"Биология (базовый уровень)", Сухорукова Л.Н., Кучменко В.С., Иванова Т.В.
Естественный отбор — процесс, при котором особи с полезными в конкретных условиях наследственными особенностями чаще выживают и оставляют потомство. Из-за этого соотношение признаков в популяции постепенно меняется, а приспособленность организмов повышается. Отбор не создаёт нужные признаки и не действует по заранее заданному плану: он сохраняет одни наследственные варианты и уменьшает распространённость других. Его формы различаются тем, какие значения признака получают преимущество.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Естественный отбор — преимущественное выживание и размножение особей с наследственными особенностями, повышающими их приспособленность к условиям среды. Это не отдельное действие, которое кто-то совершает, а итог различий в выживании и числе потомков. Понятие помогает объяснить, почему одни наследственные варианты становятся в популяции распространённее других.
Приспособленность — соответствие строения, поведения и жизненных процессов организма условиям его существования. Приспособленный организм не обязательно лучше всех во всём: его преимущество проявляется лишь в конкретной среде. Это понятие нужно, чтобы связывать особенности организма с его шансами выжить и оставить потомство.
Движущий отбор — форма отбора, при которой при изменении условий среды преимущество получает один из крайних вариантов признака. Например, более длинные корни могут помогать растениям добывать воду во время засухи. Так называют отбор, потому что соотношение вариантов в популяции постепенно сдвигается в сторону получившего преимущество.
Стабилизирующий отбор — форма отбора, при которой в устойчивых условиях преимущество сохраняется за особями со средним значением признака. Крайние отклонения оказываются менее выгодными, поэтому встречаются реже. Это понятие помогает понять, почему среднее значение может сохраняться, даже если отдельные особи различаются.
Естественный отбор возможен потому, что особи одной популяции не полностью одинаковы: у них различаются, например, размеры, окраска или особенности поведения. Часть таких различий наследуется, то есть может передаваться потомству. Если бы все особи были одинаковы по наследственным признакам, отбору было бы не из чего «выбирать». Новые варианты появляются благодаря наследственной изменчивости, а не потому, что организму понадобилось измениться.
Связь отбора с борьбой за существование объясняется ограниченностью ресурсов. Пища, вода, укрытия и места для размножения не всегда доступны всем в достаточном количестве, а условия среды могут быть неблагоприятными. Поэтому особи с разными признаками имеют неодинаковые шансы выжить и размножиться. Они оставляют разное число потомков, и именно это неравенство в итоге влияет на состав следующих поколений.
Если наследственный вариант помогает в данных условиях, его носители в среднем чаще доживают до размножения или производят больше потомков. Потомство наследует этот вариант, поэтому через поколения он может встречаться в популяции чаще. Меняется не обязательно признак у каждой отдельной особи: меняется соотношение наследственных вариантов среди особей популяции. Так отбор постепенно изменяет популяцию.
Одним из результатов отбора становятся приспособления — особенности, повышающие шансы организма в определённой среде. Они не возникают по заранее заданной цели и не появляются сразу у всех организмов в ответ на потребность. Если наследственный вариант оказался полезен, его носители чаще оставляют потомство, и этот вариант сохраняется и распространяется в последующих поколениях. Поэтому приспособленность складывается постепенно.
Формы отбора различаются тем, какие варианты признака успешнее. При движущем отборе преимущество получает одно из крайних значений, поэтому распределение признака смещается в его сторону. При стабилизирующем отборе наибольший успех имеют особи со средним значением, а отклонения от него сокращаются. Разрывающий отбор, в свою очередь, благоприятствует крайним вариантам и может приводить к увеличению различий внутри популяции.
| Характеристика | Движущий отбор | Стабилизирующий отбор | Разрывающий отбор |
|---|---|---|---|
| Условия среды | Условия изменяются | Условия относительно устойчивы | Условия неоднородны или разделены на разные варианты |
| Какие варианты признака получают преимущество | Один из крайних вариантов | Среднее значение признака | Оба крайних варианта |
| Направление изменения признака в популяции | Распределение сдвигается к одному краю | Среднее сохраняется, крайние отклонения сокращаются | Увеличивается доля крайних вариантов |
| Результат для разнообразия популяции | Обычно меняется соотношение вариантов | Разнообразие по этому признаку уменьшается | Различия могут увеличиваться |
| Пример | У растений в засуху чаще размножаются особи с длинными корнями | У птиц чаще вылупляются птенцы из яиц среднего размера | В разных условиях среды преимущество могут получить разные крайние варианты |
Чтобы пользоваться таблицей, сначала установи, какие условия действуют на популяцию и какие значения признака успешнее. Затем сравни преимущество среднего и крайних вариантов. Это позволит определить форму отбора и предсказать, как со временем изменится соотношение признаков.
Задача 1. У одного вида насекомых в популяции есть особи светлой и тёмной окраски. На потемневшем фоне светлые насекомые заметнее, и птицы чаще их поедают. Определим, какие насекомые будут чаще оставлять потомство, проследив связь окраски с выживанием.
Ответ: тёмные насекомые в среднем будут чаще выживать и оставлять потомство. Это не означает, что каждое тёмное насекомое обязательно выживет, а светлое непременно погибнет: речь идёт о различиях в шансах и общем результате для популяции.
Задача 2. В популяции растения длина корней различается. После длительной засухи растения с более длинными корнями чаще дают семена. Определим форму отбора и ожидаемое изменение популяции, учитывая, что признак может передаваться потомству.
Ответ: в следующих поколениях доля растений с наследственно более длинными корнями может увеличиться. Отдельные растения не удлиняют корни специально ради потомства: чаще размножаются носители уже имеющегося выгодного варианта.
Задача 3. У птиц средняя масса яиц обеспечивает наиболее успешное развитие птенцов. Из слишком мелких и слишком крупных яиц вылупляется меньше птенцов. Нужно определить форму отбора и предсказать изменение распределения массы.
Ответ: действует стабилизирующий отбор. Средняя масса яиц сохраняется, а доля слишком мелких и слишком крупных яиц в популяции может уменьшиться.
Ошибка: считать, что отдельный организм меняется в ответ на потребность. Такое представление возникает, если путать полезный результат отбора с причиной возникновения признака. Отбор сохраняет наследственные различия в популяции, а не целенаправленно перестраивает особь. Проверь себя вопросом: существовал ли наследственный вариант до того, как он стал полезен?
Ошибка: принимать приспособленность за абсолютное совершенство. Её могут так понимать, потому что слово «приспособленность» звучит как оценка организма вообще. На деле преимущество зависит от условий: один и тот же признак в разных средах может приносить разную пользу. Для проверки укажи, в какой именно среде признак помогает выжить или размножиться.
Ошибка: утверждать, что отбор создаёт нужные наследственные изменения. Путаница возникает из-за того, что после отбора полезный вариант становится заметнее в популяции. Но изменчивость поставляет наследственные варианты, а отбор влияет на их распространённость. Проверь объяснение: не приписываешь ли ты отбору появление признака, вместо того чтобы описать различия в выживании и потомстве?
Ошибка: смешивать движущий и стабилизирующий отбор. Оба процесса меняют соотношение вариантов, поэтому их легко спутать, если не выяснить, кто получает преимущество. При движущем отборе успешнее один крайний вариант, а при стабилизирующем — среднее значение. Перед ответом отметь на линии признака, где находятся наиболее успешные особи.
Для понимания отбора нужны знания о наследственной изменчивости, генотипе и фенотипе: фенотипические различия сами по себе ещё не обязательно передаются потомству. Борьба за существование объясняет, почему ресурсов не хватает всем и почему особи оставляют неодинаковое число потомков. Так становится понятна связь условий среды с приспособленностью организмов. Позже эти знания помогут разбирать эволюцию популяций, видообразование и формирование приспособлений.
Почему естественный отбор действует на популяцию, а не на отдельную особь?
Отдельная особь может выжить или погибнуть, но не может изменить наследственные особенности уже родившихся организмов. Отбор проявляется через различия в числе потомков, а изменение частоты наследственных вариантов становится заметным в популяции на протяжении поколений.
Может ли организм изменить наследственный признак только потому, что он ему необходим?
Нет, потребность сама по себе не создаёт нужное наследственное изменение. Наследственные варианты возникают независимо от того, нужны ли они организму, а отбор влияет на то, какие из них чаще передаются потомству.
Чем приспособленность отличается от абсолютного совершенства?
Приспособленность означает соответствие организма определённым условиям, а не безупречность во всех ситуациях. Признак, выгодный в одной среде, может оказаться бесполезным или вредным в другой.
Как по изменению условий среды определить форму естественного отбора?
Если преимущество получает один из крайних вариантов признака, а условия изменились, вероятен движущий отбор. Если условия устойчивы и лучше сохраняются особи со средним значением признака, действует стабилизирующий отбор; преимущество обоих крайних вариантов характерно для разрывающего.
Почему приспособление, полезное сейчас, может стать невыгодным при изменении среды?
Польза признака зависит от конкретных условий: например, от климата, доступной пищи или окраски окружающего фона. Если эти условия меняются, прежнее преимущество может исчезнуть, а другие наследственные варианты начнут помогать выживанию и размножению.
38. Естественный отбор и его результаты
