Факторы способствующие видообразованию способы видообразования

Что такое экологическое видообразование

Определение

Экологическое видообразование — это путь возникновения вида через освоение новой территории, которая не выходит за пределы привычного ареала обитания. Такой механизм видообразования называют также симпатрическим (слово греческого происхождения, что в переводе на русский будет означать «происходящие с единой родины»).

Факторы, вызывающие возникновение симпатрии

Экологическое видообразование возникает и успешно проистекает в силу определенных факторов. Самые важные из них:

динамика изменений окружающей среды. Происходит различие у исходного и нового видов в периоде размножения (меняется его сезонность) в силу определенного внешнего влияния (к примеру, человеческое вмешательство);
фактор генетической мутации;
генетическая изоляция. Обеспечивается за счет различного рода случайных мутаций;
осваивание новым видом разных экологических ниш. Обеспечивает его выживаемость;
механизм естественного отбора. Мутации, которые привели к изменению в генотипе отдельных особей, закрепляются, передаются по наследству и позволяют адаптироваться к факторам, возникшим извне;
репродуктивная изоляция. Особи исходного и нового вида не скрещиваются между собой по причине разных периодов размножения и занимаемых экологических ниш.

Вариант 2

А1. Группа фактически или потенциально скрещивающихся природных популяций, физиологически изолированная от других подобных групп, — это

1) класс
2) порода
3) вид
4) стадо

А2. Ястреб-тетеревятник живет в лесах, питается птицами и млекопитающими. Критерий

1) экологический
2) географический
3) морфологический
4) генетический

А3. Физиологический критерий вида проявляется в том, что у всех его особей наблюдается сходство

1) химического состава
2) внутреннего строения
3) всех процессов жизнедеятельности
4) внешнего строения

А4. Принадлежность особи к конкретному виду определяется по

1) генетическому критерию
2) биохимическому критерию
3) морфологическому критерию
4) совокупности всех критериев

А5. Наименьшая единица систематики

1) класс
2) семейство
3) род
4) вид

А6. Группу особей данного вида считают популяцией на основании того, что они

1) могут свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство
2) уже несколько поколений существуют относительно обособленно от других групп этого вида
3) фенотипически и физиологически сходны
4) генетически близки

А7. Микроэволюция — это

1) эволюция микроорганизмов
2) эволюция биоценозов
3) незначительные эволюционные изменения, не приводящие к видообразованию
4) эволюционные процессы в популяциях, приводящие к видообразованию

А8. Результатом микроэволюции является

1) географическая изоляция
2) приспособленность организмов к среде обитания
3) экологическая изоляция
4) усиление мутагенеза и борьбы за существование

А9. Один из типов видообразования

1) экологический
2) симпатрический
3) морфологический
4) цитогенетический

В1. Выберите три правильных ответа. Критериями вида являются

1) полицентрический
2) генетический
3) эколого-географический
4) морфологический
5) аллопатрический
6) симпатрический

В2. Установите соответствие между признаком перловицы и критерием вида, который для него характерен.

ПРИЗНАК ОРГАНИЗМА

А. Имеет раковину из двух створок
Б. Фильтратор, питается водными микроорганизмами
В. Тело покрыто мантией
Г. Кровеносная система незамкнутая
Д. Живет в пресноводных водоемах
Е. Органы дыхания — жабры

КРИТЕРИЙ ВИДА

1. Морфологический
2. Экологический

Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответы на тест по биологии Вид и его критерии. Микроэволюция. Способы видообразования 11 классВариант 1
А1-3
А2-1
А3-3
А4-2
А5-1
А6-2
А7-1
А8-3
А9-2
В1. 356
В2. А1 Б2 В1 Г2 Д2 Е1Вариант 2
А1-3
А2-1
А3-3
А4-4
А5-4
А6-2
А7-4
А8-2
А9-2
В1. 234
В2. А1 Б2 В1 Г1 Д2 Е1

Вьюрки Галапагосских островов

Имеется особый пример географического видообразования в биологии. Это образование различных видов вьюрков на Галапагосских островах. Считается, что птицы были занесены на острова с континента случайно, ветром. Обитая долгое время на островах, образовавшиеся популяции эволюционировали обособлено, так как между ареалами значительное расстояние. При этом птицы разных островов выбрали различный корм: семена растений, мякоть кактуса или насекомых. Одними видами птиц насекомые собираются с поверхности листьев (необходим загнутый вниз клюв); а другими достаются из-под коры (у этих представителей клюв длинный, узкий и прямой, как у дятла). Этот пример географического видообразования показывает, насколько различные формы клюва возникли в ходе эволюции. На одном острове клюв толстый и короткий, на другом — более узкий и длинный, на третьем — загнутый. Всего 14 видов вьюрков из 4 родов образовалось от одного вида, попавшего на удаленные от материков острова. На близлежащем острове Кокос свой вид — кокосовый вьюрок — эндемик острова.

Начало процесса и условия, необходимые для протекания

Процесс экологического видообразования разделяется на несколько этапов:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

Разъединение популяций одного вида в пределах одного прежнего ареала в связи с изменившимися экологическими условиями.
Возникновение мутаций: особенности, позволяющие приспособиться к новым условиям обитания, сохраняются в популяции и передаются из поколения в поколения.
Изменение генофонда популяции.
Развитие репродуктивной изоляции, вследствие которой представители разных популяций перестают смешиваться между собой.
Формирование нового вида, родственного исходному.

Кроме того, на данный процесс влияет путь размножения, которого придерживается новообразовавшаяся популяция. Выделяют следующие пути:

полиплоидия (отличительная характеристика экологического видообразования у растений, распространяющаяся также на некоторых червей и иглокожих) — кратное увеличение гаплоидного набора хромосом в клетках при мейозе;
гибридизация — скрещивание особей разных видов; наблюдается как у растений, так и у животных.

Биологи отмечают, что полиплоидия — более действенный и конкурентоспособный путь видообразования, который обеспечивает выживаемость нового вида. Зачастую имеет место такое развитие событий, когда возникший вид полностью вытесняет родительский (исходный).

Примечание

Еще одним важным условием для обеспечения успешного экологического (симпатрического) видообразования является характеристика размножения — половое или бесполое, так как важным фактором выступает генетическая мутация.

Таким образом, среди растений, размножающихся бесполым способом, одна мутировавшая особь, отличающаяся от родительской группы, может дать начало новому виду. В то же время механизм экологического видообразования у животных несколько отличается: необходимо, чтобы представитель популяции, являющийся носителем мутации, мог размножаться и передавать генетические особенности по наследству.

Популяция – структурная единица вида и элементарная единица эволюции

Биологический вид — целостная система, устойчивая при сохранении местообитания, условий среды. Особи одного вида неравномерно размещены по территории. В одних местах более распространены, в других не могут жить.

Популяция — совокупность совместно обитающих особей одного вида. Устойчивое во времени образование может исчезнуть в случае природных катастроф или в результате хищнического истребления. Две разнополые особи — минимальная популяция. Однако такое образование неустойчиво из-за недостаточного разнообразия генофонда.

Связи между организмами в пределах одной популяции:

общность происхождения;
забота о потомстве;
местообитание;
защита от врагов;
совместный поиск пищи.

Организмы в одной популяции бывают полностью изолированными. Так происходит при наличии географических преград (горных цепей, рек, озер). Неизолированные организмы обитают на однородной территории (Рис. 5). Изоляция бывает не только пространственной, но и физиологической, репродуктивной, экологической.

Рис.5. Популяции копытных животных в саванах и полупустынях не изолированные

Экологическая характеристика популяций включает 5 признаков:

Численность особей (периодически меняется).
Рождаемость — количество индивидов, появившихся на свет за единицу времени.
Смертность — число умерших или погибших за единицу времени.
Плотность — сколько приходится особей одного вида на единицу площади территории, объема почвы или воды.
Биомасса — масса особей, которая приходится на единицу площади или объема.

Структура популяции:

Половая — соотношение количества особей разных полов.
Возрастная — различия по возрастному признаку.
Пространственная — территориальное распределение в среде обитания.
Этологическая — особенности поведения.

Живые организмы в популяциях ведут одиночное или групповое существование. Совместное проживание дает возможность лучше защищаться от врагов, размножаться, обучать молодняк. Группы животных называют стаями, колониями, табунами.

Одни популяции относятся к оседлым. Для них характерно длительное проживание на одной и той же территории. Кочевые популяции перемещаются в поисках корма, во время зимовки. Мигрирующие сменяют местообитания по одним и тем же маршрутам. Птицы летят на зимовку в теплые регионы и возвращаются к гнездам.

Численность и плотность популяции изменяются постоянно. Чаще всего так происходит под влиянием условий среды (бескормицы или обилия пищи, инфекций). Резкие колебания численности особей одной популяции происходят при воздействии одного или группы факторов. Подобное явление русский ученый С. С. Четвериков назвал популяционными волнами (Табл. 2).

Таблица 2

«Волны жизни»

Виды	Причины
Сезонные	Особенности жизненных циклов, сезонные изменения климатических факторов.
Несезонные	Нехватка корма, засуха, очень низкие температуры воздуха и почвы, стихийные бедствия.

Обмен генетическим материалом между особями одной популяции происходит намного чаще, чем между представителями разных популяций. Популяционные волны способны привести к резкому изменению генофонда.

Сохранение многообразия видов как основа устойчивости биосферы

Жизнь на Земле разнообразна (Рис. 6). В настоящее время зарегистрировано более 1,4 миллиона различных видов живых существ. По разным оценкам, общее число видов на планете может достигать 8–100 млн. Наиболее богатыми в плане видового разнообразия считаются тропические леса. Именно здесь обитает максимальное количество видов, в том числе неизвестных науке.

Рис.6. Разнообразие растений, грибов, животных

Все причины угасания, гибели видов в прошлом и сейчас до сих пор неизвестны. Основными факторами этого процесса в далекие геологические эпохи были разломы земной коры, вулканизм, горообразование, резкие изменения климата.

Исчезновение видов обусловлено не только физическим уничтожением растений и животных. Большой урон видовому разнообразию наносят стихийные бедствия (пожары, наводнения, извержения вулканов). Одной из причин исчезновения значительного числа видов является деятельность человека (распашка земель, вырубка лесов, осушение болот, строительство).

Нарушение мест обитания ведет к сокращению численности, вымиранию растений и животных. Процесс начался вместе с появлением человеческого общества и приобрел наибольший размах в последние столетия. Более уязвимыми оказались виды, приспособленные к одному местообитанию, одному виду пищи (амурский тигр, панда, коала). Как подсчитали ученые, в XXI веке мир теряет в течение часа 10 видов.

Международный организация союз охраны природы (МСОП) собирает и обрабатывает информацию о редких и находящихся под угрозой исчезновения видах растений и животных. В 1966 году собранные МСОП сведения вошли в первое издание «Красной книги». Спасение одних видов уже невозможно без проведения специальных природоохранных мероприятий. Например, такие меры требуются для сохранения амурского тигра, красивоцветущего венерина башмачка (Рис. 7).

Рис.7. Краснокнижный венерин башмачок

Изданы национальные (государственные) и региональные (областные, краевые) варианты «Красной книги». В России редкими и исчезающими признаны более 600 видов растений, более 240 видов животных. Популяции некоторых восстановлены (зубр, европейский бобр).

Сохранение видового многообразия подразумевает охрану редких видов, запрет на их уничтожение, создание искусственной среды (зоопарков), генетических банков. Сохранению местообитаний в значительной мере способствует организация ботанических садов, заказников, заповедников, национальных парков. Различия между ними заключаются в степени разрешенного вмешательства в природную среду, запрещенных видах деятельности человека на охраняемых территориях.

Биоразнообразие необходимо сберечь во имя настоящих и будущих поколений.

Смотри также:

Развитие эволюционных идей. Значение эволюционной теории Ч. Дарвина
Взаимосвязь движущих сил эволюции. Формы естественного отбора, виды борьбы за существование
Синтетическая теория эволюции. Элементарные факторы эволюции. Исследования С.С. Четверикова. Роль эволюционной теории в формировании современной естественнонаучной картины мира

Значение фотосинтеза

В процессе фотосинтеза энергия света заключается в энергию химических связей органических веществ. Поэтому фотосинтез служит первичным источником почти всей энергии, используемой живыми организмами в процессе жизнедеятельности. Практически все живые организмы, за исключением хемосинтетиков, так или иначе пользуются теми продуктами, что выделяются при фотосинтезе.

За счёт фотосинтеза сформировалась и поддерживается пригодная для дыхания атмосфера с высоким содержанием кислорода.

Фиксация углекислого газа в ходе фотосинтеза служит главным местом входа неорганического углерода в биогеохимический цикл. Также ассимиляция CO2 препятствует перегреву Земли, предотвращая парниковый эффект.

Примеры экологического видообразования

Примеры возникновения нового вида путем экологического видообразования обширны и разнообразны. Во многих случаях речь идет о формировании «экологических рас».

Определение

Экологическая раса — это популяция одного и того же вида, обладающая различным генофондом вследствие репродуктивной изоляции. Представители разных экологических рас обитают в пределах одного ареала, но в отличных друг от друга экологических условиях.

Процесс возникновения нового вида симпатрическим путем происходит достаточно быстро по сравнению с иными путями (в масштабах эволюции).

Экологическое видообразование распространено как в природных условиях, так и среди селекционеров, которые разводят новые виды животных и растений в сельскохозяйственных целях.

Самые яркие примеры экологического видообразования:

люцерна серповидная и люцерна клейкая; люцерна серповидная обитает у подножия гор, в то время как люцерна клейкая произрастает в горах;
рябинокизильник — новый вид, возникший природным естественным путем в результате скрещивания рябины и кизила, распространен в лесистой части центральной Сибири;
культурная слива — вид, полученный искусственным путем в результаты образования гибрида терна и алычи;
традесканция — одна из разновидностей произрастает в тенистых местах, другая — на территории, не защищенной от солнечного света и тепла;
погремок большой — из-за выкашивания травы данный вид растения не имел возможности размножаться, в результате возникло два подвида, один из которых размножается до сезонного покоса, второй — после, в конце лета;
множество разновидностей рыб-цихлид в озере Виктория (Восточная Африка) — ситуация примечательна тем, что озеро Виктория — одно из самых молодых (12 тыс. лет), и в нем за короткие сроки возникли разнообразные виды рыб, которые морфологически схожи между собой, но генетически изолированы и практически не скрещиваются между собой, отличаются разным поведением и способом приспособления к окружающей среде;
5 разновидностей форели севанской — эти экологические расы рыб обитают на разных глубоководных уровнях озера Севан (Армения), отличаются различными периодами нереста;
яблонные мухи-пестрокрылки — изначально личинки мух этого вида развивались только в плодах боярышника, произрастающего в восточной части Северной Америки. После того, как в Северную Америку были завезены яблоневые деревья, образовалась новая экологическая ниша, которую мухи-пестрокрылки успешно освоили. Вследствие того, что плоды яблони и боярышника развиваются в разное время, экологические расы одного вида мух значительно отличаются друг от друга и практически не скрещиваются между собой;
черные дрозды — у разновидностей черного дрозда различаются места обитания: одни предпочитают гнездиться глубоко в лесах, другие — рядом с человеком.

Микроэволюция

В популяциях одного вида происходят эволюционные процессы, ведущие к его изменению (Табл. 3.). Возникают подвиды и, в конечном счете, новые виды. Поэтому, популяция считается элементарной эволюционной единицей. Для реализации ее потенциала необходимы определенные условия.

Таблица 3

Элементарные эволюционные факторы

Особенности действия	Разновидности и вызываемые явления
Ненаправленный характер	Популяционные волны — Колебания численности особей одного вида. Изоляция — Препятствия для свободного обмена генетической информацией. Дрейф генов — Изменение частоты встречаемости отдельных признаков в популяции.
Направленный характер

Микроэволюция начинается с естественного отбора, мутаций и дивергенций (расхождением признаков) — источников генетического материала. Рецессивные мутации образуют резерв наследственной изменчивости. Они тоже могут фенотипически проявиться в изменившихся условиях существования и попасть под действие естественного отбора.

Происходит образование новых популяций, отличающихся от исходных морфологически и генетически. Географическая и репродуктивная изоляция между старыми и новыми популяциями в итоге приводит к возникновению новых видов.

Классический пример описан еще Ч. Дарвином. Вьюрки с Галапагосского архипелага отличаются от обитающих на материке. Различия в характере пищи и удаленность островов сначала определили появление расхождений в строении клювов. Постепенно популяции разделились. В дальнейшем возникли самостоятельные виды.

Микроэволюция не прерывается. Каждый новый вид — это промежуточный результат. Исчезнувшие виды вновь на Земле не появляются. Этот факт доказывает необратимость эволюции.

В более длительные исторические периоды близкородственные виды объединяются в роды и более крупные группы — семейства, отряды, классы. Надвидовые процессы называют макроэволюцией.

Наблюдение видообразования

Судя по палеонтологической летописи (b) и по измерениям скорости мутаций, полная несовместимость геномов, делающая невозможным скрещивание, достигается в природе в среднем за 3 млн лет. А значит, наблюдение образования нового вида в естественных условиях в принципе возможно, но это крайне редкое явление. В то же время, в лабораторных условиях скорость эволюционных изменений может быть увеличена, поэтому есть основания надеяться увидеть видообразование у лабораторных животных.

Известны многие случаи видообразования посредством гибридизации (b) и полиплоидизации у таких растений как конопля (b) , крапива (b) , первоцвет (b) , редька, капуста (b) , а также у различных видов папоротников (b) . В ряде случаев видообразование у растений происходило без гибридизации и полиплоидизации (кукуруза (b) , стефаномерия(англ.)(рус. (b) Stephanomeria malheurensis из семейства астровых (b) ).

Дрозофилы (b) , также известные как плодовые мухи, входят в число наиболее изученных организмов. С 1970-х годов зафиксированы многие случаи видообразования у дрозофил. Видообразование происходило, в частности, за счёт пространственного разделения, разделения по экологическим нишам (b) в одном ареале, изменения поведения при спаривании, дизруптивного отбора, а также за счет сочетания эффекта основателя (b) с эффектом бутылочного горлышка (b) (в ходе экспериментов founder-flush (b) ).

Видообразование наблюдалось в лабораторных популяциях комнатных мух (b) , мух Eurosta solidaginis (b) , яблонных мух-пестрокрылок, мучных жуков (b) , комаров (b) и других насекомых.

Известны случаи, когда в результате давления отбора (в присутствии хищников) одноклеточные зелёные водоросли (b) из рода хлорелла (b) образовывали многоклеточные колониальные организмы (b) , а у бактерий в аналогичных условиях менялось строение и увеличивались размеры (c 1,5 до 20 микрометров за 8—10 недель). Являются ли эти случаи примерами видообразования, зависит от того, какое используется определение вида (при бесполом размножении нельзя использовать критерий репродуктивной изоляции (b) ).

Видообразование также наблюдалось и у млекопитающих (b) . Шесть случаев видообразования у домовых мышей (b) на острове Мадейра (b) за последние 500 лет были следствием исключительно географической изоляции, генетического дрейфа (b) и слияния хромосом. Слияние двух хромосом — это наиболее заметное различие геномов человека и шимпанзе (b) , а у некоторых популяций мышей на Мадейре за 500 лет было девять подобных слияний.

Два основных пути видообразования

Согласно теории эволюции, все виды живых организмов произошли от одного общего предка: микроскопического живого сгустка. Этот организм не только эволюцонировал, но и давал новые виды, что, как считают ученые, происходило двумя основными путями:

Географическим (аллопатрическим).
Экологическим (симпатрическим).

В результате появились разные виды микроорганизмов, а также членистоногие, рыбы, птицы, млекопитающие и многие другие представители биосферы.

Географическое видообразование — это процесс образования новых видов на изолированных друг от друга территориях. Как таковой изоляции в виде гор и рек может и не быть, однако условия среды на биотопах различаются настолько, что организмы не переходят на соседнюю территорию.

Экологическое видообразование — это процесс образования новых видов на перекрывающихся или совпадающих ареалах. В этом случае именно экологические особенности видов не дают им скрещиваться. Популяции занимают разные экологические ниши. Новообразованные виды в этом случае будут называться симпатрическими.

Генетическая теория естественного отбора

Естественный отбор сам по себе является простой концепцией, в которой решающую роль играют различия в приспособляемости между разными фенотипами. Сочетание естественного отбора как механизма с генетическим материалом как рабочим материалом придает эволюционной теории огромную силу.

Принципы отбора

Когда какой-либо признак наследуется, отбор приводит к изменению частот аллелей (т.е. частот вариантов генов, определяющих варианты признака). Отбор можно разделить на три типа в зависимости от его влияния на частоты аллелей.

Движущий (направленный) естественный отбор наблюдается в тех случаях, когда одни аллели обладают большей приспособляемостью, чем другие, что приводит к увеличению частоты этих аллелей. Этот процесс может продолжаться до тех пор, пока аллель не зафиксируется, и с этого момента вся популяция представляет только наиболее приспособленный фенотип.

Стабилизирующий естественный отбор встречается гораздо чаще. Он снижает частоту генов, оказывающих вредное воздействие на фенотип (т. е. тех, которые приводят к снижению приспособляемости организмов). Этот процесс может в конечном итоге привести к ликвидации гена из популяции.

Световая фаза фотосинтеза

Чтобы лучше понять, что происходит во время фотосинтеза, разберём фазы фотосинтеза. Световая фаза фотосинтеза включает в себя фотохимические и фотофизические процессы, и может быть поделена на три этапа:

Фаза поглощения — энергия света улавливается при помощи светособирающих комплексов, переходит в энергию электронного возбуждения пигментов, передаётся в реакционный центр фотосистем I и II.
Фаза реакционных центров — энергия электронного возбуждения пигментов светособирающих комплексов используется для активации реакционных центров фотосистем. В реакционном центре электрон от возбуждённого хлорофилла передаётся другим компонентам электрон-транспортной цепи, пигмент после отдачи электрона переходит в окисленное состояние и становится способным, в свою очередь, отнимать электроны у других веществ. Именно в этом процессе происходит преобразование физической формы энергии в химическую.
Фаза электрон-транспортной цепи — электроны переносятся по цепи переносчиков, образуются АТФ, НАДФН, O2. Необходимо, чтобы каждый переносчик электрон-транспортной цепи поочерёдно восстанавливался и окислялся, обеспечивая таким образом перенос энергии электронов. Любой этап переноса электрона сопровождается высвобождением или поглощением энергии. Часть энергии теряется. На некоторых участках электрон-транспортной цепи перенос электрона сопряжён с переносом протона.

Для того чтобы понять, что происходит во время фазы фотосинтеза, рассмотрим эти процессы подробнее. Кванты света улавливаются светособирающими комплексами фотосистемы I — молекула хлорофилла в составе светособирающего комплекса переходит в возбуждённое состояние, и энергия передаётся в реакционный центр фотосистемы I. Происходит возбуждение молекул хлорофилла фотосистемы I, отщепляется электрон. Пройдя по цепочке внутренних компонентов фотосистемы I и внешних переносчиков, электрон в конце концов попадает к НАДФ+ — образуется восстановитель НАДФН. Получается, что хлорофилл фотосистемы I отдал электрон и приобрёл положительный заряд, и для дальнейшего функционирования необходимо восстановить нейтральность молекулы, получить электрон, чтобы закрыть «дырку». Этот электрон приходит от фотосистемы II.

На светособирающие комплексы фотосистемы II попадают кванты света — происходит возбуждение молекулы хлорофилла фотосистемы II, молекула хлорофилла отдаёт электрон и переходит в окисленное состояние. Нехватку электрона хлорофилл восполняет благодаря фотолизу воды, при этом образуется протоны H+, а также важный побочный продукт фотосинтеза — кислород. По цепи переносчиков электрон от хлорофилла фотосистемы II попадает к хлорофиллу реакционного центра фотосистемы I и восстанавливает его. Теперь этот хлорофилл может снова поглощать энергию кванта света и отдавать электрон в электрон-транспортную цепь.

Протоны, попадающие во внутритилакоидное пространство, используются для синтеза АТФ. С помощью фермента АТФ-синтазы за счёт градиента протонов образуется АТФ из АДФ и фосфата. Под градиентом понимают неравномерное распределение: во внутритилакоидном пространстве H+ больше, в строме — меньше. Поэтому частицы стремятся проникнуть в строму, переходят в неё через АТФ-синтазу, а в процессе пути сквозь белковый комплекс отдают ему часть энергии, которая и используется для синтеза АТФ.

Эволюция посредством естественного отбора

Предпосылкой для того, чтобы естественный отбор привел к адаптивной эволюции, новым признакам или видообразованию, является наличие генетического разнообразия, которое приводит к различиям в приспособляемости. Генетическое разнообразие является результатом мутаций, рекомбинаций и изменений кариотипа (количества, формы, размера и внутренней организации хромосом). Каждое из этих изменений может иметь сильно положительные или безусловно вредные последствия, причем масштабные изменения случаются очень редко. В прошлом многие изменения в генетическом материале считались нейтральными или близкими к нейтральным, поскольку они происходят только в некодирующей ДНК или приводят только к синонимичной замене. Недавние исследования, однако, показывают, что ряд мутаций в некодирующей ДНК на самом деле оказывают в слабой степени вредное влияние. Хотя и темпы мутаций, и влияние мутаций на среднюю приспособляемость зависят от организма, оценки, основанные на данных о людях, показывают, что большинство мутаций имеют незначительное неблагоприятное воздействие.

Исходя из определения приспособляемости, более приспособленные особи с большей вероятностью будут иметь потомство в следующем поколении, в то время как менее приспособленные особи с большей вероятностью умрут, не участвуя в размножении. В результате аллели, которые в среднем обеспечивают большую адаптивность, становятся более распространенными в следующем поколении, а аллели, снижающие адаптивность, встречаются реже. Если сила отбора остается неизменной на протяжении многих поколений, полезные аллели становятся более распространенными, пока в конечном итоге не начинают доминировать во всей популяции, а аллели, связанные с низкой приспособляемостью, исчезают. В каждом поколении спонтанно появляются новые мутации и рекомбинации, порождая новый спектр фенотипов. Таким образом, каждое новое поколение будет обогащаться увеличением относительного участия аллелей, которые способствуют появлению этих черт, отобранных естественным отбором, одновременно усиливая эти черты из поколения в поколение.

Роскошный хвост павлина считается результатом полового отбора, осуществляемым самками. Этот павлин-альбинос является носителем мутации, которая делает его неспособным производить меланин. В дикой природе у животных-альбиносов интенсивен отрицательный отбор, потому что их легко заметить хищникам или они не имеют успеха в борьбе за самку, поэтому такие мутации обычно быстро устраняются при естественном отборе.

L7.doc

Лекция № 9Количество часов: 2Видообразование

Понятие о видообразовании. Пути видообразования. Принцип основателя
Теория аллопатрического видообразования
Теория симпатрического видообразования
Темпы видообразования

Дополнительная литература:

Понятие о видообразовании. Пути видообразования. Прнцип основателяВидообразование – процесс образования новых видов из предковых. С генетической точки зрения видообразование – это процесс превращения генетически открытых систем (внутривидовые формы) в генетически закрытые (виды). Видообразование происходит в результате процессов микроэволюции. Существуют три основных пути видообразования: филетическое, гибридогенное и дивергентное.

^ 1 2 3Рис. Пути видообразования: 1 – филетическое;2 – гибридогенное; 3 – дивергентное.стазигенезанагенезГибридогенное видообразование(синтезогенез)^ Дивергентное видообразование (кладогенез).аллопатрическое и симпатрическое.^ Принцип основателя. эффектом основателяВВ

^ Теория аллопатрического видообразования

Аллопатрическое (от греч. allos – другой, patris – родина) видообразование –географическим.видообразование при появлении географических барьеров.видообразование при активном расселении вида на новые территории, находящиеся за пределами исходного ареала. квантовым видообразованием, видообразованием путем генетической революции, видообразование в результате катастрофического отбора, видообразование в результате чередования подъемов и спадов численности популяций. ^ Примеры аллопатрического видообразования.

^ Теория симпатрического видообразования.

Симпатрическое видообразование synpatris^ Экологическая специализация.Полиплоидия.Гибридогенное видообразование (аллополиплоидия). Автополиплоидия. ^ Крупномасштабные хромосомные мутации. ^ Примеры симпатрического видообразования.

^ Темпы видообразования.

Скорость (темп) – одна из наиболее важных характеристик эволюции. механизм возникновения адаптации сводится к изменению концентрации аллелей в популяции в чреде поколений. ^ Проблема выбора критериев скорости эволюции.^ Темпы формообразования.Внезапное видообразование(аллополиплоидия), ^ Постепенное формообразование.(Bison) брадителические роды, горотелические тахителических внутренние;внешние.филогенетических реликтов сохраняющих неизменными основные особенности строения на протяжении огромных промежутков времени. пунктуализм.мозаичная эволюция.
Поиск по сайту:

Темновая фаза фотосинтеза

Что образуется при фотосинтезе в темновую фазу? В строме хлоропластов с помощью энергии АТФ и восстановителя НАДФН, полученных в световую фазу, образуются простые сахара, из которых в ходе других процессов образуется крахмал. Ферментативные процессы не нуждаются в наличии света. Важнейший процесс, происходящий в темновую фазу фотосинтеза, — фиксация углекислого газа воздуха. Синтез и превращения сахаров в хлоропластах имеют циклический характер и носят название цикл Кальвина.

В нём можно выделить три этапа:

Фаза карбоксилирования (введение CO2 в цикл).
Фаза восстановления (используются АТФ и НАДФН, полученные в световую фазу).
Фаза регенерации (превращения сахаров).

В строме хлоропластов находится производное простого пятиуглеродного сахара рибозы. С помощью особого фермента (Рубиско) к производному рибозы присоединяется CO2 (реакция карбоксилирования) — образуется неустойчивое шестиуглеродное соединение, которое быстро распадается на две трехуглеродные молекулы. Дальше, с затратой АТФ и НАДФН, полученных в ходе световых процессов, трехуглеродное соединение модифицируется — образуется восстановленное соединение с атомом фосфора и альдегидной группой в составе. Теперь перед клеткой стоит проблема: необходимо получить шестиуглеродное соединение — глюкозу для синтеза крахмала, а также пятиуглеродное — производное рибозы для того, чтобы эти процессы могли начаться заново. Для решения этих проблем в фазу регенерации из полученных ранее трехуглеродных соединений под действием ферментов образуются четырёх-, пяти-, шести- и семиуглеродные сахара. Из шестиуглеродной молекулы образуется глюкоза, из которой синтезируется крахмал. Из пятиуглеродной молекулы образуется производное рибозы и цикл замыкается. Остальные сахара также используются клеткой в других биохимических процессах.

Отдельно стоит сказать про крайне важный фермент первой фазы цикла Кальвина — рибулозо-1,5-дифосфаткарбоксилазу (Рубиско). Это сложный фермент, состоящий из 16 субъединиц, с молекулярной массой в 8 раз больше, чем у гемоглобина. Является одним из важнейших ферментов в природе, поскольку играет центральную роль в основном механизме поступления неорганического углерода (из CO2) в биологический круговорот. Содержание Рубиско в листьях растений очень велико, он считается самым распространённым ферментом на Земле.

Рис.3. Суммарные уравнения и частные реакции фотосинтеза.