"Биология", Захаров В.Б., Сивоглазов В.И., Мамонтов С.Г., Агафонов И.Б.
Естественный отбор — процесс, при котором наследственные особенности помогают одним организмам выживать и оставлять больше потомства, чем другим. По тому, какие варианты признака оказываются выгодными, различают движущий, стабилизирующий и дизруптивный отбор. При движущем преимуществе одного крайнего варианта признак меняется в популяции, при стабилизирующем сохраняются средние значения, а при дизруптивном выгодны оба края. Эти формы помогают объяснить, как меняются популяции при разных условиях среды.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Естественный отбор — процесс, при котором особи с наследственными признаками, повышающими их выживаемость и размножение, оставляют больше потомства. Наследственный признак может передаваться потомкам, поэтому его варианты со временем становятся в популяции более или менее частыми. Это понятие помогает объяснить, почему состав популяций меняется при воздействии среды. Сам организм не выбирает, какой признак ему приобрести.
Движущий отбор — форма отбора, благоприятствующая одному из крайних вариантов признака и изменяющая его среднее значение в популяции. Например, при новом воздействии могут чаще выживать особи с повышенной устойчивостью. Их наследственные варианты распространяются в последующих поколениях. Понятие показывает, как изменение условий может направить изменение популяции.
Стабилизирующий отбор — форма отбора, сохраняющая среднее значение признака и устраняющая особей с крайними вариантами. Если условия долго остаются сходными, средний вариант может обеспечивать наибольший успех. Крайние значения тогда чаще связаны с меньшей выживаемостью или размножением. Это понятие объясняет сохранение уже сложившихся особенностей популяции.
Дизруптивный, или разрывающий, отбор — форма отбора, благоприятствующая крайним вариантам признака и снижающая приспособленность особей со средним вариантом. Такое преимущество возможно, когда среда неоднородна и разные крайние особенности полезны в разных её частях. Средний вариант в этих условиях может уступать обоим крайним. Термин помогает описать расхождение признаков внутри популяции.
Формы отбора определяют не по тому, изменился ли признак вообще, а по тому, какие его наследственные варианты дают особям преимущество. В одной популяции могут встречаться разные варианты, потому что особи отличаются друг от друга. Среда влияет на то, кто чаще выживает и размножается. Поэтому сравнение успеха разных вариантов позволяет понять, какая форма отбора действует.
Движущий отбор проявляется, когда условия среды меняются и один крайний вариант становится полезнее остальных. Например, если появляется опасность, против которой часть особей лучше защищена, носители этого наследственного свойства чаще выживают. Они оставляют больше потомства, и признак передаётся следующим поколениям чаще. Постепенно распределение признака смещается в сторону выгодного края, а вместе с ним меняется среднее значение.
Стабилизирующий отбор характерен для относительно постоянных условий, если средний вариант признака обеспечивает наибольший успех. Слишком малое или слишком большое значение может мешать организму нормально выживать и размножаться. Поэтому особи со средними значениями чаще оставляют потомство, а крайние варианты передаются реже. Среднее значение сохраняется, хотя состав популяции продолжает меняться: меняется соотношение вариантов по обе стороны от него.
Неоднородная среда может создавать условия для дизруптивного отбора. Например, если доступны разные по размеру ресурсы, особи с признаками, подходящими к одному или другому ресурсу, могут успешнее добывать пищу. Носители промежуточного варианта могут хуже использовать оба ресурса и оставлять меньше потомства. Так преимущество получают оба края, а различия между группами могут усиливаться от поколения к поколению.
Отбор непосредственно проявляется в различиях между отдельными организмами: одни выживают или размножаются успешнее других. Однако наследственный признак передаётся потомкам, поэтому успешные варианты постепенно меняют свою долю во всей популяции. Изменение частот вариантов становится заметным не обязательно за одну жизнь, а на протяжении поколений. Именно поэтому эволюционные последствия отбора описывают на уровне популяции.
| Признак сравнения | Движущий отбор | Стабилизирующий отбор | Дизруптивный отбор |
|---|---|---|---|
| Какие варианты признака получают преимущество | Один крайний | Средний | Оба крайних |
| Условия среды | Изменившиеся; преимущество получает вариант, подходящий к новым условиям | Относительно постоянные | Неоднородные; возможны разные ресурсы или условия |
| Что происходит со средним значением признака | Сдвигается в сторону выгодного края | В основном сохраняется | Средний вариант теряет преимущество; возможно расхождение вариантов |
| Что происходит с крайними вариантами | Один становится более распространённым, другой может встречаться реже | Чаще устраняются | Оба получают преимущество |
| Пример | Распространение устойчивости насекомых к инсектициду | Преимущество птенцов со средней массой | Преимущество птиц с маленьким или большим клювом при разных типах пищи |
Чтобы воспользоваться таблицей, сначала выясни, какие варианты признака оставляют больше потомства. Затем сопоставь их со средним значением: выигрыш одного края указывает на движущий отбор, среднего — на стабилизирующий, двух краёв — на дизруптивный. После этого проверь, соответствует ли описанная среда выбранной форме.
Задача 1. В популяции насекомых после применения инсектицида увеличилась доля особей с наследственной устойчивостью к нему. Определите форму отбора и объясните изменение.
Ответ: действует движущий отбор. Устойчивые насекомые чаще оставляют потомство, поэтому наследственная устойчивость становится более распространённой. Это пример изменения частоты признака в популяции, а не приобретения устойчивости каждой особью по потребности.
Задача 2. У птиц выживаемость птенцов с очень малой и очень большой массой ниже, чем у птенцов со средней массой. Какая форма отбора действует и как изменится распределение признака?
Ответ: действует стабилизирующий отбор. Распределение признака будет сосредоточено около среднего значения, а птенцы с очень малой и очень большой массой будут встречаться реже. Среднее значение при этом не должно смещаться к одному из краёв.
Задача 3. На острове есть два типа пищи: мелкие семена и крупные твёрдые плоды. У птиц с маленьким и большим клювом больше потомства, чем у птиц с клювом среднего размера. Определите форму отбора и возможное последствие.
Ответ: действует дизруптивный отбор. При сохранении таких условий различия между птицами с маленьким и большим клювом могут усиливаться, а средний вариант — становиться менее распространённым. Это возможное расхождение признаков, но само по себе оно ещё не означает, что возникли новые виды.
Ошибка: считать движущий отбор направленным перемещением отдельных особей. Такое название может навести на мысль о движении, но речь идёт о сдвиге распределения наследственного признака в популяции. Проверка: спроси себя, изменилось ли соотношение вариантов у потомков, а не место, где находятся организмы. Отбор не перемещает особей с одного значения признака на другое.
Ошибка: путать стабилизирующий и движущий отбор. Их названия легко смешать, если не выяснить, какой вариант успешнее. При стабилизирующем преимущество получает среднее значение, а при движущем — один крайний вариант. Для проверки отметь на воображаемой шкале признака победителей: середина или один из концов.
Ошибка: думать, что при дизруптивном отборе выгоден только один крайний вариант. Это неверно, потому что отбор может поддерживать оба края, например при использовании разных ресурсов. Проверка: посмотри, оставляют ли больше потомства носители двух противоположных вариантов по сравнению со средним. Если преимущество есть лишь у одного края, это уже не описанная схема дизруптивного отбора.
Ошибка: объяснять появление полезного признака потребностью организма. Так кажется, будто особь изменяется специально, чтобы выжить, но отбор действует на наследственные варианты, которые уже есть в популяции. Проверка: найди в условии указание на различия между особями и неодинаковый успех выживания или размножения. Если наследуемого различия нет, объяснение через естественный отбор не подходит.
Для понимания естественного отбора нужно знать, что наследственная изменчивость создаёт различия между особями, а среда влияет на их выживание и размножение. Отбор связан с приспособленностью организмов: она проявляется в успешности выживания и оставления потомства в определённых условиях. Изменение частот наследственных признаков в популяции относится к эволюционным изменениям. Если различия между группами усиливаются и возникают другие важные условия, этот процесс может быть связан с видообразованием.
Почему естественный отбор действует на особей, а результат виден на уровне популяции?
В конкретных условиях среды отдельные особи различаются по выживанию и числу потомков. Если признак наследуется, потомство успешных особей чаще получает соответствующий вариант. За несколько поколений меняется доля таких вариантов во всей популяции.
Может ли движущий отбор изменить среднее значение признака?
Да. Если один крайний вариант наследственного признака даёт преимущество, его носители оставляют больше потомства. В результате этот вариант становится распространённее, а среднее значение признака сдвигается в его сторону.
Почему стабилизирующий отбор часто действует в постоянных условиях среды?
При относительно постоянных условиях средние варианты признака могут оставаться наиболее подходящими. Особи с крайними значениями чаще выживают хуже или оставляют меньше потомства. Поэтому средний вариант сохраняется, а крайние становятся менее распространёнными.
Как при дизруптивном отборе преимущество получают сразу два варианта?
Неоднородная среда может предлагать разные ресурсы или условия. Один крайний вариант лучше подходит для одной части среды, другой — для другой, а средний не оказывается особенно выгодным ни в одной из них. Поэтому оба края могут давать больше потомства.
Может ли одна и та же форма отбора смениться другой при изменении условий?
Да, форма отбора зависит от того, какие варианты признака дают преимущество в данный момент. Например, при изменении среды преимущество может перейти от среднего варианта к одному из крайних. Тогда направление изменения признака в популяции тоже изменится.
33. Формы естественного отбора
