Dabā pastāvīgi notiek daudz notikumu,kas ietekmē jebkuras organismu populācijas genofondu. Un tie visi pieder pie evolūcijas virzītājspēkiem. Čārlzs Darvins savā īpašumā izcēla dabisko atlasi un cīņu par eksistenci.
Mūsdienu bioloģijas zinātnieki ceļā uz braukšanas spēkiemevolūcijas ietver gēnu novirzi, populācijas viļņus un mutāciju ātrumu. Evolūcijas teorijas uzlabojumi un papildinājumi kļuva iespējami pēc molekulārās bioloģijas attīstības un genomu dekodēšanas. Kādi faktori tiek attiecināti uz evolūcijas virzītājspēkiem, saskaņā ar mūsdienu sintētisko teoriju mēs apsvērsim šajā rakstā.
Iedzimtība: kodolenerģija un citoplazma
Visu dzīvo organismu īpašība, ko pārnestiezīmes no paaudzes paaudzē (iedzimtība) ne velti tiek attiecinātas uz evolūcijas virzītājspēkiem. Tieši iedzimtība nodrošina vērtīgu pielāgojumu nepārtrauktību un konsolidāciju sugu izdzīvošanai, vairošanai un diskrētumam (individualitāte un daudzveidība). Evolūcijas materiāls ir viss hromosomu kopums (genotips) organisma šūnas kodolā. Turklāt dažām šūnu organoīdām ir savs gredzenveida DNS, kas tiek pārmantots neatkarīgi no mātes līdz pēcnācējiem (augos esošie plastīdi un visu dzīvo organismu mitohondriji).
Mainīgums ir atslēga sugu daudzveidībai
Evolūcijas virzītājspēki ietver īpašumupēcnācējiem, lai iegūtu tādas iezīmes, kādas nebija vecāku formām. Bet ne visi mainīgums noved pie jaunu iezīmju konsolidācijas genotipā. Fenotipiskā mainība kā adaptācijas faktors videi neietekmē gēnu aparātu, bet ir genotipa izpausmes forma fenotipā un atrodas pazīmju reakcijas normu robežās. Tas netiek uzskatīts par evolūcijas virzītājspēku. Mūsu raksta kontekstā interesē genotipa (mutācijas un kombinācijas) mainīgums ar izmaiņām genotipā.
Kombinatīvā mainība
Šis mainīguma veids ir tieši saistīts ar seksuāloprocess un tiek izteikts hromosomu neatkarīgā atšķirībā un procesu šķērsošanā (vietņu apmaiņa starp homoloģiskām hromosomām) mejozes rezultātā dzimumšūnu (gametu) veidošanās laikā. Tieši dažādas gēnu un to alēļu kombinācijas gametu genomā un parādīšanās dzimum reprodukcijā paātrināja evolūcijas procesus uz planētas un kļuva par ievērojamu ieguvumu, lai atvieglotu panmiktisko (seksuāli reproducējošo) organismu pielāgošanos vides apstākļiem.
Genomiskā līmeņa mutācijas
Lielākais mutācijas procesa veids, kas maina visu genomu (gēnu kopu), neietekmējot hromosomu struktūru.
- Poliploīdija ir organisma hromosomu skaita haploīda (n) kopas (3n, 4n, 5n, 6n, 7n un tā tālāk) daudzkārtņu palielināšanās. Šis mutācijas veids ir raksturīgs daudziem augiem un vienkāršākajiem dzīvniekiem.
- Aneuploīdija - liekā vai zaudējuma parādīšanāshromosomas mejozes pārejas traucējumu rezultātā. Tā rezultātā organismam ar pilnu hromosomu komplektu (2n) ir monosomija (2n-1), trisomija (2n + 1) vai nullisomija (2n-2). Visbiežāk šādi indivīdi nav dzīvotspējīgi vai ir smagu ģenētisku slimību nesēji (Dauna sindroms cilvēkiem ir saistīts ar trešās hromosomas klātbūtni 21 pārī).
Hromosomas un to mutācijas
Šajā gadījumā pārkāpumu rezultātāgametoģenēzes (gametu veidošanās) pāreja, pārkārtošanās notiek pašu hromosomu struktūrā. Šādas mutācijas maina gēnu kombināciju, retāk atsevišķu gēnu darbību, bet neietekmē hromosomu skaita izmaiņas. Šajā līmenī ir daudz mutāciju veidu. Nosauksim tikai hromosomu sekcijas dublēšanos (dubultošanos) un dzēšanu (zaudēšanu).
Gēnu līmeņa mutācijas
Tās ir mazākā mēroga mutācijasviena gēna maiņa. Tieši šāda veida mutācijas visbiežāk tiek attiecinātas uz evolūcijas virzītājspēkiem, jo tās veicina jaunu alēļu skaita pieaugumu genotipā un sugas daudzveidību. Izmaiņas vienā gēnā noved pie vienas vai vairāku (ar daudzkārtēju iedarbību) pazīmju izmaiņām, palielinot fenotipu mainīgumu. Kad šādas mutācijas uzkrājas populācijā, tās kļūst par evolūcijas faktoru.
Skaitļu viļņi
Straujš indivīdu skaita vai tā pieaugumskatastrofālu saraušanos sauc par dzīves viļņiem vai populācijas viļņiem. Skaitļu izmaiņas var notikt daudzu faktoru (ugunsgrēki, vulkāni, epidēmijas, dabisko ienaidnieku pazušana) rezultātā. Bet tie visi ir nejauši un noved pie izmaiņām visas populācijas genofondā, kad nepiederīgie var būt priekšgalā un otrādi.
Izolācija kā bioloģiskās evolūcijas faktors un virzītājspēks
Izolācija kā faktors, kas ierobežo brīvokrustošanās starp vienas sugas panmictic organismu populācijām būs spilgta šī evolūcijas faktora darbības pazīme. Lielākā daļa sugu uz planētas parādījās sakarā ar populāciju reproduktīvās izolācijas parādīšanos. Ir šādi veidi:
- Telpisks (ģeogrāfisks, antropogēns).
- Bioloģiskā (ekoloģiskā, morfoloģiskā, etoloģiskā, ģenētiskā).
Jebkurā gadījumā, kad starp populācijām rodas brīvas šķērsošanas barjera, mēs varam runāt par speciācijas procesa sākumu.
Cīnīties par eksistenci kā dabiskās atlases instrumentu
Dabiskās atlases rīks ir cīņaeksistencei, kad izdzīvo tikai šādiem apstākļiem vairāk pielāgots organisms un atstāj auglīgus pēcnācējus. Viņu cīņa par esamību ir:
- Iekšā - visnežēlīgākais un nesamierināmākais. Vienas sugas pārstāvju konkurence par pārtikas resursiem, teritoriju, labākiem biotopu apstākļiem un iespēju atstāt pēcnācējus neatstāj izredzes vājiem un nepielāgotiem indivīdiem.
- Starp dažādu sugu pārstāvjiem, bet okupējošiviena ekoloģiskā niša. Piemēram, konkurence par žirafes un zebras augu pārtiku evolūcijas procesā noveda pie fizioloģiskām īpašībām, samazinot konkurenci līdz minimumam.
Organismu cīņa pret nelabvēlīgiem apstākļiem. Piemērs: kamieļa tauku kupris un sukulentu gaļīgās lapas kā adaptīvie dzīves mehānismi tuksnesī. Vai arī dziļūdens zivju kvēlojošie orgāni.
