"Биология (базовый уровень)", Вахрушев А.А., Бурский О.В., Раутиан А.С., Родионова Е.И., Розанов М.Н.
Эволюция — историческое изменение живой природы, благодаря которому возникло разнообразие организмов и формировались их приспособления. Объяснить эти изменения помогает теория естественного отбора: в популяциях есть наследственные различия, а ресурсы среды ограничены. Поэтому одни организмы чаще выживают и оставляют потомство, чем другие. Их признаки могут становиться распространённее в следующих поколениях. Главное — отбор не создаёт нужные особенности по желанию организма, а действует на уже существующие различия.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Эволюция — историческое изменение живой природы, происходящее в ряду поколений и приводящее к разнообразию организмов. Это не просто перемены в жизни отдельной особи: речь идёт о длительных изменениях популяций и видов. Понятие помогает объяснить, почему живые организмы не всегда были такими, как сейчас, и как возникали их различия.
Наследственная изменчивость — различия между организмами, которые могут передаваться потомству. Поэтому дети не обязательно являются точными копиями родителей, а в популяции появляются разные варианты признаков. Для эволюции это важно: без наследуемых различий отбору было бы нечего сохранять и распространять.
Борьба за существование — совокупность отношений организмов друг с другом и с условиями среды, влияющих на их выживание и размножение. Она возникает, например, когда многим особям нужны одни и те же ограниченные ресурсы или когда им угрожают холод, засуха и хищники. Это понятие объясняет, почему не все организмы могут оставить одинаковое количество потомства.
Естественный отбор — преимущественное выживание и размножение организмов с полезными наследственными особенностями. Если такие особи чаще дают потомство, их признаки могут встречаться в популяции всё чаще. Отбор объясняет, как наследственные различия вместе с условиями среды приводят к изменению популяций.
Разнообразие живых организмов и их приспособленность требуют объяснения: разные виды по-разному устроены и подходят к жизни в определённых условиях. Одной идеи о неизменности видов недостаточно, чтобы понять, почему признаки организмов меняются и почему у них есть подходящие среде особенности. Эволюционная теория связывает эти наблюдения с изменениями, которые накапливаются в поколениях. Она объясняет не только сходства и различия организмов, но и постепенное формирование приспособленности.
Потомство получает признаки от родителей, но наследование не означает полного тождества: между особями одного вида существуют различия. Часть таких различий обусловлена наследственностью и может передаваться дальше; источники наследственной изменчивости подробнее изучает генетика. Другие перемены возникают в течение жизни и не обязательно попадают к потомкам. Именно поэтому для эволюции важно выяснить не только, чем особи различаются, но и наследуется ли это различие.
Многие организмы производят больше потомков, чем может выжить и размножиться в данных условиях. Если бы всем требовались ресурсы, которых достаточно для каждого, конкуренция была бы слабее; в природе же пища, вода и пространство ограничены. На популяцию также действуют хищники, болезни и неблагоприятная погода. Из-за этого особи сталкиваются с неодинаковыми трудностями, и вклад каждой в следующие поколения различается.
Если наследственная особенность помогает в конкретной среде, её носитель может чаще выжить или оставить потомство. Это не значит, что каждая особь с таким признаком обязательно выживет: отбор проявляется в различиях между множеством особей и зависит от условий. Признак передаётся потомкам, если он наследуемый, а его носители в среднем размножаются успешнее. Так повышается вероятность того, что в следующих поколениях этот вариант признака станет распространённее.
Изменчивость создаёт различия, борьба за существование делает шансы особей неодинаковыми, а естественный отбор меняет распространённость наследуемых особенностей. Эти процессы связаны причинно, а не происходят по отдельности: без наследуемых различий отбор не может менять популяцию. Повторение отбора в ряду поколений может приводить к накоплению признаков, полезных в определённых условиях. Так возникают и изменяются приспособленность организмов и состав видов; изменения происходят не по заранее заданному плану.
| Фактор | Что происходит | Роль в эволюции |
|---|---|---|
| Наследственная изменчивость | В популяции есть различающиеся наследуемые варианты признаков. | Поставляет материал, на который может действовать отбор. |
| Борьба за существование | Организмы сталкиваются с ограниченными ресурсами и неблагоприятными условиями. | Обусловливает различия в шансах выжить и размножиться. |
| Естественный отбор | Носители некоторых наследственных особенностей в среднем оставляют больше потомства. | Меняет распространённость признаков в популяции. |
| Результат действия факторов | Из поколения в поколение изменяется состав популяции. | Накопление изменений может приводить к приспособленности и преобразованию видов. |
Читайте таблицу как последовательность причин: сначала в популяции есть наследуемые различия, затем условия среды влияют на успех особей, и со временем меняется частота признаков. Последняя строка показывает итог работы факторов в ряду поколений, а не отдельное событие в жизни организма. При разборе примера проверяйте, наследуется ли признак и влияет ли он на число потомков.
Условие: у особей одного вида различаются окраска и густота покрова. Нужно определить, какое различие может стать материалом для эволюции. Само наличие заметной разницы ещё не даёт ответа: сначала нужно установить, передаётся ли она потомству.
Ответ: материалом для эволюции может стать наследуемое различие в окраске, густоте покрова или обоих признаках. Чтобы указать конкретный вариант, нужно знать, какие из различий передаются потомству. Приобретённое и ненаследуемое изменение отбор не закрепляет.
Условие: в засушливый год часть растений популяции образует более глубокие корни. Нужно объяснить, как ограниченность воды может повлиять на популяцию следующих поколений. Сначала отделим наличие признака от его значения: глубокие корни важны лишь в том случае, если помогают получать воду и наследуются.
Ответ: ограниченность воды создаёт борьбу за существование, а наследуемая особенность, помогающая добывать воду, может повысить выживаемость и размножение её носителей. Поэтому доля таких растений в последующих поколениях может увеличиться. Результат зависит от наследуемости признака и условий среды.
Условие: в популяции есть насекомые разной окраски, и хищники чаще замечают одну из них на фоне почвы. Нужно проследить возможное изменение частот окрасок за несколько поколений. Одной заметности недостаточно для вывода: важно проверить наследуемость окраски и то, как она сказывается на размножении.
Ответ: при описанных условиях частота менее заметной окраски может увеличиваться в поколениях, если она наследуется и её носители чаще размножаются. Более заметная окраска может становиться реже. Естественный отбор не гарантирует полного исчезновения этого варианта: итог зависит от наследования, среды и размножения.
Ошибка: считать, что отдельный организм эволюционирует в течение жизни. Так думают, потому что рост и изменения особи заметны, но это развитие организма, а не эволюционное изменение популяции. Проверьте себя: говорится ли о наследственных признаках и их распространённости в нескольких поколениях?
Ошибка: полагать, что организмы меняются именно потому, что им что-то необходимо. Такая мысль кажется убедительной, если полезный признак появился в трудных условиях, однако отбор действует на уже существующие наследственные различия. Проверка проста: укажите, какое различие было в популяции до того, как одни особи стали успешнее других.
Ошибка: путать естественный отбор с намеренным выбором или стремлением организмов приспособиться. Это заблуждение возникает из-за слов о полезности признака, которые звучат так, будто особь оценивает свои шансы. На деле никто не выбирает признаки сознательно: сравните выживание и размножение разных носителей признаков.
Ошибка: считать, что любое приобретённое за жизнь изменение обязательно передаётся потомству. Эту идею поддерживает наблюдение, что родители и дети могут быть похожи, но сходство не доказывает наследования каждого приобретённого признака. Чтобы проверить себя, спросите, обусловлено ли различие наследственностью и может ли оно передаваться потомкам.
Для понимания естественного отбора нужны понятия вида, популяции, размножения, наследственности и изменчивости. Популяция — группа особей одного вида, живущих на общей территории; именно в ней можно проследить изменения частоты признаков. Без представления о наследовании нельзя понять, какие различия сохраняются в следующих поколениях.
Представления об отборе пригодятся при изучении адаптаций, видообразования и многообразия организмов. Они помогают объяснить, как приспособительные особенности могут становиться распространёнными и как популяции постепенно преобразуются. Связь между отбором и появлением новых видов рассматривают отдельно, но основа рассуждения та же — изменения в поколениях.
Генетика объясняет наследование признаков и источники наследственной изменчивости. Это позволяет выяснить, какие различия могут передаваться потомкам и на что способен действовать отбор. Если признак не наследуется, одно лишь его преимущество для отдельной особи не объясняет изменение популяции.
Почему потомства у организмов обычно больше, чем может выжить?
Многие организмы производят многочисленное потомство, но пища, вода, пространство и другие ресурсы ограничены. Кроме того, на выживание влияют хищники, болезни и условия среды. Поэтому до размножения обычно доживает лишь часть потомков.
Чем наследственная изменчивость отличается от приобретённых изменений?
Наследственные различия могут передаваться потомству, поэтому на них способен действовать естественный отбор. Приобретённое в течение жизни изменение не обязательно наследуется: например, развитая тренировкой мышца сама по себе не означает, что у потомства будут такие же мышцы.
Что именно происходит в популяции при естественном отборе?
Особи с некоторыми наследственными особенностями в данных условиях чаще выживают и оставляют потомство. Их признаки передаются следующим поколениям, поэтому со временем такие особенности могут встречаться в популяции чаще. Меняется состав популяции, а не отдельные особи.
Может ли отдельный организм эволюционировать за свою жизнь?
Нет, отдельный организм растёт, развивается и может приобретать изменения в течение жизни, но это не эволюция. Эволюционные изменения происходят в популяциях на протяжении поколений, когда меняется распространённость наследственных признаков.
Почему естественный отбор не означает, что организмы сознательно приспосабливаются?
Отбор не предполагает намерений и не заставляет организм заранее менять себя ради выживания. В популяции уже существуют различия, и условия среды влияют на то, какие их носители чаще оставляют потомство. Так полезные в этих условиях наследственные особенности могут распространяться.
§ 40. Теория, изменившая взгляд на мир
