Las ondas poblacionales como factor evolutivo. Causas de las ondas poblacionales

Bajo la acción de factores elementales en el acervo genético.la frecuencia de ciertos genes cambia, lo que conduce a un cambio en el genotipo y en el fenotipo de la población, y con una exposición prolongada a la selección natural, se produce su diferenciación.

Que es la microevolución

Microevolución: cambios en una población bajo la influencia de factores evolutivos, que pueden conducir a un cambio en el acervo genético o incluso al surgimiento de una nueva especie.

Cualquier proceso o fenómeno puede denominarse factores de evolución. Estos incluyen mutaciones, aislamiento, deriva genética, ondas de población que alteran la estructura genética.

El tamaño de cualquier población cambia constantemente.Las razones de esto son diversas influencias de naturaleza biótica y abiótica. Tales fluctuaciones en el tamaño de la población son periódicas. Entonces, después de un aumento en el número de individuos en una población, disminuye. En 1905, SS Chetverikov llamó a este patrón ondas de población. Si da ejemplos de olas de población, estas pueden ser fluctuaciones en el número de presas depredadoras, cría de langostas o conejos en Australia. Los ejemplos incluyen brotes de lemmings en el Ártico o epidemias de peste que se han informado en Europa en el pasado.

Características de las "olas de la vida"

Estas ondas son típicas de todos los organismos vivos.Pueden ser periódicos o no periódicos. Los periódicos se observan con mayor frecuencia en organismos de vida corta: en insectos, plantas anuales, así como en la mayoría de los microorganismos y hongos. El ejemplo más simple serían los cambios estacionales en abundancia.

Las ondas de población no periódicas dependen deuna combinación de varios factores complejos. Como regla general, no se refieren a uno, sino a varios tipos de organismos vivos en la biogeocenosis, por lo que pueden conducir a una reestructuración radical.

Entre los cambios en el número de individuos de la poblaciónEs necesario destacar la aparición repentina de ciertos tipos de organismos en nuevas áreas donde sus enemigos naturales están ausentes. También vale la pena mencionar los cambios bruscos y no cíclicos en las cifras, que se asocian a "catástrofes" naturales y pueden manifestarse en la destrucción de la biogeocenosis o de todo el paisaje. Por lo tanto, varios veranos secos pueden cambiar un área significativa: provocar la aparición de vegetación de pradera en pantanos y una gran cantidad de prados secos.

Si indicamos las causas de las olas de población, entonces vale la pena recordar no solo la relación de los organismos vivos entre sí y con los factores ambientales, sino también la influencia de los humanos.

El significado evolutivo de "ondas de vida"

En los casos en que el tamaño de cualquier poblacióndisminuye drásticamente, solo quedan unos pocos individuos. Además, su frecuencia de genes (alelos) es diferente a la de la población inicial. Si, después de una fuerte disminución en el número de la población, hay un fuerte aumento, entonces el comienzo de un nuevo brote de crecimiento en el número de individuos en la población está dado por un pequeño grupo de organismos que permanecen. Por eso se puede argumentar que las ondas poblacionales afectan el acervo genético, ya que el genotipo de este grupo determina la estructura genética de toda la población.

Al mismo tiempo, por accidente, elun conjunto de mutaciones en una población y su concentración. Entonces, cierta parte de las mutaciones desaparece por completo y algunas crecen repentinamente. En resumen, podemos decir que las ondas de población como factor evolutivo son extremadamente importantes, ya que, sujetas a una selección intensiva, son el principal proveedor de material evolutivo, cuando las mutaciones raras son sustituidas por la selección.

Además, las ondas de la vida son capaces depara llevar una serie de mutaciones o genotipos a otro entorno abiótico o biótico. A pesar de esto, incluso una combinación de ondas de población y mutaciones no asegura el proceso evolutivo. Necesita la acción de un factor que afecte en una dirección (esto, por ejemplo, el aislamiento).

Impacto del aislamiento en el tamaño de la población

Este factor es extremadamente importante en la evolución.plan, ya que provoca la aparición de nuevos rasgos en las condiciones de una especie y no permite el cruce de diferentes especies entre sí. Vale la pena señalar que el aislamiento geográfico se observa con mayor frecuencia. Su esencia radica en el hecho de que la única área se desgarra, mientras que la intersección de individuos de sus diferentes partes se vuelve imposible o difícil.

Cabe señalar que en una población aisladalas mutaciones se desarrollan por casualidad y, como resultado de la selección natural, su genotipo se vuelve cada vez más diverso. Además, existe un aislamiento ecológico y diversos mecanismos biológicos que impiden que los individuos de diferentes especies se crucen libremente. Un ejemplo pueden ser diferentes preferencias en cuanto al lugar o tiempo de cruce, así como, por ejemplo, un comportamiento excelente o diferente estructura de los genitales en los animales, lo que se convierte en un obstáculo adicional al cruce.

En general, podemos decir que diferentes tipos de aislamiento contribuyen a la formación de nuevas especies, pero al mismo tiempo ayudan a mantener la estructura genética de la especie.

Deriva genética

Cambio aleatorio en el número de genes en cualquierlas poblaciones pequeñas pueden tener consecuencias notables, ya que pueden provocar cambios en las frecuencias de los alelos. Los cambios aleatorios en la frecuencia de los alelos se denominan deriva genética. Este proceso no está dirigido. Fue descubierto por primera vez por los genetistas N.P.Dubinin y D.D.Romashov.

Confirmación de deriva aleatoriagenes recibieron S. Wright. En el laboratorio, cruzó hembras y machos de Drosophila, que eran heterocigotos para un gen en particular. Después de eso, se obtuvo descendencia con la concentración del gen normal y mutante, que fue del 50%. Después de varias generaciones, algunos individuos se volvieron homocigotos para el gen mutante, algunos lo perdieron por completo y otra parte de los individuos tenía tanto un gen mutante como uno normal.

Cabe señalar que incluso con una reducciónla viabilidad de los individuos mutantes y bajo la condición de la influencia de la selección natural, el alelo mutante fue capaz de desplazar completamente al normal, provocando ondas de población específicas.

Etiología de las ondas de población

De todas las razones que pueden afectarcaracterísticas cuantitativas de la población, el lugar principal lo ocupan las condiciones climáticas, mientras que los factores bióticos quedan relegados a un segundo plano. Con una diversidad de especies baja, el número de individuos en una población depende del clima, la composición química del medio ambiente, así como del grado de contaminación.

Cabe señalar que las causas de las olas de población, que predeterminan el cambio en el tamaño de la población, dependen de su densidad o afectan independientemente de este parámetro.

Factores abióticos y antropogénicos, comogeneralmente no dependen de la densidad de población. La influencia biótica depende en gran medida de ella. Cabe destacar el comportamiento territorial, que en el transcurso de la evolución es el mecanismo más efectivo que frena el crecimiento del número de individuos en la población. Entonces, la actividad de los individuos se limita al espacio correspondiente. Con un aumento en el número, se desarrolla la competencia intraespecífica por los recursos o el antagonismo directo (ataque a los competidores).

Las olas de población también dependen dereacciones de comportamiento, que, con un gran tamaño de población, se caracterizan por la aparición de un instinto de migración masiva. También puede desarrollarse una respuesta al estrés, en la que los individuos desarrollan características fisiológicas que reducen la fertilidad y contribuyen a un aumento de la mortalidad. Entonces, el proceso de ovogénesis y espermatogénesis se interrumpe, los casos de abortos espontáneos son más frecuentes, el número de individuos en una generación disminuye y el período de pubertad aumenta. Además, el instinto de cuidar a la descendencia disminuye, cambios de comportamiento: aumenta la agresividad, se puede observar el canibalismo y la reacción inadecuada hacia las personas del sexo opuesto, lo que finalmente reduce el tamaño de la población.

Características de los cambios en el tamaño de la población.

Muchos procesos ambientales asociados conla propagación de la población por la zona o con un estallido local de números, se asemeja a una especie de olas, que, como se mencionó anteriormente, se denominaron "olas de vida". Un ejemplo típico es un aumento repentino en el número de plagas de insectos en un área limitada del bosque. En condiciones favorables, los insectos pueden conquistar cada vez más territorios nuevos, lo que es un cuadro típico de un aumento de su densidad o la propagación de la llamada ola de población. Conociendo las características de la movilidad y ciertas características de la población, se puede calcular fácilmente la velocidad de propagación de esta onda y los posibles métodos de control.

De manera similar, las ondas epidémicas se pueden caracterizar, por lo tanto, esta teoría se utiliza con éxito para determinar la naturaleza de la propagación de diversas enfermedades y la velocidad de este proceso.

Además, cabe mencionar las ondas genéticas poblacionales, con la ayuda de las cuales describen la naturaleza de la distribución de un determinado gen en el área ocupada por tal o cual población.

El mecanismo de acción de las ondas de población.

Las olas de población se pueden caracterizar conusando un ejemplo de modelo. Entonces, en una caja cerrada hay 500 bolas negras y el mismo número de bolas blancas, lo que corresponde a la frecuencia de los alelos P-0.50. Si quita 10 bolas al azar y asume que 4 de ellas son negras y 6 son blancas, entonces, respectivamente, la frecuencia alélica será 0.40 y 0.60.

Si aumenta el número de bolas 100 veces,agregando 400 en negro y 600 en blanco, y luego nuevamente eligiendo 10 al azar, entonces existe una alta probabilidad de que su proporción de color difiera significativamente del original, por ejemplo, 2 en negro y 8 en blanco. En este caso, la frecuencia de los alelos será, respectivamente, P-0,20 y P-0,80. Si tomamos la tercera muestra, entonces existe la probabilidad de que se saquen 9 bolas blancas de las 10 elegidas, o incluso que todas tengan un color blanco.

Con este ejemplo, se pueden juzgar las fluctuaciones aleatorias en la frecuencia de los alelos en poblaciones naturales, que pueden disminuir o aumentar la concentración de un gen en particular.