Под действието на елементарни фактори в генофонда се променя честотата на определени гени, което води до промяна в генотипа и фенотипа на популацията, а при продължително излагане на естествен подбор се осъществява нейната диференциация.
Какво е микроеволюция
Микроеволюция - промени в популацията под влияние на еволюционни фактори, които могат да доведат до промяна в генофонда или дори до появата на нов вид.
Фактори на еволюция могат да се нарекат всякакви процеси или явления. Сред тях са мутации, изолация, генетичен дрейф, популационни вълни, които променят генетичния състав.
Размерът на всяка популация непрекъснато се променя. Причините за това са различни влияния от биотичен и абиотичен характер. Такива колебания на населението са периодични. И така, след увеличаване на броя на индивидите в една популация, той намалява. През 1905 г. С. С. Четвериков нарича тази закономерност популационни вълни. Ако дадете примери за вълни на населението, това може да са колебания в броя на хищниците, възпроизвеждането на скакалци или зайци в Австралия. Друг пример са огнищата на леминги вАрктически или чумни епидемии, регистрирани в Европа в миналото.
Характеристика на "вълните на живота"
Тези вълни са характерни за всички живи организми. Те могат да бъдат периодични или непериодични. Периодичните се наблюдават най-често при краткоживеещи организми – при насекоми, едногодишни растения, както и при повечето микроорганизми и гъбички. Най-простият пример би бил сезонните промени в числата.
Непериодичните популационни вълни зависят от комбинация от няколко сложни фактора. Като правило те засягат не един, а няколко вида живи организми в биогеоценоза, следователно могат да доведат до радикално преструктуриране.
Сред промените в броя на индивидите в една популация трябва да се подчертае внезапната поява на определени видове организми в нови райони, където естествените им врагове отсъстват. Трябва да споменем и резки нециклични промени в популацията, които са свързани с природни „катастрофи“и могат да се проявят с унищожаване на биогеоценозата или на целия ландшафт. Така няколко сухи летни периода могат да променят значителна площ - да предизвикат появата на ливадна растителност в блатата и голям брой сухи ливади.
Ако посочите причините за популационните вълни, тогава си струва да си припомним не само връзката на живите организми помежду си и с факторите на околната среда, но и влиянието на човека.
Еволюционно значение на "вълните на живота"
В случаите, когато размерът на която и да е популация е рязко намален, могат да останат само няколко индивида. В същото време тяхната честота на гени (алели) е различна от тази, която е била в първоначалната популация. Ако след рязък спад на броя на индивидите в популацията се наблюдава рязко покачване, тогава началото на ново избухване на нарастване на броя на индивидите в популацията се дава от малка група организми, която е останала. Ето защо може да се твърди, че популационните вълни влияят на генофонда, тъй като генотипът на дадена група определя генетичната структура на цялата популация.
В същото време наборът от мутации в популацията и тяхната концентрация се променят драстично случайно. И така, определена част от мутациите изчезват напълно, а някои изведнъж растат. За да обобщим, можем да кажем, че популационните вълни като еволюционен фактор са изключително важни, тъй като при условие на интензивна селекция те са основният доставчик на еволюционен материал, когато редките мутации се заменят с подбора.
В допълнение, вълните на живота са в състояние временно да внесат редица мутации или генотипове в друга абиотична или биотична среда. Въпреки това, дори комбинация от популационни вълни и мутации не гарантира еволюционния процес. Имате нужда от действието на фактор, който влияе в една посока (това е например изолация).
Влиянието на изолацията върху размера на популацията
Този фактор е изключително важен в еволюционен план, защото провокира появата на нови черти в условията на един вид и предотвратява кръстосването на различни видове помежду си. Струва си да се отбележи, че най-често се наблюдава географска изолация. Неговата същност се крие вфактът, че единствената зона е разкъсана, докато пресичането на индивиди от различни части от нея става невъзможно или трудно.
Заслужава да се отбележи, че в изолирана популация мутациите се развиват произволно и в резултат на естествения подбор неговият генотип става все по-разнообразен. Освен това има екологична изолация и различни биологични механизми, които пречат на индивиди от различни видове да се кръстосват свободно. Пример могат да бъдат различни предпочитания по отношение на мястото или времето на пресичане, както и например различното поведение или различна структура на половите органи при животните, което се превръща в допълнителна пречка за пресичане.
Обобщавайки, различните видове изолация насърчават образуването на нови видове, но в същото време спомагат за поддържането на генетичната структура на вида.
Gene drift
Случайна промяна в броя на гените във всяка малка популация може да има значителни последици, тъй като може да доведе до промяна в честотата на алелите. Случайните промени в честотата на алелите се наричат генетичен дрейф. Този процес е ненасочен. За първи път е открит от генетиците Н. П. Дубинин и Д. Д. Ромашов.
S. Райт получи потвърждение относно случайността на генетичния дрейф. В лабораторията той кръстосва женска и мъжка дрозофила, които са хетерозиготни за определен ген. След това се получава потомство с концентрация на нормалния и мутантния ген, която е 50%. Презв продължение на няколко поколения някои индивиди станаха хомозиготни за мутантния ген, други го загубиха напълно, а друга част от индивидите имаха както мутантния, така и нормалния ген.
Трябва да се отбележи, че дори при намалена жизнеспособност на мутантни индивиди и под влияние на естествения подбор, мутантният алел може напълно да замени нормалния, причинявайки специфични популационни вълни.
Етиология на популационните вълни
От всички причини, които могат да повлияят на количествените характеристики на популацията, водещо място заемат климатичните условия, докато биотичните фактори са изместени на заден план. При ниско видово разнообразие броят на индивидите в популацията зависи от времето, химическия състав на околната среда, както и степента на замърсяване.
Заслужава да се отбележи, че причините за популационните вълни, които предопределят промяната в размера на населението, зависят от неговата плътност или влияние независимо от този параметър.
Абиотичните и антропогенните фактори като правило не зависят от гъстотата на населението. Биотичното влияние е по-зависимо от него. Трябва да се отбележи териториалното поведение, което в хода на еволюцията е най-ефективният механизъм, който задържа нарастването на броя на индивидите в една популация. Така че дейността на индивидите е ограничена до съответното пространство. С увеличаване на броя се развива вътрешновидова конкуренция за ресурси или директен антагонизъм (атаки срещу конкуренти).
Вълните на населението също зависят от поведениетореакции, които при голямо население се характеризират с появата на инстинкт за масова миграция. Може да се развие и реакция на стрес, при която индивидите развиват физиологични характеристики, които намаляват плодовитостта и увеличават смъртността. Така процесът на оогенеза и сперматогенеза се нарушава, случаите на спонтанни аборти зачестяват, броят на индивидите в едно поколение намалява и периодът на пубертета се увеличава. Освен това инстинктът за грижа за потомството намалява, поведението се променя – нараства агресивността, може да се наблюдава канибализъм и неадекватна реакция към лица от противоположния пол, което в крайна сметка намалява популацията.
Характеристики на промените в броя на популациите
Много екологични процеси, свързани с разпространението на населението в дадена област или с локално избухване на численост, наподобяват особени вълни, които, както бе споменато по-горе, се наричат "вълни на живота". Типичен пример е внезапно увеличаване на броя на насекомите вредители в ограничена площ от гората. При благоприятни условия насекомите са в състояние да улавят все повече и повече нови територии, което е типична картина за увеличаване на тяхната плътност или разпространение на т. нар. популационна вълна. Познавайки характеристиките на мобилността и определени характеристики на населението, човек може лесно да изчисли скоростта на разпространение на тази вълна и възможните методи за контрол.
По подобен начин могат да се характеризират епидемичните вълни, така че тази теория е успешнаизползва за определяне на естеството на разпространението на различни заболявания и скоростта на този процес.
В допълнение, трябва да споменем популационно-генетични вълни, които описват естеството на разпределението на конкретен ген върху площта, заета от определена популация.
Механизъм на действие на популационните вълни
Вълните на населението могат да бъдат характеризирани с помощта на примерен модел. И така, в затворена кутия има 500 черни и същия брой бели топки, което съответства на честотата на алелите P-0, 50. Ако премахнем 10 топки на случаен принцип и приемем, че 4 от тях са черни и 6 са бели, тогава, съответно, честотата на алела ще бъде 0,40 и 0,60.
Ако увеличите броя на топките 100 пъти, като добавите 400 черни и 600 бели и след това отново вземете произволно произволни 10, тогава е вероятно съотношението им на цветовете да се различава значително от оригинала, например, 2 черни и 8 бели. В този случай честотата на алела ще бъде съответно P-0,20 и P-0,80. Ако вземем третата проба, тогава има шанс от 10 избрани да бъдат изтеглени 9 бели топки или дори всички бъди бял.
Случайни флуктуации в честотата на алелите в естествените популации могат да бъдат преценени от този пример, който може да намали или увеличи концентрацията на определен ген.
