при каких условиях генетически разнообразная популяция может со временем образовать два вида

Задания части 2 ЕГЭ по теме «Факторы (движущие силы) эволюции»

1. Какое значение в эволюции галапагосских вьюрков имело появление у них клювов разной формы?

Клювы разной формы позволили вьюркам потреблять разную пищу, занять разные экологические ниши, образовалось множество видов вьюрков.

2. Одно растение одуванчика занимает площадь 10 квадратных сантиметров и дает в год более 100 семян. Через 10 лет потомство одной особи могло бы занять всю поверхность земного шара. Объясните, почему этого не происходит. Приведите не менее трех аргументов.

1) Многие семена одуванчика попадают в неблагоприятные условия (отсутствие почвы, воды и т.п.) и не прорастают.
2) В благоприятных условиях одуванчики конкурируют с другими растениями за свет и воду, из-за этого не вырастают.
3) Семена и растения одуванчика поедаются растительноядными животными, грибами и бактериями.

3. Объясните, что такое популяционные волны и дрейф генов. В каких популяциях дрейф генов наиболее действенен?

1) Популяционные волны – периодические колебания численности популяции.
2) Случайное (независимое от полезности) изменение доли гена в популяции.
3) Дрейф генов наиболее действенен в маленьких популяциях.

4. Найдите три ошибки при приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их. (1) Материалом для эволюции служит наследственная изменчивость. (2) Минимальной единицей эволюции является организм. (3) Направляющий фактор эволюции – борьба за существование. (4) В результате эволюционного процесса формируется биоразнообразие планеты. (5) Географическое видообразование связано с изменениями экологической ниши вида. (6) Географическое видообразование происходит путем расселения особей на новые территории или разделения исходного ареала на фрагменты. (7) Процесс превращения генетически изолированных популяций в новые виды называют видообразованием.

2 – минимальной единицей эволюции является популяция;
3 – направляющий фактор эволюции – естественный отбор;
5 – географическое видообразование связано с изменениями ареала обитания вида; экологическое видообразование связано с изменением экологической ниши вида.

5. Объясните, как сформировались в процессе эволюции рудиментарные органы зрения у почвенных животных слепышей.

1) За счет мутаций глаза у слепышей уменьшились (недоразвились).
2) Слепыши с недоразвитыми глазами получили преимущество в борьбе за существование (поскольку не стали тратить ресурсы на ненужные под землей органы).
3) В процессе естественного отбора они дали больше потомства, количество слепышей с уменьшенными (недоразвитыми) глазами возросло.

6. Объясните с точки зрения микроэволюции этапы появления расчленяющей окраски у полосатой рыбы-бабочки.

1) появление в исходной популяции различных мутаций, которые обусловили расчленяющую окраску тела;
2) увеличение числа особей с расчленяющей окраской тела за счет большей выживаемости таких особей в процессе борьбы за существование (меньшей заметности для хищников);
3) закрепление естественным отбором полезной мутации, формирование адаптации и образование новой популяции

7. Объясните на основе эволюционной теории возникновение покровительственной окраски у животных.

1) в результате мутаций появляются особи с новым проявлением признака, который в изменившихся условиях среды имеет адаптивный характер;
2) особи с новым признаком обладают преимуществом в борьбе за существование;
3) в процессе естественного отбора в течение многих поколений особи с полезными признаками выживали и оставляли потомство, это привело к закреплению нового адаптивного признака

8. Чем характеризуется географический способ видообразования? Укажите не менее трех элементов.

1) расширением ареала вида, популяции попадают в разные условия;
2) возникновением физических преград рельефа;
3) изоляцией популяций вида в связи с разрывом ареала, что приводит к изменению их генофонда в результате приспособления к разным условиям

9. Лечение антибиотиками болезней человека, вызванных болезнетворными микроорганизмами, со временем становится малоэффективным. Необходимо вести поиски новых лекарственных препаратов. Объясните почему.

1) в результате мутаций возникают особи с измененными свойствами;
2) устойчивость к антибиотикам является полезным признаком для микроорганизмов и поддерживается естественным отбором;
3) микроорганизмы обладают высокой скоростью размножения, и возникшие полезные мутации быстро распространяются; вскоре возникает новая популяция, невосприимчивая к антибиотику

10. Как (с позиций Ч. Дарвина) возникла зеленая покровительственная окраска тела у коричневых гусениц, перешедших на питание зелеными листьями? Ответ поясните.

1) коричневые гусеницы перешли на питание зелеными листьями; в популяции постоянно возникали мутации, среди множества мутантов по окраске появлялись особи с зеленой окраской;
2) в борьбе за существование зеленые гусеницы обладали преимуществом, они в меньшей степени склевывались птицами;
3) под действием естественного отбора выживали те гусеницы, которые обладали полезными признаками – зеленой окраской, они давали потомство, их число постепенно росло;
4) в последующих поколениях этот процесс продолжался, и окраска тела гусениц всё более соответствовала основному фону окружающей среды

11. Что является результатом борьбы за существование?

Результатом борьбы за существование является естественный отбор (выживание и размножение наиболее приспособленных организмов).

12. Какова роль движущих сил эволюции, неизвестных во времена Дарвина, в формировании приспособленности организмов?

Популяционные волны и дрейф генов случайно меняют концентрацию генов в популяции.

13. Почему географическая изоляция популяций может привести к образованию новых видов? Объясните, какие факторы эволюции этому способствуют.

1) в изолированных популяциях накапливаются новые мутации и изменяется генофонд;
2) в результате естественного отбора сохраняются особи с новыми признаками;
3) прекращается скрещивание между особями популяций, что приводит к репродуктивной изоляции и образованию нового вида.

14. В промышленных районах Англии на протяжении ХIХ–ХХ веков увеличилось число бабочек берёзовой пяденицы с тёмной окраской крыльев по сравнению со светлой окраской. Объясните это явление с позиции эволюционного учения и определите форму отбора.

1) в потомстве популяции бабочек рождаются и светлые, и тёмные особи;
2) в загрязнённых копотью промышленных районах с потемневших стволов птицы склёвывают светлые особи, поэтому через ряд поколений преобладающей формой в популяциях стали бабочки с тёмной окраской;
3) изменение окраски в популяциях бабочек – проявление движущей формы отбора

15. Численность особей в популяциях мышевидных грызунов в природе периодически резко увеличивается, а потом сокращается. Какие биотические факторы влияют на сокращение их численности? Укажите не менее четырех факторов.

1) увеличение численности хищников;
2) увеличение численности паразитов;
3) сокращение кормовой базы;
4) усиление внутривидовой конкуренции;
5) усиление межвидовой конкуренции

16. При каких условиях генетически разнообразная популяция организмов может со временем образовать два вида? Укажите возможные причины разделения популяции с образованием двух видов. Ответ поясните.

1) Для того, чтобы образовались два вида, должна возникнуть изоляция:
2) географическая изоляция возникает в результате появления физической преграды между частями популяции;
3) экологическая изоляция возникает при смене экологической ниши частью популяции;
4) изоляция может привести к образованию двух видов в случае невозможности скрещивания и обмена генами между новыми популяциями (репродуктивная изоляция).

17. Объясните, как переселение человеком собак в Австралию привело к образованию нового вида (Дикая собака динго). Для объяснения используйте знания о факторах эволюции.

1) популяция собак, переселённых в Австралию, оказалась пространственно
изолированной от популяций собак (волков) других континентов;
2) в изолированной популяции собак появились новые мутации (признаки,
аллели), которые оказались полезными в новых условиях жизни;
3) длительный естественный отбор сохранил полезные признаки (мутации)
и привёл к изменению генофонда;
4) репродуктивная изоляция привела к формированию нового вида.

18. Определите по рисунку вид изоляции севанской форели, приведший к образованию различных популяций. Ответ обоснуйте. Почему учёные относят эти популяции к одному виду? Почему севанская форель требует пристального внимания со стороны природоохранных организаций?

1) экологическая изоляция;
2) в исходном виде сформировались популяции с разными местами нереста;
3) в исходном виде сформировались популяции с разными сроками нереста;
4) между популяциями нет репродуктивной изоляции, поэтому это один вид;
5) этот вид-эндемик обитает только в озере Севан

19. Многие расовые признаки человека не имеют адаптивного значения. Назовите эволюционные факторы, под влиянием которых сформировались такие признаки, и объясните механизм их действия.

1) дрейф генов приводит к изменению частот аллелей в малочисленных изолированных популяциях;
2) миграция за пределы ареала исходной популяции приводит к тому, что случайные признаки немногочисленных основателей новых семей становятся признаками всей новой малой расы;
3) в малочисленных изолированных популяциях возрастает процент близкородственных браков, приводящий к закреплению признаков членов-основателей расы, не носящих адаптивный характер

20. Как с позиции современного эволюционного учения объясняется появление собачьих блох, устойчивых к противоблошиному шампуню?

1) в популяции блох присутствуют особи с различной степенью устойчивости к ядовитым веществам (разными мутациями);
2) при обработке шампунем (в ходе борьбы за существование) неустойчивые к яду шампуня блохи погибают, а устойчивые выживают;
3) выжившие блохи передают гены устойчивости к яду (мутацию) своим потомкам (получим преимущество в размножении);
4) в результате естественного отбора формируется новая популяция, устойчивая к яду шампуня

Источник

При каких условиях генетически разнообразная популяция может со временем образовать два вида

Подробное решение параграф 8 по биологии для учащихся 11 класса, авторов Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т. 2016

1. Какие существуют причины изменения численности особей в популяции?

Биотические и абиотические факторы.

2. В чём заключается роль мутаций в процессе эволюции?

Способность к мутированию – одно из основных свойств гена. Каждый отдельный ген обладает устойчивостью к действию мутагенных факторов; это явление известно как «стойкость» гена. Однако вследствие того, что генов в организме тысячи, общее число мутаций оказывается значительно. Современной науке известно, что гены мутируют с определенной частотой. Подсчитано, что в среднем одна гамета из 100 тыс. – 1 млн несет вновь возникшую мутацию в определенном локусе. Известно, что у дрозофилы 5 % гамет несут мутации. Говорят, что популяции «насыщены» мутациями. Поскольку одновременно мутируют многие гены, то 10—15% гамет несут те или иные мутантные аллели. Поэтому природные популяции насыщены самыми разнообразными мутациями. Мутационная изменчивость является одним из главных факторов эволюционного процесса. В результате мутаций могут возникать полезные признаки, которые под действием естественного отбора дадут начало новым подвидам и видам.

Стр. 46. Вопросы для повторения и задания.

1. Назовите основные факторы эволюции.

Согласно синтетической теории эволюции, элементарное эволюционное явление, с которого начинается видообразование, заключается в изменении генетического состава (генетической конституции, или генофонда) популяции. События и процессы, способствующие преодолению генетической инертности популяций и приводящие к изменению их генофондов, называют элементарными эвлолюцонными факторами. Основными факторами (силами) эволюции являются:

1. Факторы, вызывающие изменения в генофонде популяции. К ним относятся наследственная изменчивость, поставляющая в популяцию новый генетический материал, и популяционные волны, изоляция, формирующие различия между генофондами различных популяций

2. Фактор, позволяющий популяции развиваться самостоятельно относительно других популяций либо разделяющий исходную популяцию на две или более новых. Таким фактором является изоляция.

3. Фактор, направляющий эволюционный процесс и обеспечивающий закрепление в популяции определенных адаптации и изменений организмов. Таким фактором служит естественный отбор.

2. Какой фактор обеспечивает возникновение нового генетического материала в популяции?

Фактором, обеспечивающим возникновение принципиально нового генетического материала, является мутационная изменчивость.

В благоприятных условиях существования небольшие различия между особями одного вида не очень заметны и не играют существенной роли. Однако в неблагоприятных условиях даже небольшие наследственные изменения могут оказаться решающими и определить, какие особи популяции погибнут, а какие – выживут. Наследственная изменчивость дает материал для эволюционного процесса.

Мутации происходят с определенной частотой у всех организмов, населяющих нашу планету. Место мутации (ген и хромосома) случайно, поэтому мутации способны затронуть любые признаки и свойства особи, в том числе влияющие на жизнеспособность, размножение, поведение. В ряду поколений сохраняется подавляющее большинство мутаций, начиная с тех, которые возникли у самых давних предков. В результате набор мутаций в двух популяциях одного вида оказывается очень сходным. С другой стороны, будут присутствовать и разные мутации. Их количество – показатель того, насколько давно две популяции оказались изолированными друг от друга.

Таким образом, мутационный процесс – источник резерва наследственной изменчивости популяций. Поддерживая высокую степень генетического разнообразия популяций, он создает основу для действия естественного отбора.

3. Будет ли действовать отбор на носителей рецессивных мутаций?

Как правило, носители рецессивных мутаций (гетерозиготные организмы) заметно не отличаются по свойствам от гомозиготных доминантных организмов. Более того, в гетерозиготном состоянии многие мутации повышают жизнеспособность особей. Поэтому отбор на таких особей обычно не действует. По истечении определенного времени в популяции может накопиться достаточно большое число рецессивных аллелей, т.е. увеличится доля гетерозиготных организмов. Это приведет к повышению вероятности их встречи и, как следствие, к рождению (в 25% случаях) рецессивных гомозигот. Следует также иметь в виду, что в природе мутации встречаются и комбинациях друг с другом. Некоторые комбинации вследствие взаимодействия генов могут быть положительными для особи, повышая ее жизнеспособность. Вот на них и может начать действовать естественный отбор.

4. Приведите пример, иллюстрирующий изменение значимости мутации при изменении условий среды.

Мутации, вредные в одних условиях, могут повышать жизнеспособность особи в других условиях среды. Мутации, вредные в одних условиях, могут повышать жизнеспособность. особи в других условиях среды. Например, мутантные особи бескрылых насекомых или с плохо развитыми крыльями имеют преимущество на океанических островах и горных перевалах, где дуют сильные ветры. По сходным причинам произошло образование таких ныне истребленных человеком видов, как дронт и бескрылая гагарка.

В качестве примера можно привести мутацию у насекомых, обеспечивающую устойчивость к какому-либо пестициду. В течение долгого времени эта мутация будет нейтральной, а ее встречаемость в популяции низкой. Но после того, как данный пестицид начнут использовать для борьбы с насекомыми, мутация станет полезной, поскольку обеспечит выживание особей в изменившихся условиях. Благодаря действию отбора доля данной мутации в генофонде популяции резко возрастет – тем быстрее, чем жестче идет отбор, т. е. чем больший процент особей гибнет в каждом поколении от действия пестицида. Понятно, что подобные события проявятся гораздо ярче, если мутация устойчивости к пестициду носит доминантный характер.

5. Способен ли мутационный процесс оказывать направляющее влияние на процесс эволюции и почему? Аргументируйте свой ответ.

Мутационный процесс – явление случайное, неспецифическое. Мутации возникают ненаправленно, не имеют приспособительного значения, т. е. обуславливают неопределенную наследственную изменчивость (по Ч. Дарвину). С равной вероятностью мутации могут привести к изменениям в любых системах органов. Таким образом, мутационный процесс сам по себе не способен оказывать направляющее действие на ход эволюции.

6. Что такое дрейф генов?

Дрейф генов – это процесс случайного ненаправленного изменения частот аллелей в популяции. Он наблюдается при прохождении популяции через состояние малой численности (так называемый эффект «бутылочного горлышка», который возникает в результате эпидемий, стихийных бедствий). В результате случайного дрейфа генов генетически однородные популяции, обитающие в сходных условиях, могут постепенно утратить свое первоначальное сходство. Дрейф генов – один из факторов, способствующих изменению популяций.

7. Какой фактор приводит к прекращению обмена генетической информацией между популяциями? Каково его эволюционное значение?

Прекращению обмена генетической информацией способствует изоляция – ограничение или прекращение скрещиваний особей, принадлежащих к разным популяциям. Изоляция бывает пространственная и экологическая.

Географическая изоляция заключается в пространственном разобщении популяций благодаря особенностям ландшафта в пределах ареала вида – наличию водных преград для «сухопутных» организмов, участков суши для видов-гидробионтов, чередованию возвышенных участков и равнин. Ей способствует малоподвижный или неподвижный (у растений) образ жизни.

Экологическая изоляция возникает, если особи разделены экологическими препятствиями в пределах одного ландшафта, например, вероятность встречи обитателей мелких и глубоких частей водоема в период размножения очень мала. Длительная экологическая изоляция способствует дивергенции популяций вплоть до образования новых видов. Так, предполагают, что человеческая и свиная аскариды, морфологически сходные, произошли от общего предка. Их расхождению, согласно одной из гипотез, способствовал запрет на употребление человеком в пищу свиного мяса, который по религиозным соображениям распространялся длительное время на значительные массы людей. Экологическая изоляция существует благодаря нюансам ритуала ухаживания, окраски, запахов, «пения» самок и самцов из разных популяций. Так, подвиды щеглов – седоголовый и черноголовый имеют выраженные отметины на голове. Серые вороны из крымской и североукраинской популяций, внешне неразличимые, отличаются карканьем. При физиологической изоляции препятствием к скрещиванию служат различия в структуре органов размножения или просто разница в размерах тела. У растений к этой форме изоляции ведет приспособление цветка к определенному виду опылителей.

Изоляция в процессе видообразования взаимодействует с другими элементарными эволюционными факторами. Она усиливает генотипические различия, создаваемые мутационным процессом и генетической комбинаторикой. Возникающие благодаря изоляции внутривидовые группировки отличаются по генетическому составу и испытывают неодинаковое давление отбора. Эволюционное значение изоляции заключается в том, что она закрепляет, усиливает генетические различия между популяциями и создает предпосылки для дальнейшего преобразования этих популяций в отдельные виды.

Подумайте и выполните.

1. Объясните, почему дрейф генов играет особо важную роль в эволюции малочисленных групп организмов.

Дрейф генов – случайное ненаправленое изменение частоты генов популяции.

Он наблюдается в малочисленных популяциях, где вероятность случайности велика. эти случайности определяют дальнейшую судьбу генофонда малой популяции.

Также дрейф генов может привести как к исчезновению популяции (особенно малой) так и способствовать большей приспособленности к среде обитания.

2. Как вы понимаете выражение: «Мутации переходят в гомозиготное состояние»? В каком случае это происходит? Объясните это явление людям, незнакомым с биологией.

Мутация и селестия наследственные изменения генетического материала называют мутации по характеру проявления не могут быть доминантными и рецессивными это очень важно для существования вида его популяции мутации оказывает как правило вредными. Поскольку вносят вооружения только сбалансированной системе биохимических превращений, перестраивает физический аппарат обладателей вредных поминальных мутаций, сразу же появляется гомо и гетерозиготном организм начал заказываются нежизнеспособный и погибают на самых ранних этапах онтогенеза результате мутации и наследственные болезни человека.

3. Могут ли доминантные мутации образовывать скрытый резерв наследственной изменчивости? Объясните свою точку зрения.

Формировать резерв наследственной изменчивости — это изменения признаков организма, которые определяются генотипом и сохраняются в ряду поколений. Иногда это крупные изменения, например коротконогость, отсутствие рогов у домашнего скота, отсутствие пигмента (альбинизм) или оперения. В результате таких изменений возникли также карликовый рост душистого горошка, красная береза, растения, дающие махровые цветки, но чаше это мелкие, едва заметные уклонения от нормы. Мутации, образующиеся в результате замены одного или нескольких нуклеотидов в пределах одного гена и приводящие к изменению строения белков, называются генными. Один ген может мутировать неоднократно. Так возникает серия аллельных генов.

4. Казалось бы, в природной популяции должен закрепляться аллель, дающий своему носителю наибольшее преимущество в борьбе за существование. Однако в реальных природных популяциях часто одновременно встречают разные аллели одного и того же гена. Объясните, чем это вызвано.

Скрещивание организмов носит случайный характер, влияние мутаций.

5. Как вы думаете, почему генофонд летней популяции насекомых часто отличается от генофонда популяции, существовавшей год назад?

Если небольшая часть популяции животных или растений поселяется на новом месте, генофонд вновь образованной популяции будет неизбежно меньше генофонда родительской популяции. В силу случайных причин частоты аллелей в новой популяции могут не совпадать с таковыми у исходной. Гены, до того редко встречающиеся, могут быстро распространяться (вследствие полового размножения) среди особей новой популяции. А ранее широко распространенные гены могут отсутствовать, если их не было в генотипах основателей нового поселения.

Источник

При каких условиях генетически разнообразная популяция может со временем образовать два вида

Подробное решение параграф § 13 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017

Вопрос. Вспомните, что такое географическая и биологическая (репродуктивная) изоляция популяций вида. Какую роль в эволюции играет изоляция?

Ответ. Выделяют два основных типа изоляции популяций: географическую и биологическую. Географическая изоляция связала с различными изменениями в ландшафте (возникновение горных хребтов, водных барьеров, лесных массивов и т. п.). Географическая изоляция имеет важное значение в видообразовании. Эволюционные преобразования в территориально разобщенных популяциях могут привести к биологической изоляции, что в дальнейшем может вести к образованию самостоятельных видов.

Биологическая изоляция, или репродуктивная, определяется всевозможными различиями индивидуумов внутри вида, предупреждающими скрещивание. Выделяют 3 основные формы биологической изоляции: экологическую, морфофизиологическую и генетическую.

Экологическая изоляция наблюдается, когда потенциальные партнеры по спариванию не встречаются. Это может быть в тех случаях, когда особи одной популяции имеют разные местообитания в пределах одной и той же территории (биотопическая изоляция) либо когда половое созревание у потенциальных партнеров по спариванию наступает неодновременно (сезонная изоляция).

Морфофизиологическая изоляция обусловлена особенностями строения и функционирования органов размножения, когда изменяется не вероятность встреч (как при экологической изоляции), а вероятность скрещивания. Скрещиванию препятствуют размеры особей, несоответствие в строении копулятивных аппаратов, гибель половых клеток и т. п.

Генетическая изоляция наступает тогда, когда скрещивающиеся пары имеют существенные генетические различия, например, по числу и строению хромосом, в результате чего снижается жизнеспособность зигот и зародышей, образуются стерильные потомки.

Вопрос 1. Под влиянием каких факторов эволюции происходит видообразование?

Ответ. В популяциях одного вида действие предпосылок эволюции приводит к возникновению разнообразия генотипов и фенотипов. Это является основой для борьбы за существование и естественного отбора. Выделяют две формы изоляции: географическую и биологическую.

Географическая (пространственная) изоляция – обособление определенной популяции от другой популяции того же вида какими-либо трудно преодолимыми барьерами. Первая причина – большие территориальные разрывы между популяциями у видов, имеющих мозаичные ареалы. Возникновение этих разрывов может быть связано с ледниками, деятельностью человека или расселением популяций за пределы исходного ареала. Вторая причина – географические барьеры, разделяющие популяции (реки, горы, ущелья, участки леса, луга, болота). Географическая изоляция препятствует свободному скрещиванию особей разделенных популяций вследствие невозможности их встречи из-за географического барьера.

Биологическая изоляция обусловлена биологическими различиями между особями популяций. В зависимости от характера различий выделяют четыре вида биологической изоляции: экологическую, этологическую, морфофизиологическую и генетическую.

Экологическая изоляция обусловлена смещением репродуктивных периодов (сроков цветения, гнездования, спаривания, нереста) или разными местами размножения, что препятствует свободному скрещиванию особей популяций.

Этологическая изоляция обусловлена особенностями поведения особей в брачный период. Ничтожные на первый взгляд отличия в ритуалах ухаживания при обмене зрительными, звуковыми, химическими сигналами могут приводить к прекращению этого ритуала и ограничению спаривания.

Морфофизиологическая изоляция обусловлена различиями в размерах особей или в строении половых систем (некоторые виды легочных моллюсков, грызунов). Она не мешает встрече полов, но препятствует скрещиванию особей из-за невозможности оплодотворения.

Генетическая изоляция обусловлена крупными хромосомными и геномными перестройками, вызывающими различия в числе, форме и составе хромосом. Она не препятствует встрече полов и оплодотворению. Но исключает обмен генетической информацией между популяциями вследствие гибели зигот после оплодотворения, различной степени стерильности гибридов и их пониженной жизнеспособности.

Действие любой формы изоляции на эволюционный материал ненаправленно, но является обязательным условием усиления генетических различий между популяциями. Важная характеристика изоляции – ее длительность, благодаря чему действие разнонаправленного естественного отбора приводит к расхождению признаков популяций – дивергенции. В результате популяции превращаются в разновидности, или расы. Сохранение изоляции приводит к усилению различий между разновидностями, и они превращаются в подвиды. Если усиление различий между подвидами будет препятствовать их скрещиванию, значит, они стали генетически закрытыми системами. Между ними возникла репродуктивная изоляция. Подвиды превратились в новые виды.

Таким образом, факторами видообразования являются:

1. предпосылки эволюции: мутационная и комбинативная изменчивость, популяционные волны, поток и дрейф генов, изоляция;

2. движущие силы эволюции: борьба за существование, естественный отбор

Вопрос 2. Какие генетические механизмы лежат в основе видообразования?

Ответ. Каждый вид – это замкнутая генетическая система. Особи одного вида могут друг с другом скрещиваться и давать плодовитое потомство, а представители разных видов не скрещиваются вовсе, а если и скрещиваются, то потомства не дают, а если и дают, то потомство это бесплодно. Следовательно, дивергентному видообразованию должно предшествовать возникновение изолированных популяций внутри предкового вида. Изоляция служит пусковым механизмом видообразования.

Репродуктивная изоляция может возникать на основе геномных и хромосомных перестроек. Так, например, полиплоидия может служить надежным и эффективным способом репродуктивной изоляции. Гибриды между растениями с разной степенью плоидности почти всегда стерильны. Здесь, однако, возникает серьезная проблема. Если перестройка вызывает стерильность у гетерозигот, то она практически не имеет шансов размножиться и распространиться в популяции. Эта проблема довольно легко разрешается, если носитель перестройки может размножаться вегетативно. В таком случае в пределах одной территории довольно быстро появляется группа его потомков, которые способны скрещиваться друг с другом и репродуктивно изолированы от всей остальной популяции, обитающей на той же территории. Видимо именно поэтому полиплоидия часто встречается у видов растений, способных к вегетативному размножению и у животных способных к партеногенезу, и крайне редко у видов с половым размножением.

Одним из вариантов симпатрического видообразования является гибридогенное видообразование. В этом случае частичное преодоление барьера репродуктивной изоляции между двумя симпатрическими видами может привести к возникновению нового вида, который оказывается изолированным от обоих родительских видов. Свидетельствами в пользу этого пути видообразования являются некоторые партеногенетические виды ящериц, аллополиплоидные виды растений.

Вопрос 3. Каковы пути и способы видообразования? Приведите соответствующие примеры.

Ответ. Видообразование – это направляемый естественным отбором процесс превращения генетически изолированных популяций в новые виды. Выделяют два пути видообразования – аллопатрическое и симпатрическое. Аллопатрическое видообразование (от греч. alios – разный, patris – родина) связано с пространственной изоляцией популяций. В зависимости от характера изолирующих механизмов различают два способа аллопатрического видообразования: географическое и экологическое.

Географическое видообразование связано с изменением ареала вида. Оно происходит путём расселения особей на новые территории или разделения прежнего ареала на фрагменты. В результате образуются географические расы (подвиды), которые становятся родоначальниками новых видов.

Примером видообразования в результате расселения особей на новые территории обитания может служить появление двух видов больших чаек – серебристой и клуши – в районе Северного и Балтийского морей.

Экологическое видообразование связано с изменением экологической ниши вида. Вследствие этого в разных условиях обитания образуются экологические расы (экотипы), которые становятся родоначальниками новых видов. Пример экологического видообразования – несколько видов синиц, отличающихся пищевой специализацией и местами обитания

Симпатрическое видообразование (от греч. syn – вместе, patris – родина) не связано с пространственной изоляцией популяций, ибо осуществляется в пределах ареала исходного вида двумя способами генетического обособления популяций: полиплоидизацией и гибридизацией. Видообразование полиплоидизацией происходит в случае быстрого увеличения хромосомного набора особей под действием мутагенных факторов и при ошибках в процессе деления клеток. Если полиплоидные формы окажутся более жизнеспособными и пройдут естественный отбор, то они могут дать начало новому полиплоидному виду и полностью вытеснить из ареала диплоидный вид. Например. в роде Хризантема все виды имеют число хромосом, кратное 9, т. е. 18, 36, 54 и даже 90. В роде Паслён также есть виды растений, число хромосом которых кратно диплоидному набору. Это позволяет предположить, что они произошли от диплоидных предковых видов растений вследствие их полиплоидизации.

Гибридогенное видообразование происходит при скрещивании двух разных, как правило близкородственных видов организмов. Образующееся от такого скрещивания потомство в большинстве случаев оказывается бесплодным. Однако при последующей полиплоидизации бесплодие межвидовых и межродовых гибридов может быть преодолено. культурная слива образовалась в результате гибридизации двух дикорастущих видов – тёрна и алычи. Примером дикорастущего гибридогенного вида служит рябинокизильник, встречающийся в лесах Южной Якутии по берегам реки Алдан. Этот межродовой гибрид унаследовал от рябины

Вопрос 4. Происходит ли процесс видообразования в наше время и можно ли его непосредственно наблюдать? Ответ обоснуйте.

Ответ. Процесс видообразования беспрерывен, т. е. идет всегда, в т. ч. и в наше время. Только вот 1 человеческой жизни недостаточно, чтобы увидеть эти изменения и наблюдать появление новых видов.

Процесс видообразования у самостоятельно живущих организмов (не вирусов) в настоящее время происходит со скоростью порядка один новый вид в год на всю биосферу, но наблюдать этот процесс невозможно в силу недостаточной разрешающей способности существующей техники таких измерений.

Процесс видообразования, согласно синтетической теории эволюции, очень долог, между тем по сальтационным теориям видообразование происходит очень быстро. Поэтому, собственно, процесс видообразования от начала до конца пока никто не наблюдал. Несмотря на множество экспериментов, представления о механизмах видообразования – это теории со слабой практической базой (исключение составляют эксперименты по ресинтезу видов, сформировавшихся путём полиплоидизации). Есть разные группы в пределах одного вида, в разной степени разошедшиеся по каким-либо причинам. Тем не менее, эти группы всё ещё относятся к одному виду. Есть группы очень близких видов, тем не менее их образование произошло довольно давно по историческим меркам, за пределами наблюдений.

Вопрос 5. На небольшом вулканическом острове Оаху Гавайского архипелага, изрезанном скальными гребнями, имеется 25 долин, заросших тропическим лесом. В них обитает 25 видов наземных улиток. В каждой из долин встречается свой вид улиток. Условия жизни в этих долинах абсолютно одинаковые и не являются причиной видообразования. Что стало причиной видообразования? Ответ поясните.

Ответ. В каждой долине, заросшей лесом, свой вид. Долины разделяют скалистые гребни. Скалы раскаляются от солнца и для улиток они непреодолимы. В генофонде улиток каждой долины накапливались разные мутации, они подвергались отбору, и этого было достаточно для видообразования, так как условия жизни во всех долинах тропического острова практически одинаковые. Значение генетических различий состоит в том, что даже при одинаковых условиях борьбы за существование, но при разной генетической изменчивости отбор в соседних популяциях может идти в разных направлениях.

Источник

admin
Производства
Adblock
detector