Естественный отбор
-
Естественный отбор
- Дифференциальное выживание и размножение особей, обусловленное различиями в фенотипе
- Ключевой механизм эволюции, изменение наследуемых признаков
- Чарльз Дарвин популяризировал термин, противопоставляя его искусственному отбору
-
Вариации признаков
- Вариации признаков существуют во всех популяциях организмов
- Некоторые черты способствуют выживанию и репродуктивному успеху
- Эти черты передаются следующему поколению
-
Микро- и макроэволюция
- Микроэволюция происходит при изменениях в определенной нише
- Макроэволюция происходит при изменениях в окружающей среде в целом
- Новые виды могут возникать при радикальных изменениях признаков
-
Факторы отбора
- Адаптация к окружающей среде
- Половой отбор
- Отбор на плодовитость
-
Историческое развитие
- Додарвиновские теории: Эмпедокл, Лукреций, Аристотель
- Аль-Джахиз, Леонардо да Винчи, Пьер Луи Мопертюи
- Теория униформизма в геологии
- Ламарк, Блайт, Дарвин
-
Теория Дарвина
- Естественный отбор как объяснение адаптации и видообразования
- Вариации передаются по наследству, что приводит к эволюции популяций
- Эволюционирующие популяции становятся разными видами
-
Идеи Дарвина и их развитие
- Дарвин был вдохновлен наблюдениями во время второго путешествия на «Бигле» и работами Мальтуса.
- Он понял, что благоприятные вариации будут сохраняться, а неблагоприятные уничтожаться, приводя к образованию новых видов.
- Дарвин назвал этот принцип «Естественным отбором».
-
Публикация и признание
- Дарвин опубликовал «О происхождении видов» в 1859 году, признав, что другие ученые также выдвигали аналогичные идеи.
- Естественный отбор оставался спорным, но был принят после публикации книги.
-
Современный синтез и его значение
- Естественный отбор опирается на идею наследственности, но развился до появления генетики.
- Современный синтез объединил эволюцию с законами наследственности Менделя.
- Второй синтез закрепил естественный отбор как основу эволюционной теории.
-
Терминология и механизмы
- Термин «естественный отбор» используется для обозначения наследуемых признаков.
- Естественный отбор «слеп», так как изменения в фенотипе могут дать репродуктивное преимущество.
- Механизм включает наследуемую изменчивость и дифференциальное размножение.
-
Примеры и исследования
- Пример с пестрой молью показывает, как естественный отбор влияет на эволюцию.
- Недавнее исследование показывает, что бледные особи больше соответствуют фону лишайников.
-
Приспособленность и выживание
- Приспособленность определяется не продолжительностью жизни, а успешностью размножения.
- Гены более приспособленных организмов становятся более распространенными.
- Приспособленность конкретного генотипа соответствует среднему воздействию на всех индивидов с этим генотипом.
-
Различие между «выживанием наиболее приспособленных» и «улучшением физической формы»
- «Выживание наиболее приспособленных» удаляет менее приспособленные варианты из популяции.
- «Улучшение физической формы» зависит от абсолютной выживаемости конкретного варианта.
- «Улучшение физической формы» может происходить в среде с «выживанием наиболее приспособленных».
-
Конкуренция и естественный отбор
- Конкуренция снижает приспособленность одного вида из-за присутствия другого.
- Конкуренция может быть внутри вида или между видами.
- Виды, менее приспособленные к конкуренции, могут адаптироваться или вымирать.
-
Классификация естественного отбора
- Естественный отбор может воздействовать на любой наследуемый признак.
- Отбор можно классифицировать по влиянию на признак, генетическое разнообразие, стадию жизненного цикла, единицу отбора или ресурс.
-
Влияние на признак
- Стабилизирующий отбор поддерживает признак на оптимальном уровне.
- Направленный отбор благоприятствует экстремальным значениям признака.
- Разрушительный отбор может быть предвестником видообразования.
-
Влияние на генетическое разнообразие
- Очищающий отбор устраняет генетические вариации.
- Уравновешивающий отбор поддерживает генетическую изменчивость.
-
Влияние на стадии жизненного цикла
- Отбор на жизнеспособность и выживание направлен на повышение вероятности выживания.
- Отбор на плодовитость включает половой, гаметический и отбор на совместимость.
-
Влияние на единицу отбора
- Индивидуальный отбор воздействует на индивида.
- Генная селекция действует на уровне гена.
- Групповой отбор воздействует на группы организмов.
-
Влияние на ресурсы
- Половой отбор связан с конкуренцией за самок.
- Экологический отбор включает родственный отбор, конкуренцию и детоубийство.
-
Гонка вооружений
- Естественный отбор проявляется в развитии устойчивости микроорганизмов к антибиотикам.
-
Эволюция и устойчивость к антибиотикам
- Неправильное использование антибиотиков привело к устойчивости микроорганизмов.
- MRSA стал «супербактерией» из-за своей устойчивости к существующим лекарствам.
- Новые штаммы MRSA устойчивы даже к сильным антибиотикам.
-
Эволюция и устойчивость растений и насекомых
- Аналогичная ситуация наблюдается с устойчивостью растений и насекомых к пестицидам.
- Пример: распространение гена у бабочки, подавляющего активность бактерий-паразитов.
-
Эволюция посредством естественного отбора
- Необходимое условие для эволюции — наличие наследуемых генетических вариаций.
- Генетическая изменчивость возникает из мутаций, рекомбинаций и изменений в кариотипе.
- Большинство мутаций у людей являются слегка вредными.
-
Видообразование и репродуктивная изоляция
- Видообразование требует репродуктивной изоляции.
- Поултон предложил модель Бейтсона-Добжанского-Мюллера для объяснения репродуктивной изоляции.
- Естественный отбор может способствовать увеличению предзиготной изоляции.
-
Генетическая основа и фенотип
- Естественный отбор воздействует на фенотип, определяемый генотипом и окружающей средой.
- Аллели определяют различия в фенотипе.
- Вариация в одном гене может незначительно влиять на фенотип, но взаимодействие многих генов создает широкий спектр фенотипических значений.
-
Направленность отбора
- Направленный отбор увеличивает частоту аллелей с большей приспособленностью.
- Стабилизирующий отбор снижает частоту вредных аллелей.
- Разрушительный отбор благоприятствует экстремальным значениям признака.
-
Отбор, генетическая изменчивость и дрейф
- Нейтральная теория молекулярной эволюции предполагает, что значительная часть генетического разнообразия нейтральна.
- Генетический дрейф уменьшает генетическую изменчивость.
- Естественный отбор уменьшает генетическую изменчивость, устраняя неприспособленных особей.
-
Генетическая связь и селективная зачистка
- Генетическая связь возникает при близком расположении аллелей на хромосоме.
- Селективная зачистка приводит к образованию областей генома с положительно отобранным гаплотипом.
- Выборочные проверки могут быть обнаружены путем измерения неравновесия сцепления.
-
Влияние идей Дарвина
- Идеи Дарвина оказали глубокое влияние на мысль 19-го века.
- Естественный отбор вызвал сильную оппозицию и вдохновил сторонников.
- Концепция естественного отбора распространилась на другие дисциплины.
-
Происхождение жизни
- Вопрос о происхождении жизни остается нерешенным.
- Гипотеза о возникновении жизни из РНК-репликаторов.
- Адаптивные способности РНК-репликаторов определялись их нуклеотидными последовательностями.
-
Клеточная и молекулярная биология
- Вильгельм Ру предположил, что развитие организма — результат дарвиновской конкуренции.
- Жан-Жак Купец предложил современную версию клеточного дарвинизма.
-
Социальная и психологическая теория
- Социальные последствия теории эволюции вызвали споры.
- Фридрих Энгельс критиковал Дарвина за его идеи.
- Конрад Лоренц использовал теорию для оправдания нацистской политики.
- Эволюционная психология объясняет особенности человеческой психологии адаптацией.
-
Теория информации и систем
- Альфред Дж. Лотка предложил физический принцип естественного отбора.
- Принципы естественного отбора вдохновили вычислительные методы.
- Генетические алгоритмы выявляют оптимальные решения путем имитации и мутации.
-
В художественной литературе
- Теория дарвиновской эволюции широко представлена в литературе.
- Примеры включают «Эревон» Сэмюэля Батлера и «Человека года на миллион» Х. Г. Уэллса.