Genfonda elementāru faktoru ietekmē mainās atsevišķu gēnu biežums, kas izraisa populācijas genotipa un fenotipa izmaiņas un, ilgstoši pakļaujoties dabiskajai atlasei, notiek tās diferenciācija.
Kas ir mikroevolūcija
Mikroevolūcija - populācijas izmaiņas evolūcijas faktoru ietekmē, kas var izraisīt genofonda izmaiņas vai pat jaunas sugas rašanos.
Par evolūcijas faktoriem var saukt jebkurus procesus vai parādības. Starp tiem ir mutācijas, izolācija, ģenētiskā novirze, populācijas viļņi, kas maina ģenētisko sastāvu.
Jebkuras populācijas lielums pastāvīgi mainās. Iemesli tam ir dažādas biotiskas un abiotiskas ietekmes. Šādas iedzīvotāju skaita svārstības ir periodiskas. Tātad pēc indivīdu skaita pieauguma populācijā tas samazinās. 1905. gadā S. S. Četverikovs šo likumsakarību nosauca par populācijas viļņiem. Ja jūs sniedzat populācijas viļņu piemērus, tad tās var būt plēsēju skaita svārstības, siseņu vai trušu vairošanās Austrālijā. Vēl viens piemērs ir lemingu uzliesmojumiArktikas vai mēra epidēmijas, kas Eiropā tika reģistrētas agrāk.
Raksturīgs "dzīves viļņiem"
Šie viļņi ir raksturīgi visiem dzīviem organismiem. Tie var būt periodiski vai neperiodiski. Periodiski visbiežāk tiek novēroti īslaicīgos organismos - kukaiņos, viengadīgajos augos, kā arī lielākajā daļā mikroorganismu un sēņu. Vienkāršākais piemērs būtu sezonālas skaitļu izmaiņas.
Neperiodiski populācijas viļņi ir atkarīgi no vairāku sarežģītu faktoru kombinācijas. Parasti tie attiecas nevis uz vienu, bet uz vairākiem biogeocenozes dzīvo organismu veidiem, tāpēc tie var izraisīt radikālu pārstrukturēšanos.
Starp populācijas īpatņu skaita izmaiņām jāizceļ atsevišķu organismu sugu pēkšņa parādīšanās jaunos apgabalos, kur nav to dabisko ienaidnieku. Jāpiemin arī krasas necikliskas populācijas izmaiņas, kas saistītas ar dabas "katastrofām" un var izpausties ar biogeocenozes vai visas ainavas iznīcināšanu. Tātad vairāki sausie vasaras periodi var mainīt ievērojamu platību – izraisīt pļavu veģetācijas parādīšanos purvos un lielu skaitu sausu pļavu.
Ja norādāt iedzīvotāju viļņu cēloņus, tad der atcerēties ne tikai dzīvo organismu attiecības savā starpā un ar vides faktoriem, bet arī cilvēka ietekmi.
"Dzīves viļņu" evolucionārā nozīme
Gadījumos, kad jebkuras populācijas lielums ir strauji samazināts, var palikt tikai daži indivīdi. Tajā pašā laikā to gēnu (alēļu) biežums atšķiras no tā, kāds bija sākotnējā populācijā. Ja pēc straujas īpatņu skaita samazināšanās populācijā ir straujš pieaugums, tad jaunam populācijas īpatņu skaita pieauguma uzliesmojumam sākumu dod neliela organismu grupa, kas ir saglabājusies. Tieši tāpēc var apgalvot, ka populācijas viļņi ietekmē genofondu, jo konkrētās grupas genotips nosaka visas populācijas ģenētisko struktūru.
Tajā pašā laikā populācijas mutāciju kopums un to koncentrācija nejauši mainās. Tātad noteikta daļa mutāciju pazūd pavisam, un dažas pēkšņi pieaug. Rezumējot, varam teikt, ka populācijas viļņi kā evolūcijas faktors ir ārkārtīgi svarīgi, jo intensīvas selekcijas apstākļos tie ir galvenais evolūcijas materiāla piegādātājs, kad selekcija tiek aizstāta ar retām mutācijām.
Turklāt dzīvības viļņi spēj uz laiku ienest vairākas mutācijas vai genotipus citā abiotiskā vai biotiskā vidē. Neskatoties uz to, pat populācijas viļņu un mutāciju kombinācija nenodrošina evolūcijas procesu. Nepieciešama faktora darbība, kas ietekmē vienā virzienā (tā ir, piemēram, izolācija).
Izolācijas ietekme uz iedzīvotāju skaitu
Šis faktors ir ārkārtīgi svarīgs evolūcijas ziņā, jo provocē jaunu pazīmju rašanos vienas sugas apstākļos un novērš dažādu sugu krustošanos savā starpā. Ir vērts atzīmēt, ka visbiežāk tiek novērota ģeogrāfiskā izolācija. Tās būtība slēpjas tajāfakts, ka vienīgā teritorija ir saplēsta, savukārt indivīdu krustošanās no dažādām tās daļām kļūst neiespējama vai apgrūtināta.
Ir vērts atzīmēt, ka izolētā populācijā nejauši attīstās mutācijas, un dabiskās atlases rezultātā tās genotips kļūst arvien daudzveidīgāks. Turklāt pastāv ekoloģiskā izolācija un dažādi bioloģiskie mehānismi, kas neļauj dažādu sugu indivīdiem brīvi krustoties. Kā piemēru varētu minēt dažādas izvēles attiecībā uz krustošanas vietu vai laiku, kā arī, piemēram, atšķirīga uzvedība vai atšķirīga dzimumorgānu struktūra dzīvniekiem, kas kļūst par papildu šķērsli krustošanai.
Rezumējot, dažādi izolācijas veidi veicina jaunu sugu veidošanos, bet tajā pašā laikā palīdz uzturēt sugas ģenētisko struktūru.
Gēnu novirzīšanās
Nejaušas izmaiņas gēnu skaitā jebkurā mazā populācijā var radīt būtiskas sekas, jo tās var izraisīt izmaiņas alēļu biežumā. Nejaušas izmaiņas alēļu biežumā sauc par ģenētisko novirzi. Šis process ir bez virziena. Pirmie to atklāja ģenētiķi N. P. Dubinins un D. D. Romašovs.
S. Raits saņēma apstiprinājumu par ģenētiskās novirzes nejaušību. Laboratorijā viņš krustoja mātītes un tēviņus Drosophila, kas bija heterozigoti attiecībā uz noteiktu gēnu. Pēc tam tika iegūti pēcnācēji ar normālā un mutanta gēna koncentrāciju, kas bija 50%. Caurvairākas paaudzes daži indivīdi kļuva homozigoti attiecībā uz mutanta gēnu, daži to zaudēja pavisam, bet citai indivīdu daļai bija gan mutants, gan normālais gēns.
Jāatzīmē, ka pat ar samazinātu mutantu indivīdu dzīvotspēju un dabiskās atlases ietekmē mutanta alēle varētu pilnībā aizstāt parasto, izraisot specifiskus populācijas viļņus.
Populācijas viļņu etioloģija
No visiem iemesliem, kas var ietekmēt populācijas kvantitatīvos raksturlielumus, vadošo vietu ieņem klimatiskie apstākļi, savukārt biotiskie faktori tiek atstumti otrajā plānā. Ar zemu sugu daudzveidību īpatņu skaits populācijā ir atkarīgs no laikapstākļiem, vides ķīmiskā sastāva, kā arī no piesārņojuma pakāpes.
Ir vērts atzīmēt, ka populācijas viļņu cēloņi, kas iepriekš nosaka populācijas lieluma izmaiņas, ir atkarīgi no tā blīvuma vai ietekmes neatkarīgi no šī parametra.
Abiotiskie un antropogēnie faktori, kā likums, nav atkarīgi no iedzīvotāju blīvuma. Biotiskā ietekme ir vairāk atkarīga no tā. Jāatzīmē teritoriālā uzvedība, kas evolūcijas gaitā ir visefektīvākais mehānisms, kas ierobežo indivīdu skaita pieaugumu populācijā. Tātad indivīdu darbība ir ierobežota ar atbilstošo telpu. Palielinoties skaitam, attīstās starpsugu konkurence par resursiem vai tiešs antagonisms (uzbrukumi konkurentiem).
Iedzīvotāju skaita viļņi ir atkarīgi arī no uzvedībasreakcijas, kuras ar lielu iedzīvotāju skaitu raksturo masveida migrācijas instinkta parādīšanās. Var attīstīties arī stresa reakcija, kurā indivīdiem attīstās fizioloģiskas īpašības, kas samazina auglību un palielina mirstību. Tātad tiek traucēta oģenēzes un spermatoģenēzes process, biežāk notiek spontāno abortu gadījumi, samazinās īpatņu skaits vienā paaudzē un palielinās pubertātes periods. Turklāt mazinās instinkts rūpēties par pēcnācējiem, mainās uzvedība - aug agresivitāte, var novērot kanibālismu un neadekvātu reakciju uz pretējā dzimuma personām, kas galu galā samazina populāciju.
Populāciju skaita izmaiņu pazīmes
Daudzi ekoloģiskie procesi, kas saistīti ar iedzīvotāju izplatību kādā apgabalā vai ar lokālu skaita uzliesmojumu, atgādina savdabīgus viļņus, kurus, kā minēts iepriekš, sauc par "dzīvības viļņiem". Tipisks piemērs ir pēkšņs kaitēkļu kukaiņu skaita pieaugums ierobežotā meža platībā. Labvēlīgos apstākļos kukaiņi spēj noķert arvien jaunas teritorijas, kas ir tipiska aina to blīvuma pieaugumam jeb tā dēvētā populācijas viļņa izplatībai. Zinot mobilitātes īpašības un noteiktas populācijas pazīmes, var viegli aprēķināt šī viļņa izplatīšanās ātrumu un iespējamās kontroles metodes.
Līdzīgi var raksturot epidēmijas viļņus, tāpēc šī teorija ir veiksmīgaizmanto, lai noteiktu dažādu slimību izplatības raksturu un šī procesa ātrumu.
Turklāt jāpiemin populācijas ģenētiskie viļņi, kas raksturo konkrēta gēna izplatības raksturu konkrētas populācijas aizņemtajā teritorijā.
Iedzīvotāju viļņu darbības mehānisms
Iedzīvotāju viļņus var raksturot, izmantojot modeļa piemēru. Tātad slēgtā kastē ir 500 melnu un tikpat b altu bumbiņu, kas atbilst alēļu biežumam P-0, 50. Ja pēc nejaušības principa izņemam 10 bumbiņas un pieņemsim, ka 4 no tām ir melnas un 6 b altas., tad attiecīgi alēļu biežums būs 0,40 un 0,60.
Ja palielināsiet bumbiņu skaitu par 100 reizēm, pievienojot 400 melnās un 600 b altās, un pēc tam atkal nejauši paņemat jebkuru 10, tad, visticamāk, to krāsu attiecība ievērojami atšķirsies no oriģināla, piemēram, 2 melni un 8 b alti. Šajā gadījumā alēles biežums būs attiecīgi P-0,20 un P-0,80 Ja ņemam trešo paraugu, tad pastāv iespēja, ka no 10 izvēlētajām tiks izvilktas 9 b altas bumbiņas vai pat visas. esi b alts.
Pēc šī piemēra var spriest par nejaušām alēļu biežuma svārstībām dabiskajās populācijās, kas var samazināt vai palielināt konkrēta gēna koncentrāciju.
