Популяция как единица эволюции

Популяция как единица эволюции

Элементарная единица эволюции

Попытаемся определить, что такое элементарная единица эволюции. Она должна удовлетворять следующим требованиям:
реально существовать в конкретных природных условиях;
быть далее неделима и выступать во времени и пространстве как некое единое целое;
формировать резерв наследственной изменчивости;
быть способна наследственно изменяться во времени, измеряемом биологическими поколениями.

Элементарная единица эволюции

Согласно этим требованиям, отдельные организмы не являются единицами эволюции, поскольку смертны, и каждый из них представляет лишь одно биологическое поколение.

Элементарная единица эволюции

Таким образом, единицу эволюции на протяжении поколений составляет некая группа особей.
Рассмотрим такую природную группировку особей, как вид. Вид, как целостная замкнутая система, может существовать на протяжении длительного времени, и его можно было бы принять за эволюционную единицу. Однако вид распадается на составляющие его части — популяции, которые разобщены территориально.

Элементарная единица эволюции

По этой причине вид не может быть элементарной единицей эволюционного процесса. Вот почему роль элементарной эволюционной единицы принадлежит популяции.

Элементарная единица эволюции

Самая мелкая из групп особей, способная к эволюционному развитию, — популяция(лат. populus — народ, население) — элементарная единица эволюционного процесса.

Генотип

Генотип (греч. genos — происхождение и typos — отпечаток) — совокупность всех наследственных свойств особи; совокупность всех генов данного организма.
Термин предложен датским биологом В. Иогансеном в 1909 году.
Генотип — наследственная основа организма, представленная совокупностью
генов, локализованных в хромосомах (геном);
неядерных (цитоплазматических) генов (плазмон).
Генотип совместно с внешней средой определяет фенотип организма.

Фенотип

Фенотип (греч. phaino — являю и typos — отпечаток) — совокупность всех внутренних и внешних признаков и свойств особи, сформировавшихся на базе генотипа в процессе её индивидуального развития (онтогенеза), иными словами, фенотип — это особенности строения и жизнедеятельности организма, обусловленные взаимодействием его генотипа с условиями среды.

Генофонд популяции

Генофонд (греч. genos — происхождение и фр. fond — основание) популяции — совокупность генотипов всех особей популяции.
Генотип каждого конкретного организма на протяжении всей жизни остаётся неизменным. Популяция же благодаря большой численности особей представляет собой непрерывный поток поколений и в силу наследственной изменчивости — разнородную (гетерогенную) смесь различных генотипов.

Половое размножение

Половое размножение — процесс у большинства эукариот, связанный с развитием новых организмов из половых клеток.
Образование половых клеток (гамет) обычно является результатом мейоза. Половое размножение сопровождается слиянием половых клеток, при этом восстанавливается двойной набор хромосом. Половое размножение позволяет объединять генетический материал двух половых клеток и получать потомков с новой комбинацией свойств.

Половое размножение

Эффективности комбинирования генетического материала у потомков, полученных в результате полового размножения, способствуют:
случайная встреча двух гамет;
случайное расположение и расхождение к полюсам деления гомологичных хромосом при мейозе;
кроссинговер между хроматидами.

Эволюционный материал

Мутации генов и хромосом — единственный источник новых изменений в популяции. Они возникают редко, но непрерывно и затрагивают любые, даже биологически важные признаки, такие как способность к скрещиванию, плодовитость, общая жизнеспособность и др.
Таким образом, элементарный эволюционный материал — это мутации и их комбинации.

Наследственная изменчивость

К наследственной изменчивости относят такие изменения признаков организма, которые определяются генотипом и сохраняются в ряду поколений.
Наследственная изменчивость слагается из мутационной и комбинативной изменчивости.
Наследственная изменчивость (а точнее, лежащий в её основе мутационный процесс) является важнейшим элементарным эволюционным фактором, поскольку поставляет элементарный эволюционный материал — мутации.

Элементарное эволюционное явление

Элементарное эволюционное явление — длительное направленное изменение генофонда популяции, приводящее к изменению организмов.
Генофонд популяции — это совокупность различных генотипов. Любые изменения генофонда касаются частот встречаемости разных аллелей, а значит, и генотипов.

Мутационный процесс

Мутационный процесс — возникновение спонтанных мутаций и их комбинаций при скрещивании, вызывающих наследственные изменения в популяциях.
Эволюция была бы невозможной, если бы генетические программы воспроизводились абсолютно точно. Как вы знаете, копирование генетических программ — репликация ДНК — происходит с высочайшей, но не абсолютной точностью. Изредка возникают ошибки — мутации.

Мутационный процесс

Частота мутаций неодинакова для разных генов, для разных организмов. Она возрастает, иногда очень резко, в ответ на воздействие внешних факторов, таких как ионизирующая радиация, некоторые химические соединения, вирусы и при изменениях внутреннего состояния организма (старение, стресс и т. п.). Такие факторы называют мутагенными (лат. mutatio — изменение и греч. genés — рождающий).

Популяционные волны

Популяционные волны — это периодические или непериодические значительные изменения числа особей в популяции.
«Популяционные волны» — термин, введённый Н. В. Тимофеевым-Ресовским (1928) для обозначения колебаний численности особей популяции, возникающих под влиянием различных факторов окружающей среды. Другой русский биолог, генетик и эволюционист С. С. Четвериков (1909), использовал для обозначения этого же явления термин «волны жизни».

Изоляция

Изоляция — возникновение любых барьеров, нарушающих свободное скрещивание, что ведёт к увеличению и закреплению различий между популяциями.
Различают географическую и экологическую 
изоляцию.

Естественный отбор

Естественный отбор — процесс, приводящий к выживанию и преимущественному размножению наиболее приспособленных к данным условиям среды особей. В соответствии с современной синтетической теорией эволюции основным материалом для него служат случайные наследственные изменения — мутации и их комбинации.