"Биология. Введение в общую биологию и экологию", Каменский А.А., Крискунов Е.А., Пасечник В.В.
Естественный отбор — процесс, при котором организмы с полезными наследственными признаками чаще выживают и оставляют потомство. Он меняет состав популяций и помогает объяснить, как возникают приспособления. При движущем отборе преимущество получает один крайний вариант признака, при стабилизирующем сохраняется средний, а при разрывающем выигрывают оба крайних варианта. Форма отбора зависит от условий среды и того, как признаки влияют на размножение.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Естественный отбор — преимущественное выживание и размножение организмов с наследственными признаками, повышающими их приспособленность к условиям среды. Это не сознательный выбор природы: организмы с разными признаками оставляют неодинаковое количество потомков. Понятие помогает объяснить, почему со временем в популяции меняется соотношение наследственных вариантов.
Движущий отбор — форма отбора, при которой преимущество получают организмы с одним из крайних вариантов признака, и среднее значение признака в популяции смещается. Крайним называют вариант, заметно отличающийся от среднего в одну сторону. Это понятие нужно, чтобы описать изменение признака при перемене условий среды.
Стабилизирующий отбор — форма отбора, сохраняющая среднее значение признака и устраняющая крайние отклонения в относительно постоянных условиях. Средний вариант в таких условиях часто оказывается более выгодным, чем слишком малые или слишком большие значения. Понятие объясняет, почему признак может долго оставаться похожим, хотя отбор продолжает действовать.
Разрывающий отбор — форма отбора, при которой преимущество получают крайние варианты признака, а промежуточные оказываются менее приспособленными. Например, разные крайние варианты могут быть полезны в разных частях среды. Это понятие помогает понять, как в одной популяции могут сохраняться заметно различающиеся варианты признака.
В популяции не все организмы одинаковы: у них могут различаться окраска, размеры или другие признаки. Если различия наследуются, потомки получают некоторые особенности родителей. Когда один вариант помогает выжить или оставить больше потомства, его носители передают его чаще. Поэтому изменяется состав популяции, а не отдельный организм по собственной воле.
Если условия среды меняются в определённом направлении, различия между вариантами признака могут стать особенно важными. Один крайний вариант тогда помогает лучше добывать пищу, избегать опасности или переносить новые условия. Его носители чаще размножаются, и в следующих поколениях такой вариант встречается чаще. Так движущий отбор постепенно смещает распределение признака, а среднее значение меняется в сторону выгодного края.
В относительно устойчивых условиях крайние отклонения могут мешать выживанию или размножению. Организмы со средними значениями признака в таких условиях нередко имеют преимущество и оставляют больше потомства. Их варианты чаще передаются следующим поколениям, тогда как крайние встречаются реже. Поэтому стабилизирующий отбор поддерживает сложившееся среднее значение, но не означает, что различия между всеми организмами исчезают.
Разрывающий отбор возможен, если условия в среде различаются или существуют разные способы использовать её ресурсы. Тогда один крайний вариант может быть полезен в одних условиях, а другой — в других. Промежуточный вариант может не давать достаточного преимущества ни там, ни там, поэтому его носители оставляют меньше потомства. В результате крайние варианты сохраняются или становятся более распространёнными, а промежуточные встречаются реже.
Формы отбора различаются тем, какие варианты признака оставляют больше потомства, но во всех случаях отбор действует на наследственную изменчивость популяции. Без различий по признаку отбору нечего «сравнивать», а без наследования преимущество не передавалось бы следующим поколениям. При этом результат зависит не от того, какой признак кажется полезным человеку, а от его влияния на размножение в конкретных условиях. Если условия изменятся, преимущество может перейти к другому варианту.
| Характеристика | Движущий отбор | Стабилизирующий отбор | Разрывающий отбор |
|---|---|---|---|
| Условия среды | Меняются в определённом направлении | Относительно постоянны | Неоднородны или различаются |
| Какие варианты признака получают преимущество | Один крайний вариант | Средний вариант | Оба крайних варианта |
| Судьба промежуточных вариантов | Постепенно уступают выгодному краю | Сохраняются чаще | Могут быть менее приспособленными |
| Изменение распределения признака в популяции | Смещение в одну сторону | Сохранение среднего значения, сокращение крайностей | Усиление различий между крайними вариантами |
| Пример | После похолодания чаще выживают насекомые с густым покровом | Средняя масса новорождённых связана с большей выживаемостью | Светлые и тёмные насекомые маскируются на разных участках |
Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите, какие варианты признака выживают и размножаются успешнее. Затем сравните их: выгоден один край, среднее значение или оба края. По этому признаку можно выбрать форму отбора и предсказать направление изменений в популяции.
В популяции насекомых после похолодания чаще выживают особи с более густым покровом. Определите форму отбора и укажите, как изменится признак в популяции.
Ответ: движущий отбор; доля насекомых с более густым покровом, вероятно, увеличится, и среднее значение признака сместится в сторону большей густоты.
У новорождённых животных слишком малая и слишком большая масса связаны с повышенной смертностью, а особи со средней массой выживают чаще. Назовите форму отбора и объясните его результат.
Ответ: стабилизирующий отбор; крайние значения массы будут встречаться реже, а средний вариант — сохраняться чаще.
На острове есть светлые и тёмные участки грунта; на каждом из них лучше маскируются насекомые соответствующей окраски, а промежуточная окраска заметна на обоих участках. Определите форму отбора и предскажите изменение популяции.
Ответ: разрывающий отбор; в популяции могут стать более распространёнными оба крайних варианта окраски, а промежуточный — встречаться реже.
Считать движущий отбор просто любым изменением среды — ошибка: сама перемена ещё не говорит о форме отбора. Её часто допускают, потому что название напоминает о движении условий. Проверьте себя: назовите, какой именно наследственный вариант получил преимущество; при движущем отборе это один крайний вариант.
Путать стабилизирующий отбор с отсутствием отбора неверно: крайние варианты устраняются не случайно, а из-за меньших шансов выжить или размножиться. Ошибка возникает, когда сохранение среднего значения принимают за неподвижность популяции. Проверьте себя, спросив, различается ли успех организмов с разными значениями признака; если да, отбор действует.
Считать разрывающий отбор разновидностью движущего тоже неверно. В обоих названиях можно заметить изменение, но при разрывающем отборе преимущество получают два края, а не один. Чтобы проверить ответ, перечислите все выгодные варианты: один край указывает на движущий отбор, оба края — на разрывающий.
Объяснять изменение признака потребностью организмов или их целенаправленным приспособлением — неправильно. Так думают, потому что результат отбора выглядит полезным, но изменения не возникают по заказу среды. Проверьте объяснение: нужно указать уже имеющиеся наследственные варианты и различия в их выживании и размножении.
Для понимания отбора нужно знать, что такое наследственная изменчивость, популяция и приспособленность организмов. Изменчивость даёт разные варианты признака, наследование передаёт их потомству, а популяция объединяет организмы, в составе которых меняется соотношение этих вариантов. Приспособленность помогает оценить, как признак влияет на выживание и размножение в конкретной среде.
Понятие естественного отбора пригодится при изучении эволюции, видообразования и адаптаций организмов. Отбор может постепенно менять популяции и поддерживать полезные в данных условиях признаки. Однако он не обязательно сразу создаёт новый вид: для видообразования требуется накопление различий и другие условия, в частности изоляция популяций.
Чем движущий отбор отличается от разрывающего?
При движущем отборе преимущество получает один крайний вариант признака, поэтому распределение признака постепенно сдвигается в его сторону. При разрывающем отборе выгодны оба крайних варианта, а промежуточные менее приспособлены.
Почему стабилизирующий отбор не означает полного отсутствия изменений?
Он не прекращает отбор, а сохраняет средний вариант признака, устраняя крайние отклонения. Наследственная изменчивость и условия среды могут меняться, поэтому состав популяции не становится неизменным навсегда.
Может ли одна и та же форма отбора действовать в разных условиях?
Да, если в разных условиях возникают одинаковые различия в выживании и размножении вариантов признака. Например, преимущество одного крайнего варианта в обоих случаях может приводить к движущему отбору.
Обязательно ли естественный отбор сразу приводит к появлению нового вида?
Нет. Отбор может постепенно изменять частоты наследственных вариантов внутри популяции, не создавая новый вид. Видообразование требует накопления различий и обычно связано с длительной изоляцией популяций.
Почему естественный отбор действует на популяцию, а не целенаправленно на отдельный организм?
У отдельного организма отбор проявляется через различия в шансах выжить и оставить потомство. Но эволюционное изменение заметно в поколениях: меняется соотношение наследственных вариантов во всей популяции.
Формы естественного отбора
