"Биология. Животные", Латюшин В.В., Шапкин В.А.
Чарльз Дарвин объяснил, как животный мир меняется со временем и почему организмы становятся приспособленными к условиям жизни. Материалом эволюции служат наследственные различия между особями, а главным действующим механизмом — естественный отбор. Он сохраняет тех, кто лучше выживает и оставляет потомство в конкретной среде. В отличие от искусственного отбора, естественный направляют не люди, а условия существования.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Наследственная изменчивость — различия между особями одного вида, которые могут передаваться потомкам. Например, особи могут отличаться окраской или размером, и часть таких различий наследуется. Это понятие нужно, чтобы понять, откуда берётся материал для эволюционных изменений.
Борьба за существование — конкуренция организмов между собой и противостояние неблагоприятным условиям среды. Она возникает потому, что всем организмам нужны ресурсы, а условия жизни могут быть суровыми. Это понятие описывает, почему одни особи чаще выживают и размножаются, чем другие.
Естественный отбор — преимущественное выживание и размножение особей с полезными наследственными признаками. Полезным считается не любой признак, а тот, который помогает в определённых условиях. Понятие помогает объяснить, почему некоторые наследственные особенности становятся распространённее в популяции.
Искусственный отбор — сохранение человеком особей с нужными признаками для получения потомства. Человек выбирает животных, например, по размеру, окраске или количеству продукции. Это понятие важно для сравнения отбора, направляемого человеком, с естественным отбором, который зависит от среды.
Особи одного вида не совершенно одинаковы: у них есть различия в строении, окраске и других признаках. Часть этих различий наследуется, поэтому потомки могут получать их от родителей. Если бы наследственных различий не было, отбору было бы не на что действовать, а полезные особенности не могли бы накапливаться из поколения в поколение.
Многие организмы производят больше потомков, чем может дожить до размножения. Так происходит потому, что в природе не хватает пищи, воды, укрытий и свободного места для всех. Часть потомства погибает, а оставшимся приходится конкурировать за ресурсы и противостоять врагам или неблагоприятной погоде. Поэтому размножение приводит к борьбе за существование, даже если животные не вступают в прямые столкновения.
Один и тот же признак может быть полезным в одних условиях и не давать преимущества в других. Например, незаметная окраска помогает животному скрываться на подходящем фоне, но может стать невыгодной, если фон изменится. Среда не выбирает признаки сознательно: особи с разными наследственными особенностями просто оказываются в неодинаковом положении. Так условия жизни определяют, какие варианты чаще помогают выжить.
Если наследственный признак помогает особи выжить и оставить потомство, у неё больше шансов передать его следующему поколению. Потомки получают этот признак, и среди них тоже могут быть особи, которые успешнее размножаются. Через много поколений таких наследственных вариантов становится больше в популяции. Это не означает, что каждая особь намеренно меняется: меняется соотношение признаков у группы организмов.
Естественный отбор действует долго, и небольшие изменения в популяции могут постепенно накапливаться. Признаки, повышающие шансы выживания и размножения в данной среде, помогают организмам приспосабливаться к ней. Если группы одного вида существуют в разных условиях, в них могут сохраняться разные признаки. Со временем различия между группами способны стать настолько значительными, что возникают новые виды.
При естественном отборе направляющим фактором служат условия среды, а при искусственном отборе признаки выбирает человек. В природе преимущество получают организмы, успешнее выживающие и размножающиеся в своей среде; человек же сохраняет особей с нужными ему качествами. Поэтому искусственный отбор приводит к появлению пород домашних животных, а естественный — к приспособленности и изменениям популяций без заранее поставленной человеком цели.
| Признак сравнения | Естественный отбор | Искусственный отбор |
|---|---|---|
| Кто осуществляет отбор | Условия среды | Человек |
| На основании чего сохраняются признаки | На основании пользы для выживания и размножения в среде | На основании признаков, нужных человеку |
| Какие организмы получают преимущество | Лучше приспособленные к условиям жизни | Выбранные человеком для размножения |
| Скорость и направленность изменений | Обычно изменения накапливаются постепенно, направление задаёт среда | Направление задаёт цель человека, скорость зависит от отбора и размножения |
| Результат отбора | Приспособленность популяций к условиям среды | Породы и группы организмов с нужными человеку признаками |
| Пример | Распространение устойчивости к ядохимикату у насекомых | Выведение породы домашних животных |
Сначала определите, кто выбирает сохраняемые признаки: среда или человек. Затем сравните, какое преимущество получают организмы и к какому результату приводит отбор. Пример помогает проверить, верно ли вы определили его вид.
Задача 1. После применения ядохимиката доля устойчивых насекомых в популяции постепенно увеличивается. Нужно объяснить, почему это происходит, а не считать, что все насекомые сразу приобретают устойчивость. Для ответа проследим, как наследственные различия взаимодействуют с воздействием среды.
Ответ: доля устойчивых особей увеличивается, потому что ядохимикат даёт им преимущество в выживании и размножении, а устойчивость наследуется. Это пример естественного отбора.
Задача 2. Животные одного вида отличаются окраской, а условия обитания на разных участках местности неодинаковы. Нужно показать, как из различий может сформироваться приспособление. Окраска будет полезной не сама по себе, а только если помогает животному именно в его среде.
Ответ: наследственные различия, борьба за существование и отбор могут привести к распространению окраски, помогающей скрываться в конкретной среде. Такое изменение популяции формирует приспособление.
Задача 3. Нужно сравнить происхождение породы домашних животных и приспособления дикого животного к месту обитания. В обоих случаях признаки сохраняются и передаются потомкам, но причины сохранения различаются. Для сравнения выясним, кто направляет отбор и какой результат получается.
Ответ: порода домашних животных возникает в результате искусственного отбора, направляемого человеком, а приспособление дикого животного формируется под действием естественного отбора и условий среды.
Ошибка: считать, что организм меняется, потому что ему нужно приспособиться. Так думают, потому что полезные изменения часто выглядят как ответ на условия, однако сами наследственные различия не возникают по желанию. Проверьте себя: объясните, откуда взялся вариант признака до того, как он оказался полезным.
Ошибка: понимать борьбу за существование только как прямую схватку животных. Такое представление появляется из-за ярких примеров охоты, но конкуренция за пищу и место тоже влияет на выживание. Вспомните, что борьба включает и противостояние холоду, засухе и другим условиям.
Ошибка: считать естественный отбор выбором человека. Путаница возникает потому, что слово «отбор» часто связывают с намеренным выбором. Чтобы проверить себя, спросите, кто сохраняет признаки: человек или условия среды.
Ошибка: утверждать, что отдельная особь изменилась и передала потомкам приобретённый признак. Так можно решить, если представить эволюцию как изменение одного животного за жизнь, но эволюционные изменения накапливаются в популяциях. Проверьте объяснение: признак должен быть наследственным, а его доля должна меняться в нескольких поколениях.
Для понимания темы пригодятся знания о признаках организмов, размножении, клеточной основе наследственности и понятии вида. Они помогают разобраться, какие различия могут передаваться потомкам. Связь с экологией видна в ограниченности ресурсов и конкуренции: эти условия объясняют борьбу за существование.
Идеи о наследовании и отборе понадобятся при изучении доказательств эволюции, происхождения видов, приспособленности и многообразия организмов. Они помогают объяснить не только сходство живых существ, но и различия между ними. При изучении новых тем важно прослеживать, как изменения популяций связаны с условиями среды.
Почему естественный отбор действует не на отдельную особь, а на популяцию?
Отдельная особь может выжить или погибнуть, но сама эволюция проявляется в том, как меняется доля признаков среди многих организмов. Если носители полезного наследственного признака чаще оставляют потомство, в следующих поколениях таких особей становится больше. Поэтому отбор приводит к изменениям популяции.
Откуда берутся новые признаки, если организмы не изменяются по желанию?
Наследственные различия возникают не потому, что организму чего-то захотелось, а случайно — в ходе размножения и изменений наследственного материала. Если такое различие передаётся потомкам и оказывается полезным, естественный отбор может его сохранить. Нужное направление изменения задаёт не организм, а условия среды.
Всегда ли борьба за существование означает прямое нападение животных друг на друга?
Нет. Борьба за существование включает конкуренцию за пищу, воду, место и партнёров, а также противостояние холоду, засухе и другим неблагоприятным условиям. Прямые столкновения животных — только один из возможных случаев.
Чем естественный отбор отличается от искусственного?
При естественном отборе преимущество организмам дают условия среды, и сохраняются те, кто успешнее выживает и размножается. При искусственном отборе нужных для человека особей выбирает человек, чтобы получить потомство с желаемыми признаками. Поэтому различаются и направляющий фактор, и результат отбора.
Как естественный отбор может привести к образованию новых видов?
Если группы одного вида долго живут в разных условиях, в каждой могут сохраняться разные наследственные признаки. Постепенно различия накапливаются, и группы всё меньше похожи друг на друга. Если со временем они перестают скрещиваться и давать плодовитое потомство, говорят о возникновении новых видов.
50. Чарльз Дарвин о причинах эволюции животного мира
