. Учение Дарвина об эволюции живой природы получило название дарвинизма. Основная задача его - познание закономерностей исторического развития органического мира. В число главных проблем дарвинизма входит изучение движущих сил (факторов), направлений и результатов эволюции. Дарвинизм нарду с большим теоретическим значением имеет и практическое, ибо указывает пути изменения живых организмов на пользу человеку (в сельском хозяйстве и многих других отраслях народного хозяйства, а также в медицине).

Эволюционная идея в биологии начала формироваться ещё в конце XVIII века. Однако впервые целостная эволюционная концепция была сформулирована в самом начале XIX века крупным французским учёным Жаном-Батистом Ламарком. В своей знаменитой книге «Философия зоологии» он доказывал изменчивость видов и сам факт эволюции. Однако Ламарк допустил серьёзные ошибки, прежде всего в понимании движущей силы эволюционного процесса, выводя из якобы присущего организмам стремления к совершенству. Он также неверно связывал причины возникновения приспособленности с прямым или косвенным воздействием на организм окружающей среды, что продлило необоснованное представление о наследовании приобретённых признаков. Также в это время высказывали свои идеи об изменчивости видов и возможности их эволюционного происхождения К. Ф. Рулье, который был одним из немногих биологов, высоко оценивших сильные стороны учения Ламарка. Известный русский мыслитель и общественный деятель того времени А.И. Герцен также поддерживал эволюционную идею. Английский натуралист Альфред Уоллес, выступавший одновременно с Ч. Дарвином независимо от него с теорией естественного отбора. Внес большой вклад в пропаганду дарвинизма и его развитие.

В конце XVIII - начале XIX века успехи наук, по образному выражению Энгельса, пробили «брешь» в метафизическом воззрении на природу.

При изучении ископаемых растений и животных было установлено, что в давно прошедшие времена Землю населяли виды, не похожие на современные, и низкоорганизованные виды последовательно сменялись более высокоорганизованными. Этим открытия никак не согласовывались с учением о неизменяемости органического мира и сотворении его богом. Успехи наук выведение новых пород животных и сортов растений, материалы заморских экспедиций - всё это подготовило почву, на которой могло возникнуть учение о происхождении видов. Нужен был гениальный ум, который обобщил бы и переработал все накопленные разнородные факты в свете определённой идеи и создал стройную систему рассуждений. Таким учёным оказался Чарльз Дарвин.

Дарвин совершил на корабле «Бигл» кругосветное путешествие. Он исследовал геологическое строение, флору и фауну посещённых стран. Наблюдения привели Чарльза Дарвина к сомнению в неизменности видов и создании каждого из них к сомнению в неизменности видов и создании каждого из них богом для определённого места и цели. Постепенно крепло убеждение в неизменяемости видов и происхождении их друг от друга. Во время кругосветного путешествия Дарвин сделал первые заметки о происхождении видов. В пути он прочитал книгу по геологии Чарльза Лайеля, в которой указывалось, что Земля медленно и непрерывно изменяется в результате геологических процессов, а не в результате всемирных катастроф. Эти и другие данные со временем убедили Дарвина в существовании эволюции.

После путешествия Дарвин в течение 20 лет упорно работал над созданием эволюционной теории и опубликовал её в труде «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь»(1859). Он высказывал своё заключение, что механизмом, лежащим в основе эволюции, является естественный отбор. (Полянский 1986, Аллен 1981, Беляев 1999).

2.Учение Чарльза Дарвина о естественном отборе

Дарвин писал « Я не усматриваю предела деятельности этой силы, медленно и прекрасно приспосабливающей каждую форму к самым сложным жизненным отношениям». В ходе естественного отбора основное значение имеет фенотип организма: окраска, способность быстро перемещаться, устойчивость к действию высоких или низких температур. Следовательно, виды изменяются в процессе приспособления к условиям внешней среды. Движущей силой изменения видов, т.е. эволюции, является естественный отбор. Материалом для отбора служит наследственная (индивидуальная, мутационная) изменчивость. Наследственные изменения у особей одной популяции идут в различных направлениях и могут быть самыми разнообразными в одних и тех же условиях среды.

Вредные изменения снижают плодовитость особей, уменьшают их выживаемость и численность.

Полезные изменения дают особям преимущество в выживании, хотя бы и минимальное. Особи, обладающие ими, по словам Дарвина, «будут иметь больше шансов на сохранение и размножение своего рода». Сами по себе они не создают нового вида, это только материал для эволюции. Дарвин указывал, что значение некоторых изменений пока неизвестно, и потому они представляются нейтральными. Вероятно, между нейтральными, полезными и вредными признаками существует связь, и все они могут сыграть определённую роль в эволюции, подпасть под контроль естественного отбора.

Из поколения в поколение особи с полезными в определённых условиях среды наследственными изменениями преимущественно сохраняются в борьбе за существование и оставляют после себя плодовитое потомство. Наоборот, особи с вредными в тех же условиях наследственными изменениями оставляют всё более и более малочисленное и слабое потомство, что в конце концов может привести к вымиранию вида.

Естественным отбором называют процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство преимущественно особи с полезными в данных условиях наследственными изменениями.

Дарвин предупреждал, что естественный отбор не есть «сознательный выбор со стороны животных, испытывающих изменение». Роль отбирающего фактора играют условия среды. Выражение «естественный отбор» Дарвин употреблял ради краткости речи в метафорическом смысле, чтобы обозначить результат действия естественных законов.

Отбор начинается внутри популяции. Каждая природная популяция представляет сбой группу особей одного вида с несколько различающимися генотипами, следовательно, и с различными морфологическими признаками и физиологическими свойствами. Чем разнообразнее популяция по генотипам особей и их признакам, тем эффективнее действует естественный отбор.

За последнее время обнаружены популяции различных видов насекомых и клещей, устойчивых к ядохимикатам, от которых они ранее гибли. Возникновение таких популяций объясняется появлениям мутаций, обострением внутривидовой борьбы (из-за усиления борьбы с неблагоприятными условиями) и действием естественного отбора. На особей популяции ядохимикаты действуют неодинаково, так как у некоторых из них возникли мутации, способствующие к повышению устойчивости к яду. Эти мутации в результате скрещивания особей распространяются в популяции, а естественный отбор сохраняет их, что в конечном счёте ведёт к возникновению новой популяции, на которую данный химикат не действует. Внутри популяции идёт отбор особей, которые имеют более плодовитое потомство. Отбор всегда имеет направленный характер, он совершенствует приспособления к условиям существования.

Естественному отбору подвергаются совершено неуловимые для человека особенности организмов. Любое самое маловажное, но полезное в борьбе за существование наследственное изменение может подхватываться естественным отбором, накапливаться и усиливаться в каждом последующем поколении и закрепляться при условии успешного размножения особей, обладающих этим полезным изменением.

Следовательно, естественный отбор действует через сохранение и накопление полезных для популяции и вида в целом наследственных изменений, создавая новые, лучше других, приспособленные к среде и оставляющие потомство особи. В борьбе за существование такие особи погибают реже. Дарвин выделил три основные формы борьбы за существование: а) межвидовую, б) внутривидовую, в) борьбу с неблагоприятными условиями внешней среды.

Под межвидовой борьбой следует понимать конкуренцию особей разных видов. Особой остроты межвидовая борьба достигает в тех случаях, когда противоборствуют виды, обитающие в сходных экологических условиях и использующие одинаковые источники питания. В результате межвидовой борьбы происходит либо вытеснение одного из противоборствующих видов, либо приспособление видов к разным условиям в пределах единого ареала, либо, наконец, их территориальное разобщение. Примеры межвидовой борьбы многочисленны. И волки, и лисы охотятся на зайцев. Между волками и зайцами, а также между лисами и зайцами идёт напряжённая борьба за существование. Отсутствие добычи обрекает хищников на голод и гибель. В то же время между хищниками - волками и лисами - тоже существует конкуренция за пищу. Это не значит, что они непосредственно вступают в борьбу друг с другом, но успехи одного означает неуспех другого. Травоядные животные смогут выжить и оставить потомство только в том случае, если они сумеют избежать хищников и будут обеспечены пищей. Но растительностью питаются разные виды млекопитающих, а кроме того, насекомые и моллюски: что досталось одному, не достаётся другому. Существование трав, в свою очередь, зависит не только от поедания их животными, но и от других условий - опыления цветков насекомыми, конкуренции с другими растениями за свет влагу и т.д. Формой межвидовой борьбы является паразитизм: паразиты ослабляют организм хозяина, делают его менее конкурентоспособным. Межвидовая борьбы, таким образом, ведёт к экологическому и географическому разобщению видов.

В приведённых примерах напряжённость борьбы между видами ослабляется тем, что, как правило, организмы имеют не один, а несколько источников питания. Например, лиса питается не только зайцами, но и мышами, и птицами. У особей же одного вида потребности в пище, территории и других условия существования одинаковы. Поэтому конкуренция между ними особенно остра. Дарвин считал внутривидовую борьбу самой напряжённой, обосновывая это тем, что они обладают сходными признаками и испытывают одинаковые потребности. Например, птицы одного вида конкурируют из-за мест гнездования. Самцы многих видов млекопитающих и птиц в период размножения вступают друг с другом в борьбу за возможность обзавестись семьёй.

Естественный отбор может осуществляться и без непосредственной конкуренции, например вследствие действия неблагоприятных факторов среды. Способность переносить низкие и высокие температуры, воздействие других параметров среды также приводит к переживанию более приспособленных или к их успешному размножению. Например, в сильные морозы гибнет много растений, увеличивается смертность среди животных, обитающих в почве (кроты, дождевые черви), погибает рыба. Семена растений нередко заносятся в неблагоприятные места обитания и не прорастают.

Все формы борьбы за существование сопровождаются гибелью огромного количества организмов или приводят к тому, что часть их не оставляет потомство. Выживают в этой борьбе наиболее приспособленные, т.е. путём естественного отбора.

Естественный отбор играет творческую роль в природе: из ненаправленных наследственных изменений отбираются те, которые могут привести к образованию новых групп особей, более совершенных в данных условиях существования.

Естественный отбор - главная движущая сила процесса эволюции. Он протекает успешнее при широком расселении вида, которое ведёт к увеличению числа популяций и повышению разнообразия их генного состава. При таких условиях возможности отбора расширяются. В различные сезоны года и в разные годы меняются интенсивность и направление естественного отбора. Это связано с биологией особей и колебаниями условий существования.

Вообще, в могучую силу отбора поверили лишь тогда, когда человек сам стал активно влиять на окружающую среду. (Полянский 1986, Рувинский 1993, Мамонтов 2003).

3. Характеристика форм естественного отбора

3.1 Движущая форма отбора

Естественный отбор всегда ведет к увеличению средней приспособленности популяций. Изменение внешних условий может приводить к изменению приспособленности отдельных генотипов. В ответ на эти изменения, естественный отбор, используя огромный запас генетического разнообразия по множеству разных признаков, ведет к значительным сдвигам в генетической структуре популяции. Если внешняя среда меняется постоянно в определенном направлении, то естественный отбор меняет генетическую структуру популяции таким образом, чтобы ее приспособленность в этих меняющихся условиях оставалась максимальной. При этом меняются частоты отдельных аллелей в популяции. Меняется и средние значения приспособительных признаков в популяциях. В ряду поколений прослеживается их постепенное смещение в определенном направлении. Такую форму отбора называют движущим отбором.

Движущий отбор приводит генетический состав популяций в соответствие изменениям во внешней среде так, чтобы средняя приспособленность популяций была максимальной.

Классическим примером движущего отбора является эволюция окраски у березовой пяденицы. Окраска крыльев этой бабочки имитирует окраску покрытой лишайниками коры деревьев, на которых она проводит светлое время суток. Очевидно, такая покровительственная окраска сформировалась за многие поколения предшествующей эволюции. Однако с началом индустриальной революции в Англии это приспособление стало терять свое значение. Загрязнение атмосферы привело к массовой гибели лишайников и потемнению стволов деревьев. Светлые бабочки на темном фоне стали легко заметны для птиц. Начиная с середины XIX века, в популяциях березовой пяденицы стали появляться мутантные темные (меланистические) формы бабочек. Частота их быстро возрастала. К концу XIX века некоторые городские популяции березовой пяденицы почти целиком состояли из темных форм, в то время как в сельских популяциях по-прежнему преобладали светлые формы. Это явление было названо индустриальным меланизмом. Ученые обнаружили, что в загрязненных районах птицы чаще поедают светлые формы, а в чистых - темные. Введение ограничений на загрязнение атмосферы в 1950-х годах привело к тому, что естественный отбор вновь изменил направление, и частота темных форм в городских популяциях начала снижаться. В наше время они почти так же редки, как и до начала индустриальной революции.

Движущий отбор приводит генетический состав популяций в соответствие изменениям во внешней среде так, чтобы средняя приспособленность популяций была максимальной. На острове Тринидад рыбки гуппи обитают в разных водоемах. Множество тех, что живут в низовьях речек и в прудах гибнет в зубах хищных рыб. В верховьях жизнь для гуппи гораздо спокойней - там мало хищников. Эти различия во внешних условиях привели к тому, что «верховые» и «низовые» гуппи эволюционировали в разных направлениях. «Низовые», находящиеся под постоянной угрозой истребления, начинают размножаться в более раннем возрасте и производят множество очень мелких мальков. Шанс на выживание каждого из них очень невелик, но их очень много и некоторые из них успевают размножиться. «Верховые» достигают половой зрелости позднее, их плодовитость ниже, но потомки крупнее. Когда исследователи переносили «низовых» гуппи в незаселенные водоемы в верховьях речек, они наблюдали постепенное изменение типа развития рыбок. Через 11 лет после перемещения они стали значительно крупнее, вступали в размножение позже и производили меньшее количество, но более крупных потомков.

Движущая форма естественного отбора приводит к закреплению новой нормы реакции организма, которая соответствует изменившимся условиям окружающей среды. Отбор всегда идёт по фенотипам, но вместе с фенотипом отбираются и генотипы, их обусловливающие. Необходимо подчеркнуть, что любая адаптация никогда не бывает абсолютной. Приспособление всегда относительно в связи с постоянной изменчивостью организмов и условий среды.

Движущая форма естественного отбора играет решающую роль в приспособлении живых организмов к меняющимся во времени внешним условиям. Она же обеспечивает широкое распространение жизни, ее проникновение во все возможные экологические ниши. Ошибочно думать, однако, что в стабильных условиях существования естественный отбор прекращается. В таких условиях он продолжает действовать в форме стабилизирующего отбора. (Рувинский 1993, evolution2.narod.ru).

3.2 Стабилизирующий отбор

Стабилизирующий отбор сохраняет то состояние популяции, которое обеспечивает ее максимальную приспособленность в постоянных условиях существования. В каждом поколении удаляются особи, отклоняющиеся от среднего оптимального значения по приспособительным признакам.

Описано множество примеров действия стабилизующего отбора в природе. Например, на первый взгляд кажется, что наибольший вклад в генофонд следующего поколения должны вносить особи с максимальной плодовитостью. Однако наблюдения над природными популяциями птиц и млекопитающих показывают, что это не так. Чем больше птенцов или детенышей в гнезде, тем труднее их выкормить, тем каждый из них меньше и слабее. В результате наиболее приспособленными оказываются особи со средней плодовитостью.

Отбор в пользу средних значений был обнаружен по множеству признаков. У млекопитающих новорожденные с очень низким и очень высоким весом чаше погибают при рождении или в первые недели жизни, чем новорожденные со средним весом. Учет размера крыльев у птиц, погибших после бури, показал, что большинство из них имели слишком маленькие или слишком большие крылья. И в этом случае наиболее приспособленными оказались средние особи.

В чем причина постоянного появления малоприспособленных форм в постоянных условиях существования? Почему естественный отбор не способен раз и навсегда очистить популяцию от нежелательных уклоняющихся форм? Причина не только и не столько в постоянном возникновении все новых и новых мутаций. Причина в том, что часто наиболее приспособленными оказываются гетерозиготные генотипы. При скрещивании они постоянно дают расщепление и в их потомстве появляются гомозиготные потомки со сниженной приспособленностью. Это явление получило название сбалансированный полиморфизм.

Наиболее широко известным примером такого полиморфизма является серповидно-клеточная анемия. Это тяжелое заболевание крови возникает у людей гомозиготных по мутантному аллелю гемоглобина (Hb^S) и приводит к их гибели в раннем возрасте. В большинстве человеческих популяций частота этого аллеля очень низка и приблизительно равна частоте его возникновения за счет мутаций. Однако он довольно часто встречается в тех районах мира, где распространена малярия. Оказалось, что гетерозиготы по Hb^S имеют более высокую устойчивость к малярии, чем гомозиготы по нормальному аллелю. Благодаря этому в популяциях, населяющих малярийные районы, создается и стабильно поддерживается гетерозиготность по этому летальному в гомозиготе аллелю.

Стабилизирующий отбор является механизмом накопления изменчивости в природных популяциях. Первым на эту особенность стабилизирующего отбора обратил внимание выдающийся ученый И.И. Шмальгаузен. Он показал, что даже в стабильных условиях существования не прекращается ни естественный отбор, ни эволюция. Даже оставаясь фенотипически неизменной, популяция не перестает эволюционировать. Её генетический состав постоянно меняется. Стабилизирующий отбор создает такие генетические системы, которые обеспечивают формирование сходных оптимальных фенотипов на базе самых разнообразных генотипов. Такие генетические механизмы как доминирование, эпистаз, комплементарное действие генов, неполная пенетрантность и другие средства скрывания генетической изменчивости обязаны своим существованием стабилизирующему отбору.

Здесь важно отметить, что постоянство условий не означает их неизменности. В течение года экологические условия регулярно меняются. Стабилизирующий отбор адаптирует популяции к этим сезонным изменениям. К ним приурочиваются циклы размножения, таким образом, чтобы молодняк рождался в тот сезон года, когда ресурсы пищи максимальны. Все отклонения от этого оптимального, воспроизводимого из года в год цикла, устраняются стабилизирующим отбором. Потомки, родившиеся слишком рано, гибнут от бескормицы, слишком поздно - не успевают подготовиться к зиме. Как животные и растения узнают о наступлении зимы? По наступлению заморозков? Нет, это не слишком надежный указатель. Кратковременные флуктуации температуры могут быть очень обманчивы. Если в какой-то год потеплело раньше обычного, то это вовсе не значит, что пришла весна. Те, кто слишком поспешно среагируют на этот ненадежный сигнал, рискуют остаться без потомства. Лучше дождаться более надежного знака весны - увеличения светового дня. У большинства видов животных, именно этот сигнал запускает механизмы сезонных изменений жизненно важных функций: циклы размножения, линьки, миграций и др. И.И. Шмальгаузен убедительно показал, что эти универсальные адаптации возникают в результате стабилизирующего отбора.

Таким образом, стабилизирующий отбор, отметая отклонения от нормы, активно формирует генетические механизмы, которые обеспечивают стабильное развитие организмов и формирование оптимальных фенотипов на базе разнообразных генотипов. Он обеспечивает устойчивое функционирование организмов в широком спектре привычных для вида колебаний внешних условий.

Человек применяет стабилизирующий отбор для сохранения признаков ценных пород животных и сортов растений. (evolution2.narod.ru).

3.3 Дизруптивный отбор

При стабилизирующем отборе преимуществом обладают особи со средним проявлением признаков, при движущем - одна из крайних форм. Теоретически мыслима еще одна форма отбора - дизруптивный или разрывающий отбор, когда преимущество приобретают обе крайние формы.

При дизруптивном или разрывающем отборе отбирается не один тип отклонений от нормы, а два или больше. Это путь дробления предкового вида на дочерние группировки, каждая из которых можеь стать новым видом. При этом единый прежде вид распадается на группировки (расы, формы), отличающиеся морфологически, по времени размножения или же предпочитаемой пище. Например, некоторые лососевые рыбы образуют в озёрах две формы - мелкую, питающуюся мелкими ракообразными, и крупную, хищную. В югославском озере Охрид такие формы уже стали двумя самостоятельными видами; одну из них выделяют даже в отдельный род.

Действием дизруптивного отбора объясняют образование сезонных рас у некоторых сорных растений. Было показано, что сроки цветения и созревания семян у одного из видов таких растений - погремка лугового- растянуты почти на все лето, причем большая часть растений цветет и плодоносит в середине лета. Однако на сенокосных лугах получают преимущества те растения, которые успевают отцвести и дать семена до покоса, и те, которые дают семена в конце лета, после покоса. В результате образуются две расы погремка - раннецветущая - и позднецветущая.

Человек применяет разрывающий отбор, выводя мясные и молочные породы рогатого скота, верховых и тяжёлоупряжных лошадей, разные породы собак и сорта культурных растений. (Аспиз 1986, evolution2.narod.ru).

3.4 Половой отбор.

У самцов многих видов обнаруживаются явно выраженные вторичные половые признаки, которые на первый взгляд кажутся неадаптивными: хвост павлина, яркие перья райских птиц и попугаев, алые гребни петухов, феерические цвета тропических рыбок, песни птиц и лягушек, и т.п. Многие из этих особенностей осложняют жизнь их носителей, делают их легко заметными для хищников. Казалось бы, эти признаки не дают никаких преимуществ их носителям в борьбе за существование, и тем не менее они очень широко распространены в природе. Какую роль в их возникновении и распространении сыграл естественный отбор?

Мы уже знаем, что выживание организмов является важным, но не единственным компонентом естественного отбора. Другим важнейшим компонентом является привлекательность для особей противоположного пола. Ч. Дарвин назвал это явление половым отбором. Впервые он упомянул эту форму отбора в «Происхождении видов», а затем подробно проанализировал ее в книге «Происхождение человека и половой отбор». Он считал, что «эта форма отбора определяется не борьбой за существование в отношениях органических существ между собою или с внешними условиями, но соперничеством между особями одного пола, обычно самцами, за обладание особями другого пола».

Половой отбор - это естественный отбор на успех в размножении. Признаки, которые снижают жизнеспособность их носителей, могут возникать и распространяться, если преимущества, которые они дают в успехе размножения значительно выше, чем их недостатки для выживания. Самец, который живет недолго, но нравится самкам и поэтому производит много потомков, имеет гораздо более высокую совокупную приспособленность, чем тот, что живет долго, но оставляет мало потомков. У многих видов животных подавляющее большинство самцов вовсе не участвует в размножении. В каждом поколении между самцами возникает жесточайшая конкуренция за самок. Эта конкуренция может быть прямой, и проявляться в виде борьбы за территории или турнирных боев. Она может происходить и в косвенной форме и быть обусловленной выбором самок. В тех случаях, когда самки выбирают самцов, конкуренция самцов проявляется в демонстрации их яркого внешнего вида или сложного поведения ухаживания. Самки выбирают тех самцов, которые им больше всего нравятся. Как правило, это наиболее яркие самцы. Но почему самкам нравятся яркие самцы?

Приспособленность самки зависит о того, насколько объективно она способна оценить потенциальную приспособленность будущего отца своих детей. Она должна выбрать такого самца, сыновья которого будут обладать высокой приспособленностью и привлекательностью для самок.

Было предложено две основные гипотезы о механизмах полового отбора.

Согласно гипотезе «хороших генов» самка «рассуждает» следующим образом: «Если этот самец, несмотря на его яркое оперение и длинный хвост, каким-то образом умудрился не погибнуть в лапах хищника и дожить до половой зрелости, то, следовательно, он обладает хорошими генами, которые позволили ему это сделать. Значит, его стоит выбрать в качестве отца для своих детей: он передаст им свои хорошие гены». Яркость окраски перьев и гребней у птиц, чешуи и хвоста у рыб является надежной характеристикой здоровья. Так, на рыбке корюшке было показано, что чем ярче окраска самца, тем более он привлекателен для самок и тем менее он заражен паразитами. Яркость гребня у петухов напрямую зависит от содержания тестостерона в крови и от степени зараженности паразитами. Чем выше уровень тестостерона, тем ярче гребень, чем больше паразитов, тем он бледнее. Известно, также, что тестостерон угнетает иммунную систему. Следовательно, самцы с ярким гребнем обладают такой эффективной иммунной системой, которая обеспечивает их устойчивость к паразитам, несмотря на высокий уровень тестостерона. Выбирая ярких самцов, самки выбирают хорошие гены для своих потомков.

Согласно гипотезе «привлекательных сыновей» логика выбора самок несколько иная. Если яркие самцы, по каким бы то ни было причинам, являются привлекательными для самок, то стоит выбирать яркого отца для своих будущих сыновей, потому что его сыновья унаследуют гены яркой окраски и будут привлекательными для самок в следующем поколении. Таким образом, возникает положительная обратная связь, которая приводит к тому, что из поколения в поколение яркость оперения самцов все более и более усиливается. Процесс идет по нарастающей до тех пор, пока не достигнет предела жизнеспособности. Представим себе ситуацию, когда самки выбирают самцов с более длинным хвостом. Длиннохвостые производят больше потомков, чем самцы с короткими и средними хвостами. Из поколения в поколение длина хвоста увеличивается, потому что самки выбирают самцов не с определенным размером хвоста, но с большим, чем в среднем размером. В конце концов, хвост достигает такой длины, когда его вред для жизнеспособности самца уравновешивается его привлекательностью в глазах самок.

Объясняя эти гипотезы, мы старались понять логику действия самок птиц. Может создаться впечатление, что мы слишком много от них ожидаем, что такие сложные расчеты приспособленности им вряд ли доступны. На самом деле, в выборе самцов самки не более и не менее логичны, чем во всем остальном их поведении. Когда животное чувствует жажду, оно не рассуждает, что ему следует попить воды, для того чтобы восстановить водно-солевой баланс в организме - оно идет на водопой, потому что чувствует жажду. Когда рабочая пчела жалит хищника, напавшего на улей, она не вычисляет, насколько этим своим самопожертвованием она повышает совокупную приспособленность своих сестер - она следует инстинкту. Точно так же и самки, выбирая ярких самцов, следуют своим инстинктами - им нравятся яркие хвосты. Все те, кому инстинкт подсказывал иное поведение, все они не оставили потомства. Таким образом, мы обсуждали не логику самок, а логику борьбы за существование и естественного отбора - слепого и автоматического процесса, который, действуя постоянно из поколения в поколение, сформировал все то удивительное разнообразие форм, окрасок и инстинктов, которое мы наблюдаем в мире живой природы. (evolution2.narod.ru).

Заключение

Современным молодым людям трудно представить тот переполох, который вызвали идеи Ч. Дарвина в научной и общественной жизни сто лет назад и который они вызывают вплоть до настоящего времени (в некоторых школах США существуют законы, требующие, чтобы в школах, где предполагается теория эволюции, «равное время» уделялось библейской трактовке мироздания). Дарвиновская теория эволюции путём естественного отбора оказала неизгладимое влияние на развитие всей культуры человечества. Благодаря ему и его последователям мы имеем ясное представление о том, как развивалась и продолжает развиваться удивительно сложная цепочка жизни на земле по мере того, как изменяются и оказывают взаимное влияние друг на друга Земля и генетическая структура её живых существ. Великая заслуга Ч. Дарвина перед наукой состоит в открытии принципа естественного отбора как важнейшего фактора эволюционного процесса. Дарвин впервые пришёл к мысли о том, что движущая сила всего эволюционного процесса есть результат взаимодействия организмов между собой и с внешней средой.

В природе естественный отбор, без сомнения, вступает как единый фактор. Однако в зависимости от изменения условий среды и взаимодействия популяций и видов не только его направление, но и формы могут меняться. Механизм действия естественного отбора при этом остаётся неизменным - выживание и более эффективное размножение индивидуумов, наиболее приспособленным к конкретным условиям существования.

Главная заслуга Дарвина в том, что он раскрыл движущие силы эволюции и материалистически объяснил возникновения и относительный характер приспособленности действием только естественных законов, без вмешательства каких-либо сверхъестественных сил.

Список литературы

1. Аллен Р.Д. Наука о жизни. М.: Просвещение, 1981, с.215,225.

2. Аспиз М.Е. Энциклопедический словарь юного биолога. М.: Педагогика, 1986, с. 96-97.

3. Большая советская энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1972, с.103.

4. Мамонтов С.Г. Биология. Общие закономерности. М.: Дрофа, 2003, с. 18-34.

5. Полянский Ю.И. Общая биология. М.: Просвещение, 1986, с. 13-18, 37-41.

6. Рувинский А.О. Общая биология. М.: Просвещение, 1993, с. 262-271.

7. сайт: evolution2.narod.ru

Размещено на Allbest.ru