РАЗДЕЛ IV . ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ............................................. 1 Глава 9. Изменения в популяциях и приспособленность организмов .....1 § 38. Многообразие органического мира. Классификаци

Страница 4 из 24

Панда похожа на бурого медведя, но питается в основном бам­буком. Лишь изредка панды поедают других животных. Среди ви­дов крокодила одни охотятся на животных, другие питаются только рыбой, а некоторые ископаемые виды были растительноядными. Пять видов синиц сформировались, как предполагают ученые, вследствие различной пищевой специализации.

Синица хохла­тая питается семенами хвойных Деревьев, лазоревка добывает Мелких насекомых из расщелин Древесной коры, синица большая ловит крупных насекомых в го­родских садах и парках, а гаичка и московка – в лесах. Виды форели озера Севан имеют различные места и сроки нереста Два подвида чаек – клуша и серебристая – образуют вокруг северного полярного круга ряд форм.

Британские клуша и серебристая, обитая совместно, не скрещиваются. Остальные чайки скрещиваются с соседними формами Британские клуша и серебристая Близкие виды обыкновенных европейских бабочек-беля­нок – капустница, репница и брюквенница – питаются на личиночной стадии различной пищей. Гусеницы капустницы и репницы поедают только культурные виды крестоцветных, а брюквенницы – дикие.

Вид черный дрозд в настоящее вре­мя существует в двух формах. Одни дрозды селятся вблизи жилья человека, а другие – в глухих лесах. Эти два подви­да внешне неразличимы. По мнению ученых, некоторые виды растений в поймах крупных рек образовали виды, дающие семена до или после разлива. Виды, считающиеся исходными, растут на незаливаемых местах и опыляются, как правило, во время разлива.

Образование новых видов в пределах прежнего ареала эво­люционисты называют симпатрическим (<греч. sym вместе + patris родина) видообразованием. Предполагают, что симпатрическое видообразование может быть вызвано не только вне­шними условиями, но и перестройками хромосомных набо­ров. В результате в одном ареале возникают генетически изо­лированные популяции.

В роде хризантем все виды имеют число хромосом кратное 9: 18, 27, 36... 90, в роде картофе­ля – кратное 12: 24, 48, 72. Культурная слива (48 хромо­сом в диплоидном наборе) является гибридом терна (16 хро­мосом) и алычи (8 хромосом) с последующим удвоением набора. По мнению эволюционистов, возникновение новых ви­дов у дрозофилы было связано с перестройками хромосом.

Предположение о симпатрическом видообразовании осно­вано на том, что и возможные исходные виды, и дочерние формы морфологически очень близки. Справедливо заключить, что вариации признаков, наблюда­емые учеными, а также относительно правдоподобные гипотезы видообразования ограничены пределами групп очень сходных существ. Принято считать, что главное биологическое значение по­добных изменений в популяциях состоит в обеспечении жиз­неспособности организмов в условиях внешней среды при наиболее полном их использовании.

Заложенная Творцом спо­собность организмов к изменениям позволяет существам рас­селяться по всей планете и заполнять самые различные эко­логические ниши в соответствии с Его Промыслом, конечно же, не всегда направленным лишь на обеспечение жизнеспо­собности. Поэтому использование термина «эволюция» в зна­чении саморазвития применительно к изменениям в популя­циях не вполне правомерно. Закон Харди-Вайнберга.

В многочисленной популяции при свободном скрещивании, отсутствии мутаций, миграции и отбора особей по фенотипу условиями внешней среды соблю­дается постоянное соотношение между доминантными и ре­цессивными аллелями (соответственно, между гомо- и гете-розиготами), называемое законом Харди-Вайнберга. Он бази­руется на закономерностях, открытых Менделем и справедлив лишь для популяций, находящихся в равновесии.

Если ген в популяции представлен двумя аллелями – до­минантным А и рецессивным а, частота встречаемости А – р, тогда встречаемость аллеля а будет q = 1 – р (в процентах q = 100% — р). В гаметах будет р аллелей А и q аллелей а: pA +qa . Исследуем разнообразие признаков в потомстве: (pA +qa ) х (pA +qa ) = ppAA + pqAa + qpaA + qqaa Таким образом, в аналитическом виде закон Харди-Вайн­берга примет вид: (pA +qa )

2 = р2АА + 2pqAa + q 2aa Пользуясь законом Харди-Вайнберга, можно узнать, ка­кой процент особей имеет рецессивный ген по какому-нибудь наследственному заболеванию. Пусть встречаемость заболева­ния q 2 = 0,01 (1 %), тогда q = 0,1, а р = 0,9. Встречаемость Рецессивных носителей - 2pq = 0,18, то есть 18% особей. В реальных популяциях отклоне­ния от равновесия, а, следовательно, и от закона Харди-Вайнберга, могут быть весьма существенными.

Так, при заселении группой особей новых тер­риторий возникшая популяция по ге­нотипу будет сильно отличаться от ис­ходной. Какие-то малораспространен­ные в исходной популяции гены могут оказаться в изобилии, других, широко распространенных в прежней популя­ции, может оказаться мало. В резуль­тате соотношение между встречаемос­тью гомо- и гетерозиготных особей из­менится, и в популяции начнется так называемый дрейф генов – случайное ненаправленное изменение частот аллелей в результате скрещивания.

При утрате части генофонда вслед­ствие дрейфа генов увеличивается од­нородность популяции, возрастает ее гомозиготность. В мало­численной популяции эскимосов Гренландии (около 300 че­ловек) на момент исследования почти все люди имели одну и ту же группу крови – были гомозиготны по соответству­ющему аллелю. К дрейфу генов приводят и колебания численности – по­пуляционные волны – со случайным изменением генофонда популяции вследствие пожаров, наводнений, засухи, сильных морозов.

Популяционные волны размножения хищников нахо­дятся в тесной взаимосвязи с колебаниями численности белок, зайцев, мышей и пр. У насекомых и однолетних растений наблюдаются сезонные популяционные волны. 1. Что называют микроэволюцией и макроэволюцией? Каков диапазон реально наблюдаемых учеными изменений в попу­ляциях? 2.

Опишите изменения в популяциях при различных типах изоляции. 3. Сформулируйте закон Харди-Вайнберга. Когда он выпол­няется? 4. Что такое волны численности? 5. Что такое дрейф генов, при каких условиях он происходит?

Связан ли дрейф с популяционными волнами численности? §41 Естественный отбор Осетр выметывает в среднем 2 млн. икринок, но только не­значительная часть мальков достигает зрелого возраста. В од­ном плоде кукушкиных слезок около 200 тыс. семян, но лишь ничтожная их часть дает начало новому растению. Пара сло­нов за всю свою жизнь (около 100 лет)

рождает в среднем 6 слонят, и ее потомство теоретически способно за 800 лет об­разовать популяцию в 20 млн. слонов. Однако наблюдается яв­ное несоответствие теоретической репродуктивности существ и их количества. Существа пожирают друг друга, гибнут от бо­лезней, чрезмерно низких или высоких температур, им не хватает корма. Такая дисгармония в природе, согласно Писа­нию, была не всегда, а появилась в мире с отпадением чело­века от Бога. Мир был сотворен «хорошо весьма» (Быт. 1,31)

, святые отцы обращают наше внимание на отсутствие смерти и тления до грехопадения Адама (см. прилож. 2). Межвидовая борьба. Волки и лисы охотятся на зайцев. Успех одних означает неуспех других. Существование зайцев в свою очередь зависит от наличия кормов. Сорняки вытес­няют культурные растения, лишая их света, влаги и пита­тельных веществ. Скальные поползни бывают двух видов.

В местах перекры­вания ареалов эти виды интенсивно соперничают в добывании корма. В этих районах длина клюва и способ добывания пищи у поползней существенно различаются, в неперекрыва­ющихся зонах эти признаки у них одинаковы. Серые крысы крупнее и агрессивнее черных. В европейских поселениях человека серая крыса практически вытеснила черную. При­везенная из Европы в Австралию пчела вытесняет не имею­щую жала маленькую туземную пчелу.

Интенсивное размно­жение вида дрозда-дерябы привело в некоторых районах Шот­ландии к сокращению численности певчих дроздов. Молодые ели на открытых местах вымерзают, а под за­щитой сосен, берез, осин – хорошо растут. Когда кроны под­росших елей смыкаются, лишенный достаточного количества света подрост лиственных деревьев не развивается (происхо­дит сукцессия, см. § 69). Внутривидовая борьба.

Принято считать, что внутривидовая борьба характеризуется особой интенсивностью из-за сходства; потребностей особей одного вида. Расплодившимся хищникам не хватает жертв, размножившимся грызунам - растительных кормов. Но есть практика и групповых посевов растений, и стадного содержания (или природного обитания) животных, когда большая численность особей одного вида обеспечивает его Процветание.

Претензии к содержанию