בפעולה של גורמים אלמנטריים במאגר הגנים משתנה תדירות גנים מסוימים, מה שמוביל לשינוי בגנוטיפ ובפנוטיפ של האוכלוסייה, ובחשיפה ממושכת לברירה הטבעית, מתבצעת התמיינותה.
מהי מיקרו-אבולוציה
מיקרו-אבולוציה - שינויים באוכלוסייה בהשפעת גורמים אבולוציוניים, שיכולים להוביל לשינוי במאגר הגנים או אפילו להופעת מין חדש.
אפשר לקרוא לגורמי אבולוציה כל תהליכים או תופעות. ביניהם מוטציות, בידוד, סחף גנטי, גלי אוכלוסייה שמשנים את ההרכב הגנטי.
גודלה של כל אוכלוסייה משתנה ללא הרף. הסיבות לכך הן השפעות שונות בעלות אופי ביוטי ואביוטי. תנודות אוכלוסייה כאלה הן תקופתיות. לכן, לאחר עלייה במספר הפרטים באוכלוסייה, הוא יורד. בשנת 1905, S. S. Chetverikov כינה את החוקיות הזו גלי אוכלוסייה. אם אתה נותן דוגמאות לגלי אוכלוסייה, אז אלה יכולים להיות תנודות במספר הטורפים, רבייה של ארבה או ארנבות באוסטרליה. דוגמה נוספת היא התפרצויות של למינגים פנימהמגפות ארקטיות או מגפות שתועדו באירופה בעבר.
אופייני ל"גלי החיים"
גלים אלה אופייניים לכל היצורים החיים. הם יכולים להיות תקופתיים או לא תקופתיים. תקופתיים נצפים לרוב באורגניזמים קצרי מועד - בחרקים, צמחים שנתיים, כמו גם ברוב המיקרואורגניזמים והפטריות. הדוגמה הפשוטה ביותר תהיה שינויים עונתיים במספרים.
גלי אוכלוסייה לא תקופתיים תלויים בשילוב של מספר גורמים מורכבים. ככלל, הם לא נוגעים לאחד, אלא לכמה סוגים של אורגניזמים חיים בביוגאוצנוזה, ולכן הם יכולים להוביל לארגון מחדש רדיקלי.
בין השינויים במספר הפרטים באוכלוסייה, יש להדגיש את ההופעה הפתאומית של מינים מסוימים של אורגניזמים באזורים חדשים שבהם אויביהם הטבעיים נעדרים. נציין גם שינויים חדים לא מחזוריים באוכלוסייה, הקשורים ל"אסונות" טבעיים ויכולים לבוא לידי ביטוי בהרס הביוגאוצנוזה או הנוף כולו. לכן, מספר תקופות קיץ יבשות יכולות לשנות שטח משמעותי - לגרום להופעת צמחיית אחו בביצות ולמספר רב של כרי דשא יבשים.
אם אתה מציין את הגורמים לגלי אוכלוסייה, אז כדאי לזכור לא רק את הקשר של אורגניזמים חיים זה עם זה ועם גורמים סביבתיים, אלא גם את השפעתו של האדם.
משמעות אבולוציונית של "גלי החיים"
במקרים שבהם גודלה של אוכלוסייה כלשהי מצטמצם בחדות, ייתכן שיישארו פרטים בודדים בלבד.יחד עם זאת, תדירות הגנים (האללים) שלהם שונה מזו שהייתה באוכלוסיה המקורית. אם לאחר ירידה חדה במספר הפרטים באוכלוסיה חלה עלייה חדה, הרי שתחילתה של התפרצות חדשה של גידול במספר הפרטים באוכלוסייה ניתנת על ידי קבוצה קטנה של אורגניזמים שנשארה. לכן ניתן לטעון שגלי אוכלוסיה משפיעים על מאגר הגנים, שכן הגנוטיפ של קבוצה נתונה קובע את המבנה הגנטי של האוכלוסייה כולה.
במקביל, מערך המוטציות באוכלוסייה וריכוזן משתנים באופן דרמטי במקרה. אז, חלק מסוים מהמוטציות נעלם כליל, וחלקן גדלות פתאום. לסיכום, ניתן לומר שגלי אוכלוסייה כגורם אבולוציוני הם חשובים ביותר, שכן, בתנאי של ברירה אינטנסיבית, הם הספק העיקרי של חומר אבולוציוני, כאשר מוטציות נדירות מוחלפות בברירה.
בנוסף, גלי החיים מסוגלים להביא זמנית מספר מוטציות או גנוטיפים לסביבה אביוטית או ביוטית אחרת. למרות זאת, גם שילוב של גלי אוכלוסייה ומוטציות אינו מבטיח את התהליך האבולוציוני. אתה צריך פעולה של גורם שמשפיע בכיוון אחד (זהו, למשל, בידוד).
השפעת הבידוד על גודל האוכלוסייה
גורם זה חשוב ביותר במונחים אבולוציוניים, מכיוון שהוא מעורר את הופעתן של תכונות חדשות בתנאים של מין אחד ומונע מעבר של מינים שונים זה עם זה. ראוי לציין כי לרוב נצפה בידוד גיאוגרפי. המהות שלו טמונה בהעובדה שהאזור היחיד נקרע, בעוד שההצטלבות של פרטים מחלקים שונים בו הופכת לבלתי אפשרית או קשה.
כדאי לציין שבאוכלוסיה מבודדת מתפתחות מוטציות באופן אקראי, וכתוצאה מהברירה הטבעית, הגנוטיפ שלה הופך מגוון יותר ויותר. בנוסף, קיים בידוד אקולוגי ומנגנונים ביולוגיים שונים המונעים מפרטים ממינים שונים להתרבות באופן חופשי. דוגמה לכך תהיה העדפות שונות לגבי מקום או זמן המעבר, כמו גם, למשל, התנהגות שונה או מבנה שונה של איברי המין בבעלי חיים, מה שהופך למכשול נוסף למעבר.
לסיכום, סוגים שונים של בידוד מקדמים היווצרות מינים חדשים, אך במקביל עוזרים לשמור על המבנה הגנטי של המין.
סחף גנים
שינוי אקראי במספר הגנים בכל אוכלוסייה קטנה יכול להיות בעל השלכות משמעותיות, שכן הוא יכול להוביל לשינוי בתדירות האללים. שינויים אקראיים בתדירות האללים נקראים סחף גנטי. תהליך זה אינו כיווני. הוא התגלה לראשונה על ידי הגנטיקאים N. P. Dubinin ו-D. D. Romashov.
S. רייט קיבל אישור לגבי האקראיות של סחף גנטי. במעבדה הוא חצה תסיסנית נקבה וזכר, שהיו הטרוזיגוטיים לגן מסוים. לאחר מכן התקבלו צאצאים עם ריכוז של הגן התקין והמוטנטי, שעמד על 50%. דרךבמשך כמה דורות, חלק מהפרטים הפכו להיות הומוזיגוטים לגן המוטנטי, חלקם איבדו אותו לחלוטין, ולחלק אחר של הפרטים היה גם הגן המוטנטי וגם הגן הנורמלי.
יש לציין שאפילו עם כדאיות מופחתת של פרטים מוטנטים ותחת השפעת הברירה הטבעית, האלל המוטנטי יכול להחליף לחלוטין את הרגיל, ולגרום לגלי אוכלוסייה ספציפיים.
אטיולוגיה של גלי אוכלוסייה
מכל הסיבות שיכולות להשפיע על המאפיינים הכמותיים של האוכלוסייה, המקום המוביל תופס על ידי תנאי האקלים, בעוד שגורמים ביוטיים נדחקים לרקע. עם מגוון מינים נמוך, מספר הפרטים באוכלוסייה תלוי במזג האוויר, בהרכב הכימי של הסביבה, כמו גם במידת הזיהום.
ראוי לציין שהגורמים לגלי אוכלוסייה, הקובעים מראש את השינוי בגודל האוכלוסייה, תלויים בצפיפותה או בהשפעתה ללא תלות בפרמטר זה.
גורמים אביוטיים ואנתרופוגניים, ככלל, אינם תלויים בצפיפות האוכלוסייה. ההשפעה הביוטית תלויה בו יותר. יש לציין התנהגות טריטוריאלית, שבמהלך האבולוציה היא המנגנון היעיל ביותר המעכב את הגידול במספר הפרטים באוכלוסייה. אז, הפעילות של אנשים מוגבלת למרחב המתאים. עם עלייה במספרים, מתפתחת תחרות תוך-ספציפית על משאבים או אנטגוניזם ישיר (התקפות על מתחרים).
גלי אוכלוסייה תלויים גם בהתנהגותתגובות שעם אוכלוסייה גבוהה מתאפיינות בהופעת אינסטינקט להגירה המונית. יכולה להתפתח גם תגובת לחץ, שבה אנשים מפתחים מאפיינים פיזיולוגיים המפחיתים את הפוריות ומגבירים את התמותה. אז, תהליך האוגנזה והזרע מופרע, מקרים של הפלות הופכים תכופים יותר, מספר האנשים בדור אחד יורד ותקופת ההתבגרות עולה. בנוסף, האינסטינקט לטפל בצאצאים יורד, התנהגות משתנה - אגרסיביות גוברת, ניתן להבחין בקניבליזם ותגובה לא מספקת לאנשים מהמין השני, מה שבסופו של דבר מפחית את האוכלוסייה.
תכונות של שינויים במספר האוכלוסיות
תהליכים אקולוגיים רבים הקשורים להתפשטות אוכלוסייה על פני אזור או להתפרצות מקומית של מספרים דומים לגלים מיוחדים, אשר, כאמור לעיל, נקראים "גלי חיים". דוגמה טיפוסית היא עלייה פתאומית במספר מזיקים של חרקים בשטח מצומצם של היער. בתנאים נוחים, חרקים מסוגלים ללכוד יותר ויותר טריטוריות חדשות, המהווה תמונה אופיינית של עלייה בצפיפות שלהם או התפשטות של מה שנקרא גל האוכלוסין. בהכרת המאפיינים של ניידות ותכונות אוכלוסייה מסוימות, ניתן לחשב בקלות את מהירות ההתפשטות של גל זה ושיטות שליטה אפשריות.
באופן דומה, ניתן לאפיין גלי מגיפה, כך שהתיאוריה הזו הצליחהמשמש לקביעת אופי ההתפשטות של מחלות שונות ואת מהירות התהליך הזה.
בנוסף, יש להזכיר גלים גנטיים של אוכלוסיה, המתארים את אופי ההפצה של גן מסוים על פני השטח שנכבש על ידי אוכלוסייה מסוימת.
מנגנון הפעולה של גלי אוכלוסין
ניתן לאפיין גלי אוכלוסייה באמצעות דוגמה לדוגמה. אז, בקופסה סגורה יש 500 כדורים שחורים ומספר זהה של כדורים לבנים, התואם את תדירות האללים P-0, 50. אם נסיר 10 כדורים באקראי ונניח ש-4 מהם שחורים ו-6 לבנים, אז, בהתאמה, תדר האלל יהיה 0.40 ו-0.60.
אם תגדיל את מספר הכדורים פי 100 על ידי הוספת 400 שחורים ו-600 לבנים, ואז שוב תרים באקראי כל 10, אז סביר להניח שיחס הצבעים שלהם יהיה שונה משמעותית מהמקור, למשל, 2 שחורים ו-8 לבנים. במקרה זה, תדירות האללים תהיה P-0.20 ו-P-0.80 בהתאמה. אם ניקח את הדגימה השלישית, אז יש סיכוי ש-9 כדורים לבנים יישלפו מתוך 10 נבחרים, או אפילו כולם. תהיה לבן.
ניתן לשפוט תנודות אקראיות בתדירות האללים באוכלוסיות טבעיות מדוגמה זו, שיכולה להפחית או להגדיל את הריכוז של גן מסוים.
