Вспомните.
1. Какие существуют причины изменения численности особей в популяции?
Причинами изменения численности являются изменение условий среды, нехватка пищи, появление или исчезновение хищников, болезни, стихийные бедствия, миграции и влияние человека. Всё это может как увеличить, так и уменьшить количество особей.
2. В чём заключается роль мутаций в процессе эволюции?
Мутации создают новые признаки, изменяя наследственный материал. Благодаря этому в популяции появляется разнообразие, из которого естественный отбор сохраняет самые полезные варианты, способствующие выживанию и развитию видов.
Вопросы для повторения и задания.
1. Назовите основные факторы эволюции.
К основным факторам эволюции относятся наследственная изменчивость, естественный отбор, изоляция, борьба за существование, мутации и дрейф генов.
2. Какой фактор обеспечивает возникновение нового генетического материала в популяции?
Возникновение нового генетического материала обеспечивает мутационный процесс, то есть изменения в генах и хромосомах, которые передаются потомкам.
3. Будет ли действовать отбор на носителей рецессивных мутаций?
Отбор действует на носителей рецессивных мутаций только в том случае, если мутация проявляется у гомозигот. У гетерозигот она скрыта и поэтому не влияет на выживаемость особи.
4. Приведите пример, иллюстрирующий изменение значимости мутации при изменении условий среды.
У бактерий, устойчивых к антибиотику, мутация даёт преимущество, если антибиотик присутствует. Но без антибиотика она может стать вредной, потому что требует больше энергии для поддержания устойчивости.
5. Способен ли мутационный процесс оказывать направляющее влияние на процесс эволюции и почему? Аргументируйте свой ответ.
Мутационный процесс не оказывает направляющего влияния, потому что мутации возникают случайно. Направление эволюции задаёт естественный отбор, который сохраняет полезные изменения и устраняет вредные.
6. Что такое дрейф генов?
Дрейф генов — это случайное изменение частоты отдельных генов в популяции, особенно небольшой. Он не связан с пользой или вредом признаков, а происходит из-за случайных колебаний в размножении и выживании.
7. Какой фактор приводит к прекращению обмена генетической информацией между популяциями? Каково его эволюционное значение?
Прекращение обмена генетической информацией вызывается изоляцией — географической, экологической или репродуктивной. Эволюционное значение этого в том, что изолированные популяции накапливают различия и со временем могут превратиться в новые виды.
Подумайте и выполните.
1. Объясните, почему дрейф генов играет особо важную роль в эволюции малочисленных групп организмов.
В малочисленных группах каждый организм вносит заметный вклад в общий генофонд, и случайные события вроде гибели особи или отсутствия потомков сильно меняют соотношение генов. Поэтому в маленьких популяциях даже нейтральные или слабые мутации могут быстро закрепляться или исчезать, что ускоряет эволюционные изменения.
2. Как вы понимаете выражение: «Мутации переходят в гомозиготное состояние»? В каком случае это происходит? Объясните это явление людям, незнакомым с биологией.
Это значит, что у организма появляются две одинаковые копии мутировавшего гена — одна от матери, другая от отца. Такое случается, когда оба родителя несут одинаковую мутацию и передают её потомству. В этом случае признак, который раньше был скрыт, проявляется наружу, потому что теперь нет «нормального» гена, который бы его подавлял.
3. Могут ли доминантные мутации образовывать скрытый резерв наследственной изменчивости? Объясните свою точку зрения.
Нет, доминантные мутации не образуют скрытого резерва, потому что они проявляются сразу, даже если мутировала только одна из двух копий гена. Скрытый резерв создают рецессивные мутации, которые «спрятаны» у гетерозигот и не видны отбору, пока не встретятся в гомозиготном состоянии.
4. Казалось бы, в природной популяции должен закрепляться аллель, дающий своему носителю наибольшее преимущество в борьбе за существование. Однако в реальных природных популяциях часто одновременно встречают разные аллели одного и того же гена. Объясните, чем это вызвано.
Это происходит потому, что условия среды постоянно меняются, и преимущество одних аллелей может меняться в зависимости от ситуации. Кроме того, некоторые гены в гетерозиготном состоянии дают особое преимущество, а разнообразие в генофонде делает популяцию устойчивее к переменам и болезням.
5. Как вы думаете, почему генофонд летней популяции насекомых часто отличается от генофонда популяции, существовавшей год назад?
Потому что насекомые живут недолго и быстро размножаются, поэтому за один сезон проходит много поколений, в которых действуют мутации, отбор и дрейф генов. Кроме того, условия среды каждый год немного разные — температура, влажность, наличие пищи, хищников — и это меняет, какие гены оказываются полезнее и чаще передаются потомкам.