30. ОСНОВНЫЕ ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ЭВОЛЮЦИИ В ПРИРОДЕ

• Что такое изменчивость?
• Что является главной движущей силой эволюции?

Наследственная изменчивость. Фактором, обеспечивающим популяцию новым генетическим материалом и новыми комбинациями этого материала, является наследственная изменчивость.

У всех организмов с определённой частотой возникают различные мутации. Они не имеют приспособительного значения, т. е. являются той самой неопределённой наследственной изменчивостью, которую имел в виду Дарвин. Степень полезности мутации определяется условиями среды, в которых находится конкретная популяция. При изменении этих условий изменяется и значимость мутаций: то, что вредно для организма в одной ситуации, может оказаться полезным в другой. Большинство мутаций в популяции не задерживаются, потому что, как правило, мутации снижают адаптивность организмов, и особи из-за этого часто не доживают до половой зрелости. Однако те мутации, которым удалось закрепиться (в основном рецессивные), увеличивают генетическое разнообразие популяции.

Наследственная изменчивость, вызывающая изменения в генофонде популяции, относится к первой группе факторов эволюции. Однако для дальнейшего независимого развития популяции на основе её собственного генофонда необходима изоляция данной популяции от других подобных.

Изоляция. Изоляция — это ограничение или полное отсутствие возможности свободного скрещивания особей разных популяций. Пока между популяциями существует обмен генами, они не могут накопить существенных генетических различий. Изоляция приводит к прекращению обмена генетической информацией и превращает популяцию в самостоятельную генетическую систему.

Пространственная изоляция связана с существованием географических преград между популяциями, например горных хребтов, пустынь, водоёмов и др. (рис. 107).

При репродуктивной (биологической) изоляции скрещивание между популяциями становится невозможным, если особи этих популяций, обитающие на одной территории, предпочитают разные условия обитания или, например, имеют различия в половом поведении (у особей из разных популяций птиц одного вида различаются ритуалы ухаживания и брачные песни).

Итак, такие факторы эволюции, как наследственная изменчивость и изоляция, изменяют генофонд популяций и обеспечивают их независимое существование, создавая условия для действия главного эволюционного фактора — естественного отбора.

Естественный отбор — главная движущая сила эволюции. Естественный отбор — это преимущественное выживание и размножение наиболее приспособленных особей каждого вида и гибель менее приспособленных организмов. Именно естественный отбор является тем третьим необходимым фактором, который направляет эволюционный процесс и обеспечивает закрепление в популяции определённых изменений.

Естественный отбор основывается на генетическом разнообразии и избыточной численности особей в популяции. Генетическое разнообразие создаёт материал для отбора, а избыточное количество особей приводит к возникновению конкуренции и, как следствие, к борьбе за существование.

В основе естественного отбора лежит борьба за существование. Причиной же борьбы за существование является несоответствие между уровнем рождаемости организмов и возможностями окружающей среды обеспечить существование всех родившихся особей. Например, треска за один нерест вымётывает более миллиона икринок. Но поскольку в течение множества лет численность трески на Земле остаётся примерно одинаковой, можно заключить, что до состояния половой зрелости доживают в среднем только две рыбы из этого огромного числа. Папоротник разбрасывает за сезон около миллиарда спор, но земной шар до сих пор не покрыт зарослями папоротника, следовательно, из этого миллиарда лишь одна спора достигает взрослого состояния. Все остальные икринки, споры, семена, детёныши или погибают, или, вырастая, не оставляют потомства. Это и есть результат борьбы за существование, в которой обычно с большей вероятностью выживают и оставляют потомство особи, максимально приспособленные к данным условиям обитания и имеющие определённые преимущества. Наименее приспособленные имеют меньше шансов оставить потомство и чаще погибают. Таким образом, естественный отбор — это результат борьбы за существование.

Дарвин выделял три формы борьбы за существование: межвидовую, внутривидовую и борьбу с неблагоприятными факторами внешней среды.

Межвидовая борьба — это взаимоотношения между особями разных видов (рис. 108). Они могут быть очень жёсткими (хищники поедают травоядных животных, травоядные вытаптывают растительность, паразиты заражают хозяина) или приносить пользу обоим видам, увеличивая их шанс на выживание (птицы питаются плодами и одновременно распространяют семена).

Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида. Дарвин считал её самой напряжённой, потому что организмы, принадлежащие к одному и тому же виду, имеют сходные потребности. У животных эта борьба проявляется в конкуренции за пищу и территорию, у многих растений — в затенении других особей за счёт более быстрого роста (рис. 109). Самцы многих видов в период размножения вступают в борьбу за право создать семью. Брачные турниры приводят к половому отбору, когда потомство оставляет более сильный самец, а слабые или больные исключаются из процесса размножения, и их гены не передаются потомкам.

Борьба с неблагоприятными факторами внешней среды — возможность или стремление попасть в условия с оптимальными освещённостью, влажностью, содержанием минеральных веществ и пр. Эта форма борьбы имеет большое значение для выживания организмов: в засушливое лето немало растений погибает (рис. 110), наводнения уносят жизни многих животных, не все организмы могут пережить морозную зиму.

Важно понимать, что естественный отбор не создаёт новые генотипы или фенотипы, он лишь служит механизмом отсеивания наименее приспособленных и выживания наиболее приспособленных организмов в бесконечной борьбе за существование. Творческая роль естественного отбора в природе состоит в том, что из всего многообразия ненаправленных наследственных изменений отбираются и закрепляются только те, которые обеспечивают популяции или виду в целом оптимальные приспособления к данным условиям существования.

Фенотип — совокупность признаков и свойств организма, которые являются результатом взаимодействия генотипа особи и окружающей среды.

Запомнить: наследственная изменчивость; изоляция: пространственная и репродуктивная (биологическая); естественный отбор; борьба за существование: межвидовая, внутривидовая, борьба с неблагоприятными факторами внешней среды.

Основными движущими силами эволюции в природе являются наследственная изменчивость, изоляция и естественный отбор. В основе естественного отбора лежит борьба за существование. Выделяют три формы борьбы за существование: межвидовую, внутривидовую и борьбу с неблагоприятными факторами внешней среды.

Думай, делай выводы, действуй

Проверь свои знания

1. Какова роль наследственной изменчивости в эволюционном процессе?
2. Что такое изоляция?
3. На чём основывается естественный отбор?
4. Может ли естественный отбор создавать новые генотипы или фенотипы?

Выполни задания

1. Перечислите и охарактеризуйте возможные виды изоляции популяций.
2. Предложите схему эксперимента по изучению действия естественного отбора.

Обсуди с товарищами

1. Чем вы можете объяснить, что внутривидовая борьба является самой острой формой борьбы за существование?
2. Оказывает ли влияние борьба организмов с неблагоприятными условиями среды на другие формы борьбы за существование?
3. Можно ли считать все причины, вызывающие гибель организма, результатом естественного отбора?

Выскажи мнение

Согласны ли вы со следующим утверждением: «В ходе естественного отбора сохраняются только те наследственные изменения, которые обеспечивают популяции вида оптимальные приспособления к данным условиям»?

ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

• Вопрос о движущих силах эволюции до сих пор вызывает споры среди учёных. Дело в том, что эволюционная теория рассматривает происходящие эволюционные изменения в относительно стабильных условиях. Однако известно, что на нашей планете неоднократно происходили глобальные катастрофы, вызванные падениями крупных метеоритов, изменением магнитного поля Земли, резкими колебаниями солнечной активности. Это вызывало серьёзные изменения живой природы.