Конспект урока: Естественный отбор: предпосылки и механизм действия

Вступление 

Отбор можно рассматривать как механизм, действующий на двух связанных между собой уровнях — на уровне организмов и на уровне генов. Естественный отбор представляет собой процесс, который определяет, какие гены будут переданы следующему поколению, а какие отсеются. Никакой случайности в выборе нет. Сохраняются те аллели, которые кодируют признаки, повышающие выживаемость организма, тем самым помогая приспособиться к условиям среды. При этом менее адаптированные организмы, которые не обладали нужными признаками, погибают или лишены возможности оставить после себя потомство.

Предпосылки естественного отбора

Для поддержания популяции достаточно, чтобы одна родительская пара дала двух потомков. Природой заложена избыточная репродуктивная способность организмов размножаться в геометрической прогрессии. Избыточная численность приводит к конкуренции за ограниченное количество ресурсов и места обитания. Разберёмся, по каким законам происходит борьба за жизнь.

Мутационный процесс и свободное скрещивание внутри популяции обеспечивают её генетическую разнородность. Таким образом, каждый организм в популяции уникален, а шансы на выживание у всех разные. Всё зависит от набора признаков. Выбор происходит по принципу «наиболее приспособленный». Организмы, признаки которых дают им преимущество в конкуренции, легче овладевают ресурсами окружающей среды, выживают и оставляют потомство. Организмы, лишённые таких признаков, оказываются в невыгодном положении и могут погибнуть, прежде чем сумеют произвести потомство.

Механизм действия естественного отбора

Естественный отбор определяет, какие аллели будут переданы следующему поколению. Процесс носит направленный характер. Цель отбора — сохранить гены, которые помогают организмам приспосабливаться к окружающей среде в данный момент времени. Поскольку условия среды меняются, процесс будет происходить постоянно. А появление новых полезных признаков или изменение частоты аллелей может привести к эволюционному шагу.

Формы борьбы за существование

Естественный отбор осуществляется через различные формы борьбы за существование (рис. 1).

Рис. 1. Формы борьбы за существование

Внутривидовая борьба за существование

Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида. Такая форма борьбы носит наиболее острый характер, так как здесь больше всего причин для конкуренции. Организмам одного вида необходимы одинаковые условия существования, поэтому конкуренция здесь наиболее жёсткая. 

Существует два вида такой борьбы: прямая и косвенная. При косвенной борьбе организмы не вступают в открытые столкновения.

Пример 2

 

Тигровая песчаная акула размножается путём яйцеживорождения. В утробе беременной акулы развиваются десятки оплодотворённых яиц. Из них вылупляются акульи зародыши. Их питание происходит из желтка яйца. Такого питания недостаточно, и детёныши акулы начинают поедать друг друга. Выживет та особь, которая быстрее всего появилась на свет.

Это пример прямой внутривидовой борьбы.

Рис. 2. Сосновый бор

Пример 3

 

Пример косвенной 

конкуренции — конкуренция растений одного вида на одной территории. В сосновом лесу растение, вырастая, занимает экологическую нишу, не давая шанса другой сосне вырасти.

Межвидовая борьба за существование

Межвидовая борьба происходит между особями разных видов. Она может быть очень острой — прямая борьба. Например, отношения хищник – жертва подразумевают под собой выживание одной особи и гибель другой. Даже если жертва выжила, то хищник остался голодным, что может привести к гибели последнего. В отношениях хозяин – паразит так же прослеживается борьба за существование. При косвенной борьбе происходит вытеснение одного из видов. Победителем всегда будет наиболее приспособленный. Если виды являются близкородственными, то борьба будет ожесточённее.

Пример 4

Рис. 3. Чёрная крыса

Серая крыса намного агрессивнее и крупнее чёрной крысы. Поэтому она вытеснила вторую со всех людских поселений. Чёрной крысе оставалось либо погибнуть, либо адаптироваться к другим условиям среды. Оказавшись проворнее, чёрная крыса легко перебегала по канатам на корабли.

Так популяции чёрных крыс попали в Америку и Африку. Их завезли вместе с экспедициями Магеллан, Колумб и Васко да Гама. Таким образом, борьба за существование привела к тому, что серая крыса заняла территории внутри континентов, а чёрная — лесные районы, островные области и портовые зоны.

Борьба с неблагоприятными условиями среды

На выживаемость организмов оказывают огромное влияние факторы окружающей среды: температура, влажность, освещённость и др. Результатом этой борьбы является выживание особей с наиболее благоприятными для данных условий жизни наследственными изменениями. Отсюда у растений пустыни длинные корни, мелкие листья и другие приспособления.

Рис. 4. Пример борьбы с неблагоприятными условиями среды

---

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры внутривидовой борьбы.
2. Что является результатом борьбы за существование?
3. Что является материалом для естественного отбора?

---

 

Ответы

1. Турнирные бои при спаривании некоторых животных, каннибализм, близко посаженные деревья одного вида.
2. Естественный отбор.
3. Генетическая неоднородность популяции и мутации, которые проявляют себя.