faktory_evolyutsii_pokaz

1. Движущие силы эволюции, их влияние на генофонд популяции

2. Движущие силы (факторы) эволюции

Элементарные факторы эволюции —
это такие факторы, воздействие
которых изменяет частоту аллелей и
генотипов в популяции
(генетическую структуру популяции)
.

3.

4. Комбинативная изменчивость

В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение.
Источники комбинативной изменчивости:
рекомбинация генов при кроссинговере;
независимое расхождение гомологичных хромосом ;
случайное сочетания гамет при оплодотворении.

5. Мутационный процесс

Это процесс, в котором совершаются внезапные, естественные или вызванные
искусственно наследственные изменения в генетическом материале, приводящие
к изменению отдельных признаков организма
Большинство новых признаков и свойств живых организмов возникают в
результате проявления мутаций.
Подавляющее большинство возникающих мутаций рецессивно, а потому не
проявляется фенотипически.
Мутационный процесс приводит к возникновению новых аллелей (или генов) и
их сочетаний.
Из-за того что мутации случайны, мутационный процесс не обладает
направленностью, поэтому не может направлять изменение природной
популяции.
Этот процесс лишь поставляет элементарный эволюционный материал
для естественного отбора

6. Популяционные волны

Численность популяций редко остается
постоянной во времени. За подъемами
численности следуют спады.
С.С.Четвериков одним из первых обратил
внимание на периодические колебания
численности природных популяций.

7. Популяционные волны

Популяционные волны (волны жизни) — это периодические или
апериодические колебания численности популяции в сторону как её
увеличения, так и уменьшения.
Сергей Сергеевич Четвериков
Работа с учебником:
1) стр. 105
2) рисунок 48, стр.106
(1880—1959)

8.

Виды популяционных волн:
1. Периодические (например, сезонные
колебания численности насекомых,
однолетних растений, вирусов гриппа)
2. Непериодические (зависят от многих
факторов). Примеры: колебания
численности хищник – жертва, пролёты
саранчи, размножение кроликов в
Австралии, чумные эпидемии в Европе в
прошлом.

9. Причины колебания численности популяций

Изменения
численности
популяций
Циклические
Случайные
- изменения
температуры,
освещённости и
других абиотических
факторов;
стихийных бедствий
(пожары, наводнения
и т. п.).
- избыток или
недостаток пищи

10.

11. Генетический дрейф (дрейф генов)

• — процесс случайного ненаправленного
изменения частот аллелей в популяции

12.

Под дрейфом генов понимают случайные
изменения генных частот, вызванные
малой численностью популяции.
При малом числе особей перестают
выполняться законы Менделя.

13. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

• Явление генетического дрейфа впервые
обнаружили известные ученые-генетики
Н.П. Дубинин и Д.Д. Ромашов, а также
зарубежные ученые С. Райт и Р. Фишер.

14. Опыт Райта

15.

Пример.
Представьте себе группу растений,
населяющих изолированную горную
долину. Популяция состоит из
100 взрослых растений, и лишь 2%
растений в популяции содержат
особенный вариант гена (например,
затрагивающий окраску цветка), т. е. в
рассматриваемой нами популяции этот
ген имеется лишь у двух растений.

16.

Вполне возможно, что небольшое
происшествие (например, наводнение
или падение дерева) приведет к гибели
обоих растений, и тогда этот особенный
вариант гена (или, пользуясь научной
терминологией, этот аллель) попросту
исчезнет из популяции. А значит,
будущие поколения будут уже не
такими, как рассматриваемое нами.

17.

Дрейф генов может приводить к:
1. Росту гомозиготности популяции.
2. Сохранению вредных аллелей вопреки
отбору.
3. Размножению редких аллелей.
4. Полному исчезновению каких-либо
аллелей.

18.

Основные причины, приводящие к
уменьшению числа особей в популяции
и, следовательно, дрейфу генов:
1. Популяционные волны
2. Эффект бутылочного горлышка
3. Заселение новых территорий (эффект
родоначальника)
4. Изоляция

19.

20.

Эффект бутылочного горлышка.
Если по какой-либо причине численность
популяции резко уменьшится — под
воздействием сил, не связанных с
естественным отбором (например, в случае
необычной засухи или непродолжительного
увеличения численности хищников), быстро
появившихся и затем исчезнувших, — то
результатом будет случайное устранение
большого числа индивидуумов.

21.

Эффект бутылочного горлышка —
сокращение численности
популяции.

22. Эффект бутылочного горлышка в реальных популяциях

Пример:
Ситуация с гепардами –
представителями кошачьих. Ученые
обнаружили, что генетическая
структура всех современных
популяций гепардов очень сходна.
При этом генетическая
изменчивость внутри каждой из
популяций крайне низка.
Эти особенности генетической структуры популяций
гепардов можно объяснить, если предположить, что
относительно недавно данный вид прошел через очень
узкое горлышко численности, и все современные
гепарды являются потомками нескольких (по подсчетам
американских исследователей, 7) особей.

23.

Современный пример
действия эффекта
бутылочного
горлышка — популяция
сайгака. Численность
антилопы сайгак
сократилась на 95 %
от приблизительно 1
миллиона в 1990 году
до менее чем 30 000 в
2004, главным образом
по причинам
браконьерства для
нужд традиционной
китайской медицины

24.

Как и в случае эффекта
основателя, к тому времени,
когда популяция вновь будет
переживать расцвет, в ней
будут гены, характерные для
случайно выживших
индивидуумов, а вовсе не для
исходной популяции.

25.

Антропологи полагают, что первые
современные люди пережили эффект
бутылочного горлышка около 100 000
лет
назад,
и
объясняют
этим
генетическое сходство людей между
собой.
Даже у представителей кланов гориллы,
обитающих в одном африканском лесу,
больше генетических вариантов, чем у
всех человеческих существ на планете.

26.

Африканская горилла

27. Эффект основателя (американский зоолог Эрнст Майр)

• Животные и растения, как правило, проникают
на новые для вида территории относительно
малыми группами. Частоты аллелей таких
группах могут значительно отличаться от частот
этих аллелей в исходных популяциях.
• За вселением на новую территорию следует
увеличение численности колонистов.
Возникающие многочисленные популяции
воспроизводит генетическую структуру их
основателей.

28.

Эффект основателя — явление снижения
и смещения генетического разнообразия
при заселении малым количеством
представителей рассматриваемого вида
новой географической территории.
Иллюстрация эффекта. Слева —
исходная популяция, справа —
три возможные дочерние
колонии, имеющие одного или
немногих основателей.

29.

Британский подвид благородного оленя
(Cervus elaphus scoticus) сформировался в
течение 8000 лет со времени образования
пролива Ламанш. Когда же несколько пар
вида интродуцировали в Новую Зеландию,
то за несколько десятилетий эти олени
успешно освоили новые местообитания и
стали сильнее отличаться от своей
родительской популяции, чем британский
олень от материковой расы. Вот он –
благородный олень из Новой Зеландии

30.

31.

• Пример эффекта основателя у человека:
Секта меннонитов в Пенсильвании, США
насчитывает сейчас около 8 000 человек,
все - потомки трёх супружеских пар,
эмигрировавших в 1770 году. 13% из них
страдают редкой формой карликовости с
многопалостью. Видимо, один из предков
был гетерозиготным носителем этой
мутации.

32.

• Именно эффект основателя объясняет
удивительно разнообразие океанических
фаун и флор и обилие эндемичных видов на
островах.
• Эффект основателя сыграл важную роль и в
эволюции человеческих популяций. Обратите
внимание, что аллель В (по системе групп
крови АВ0) полностью отсутствует у
американских индейцев и у аборигенов
Австралии. Эти континенты были заселены
небольшими группами людей. В силу чисто
случайных причин среди основателей этих
популяций могло не оказаться ни одного
носителя аллеля В. Естественно, этот аллелей
отсутствует и в производных популяциях.

33.

Частота аллеля В по системе групп крови АВ0 в
популяциях людей

34.

35.

36. Изоляция

Географическая
Биологическая
Пространственная
Репродуктивная
Барьерами являются изменения в
ландшафте (горные хребты. Реки,
лесные массивы).
Зависит от пространственного
расположения барьеров и
индивидуальной активности особей
Значение изоляции
1. Закрепляются генетические различия
между популяциями, что приводит к
образованию новых видов.
2. Разделённые части популяции или вида
подвергаются неодинаковому давлению
отбора
Включает механизмы,
препятствующие скрещиванию или
воспроизведению нормального
потомства
Формы биологической
изоляции возникают
независимо друг от
друга и могут сочетаться
в любых комбинациях.

37. Географическая изоляция

• исключение или затруднение свободного
скрещивания между особями одного вида в
результате возникновения какого-либо
непреодолимого или трудно преодолимого
географического барьера.
• Ведёт к возникновению внутривидовых
групп и новых видов

38. Географическая изоляция сумчатых

• Самым ярким примером
географической изоляции
служат сумчатые животные
Австралии.
• Данные геологии
свидетельствуют о том, что
Австралия отделилась от
Южной Азии 100 млн. лет
назад до появления
плацентарных животных, и
представители сумчатых
животных: коала, опоссум,
кенгуру, вомбат сохранились
на материке благодаря
изолированности
местообитания.

39. Репродуктивная изоляция

• — это механизмы, предотвращающие
обмен генов между популяциями,
осуществляется либо путём
предотвращения оплодотворения, либо
путём образования нежизнеспособных или
стерильных гибридов (мул, лошак).

40. Механизмы биологической изоляции

Этологическая
Морфофункциональная
Различия в строении

41. Изоляция

Изоляция обусловлена возникновением разнообразных механизмов,
препятствующих свободному скрещиванию.
Пространственная
(географическая)
Биологическая
6 видов севанской форели нерестятся
в разные сроки
Эволюционное значение изоляции состоит в том, что она
закрепляет и усиливает генетические различия между
популяциями

42. Естественный отбор

Естественный отбор — это эволюционный процесс, в результате
действия которого в популяции постоянно увеличивается доля особей,
обладающих максимальной приспособленностью, т. е. наиболее
благоприятными признаками, в то время как количество таковых с
неблагоприятными признаками уменьшается.