§ 45. Борьба за существование. Естественный и искусственный отбор

Определения и обозначения

Борьба за существование — совокупность отношений организмов между собой и с условиями среды, влияющих на их выживание и размножение. Это понятие охватывает не только столкновения, но и конкуренцию за ресурсы, а также воздействие погоды. Оно помогает объяснить, почему не все организмы доживают до размножения.

Естественный отбор — процесс, при котором в данных условиях среды чаще выживают и оставляют потомство особи с наследственными признаками, повышающими их приспособленность. Отбор не выбирает организм намеренно: преимущество проявляется в большем числе выживших потомков. Понятие объясняет, как меняются популяции из поколения в поколение.

Искусственный отбор — выбор человеком особей с нужными признаками для размножения и получения потомства с желательными свойствами. Например, селекционер оставляет животных с высокой продуктивностью. Это понятие объясняет, как человек создаёт и улучшает породы животных и сорта растений.

Приспособленность — соответствие особенностей организма условиям среды, помогающее ему выжить и оставить потомство. Она проявляется в свойствах строения, поведения или физиологии, полезных в конкретной обстановке. Понятие относительное: признак, выгодный в одной среде, не обязательно будет выгоден в другой.

Как это устроено

Организмы способны производить больше потомков, чем может вырасти и размножиться в данной местности. При этом пища, вода, свет, укрытия и пространство не увеличиваются так же быстро, как число потенциальных потребителей. Поэтому возникает конкуренция: не каждому достанется достаточно ресурсов. Так ограниченность условий связывает размножение с борьбой за существование.

Формы борьбы различают по тому, с кем или с чем сталкивается организм. Внутривидовая борьба идёт между особями одного вида: например, молодые деревья конкурируют за свет, а самцы некоторых животных — за возможность спаривания. Межвидовая возникает между разными видами, когда они используют один ресурс или один вид служит пищей другому. Неблагоприятные условия среды — мороз, засуха или нехватка кислорода — действуют на организмы без участия другого живого существа.

Даже в одной популяции особи не полностью одинаковы: они различаются наследственными признаками. Если некоторый вариант помогает добывать пищу, избегать хищников или переносить холод, его носители в этих условиях могут чаще выживать и размножаться. Отличие должно быть наследственным, чтобы оно могло передаваться потомкам. Поэтому одинаковая среда не означает одинаковых шансов для всех особей.

Естественный отбор действует через различия в выживании и размножении. Если носители полезного наследственного признака оставляют больше потомков, этот признак с большей вероятностью встретится в следующем поколении. За длительное время частоты наследственных вариантов в популяции меняются. Так отбор сохраняет подходящие условиям признаки и участвует в эволюции, но не создаёт их по заранее заданной цели.

При искусственном отборе нужное направление задаёт человек, выбирая производителей по желаемым свойствам. Чтобы результат закреплялся у потомства, выбранный признак должен быть наследственным; одного временного изменения, например набора массы из-за обильного кормления, недостаточно. Естественный отбор определяется тем, какие организмы успешнее в среде, а искусственный — задачей человека. При этом условия среды всё равно влияют на то, сможет ли выбранное потомство выжить и размножиться.

Сравнение естественного и искусственного отбора

Сначала выясните, кто определяет, какие особи оставят потомство: условия среды или человек. Затем сравните, какие признаки дают преимущество и к какому результату ведёт отбор. Такой порядок помогает не спутать естественный отбор с целенаправленной селекцией.

Разбор задач

Задача 1. В популяции насекомых часть особей имеет наследственную окраску, менее заметную для птиц. Нужно объяснить, как со временем может измениться доля таких особей. Решение связывает наследственное различие с тем, кто чаще выживет и оставит потомство.

1. Птицам труднее заметить насекомых с менее заметной окраской.
2. Такие особи в среднем чаще избегают поедания и доживают до размножения.
3. Если окраска наследуется, часть потомков тоже получит этот вариант признака.
4. В следующих поколениях доля менее заметных насекомых может увеличиться.

Ответ: при этих условиях естественный отбор может увеличить долю особей с менее заметной наследственной окраской. Рост не гарантирован, если изменятся условия или преимущество окраски исчезнет.

Задача 2. На ограниченном участке растут растения одного вида. Объясните, почему конкуренция за свет и воду является внутривидовой борьбой за существование. Определите участников взаимодействия и ресурс, за который они конкурируют.

1. Участники — растения одного вида, поэтому борьба происходит внутри вида.
2. Свет и вода нужны каждому растению, но на участке их количество ограничено.
3. Более удачно расположенные или приспособленные растения могут получить больше ресурсов и успешнее расти.
4. Такая конкуренция влияет на выживание и размножение, даже если растения не перемещаются и не сталкиваются напрямую.

Ответ: это внутривидовая борьба за существование, потому что конкурируют особи одного вида за ограниченные свет и воду.

Задача 3. Селекционер оставляет для размножения коров с наиболее высокой молочной продуктивностью. Нужно определить вид отбора, его направляющую силу и объяснить значение наследуемости признака. Здесь важно отличить выбор человека от преимущества, возникающего само по себе в природе.

1. Производителей отбирает селекционер по заранее выбранному признаку.
2. Значит, это искусственный отбор, а его направление задаёт человек.
3. Если высокая продуктивность связана с наследуемыми особенностями, потомки могут унаследовать их.
4. Если различие вызвано только условиями жизни конкретной коровы и не наследуется, отбор не закрепит его у потомства.

Ответ: это искусственный отбор; его направляющая сила — человек. Результат зависит от наследуемости продуктивности, потому что желательный признак должен передаваться потомкам.

Типичные ошибки

Считать борьбу за существование только прямой схваткой. Так думают, потому что слово «борьба» напоминает столкновение, но конкуренция может быть незаметной, а организмам могут вредить мороз или засуха. Проверьте себя: влияют ли отношения или условия на выживание и размножение? Если да, борьба есть и без драки.

Смешивать формы борьбы за существование. Ошибка возникает, когда учитывают только сам факт конкуренции, а не её участников. Определите, кто конкурирует: особи одного вида, разных видов или организм сталкивается с неживым фактором среды. Так вы отличите внутривидовую борьбу от межвидовой и воздействия неблагоприятных условий.

Думать, что естественный отбор целенаправленно создаёт нужный признак. Кажется, будто организму необходимо приобрести полезную особенность, но отбор сохраняет уже имеющиеся наследственные варианты, если они повышают успех в данной среде. Проверьте рассуждение вопросом: был ли признак у части особей до отбора и связан ли он с различиями в потомстве? Отбор не предвидит будущие потребности.

Считать, что любое приобретённое изменение передаётся потомству. Эту ошибку допускают, смешивая изменения организма в течение жизни с наследственными особенностями. Для отбора важно, чтобы признак передавался потомкам, поэтому результат тренировки или усиленного питания сам по себе не гарантирует наследования. Проверьте, говорится ли в задаче о наследуемом различии, а не только о приобретённом изменении.

Связь с другими темами

Чтобы понять отбор, нужно знать, что наследственная изменчивость создаёт различия между особями, а размножение и наследование передают признаки следующим поколениям. Естественный отбор объясняет, как формируется приспособленность и почему со временем меняются популяции, то есть помогает изучать эволюцию. Искусственный отбор связан с селекцией: благодаря ему человек получает породы домашних животных и сорта культурных растений.

Что запомнить

• Ресурсы среды ограничены, поэтому между организмами возникает борьба за существование.
• Борьба бывает внутривидовой, межвидовой и связанной с неблагоприятными условиями среды.
• Особям одного вида свойственна наследственная изменчивость.
• Естественный отбор зависит от условий среды и различий в выживании и размножении.
• Естественный отбор сохраняет наследственные признаки, повышающие приспособленность в данных условиях.
• При искусственном отборе направление выбора задаёт человек.