У природі постійно відбувається маса подій,які впливають на генофонд будь-якій популяції організмів. І всі вони відносяться до рушіїв еволюції. У їх якості Чарльз Дарвін виділив природний відбір і боротьбу за існування.
Сучасні вчені-біологи до рушіївеволюції відносять дрейф генів, популяційні хвилі і частоту мутацій. Уточнення і доповнення до теорії еволюції стали можливими після розвитку молекулярної біології і розшифровки геномів. Які фактори відносять до рушіїв еволюції, згідно сучасної синтетичної теорії, розглянемо в цій статті.
Спадковість: ядерна та цитоплазматическая
Властивість всіх живих організмів передаватиознаки з покоління в покоління (спадковість) не дарма відносять до рушіїв еволюції. Саме спадковість забезпечує спадкоємність і закріплення цінних адаптацій для виживання, розмноження і дискретності (індивідуальності та різноманіття) видів. Матеріалом еволюції виступає при цьому вся сукупність хромосом (генотип) в ядрі клітини організму. Крім того, деякі органели клітини мають власні кільцеподібні ДНК, які успадковуються незалежно від матері до нащадків (пластиди у рослин і мітохондрії у всіх живих організмом).
Мінливість - запорука різноманіття видів
До рушійним силам еволюції відносять і властивістьнащадків набувати ознак, яких не було у батьківських форм. Але не всяка мінливість призводить до закріплення нових особливостей в генотипі. Фенотипическая мінливість, як фактор пристосування до середовища проживання, не зачіпає генний апарат, а є формою прояву генотипу у фенотипі і знаходиться в межах норм реакції ознаки. Її не відносять до рушіїв еволюції. У контексті нашої статті інтерес представляє мінливість генотипическая (мутационная і комбинативная), зі змінами в генотипі.
мінливість комбинативная
Цей вид мінливості безпосередньо пов'язаний з статевимпроцесом і виражається в незалежному розходженні хромосом і процесах кросинговеру (обміну ділянками між гомологічними хромосомами) в результаті мейозу при утворенні статевих клітин (гамет). Саме різні комбінації генів і їх алелів в геномі гамет і поява в статевого розмноження прискорило еволюційні процеси на планеті і стало значним придбанням в полегшенні пристосовності до умов навколишнього середовища для панміктічних (розмножуються статевим шляхом) організмів.
Мутації геномного рівня
Найбільший вид мутаційного процесу, який змінює весь геном (набір генів), не зачіпаючи при цьому структуру хромосом.
- Поліплоїдний - збільшення, кратне гаплоидному (n) набору (3n, 4n, 5n, 6n, 7n і так далі) числа хромосом організму. Такий тип мутацій притаманний багатьом рослинам і найпростіших тварин.
- Анеуплоїдних - поява зайвих або втратихромосом в результаті порушень в проходженні мейозу. В результаті у організму з повним набором хромосом (2n) з'являється моносомия (2n-1), трисомія (2n + 1) або нуллісомія (2n-2). Найчастіше такі особини нежиттєздатні або є носіями важких генетичних хвороб (синдром Дауна у людини пов'язаний з наявністю третьої хромосоми в 21 парі).
Хромосоми і їх мутації
В даному випадку в результаті порушень впроходженні гаметогенеза (освіти гамет) відбуваються перебудови в структурі самих хромосом. Такі мутації змінюють функціонування комбінацій генів, рідше окремих генів, але не зачіпають зміна кількості хромосом. Видів мутацій цього рівня досить багато. Назвемо лише дуплікації (подвоєння) і делеції (втрати) ділянки хромосоми.
Мутації генного рівня
Це мутації самого маленького масштабу - точковезміна одного гена. Саме такий тип мутацій найчастіше відносять до рушіїв еволюції, так як вони сприяють збільшенню числа нових алелей в генотипі і різноманіттю всередині виду. Зміни одного гена призводить до зміни одного або декількох (при множині впливі) ознак, підвищуючи варіабельність фенотипів. У міру накопичення таких мутацій в популяції вони стають фактором еволюції.
хвилі чисельності
Різке збільшення кількості особин або їїкатастрофічне скорочення має назву хвиль життя або популяційних хвиль. Зміни чисельності можуть статися в результаті багатьох факторів (пожежі, вулкани, епідемії, зникнення природних ворогів). Але всі вони носять випадковий характер і призводять до змін генофонду всієї популяції, коли аутсайдери можуть виявитися в авангарді і навпаки.
Ізоляція як фактор і рушійна сила біологічної еволюції
Ізоляція як фактор обмеження вільногосхрещування між популяціями одного виду панміктічних організмів - яскравий прийме дії цього фактора еволюції. Більшість видів на планеті з'явилося завдяки виникненню репродуктивної ізоляції популяцій. Виділяють наступні їх види:
- Просторова (географічна, антропогенне).
- Біологічна (екологічна, морфологічна, етологічна, генетична).
У будь-якому випадку, коли між популяціями виникає бар'єр вільного схрещування, можна говорити про початок процесу видоутворення.
Боротьба за існування як інструмент природного відбору
Інструментом природного відбору є боротьбаза існування, коли виживе і залишить плідне потомство тільки більш пристосований до даних умов організм. Їх боротьба за існування буває:
- Всередині - найжорстокіша і непримиренна. Конкуренція представників одного виду за харчові ресурси, територію, кращі умови проживання та можливість залишити потомство не залишає шансів для слабких і непристосованих особин.
- Між представниками різних видів, але займаютьодну екологічну нішу. Як приклад - конкуренція за рослинну їжу жирафа і зебри привели в процесі еволюції до фізіологічним особливостям, звівши конкуренцію до мінімуму.
Боротьба організмів з несприятливими умовами. Приклад: жирові горби верблюда і м'ясисті листя сукулентів як пристосувальні механізми життя в пустелі. Або світяться органи глибоководних риб.
