Направления естественного отбора.

В современной теории эволюции принято выделять несколько форм естественного отбора: движущую, дизруптивную, стабилизирующую.

ДВИЖУЩИЙ, или направленный, отбор — такая форма естественного отбора, которая благоприятствует лишь одному направлению изменчивости. Каждая популяция, несмотря на разнообразие составляющих ее особей, может быть охарактеризована средним значением того или иного признака. Изменение условий существования часто приводит к отбору особей, уклоняющихся от средней величины рассматриваемого признака. Причем от поколения к поколению происходит изменение фенотипа в данном направлении. Движущий отбор направлен на сдвиг среднего значения признака или свойства.

Сущность направленного естественного отбора заключается в том, что он смещает среднее значение признака или свойства в направлении, благоприятном для новых (изменившихся) условий. В результате закрепляется новая, адекватная условиям трансформированной среды норма его реакции. Таким образом, движущий, или направляющий, отбор — это отбор особей с уклоняющимися признаками, подходящими для новых условий. Отбор идет по фенотипам и определяющим их генотипам.

ДИЗРУПТИВНЫЙ, или разрывающий, отбор. Во многих природных популяциях существуют группы особей, различающиеся по какому-то определенному признаку (окраске, форме крыльев и пр.) и при этом не имеющие переходных форм. Такое явление получило название полиморфазма. Хрестоматийными примерами полиморфизма служат общественные насекомые (пчелы, термиты, муравьи и т.д.), у которых существует четкое разделение функций (например, муравьи-воины, муравьи-фуражиры, т. е. сборщики корма, царица — продолжательница рода) между особями одной семьи или колонии.

Таким образом, дизруптивный отбор способствует существованию в пределах популяции двух и более фенотипов и элиминирует («убирает») промежуточные формы. Происходит своеобразный разрыв популяции по определенному признаку.
Среди некоторых видов птиц (поморники, кукушки, соколообразные и др.) распространены цветовые морфы. Половой диморфизм (различие по облику самцов и самок, например жуков-оленей, львов, курообразных и др.) — частный случай полиморфизма. Полиморфизм некоторых видов улиток обеспечивает возможность их существования на различных видах почв. В создавшихся условиях для каждой из форм начинает действовать отбор, направленный на ее стабилизацию.

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ отбор - реализуется на основе селекционного преимущества представителей средней нормы перед всеми уклонениями от этой нормы. Хорошо известен такой пример действия направленного отбора. В Нью-Йорке (США) после сильного урагана погибло большое число городских воробьев. Орнитологи выяснили, что у погибших воробьев крылья либо были значительно короче, либо значительно длиннее устоявшихся средних показателей. Выжившие воробьи имели крылья средней длины.

Стабилизирующий отбор, отбрасывая мутантные формы, направлен на защиту видов от разрушающего действия мутационных процессов. Он действует с момента начала приспособления особей к изменяющимся условиям, закрепляет приспособления, соответствующие новой обстановке, и выбраковывает отклоняющиеся формы.

5. Приспособления организмов к условиям существования.

В результате действия естественного отбора у растений и животных возникают приспособления. соответствующие той среде, в которой они постоянно встречаются. Известно, что птицы имеют приспособления для полета — крылья. Такие приспособления к условиям существования издавна обращали на себя внимание человека. Недаром говорят, что «крылья даны птице для полета». К водной среде прекрасно адаптированы рыбы. Здесь также уместно вспомнить выражение: «чувствовать себя как рыба в воде».

АДАПТАЦИЯ - совокупность морфофизиологических, поведенческих, популяционных и других особенностей данного биологического вида, которая обеспечивает возможность его существования в определенных условиях внешней среды. Адаптацией также называют сам процесс выработки приспособлений организмов к условиям существования. Адаптации, или приспособления, формируются на протяжении всех стадий онтогенеза (индивидуального развития) особи вида. Обычно различают адаптации общие и частные.

ОБЩИЕ АДАПТАЦИИ — приспособления к жизни в обширной зоне (диапазоне) условий среды. К адаптациям общего плана относят, например, приспособленность конечностей позвоночных к наземной среде (большинство рептилий, млекопитающих), плаванию (рыбы, китообразные, морские черепахи и пр.), полету (птицы, рукокрылые млекопитающие).

ЧАСТНЫЕ АДАПТАЦИИ — специализации к определенному образу жизни. К таким адаптациям относят, например, приспособленность конечностей позвоночных к бегу (антилопьи, лошади, страусы и др.), роющему образу жизни (кроты, могеры, цокоры, слепыши и др.), лазанию по деревьям (обезьяны, ленинцы, дятлы, пищухи и пр.), различным типам полета (грифы, соколы, альбатросы, утки и пр.) и плавания (акулы, морские черепахи, пингвины, тюлени). Много примеров частных адаптаций связано с наличием у животных так называемой покровительственной окраски. Условно различают несколько типов покровительственной окраски (иногда и формы тела): маскировку, мимикрию, демонстрацию. Между выделенными типами существует немало переходов.

МАСКИРОВКА — приспособление, при котором форма тела и окраска животных сливаются с окружающими предметами. Например, гусеница бабочки-пяденицы похожа на сучок, насекомое-палочник — на сухую ветку, австралийские рыбы-тряпичники — на прибрежные водоросли. Выделяют следующие основные типы маскирующей окраски: КРИПТИЧЕСКАЯ (обеспечивает сходство с окружающим фоном); РАСЧЛЕНЯЮЩАЯ (размывает контур животного; характерна для яиц, а иногда и самих птиц, гнездящихся открыто на земле, — кулики, утки, козодои и пр.); СКРАДЫВАЮЩАЯ (основана на принципе противотени).

Маскирующая окраска особенно важна для защиты организма на ранних этапах индивидуального развития (яиц, личинок, птенцов, детенышей млекопитающих и т. д.). У открыто гнездящихся птиц такую окраску имеют самки, что особенно необходимо в период насиживания кладки. Расчленяющая окраска может быть у хищников, использующих длительное подкарауливание жертвы: тигр, леопард, ягуар, окунь и др. Некоторые животные способны к быстрому изменению окраски в зависимости от изменения окружающего фона, например различные виды камбалы, хамелеонов.

МИМИКРИЯ — сходство беззащитного и съедобного вида животного с одним или несколькими представителями неродственных видов, хорошо защищенных от нападения и поедания хищником (миметизм) или с растениями и предметами окружающей среды (мимезия).

Различные формы миметизма характерны для целого ряда видов насекомых (мухи имитируют ос, шмелей), змей (неядовитые змеи имитируют окраску и поведение ядовитых). Хрестоматийны следующие примеры мимезии: некоторые морские коньки, например конек-тряпичник, напоминают водоросли; яйца некоторых куликов (кулики-сороки, зуйки) сходны по окраске и форме с галькой (у закрыто гнездящихся птиц, например у дуплогнездников, яйца не окрашены); гусеница бабочки-пяденицы напоминает сухой сучок; насекомое палочник похоже на сухие прутики; название рыба-лист говорит само за себя; некоторые бабочки похожи на сухие листья и даже имитируют их падение при полете и пр.

Выделяют две формы мимикрии: бейтсовскую (по имени Г. Бейтса) и мюллеровскую (Ф. Мюллер). Примером бейтсовской мимикрии служит случай сходства отдельных видов бабочек-белянок с несъедобными ярко окрашенными и дурно пахнущими бабочками-геликонидами. В варианте мюллеровской мимикрии несколько защищенных видов животных имеют сходную внешность и окраску — образуют совокупность видов, называемую «кольцо». Так, многие виды ос сходны между собой. Ядовитые насекомые (клоп-солдатик, жук-нарывник, семиточечная божья коровка) имеют отпугивающую окраску — красную с черными пятнами. Насекомоядные птицы, вырабатывал «рефлекс отвращения» на одном виде, уже не трогают виды «кольца».

Мимикрия у растений служит для отпугивания или привлечения животных. Например, лишенные нектара цветки белозора сходны с медоносными цветками и подобным образом привлекают к себе насекомых-опылителей. Ловчие приспособления насекомоядных растений «подражают» ярким цветкам других видов и таким способом заманивают в ловушку насекомых. Полагают, что возникновение мимикрии связано с избирательным истреблением животных или растений.

ДЕМОНСТРАЦИЯ (угрожающая или предупреждающая окраска или форма). Животные, обладающие ядовитыми зубами (ядовитые змея), жалящими приспособлениями (жалящие перепончатокрылые: пчелы, осы), ядовитыми кожными железами (амфибии: огненная саламандра, жерлянки и др.), обычно «широко оповещают» об этом. Такие виды имеют отпугивающую окраску (мюллеровская мимикрия) или особый «рисунок» (например, у некоторых змей), которые хорошо запоминаются другими животными. Ряд ядовитых змей оповещает о своем присутствии не столько окраской, сколько звуками, в основном так называемого инструментального характера, т.е. издаваемыми либо с помощью трения чешуек (эфа), либо с помощью специальной «погремушки» на кончике своего хвоста (гремучие змеи).