Pod wpływem elementarnych czynników w puli genówczęstość zmian niektórych genów, co prowadzi do zmiany genotypu i fenotypu populacji, a przy dłuższej ekspozycji na dobór naturalny następuje jej zróżnicowanie.
Co to jest mikroewolucja
Mikroewolucja - zmiany w populacji pod wpływem czynników ewolucyjnych, które mogą prowadzić do zmiany puli genów lub nawet do pojawienia się nowego gatunku.
Wszelkie procesy lub zjawiska można nazwać czynnikami ewolucji. Należą do nich mutacje, izolacja, dryf genów, fale populacji, które zmieniają strukturę genetyczną.
Charakterystyka „fal życia”
Fale te są typowe dla wszystkich organizmów żywych.Mogą być okresowe lub nieokresowe. Okresowe obserwuje się najczęściej u organizmów krótkotrwałych - owadów, roślin jednorocznych, a także większości mikroorganizmów i grzybów. Najprostszym przykładem mogą być sezonowe zmiany obfitości.
Nieokresowe fale populacji zależą odpołączenie kilku złożonych czynników. Z reguły dotyczą nie jednego, ale kilku rodzajów organizmów żywych w biogeocenozie, dlatego mogą prowadzić do radykalnej restrukturyzacji.
Wśród zmian liczby osobników w populacjikonieczne jest podkreślenie nagłego pojawienia się pewnych typów organizmów na nowych obszarach, na których nie ma ich naturalnych wrogów. Warto również wspomnieć o gwałtownych, niecyklicznych zmianach liczebności, które wiążą się z naturalnymi „katastrofami” i mogą objawiać się niszczeniem biogeocenozy lub całego krajobrazu. Tak więc kilka suchych lat może zmienić znaczny obszar - powodować pojawienie się roślinności łąkowej na bagnach i dużej ilości suchych łąk.
Ewolucyjne znaczenie „fal życia”
W przypadkach, gdy wielkość dowolnej populacjigwałtownie spada, może pozostać tylko kilka osobników. Co więcej, ich częstość występowania genów (alleli) jest inna niż w populacji początkowej. Jeśli po gwałtownym spadku liczby populacji nastąpi gwałtowny jej wzrost, wówczas początek nowego wybuchu wzrostu liczby osobników w populacji daje niewielka grupa pozostałych organizmów. Dlatego można argumentować, że fale populacyjne wpływają na pulę genów, ponieważ genotyp tej grupy determinuje strukturę genetyczną całej populacji.
W tym przypadku zupełnie przypadkowo zmienia się gwałtowniezestaw mutacji w populacji i ich koncentracja. Tak więc pewna część mutacji znika całkowicie, a niektóre nagle rosną. Podsumowując, możemy powiedzieć, że fale populacyjne jako czynnik ewolucyjny są niezwykle ważne, ponieważ poddane intensywnej selekcji są głównym dostawcą materiału ewolucyjnego, gdy rzadkie mutacje są zastępowane przez selekcję.
Ponadto fale życia są w stanie tymczasowowprowadzenie wielu mutacji lub genotypów do innego środowiska abiotycznego lub biotycznego. Mimo to nawet połączenie fal populacji i mutacji nie zapewnia procesu ewolucyjnego. Potrzebujesz działania czynnika, który wpływa w jednym kierunku (jest to na przykład izolacja).
Wpływ izolacji na wielkość populacji
Ten czynnik jest niezwykle ważny w ewolucjiplan, ponieważ prowokuje pojawienie się nowych cech w warunkach jednego gatunku i nie pozwala na krzyżowanie się ze sobą różnych gatunków. Warto zauważyć, że najczęściej obserwuje się izolację geograficzną. Jej istota polega na tym, że jedyny obszar zostaje rozerwany, a przecięcie się osobników z różnych jego części staje się niemożliwe lub utrudnione.
Należy zauważyć, że w izolowanej populacjimutacje powstają przypadkowo, aw wyniku doboru naturalnego jego genotyp staje się coraz bardziej zróżnicowany. Ponadto istnieje izolacja ekologiczna i różne mechanizmy biologiczne, które uniemożliwiają swobodne krzyżowanie się osobników różnych gatunków. Przykładem mogą być różne preferencje dotyczące miejsca lub czasu przejścia, a także np. Doskonałe zachowanie czy odmienna budowa narządów płciowych u zwierząt, co staje się dodatkową przeszkodą w krzyżowaniu.
Ogólnie można powiedzieć, że różne typy izolacji przyczyniają się do powstawania nowych gatunków, ale jednocześnie pomagają zachować strukturę genetyczną gatunku.
Dryf genów
Losowa zmiana liczby genów w dowolnymmałe populacje mogą mieć zauważalne konsekwencje, ponieważ mogą prowadzić do zmian w częstości alleli. Losowe zmiany częstotliwości alleli nazywane są dryfem genów. Ten proces jest nieukierunkowany. Po raz pierwszy odkryli go genetycy N.P.Dubinin i D.D. Romashov.
Potwierdzenie przypadkowego dryfugeny otrzymały S. Wright. W laboratorium krzyżował samice i samce Drosophila, które były heterozygotyczne pod względem określonego genu. Następnie uzyskano potomstwo o stężeniu normalnego i zmutowanego genu, które wynosiło 50%. Po kilku pokoleniach niektóre osoby stały się homozygotyczne pod względem zmutowanego genu, inne całkowicie go utraciły, a inna część osób miała zarówno zmutowany, jak i normalny gen.
Należy zauważyć, że nawet przy zmniejszonejżywotność zmutowanych osobników i pod wpływem doboru naturalnego zmutowany allel był w stanie całkowicie wyprzeć normalny, powodując specyficzne fale populacyjne.
Etiologia fal populacyjnych
Ze wszystkich powodów, które mogą mieć wpływcechy ilościowe populacji, na czele stoją warunki klimatyczne, natomiast czynniki biotyczne schodzą na dalszy plan. Przy małej różnorodności gatunkowej liczba osobników w populacji zależy od pogody, składu chemicznego środowiska, a także od stopnia jego zanieczyszczenia.
Należy zauważyć, że przyczyny falowania populacji, które z góry determinują zmianę liczebności populacji, zależą od jej gęstości lub wpływają niezależnie od tego parametru.
Czynniki abiotyczne i antropogeniczne, npzwykle nie zależą od gęstości zaludnienia. Od tego w dużej mierze zależy wpływ biotyczny. Należy zwrócić uwagę na zachowania terytorialne, które w toku ewolucji są najskuteczniejszym mechanizmem powstrzymującym wzrost liczby osobników w populacji. Tak więc aktywność jednostek ogranicza się do odpowiedniej przestrzeni. Wraz ze wzrostem liczby rozwija się wewnątrzgatunkowa rywalizacja o zasoby lub bezpośredni antagonizm (atak na konkurentów).
Cechy zmian liczby populacji
Wiele procesów ekologicznych związanych zprzez rozprzestrzenianie się ludności na danym obszarze lub z lokalną falą liczebności przypominają one swoiste fale, które, jak wspomniano powyżej, nazywane są „falami życia”. Typowym przykładem jest nagły wzrost liczby szkodników owadzich na ograniczonym obszarze lasu. W sprzyjających warunkach owady są w stanie chwytać coraz więcej terytoriów, co jest typowym obrazem wzrostu ich zagęszczenia lub rozprzestrzeniania się tzw. Fali populacji. Znając cechy ruchliwości i pewne cechy populacji, można łatwo obliczyć prędkość propagacji tej fali i możliwe metody jej zwalczania.
Ponadto należy wspomnieć o falach genetycznych populacji, za pomocą których opisują one charakter rozmieszczenia określonego genu na obszarze zajmowanym przez tę lub inną populację.
Mechanizm działania fal populacyjnych
Fale populacyjne można scharakteryzować za pomocąna przykładowym modelu. Tak więc w zamkniętym pudełku znajduje się 500 czarnych i tyle samo białych kulek, co odpowiada częstości alleli P-0,50. Jeśli usuniesz losowo 10 kulek i założysz, że 4 z nich są czarne, a 6 białych, to częstotliwość alleli będzie wynosiła odpowiednio 0,40 i 0,60.
Jeśli zwiększysz liczbę piłek 100 razy,dodając 400 czarnych i 600 białych, a następnie ponownie wybierając dowolne 10 na chybił trafił, wtedy istnieje duże prawdopodobieństwo, że ich proporcje kolorystyczne będą się znacząco różnić od oryginału, np. 2 czarne i 8 białych. W tym przypadku częstość alleli będzie wynosić odpowiednio P-0,20 i P-0,80. Jeśli weźmiemy trzecią próbkę, to istnieje prawdopodobieństwo, że z 10 wybranych zostanie wylosowanych 9 białych kulek lub nawet wszystkie będą białe.
Na tym przykładzie można ocenić losowe fluktuacje częstości alleli w naturalnych populacjach, które mogą zmniejszać lub zwiększać stężenie określonego genu.
