Борьба за существование и естественный отбор |
теория по биологии 🌱 эволюция
Борьба за существование
Борьба за существование – одна из движущих сил эволюции, которую определил Чарльз Дарвин. Она проявляется не просто в схватке насмерть, а, например, и в поединке за ресурсы или в противостояние с условиями окружающей среды. Наградой в этой борьбе является жизнь и, следовательно, возможность принести потомство.
У борьбы за существование есть 3 формы: внутри- и межвидовая и борьба с неблагоприятными условиями среды.
Интереснее обстоят дела с естественным отбором, который, по мнению Чарльза Дарвина, являлся результатом борьбы за существование.
Естественный отбор
С точки зрениягенетики, роль естественного отбора заключается в том, чтобы сохранить гены наиболее приспособленных особей. Это логично, ведь в ходе борьбы за существование неприспособленные организмы погибнут. Таким образом, естественный отбор – избирательное воспроизведение генотипов, которые в наилучшей степени отвечают сложившимся условиям жизни популяции.
В ходе естественного отбора, фенотипы, то есть внешнее проявление признаков, могут оказать влияние на генотипы. Как же это происходит? Допустим, у нас есть популяция, часть особей из которой имеет какие-либо фенотипические отличия, которые благоприятный для сложившихся условий жизни. Под действием борьбы за существование, особи без этого фенотипического отличия вымрут. Происходит естественный отбор. Остаются особи с уникальным признаком, они приносят потомство, тем самым, закрепляя данный признак в генотипе. Такие приспособления организмов к условия окружающей среды называются биологическими адаптациями.
Биологические адаптации
Так как условия среды крайне разнообразны, то и адаптации имеют широкий размах. Есть общие адаптации, которые позволяют приспособиться к плаванию, полету, бегу и так далее. В первую очередь, это находит свое отражение в анатомических и физиологических особенностях организма.
Еще одним примером адаптации является маскировка, обладатель которой становится похожим на предмет из своего окружения. Крайне наглядно это демонстрируют палочники, название которых говорит само за себя. На самом деле, палочники тоже весьма разнообразны, есть виды похожие на веточки, на листья. В водной среде тоже можно замаскироваться, например, под водоросли, что вполне удается морским конькам, выросты тела которых очень похож на таллом растения.
Палочник
Орхидейный богомол
Бабочка-листовидка
Можно быть похожими не только на неодушевленные предметы, но и на других животных, в том числе, более опасных. Такое сходство защити от нападений. Например, в тропиках обитают пауки из рода Myrmarachne, своим внешним видом они похожи на муравьев. И пауки, и муравьи относятся к типу Членистоногие, однако, насекомые имеют 3 пары конечностей, а пауки – 4 пары. У насекомых также есть усики, а пауки ими обделены. Здесь представители рода Myrmarachne нашли выход: они вытягивают свои передние конечности так, что визуально это похоже на усики. Кроме того, тело насекомых разделено на 3 отдела, а у пауков – на 2. И здесь Myrmarachne преуспели: на их теле имеются перетяжки, имитирующие разделение на голову и грудь. Благодаря такому внешнему виду, паук может стать частью семьи муравьев. В России широко распространены мухи-журчалки. Внешне они похожи на ос, что тоже дает им защиту. Сами по себе эти насекомые безобидны, яда у них нет.
Муха-журчалка
Паук рода Myrmarachne
Хорошо, когда можно сделать вид, что ты палочка, но как живут звери, которые обитают на открытых и весьма пустых участках ландшафта? Как правило, они обладают покровительственной окраской. Например, белая шерсть и оперение у животных, обитающих на Севере. Не обязательно «камуфляж» должен быть однотонным. Птенцы золотистой ржанки едва ли отличимы от мха, произрастающего вокруг.
Птенец золотистой ржанки
Белая куропатка
Еще одним вариантом адаптации является предупреждающая окраска. Животное может постоянно демонстрировать свой предупреждающий окрас. Например, контрастные полосы на теле шмеля, яркие красные надкрылья у божьих коровок, выделяющиеся цвета кожи ядовитых лягушек. Все это нужно для того, чтобы хищник, который съест подобное животное, запомнил не только то, что ему было больно или горько, но и внешний вид того, на кого он охотился. Некоторые виды демонстрируют свою яркую окраску лишь в случае нападения. Дикие хомяки сливаются с выгоревшей травой, однако, если на них напасть, то они переворачиваются на спину или встают на задние лапы, больно кусаются своими резцами, пищат и шипят. Брюшко хомяка черное, выделяется на окружающем фоне. Это призвано вызвать тот же эффект в памяти нападавшего, что и при постоянной предупреждающей окраске.
Дикий хомяк. Вид сбоку
Дикий хомяк обороняется
Абсолютно все адаптации относительны. Это значит, что адаптации, положительные для одних условий, могут быть бесполезными или даже негативными для других.
Формы естественного отбора
Стабилизирующий отбор
Направлен на поддержание уже существующих фенотипов. Эта форма отбора не приводит к тому, что останется какая-то крайняя степень проявления благоприятного признака. Она за среднее проявление. Действует стабилизирующая форма естественного отбора в местах, в которых условия боле-менее постоянны. К таким относятся, например, дно океана или северные широты. Например, взять злаки. Слишком высоки злаки будут полегать под ветром и дождем, а низкорослые могут быть съедены грызунами. Средняя высота стебля позволит быть на достаточном расстоянии от почвы и зерна будут менее доступные для грызунов.
Движущая форма отбора
Приводит к тому, что появляются особи с новым проявлением признака. Классическим примером служит изменение окраса крыльев бабочек березовых пядениц (Biston betularia) в районах с загрязнением окружающей среды. Такое проявление было обнаружено в XIX веке в Англии. До середины века энтомологи регистрировали, что цвет пядениц – серо-белый. С приходом индустриализации увеличились объемы выброса сажи, которая оседали на белых стволах берез. Пяденицы стали выделяться своей светлой окраской. Однако, в популяциях пядениц присутствовали и те, что отличались от остальных. У них крылья были черного цвета. Различие особей по окраске, размерам, поведению и прочим признакам, притом внутри одного вида называется полиморфизмом. Естественно, черные бабочки на фоне копоти были менее заметны для птиц, чем светлые. Так количество серо-белых пядениц снижалось, стали преобладать черные пяденицы, которые приносили потомство. Таким образом, в загрязненных районах стали преобладать черные бабочки, вместо белых, которых когда-то было большинство.
Темная березовая пяденица
Светлая березовая пяденица
Разрывающий, или дизруптивный отбор
В отличии от двух других форм естественного отбора, разрывающий оставляет особей не с одним значением проявления признака, а с двумя крайними. Из ряда выражения фенотипа как будто вырывается среднее значение, что и дало название этой форме.
Допустим, есть двукрылые насекомые с разной степенью развития крыльев. У одних они почти не развиты, такая группа практически не летает. Следующие имеют крылья среднего размера и качества, они способны к полету. Третьи пусть имеют крылья большего размера, чем средние. Они тоже могут летать. Представим себе, что в месте жительства трех этих компаний начинается сильный порывистый ветер. Первая группа насекомых и так не летает, она спешит спрятаться и идет пешком. У земли их не так сильно сносит. Насекомые со средним размером крыльев летят, но не справляются с порывами ветра, поэтому гибнут. Третья группа двукрылых за счет своих более крупных крыльев выдерживает порывы ветра и добирается до укрытия. Вот так вот и работает разрывающий отбор. Конечно, степеней проявления признака не всего 3, их больше, есть промежуточные, но дизруптивный отбор оставляет лишь особей с крайней степенью проявления признака.
