Under påvirkning af elementære faktorer i genpuljen ændres frekvensen af visse gener, hvilket fører til en ændring i befolkningens genotype og fænotype, og ved længere tids eksponering for naturlig selektion finder dens differentiering sted.
Hvad er mikroevolution
Mikroevolution - populationsændringer under indflydelse af evolutionære faktorer, som kan føre til en ændring i genpuljen eller endda fremkomsten af en ny art.
Evolutionsfaktorer kan kaldes alle processer eller fænomener. Blandt dem er mutationer, isolation, genetisk drift, befolkningsbølger, der ændrer den genetiske sammensætning.
Størrelsen af enhver befolkning ændrer sig konstant. Årsagerne til dette er forskellige påvirkninger af biotisk og abiotisk karakter. Sådanne befolkningsudsving er periodiske. Så efter en stigning i antallet af individer i en befolkning, falder det. I 1905 kaldte S. S. Chetverikov denne regelmæssighed for befolkningsbølger. Hvis du giver eksempler på befolkningsbølger, så kan det være udsving i antallet af rovdyr, reproduktion af græshopper eller kaniner i Australien. Et andet eksempel er udbrud af lemminger iArktiske eller pestepidemier, der tidligere blev registreret i Europa.
Karakteristisk for "livets bølger"
Disse bølger er karakteristiske for alle levende organismer. De kan være periodiske eller ikke-periodiske. Periodiske observeres oftest i kortlivede organismer - i insekter, enårige planter, såvel som i de fleste mikroorganismer og svampe. Det enkleste eksempel ville være sæsonbestemte ændringer i tal.
Ikke-periodiske befolkningsbølger afhænger af en kombination af flere komplekse faktorer. Som regel vedrører de ikke én, men flere typer af levende organismer i en biogeocenose, derfor kan de føre til radikal omstrukturering.
Blandt ændringerne i antallet af individer i en population bør man fremhæve den pludselige optræden af visse arter af organismer i nye områder, hvor deres naturlige fjender er fraværende. Vi bør også nævne skarpe ikke-cykliske ændringer i befolkningen, som er forbundet med naturlige "katastrofer" og kan manifesteres ved ødelæggelsen af biogeocenosen eller hele landskabet. Så flere tørre sommerperioder kan ændre et væsentligt område - forårsage fremkomsten af engvegetation i sumpe og et stort antal tørre enge.
Hvis du angiver årsagerne til befolkningsbølger, så er det værd at huske ikke kun forholdet mellem levende organismer med hinanden og med miljøfaktorer, men også menneskets indflydelse.
Evolutionær betydning af "livets bølger"
I tilfælde, hvor størrelsen af en population er kraftigt reduceret, er der muligvis kun nogle få individer tilbage. Samtidig er deres hyppighed af gener (alleler) forskellig fra den, der var i den oprindelige population. Hvis der efter et kraftigt fald i antallet af individer i bestanden er en kraftig stigning, så er begyndelsen på et nyt udbrud af vækst i antallet af individer i bestanden givet af en lille gruppe organismer, der er blevet tilbage. Derfor kan man argumentere for, at befolkningsbølger påvirker genpuljen, da genotypen af en given gruppe bestemmer den genetiske struktur af hele populationen.
Samtidig ændres mængden af mutationer i befolkningen og deres koncentration dramatisk ved et tilfælde. Så en vis del af mutationerne forsvinder helt, og nogle vokser pludselig. For at opsummere kan vi sige, at befolkningsbølger som en evolutionær faktor er ekstremt vigtig, da de under betingelse af intensiv selektion er hovedleverandøren af evolutionært materiale, når sjældne mutationer erstattes af selektion.
Derudover er livets bølger i stand til midlertidigt at bringe en række mutationer eller genotyper ind i et andet abiotisk eller biotisk miljø. På trods af dette sikrer selv en kombination af befolkningsbølger og mutationer ikke den evolutionære proces. Du har brug for handlingen af en faktor, der påvirker i én retning (dette er f.eks. isolation).
Isolationens indvirkning på befolkningsstørrelsen
Denne faktor er ekstremt vigtig i evolutionære termer, fordi den fremkalder fremkomsten af nye egenskaber under betingelserne for én art og forhindrer krydsning af forskellige arter med hinanden. Det er værd at bemærke, at geografisk isolation oftest observeres. Dens essens ligger idet faktum, at det eneste område er revet, mens krydset mellem individer fra forskellige dele af det bliver umuligt eller vanskeligt.
Det er værd at bemærke, at i en isoleret population udvikles mutationer tilfældigt, og som et resultat af naturlig selektion bliver dens genotype mere og mere forskelligartet. Derudover er der økologisk isolation og forskellige biologiske mekanismer, der forhindrer individer af forskellige arter i at yngle frit. Et eksempel kunne være forskellige præferencer med hensyn til sted eller tidspunkt for krydsning, såvel som for eksempel anderledes adfærd eller anderledes struktur af kønsorganerne hos dyr, hvilket bliver en yderligere hindring for krydsning.
Opsummerende fremmer forskellige typer af isolation dannelsen af nye arter, men hjælper samtidig med at opretholde artens genetiske struktur.
Gendrift
En tilfældig ændring i antallet af gener i enhver lille population kan have betydelige konsekvenser, da det kan føre til en ændring i allelfrekvens. Tilfældige ændringer i allelfrekvens kaldes genetisk drift. Denne proces er ikke-retningsbestemt. Det blev først opdaget af genetikerne N. P. Dubinin og D. D. Romashov.
S. Wright modtog bekræftelse angående tilfældigheden af genetisk drift. I laboratoriet krydsede han kvindelige og mandlige Drosophila, som var heterozygote for et bestemt gen. Derefter blev der opnået afkom med en koncentration af det normale og mutante gen, som var 50%. igennemi flere generationer blev nogle individer homozygote for mutantgenet, nogle mistede det helt, og en anden del af individerne havde både mutantgenet og det normale gen.
Det skal bemærkes, at selv med en reduceret levedygtighed af mutante individer og under indflydelse af naturlig selektion, kunne mutantallelen fuldstændig erstatte den normale, hvilket forårsager specifikke populationsbølger.
Etiologi af befolkningsbølger
Af alle de årsager, der kan påvirke befolkningens kvantitative karakteristika, er den førende plads optaget af klimatiske forhold, mens biotiske faktorer er henvist til baggrunden. Med lav artsdiversitet afhænger antallet af individer i befolkningen af vejret, den kemiske sammensætning af miljøet samt graden af forurening.
Det er værd at bemærke, at årsagerne til befolkningsbølger, som forudbestemmer ændringen i befolkningsstørrelse, afhænger af dens tæthed eller indflydelse uafhængigt af denne parameter.
Abiotiske og menneskeskabte faktorer afhænger som regel ikke af befolkningstæthed. Den biotiske påvirkning er mere afhængig af den. Det skal bemærkes territorial adfærd, som i løbet af evolutionen er den mest effektive mekanisme, der begrænser væksten i antallet af individer i en befolkning. Så individers aktivitet er begrænset til det tilsvarende rum. Med en stigning i antallet udvikles intraspecifik konkurrence om ressourcer eller direkte antagonisme (angreb på konkurrenter).
Befolkningsbølger afhænger også af adfærdreaktioner, der med en høj befolkningstal er karakteriseret ved fremkomsten af et instinkt for massemigrering. Der kan også udvikles en stressreaktion, hvor individer udvikler fysiologiske træk, der reducerer fertiliteten og øger dødeligheden. Så processen med oogenese og spermatogenese forstyrres, tilfælde af aborter bliver hyppigere, antallet af individer i en generation falder, og puberteten stiger. Derudover falder instinktet til at passe afkom, adfærd ændrer sig - aggressiviteten vokser, kannibalisme og en utilstrækkelig reaktion på personer af det modsatte køn kan observeres, hvilket i sidste ende reducerer befolkningen.
Funktioner ved ændringer i antallet af populationer
Mange økologiske processer forbundet med spredningen af en befolkning over et område eller med et lok alt udbrud af tal ligner ejendommelige bølger, der som nævnt ovenfor kaldes "livsbølger". Et typisk eksempel er en pludselig stigning i antallet af skadedyr i et begrænset område af skoven. Under gunstige forhold er insekter i stand til at indfange flere og flere nye territorier, hvilket er et typisk billede på en stigning i deres tæthed eller udbredelsen af den såkaldte befolkningsbølge. Ved at kende egenskaberne ved mobilitet og visse befolkningstræk, kan man nemt beregne udbredelseshastigheden af denne bølge og mulige kontrolmetoder.
Tilsvarende kan epidemiske bølger karakteriseres, så denne teori er vellykketbruges til at bestemme arten af spredningen af forskellige sygdomme og hastigheden af denne proces.
Derudover bør vi nævne populationsgenetiske bølger, som beskriver arten af fordelingen af et bestemt gen over det område, der er besat af en bestemt befolkning.
Befolkningsbølgers virkningsmekanisme
Befolkningsbølger kan karakteriseres ved hjælp af et modeleksempel. Så i en lukket boks er der 500 sorte og det samme antal hvide kugler, hvilket svarer til frekvensen af allelerne P-0, 50. Hvis vi fjerner 10 kugler tilfældigt og antager, at 4 af dem er sorte og 6 er hvide, så vil allelfrekvensen være henholdsvis 0,40 og 0,60.
Hvis du øger antallet af bolde med 100 gange ved at tilføje 400 sorte og 600 hvide og derefter igen tilfældigt henter 10, så er det sandsynligt, at deres farveforhold vil afvige væsentligt fra originalen, f.eks. 2 sorte og 8 hvide. I dette tilfælde vil allelfrekvensen være henholdsvis P-0,20 og P-0,80. Hvis vi tager den tredje prøve, så er der en chance for, at der trækkes 9 hvide kugler ud af 10 udvalgte, eller endda alle vil være hvid.
Tilfældige udsving i frekvensen af alleler i naturlige populationer kan bedømmes ud fra dette eksempel, som kan reducere eller øge koncentrationen af et bestemt gen.
