Естественный отбор. Формы естественного отбора. Творческая роль естественного отбора в эволюции

Естественный отбор слагается из разных процессов:

- движущий (направленный, прогрессивный) отбор – установлен Ч.Дарвином.

- стабилизирующий.

- дизруптивный (разрывающий) Мауер.

Движущий отбор – направленный отбор, при котором популяция изменяется вместе со средой обитания. Возникает при постепенном изменении популяции вместе со средой.

Стабилизирующий отбор – отбор, возникающий, когда среда не меняется, популяция же хорошо адаптирована, элиминируются крайний формы, численность растет.

Дизруптивный отбор – отбор, при котором происходит элиминирование средних форм, а сохраняются крайние варианты. Генетический полиморфизм. Чем полиморфнее популяция, тем легче идет процесс видообразования.

В эволюции естественному отбору принадлежит творческая роль.Исключая из размножения генотипы с малой приспособительной ценностью, сохраняя благоприятные генные комбинации разного масштаба, он преобразует картину генотипической изменчивости складывающуюся первоначально под действием случайных факторов в биологически- целесообразном направлении.Результатом творческой роли отбора является процесс органической эволюции, идущей в целом по линии прогрессивного усложнения морфофизиологической организации (арогенез), а в отдельных ветвях- пути специализации (аллогенез).

 

Популяционная структура человечества. Дем. Изолят. Близкородственные и ассортативные браки. Особенности генофондов изолятов, их отличия от генофондов больших по размерам популяций людей.

Популяция человека – группа людей, занимающих одну территорию и свободно вступающих в брак.

Демографическая структура.

- размер;

- рождаемость;

- смертность;

- возрастная структура популяции;

- род занятий;

- экономическое состояние;

- географические и климатические условия – генетическая структура популяции;

- система браков;

- факторы, изменяющие частоты генов;

- частоты генов и генотипов;

- коэффициент инбридинга.

1,5–4 тысячи – дем («народ»)1-2% лиц из других популяций; 80-90% внутригрупповых браков; 20% - прирост населения за 25 лет;

Менее 1,5 тысяч – изолят. 1% лиц, пришедших из других популяций; 90% внутригрупповых браков; 20% - прирост населения за 25 лет.

Если изолят существует более 100 лет, то все члены изолята - троюродные братья и сестры.

Выделяют 3 группы изолятов:

1) религиозные изоляты (распространены были в Средние века и Новое время), секты;

2) палеолитические изоляты – существуют на островах, в Сибири;

3) географические изоляты. Отделены от других селений различными преградами (водными, лесными и другими).

 

Ассортативные браки (избирательные браки) –при которых выбор брачного партнера по одному или нескольким признакам не случаен. Они ведут к изменению частоты некоторых генов в популяции,что может привести либо к ухудшению либо к улучшению жизнеспособности данной популяции в зависимости от направления предпочтений.

Близкородственные браки – увеличивают появление мутаций, потому что дефектная копия отцовского (или материнского) гена с вероятностью 25% достанется его сыну и его дочери. Если они заведут ребёнка то с вероятностью 25%х25% он получит две дефектные копии.

 

87.Особенности действия элементарных эволюционных факторов в человеческих популяциях. Мутационный процесс и генетическая комбинаторика, волны численности, миграция населения, смешанные браки, гибридные популяции как поток генов, изоляция (территориальная и социальная), дрейф генов, естественный отбор.

Мутационный процесс. Каждый мутантный аллель впервые появляется очень редко. Если он нейтрален – происходит элиминирование. Если полезен – накапливается в популяции.

Факторы эволюции.

1. Мутационный процесс.

2. Поток генов.

3. Дрейф генов.

4. Естественный отбор.

5. Популяционные волны.

6. Изоляция.

Мутационный процесс. Каждый мутантный аллель впервые появляется очень редко. Если он нейтрален – происходит элиминирование. Если полезен – накапливается в популяции.

Спонтанный мутагенез формируется под действием таких постоянных факторов, как УФ и иные виды излучения,t, определенная химическая среда. В настоящее время давление мутационного процесса на генофонд усиливается благодаря росту индуцированных мутаций. Их причиной служат факторы, возникающие в связи с производственной деятельностью человека. Мутагенные факторы индуцируют мутации как в половых, так и соматических клетка. В результате: злокачественные опухоли, различные виды раковых заболеваний и др.

Поток генов. Новый ген может проявиться только в результате мутации, но популяция может его получить при иммиграции носителя данного гена из другой популяции. Поток генов – перенос генов из одной популяции в другую. Поток генов можно считать запаздывающим эффектом эволюционного процесса. Носители потока генов различны

Популяционные волны. Это изменение численности населения. Моменты увеличения численности людей совпадает с важнейшими достижениями- развитие земледелия,начало индустриализации, НТР. Следствием увеличения темпа прироста является изменение плотности населения, а причиной может являться миграция.

Причиной понижения численности являются: эпидемии, опасные инфекции и др.

Изоляция. Природа изоляционных барьеров между популяциями людей разнообразна:географическая, культурная, религиозная и др. Длительное проживание в состоянии изоляции приводит антропологическим особенностям: своеобразный рельеф ушной раковины бушменов и др.

Дрейф генов. Это случайные изменения генотипов и частот аллелей при переходе из одного поколения в другое поколение, который характерен для малой популяции. Выполнение закона Харди – Вайнберга возможно только в идеальных популяциях. В малых популяциях есть отклонения от этого распределения.

Примером действия генов в человеческой популяции служит эффект родоначальника.Он возникает, когда несколько семей порывают с родительской популяцией и создают новую на другой территории. Такая популяция обычно поддерживает высокий уровень брачной изоляции. Это способствует случайному закреплению в ее генофонде одних аллелей и утрате других. Для такой популяции характерно много неблагоприятных мутаций, но возможно образование и благоприятных комбинаций аллелей. Среди членов семей, основавших популяцию есть носитель рецессивного мутантного аллеля- «родоначальник» соответствующего фенотипа.

Естественный отбор формирует генотипы организмов, таким образом, что фенотип оказывается приспособлен к окружающей среде. Гены, дающие преимущество, распространяются в популяции благодаря естественному отбору и становятся обычными. В человеческой популяции появляются люди, имеющие преимущества, т.к. у них есть новый ген. Трудность выявления из-за большой продолжительности жизни человека и медленной репродукции. Тяжело обнаружить ген, хотя частота генов изменяется, (люди становятся выше, меняется форма неба, форма головы), однако, такие изменения обычно протекают из-за изменений в нескольких генах.

Естественный отбор в человеческой популяции существует и он очень значителен. 10-15% беременностей заканчиваются спонтанным абортом в возрасте 2-6 месяцев.

Факторы, повышающие изменчивость:

- мутационный процесс;

- рекомбинации;

- поток генов.

Не влияют на изменчивость:

- отбор;

- дрейф генов.

Дубинин: «Смешение рас и гибридизация – гигантский генетический процесс, который идет в популяциях человека, и направлен на создание единого внутренне многообразного человечества».

Отбор в пользу и против гетерозигот. Примеры.

Отбор против гетерозигот хорошо виден на примере резус-отрицательных людях. Если резус-фактор матери отрицателен, а отца положителен – происходит эритробластоз плода. Гетерозиготы плохо приспособлены. В популяции происходит гомозиготизация населения. В популяции существует естественный отбор и в пользу гетерозигот. Например, существуют несколько видов гемоглобина. Hb A, Hb S. Они дадут 3 генотипа:

Hb A Hb A

Hb A Hb S

Hb S Hb S – серповидно-клеточная анемия.

В результате точковой мутации гемоглобин теряет растворимость, эритроцит приобретает форму серпа, развивается анемия и весьма вероятен летальный исход (большинство людей не доживают до половой зрелости). Однако в некоторых районах неблагоприятных по малярии было замечено, что гетерозиготы не болеют этим заболеванием и не умирают от нее. В нормальных условиях более приспособлены Hb A Hb A, на равнинах наблюдается гипоксия людей с Hb A Hb S. В неблагоприятных условиях приспособительная способность Hb A Hb A менее 1.