Екатерина Захарова - Биология. Общая биология. 11 класс. Углубленный уровень

Таким образом, особи любого вида распределены внутри видового ареала неравномерно. Участки территории с относительно высокой плотностью населения чередуются с участками, где численность вида низкая или особи данного вида совсем отсутствуют. Поэтому вид рассматривается как совокупность отдельных групп организмов – популяций.

Популяция – это совокупность особей данного вида, занимающих определённый участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций. Реально вид существует в виде популяций. Генофонд вида представлен генофондами популяций. По современным представлениям, именно популяция является элементарной единицей эволюции.

Формирование синтетической теории эволюции.Проблема наследования изменений была ключевой для судьбы дарвиновской теории. Во времена Дарвина господствовали представления о слитной наследственности.

Наследственность объяснялась слиянием крови предковых форм. «Крови» родителей смешиваются, давая потомство с промежуточными признаками. Именно с этой позиции выступал против теории Дарвина математик Ф. Дженкин. Он считал, что накопление благоприятных уклонений невозможно, так как при скрещивании они растворяются, разбавляются, становятся пренебрежимо малыми и, наконец, исчезают вовсе. Дарвин, нашедший ответы на большинство возражений против своей теории, выдвинутых его современниками, этим возражением был поставлен в тупик.

Выход из него давала теория корпускулярной, дискретной наследственности, созданная Г. Менделем и давшая начало современной генетике. Наследственность дискретна. Каждый родитель передаёт своему потомку одинаковое количество генов. Гены могут подавлять или модифицировать проявления других генов, но не способны изменять информацию, записанную в них. Иначе говоря, гены не изменяются при слиянии с другими генами и передаются следующему поколению в той же форме, в какой они получены от предыдущего. В случае неполного доминирования мы действительно наблюдаем у потомков первого поколения промежуточное проявление признаков родителей. Но во втором и в последующих поколениях родительские признаки могут вновь проявиться в неизменном виде (см. 10 класс, гл. 10).

В 1920-х гг. был осуществлён синтез дарвинизма и генетики. Решающую роль в осуществлении этого синтеза сыграл выдающийся отечественный генетик С. С. Четвериков. На основании своих работ по анализу природных популяций он пришёл к пониманию механизмов накопления и поддержания индивидуальной изменчивости. Одновременно с Четвериковым к синтезу идей корпускулярной генетики с классическим дарвинизмом пришли Р. Фишер, Дж. Холдейн и С. Райт. Крупный вклад в формирование современной синтетической теории эволюции внесли зоолог Э. Майр и палеонтолог Дж. Симпсон. Теория естественного отбора была развита в трудах выдающегося отечественного учёного И. И. Шмальгаузена. Основы экологии, биогеографии, филогенетической систематики и этологии (науки о поведении животных), заложенные в трудах Дарвина, развились в самостоятельные науки и, в свою очередь, внесли важнейший вклад в формирование современных представлений о путях, механизмах и закономерностях эволюции. Значимые успехи эволюционной биологии в последние годы были достигнуты благодаря активному применению в эволюционных исследованиях идей и методов молекулярной генетики и биологии развития.

Опорные точки

• Вид представляет собой реально существующую элементарную единицу живой природы.

• Основой существования вида как генетической единицы живой природы является его репродуктивная изоляция.

• Подавляющее большинство видов живых организмов состоит из отдельных популяций.

• Популяция, по современным представлениям, является элементарной эволюционной единицей.

Вопросы и задания для повторения

1. Дайте определение понятия «вид».

2. Какие биологические механизмы препятствуют обмену генами между видами?

3. В чём причина бесплодности межвидовых гибридов?

4. Что такое ареал вида?

5. Проиллюстрируйте примерами географическую и экологическую изоляцию групп организмов одного вида.

6. Что такое радиус индивидуальной активности организмов? Приведите примеры радиуса индивидуальной активности для некоторых растений и животных.

7. Что такое популяция? Дайте определение.

Благодаря изучению генетических процессов в популяции живых организмов, эволюционная теория получила дальнейшее развитие. Большой вклад в популяционную генетику внёс русский учёный С. С. Четвериков. Он обратил внимание на насыщенность природных популяций рецессивными мутациями, а также на колебания частоты генов в популяциях в зависимости от действия факторов внешней среды и обосновал положение о том, что эти два явления – ключ к пониманию процессов эволюции.

Действительно, мутационный процесс – постоянно действующий источник наследственной изменчивости. Гены мутируют с определённой частотой. Подсчитано, что в среднем одна из 100 тыс. – 1 млн гамет несёт вновь возникшую мутацию в определённом локусе. Поскольку одновременно мутируют многие гены, то 10–15 % гамет несут те или иные мутантные аллели. Поэтому природные популяции насыщены самыми разнообразными мутациями. Благодаря комбинативной изменчивости мутации могут широко распространяться в популяциях. Большинство организмов гетерозиготно по многим генам. Можно было бы предположить, что в результате полового размножения среди потомства будут постоянно выщепляться гомозиготные организмы, а доля гетерозигот должна неуклонно падать. Однако этого не происходит. Дело в том, что в подавляющем большинстве случаев гетерозиготные организмы оказываются лучше приспособленными к условиям существования, чем гомозиготные.

Вернёмся к примеру с бабочкой берёзовой пяденицей. Казалось бы, светлоокрашенных бабочек, гомозиготных по рецессивной аллели (аа), обитающих в лесу с тёмными стволами берёз, быстро должны уничтожить враги и единственной формой в данных условиях обитания должны стать тёмноокрашенные бабочки, гомозиготные по доминантной аллели (АА). Но на протяжении длительного времени в берёзовых лесах Южной Англии постоянно встречаются светлые бабочки берёзовой пяденицы. Оказалось, что гусеницы, гомозиготные по доминантной аллели, плохо усваивают листья берёз, покрытых гарью и копотью, а гетерозиготные гусеницы растут на этом корме гораздо лучше. Следовательно, большая биохимическая гибкость гетерозиготных организмов приводит к их лучшему выживанию и отбор действует в пользу гетерозигот.