Зміни генофонду популяцій
Володіючи специфічним генофондом, що знаходяться під контролем природного добору, популяції грають найважливішу роль в еволюційних перетвореннях виду. Всі процеси, що ведуть до змін виду, починаються на рівні видових популяцій і є спрямованими процесами перетворень популяційного генофонду.
Генетичне рівновагу в популяціях.
Частота виникнення різних алелей в популяції визначається частотою мутацій. тиском відбору, а іноді і обміном спадкової інформації з іншими популяціями в результаті міграцій особин. При відносному сталості умов і високої чисельності популяції всі зазначені процеси призводять до стану відносної рівноваги. В результаті генофонд таких популяцій стає збалансованим, в ньому встановлюється генетичне рівновагу, або сталість частот виникнення різних алелей.
Причини порушення генетичної рівноваги.
Наведений раніше приклад з дією інсектицидів говорить про те, що дія природного добору приводить до спрямованим змін генофонду популяції - підвищення частот «корисних» генів. Відбуваються мікроеволюційні зміни. Однак зміни генофонду можуть носити і ненаправленої, випадковий характер. Найчастіше вони пов'язані з коливаннями чисельності природних популяцій або з просторовим відокремленням частини організмів даної популяції.
Ненаправлення, випадкові зміни генофонду можуть відбуватися внаслідок різних причин. Одна з них - міграції, т. Е. Переміщення частини популяції в нове місце проживання. Якщо невелика частина популяції тварин або рослин поселяється на новому місці, генофонд новоствореної популяції буде неминуче менше генофонду батьківської популяції. В силу випадкових причин частоти алелей в новій популяції можуть не збігатися з такими у вихідній. Гени, до того рідко зустрічаються, можуть швидко поширюватися (внаслідок статевого розмноження) серед особин нової популяції. А раніше широко поширені гени можуть бути відсутніми, якщо їх не було в генотипах засновників нового поселення.
Подібні зміни можуть спостерігатися у випадках, коли популяція поділяється на дві нерівні частини природними або штучними бар'єрами. Наприклад, на річці побудована дамба, яка розділила мешкала там популяцію риб на дві частини. Генофонд малої популяції, що бере початок від малої кількості особин, може, знову ж в силу випадкових причин, відрізнятися від генофонду вихідної за складом. Він буде нести в собі тільки ті генотипи, які випадково підібралися серед малого числа засновників нової популяції. Рідкісні аллели можуть виявитися звичайними в новій популяції, що виникла в результаті її відокремлення від вихідної популяції.
Склад генофонду може змінюватися внаслідок різних природних катастроф, коли вижили залишаються лише деякі організми (наприклад, через повені, посухи або пожеж). У популяції, що пережила катастрофу, що складається з особин, що залишилися в живих випадково, склад генофонду буде сформований з випадково підібраних генотипів. Слідом за спадом чисельності починається масове розмноження, початок якому дає нечисленна група. Генетичний склад цієї групи визначить генетичну структуру всієї популяції в період її розквіту. При цьому деякі мутації можуть зовсім зникнути, а концентрація інших - різко підвищиться. Набір генів, що залишилися у живих особин, може дещо відрізнятися від того, який існував в популяції до катастрофи.
Різкі коливання чисельності популяцій, чим би вони не були викликані, змінюють частоту алелей в генофонді популяцій. При створенні несприятливих умов і скорочення чисельності популяції через загибель особин може відбуватися втрата деяких генів, особливо рідкісних, В цілому чим менше чисельність популяції, тим вище ймовірність втрати рідкісних генів, тим більший вплив надають на склад генофонду випадкові чинники.
Періодичні коливання чисельності властиві майже всім організмам. Ці коливання змінюють частоту генів в популяціях, що виникають на зміну одна одній. Прикладом є деякі комахи; тільки мале їх кількість виживає після зими. Ця мала частка дає початок нової літньої популяції, її генофонд часто відрізняється від генофонду популяції, що існувала рік тому.
Таким чином, дія випадкових факторів збіднює і змінює генофонд малої популяції в порівнянні з його вихідним станом. Це явище називається дрейфом генів. В результаті дрейфу генів може скластися життєздатна популяція зі своєрідним генофондом, багато в чому випадковим, оскільки відбір в даному випадку не грав провідну роль. У міру збільшення чисельності особин знову відновиться дію природного відбору, який буде поширюватися вже на новий генофонд, приводячи до його спрямованим змін. Сукупність усіх цих процесів може привести до відокремлення нового виду.
Спрямовані зміни генофонду відбуваються внаслідок природного відбору. Природний добір приводить до послідовного зростанню частот одних генів (корисних в даних умовах) і до зниження інших. Внаслідок природного відбору в генофонді популяцій закріплюються корисні гени, т. Е. Що сприяють виживанню особин в даних умовах середовища. Їх частка зростає, і загальний склад генофонду змінюється. Зміни генофонду під дією природного відбору повинні приводити і до змін фенотипів, особливостей зовнішньої будови організмів, їх поведінки і способу життя, а в кінцевому підсумку - до кращої пристосованості популяції до даних умов зовнішнього середовища.
Генетичне рівновагу. Випадкові зміни складу генофонду. Дрейф генів. Спрямовані зміни генофонду.
1. За яких умов можливе рівновагу між різними алелями популяційного генофонду?
2. Якими силами викликані спрямовані зміни генофонду?
3. Які фактори є причиною порушення генетичної рівноваги?
4. У чому причини відмінності генофондів ізольованих популяцій одного виду?
Обговоріть, яким чином діяльність людини змінює генофонд диких і домашніх видів тварин і рослин.
Каменський А. А. Кріксунов Е. В. Пасічник В. В. Біологія 10 клас
Відправлено читачами з інтернет-сайту
Онлайн бібліотека з учнями і книгами, плани-конспекти уроків з Біології 10 класу, книги та підручники згідно календарного плану планірованіеБіологіі 10 класу
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.