Эволюция.Лекция №2

Условно эволюционный процесс подразделяют на
Микроэволюцию
эволюцию на уровне вида и ниже.
Методы изучения микроэволюции –
полевые наблюдения и
эксперимент
Макроэволюцию – эволюцию на надвидовом уровне.
- Методы изучения макроэволюции –
- Палеонтология
- Сравнительная анатомия
- Сравнительная эмбриология
Тройной парал-лелизм

Начнём с микроэволюции
т.е., эволюции на уровне вида

Примеры микроэволюции:
Промышленный меланизм у бабочки берёзовой пяденицы

Ящерицы на Багамах. На 6 островах из 12 провели эксперимент
Ввезли хищных ящериц другого вида. Уже через год под действием отбора выжили либо длинноногие бегуны, либо коротконогие с когтями, которые залезали от врагов на деревья. На контрольных 6 островах ничего не изменилось.

Важнейшим понятием в биологии является ВИД
Вид (лат. species) —группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, дающему в ряду поколений плодовитое потомство.
Вид — реально существующая генетически неделимая единица живого мира, основная структурная единица в системе организмов, качественный этап эволюции жизни.

Существуют критерии для определения вида
Морфологический критерий позволяет различать разные виды по внешним и внутренним признакам.
Физико-биохимический критерий фиксирует неодинаковость химических свойств разных видов.
Географический критерий свидетельствует, что каждый вид обладает своим ареалом.
Экологический позволяет различать виды по комплексу условий, в которых они сформировались и приспособились к жизни.
Репродуктивный критерий обуславливает репродуктивную изоляцию вида от других, даже близкородственных.

Научное название вида биномиально, то есть состоит из двух слов: названия рода, к которому принадлежит данный вид, и второго слова, называемого в зоологии — видовым названием.
Первое слово пишется с заглавной буквы, второе — со строчной.
Например,
Fasciola hepatica, Homo sapiens

Каждый вид представляет собой генетически замкнутую систему, репродуктивную изолированную от других видов.
В связи с неодинаковыми условиями среды особи одного вида в пределах ареала распадаются на более мелкие единицы — популяции. Реально вид существует именно в виде популяций.

1 – ареал вида, 2, 3, 4 - различные популяции

Популяция - совокупность особей вида, в течение большого числа поколений населяющих определенное пространство, внутри которого особи могут свободно скрещиваться друг с другом, в то время как обмен особями с соседними популяциями затруднен.

Характеристики популяции:
Статические
Динамические
Генетические
Экологические

Характеристики популяции.
1. статические
Ареал (территория)
Численность (сколько особей)
Плотность (численность разделённая на ареал)
Половой и возрастной состав

Ареал может быть:
Сплошной
Прерывистый
Узкий - виды-эндемики и реликты
Широкий - виды-космополиты
Важны понятия:
Радиус индивидуальной активности
Территориальность

Песец и его ареал (прерывистый)

Виды, ареал которых
сокращается : соболь
или увеличивается: заяц-русак

Ареал соболя, сокращаясь, из сплошного стал прерывистым

Ареал зайца- русака расширяется

Виды – космополиты (расселены повсеместно): серая крыса и рыжий таракан, ну и человек, конечно

Реликт – кистепёрая рыба латимерия

В Байкале много видов-эндемиков, которые, как этот рачок, нигде больше не встречаются

Территориальность. Мечение территории животными часто производится с целью информации о себе для других особей своего же или других видов.
Что служит меткой?
Пахучие вещества
Моча и кал
Крики и пение
Высокие заборы, сигнализация
Государственные границы

Численность
Эффективная численность – число особей реально, участвующих в размножении.
Минимальная численность – число особей, достаточное для поддержания популяции. Обычно считается не менее 1000 особей

Плотность – число особей на единице территории или акватории
Росянка английская
(Drosera longifolia L.)
Вид, для которого низкая плотность популяций является биологической нормой. Внесен в Красные книги

Плотность населения Земли
Чем краснее цвет на рисунке, тем выше плотность

Плотность населения Земли (по странам)

От чего зависит размер популяции?

Волны жизни, колебания (или флюктуации) численности особей в популяции. Термин введён русским биологом С. С. Четвериковым в 1915.
Подобные колебания численности могут быть сезонными или несезонными, повторяющимися через различные промежутки времени; обычно они тем длиннее, чем продолжительнее цикл развития организмов

Волны жизни
Заяц и рысь
Горбуша

Половой и возрастной состав может изменяться очень сильно, например, в популяции комаров зимуют только самки, все самцы погибают, но летом их численность резко возрастает
Зимующие комары в пещере на Южном Урале

Структура браков

Есть полигинные виды (виды, где самец имеет гарем)

Виды, где на одну самку приходится несколько самцов встречаются реже
У человека полиандрия встречается в некоторых человеческих популяциях (в Индии, Тибете, у алеутов)

Традиционная структура браков в мире
Полиандрия
Полигиния

Характеристики популяции:
2. динамические
Рождаемость
Смертность
Естественный прирост (рождаемость минус смертность

Так называемый «русский крест»

Особенности человеческих популяций
Большой радиус индивидуальной активности
Границы часто социальные в большей степени, чем географические
Специальные термины:
Изолят: до 1500 человек
Дем: от 1500 до 4000

Например, все члены секты амишей в округе Ланкастер произошли от 3 пар, иммигрировавших в Америку в 1770 году

Характеристики популяции
3. генетические
Генофонд (аллелофонд) – совокупность всех аллелей всех особей популяции. Его можно описать как
ассортимент аллелей, т.е.,какие варианты генов есть в популяции - генетическая гетерогенность популяции
частоту встречаемости аллелей, т.е., как часто встречаются аллели - генетический полиморфизм

Генетический полиморфизм у мышей

Генетическая гетерогенность – наличие в популяции разных аллелей генов (множественный аллелизм)
Генетический полиморфизм – наличие отдельных аллелей с частотой выше 1 %, т.е. с частотой заведомо более высокой, чем частота спонтанных мутаций

Высокая частота аллеля S обусловлена отбором в пользу устойчивости к малярии
S

Закон Харди–Вайнберга – основной закон популяционной генетики (по сути - закон Менделя, но приложенный к популяции
гласит, что в идеальной популяции существует постоянное соотношение частот аллелей и генотипов, которое описывается уравнением:
(p A + q a)2 = р2 АА + 2∙р∙q Aa + q2 aa = 1,
pA – частота встречаемости доминантного аллеля;
qa – рецессивного. pA+qA=1

Идеальная (менделевская) популяция соответствует 5 требованиям:
Число особей велико (иначе закон Менделя не будет выполняться из-за статистических погрешностей)
Панмиктическая (свободно скрещивающаяся)
В ней нет мутаций
Нет миграций
Нет естественного отбора

В ОБЩЕМ ВИДЕ ФОРМУЛА ВЫГЛЯДИТ ТАК

СОГЛАСНО СИНТЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ:
Популяция – это элементарная эволюционирующая единица
Изменение генофонда популяции – это элементарное эволюционное событие
Фактор, способный влиять на генофонд популяции – элементарный эволюционный фактор

Важнейшие эволюционные факторы:
Мутации и рекомбинации, т.е., наследственная изменчивость;
Миграции
- поставляют материал
Естественный отбор – выживание и размножение наиболее приспособленных;
Дрейф генов – случайное сохранение генотипов, связанное с изоляцией, волнами жизни или эффектом родоначальника
- избирательно сохраняют генотипы

Характеристики популяции: 4.экологические
Экологическая ниша – совокупность всех экологических факторов, описывающих место популяции в экосистеме
Будет рассмотрено в разделе «Экология»
бу

О факторах эволюции речь пойдёт на следующей лекции