Recesívne mutácie podliehajú prirodzenému výberu. Poruchy rovnovážneho stavu populácií: mutácie, prirodzený výber, migrácie, izolácia
Organický vývoj je historický proces vzniku diverzity a prispôsobovania sa životným podmienkam na všetkých úrovniach organizácie živých vecí. Evolučný proces je nezvratný a vždy progresívny. Evolučný proces je založený na prirodzenom výbere náhodných, fenotypovo prejavených dedičných zmien, ktoré organizmom poskytujú prednostné možnosti na prežitie a rozmnožovanie v určitých podmienkach prostredia. Zmeny, ktoré znižujú životaschopnosť organizmov a druhov, sú eliminované.
Tvorcom prvej evolučnej teórie bol Jean Baptiste Lamarck, ktorý obhajoval myšlienku variability druhov a ich cieľavedomého vývoja od jednoduchých až po zložité formy. Priradenie vnútornej túžby po pokroku (cieľ) organizmom, ako aj tvrdenia o dedení vlastností získaných počas života jednotlivca, sa však následnými štúdiami ukázali ako nepotvrdené. Mylná sa ukázala aj predstava o priamom, vždy primeranom vplyve vonkajšieho prostredia na organizmus a jeho primeranej reakcii na tento vplyv. Zásluhu na rozvoji evolučných myšlienok a vytvorení holistickej teórie evolúcie majú Charles Darwin a A. Wallace, ktorí podložili princíp prirodzeného výberu a identifikovali mechanizmy a príčiny evolúcie.
Základné pojmy a koncepty testované v skúške: adaptácia, antropogenéza, biologický pokrok, biologická regresia, boj o existenciu, druhy, druhové kritériá, homologické orgány, darwinizmus, riadiaca selekcia, divergencia, dôkazy evolúcie, genetický drift, prirodzený výber, idioadaptácie, izolácia, makroevolúcia, mikroevolúcia, organická evolúcia, relatívna výhodnosť, populačné vlny, populácia, syntetická evolučná teória, evolučné faktory, kombinatívna variabilita, mutačná variabilita, všeobecná degenerácia.
Zobraziť- ide o súbor jedincov, ktorí skutočne existujú v prírode, zaberajú určité územie, majú spoločný pôvod, morfologickú a genetickú podobnosť, voľne sa krížia a produkujú plodné potomstvo. Vzhľadom na skutočnosť, že niekedy môže byť veľmi ťažké klasifikovať konkrétny druh ako konkrétny druh, biológovia vyvinuli kritériá, na základe ktorých sú dvaja navonok veľmi podobní jedinci klasifikovaní ako rovnaký alebo odlišný druh.
Kritériá typu:
– morfologické– jednotlivci patriaci k tomu istému druhu sú si navzájom podobní vo svojej vonkajšej a vnútornej štruktúre;
– fyziologické– jednotlivci patriaci k tomu istému druhu sú si navzájom podobní v mnohých fyziologických znakoch života;
– biochemické– jedinci patriaci do rovnakého druhu obsahujú podobné bielkoviny;
– genetický– jedince patriace k rovnakému druhu majú rovnaký karyotyp, v prírode sa navzájom krížia a produkujú plodné potomstvo. Medzi rôznymi druhmi nedochádza k výmene génov;
– ekologické– jedinci toho istého druhu vedú podobný životný štýl v podobných podmienkach prostredia;
– geografické– druh je rozšírený na určitom území (oblasti).
Najdôležitejším kritériom na určenie, či jednotlivci patria k rôznym druhom, je genetické kritérium. Žiadne kritérium nemôže byť vyčerpávajúce. Len na základe súboru charakteristík kritérií možno rozlišovať medzi príbuznými druhmi.
Obyvateľstvo - stabilný súbor jedincov toho istého druhu, ktorí spolu žijú niekoľko generácií. Populácia je elementárna evolučná jednotka. Minimálna populácia je dvoch jedincov rôzneho pohlavia. Jednotlivci v rámci tej istej populácie sa môžu narodiť a zomrieť, ale populácia bude naďalej existovať.
Kríženie medzi jedincami rovnakej populácie sa vyskytuje oveľa častejšie ako medzi jedincami rôznych populácií. To zabezpečuje voľnú genetickú výmenu medzi členmi populácie.
Pod vplyvom vonkajších faktorov sa mení genetické zloženie populácie. Tvorí ho genetické zloženie populácie genofondu . Dlhodobá a smerová zmena v genofonde populácie je tzv elementárny evolučný jav.
Faktory, ktoré spôsobujú evolučný proces v populáciách, sú tzv elementárne evolučné faktory. Tieto zahŕňajú mutácie, ktorých povaha a rôznorodosť sú príčinou genetickej heterogenity populácií. Dodávajú evolučný materiál – základ pre následné pôsobenie prirodzeného výberu. Súbor recesívnych mutácií v genotypoch jedincov v populačnej forme rezerva dedičnej variability(S.S. Chetverikov), ktoré sa pri zmene podmienok existencie, zmene veľkosti populácie, môžu fenotypovo prejaviť a spadnúť pod vplyv prírodného výberu.
Populačné vlny – periodické kolísanie počtu jedincov v populácii, vyplývajúce z prudkej zmeny pôsobenia akéhokoľvek environmentálneho faktora (napríklad nedostatok potravy, prírodné katastrofy atď.). Po odznení týchto faktorov sa populácia opäť zvyšuje. Preživší jedinci môžu byť geneticky cenní. Zmeny vo frekvenciách určitých génov môžu viesť k zmenám populácie.
Izolácia Môže byť priestorový (geografický) a biologický (ekologický, fyziologický, reprodukčný).
Prirodzený výber - faktor, ktorý určuje možnosti prežitia a rozmnožovania jedincov a následne aj zachovanie a evolúciu druhu. Selekcia pôsobí na jednotlivé fenotypy, čím sa selektuje na konkrétne genotypy.
Špeciácia - proces vzniku nových odrôd a druhov, ktoré sú reprodukčne izolované od pôvodnej populácie. Samostatné geografické A ekologická špecifikácia.
GeografickáSpeciácia začína v populáciách žijúcich v rôznych vzdialených častiach areálu alebo migrujúcich z areálu. Keďže medzi nimi existuje priestorová izolácia, nedochádza k genetickej výmene a dochádza k postupnej divergencii znakov, čo vedie k vytvoreniu nových druhov, reprodukčne izolovaných od seba. Tento proces sa nazýva divergencia.
Ekologická špecifikácia vyskytuje v tej istej oblasti. Ak sa jedinci danej populácie v dôsledku genotypových a fenotypových rozdielov prispôsobia rôznym podmienkam prostredia, potom medzi nimi reprodukčná izolácia. Nové druhy môžu vzniknúť nielen ako dôsledok izolácie, ale aj v dôsledku polyploidie či medzidruhovej hybridizácie, ktorá sa v rastlinách často vyskytuje.
Mikroevolúcia - vnútrodruhový proces vedúci k vzniku nových populácií daného druhu a v konečnom dôsledku aj nových druhov. Nevyhnutnou podmienkou je izolácia - geografické A životného prostredia. Výsledkom mikroevolúcie je reprodukčná izolácia.
Mikroevolúcia začína prirodzeným výberom mutácií a divergenciou. V dôsledku pôsobenia týchto faktorov vznikajú nové populácie, geneticky a morfologicky odlišné od pôvodných. Ak po nástupe divergencií, geografických a potom reprodukčná izolácia medzi novými a starými populáciami to v konečnom dôsledku vedie k vzniku nových druhov.
Príkladom sú pinky z Galapágskych ostrovov, ktoré opísal Charles Darwin. Charakter potravy a vzdialenosť ostrovov od pevniny určili rozdiely v stavbe zobákov a dĺžke krídel vtákov. Postupne sa rozdelili na rôzne populácie, ktoré sa navzájom nekrížili a neskôr na samostatné druhy.
Makroevolúcia – proces, ktorý prebieha v historicky dlhých obdobiach. Vedie k vytvoreniu taxónov väčších ako druh – rodov, čeľadí, rádov, tried atď. Mechanizmy makroevolúcie sú rovnaké ako mechanizmy mikroevolúcie.
Evolučný proces má také znaky ako: progresívnosť, nepredvídateľnosť, nezvratnosť, nerovnomernosť.
PRÍKLADY ÚLOH Časť A
A1. Patrí medzi ne líška hrdzavá, žijúca v lesoch Kanady, a hrdzavá líška žijúca v Európe
1) jeden druh 3) rôzne rody
2) odrody 4) rôzne typy
A2. Hlavným kritériom pre vznik nového druhu je:
1) objavenie sa vonkajších rozdielov medzi jednotlivcami
2) geografická izolácia populácií
3) reprodukčná izolácia populácií
4) izolácia prostredia
A3. Evolučné procesy začínajú na úrovni
1) druh 2) trieda 3) typ 4) populácia
A4. Biologické predpoklady mikroevolúcie v populácii sú
1) mutačný proces a prirodzený výber
2) rozdiely v karyotypoch jedincov
3) fyziologické rozdiely
4) vonkajšie rozdiely
A5. Súbor recesívnych mutácií nahromadených v populácii sa nazýva jeho
1) genotyp
2) genofond
3) rezerva dedičnej variability
4) rezerva variability modifikácií
A6. Populácie jedného druhu
1) vždy bývajte v blízkosti
2) relatívne izolované od seba
3) bývajte v blízkosti, ale nikdy sa nekrížte
4) vždy žijú na rôznych kontinentoch
A7. V dôsledku prirodzeného výberu mutácií v rámci populácie vzniká proces
1) reprodukčná izolácia
2) geografická izolácia
3) izolácia prostredia
4) divergencia
A8. Divergencia v populáciách sýkoriek obývajúcich mestský park môže s najväčšou pravdepodobnosťou viesť k
1) geografická izolácia
2) izolácia prostredia
3) zmeny karyotypu
4) morfologické rozdiely
A9. Buldog a doberman patria medzi
1) jedno plemeno 3) odrody
2) rôzne typy 4) jeden typ
A10. Vyvíjajú sa dve populácie toho istého druhu:
1) nezávisle od seba a v rôznych smeroch
2) v jednom smere, meniace sa rovnako
3) v závislosti od smeru vývoja jednej z populácií
4) v rôznych smeroch, ale rovnakou rýchlosťou
A11. Za akých podmienok sa bude populácia vyvíjať?
1) počet priamych a spätných mutácií v populácii bude rovnaký
2) počet jedincov prichádzajúcich a odchádzajúcich z populácie je rovnaký
3) veľkosť populácie sa mení, ale genotypy jedincov zostávajú nezmenené
4) počet a genotypy jedincov sa pravidelne menia
A12. Ako druhové kritérium vo vzťahu k študovaným navonok podobným jedincom môžeme podmienečne použiť
1) rovnaká výška jedincov
2) podobnosť životných procesov
3) život v rovnakom prostredí
4) rovnakú telesnú hmotnosť
A13. Dve galapágske pinky (samce a samice) možno klasifikovať ako rôzne druhy na základe
1) vonkajšie rozdiely
2) vnútorné rozdiely
3) izolácia ich populácií
4) nekríženie medzi sebou
A14. Aké druhové kritérium je založené na počte chromozómov v bunkách organizmu?
1) genetické 3) geografické
2) morfologické 4) fyziologické
Časť B
B1. Uveďte biologické faktory speciácie
1) geografická izolácia
2) mutácie a prirodzený výber
3) vonkajšie rozdiely
4) rôzne biotopy
5) divergencia
6) všeobecný rozsah
B2. V akom prípade sú pomenované druhy organizmov?
1) Siamská mačka 4) Ťažký nákladiak Vladimir
2) nemecký ovčiak 5) divá mačka
3) obyčajný pes 6) vačnatý vlk
VZ. Porovnajte príklad špeciácie s jej typom
Q4. Určte postupnosť mikroevolučných procesov prebiehajúcich v populácii.
A) výskyt mutácií
B) izolácia poddruhu
B) začiatok divergencie v populácii
D) vznik nových druhov
D) výber fenotypov
E) tvorba nových populácií
Časť C
C1. Aké podmienky sú potrebné na voľné kríženie jedincov z rôznych populácií toho istého druhu?
Myšlienky premenlivosti organického sveta si našli svojich priaznivcov už v staroveku. Tieto myšlienky vyjadrili Aristoteles, Herakleitos, Demokritos a množstvo ďalších starovekých mysliteľov. V 18. storočí K. Linné vytvoril umelý systém prírody, v ktorom bol druh uznávaný ako najmenšia systematická jednotka. Zaviedol nomenklatúru dvojitých druhov názvov (binárnych), ktorá umožnila systematizovať organizmy rôznych dovtedy známych kráľovstiev do taxonomických skupín.
Tvorcom prvej evolučnej teórie bol Jean Baptiste Lamarck. Bol to on, kto rozpoznal postupnú komplikáciu organizmov a premenlivosť druhov, čím nepriamo vyvrátil božské stvorenie života. Lamarckove vyjadrenia o účelnosti a užitočnosti akýchkoľvek vznikajúcich adaptácií v organizmoch, uznaní ich túžby po pokroku ako hybnej sily evolúcie, však neboli potvrdené následným vedeckým výskumom. Nepotvrdili sa ani Lamarckove tvrdenia o dedičnosti vlastností, ktoré jednotlivec nadobudol počas života a o vplyve cvičenia orgánov na jeho adaptačný vývoj.
Hlavným problémom, ktorý bolo potrebné vyriešiť, bol problém tvorby nových druhov prispôsobených podmienkam prostredia. Inými slovami, vedci potrebovali zodpovedať aspoň dve otázky: ako vznikajú nové druhy? Ako vznikajú adaptácie na podmienky prostredia?
Teóriu evolúcie, ktorú vyvinuli a uznávajú moderní vedci, vytvorili nezávisle Charles Robert Darwin a Alfred Wallace, ktorí predložili myšlienku prirodzeného výberu založenom na boji o existenciu. Táto doktrína bola tzv darvinizmus , alebo veda o historickom vývoji živej prírody.
Základné princípy darwinizmu:
– evolučný proces je reálny, determinovaný podmienkami existencie a prejavuje sa formovaním nových jedincov, druhov a väčších systematických taxónov prispôsobených týmto podmienkam;
- hlavné evolučné faktory sú: dedičná variabilita a prirodzený výber .
Prírodný výber zohráva úlohu vedúceho faktora v evolúcii (tvorivá úloha).
Predpoklady prirodzeného výberu sú: prebytok reprodukčného potenciálu, dedičná variabilita a zmeny životných podmienok. Prírodný výber je dôsledkom boja o existenciu, ktorý sa delí na vnútrodruhové, medzidruhové a boj s podmienkami prostredia. Výsledkom prirodzeného výberu sú:
– zachovanie všetkých úprav, ktoré zabezpečujú prežitie a reprodukciu potomstva; Všetky úpravy sú relatívne.
Divergencia – proces genetickej a fenotypovej divergencie skupín jedincov podľa individuálnych vlastností a formovanie nových druhov – progresívny vývoj organického sveta.
Hnacie sily evolúcie sú podľa Darwina: dedičná premenlivosť, boj o existenciu, prirodzený výber.
PRÍKLADY ÚLOH Časť A
A1. Hnacou silou evolúcie podľa Lamarcka je
1) túžba organizmov po pokroku
2) divergencia
3) prirodzený výber
4) boj o existenciu
A2. Výrok je chybný
1) druhy sú premenlivé a v prírode existujú ako nezávislé skupiny organizmov
2) príbuzné druhy majú historicky spoločného predka
3) všetky zmeny získané telom sú užitočné a sú zachované prirodzeným výberom
4) základom evolučného procesu je dedičná variabilita
A3. Evolučné zmeny sú v dôsledku toho zafixované v generáciách
1) výskyt recesívnych mutácií
2) dedičnosť vlastností získaných počas života
3) boj o existenciu
4) prirodzený výber fenotypov
A4. Zásluha Charlesa Darwina spočíva v
1) rozpoznanie variability druhov
2) ustanovenie princípu dvojitých druhov názvov
3) identifikácia hnacích síl evolúcie
4) vytvorenie prvej evolučnej doktríny
A5. Dôvodom vzniku nových druhov je podľa Darwina
1) neobmedzená reprodukcia
2) boj o existenciu
3) mutačné procesy a divergencia
4) priamy vplyv podmienok prostredia
A6. Prirodzený výber je tzv
1) boj o existenciu medzi jednotlivcami populácie
2) postupný vznik rozdielov medzi jednotlivcami populácie
3) prežitie a rozmnožovanie najsilnejších jedincov
4) prežitie a rozmnožovanie jedincov najviac prispôsobených podmienkam prostredia
A7. Boj o územie medzi dvoma vlkmi v rovnakom lese odkazuje
1) medzidruhový boj
2) vnútrodruhový boj
3) boj proti environmentálnym podmienkam
4) vnútorná túžba po pokroku
A8. Recesívne mutácie podliehajú prirodzenému výberu, keď
1) heterozygotnosť jedinca pre vybraný znak
2) homozygotnosť jedinca pre danú vlastnosť
3) ich adaptačný význam pre jednotlivca
4) ich škodlivosť pre jednotlivca
A9. Uveďte genotyp jedinca, v ktorom gén a bude podliehať pôsobeniu prirodzeného výberu
1) AaBv 2) AABB 3) Aavv 4) aaBv
A10. Charles Darwin vytvoril svoje učenie v r
1) XVII storočie 2) XVIII storočie. 3) XIX storočia 4) XX storočia
Časť B
B1. Vyberte ustanovenia evolučného učenia Charlesa Darwina
1) získané vlastnosti sa dedia
2) materiálom pre evolúciu je dedičná variabilita
3) akákoľvek variabilita slúži ako materiál pre evolúciu
4) hlavným výsledkom evolúcie je boj o existenciu
5) divergencia je základom špeciácie
6) prospešné aj škodlivé vlastnosti podliehajú pôsobeniu prirodzeného výberu
B2. Porovnajte názory J. Lamarcka a Charlesa Darwina s ustanoveniami ich učenia
Časť C
C1. V čom spočíva progresívnosť učenia Charlesa Darwina?
Syntetická evolučná teória vznikla na základe údajov z komparatívnej anatómie, embryológie, paleontológie, genetiky, biochémie a geografie.
Syntetická evolučná teória predkladá tieto ustanovenia:
– elementárny evolučný materiál je mutácie;
– elementárna evolučná štruktúra – obyvateľov;
– elementárny evolučný proces – riadená zmena genofond populácie;
– prirodzený výber– vedúci tvorivý faktor evolúcie;
– v prírode existujú dva podmienene odlíšené procesy, ktoré majú rovnaké mechanizmy – mikro- a makroevolúcia. Mikroevolúcia je zmena populácií a druhov, makroevolúcia je vznik a zmena veľkých systematických skupín.
Proces mutácie. Štúdiu mutačných procesov v populáciách sa venujú práce ruského genetika S.S. Chetveríková. V dôsledku mutácií sa objavujú nové alely. Keďže mutácie sú prevažne recesívne, hromadia sa v heterozygotoch a tvoria sa rezerva dedičnej variability. Pri voľnom krížení heterozygotov sa recesívne alely stanú homozygotnými s pravdepodobnosťou 25 % a podliehajú prirodzenému výberu. Jednotlivci, ktorí nemajú selektívne výhody, sú vyradení. Vo veľkých populáciách je stupeň heterozygotnosti vyšší, takže veľké populácie sa lepšie prispôsobujú podmienkam prostredia. V malých populáciách je nevyhnutné príbuzenské kríženie, a teda nárast homozygotnej populácie. To zase ohrozuje choroby a vyhynutie.
Genetický drift, náhodná strata alebo náhle zvýšenie frekvencie alel v malých populáciách, čo vedie k zmene koncentrácie tejto alely, zvýšeniu homozygotnosti populácie, zníženiu jej životaschopnosti a výskytu zriedkavých alel. Napríklad v náboženských komunitách izolovaných od zvyšku sveta dochádza buď k strate alebo zvýšeniu alel charakteristických pre ich predkov. K zvýšeniu koncentrácie alel dochádza v dôsledku príbuzenských manželstiev, k strate alel môže dôjsť v dôsledku odchodu členov komunity alebo ich smrti.
Formy prirodzeného výberu. Sťahovanie prirodzený výber. Vedie k premiestneniu reakčné normy organizmu v smere variability znakov v meniacich sa podmienkach prostredia. Stabilizácia prirodzeného výberu(objavený N.I. Shmalhausenom) zužuje rýchlosť reakcie v stabilných podmienkach prostredia. Rušivý výber– nastáva, keď sa jedna populácia z nejakého dôvodu rozdelí na dve časti a tie nemajú takmer žiadny kontakt. Napríklad v dôsledku letného kosenia môže byť populácia rastlín rozdelená v čase dozrievania. Časom sa z nej môžu vytvoriť dva typy. Sexuálny výber zabezpečuje rozvoj reprodukčných funkcií, správania, morfofyziologických charakteristík.
Syntetická evolučná teória teda spojila darwinizmus a moderné predstavy o vývoji organického sveta.
PRÍKLADY ÚLOH Časť A
A1. Podľa S.S. Chetverikov, východiskovým materiálom pre speciáciu je
1) izolácia
2) mutácie
3) populačné vlny
4) modifikácie
A2. Malé populácie vymierajú kvôli tomu, že oni
1) menej recesívnych mutácií ako vo veľkých populáciách
2) menšia pravdepodobnosť prenosu mutácií do homozygotného stavu
3) existuje väčšia pravdepodobnosť inbrídingu a dedičných chorôb
4) vyšší stupeň heterozygotnosti jedincov
A3. Tvorba nových rodov a rodín sa týka procesov
1) mikroevolučné 3) globálne
2) makroevolučné 4) vnútrodruhové
A4. V neustále sa meniacich podmienkach prostredia funguje forma prirodzeného výberu
1) stabilizácia 3) jazda
2) rušivý 4) sexuálny výber
A5. Príkladom stabilizačnej formy výberu je
1) výskyt kopytníkov v stepných zónach
2) zmiznutie bielych motýľov v priemyselných oblastiach Anglicka
3) prežitie baktérií v gejzíroch Kamčatky
4) vznik vysokých foriem rastlín, keď migrovali z údolí do hôr
A6. Populácie sa budú vyvíjať rýchlejšie
1) haploidné drony
2) ostrieže heterozygotné pre mnohé znaky
3) samce domácich švábov
A7. Genofond populácie je obohatený vďaka
1) variabilita modifikácie
2) medzidruhový boj o existenciu
3) stabilizačná forma výberu
4) sexuálny výber
A8. Dôvod, prečo sa môže vyskytnúť genetický drift
1) vysoká heterozygotnosť populácie
2) veľká veľkosť populácie
3) homozygotnosť celej populácie
4) migrácia a emigrácia nosičov mutácií z malých populácií
A9. Endemity sú organizmy
1), ktorých biotopy sú obmedzené
2) žijúci v rôznych biotopoch
3) najbežnejšie na Zemi
4) vytváranie minimálnych populácií
A10. Stabilizačná forma výberu je zameraná na
1) zachovanie jedincov s priemernou hodnotou znakov
2) zachovanie jedincov s novými vlastnosťami
3) zvyšujúca sa heterozygotnosť populácie
4) rozšírenie reakčnej normy
A11. Genetický drift je
1) prudký nárast počtu jedincov s novými vlastnosťami
2) zníženie počtu vznikajúcich mutácií
3) zníženie rýchlosti procesu mutácie
4) náhodná zmena vo frekvenciách alel
A12. Umelý výber viedol k vzniku
1) polárne líšky
2) jazvece
3) Erdelteriéry
4) Kone Przewalského
Časť B
B1. Vyberte podmienky, ktoré určujú genetické predpoklady evolučného procesu
1) variabilita modifikácie
2) mutačná variabilita
3) vysoká heterozygotnosť populácie
4) podmienky prostredia
5) príbuzenská plemenitba
6) geografická izolácia
Časť C
C1. Nájdite chyby v danom texte. Uveďte čísla viet, v ktorých sú povolené, vysvetlite ich
1. Populácia je súbor jedincov rôznych druhov, ktorí zaberajú určité územie. 2. Jedince tej istej populácie sa medzi sebou voľne krížia. 3. Súbor génov, ktoré vlastnia všetci jedinci v populácii, sa nazýva genotyp populácie. 4. Jedince, ktoré tvoria populáciu, sú heterogénne vo svojom genetickom zložení. 5. Heterogenita organizmov, ktoré tvoria populáciu, vytvára podmienky pre prirodzený výber. 6. Populácia sa považuje za najväčšiu evolučnú jednotku.
Adaptácia organizmov na ich prostredie. V dôsledku dlhého evolučného procesu sa všetky organizmy neustále vyvíjajú a zlepšujú svoje adaptácie na podmienky prostredia. Adaptácia je jedným z výsledkov evolúcie, interakcia jej hnacích síl – dedičnosť, variabilita, prirodzený výber. Druhým výsledkom evolúcie je rozmanitosť organického sveta. Organizmy zachované v procese boja o existenciu a prírodný výber tvoria celý organický svet, ktorý dnes existuje. Mutačné procesy prebiehajúce v priebehu niekoľkých generácií vedú k vzniku nových genetických kombinácií, ktoré podliehajú pôsobeniu prirodzeného výberu. Je to prirodzený výber, ktorý určuje povahu nových adaptácií, ako aj smerovanie evolučného procesu. V dôsledku toho sa organizmy vyvíjajú rôzne adaptácie na život. Akákoľvek adaptácia vzniká ako výsledok dlhodobého výberu náhodných, fenotypovo prejavených mutácií, ktoré sú prospešné pre daný druh.
Ochranné sfarbenie. Poskytuje rastlinám a zvieratám ochranu pred nepriateľmi. Organizmy, ktoré majú túto farbu, splývajú s pozadím a stávajú sa menej nápadnými.
Maskovanie. Zariadenie, v ktorom tvar tela a farba zvierat splýva s okolitými predmetmi. Modlivky, húsenice motýľov pripomínajú vetvičky, motýle listy rastlín atď.
Mimikry. Imitácia nechránených druhov chránenými druhmi tvarom a farbou. Niektoré muchy vyzerajú ako osy, hady ako zmije atď.
Varovné sfarbenie. Mnoho zvierat má jasné farby alebo určité identifikačné znaky, ktoré varujú pred nebezpečenstvom. Predátor, ktorý raz zaútočí, si zapamätá farbu obete a nabudúce bude opatrnejší.
Relatívna povaha adaptácií. Všetky úpravy sa vyvíjajú za určitých podmienok prostredia. Za týchto podmienok sú zariadenia najúčinnejšie. Treba si však uvedomiť, že kondícia nie je absolútna. Jedia zvieratá s ochrannými aj výstražnými farbami a útočia aj na maskované. Vtáky, ktoré dobre lietajú, sú slabí bežci a dajú sa chytiť na zemi; keď sa zmenia podmienky prostredia, rozvinutá adaptácia sa môže ukázať ako zbytočná alebo škodlivá.
Dôkaz evolúcie. Porovnávacie anatomické dôkazy sú založené na identifikácii spoločných a odlišných morfologických a anatomických znakov štruktúry rôznych skupín organizmov.
Anatomické dôkazy evolúcie zahŕňajú:
– prítomnosť homologických orgánov, ktorý má všeobecný štrukturálny plán, vyvíja sa z podobných zárodočných vrstiev v embryogenéze, ale je prispôsobený na vykonávanie rôznych funkcií (rameno - plutva - vtáčie krídlo). Rozdiely v štruktúre a funkciách orgánov vznikajú v dôsledku divergencie;
– prítomnosť podobných orgánov, ktoré majú odlišný pôvod v embryogenéze, rôzne štruktúry, ale vykonávajú podobné funkcie (krídlo vtáka a krídlo motýľa). V dôsledku toho vzniká podobnosť funkcií konvergencie;
– prítomnosť rudimentov a atavizmov;
– existencia prechodných foriem.
Základy , – orgány, ktoré stratili svoj funkčný význam (kostrč, ušné svaly u človeka).
Atavizmy , – prípady prejavu znakov vzdialených predkov (chvost a chlpaté telo u ľudí, zvyšky 2. a 3. prsta u koňa).
Prechodné formy - označujú fylogenetickú kontinuitu počas prechodu z rodových foriem na moderné a z triedy do triedy.
Embryologické dôkazy. Embryológia študuje vzorce embryonálneho vývoja a stanovuje:
– fylogenetický vzťah organizmov;
– vzorce fylogenézy.
Získané údaje sa premietli do zákonov zárodočnej podobnosti K.M. Baer a v biogenetickom zákone E. Haeckela a F. Mullera.
Baerov zákon stanovuje podobnosť skorých štádií vývoja embryí zástupcov rôznych tried v rámci typu. V neskorších štádiách embryonálneho vývoja sa táto podobnosť stráca a vyvíjajú sa najšpecializovanejšie vlastnosti taxónu až po individuálne vlastnosti jedinca.
Müller-Haeckelov biogenetický zákon hovorí, že ontogenéza je krátke opakovanie fylogenézy. V procese evolúcie môže dôjsť k preskupeniu ontogenézy, čo vedie k vývoju orgánov dospelého organizmu.
V ontogenéze sa opakujú len embryonálne štádiá predkov a nie vždy úplne. Ak sa organizmus v počiatočnom štádiu prispôsobí podmienkam prostredia, môže dosiahnuť zrelosť bez toho, aby prešiel nasledujúcimi štádiami, ako sa to napríklad deje u axolotlov - lariev tigrej ambystómy.
Paleontologické dôkazy – umožňujú nám datovať udalosti dávnej histórie pomocou fosílnych pozostatkov organizmov. Paleontologické dôkazy zahŕňajú fylogenetické série koní, proboscidov a ľudí, ktoré vytvorili paleontológovia.
Jednota organického sveta sa prejavuje v chemickom zložení, jemnej štruktúre a základných životných procesoch vyskytujúcich sa v organizmoch.
PRÍKLADY ÚLOH Časť A
A1. Uveďte príklad ochranného sfarbenia
1) sfarbenie lienky ju chráni pred vtákmi
2) sfarbenie zebry
3) sfarbenie osy
4) sfarbenie tetrova lieskového sediaceho na hniezde
A2. Kôň Przewalského je prispôsobený životu v stepiach Strednej Ázie, ale nie je prispôsobený životu v
1) prérie Južnej Ameriky
2) brazílska džungľa
3) polopúšte
4) Prírodná rezervácia Askania-Nova
A3. Odolnosť niektorých švábov voči jedom je dôsledkom
1) výber jazdy
2) stabilizačný výber
3) simultánna mutácia
4) nedokonalosti jedov
A4. Nové prispôsobenia sa podmienkam prostredia sa vytvárajú v závislosti od
1) túžba organizmov napredovať
2) priaznivé podmienky prostredia
4) reakčné normy organizmov
A5. Adaptácia na opeľovanie nočným hmyzom u malých solitérnych rastlín je
1) biela farba koruny
2) rozmery
3) umiestnenie tyčiniek a piestikov
4) vôňa
A6. Homológ ľudskej ruky je
1) vtáčie krídlo
2) motýľové krídlo
3) noha kobylky
4) račí pazúr
A7. Analóg motýľového krídla je
1) chápadlá medúzy 3) ľudská ruka
2) vtáčie krídlo 4) rybia plutva
A8. Dodatok je červovitý apendix slepého čreva, nazývaný rudiment, pretože
1) potvrdzuje pôvod človeka zo zvierat
2) stratil svoju pôvodnú funkciu
3) je homológ hrubého čreva primátov
4) je analógom čriev článkonožcov
A9. Aké sú dôvody vzniku diverzity v organickom svete?
1) prispôsobivosť podmienkam prostredia
2) výber a zachovanie dedičných zmien
3) boj o existenciu
4) trvanie evolučných procesov
A10. Embryologické dôkazy evolúcie zahŕňajú podobnosti
1) plán stavby organizmov
2) anatomická štruktúra
3) embryá strunatcov
4) vývoj všetkých organizmov zo zygoty
A11. Fylogenetické série niektorých odkazujú na dôkazy evolúcie
1) anatomické
2) paleontologické
3) historické
4) embryologické
A12. Za reprezentanta sa považuje prechodná forma medzi stavovcami a bezstavovcami
1) chrupavkovité ryby 3) bezlebkové
2) článkonožce 4) mäkkýše
Časť B
B1. Anatomické dôkazy evolúcie zahŕňajú
1) podobnosť embryí
2) podobnosť vo funkciách niektorých orgánov
3) prítomnosť chvosta u niektorých ľudí
4) spoločný pôvod orgánov
5) fosílie rastlín a živočíchov
6) prítomnosť ušných svalov u ľudí a psov
B2. Paleontologické údaje a dôkazy o evolúcii zahŕňajú
1) podobnosti medzi trilobitmi a modernými článkonožcami
2) placentarita starých a moderných cicavcov
3) existencia semenných papradí a ich fosílií
4) porovnanie tvarov kostier starých a moderných ľudí
5) prítomnosť viacerých bradaviek u niektorých ľudí
6) trojvrstvová štruktúra tela starých a moderných zvierat
VZ. Korelujte faktory evolúcie s ich charakteristikami. vlastnosti faktora
Q4. Spojte príklady svietidiel s typmi svietidiel.
Časť C
C1. Sú poskytnuté dôkazy o evolúcii presvedčivé?
Hlavné smery evolučného procesu. Problém progresívnej evolúcie analyzoval ruský vedec A.N. Severcov.
V prvom rade A.N. Severtsov navrhol rozlišovať biologický pokrok A morfofyziologický pokrok.
Biologický pokrok - to je jednoducho istý úspech tej či onej skupiny živých organizmov v živote: vysoké počty, veľká druhová diverzita, široký areál rozšírenia.
Morfofyziologický pokrok - ide o vznik kvalitatívne nových, zložitejších foriem života v prítomnosti už existujúcich, plne sformovaných skupín. Napríklad mnohobunkové organizmy sa objavili vo svete obývanom jednobunkovými organizmami a cicavce a vtáky sa objavili vo svete obývanom plazmi.
Podľa A.N. Severtsev, biologický pokrok možno dosiahnuť tromi spôsobmi:
Aromorfózy . Osvojenie si progresívnych štruktúrnych znakov, ktoré tú či onú skupinu organizmov posúvajú na kvalitatívne novú úroveň Práve aromorfózami vznikajú veľké taxonomické skupiny – rody, čeľade, rády atď. Príklady aromorfóz zahŕňajú vznik fotosyntézy, vznik telesnej dutiny, mnohobunkovosť, obehové a iné orgánové systémy atď.
Idiomatické úpravy, súkromné úpravy, ktoré nemajú zásadný charakter, ale umožňujú uspieť v určitom, viac či menej úzkom prostredí. Príklady idioadaptácií: tvar a sfarbenie tela, prispôsobenie končatín hmyzu a cicavcov životu v určitom prostredí atď.
Degenerácia , zjednodušenie štruktúry, prechod na jednoduchší biotop, strata existujúcich úprav.
Príklady degenerácií zahŕňajú: stratu čriev pásomnicami, stratu stoniek žaburinky.
Spolu s biologickým pokrokom sa používa koncept biologickej regresie. Biologická regresia nazývané zníženie počtu, druhovej diverzity, oblasti distribúcie určitej skupiny organizmov.
Limitujúcim prípadom biologickej regresie je vyhynutie určitej skupiny organizmov.
Hlavné etapy vývoja flóry a fauny. Evolúcia rastlín. Prvé živé organizmy vznikli približne pred 3,5 miliardami rokov. Zjavne jedli produkty abiogénneho pôvodu a boli to heterotrofy. Vysoká miera reprodukcie viedla ku konkurencii o potravu a následne k divergencii. Organizmy schopné autotrofnej výživy dostali výhodu - najprv chemosyntézu a potom fotosyntézu. Asi pred 1 miliardou rokov sa eukaryoty rozdelili na niekoľko vetiev, z niektorých z nich vznikli mnohobunkové rastliny (zelené, hnedé a červené riasy), ako aj huby.
Základné podmienky a štádiá vývoja rastlín. V dôsledku tvorby pôdneho substrátu na súši začali na súš prichádzať rastliny. Prvými boli psilofyty. Z nich vzišla celá skupina suchozemských rastlín – machy, machy, prasličky, paprade, ktoré sa rozmnožujú výtrusmi. Gymnospermy sa vyvinuli zo semenných papradí. Rozmnožovanie semenami oslobodilo pohlavný proces v rastlinách od závislosti od vodného prostredia. Evolúcia nasledovala cestu haploidnej redukcie gametofyt a prevaha diploidných sporofyt.
Počas karbónskeho obdobia paleozoika tvorili stromovité paprade karbónske lesy.
Po všeobecnom ochladení klímy sa dominantnou skupinou rastlín stali nahosemenné rastliny. Potom začína kvitnutie krytosemenných rastlín a pokračuje dodnes.
Hlavné črty evolúcie rastlinného sveta.
– Prechod do prevahy sporofytu nad gametofytom.
– Vývoj samičieho výhonku na materskej rastline.
– Prechod od oplodnenia vo vode k opeleniu a oplodneniu nezávisle od vodného prostredia.
– Rozdelenie rastlinného tela na orgány, vývoj vodivého cievneho systému, podporných a ochranných pletív.
– Zlepšenie reprodukčných orgánov a krížového opelenia v kvitnúcich rastlinách v súvislosti s vývojom hmyzu.
– Vývoj zárodočného vaku na ochranu zárodku pred nepriaznivými vplyvmi prostredia.
– Vznik rôznych spôsobov šírenia semien a plodov.
Evolúcia zvierat. Predpokladá sa, že živočíchy pochádzajú buď zo spoločnej stonky eukaryotov, alebo z jednobunkových rias, čo potvrdzuje existencia Euglena green a Volvox, schopných autotrofnej aj heterotrofnej výživy.
Najstaršie zvieratá boli huby, coelenteráty, červy, ostnokožce a trilobity. Potom sa objavia mäkkýše. Neskôr začali prekvitať ryby, najskôr ich predkovia bez čeľustí a potom ryby, ktoré mali čeľuste. Z prvých gnathostómov vznikli lúčoplutvé a laločnaté ryby. Laločnaté živočíchy mali v plutvách nosné prvky, z ktorých sa neskôr vyvinuli končatiny suchozemských stavovcov. Z tejto skupiny rýb vznikli obojživelníky a potom ďalšie triedy stavovcov.
Najstaršie obojživelníky, ktoré žili v devóne, sú Ichthyostegas. V karbóne prekvitali obojživelníky.
Plazy pochádzajú z obojživelníkov, dobývajú krajinu vďaka objaveniu sa mechanizmu na nasávanie vzduchu do pľúc, odmietnutiu dýchania kožou, vzhľadu nadržaných šupín a vaječných škrupín pokrývajúcich telo, ktoré chránia embryá pred vysychaním a inými vplyvmi prostredia. Medzi plazmi sa pravdepodobne objavila skupina dinosaurov, z ktorej vznikli vtáky.
Prvé cicavce sa objavili v období triasu v období druhohôr. Hlavnými progresívnymi biologickými znakmi cicavcov bolo kŕmenie mláďat mliekom, teplokrvnosť a vyvinutá mozgová kôra.
Hlavné črty vývoja sveta zvierat. Evolúcia živočíchov je charakterizovaná diferenciáciou buniek a tkanív podľa štruktúry a funkcie, špecializáciou orgánov a orgánových systémov.
Sloboda pohybu a spôsoby získavania potravy (prehĺtanie kúskov) determinovali vývoj zložitých mechanizmov správania. Vonkajšie prostredie a kolísanie jeho faktorov malo menší vplyv na živočíchy ako na rastliny, pretože Zvieratá vyvinuli a zdokonalili mechanizmy vnútornej samoregulácie tela.
Dôležitou etapou v evolučnom vývoji živočíchov bol vznik tvrdej kostry. Vytvorili sa bezstavovce exoskeleton, – ostnokožce, článkonožce, mäkkýše; sa objavil u stavovcov vnútorná kostra. Výhody vnútornej kostry spočívajú v tom, že na rozdiel od vonkajšej kostry neobmedzuje nárast veľkosti tela.
Progresívny vývoj nervový systém, sa stal základom pre vznik systému podmienených reflexov.
Evolúcia zvierat viedla k rozvoju skupinového adaptívneho správania, ktoré sa stalo základom pre vznik ľudí.
PRÍKLADY ÚLOH Časť A
A1. Veľké genetické prestavby vedúce k zvýšeniu úrovne organizácie sú tzv
1) idioadaptácie 3) aromorfózy
2) degenerácia 4) divergencia
A2. Predkovia akého druhu moderných zvierat mali vnútornú kostru?
1) koelenteruje 3) mäkkýše
2) strunatce 4) článkonožce
A3. Paprade sú evolučne progresívnejšie ako machorasty, pretože majú
1) stonky a listy 3) orgány
2) spóry 4) vodivé systémy
A4. Aromorfózy rastlín zahŕňajú výskyt
1) farba kvetu
2) osivo
3) kvetenstvo
4) vegetatívne rozmnožovanie
A5. Aké faktory zabezpečili rozkvet plazov na súši?
1) úplné oddelenie arteriálnej a venóznej krvi
2) ovoviviparita, schopnosť žiť v dvoch prostrediach
3) vývoj vajec na súši, päťprsté končatiny, pľúca
4) vyvinutá mozgová kôra
A6. Myšlienka biologickej evolúcie organického sveta je v súlade s myšlienkami
1) proces mutácie
2) dedičnosť získaných vlastností
3) božské stvorenie sveta
4) túžba organizmov po pokroku
A7. Teóriu stabilizačného výberu vypracoval
1) V.I. Sukačev
2) A.N. Severcov
3) I.I. Schmalhausen
4) E.N. Pavlovský
A8. Príkladom idioadaptácie je výskyt:
1) vlasy u cicavcov
2) druhý signálny systém u ľudí
3) dlhé nohy geparda
4) rybie čeľuste
A9. Príkladom aromorfózy je výskyt
perie u vtákov
krásny páví chvost
ďateľ má silný zobák
dlhé nohy volavky
A10. Uveďte príklad idioadaptácie u cicavcov.
1) vzhľad placenty
2) vývoj vlny a vlasov
3) teplokrvný
4) mimikry
Časť B
B1. Aromorfózy rastlín zahŕňajú vzhľad
1) semeno
2) koreňové hľuzy
3) rozvetvené výhonky
4) vodivé tkaniny
5) dvojité hnojenie
6) zložené listy
B2. Stanovte postupnosť vzniku evolučných myšlienok
A) myšlienka variability druhov
B) myšlienka božského stvorenia druhov
B) uznanie faktu evolučného vývoja
D) vznik syntetickej teórie evolúcie
D) objasnenie mechanizmov evolučného procesu E) embryologický dôkaz evolúcie
VZ. Porovnajte uvedené charakteristiky rastlín a živočíchov so smermi evolúcie
Časť C
C1. Čo ustanovuje Müller-Haeckelov zákon?
C2. Prečo sú malé druhy predmetom ochrany, ale početné nie?
Charles Darwin vo svojom diele „Pôvod človeka a sexuálny výber“ zdôvodnil evolučný vzťah človeka k ľudoopom. Hlavné smery a výsledky biologickej evolúcie človeka ako samostatného druhu v triede cicavcov boli:
– rozvoj vzpriamenej chôdze;
– uvoľnenie hornej končatiny pre prácu;
– zväčšenie objemu predného mozgu a výrazný rozvoj mozgovej kôry;
– komplikácia vyššej nervovej činnosti.
Pod vplyvom biologických faktorov evolúcie sa zmenili morfologické a fyziologické vlastnosti človeka.
Sociálne faktory v evolúcii človeka tvorili základ pre vývoj jeho správania, rozvoj sociálnych, pracovných a komunikačných zručností. Medzi tieto faktory patria:
– používanie a následne tvorba nástrojov;
– potreba adaptívneho správania v procese rozvoja sociálneho spôsobu života;
- potreba predvídať svoje činnosti;
– potreba vychovávať a vychovávať potomkov, odovzdávať im nazbierané skúsenosti.
Hnacie sily sily antropogenézy sú:
– individuálny prirodzený výber zameraný na určité morfofyziologické vlastnosti – vzpriamené držanie tela, stavba ruky, vývoj mozgu.
– Skupinový výber zameraný na sociálnu organizáciu, biosociálny výber, výsledok spoločného pôsobenia prvých dvoch foriem výberu. Konal na úrovni jednotlivca, rodiny, kmeňa.
Ľudské rasy, jednota ich pôvodu. Ľudské rasy sú skupiny ľudí v rámci druhu vytvorené v procese biologickej evolúcie Homo sapiens. Príslušnosť človeka k určitej rase je určená charakteristikami jeho genotypu a fenotypu. Zástupcovia rôznych rás patria k rovnakému druhu a pri krížení produkujú plodné potomstvo.
Existujú tri rasy: euroázijská (kaukazská), rovníková (austrálsko-negroidná), ázijsko-americká (mongoloidná). Dôvodom vzniku rás bolo geografické osídlenie a následná geografická izolácia ľudí. Rasové charakteristiky boli svojou povahou adaptívne, čo v modernej spoločnosti stratilo svoj význam.
Tvrdenia o nadradenosti jednej rasy nad druhou, často používané na politické účely, nemajú žiadny vedecký základ.
„Etnické komunity“ by sa mali odlišovať od rás: národnosti, národy atď. Príslušnosť človeka k určitej etnickej komunite nie je určená jeho genotypom a fenotypom, ale národnou kultúrou, ktorú si osvojil.
PRÍKLADY ÚLOH Časť A
A1. U ľudí je v porovnaní s inými primátmi
1) schopnosť liezť na stromy
2) ochrana potomstva
3) kardiovaskulárny systém
4) mozgová kôra
A2. Šimpanzy sú považované za najbližších príbuzných ľudí, pretože šimpanzy
1) 48 chromozómov v bunkách
2) rovnaký genetický kód
3) podobná primárna štruktúra DNA
4) podobná štruktúra hemoglobínu
A3. Biologická evolúcia človeka určila jeho
1) štruktúra
2) inteligencia
3) rečové vlastnosti
4) vedomie
A4. Sociálny faktor v evolúcii človeka bol
1) rodný jazyk
2) svalová zdatnosť
3) farba očí
4) rýchlosť behu
A5. Rasa je spoločenstvo ľudí, ktoré vzniklo pod vplyvom
1) sociálne faktory
2) geografické a klimatické faktory
3) etnické, jazykové rozdiely
4) zásadné nezhody medzi ľuďmi
A6. Všetky rasy tvoria jeden druh, „Homo sapiens“. Dôkazom toho je aj fakt, že ľudia rôznych rás
1) voľne sa pohybovať po svete
2) ovládať cudzí jazyk
3) tvoria veľké rodiny
4) pochádza z rovnakej rasy
A7. V predstaviteľoch mongoloidných a negroidných rás
1) rôzne sady chromozómov
2) odlišná štruktúra mozgu
3) identické sady chromozómov
4) vždy iné rodné jazyky
A8. Prechod primátov na vzpriamenú chôdzu viedol k takým zmenám v stavbe tela ako
1) zníženie zaťaženia chrbtice
2) vznik plochej nohy
3) zúženie hrudníka
4) vytvorenie ruky s protiľahlým palcom
A9. Zvláštnou črtou človeka, odlišujúcou ho od opičích predkov, bol vzhľad
1) mozgová kôra
2) prvý signálny systém
3) druhý poplašný systém
4) komunikácia pomocou signálov
A10. Človek je schopný, ale opica nie je schopná
1) tvorivá práca
2) výmena znakov
3) nájdenie východiska z ťažkej situácie
4) tvorba podmienených reflexov
A11. Syn Francúzov, vychovaný od raného detstva v ruskej rodine, povie:
1) v ruštine bez prízvuku
2) v ruštine s francúzskym prízvukom
3) vo francúzštine s ruským prízvukom
4) vo francúzštine bez prízvuku
Časť B
B1. Vyberte charakteristiky, ktoré súvisia s antropogenézou a stali sa jej predpokladmi.
1) rozšírenie hrudníka
2) uvoľnenie predných končatín
3) objem mozgu 850 cm 3
4) kŕmenie mláďat mliekom
5) dobrý zrak a sluch
6) vyvinuté motorické časti mozgu
7) životný štýl stáda
8) chrbtica v tvare oblúka
B2. Vytvorte súlad medzi vlastnosťami ľudoopov a ľudí
Časť C
C1. Aké znaky hovoria v prospech vzťahu medzi ľuďmi a ľudoopmi?
A1. Hnacou silou evolúcie podľa Lamarcka je
1) túžba organizmov po pokroku
2) divergencia
3) prirodzený výber
4) boj o existenciu
A2. Výrok je chybný
1) druhy sú premenlivé a v prírode existujú ako nezávislé skupiny organizmov
2) príbuzné druhy majú historicky spoločného predka
3) všetky zmeny získané telom sú užitočné a sú zachované prirodzeným výberom
4) základom evolučného procesu je dedičná variabilita
A3. Evolučné zmeny sú v dôsledku toho zafixované v generáciách
1) výskyt recesívnych mutácií
2) dedičnosť vlastností získaných počas života
3) boj o existenciu
4) prirodzený výber fenotypov
A4. Zásluha Charlesa Darwina spočíva v
1) rozpoznanie variability druhov
2) ustanovenie princípu dvojitých druhov názvov
3) identifikácia hnacích síl evolúcie
4) vytvorenie prvej evolučnej doktríny
A5. Dôvodom vzniku nových druhov je podľa Darwina
1) neobmedzená reprodukcia
2) boj o existenciu
3) mutačné procesy a divergencia
4) priamy vplyv podmienok prostredia
A6. Prirodzený výber je tzv
1) boj o existenciu medzi jednotlivcami populácie
2) postupný vznik rozdielov medzi jednotlivcami populácie
3) prežitie a rozmnožovanie najsilnejších jedincov
4) prežitie a rozmnožovanie jedincov najviac prispôsobených podmienkam prostredia
A7. Boj o územie medzi dvoma vlkmi v rovnakom lese odkazuje
1) medzidruhový boj
2) vnútrodruhový boj
3) boj proti environmentálnym podmienkam
4) vnútorná túžba po pokroku
A8. Recesívne mutácie podliehajú prirodzenému výberu, keď
1) heterozygotnosť jedinca pre vybraný znak
2) homozygotnosť jedinca pre danú vlastnosť
3) ich adaptačný význam pre jednotlivca
4) ich škodlivosť pre jednotlivca
A9. Uveďte genotyp jedinca, v ktorom gén a bude podliehať pôsobeniu prirodzeného výberu
Predstavy o premenlivosti organického sveta boli vyjadrené už v staroveku Aristoteles, Herakleitos, Demokritos.
V 18. storočí . K. Linné vytvoril umelý systém prírody, v ktorom bol druh uznávaný ako najmenšia systematická jednotka. Zaviedol nomenklatúru dvojitých druhov názvov ( binárne), čo umožnilo systematizovať organizmy rôznych vtedy známych kráľovstiev do taxonomických skupín.
Tvorca prvá evolučná teória bol Jean Baptiste Lamarck. Bol to on, kto rozpoznal postupnú komplikáciu organizmov a premenlivosť druhov, čím nepriamo vyvrátil božské stvorenie života. Lamarckove vyjadrenia o účelnosti a užitočnosti akýchkoľvek vznikajúcich adaptácií v organizmoch, uznaní ich túžby po pokroku ako hybnej sily evolúcie, však neboli potvrdené následným vedeckým výskumom. Nepotvrdili sa ani Lamarckove tvrdenia o dedičnosti vlastností, ktoré jednotlivec nadobudol počas života a o vplyve cvičenia orgánov na jeho adaptačný vývoj.
Hlavný problém, ktorý bolo potrebné vyriešiť, bol problém tvorby nových druhov prispôsobených podmienkam prostredia. Inými slovami, vedci potrebovali zodpovedať aspoň dve otázky: ako vznikajú nové druhy? Ako vznikajú adaptácie na podmienky prostredia?
Evolučná doktrína, ktorý bol vyvinutý a uznávaný modernými vedcami, bol vytvorený nezávisle od seba Charles Robert Darwin A Alfred Wallace ktorí predložili myšlienku prirodzeného výberu založeného na boji o existenciu. Táto doktrína bola tzv darvinizmus , alebo veda o historickom vývoji živej prírody.
Základné princípy darwinizmu:
– evolučný proces je reálny, determinovaný podmienkami existencie a prejavuje sa formovaním nových jedincov, druhov a väčších systematických taxónov prispôsobených týmto podmienkam;
– hlavnými evolučnými faktormi sú dedičná variabilita a prirodzený výber.
Prírodný výber zohráva úlohu vedúceho faktora v evolúcii (tvorivá úloha).
Predpoklady pre prirodzený výber sú:
nadmerný reprodukčný potenciál,
dedičná variabilita
zmena životných podmienok.
Prírodný výber je dôsledkom boja o existenciu, ktorý sa delí na vnútrodruhové, medzidruhové a boj s podmienkami prostredia.
Výsledky prirodzeného výberu sú:
zachovanie akýchkoľvek úprav, ktoré zabezpečujú prežitie a reprodukciu potomstva; všetky úpravy sú relatívne.
Divergencia – proces genetickej a fenotypovej divergencie skupín jedincov podľa individuálnych vlastností a formovanie nových druhov – progresívny vývoj organického sveta.
Hnacie sily evolúcie podľa Darwina sú: dedičná premenlivosť, boj o existenciu, prirodzený výber.
Tematické zadania
A1. Hnacou silou evolúcie podľa Lamarcka je
1) túžba organizmov po pokroku
2) divergencia
3) prirodzený výber
4) boj o existenciu
A2. Výrok je chybný
1) druhy sú premenlivé a v prírode existujú ako nezávislé skupiny organizmov
2) príbuzné druhy majú historicky spoločného predka
3) všetky zmeny získané telom sú užitočné a sú zachované prirodzeným výberom
4) základom evolučného procesu je dedičná variabilita
A3. Evolučné zmeny sú v dôsledku toho zafixované v generáciách
1) výskyt recesívnych mutácií
2) dedičnosť vlastností získaných počas života
3) boj o existenciu
4) prirodzený výber fenotypov
A4. Zásluha Charlesa Darwina spočíva v
1) rozpoznanie variability druhov
2) ustanovenie princípu dvojitých druhov názvov
3) identifikácia hnacích síl evolúcie
4) vytvorenie prvej evolučnej doktríny
A5. Dôvodom vzniku nových druhov je podľa Darwina
1) neobmedzená reprodukcia
3) mutačné procesy a divergencia
2) boj o existenciu
4) priamy vplyv podmienok prostredia
A6. Prirodzený výber je tzv
1) boj o existenciu medzi jednotlivcami populácie
2) postupný vznik rozdielov medzi jednotlivcami populácie
3) prežitie a rozmnožovanie najsilnejších jedincov
4) prežitie a rozmnožovanie jedincov najviac prispôsobených podmienkam prostredia
A7. Boj o územie medzi dvoma vlkmi v rovnakom lese odkazuje
1) medzidruhový boj
3) boj proti environmentálnym podmienkam
2) vnútrodruhový boj
4) vnútorná túžba po pokroku
A8. Recesívne mutácie podliehajú prirodzenému výberu, keď
1) heterozygotnosť jedinca pre vybraný znak
2) homozygotnosť jedinca pre danú vlastnosť
3) ich adaptačný význam pre jednotlivca
4) ich škodlivosť pre jednotlivca
A9. Uveďte genotyp jedinca, v ktorom gén a bude podliehať pôsobeniu prirodzeného výberu
A10. Charles Darwin vytvoril svoje učenie v r
B1. Vyberte ustanovenia evolučného učenia Charlesa Darwina
1) získané vlastnosti sa dedia
2) materiálom pre evolúciu je dedičná variabilita
3) akákoľvek variabilita slúži ako materiál pre evolúciu
4) hlavným výsledkom evolúcie je boj o existenciu
5) divergencia je základom špeciácie
6) prospešné aj škodlivé vlastnosti podliehajú pôsobeniu prirodzeného výberu
Elementárne faktory evolúcie. Formy prírodného výberu, typy boja o existenciu. Vzájomný vzťah hnacích síl evolúcie. Kreatívna úloha prirodzeného výberu v evolúcii. Výskum S.S. Chetverikova Syntetická evolučná teória. Úloha evolučnej teórie pri formovaní moderného prírodovedného obrazu sveta
6.2.1. Vývoj evolučných myšlienok. Význam diel C. Linného, učenia J.-B. Lamarck, evolučná teória Charlesa Darwina. Vzájomný vzťah hnacích síl evolúcie. Elementárne faktory evolúcie
Koncept premenlivosti organického sveta si našiel svojich priaznivcov už v staroveku. Tieto myšlienky vyjadrili Aristoteles, Herakleitos, Demokritos a množstvo ďalších starovekých mysliteľov. V 18. storočí K. Linné vytvoril umelý systém prírody, v ktorom bol druh uznávaný ako najmenšia systematická jednotka. Zaviedol nomenklatúru dvojitých druhov názvov (binárnych), ktorá umožnila systematizovať organizmy rôznych dovtedy známych kráľovstiev do taxonomických skupín.
Tvorcom prvej evolučnej teórie bol Jean Baptiste Lamarck. Bol to on, kto rozpoznal postupnú komplikáciu organizmov a premenlivosť druhov, čím nepriamo vyvrátil božské stvorenie života. Zároveň Lamarckove predpoklady o účelnosti a užitočnosti akýchkoľvek vznikajúcich adaptácií v organizmoch, uznaní ich túžby po pokroku ako hnacej sily evolúcie, neboli potvrdené následným vedeckým výskumom. Nepotvrdili sa ani Lamarckove tvrdenia o dedičnosti vlastností, ktoré jednotlivec nadobudol počas života a o vplyve cvičenia orgánov na jeho adaptačný vývoj.
Hlavným problémom, ktorý bolo potrebné vyriešiť, bol problém tvorby nových druhov prispôsobených podmienkam prostredia. Inými slovami, vedci potrebovali zodpovedať aspoň dve otázky: ako vznikajú nové druhy? Ako vznikajú adaptácie na podmienky prostredia?
Teóriu evolúcie, ktorú vyvinuli a uznávajú moderní vedci, vytvorili nezávisle Charles Robert Darwin a Alfred Wallace, ktorí predložili myšlienku prirodzeného výberu založenom na boji o existenciu. Táto doktrína sa nazývala darwinizmus alebo veda o historickom vývoji živej prírody.
Základné princípy darwinizmu:
- evolučný proces je reálny, determinovaný podmienkami existencie a prejavuje sa formovaním nových jedincov, druhov a väčších systematických taxónov prispôsobených týmto podmienkam;
- hlavné evolučné faktory sú: dedičná variabilita a prirodzený výber.
Prírodný výber zohráva úlohu vedúceho faktora v evolúcii (tvorivá úloha).
Predpoklady prirodzeného výberu sú: prebytok reprodukčného potenciálu, dedičná variabilita a zmeny životných podmienok. Prírodný výber je dôsledkom boja o existenciu, ktorý sa delí na vnútrodruhový, medzidruhový a boj s podmienkami prostredia. Výsledkom prirodzeného výberu sú:
- zachovanie akýchkoľvek úprav, ktoré zabezpečujú prežitie a reprodukciu potomstva; všetky úpravy sú relatívne.
Divergencia je proces genetickej a fenotypovej divergencie skupín jedincov podľa individuálnych charakteristík a formovanie nových druhov – progresívny vývoj organického sveta.
Hnacie sily evolúcie sú podľa Darwina: dedičná variabilita, boj o existenciu, prirodzený výber.
Časť A
A1. Hnacou silou evolúcie podľa Lamarcka je
1) túžba organizmov po pokroku
2) divergencia
3) prirodzený výber
4) boj o existenciu
A2. Výrok je chybný
1) druhy sú premenlivé a v prírode existujú ako nezávislé skupiny organizmov
2) príbuzné druhy majú historicky spoločného predka
3) všetky zmeny získané telom sú užitočné a sú zachované prirodzeným výberom
4) základom evolučného procesu je dedičná variabilita
A3. Evolučné zmeny sú v dôsledku toho zafixované v generáciách
1) výskyt recesívnych mutácií
2) dedičnosť vlastností získaných počas života
3) boj o existenciu
4) prirodzený výber fenotypov
A4. Zásluha Charlesa Darwina spočíva v
1) rozpoznanie variability druhov
2) ustanovenie princípu dvojitých druhov názvov
3) identifikácia hnacích síl evolúcie
4) vytvorenie prvej evolučnej doktríny
A5. Dôvodom vzniku nových druhov je podľa Darwina
1) neobmedzená reprodukcia
2) boj o existenciu
3) mutačné procesy a divergencia
4) priamy vplyv podmienok prostredia
A6. Prirodzený výber je tzv
1) boj o existenciu medzi jednotlivcami populácie
2) postupný vznik rozdielov medzi jednotlivcami populácie
3) prežitie a rozmnožovanie najsilnejších jedincov
4) prežitie a rozmnožovanie jedincov najviac prispôsobených podmienkam prostredia
A7. Boj o územie medzi dvoma vlkmi v rovnakom lese odkazuje
1) medzidruhový boj
2) vnútrodruhový boj
3) boj proti environmentálnym podmienkam
4) vnútorná túžba po pokroku
A8. Recesívne mutácie podliehajú prirodzenému výberu, keď
1) heterozygotnosť jedinca pre vybraný znak
2) homozygotnosť jedinca pre danú vlastnosť
3) ich adaptačný význam pre jednotlivca
4) ich škodlivosť pre jednotlivca
A9. Uveďte genotyp jedinca, v ktorom gén a bude podliehať pôsobeniu prirodzeného výberu
1) АаВв 2) ААВВ 3) АаВв 4) ааВв
A10. Charles Darwin vytvoril svoje učenie v r
1) XVII storočie 2) XVIII storočie. 3) XIX storočia 4) XX storočia
Jednotná štátna skúška časť B
B1. Vyberte ustanovenia evolučného učenia Charlesa Darwina
1) získané vlastnosti sa dedia
2) materiálom pre evolúciu je dedičná variabilita
3) akákoľvek variabilita slúži ako materiál pre evolúciu
4) hlavným výsledkom evolúcie je boj o existenciu
5) divergencia je základom špeciácie
6) prospešné aj škodlivé vlastnosti podliehajú pôsobeniu prirodzeného výberu
B2. Porovnajte názory J. Lamarcka a Charlesa Darwina s ustanoveniami ich učenia
Jednotná štátna skúška časť C
C1. V čom spočíva progresívnosť učenia Charlesa Darwina?
6.2.2. Kreatívna úloha prirodzeného výberu. Syntetická evolučná teória. Výskum S.S. Chetverikov. Úloha evolučnej teórie pri formovaní moderného prírodovedného obrazu sveta
Syntetická evolučná teória vznikla na základe údajov z komparatívnej anatómie, embryológie, paleontológie, genetiky, biochémie a geografie.
Syntetická evolučná teória predkladá tieto ustanovenia:
- mutácie sú základným evolučným materiálom;
- elementárna evolučná štruktúra - populácia;
- elementárny evolučný proces - riadená zmena v genofonde populácie;
- prirodzený výber je hlavným tvorivým faktorom evolúcie;
- v prírode existujú dva konvenčne identifikované procesy, ktoré majú rovnaké mechanizmy - mikro- a makroevolúcia. Mikroevolúcia je zmena populácií a druhov, makroevolúcia je vznik a zmena veľkých systematických skupín.
Proces mutácie. Štúdiu mutačných procesov v populáciách sa venujú práce ruského genetika S.S. Chetveríková. Výsledkom mutácií sú nakoniec nové alely. Keďže mutácie sú prevažne recesívne, hromadia sa v heterozygotoch, čím vytvárajú rezervu dedičnej variability. Pri voľnom krížení heterozygotov sa recesívne alely stanú homozygotnými s pravdepodobnosťou 25 % a podliehajú prirodzenému výberu. Jednotlivci, ktorí nemajú selektívne výhody, sú vyradení. Vo veľkých populáciách je stupeň heterozygotnosti vyšší, takže veľké populácie sa lepšie prispôsobujú podmienkam prostredia. V malých populáciách je nevyhnutné príbuzenské kríženie, a teda nárast homozygotnej populácie. To zase ohrozuje choroby a vyhynutie.
Genetický drift, náhodná strata alebo náhle zvýšenie frekvencie alel v malých populáciách, čo vedie k zmene koncentrácie tejto alely, zvýšeniu homozygotnosti populácie, zníženiu jej životaschopnosti a výskytu zriedkavých alel. Napríklad v náboženských komunitách izolovaných od zvyšku sveta dochádza buď k strate alebo zvýšeniu alel charakteristických pre ich predkov. K zvýšeniu koncentrácie alel dochádza v dôsledku príbuzenských manželstiev, k strate alel môže dôjsť v dôsledku odchodu členov komunity alebo ich smrti.
Formy prirodzeného výberu. Riadenie prirodzeného výberu. Vedie k posunu normy reakcie organizmu smerom k variabilite znaku v meniacich sa podmienkach prostredia. Stabilizácia prirodzeného výberu (objavená N.I. Shmalhausenom) zužuje rýchlosť reakcie v stabilných podmienkach prostredia. Rušivá selekcia nastáva vtedy, keď sa jedna populácia z nejakého dôvodu rozdelí na dve časti a tie nemajú medzi sebou takmer žiadny kontakt. Napríklad v dôsledku letného kosenia môže byť populácia rastlín rozdelená v čase dozrievania. Časom sa z nej môžu vytvoriť dva typy. Sexuálny výber zabezpečuje rozvoj reprodukčných funkcií, správania a morfofyziologických charakteristík.
Syntetická evolučná teória teda spojila darwinizmus a moderné predstavy o vývoji organického sveta.
Príklady praktických úloh jednotnej štátnej skúšky na tému: „“
Časť A
A1. Podľa S.S. Chetverikov, východiskovým materiálom pre speciáciu je
1) izolácia
2) mutácie
3) populačné vlny
4) modifikácie
A2. Malé populácie vymierajú kvôli tomu, že oni
1) menej recesívnych mutácií ako vo veľkých populáciách
2) menšia pravdepodobnosť prenosu mutácií do homozygotného stavu
3) existuje väčšia pravdepodobnosť inbrídingu a dedičných chorôb
4) vyšší stupeň heterozygotnosti jedincov
A3. Tvorba nových rodov a rodín sa týka procesov
1) mikroevolučné 3) globálne
2) makroevolučné 4) vnútrodruhové
A4. V neustále sa meniacich podmienkach prostredia funguje forma prirodzeného výberu
1) stabilizácia 3) jazda
2) rušivý 4) sexuálny výber
A5. Príkladom stabilizačnej formy výberu je
1) výskyt kopytníkov v stepných zónach
2) zmiznutie bielych motýľov v priemyselných oblastiach Anglicka
3) prežitie baktérií v gejzíroch Kamčatky
4) vznik vysokých foriem rastlín, keď migrovali z údolí do hôr
A6. Populácie sa budú vyvíjať rýchlejšie
1) haploidné drony
2) ostrieže heterozygotné pre mnohé znaky
3) samce domácich švábov
4) opice v zoo
A7. Genofond populácie je obohatený vďaka
1) variabilita modifikácie
2) medzidruhový boj o existenciu
3) stabilizačná forma výberu
4) sexuálny výber
A8. Dôvod, prečo sa môže vyskytnúť genetický drift
1) vysoká heterozygotnosť populácie
2) veľká veľkosť populácie
3) homozygotnosť celej populácie
4) migrácia a emigrácia nosičov mutácií z malých populácií
A9. Endemity sú organizmy
1), ktorých biotopy sú obmedzené
2) žijúci v rôznych biotopoch
3) najbežnejšie na Zemi
4) vytváranie minimálnych populácií
A10. Stabilizačná forma výberu je zameraná na
1) zachovanie jedincov s priemernou hodnotou znakov
2) zachovanie jedincov s novými vlastnosťami
3) zvyšujúca sa heterozygotnosť populácie
4) rozšírenie reakčnej normy
A11. Genetický drift je
1) prudký nárast počtu jedincov s novými vlastnosťami
2) zníženie počtu vznikajúcich mutácií
3) zníženie rýchlosti procesu mutácie
4) náhodná zmena frekvencií alel
A12. Umelý výber viedol k vzniku
1) polárne líšky
2) jazvece
3) Erdelteriéry
4) Kone Przewalského
Jednotná štátna skúška časť B
B1. Vyberte podmienky, ktoré určujú genetické predpoklady evolučného procesu
1) variabilita modifikácie
2) mutačná variabilita
3) vysoká heterozygotnosť populácie
4) podmienky prostredia
5) príbuzenská plemenitba
6) geografická izolácia
Jednotná štátna skúška časť C
C1. Nájdite chyby v danom texte. Uveďte čísla viet, v ktorých sú povolené, vysvetlite ich
1. Populácia je komplex jedincov rôznych druhov zaberajúcich určité územie. 2. Jedince tej istej populácie sa medzi sebou voľne krížia. 3. Súbor génov, ktoré vlastnia všetci jedinci v populácii, sa nazýva genotyp populácie. 4. Jedince, ktoré tvoria populáciu, sú heterogénne vo svojom genetickom zložení. 5. Heterogenita organizmov, ktoré tvoria populáciu, vytvára podmienky pre prirodzený výber. 6. Populácia sa považuje za najväčšiu evolučnú jednotku.
Obsah knihy otvoriť zatvoriť
Biológia – veda o živote
Bunka ako biologický systém
Štruktúra pro- a eukaryotických buniek. Vzťah medzi štruktúrou a funkciami častí a organel bunky je základom jej integrity
Metabolizmus, enzýmy, energetický metabolizmus
Biosyntéza bielkovín a nukleových kyselín.
Bunka je genetická jednotka živej veci.
Organizmus ako biologický systém
Ontogenéza a jej inherentné vzorce.
Genetika, jej úlohy. Dedičnosť a variabilita sú vlastnosti organizmov. Základné genetické pojmy
Vzorce dedičnosti, ich cytologický základ.
Variabilita vlastností v organizmoch - modifikácia, mutácia, kombinácia
Výber, jeho ciele a praktický význam
Diverzita organizmov, ich stavba a životná aktivita
Kráľovstvo baktérií.
Kráľovstvo húb.
Rastlinné kráľovstvo
Rozmanitosť rastlín
Živočíšna ríša.
Chordatové živočíchy, ich klasifikácia, štrukturálne znaky a životné funkcie, úloha v prírode a živote človeka
Supertrieda Ryby
Trieda obojživelníkov.
Trieda Plazy.
Trieda vtákov
Trieda Cicavcov
Človek a jeho zdravie
Štruktúra a funkcie dýchacieho systému
Štruktúra a funkcie vylučovacej sústavy
Štruktúra a životné funkcie orgánov a orgánových systémov - pohybový aparát, kožná vrstva, krvný obeh, obeh lymfy.
Koža, jej štruktúra a funkcie
Vnútorné prostredie ľudského tela. Krvné skupiny.
Metabolizmus v ľudskom tele
Nervový a endokrinný systém
Štruktúra a funkcie centrálneho nervového systému
Štruktúra a funkcie autonómneho nervového systému
Endokrinný systém
Analyzátory. Zmyslové orgány, ich úloha v tele.
Medzi faktory genetickej dynamiky populácie, ktoré narúšajú jej rovnovážny stav, patria: proces mutácie, selekcia, genetický drift, migrácia, izolácia.
Mutácie a prirodzený výber
V každej generácii sa genofond populácie dopĺňa o novovznikajúce mutácie. Medzi nimi môžu byť úplne nové zmeny, ako aj mutácie, ktoré už v populácii existujú. Tento proces sa nazýva mutačný tlak. Veľkosť mutačného tlaku závisí od stupňa mutability jednotlivých génov, od pomeru priamych a reverzných mutácií, od účinnosti reparačného systému, od prítomnosti mutagénnych faktorov v prostredí. Okrem toho je veľkosť mutačného tlaku ovplyvnená rozsahom, v akom mutácia ovplyvňuje životaschopnosť a plodnosť jedinca.
Výskum ukazuje, že prirodzené populácie sú nasýtené mutantnými génmi, ktoré sú prevažne v heterozygotnom stave. Mutačný proces vytvára primárnu genetickú variabilitu populácie, s ktorou sa potom treba vysporiadať prirodzený výber. V prípade zmeny vonkajších podmienok a zmene smeru selekcie rezerva mutácií umožňuje rýchle prispôsobenie populácie novej situácii.
Účinnosť selekcie závisí od toho, či je mutantný znak dominantný alebo recesívny. Vyčistenie populácie od jedincov so škodlivou dominantnou mutáciou možno dosiahnuť v jednej generácii, ak jej nosič nezanechá potomstvo. Škodlivé recesívne mutácie zároveň unikajú pôsobeniu selekcie, ak sú v heterozygotnom stave a najmä v prípadoch, keď selekcia pôsobí v prospech heterozygotov. Posledne menované majú často selektívnu výhodu oproti homozygotným genotypom vďaka širšej reakčnej norme, čo zvyšuje adaptačný potenciál ich majiteľov. Pri zachovaní a reprodukcii heterozygotov sa súčasne zvyšuje pravdepodobnosť oddelenia recesívnych homozygotov. Selekcia v prospech heterozygotov je tzv vyrovnávanie.
Pozoruhodným príkladom tejto formy selekcie je situácia s dedičnosťou kosáčikovitej anémie. Táto choroba je rozšírená v niektorých častiach Afriky. Spôsobuje ho mutácia génu kódujúceho syntézu b-reťazca hemoglobínu, v ktorom je jedna aminokyselina (valín) nahradená inou (glutamín). Homozygoti pre túto mutáciu trpia ťažkou formou anémie, ktorá takmer vždy vedie k smrti v ranom veku. Červené krvinky takýchto ľudí majú tvar kosáka. Heterozygotnosť pre túto mutáciu nevedie k anémii. Červené krvinky u heterozygotov majú normálny tvar, ale obsahujú 60 % normálneho a 40 % zmeneného hemoglobínu. To naznačuje, že u heterozygotov fungujú obe alely - normálna aj mutantná. Keďže homozygoti pre mutantnú alelu sú úplne eliminovaní z reprodukcie, dalo by sa očakávať zníženie frekvencie škodlivého génu v populácii. Avšak v niektorých afrických kmeňoch je podiel heterozygotov pre tento gén 30-40%. Dôvodom tejto situácie je, že ľudia s heterozygotným genotypom sú v porovnaní s normou menej náchylní na ochorenie horúčkou dengue, ktorá v týchto oblastiach spôsobuje vysokú úmrtnosť. V tomto ohľade selekcia zachováva oba genotypy: normálny (dominantný homozygot) aj heterozygot. Reprodukcia z generácie na generáciu dvoch rôznych genotypových tried jedincov v populácii sa označuje ako vyvážený polymorfizmus. Má adaptívnu hodnotu.
Existujú aj iné formy prirodzeného výberu. Stabilizácia výberu zachováva normu ako variant genotypu, ktorý najlepšie vyhovuje prevládajúcim podmienkam, pričom eliminuje prípadné odchýlky od nej. Táto forma selekcie zvyčajne funguje, keď je populácia dlhší čas v relatívne stabilných podmienkach existencie. Naproti tomu riadiaca selekcia zachováva novú vlastnosť, ak sa výsledná mutácia ukáže ako prospešná a dáva jej nositeľom určitú výhodu. Výber rušivé(rušivý) pôsobí súčasne v dvoch smeroch, pričom zachováva extrémne varianty vývoja vlastnosti. Typický príklad tejto formy výberu uviedol Charles Darwin. Týka sa zachovania dvoch foriem hmyzu na ostrovoch: okrídleného a bezkrídleho, ktoré žijú na rôznych stranách ostrova – záveterný a bezvetrie.
Hlavným výsledkom aktivity prirodzeného výberu je zvýšenie počtu jedincov s vlastnosťami, v ktorých smere sa výber uskutočňuje. Zároveň sa vyberajú aj vlastnosti, ktoré sú s nimi spojené a vlastnosti, ktoré sú v korelatívnom vzťahu s prvými. Pre gény, ktoré kontrolujú vlastnosti neovplyvnené selekciou, môže byť populácia dlhodobo v rovnovážnom stave a distribúcia genotypov pre ne bude blízko Hardyho-Weinbergovho vzorca.
Prírodný výber pôsobí široko a súčasne ovplyvňuje mnohé aspekty života organizmu. Je zameraná na zachovanie pre organizmus prospešných vlastností, ktoré zvyšujú jeho adaptabilitu a zvýhodňujú ho oproti iným organizmom. Naproti tomu účinok umelého výberu, ktorý sa vyskytuje v populáciách kultúrnych rastlín a domácich zvierat, je užší a najčastejšie postihuje vlastnosti, ktoré sú prospešné skôr pre ľudí ako pre ich nositeľov.
Genetický drift
Vplyv náhodných príčin má veľký vplyv na genotypovú štruktúru populácií. Patria sem: kolísanie veľkosti populácie, vekové a pohlavné zloženie populácií, kvalita a kvantita potravinových zdrojov, prítomnosť alebo absencia konkurencie, náhodný charakter vzorky, ktorý vedie k ďalšej generácii atď. Zmeny v génových frekvenciách v a populácie z náhodných dôvodov vymenoval americký genetik S. Wright genetický drift a N.P. Dubinin – geneticko-automatický proces. Zvlášť citeľný vplyv na genetickú štruktúru populácií majú prudké výkyvy veľkosti populácie - populačné vlny alebo vlny života. Zistilo sa, že v malých populáciách prebiehajú dynamické procesy oveľa intenzívnejšie a zároveň sa zvyšuje úloha náhody pri akumulácii jednotlivých genotypov. Keď sa veľkosť populácie zníži, niektoré mutantné gény v nej môžu byť náhodne zadržané, zatiaľ čo iné môžu byť náhodne eliminované. S následným nárastom populácie sa počet týchto prežívajúcich génov môže rýchlo zvýšiť. Miera driftu je nepriamo úmerná veľkosti populácie. V čase úbytku obyvateľstva je posun obzvlášť intenzívny. Pri veľmi prudkom znížení veľkosti populácie môže hroziť vyhynutie. Toto je takzvaná „úzka“ situácia. Ak sa populácii podarí prežiť, tak v dôsledku genetického driftu dôjde k zmene ich frekvencií, čo ovplyvní štruktúru novej generácie.
Geneticko-automatické procesy sa vyskytujú obzvlášť zreteľne v izolátoch, keď skupina jedincov vyčnieva z veľkej populácie a vytvára nové osídlenie. V genetike ľudských populácií existuje veľa takýchto príkladov. V štáte Pensylvánia (USA) teda žije niekoľkotisícová mennonitská sekta. Sobáše sú tu povolené len medzi členmi sekty. Izolát založili tri manželské páry, ktoré sa koncom 18. storočia usadili v Amerike. Táto skupina ľudí sa vyznačuje nezvyčajne vysokou koncentráciou pleiotropného génu, ktorý v homozygotnom stave spôsobuje zvláštnu formu trpaslíka s polydaktýliou. Asi 13 % členov tejto sekty je heterozygotných pre túto vzácnu mutáciu. Je pravdepodobné, že tu došlo k „efektu predkov“: náhodou bol jeden zo zakladateľov sekty pre tento gén heterozygotný a úzko súvisiace manželstvá prispeli k šíreniu tejto anomálie. Žiadne takéto ochorenie nebolo nájdené u iných mennonitských skupín roztrúsených po celých Spojených štátoch.
Migrácie
Ďalším dôvodom zmien v génových frekvenciách v populácii je migrácia. Keď sa skupiny jedincov pohybujú a krížia s členmi inej populácie, gény sa prenášajú z jednej populácie do druhej. Účinok migrácie závisí od veľkosti skupiny migrantov a rozdielov vo frekvenciách génov medzi vymieňajúcimi sa populáciami. Ak sú počiatočné frekvencie génov v populáciách veľmi odlišné, potom môže dôjsť k výraznému frekvenčnému posunu. Ako migrácia postupuje, genetické rozdiely medzi populáciami sa vyrovnávajú. Konečným výsledkom migračného tlaku je usadenie sa v celom systéme populácií, medzi ktorými sa vymieňajú jedinci určitej priemernej koncentrácie pre každú mutáciu.
Príkladom úlohy migrácie je distribúcia génov, ktoré určujú systém krvných skupín človeka AB0. Pre Európu je typická prevaha skupiny A, pre Áziu - skupiny IN. Príčina rozdielov podľa genetikov spočíva vo veľkej migrácii populácie, ktorá sa vyskytla z východu na západ v období od 500 do 1500. AD.
Izolácia
Ak sa jedinci jednej populácie úplne alebo čiastočne nekrížia s jedincami iných populácií, takáto populácia zažíva proces izolácia. Ak sa separácia pozoruje počas niekoľkých generácií a selekcia pôsobí v rôznych populáciách rôznymi smermi, potom nastáva proces diferenciácie populácií. Proces izolácie funguje na intrapopulačnej aj interpopulačnej úrovni.
Existujú dva hlavné typy izolácie: priestorové, alebo mechanická, izolácia a biologické izolácie. Prvý typ izolácie nastáva buď pod vplyvom prírodných geografických faktorov (stavba hôr; vznik riek, jazier a iných vodných plôch; sopečná erupcia atď.), alebo v dôsledku ľudskej činnosti (orba, odvodňovanie močiarov, atď.). výsadba lesov atď.). Jedným z dôsledkov priestorovej izolácie je vznik nespojitého areálu druhu, ktorý je charakteristický najmä pre straku modrú, sobolia, žabu, ostricu a sekavku obyčajnú.
Biologická izolácia sa delí na morfofyziologické, environmentálne, etologické a genetické. Všetky tieto typy izolácie sú charakterizované vznikom reprodukčných bariér, ktoré obmedzujú alebo vylučujú voľné kríženie.
Morfofyziologická izolácia sa vyskytuje najmä na úrovni reprodukčných procesov. U zvierat sa často spája s rozdielmi v stavbe kopulačných orgánov, čo je typické najmä pre hmyz a niektoré hlodavce. U rastlín zohrávajú významnú úlohu také vlastnosti, ako je veľkosť peľového zrna, dĺžka peľovej trubice a zhoda časov dozrievania peľu a blizien.
o etologická izolácia U zvierat sú prekážkou rozdiely v správaní jedincov v reprodukčnom období, pozoruje sa napríklad neúspešné dvorenie samca so samicou.
Environmentálna izolácia sa môže prejaviť v rôznych formách: v preferencii určitého reprodukčného územia, v rôznych obdobiach dozrievania zárodočných buniek, rýchlosti rozmnožovania atď. Napríklad u morských rýb, ktoré migrujú do riek, aby sa rozmnožili, sa v každej rieke vyvinie špeciálna populácia. Zástupcovia týchto populácií sa môžu líšiť veľkosťou, farbou, časom nástupu pohlavnej dospelosti a ďalšími charakteristikami súvisiacimi s reprodukčným procesom.
Genetická izolácia zahŕňa rôzne mechanizmy. Najčastejšie sa vyskytuje v dôsledku porúch normálneho priebehu meiózy a tvorby neživotaschopných gamét. Príčinou porúch môže byť polyploidia, chromozomálne preskupenia a inkompatibilita jadrovej plazmy. Každý z týchto javov môže viesť k obmedzeniu panmixie a neplodnosti hybridov a následne k obmedzeniu procesu voľnej kombinácie génov.
Izoláciu zriedkavo vytvára niektorý mechanizmus. Typicky sa súčasne vyskytuje niekoľko rôznych foriem izolácie. Môžu pôsobiť tak v štádiu pred oplodnením, ako aj po ňom. V druhom prípade je zatepľovací systém menej ekonomický, pretože značné množstvo energetických zdrojov sa plytvá napríklad na produkciu sterilného potomstva.
Uvedené faktory genetickej dynamiky populácií môžu pôsobiť jednotlivo aj spoločne. V druhom prípade možno pozorovať buď kumulatívny účinok (napríklad proces mutácie + selekcia), alebo pôsobenie jedného faktora môže znížiť účinnosť iného (napríklad výskyt migrantov môže znížiť účinok genetického driftu) .
Štúdium dynamických procesov v populáciách umožnilo S.S. Chetverikov (1928) formuloval myšlienku genetická homeostáza. Pod genetickou homeostázou chápal rovnovážny stav populácie, jej schopnosť udržať si svoju genotypovú štruktúru v reakcii na pôsobenie environmentálnych faktorov. Hlavným mechanizmom na udržanie rovnovážneho stavu je voľné kríženie jedincov, v samotných podmienkach ktorého je podľa Chetverikova aparát na stabilizáciu číselných pomerov alel.
Nami uvažované genetické procesy prebiehajúce na populačnej úrovni vytvárajú základ pre evolúciu väčších systematických skupín: druhov, rodov, čeľadí, t.j. Pre makroevolúcie. Mechanizmy mikro- a makroevolúcie sú v mnohom podobné, len rozsah zmien, ktoré nastávajú, je odlišný.