Вследствие этого отбора появляются новые сорта растений и породы животных
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Естественный отбор – главный движущий, направляющий фактор эволюционного процесса. В настоящее время под естественным отбором понимают процессы, обеспечивающие выживание наиболее приспособленных особей и их потомства. Естественный отбор всегда имеет характер приспособительной реакции к условиям существования.
Вопрос 2. Почему естественный отбор считается вероятностным процессом?
Наследственные изменения у особей одной популяции происходят в различных направлениях и могут быть самыми разнообразными в одинаковых условиях среды. Поэтому естественный отбор — вероятностный процесс. Действуя в различных направлениях, он может приводить к разным результатам. Однако все они обеспечивают организмам (и видам, и популяциям) преимущественное выживание и размножение в конкретных условиях окружающей среды. Естественный отбор — это направленный, но вероятностный процесс.
Вопрос 3. Сравните функции стабилизирующего и движущего отбора в эволюции.
Движущий отбор – проявляется при изменении условий существования вида. При этом отбор направлен в пользу особей, имеющих отклонения от средней нормы признака либо в сторону его усиления, либо в сторону его ослабления.
Стабилизирующий отбор – действует в долго не меняющихся условиях существования. Давление этой формы отбора направлено в пользу тех особей, которые имеют средние значения какого — либо признака, против особей, которые имеют крайние значения этого признака. В результате этой формы отбора происходит укрепление средней нормы признаков. Благодаря стабилизирующему отбору там, где условия среды не менялись, многие миллионы лет сохранились древнейшие виды животных и растений: кистеперая рыба латимерия, клювоголовая рептилия — гаттерия и другие.
Искусственный отбор и его роль в увеличении биологического разнообразия
Вопрос 1. Приведите примеры известных вам сортов культурных растений.
Вопрос 2. Поясните, в чём сходство искусственного отбора с естественным отбором и в чём их основное различие.
В основе естественного и искусственного отборов лежит наследственная изменчивость. В результате естественного и искусственного отборов возникают новые формы живых существ: виды, сорта растений и породы животных.
При естественном отборе критерием является полезность нового признака для вида, для жизни его особей в определенных условиях. Таким образом естественный отбор действует на пользу виду.
При искусственном отборе критерием является полезность нового признака для человека, причем этот признак может быть даже вредным для организма. Поэтому большинство искусственно полученных человеком пород и сортов не могут выжить в естественных условиях и их существование поддерживается человеком. Естественный отбор происходит на Земле с момента появления на ней первого живого существа. Искусственный отбор возник совсем недавно, когда человек стал разводить домашних животных и заниматься земледелием.
Вопрос 3. Подумайте, почему искусственный отбор Дарвин использовал при создании теории эволюции диких видов.
Дарвин показал, что у представителей диких видов животных и растений индивидуальная изменчивость представлена очень широко. Анализируя материал по изменчивости животных, ученый заметил, что достаточно любой перемены в условиях содержания, чтобы вызвать изменчивость.
Сущность методического отбора заключается в следующем: приступая к работе, селекционер ставит перед собой определенную задачу в отношении тех признаков, которые он хочет развить у данной породы. Прежде всего, эти признаки должны быть хозяйственно ценными, а некоторые из них должны удовлетворять эстетические потребности человека.
Признаки, с которыми работают селекционеры, могут быть и морфологическими и функциональными. Решая поставленную перед собой задачу, селекционер выбирает из уже имеющегося материала все то лучшее, в чем проявляется хотя бы в малой степени интересующие его признаки. Выбранные особи содержатся в изоляции во избежание нежелательного скрещивания. После этого, начиная уже с первого поколения, он ведет строгий отбор лучшего материала и выбраковку того, который не удовлетворяет предъявленным требованиям.
Таким образом, методический отбор – это творческий процесс, приводящий к образованию новых пород и сортов. Успех искусственного отбора зависит от степени изменчивости исходной формы: чем сильнее изменяются признаки, тем легче найти нужные изменения. Немалое значение имеет и величина исходной партии: в большой партии имеются большие возможности выбора. Сохранению отобранного материала способствует устранение скрещивания с другими формами, то есть изоляция и накопляющее действие отбора. Другими словами, усиление нужных признаков в поколениях происходит вследствие отбора в одном и том же направлении. Дарвин отмечал, что это усиление новых признаков достигается в процессе дивергенции, то есть уклонения от первоначальной формы.
Бессознательный отбор – этот направленный отбор производится человеком, хотя и не ставит перед собой цели вывести новые породы. Во время своего путешествия, изучая жизнь полуцивилизованных народов Южной Африки и Австралии, Дарвин убедился, что эти народы применяют бессознательный отбор. Очевидно, бессознательный отбор издавна производился человеком при одомашнивании диких животных. Это дало возможность сделать важный вывод о том, что в практике сельского хозяйства новые формы животных и растений получают только путем отбора.
Несмотря на то, что методический отбор является более прогрессивной формой, в своем учении особое значение Дарвин придает отбору бессознательному. По его мнению, бессознательный отбор – это мостик между искусственным и естественным отбором. При бессознательном отборе человек не ставит перед собой цели выведения новой породы и выступает по отношению к полученному результату лишь как слепой отбирающий фактор, каким может быть любой другой фактор среды. Таким образом, условиями, благоприятствующими проведению искусственного отбора, являются: высокая степень изменчивости организмов, большое число особей, подвергаемых отбору, искусство селекционера, устранение случайных особей и достаточно высокая ценность данных животных или растений для человека.
Особенности искусственного отбора:
- Искусственный отбор проводится человеком для получения интересующих и полезных ему признаков у различных организмов методом отбора.
- Искусственный отбор появился только с возникновением земледелия и животноводства.
- В результате искусственного отбора получают новые сорта растений, породы животных и штаммы микроорганизмов.
- При искусственном отборе многие полученные признаки вредны для организма.
Гибридная мощность – это
Совместное действие лимитирующих факторов среды и численности популяции
Сознательный отбор особей для скрещивания и отсеивания организмов с ненужными признаками
Процесс, в ходе которого лучше адаптированные к данной среде организмы выживают и размножаются, а другие гибнут или не могут давать потомство, называется
Данный вид отбора происходит в тех случаях, когда фенотипические признаки соответствуют оптимальным условиям среды и конкуренция относительно слабая
Пример отбора, когда в процессе отбора выживают птицы с определенной оптимальной длиной крыла, в то время как птицы с более длинными или более короткими крыльями отсеиваются
Данная форма отбора возникает в ответ на постепенные изменения условий окружающей среды, сдвигая оптимальный фенотип в ту или другую сторону
Наличие в той или иной популяции не одного, а двух или нескольких фенотипов является результатом отбора
Ч. Дарвин выделил два вида искусственного отбора: методический и бессознательный.
1. При методическом отборе человек ставит перед собой определенную цель. Древние греки и римляне придавали огромное значение отбору чистокровных пород лошадей и собак. Этот метод был широко распространен в XIX в. в Англии. В середине XIX в. Ч. Дарвин доказал, что методический отбор можно использовать для домашних животных и культурных растений. При методическом отборе селекционер ставит конкретную цель развития ценных, нужных в хозяйственном отношении признаков нового вида. Итак, методический отбор — это творческий процесс, создающий новые породы и сорта. Используя этот метод, селекционер, подобно скульптору, по заранее намеченному замыслу создает новые органические формы. Результативности искусственного отбора способствуют изменчивость, многообразие организма.
Методический отбор нельзя производить с несколькими особями (10—15 овец или 1—2—3 лошади). Современные породы животных, сорта растений — это результат методического отбора.
2. При бессознательном (бесцельном) отборе человек не ставит перед собой конкретной цели. Отбор проводится стихийно, бессознательно. Люди еще в древности собирали с дикорастущих злаков наиболее крупные семена для посева. При этом выращивали их на плодородной почве, которые затем сохранялись, оставлялись для посева на следующий год. Так стихийно и непреднамеренно производился искусственный отбор, создавший новые сорта и породы. Бессознательный отбор протекает успешно и до настоящего времени.
Во время кругосветного путешествия по Южной Америке и Австралии Ч. Дарвин обратил внимание на использование бессознательного отбора местными жителями. В приручении диких животных также использовался бессознательный отбор. Таким образом, в результате искусственного отбора создаются новые породы животных и сорта растений с качественно новыми признаками. Искусственный отбор отрицает ошибочное мнение о том, что виды растений и животных остаются без изменений. Доказательством того является многочисленность сортов сахарной свеклы.
Если сахаристость у дикого вида свеклы составляла 6%, то у культурного сорта в 1838 г. — 9%, в 1858 г. —10%, 1878 г. —12%, 1898 г. —15%, 1908 г. —18%. В настоящее время сахаристость свеклы составляет 25%. Если дикие коровы давали до 600—700 л молока в год, то культурные породы дают до 10 тыс. л.
Особенности искусственного отбора:
а) искусственный отбор проводится человеком. Селекционер ставит перед собой конкретную цель: повысить мясистость, молочность крупного рогатого скота, яйценоскость, мясистость домашней птицы, вывести сорта крупных, сладких, морозоустойчивых и устойчивых к заболеваниям растений. Человек, подметив интересующие его изменения и признаки у растений и животных, проводит отбор, усиливает и совершенствует эти признаки;
б) искусственный отбор в человеческой практике появился только с возникновением земледелия и животноводства;
в) в результате искусственного отбора получают новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов;
г) при искусственном отборе многие полученные признаки вредны для организма, так как новые породы не могут существовать без поддержки человека в результате пониженной жизнеспособности в природных условиях.
Методический отбор. Бессознательный (бесцельный) отбор. . Ч. Дарвин объяснил на примерах, что искусственный отбор необходим
для человека, но вреден для самого организма. . Выделяются два типа искусственного отбора методический и бессознательный.
Дайте определение бессознательного отбора, приведите примеры. Что способствовало развитию искусственного отбора?
Каковы результаты искусственного отбора? Покажите на примере вредное влияние искусственного отбора на организм. Объясните определение "искусственный отбор". Что такое методический отбор? Приведите примеры.
Сделайте анализ бессознательного и методического отбора в виде таблицы.
Лабораторная работа № 1
Анализ результатов искусственного отбора
Материалы и оборудование: гербарии шиповника и искусственно выведенной розы (если нет, то рисунки), рисунки сортов капусты, рисунки фруктов и ягод (яблоко, груша, слива, вишня, виноград, смородина и т. д.); рисунки домашних пород кур, голубей, овец, коров (можно использовать учебник).
Выполняемые задания.
Примечание. Нет необходимости в наличии всего оборудования, можно ограничиться тем, что есть.
Ответьте на следующие вопросы и сделайте выводы на основе выполненной лабораторной работы.
Искусственный отбор. Для обоснования исторического принципа развития живой природы Дарвин глубоко изучил многовековую практику земледелия и животноводства и пришел к выводу: многообразие пород домашних животных и возделываемых сортов растений является результатомизменчивости, наследственности и искусственного отбора.
Искусственный отбор осуществляется человеком и может быть двояким: сознательным (методическим) - в соответствии с поставленной целью, какую намечает себе селекционер, и бессознательным, когда человек не ставит перед собой Цели по выведению породы или сорта с заранее заданными свойствами, а просто устраняет менее ценные особи и оставляет на племя лучшие. Бессознательный отбор проводился человеком на протяжении многих тысячелетий: даже дикари во время голода оставляли на племя более полезных животных, а убивали менее ценных. В неблагоприятные периоды первобытный человек в первую очередь употреблял нележкие плоды или более мелкие семена и в этом случае также совершал отбор, но бессознательный. Во всех случаях такого отбора сохранились наиболее продуктивные формы животных и более урожайные сорта растений, хотя человек здесь выступал как слепой фактор отбора, каким может быть любой другой фактор среды. .1
Дарвин выделял изменчивость определенную (теперь называется модификационной) и неопределенную. При определенной, или групповой, изменчивости все или почти все потомство особей, подвергавшихся действию одинаковых условий, изменяется в одном направлении; например, при нехватке пищи животные теряют в массе, в холодном климате шерсть у млекопитающих более густая 1 т. д. Неопределенная, или индивидуальная, изменчивость появляется в бесконечно разнообразных, часто едва заметных, случайных, разнонаправленных отклонениях отельных особей, живущих вместе, в пределах одного орта, одной породы, одного вида. В настоящее время эту форму изменчивости называют генотипической. Изменчивость передается потомству не только при половом размножении, но и при вегетативном: нередко у растения вырастают побеги с новыми свойствами или развиваются почки, из которых формируются плоды с новыми качествами (виноград, крыжовник) - результат мутации в соматической клетке почки.
В явлениях изменчивости Дарвин открыл ряд важных закономерностей, а именно: при изменении одного какого-либо органа или признака возможно изменение других. Например, на участке прикрепления упражняемой мышцы к кости развивается гребень, у болотных птиц шея удлиняется одновременно с удлинением конечностей, толщина волоса у овец изменяется соответственно с увеличением толщины кожи. Такая изменчивость называется соотносительной или коррелятивной. На основе коррелятивной изменчивости селекционер может предсказать те или иные уклонения от первоначальной формы и проводить отбор в желаемом направлении.
Естественный отбор в отличие от искусственного осуществляется в самой природе и состоит в отборе в пределах вида наиболее приспособленных особей к условиям конкретной среды. Дарвин открыл известную общность в механизме искусственного и естественного отбора: при первой форме отбора в результаты воплощается сознательная или неосознанная воля человека, при второй - господствуют законы природы. В том и другом случае создаются новые формы, однако при искусственном отборе, несмотря на то что изменчивость затрагивает все органы и свойства животных и растений, полученные породы животных и сорта растений сохраняют признаки, полезные для человека, но не для самих организмов. Напротив, естественный отборсохраняет особи, у которых изменения полезны для их собственного существования в данных условиях.
В природе постоянно наблюдается определенная и неопределенная изменчивость. Ее интенсивность здесь менее выражена, чем у домашних форм, так как изменение природной среды происходит малозаметно и чрезвычайно медленно. Возникающая качественная неоднородность особей внутри видов как бы выводит на эволюционную арену множество "претендентов", предоставляя естественному отбору браковать менее приспособленных к выживанию. Процесс природной "выбраковки", по Дарвину, осуществляется на основе изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора. Материал для естественного отбора поставляет неопределенная (генотипическая) изменчивость организмов. Именно по этой причине потомство любой пары диких (как, впрочем, и домашних) организмов оказывается неоднородным. Если изменения полезны, это повышает шансы на выживание и продолжение рода. Всякое вредное для организма изменение неукоснительно приведет к его уничтожению или невозможности оставить потомство. Выживание или гибель особи - конечный итог "борьбы за существование", которую Дарвин понимал не в прямом, а в переносном смысле. Он различалтри формы борьбы за существование:
а) внутривидовую - наиболее ожесточенную, так как особи одного вида нуждаются в сходных источниках питания, которые к тому же ограничены, в сходных условиях для размножения, одинаковых убежищах;
б) межвидовую - борьбу между особями разных видов (растения и их части поедаются копытными, птицами, травоядные животные поедаются хищниками, болезнетворные бактерии и паразиты поражают растительные и животные организмы);
в) борьбу живых организмов с факторами неживой природы - условиями внешней среды при засухе, наводнениях, ранних заморозках, выпадении града гибнут многие мелкие животные, птицы, черви, насекомые, травы.
В результате всех этих сложных взаимоотношений множество организмов погибает либо, будучи ослабленными, не оставляет потомства. Выживают особи, обладающие хотя бы минимальными полезными изменениями. Приспособительные признаки и свойства возникают не сразу, они накапливаются естественным отбором из поколения в поколение, что приводит к тому, что потомки отличаются от своих предков на видовом и более высоком систематическом уровне.
Борьба за существование неизбежна в связи с существующим в природе интенсивным размножением. Эта закономерность не знает исключений. Организмов всегда рождается больше, чем способных дожить до взрослого состояния и оставить потомков. Подсчеты показывают: если бы выживали все рождающиеся мыши, то в течение семи лет потомство одной пары заняло бы всю сушу земного шара. Самка рыбы трески за один раз мечет до 10 млн. икринок, одно растение пастушьей сумки дает 73 тыс. семян, белены - 446 500 и т. п. Однако "геометрическая прогрессия размножения" никогда не осуществляется, так как между организмами происходит борьба за пространство, пищу, убежище от врагов, конкуренция при выборе полового партнера, борьба за выживание при колебаниях температуры, влажности, освещения и т. п. В этой "схватке" большинство родившихся гибнет, не оставляя потомства, и поэтому в природе численность особей каждого вида в среднем остается постоянной.
Гибель большей части родившихся организмов происходит по разным /причинам: хищник уничтожает травоядных животных, последние в свою очередь поедают тысячи луговых растений, многие растения погибают от засухи или от мороза или уничтожаются насекомыми, а сами насекомые поедаются насекомоядными птицами. Масса животных и растительных организмов гибнет или ослабляется под влиянием паразитов и болезней.
Смысл дарвиновского представления о борьбе за существование и о выживании наиболее приспособленных можно пояснить таким примером. Взрослая лягушка-бык откладывает около 15 тыс. икринок в год, сохраняя эту интенсивность размножения в течение пяти лет, следовательно, теоретически одна самка может произвести на свет 75 тыс. лягушек, но в действительности из отложенных икринок доживают до взрослого состояния в среднем две взрослые лягушки. Большая часть молоди, едва вылупившись, становится жертвой рыб, птиц, змей, млекопитающих; часть из них гибнет от голода, часть - от болезней, паразитов. Когда выжившие головастики превращаются в лягушек и выползают на сушу, их там подстерегают хищные птицы. К тому времени, когда лягушки достигнут половой зрелости, т. е. через 3-5 лет, число сохранившихся особей резко уменьшается. Но можно не сомневаться в том, что выжившие лягушки - действительно отборные экземпляры. Их выживание не было случайным, это было выживание наиболее приспособленных. Только самые быстрые и ловкие головастики спаслись от хищников в воде; те, что плавали медленнее, оказались добычей врагов. Смогли выжить лишь те особи, которые первыми разыскали и схватили пищу (остальные погибли от голода), а также наиболее крепкие, устойчивые к болезням. Наконец, сохранились только те экземпляры, которые первыми спрятались, заметив надвигающуюся опасность, остальных уничтожили хищники.
В борьбе за существование не всегда выживают наиболее сильные и самые ловкие: черепаха и медлительна, и неуклюжа, но прочный панцирь -- надежная защита от хищников; многие паразиты с упрощенным строением поселяются в организме животного или растения, к которому они хорошо приспособлены. Параллельное существование как высших, так и низших форм органической жизни получило логическое объяснение в теории Дарвина - как результат действия естественного отбора, сохраняющего наиболее приспособленных: не пренебрегая в ряде случаев примитивностью организации, природа достигает биологического прогресса (чаще наблюдается усложнение организмов, гораздо реже - упрощение).
Таблица Формы отбора (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)
Читайте также: