"Биология. Порядок в живой природе", Вахрушев А.А., Бурский О.В., Раутиан А.С., Родионова Е.И.
Эволюция — историческое изменение живых организмов и их групп в ряду поколений. Она происходит благодаря наследственным различиям между особями и естественному отбору: условия среды влияют на то, кто чаще выживает и оставляет потомство. Полезные наследственные признаки постепенно становятся распространённее. Поэтому эволюцию сравнивают с поиском удачного решения методом проб и ошибок, но это только образ: организмы не ставят цель и не планируют будущие изменения.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Эволюция — историческое изменение живых организмов и их групп в ряду поколений. Её сравнивают с поиском удачных решений, потому что разные наследственные варианты как бы проходят проверку условиями среды. Это помогает понять, почему изменения накапливаются постепенно, а не возникают сразу в готовом виде.
Наследственная изменчивость — различия между организмами, которые могут передаваться потомкам. Благодаря ей особи одной группы не бывают полностью одинаковыми. Она нужна эволюции как исходный материал: без наследственных различий отбору было бы нечего сохранять.
Естественный отбор — преимущественное выживание и размножение организмов с наследственными особенностями, полезными в данных условиях. Такие организмы в среднем оставляют больше потомков, чем обладатели менее выгодных вариантов. Поэтому отбор со временем изменяет состав популяции.
Адаптация — наследственная особенность, повышающая приспособленность организма к определённым условиям среды. Примером может быть окраска, делающая животное менее заметным для хищника. Адаптация не является сознательно приобретённым приспособлением отдельной особи.
Наследственные различия возникают у организмов без заранее поставленной цели. Причины таких различий связаны с изменениями наследственного материала и его сочетаниями при размножении, а не с желанием организма. Поэтому потомки одной группы отличаются друг от друга и имеют неодинаковые шансы на выживание.
Если условия среды меняются, разные наследственные особенности начинают по-разному влиять на жизнь организмов. Один вариант может помогать добывать пищу, избегать врагов или переносить холод, а другой — не давать такого преимущества. Из-за этого носители вариантов оставляют неодинаковое число потомков.
Организмы с полезными в данных условиях особенностями чаще выживают до размножения или успешнее размножаются. Их потомки с большей вероятностью получают тот же признак, если он наследуется. Так полезная особенность передаётся не потому, что организм её «передал по желанию», а благодаря наследованию и большему числу потомков.
Естественный отбор действует на уже существующие наследственные различия. Он не создаёт нужный признак по потребности организма и не может заранее подготовить его к будущей обстановке. Если подходящего варианта в популяции нет, отбор не способен мгновенно его изготовить.
Метафора проб и ошибок описывает накопление удачных изменений за многие поколения. «Пробами» можно считать появление разных наследственных вариантов, а «ошибками» — варианты, которые в конкретной среде не дают преимущества. Это не означает сознательного поиска, обязательного совершенствования или движения к заранее заданной цели.
Таблица показывает последовательность событий, а не действия отдельного организма. Читая её сверху вниз, можно проследить, как случайно возникшее различие превращается в изменение состава популяции. Особенно важно не пропускать этап передачи признака потомкам.
| Этап | Что происходит | Роль в эволюции |
|---|---|---|
| Возникновение наследственных различий | У особей появляются разные варианты признаков, способные передаваться потомкам. | Создаётся материал для действия отбора. |
| Влияние условий среды на выживание и размножение | В конкретной обстановке носители разных вариантов имеют неодинаковые шансы выжить и оставить потомство. | Определяется относительное преимущество признаков. |
| Передача признаков потомкам | Успешно размножившиеся организмы передают наследственные особенности части потомков. | Сохраняются варианты, связанные с большим вкладом в следующее поколение. |
| Изменение распространённости признаков в поколениях | Доля одних вариантов постепенно увеличивается, а других — уменьшается. | Происходит эволюционное изменение популяции. |
Задача 1. У особей одного вида различается окраска, и различие передаётся потомству. Объясните, почему это может стать материалом для эволюции. Сам факт различия ещё не показывает, какой вариант окажется более частым.
Ответ: наследственное различие является материалом для эволюции, потому что отбор может изменить частоту вариантов в популяции. Однако без различий в выживании и размножении сама вариация ещё не станет преимуществом.
Задача 2. На тёмной почве птицы чаще замечают светлых насекомых. Предскажите, как со временем может измениться соотношение светлых и тёмных насекомых, если окраска наследуется. Нужно связать заметность с выживанием, а выживание — с потомством.
Ответ: при неизменных условиях и прочих равных обстоятельствах тёмные насекомые станут распространённее, а светлых станет относительно меньше. Это результат естественного отбора, а не сознательного потемнения насекомых.
Задача 3. После изменения среды в популяции распространился наследственный признак, полезный в новых условиях. Объясните, почему это не доказывает, что организмы заранее приобрели его ради выживания. Нужно установить, что возникло сначала: различие или потребность в нём.
Ответ: распространение признака объясняется отбором уже существовавшей наследственной вариации. Среда не заказывает организму нужное изменение, а лишь создаёт условия, в которых один из вариантов оказывается успешнее.
Ошибка 1. Считать, что организм приобретает именно нужный признак по потребности. Так думают, потому что полезная особенность действительно повышает выживание, но причина и результат перепутаны. Проверка простая: спросите, существовало ли наследственное различие до действия отбора.
Ошибка 2. Называть эволюцию сознательным поиском или серией намеренных проб. Образ «проб и ошибок» удобен для описания результата, но у организмов нет общей цели и плана изменений. Проверьте себя: не приписываете ли вы популяции решение задачи как разумному существу.
Ошибка 3. Полагать, что любой полезный признак обязательно распространится. Для этого нужны наследуемость признака, подходящие условия и преимущество в выживании или размножении. Проверяя вывод, учитывайте не только пользу, но и возможность передачи потомкам.
Ошибка 4. Смешивать изменение отдельного организма в течение жизни с эволюцией. Загар или тренированность помогают конкретной особи, но обычно не меняют наследственные признаки всей популяции. Проверьте масштаб и время: эволюция относится к популяции и ряду поколений.
Для понимания эволюции нужны знания о наследовании и изменчивости. Признак должен передаваться потомкам, но потомки при этом не обязаны быть одинаковыми. Именно сочетание наследования и различий создаёт возможность для отбора.
Знания о размножении и выживании объясняют, почему одни наследственные варианты оставляют больше потомков. Если преимущество сохраняется в данных условиях, частота соответствующего признака может увеличиваться. Так отдельные события в жизни организмов приводят к изменению популяции.
Эта тема подготавливает к изучению происхождения видов, приспособленности и разнообразия живого мира. Она помогает отличать результат отбора от намеренного действия организма. Через неё можно связать наследственные процессы с историческими изменениями групп живых существ.
Почему эволюцию сравнивают с поиском решения?
В популяции возникают разные наследственные варианты, а условия среды как бы проверяют их успешность. Удачные варианты чаще сохраняются и передаются потомкам, поэтому постепенно накапливаются.
Кто или что определяет, какие признаки окажутся полезными?
Полезность признака определяется условиями среды и тем, помогает ли он выжить и оставить потомство. Один и тот же признак может быть выгодным в одной обстановке и бесполезным или вредным в другой.
Может ли организм изменить наследственный признак, потому что он ему нужен?
Нет, потребность сама по себе не создаёт нужный наследственный признак. Отбор действует на те наследственные различия, которые уже возникли в популяции.
Почему полезные признаки не появляются сразу у всех особей?
Наследственные различия возникают не одновременно и не обязательно у каждой особи. Кроме того, признак передаётся потомкам постепенно, поэтому его распространённость меняется в ряду поколений.
Чем эволюционное изменение популяции отличается от приспособления отдельного организма?
Эволюция происходит в популяции на протяжении поколений и связана с изменением распространённости наследственных признаков. Изменение отдельного организма в течение жизни, например загар, обычно не является эволюцией.
§ 39. Эволюция — поиск удачного решения путём проб и ошибок
