Синтетическая теория эволюции

Основные положения.

Эволюционное учение Ч.Дарвина впоследствии было дополнено достижениями в области других наук, в первую очередь, генетики, эмбриологии, биохимии, палеонтологии и др. В результате сформировалась синтетическая теория эволюции (СТЭ).

Основными положениями СТЭ являются следующие:

1) элементарный эволюционный материал – мутации;

2) элементарная эволюционная единица – популяция;

3) элементарный эволюционный процесс – направленное изменение генофонда;

4) направляющий фактор эволюции – естественный отбор.

       Помимо наследственной изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора, предложенных Дарвином, современные ученые выделяют ещё ряд факторов: популяционные волны, изоляцию и дрейф генов. Однако из всех факторов эволюции только естественный отбор имеет направленное действие.

Наследственная изменчивость.

Дарвин выделил два типа изменчивости определенную (= ненаследственную) и неопределенную (= наследственную). По его мнению, значение для эволюции имеет именно неопределенная, т.е. наследственная изменчивость.

Основным поставщиком материала для естественного отбора является мутационный процесс. Чаще всего случаются генные мутации, ведущие к образованию новых аллелей. Большинство из них оказываются рецессивными и не проявляются в фенотипе. Отечественный генетик С.С. Четвериков доказал, что в природных популяциях количество таких мутаций достаточно велико. Большая часть из них не проявляется, составляя тем самым скрытый резерв наследственной изменчивости популяции. Иногда при скрещивании гетерозигот – носителей одинаковых рецессивных мутации, эти мутации переходят в гомозиготное состояние и проявляются в фенотипе, и тогда подвергаются действию естественного отбора.

Хромосомные и геномные мутации могут вызывать серьезные изменения в генотипе особей, что может вести к репродуктивной изоляции и видообразованию.

Большое значение для эволюционного процесса имеет комбинативная изменчивость, благодаря которой в ходе полового размножения организмов мутации распространяются в популяции.

Борьба за существование.

Под борьбой за существование Ч.Дарвин понимал все формы взаимоотношений организмов. Поэтому и симбиотические и конкурентные отношения являются разными проявлениями борьбы за существование. Дарвин выделил следующие ее виды.

1) Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида, которые могут соревноваться за ресурсы (жилье, пищу, воду), за самку и т.п. или наоборот сотрудничать, защищая свою колонию от врагов, занимаясь совместным поиском корма.

2) Межвидовая борьба происходит между особями разных видов. Она может проявляться как в прямых схватках (хищник - жертва), так и в конкуренции (разные хищники за один вид жертвы), а также в симбиотических отношениях.

3) Борьба с неблагоприятными условиями среды.

Естественный отбор.

Естественный отбор – процесс, при котором преимущественно выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные к данным условиям особи. Естественный отбор – процесс, способствующий сохранению генотипов, наиболее благоприятных в данных условиях.

Формы естественного отбора:

1) Движущий отбор действует при изменяющихся условиях среды, приводит к изменению признака, к сдвигу нормы реакции, к распространению новых мутаций.

Ярким примером действия движущего отбора является индустриальный меланизм - увеличение числа темных бабочек в промышленных районах Англии в 19 веке. Другим примером может служить формирование популяций вредителей устойчивых к действию ядохимикатов.

2) Стабилизирующий отбор (И.И. Шмальгаузен) действует при постоянных условиях, способствует сохранению сложившегося генотипа, предохраняет сложившийся генотип от разрушающего действия мутаций, действует в пользу особей со средним значением признака, тем самым, сужая норму реакции.

Результатом стабилизирующего отбора является существование реликтовых форм (латимерия, гаттерия и др.).

Примером действия стабилизирующего отбора может служить размер ушей у зайцев. Уши у зайцев участвуют в теплообмене. Слишком длинные уши приводят к большим потерям тепла зимой, а слишком маленькие – к перегреву летом. Особи с ушами среднего размера адаптированы лучше всего и зимой и летом.

3) Дизруптивный отбор наоборот способствует сохранению крайних форм, действуя против особей со средним значением признака. В результате может сформироваться две формы одного вида, а позднее два самостоятельных вида.

3) Половой отбор проявляется в различных брачных турнирах, ритуалах ухаживания и других формах взаимоотношений полов. Результатом отбора является участие в размножении наиболее здоровых, способных выкормить и защитить потомство особей. Таким образом, половой отбор способствует улучшению генофонда вида.

Дрейф генов.

Дрейфом генов называют случайные и ненаправленные изменения частот аллелей в малых популяциях. Результатом дрейфа генов могут быть:

1) уменьшение генетического разнообразия популяции и, как следствие, повышение гомозиготности;

2) резкое возрастание частоты ранее редких аллелей;

3) сохранение и даже увеличение доли вредных аллелей (в этом смысле дрейф генов действует даже противоположно естественному отбору).