Основні фактори еволюції та природний добір

Внутрішньовидова боротьба має складний, найбільш гострий характер, оскільки особинам і популяціям одного виду для існування і збереження потомства необхідні однакові умови. Із тварин, які відносяться до одного виду і є їжею для певного виду хижаків, жертвою в першу чергу стануть менш пристосовані, наприклад ті, у кого найменше виражене захисне забарвлення, що повільніше бігають тощо. Те ж саме спостерігається і у хижаків. Легше дістається здобич більш пристосованому: більш умілому, швидкому, винахідливому тощо.

Більш пристосовані не лише мають переваги в забезпеченні власного виживання, а і в забезпеченні потомства їжею, а отже, і в його виживанні. Із наведених прикладів видно, що метелики, зайці, лисиці, які відносяться до однієї популяції, в боротьбу між собою безпосередньо не вступають, але опосередковано між ними виникає суперництво за право вижити і ціною смерті менш пристосованих одноплемінників виживають більш пристосовані.

Проте в ряді випадків між особинами однієї популяції відбувається безпосереднє змагання. У деяких видів тварин між самцями однієї популяції відбувається суперництво із-за самки (багато видів павуків, глухарі, тетерева, турухтани, олені, лосі). Перемогу одержують сильніші. До внутрішньовидової боротьби необхідно віднести також розділення території мешкання на «мисливські ділянки», які визначаються у співочих птахів голосом, у ссавців частіше всього пахучими виділеннями тощо.

Надмірне збільшення чисельності популяцій може викликати нестачу кормів. У таких випадках у ряду видів (наприклад, мишовидних гризунів) падає плодючість. Деякі птахи (синиці, лелеки, журавлі, стерхи) вбивають частину потомства, звичайно хворих і ослаблених пташенят. Непомірний ріст чисельності популяцій приводить до спалахів епізоотій, які знижують чисельність популяцій. Але і при цьому виживають найбільш пристосовані, наприклад ті, що мають природжений імунітет до даних захворювань.

У деяких видів тварин виробились пристосування жити стадами (олені і багато інших копитних) або колоніями (чайки), що забезпечує кращий захист від хижаків. Хижаки можуть об'єднуватися у зграї для спільного полювання (вовки).

Необхідно підкреслити, що всі форми боротьби за існування тісно між собою переплітаються. Якщо не викликає сумнівів, що обтічна форма тіла риби обумовлена життям у воді, то ця форма сформувалась не в результаті впливу самої води, а внаслідок конкурентної боротьби з іншими тваринами свого чи іншого видів. Одним вона забезпечувала можливість наздогнати здобич, іншим — втекти від ворога.

Використання людиною вчення про взаємозв'язки в природі. Вивчення боротьби за існування, внутрішньовидових і міжвидових відношень має велике практичне значення для розроблення заходів по боротьбі з шкідниками сільського і лісового господарства, при розведенні корисних видів, для рибного і мисливського господарства тощо. Достатньо згадати різноманітність форм біотичних зв'язків, як стає зрозумілою роль їх вивчення в раціональній діяльності людини в екологічних системах.

Творча роль природного добору. Аналізуючи свої спостереження і фактичний матеріал, описаний в літературі, Дарвін дійшов висновку, що у тварин і рослин у результаті боротьби за існування безперервно відбувається процес нагромадження ознак, які забезпечують їм кращу пристосованість до умов існування; у них з'являється більше шансів вижити і дати потомство, тобто добір здійснюється не лише в господарстві людини, а і в природі. На відміну від штучного добору, що виконується людиною, добір, що спостерігається в природі, був названий природним.

При штучному доборі нагромаджуються ознаки, корисні для людини, а в процесі природного добору нагромаджуються ознаки, корисні лише для самого організму і для всього виду. «Що не може природний добір — це змінити будову якого-небудь виду без всякої користі для нього самого, але на користь іншому виду»,— писав Дарвін.

При аналізі причин підвищення організації організмів або пристосованості їх до умов життя Дарвін звернув, увагу на те, що добір не обов'язково вимагає вибирання кращих, він може зводитися лише до знищення гірших. Так саме і відбувається при несвідомому доборі. Знищення (елімінацію) гірших, менш пристосованих до існування організмів у природі можна спостерігати на кожному кроці. Отже, природний добір може здійснюватися «сліпими» силами природи. Дарвін підкреслював, що вислів «природний добір» ні в якому разі не слід трактувати в тому розумінні, що хто-небудь веде цей добір, оскільки цей термін говорить про дію стихійних сил природи, в результаті чого виживають пристосовані до даних умов організми і гинуть непристосовані. Нагромадження корисних ознак приводить спочатку до невеликих, а потім і до значних змін. Так з'являються нині різновиди, види, роди та інші систематичні одиниці більш високого рангу. В цьому полягає провідна, творча роль природного добору в еволюції'. Матеріал для цієї форми добору дає мінливість, форми якої були описані для культурних рослин і свійських тварин. При ретельному огляді тварин і рослин, взятих із природних умов, завжди виявляються індивідуальні відхилення. Ці відхилення для організму можуть бути корисними, індиферентними або шкідливими. Якщо зміни ознаки для даного організму в певних конкретних умовах середовища будуть корисними, то він матиме більше шансів вижити і «перемогти» в боротьбі за існування.

У той же час організм з менш корисними або шкідливими в даних умовах життя ознаками і властивостями гине, не залишаючи після себе потомства.

Отже, природний добір — це процес збереження і переважного розмноження в ряді поколінь організмів і груп організмів, що мають корисні для їхнього життя І розвитку ознаки і властивості, які виникли внаслідок різноспрямованої індивідуальної мінливості.

Таке розуміння природного добору дозволило Дарвіну розробити послідовне матеріалістичне пояснення причин виникнення доцільності будови живих організмів і прогресивної еволюції органічного світу.

Доцільність — це взаємозв'язок і відповідність всіх органів в організмі, пристосованість їхньої будови і функцій до існування в певних умовах середовища. Доцільність виникає в результаті природного добору і тому еволюційний процес завжди носить пристосувальний характер. У цьому не важко переконатися, проаналізувавши випадки виникнення в природі відносно доцільних пристосувань.

Будь-яка популяція тварин і рослин насичена мутаціями. Самі по собі мутації, які ведуть до появи корисних, індиферентних і шкідливих ознак, нового виду не створюють, але потрапляють під контроль природного добору. Особини із спадковими ознаками, корисними за даних умов середовища, мають переваги для виживання і розмноження. В ряді поколінь таких особин у популяції стає все більше, а чисельність носіїв шкідливих або менш цінних ознак поступово зменшується. Необхідно звернути увагу на те, що одночасно з посиленням пристосованості в організмі відбувається перебудова й інших ознак. Добір постійно діє на весь організм, на всі його зовнішні і внутрішні органи, на їх структуру і функцію. Цей досить тонкий і точний механізм поступово, у відповідь на змінені умови середовища, накопичує нове, перебудовує, пристосовує, шліфує організм. Дарвін писав: «Висловлюючись метафорично, можна сказати, що природний добір щодня, щогодини розслідує по всьому світу найдрібніші зміни, відкидаючи шкідливі, зберігаючи і складаючи добрі, працюючи нечутно, невидиме, де б і коли б тільки не постала до того нагода, над удосконаленням кожної органічної істоти по відношенню до умов її життя, органічних і неорганічних».

Отже, природний добір — процес історичний. Його дія проявляється через багато поколінь, коли малопомітні індивідуальні зміни сумуються, комбінуються і стають характерними адаптивними ознаками груп організмів (популяції, виду і т. д.).

Залежно від спрямування адаптаційних змін, розрізняють:

-         Стабілізуючий;

-         Рушійний;

-         Розриваючий природний добір.

Стабілізуючий добір проявляється в постійних умовах довкілля. Він підтримує сталість певного фенотипу, який найбільше відповідає середовищу, і відкидає будь-які менш пристосувальні зміни. Цим він звужує межі модифікаційної мінливості, тобто норму реакції. Наслідком дії стабілізуючого добору є досконала пристосованість до певних умов існування, або спеціалізація видів (наприклад, ярусність рослин).

Стабілізуючий добір

Рушійний добір відбувається за змін умов довкілля або під час пристосувань організмів до нових умов у разі розширення ареалу. Він зберігає спадкові зміни, що відповідають змінам у довкіллі. Завдяки дії рушійного добору в певний бік зсувається і норма реакції. Наприклад, під час заселення ґрунту як середовища життя у різних неспоріднених груп тварин кінцівки перетворилися на копальні (вовчок, жуки-гнойовики, кроти тощо).

Рушійний добір

Розриваючий добір діє одночасно у двох, рідше — кількох напрямах, однак не сприяє збереженню усереднених (проміжних) станів ознак. Наприклад, у популяціях комах океанічних островів, де постійні сильні вітри, зберігаються або безкрилі особини, або особини з добре розвиненими крилами, здатні протистояти повітряним течіям. Комахи з середнім ступенем розвитку крил зникли, оскільки їх здувало в океан. Так розриваючий добір сприяє виникненню кількох різних фенотипів в одній популяції (явище поліморфізму).

Розриваючий добір

В природі рідко трапляється певна форма добору в чистому вигляді. Найчастіше процес видоутворення починається з переважання однієї форми добору, в кінці його провідного значення набуває інша форма. Умови існування виду постійно змінюються в часі й просторі, а відповідно до цього змінюються і типи добору. А в цілому природний добір постійно вдосконалює адаптації, приводить до певної упорядкованості живих систем, створює різноманітність форм життя.

3.Адаптація як результат еволюційного процесу.

Адаптація — анатомічна структура, фізіологічний процес, або реакція в поведінці організму, яка розвинулась за деякий проміжок часу в процесі еволюції таким чином, що стала підвищувати довготривалий репродуктивний успіх даного організму. Термін «адаптація» також інколи використовується як синонім природного відбору, але більшість біологів не схвалюють такого використання.

Ефект адаптації може бути показаний протягом геологічного проміжку часу, або протягом життя одного індивіда чи групи.

Організми, що адаптовані до свого оточуючого середовища, здатні до наступних дій:

      Отримувати повітря, воду, їжу та поживні речовини;

      Пристосовуватись до фізичних характеристик оточуючого середовища, таких як температура, освітленість та вологість;

      Захищатись від природніх ворогів;

      Розмножуватись;

      Реагувати на зміни оточуючого середовища.

Адаптації — це спосіб, завдяки якому живий організм відповідає на вплив навколишнього середовища. Одна із звичайних форм фізичної адаптації називається

Види адаптації можуть бути:

• Структурними;
• Фізіологічними;
• Адаптаціями поведінки.

Структурні адаптації — це спеціальні частини організму, що допомагають йому виживати в природніх умовах. Наприклад, такими адаптаціями можуть бути колір шкіри, форма тіла, або видозміни покривів.

Адаптації поведінки — це видозміни поведінкових реакцій організму у відповідь на зміни в оточуючому середовищі. Наприклад, це можуть бути умовні або безумовні рефлекси.

Фізіологічні адаптації — це системи всередині організму, що дозволяють виконувати деякі біохімічні або фізіологічні процеси — секрецію отрути, підтримання температури тіла, нейтралізацію токсинів при травленні і т. ін..

Підвиди адаптації:

      Маладаптація;

      Акліматизація.

Можливою є ситуація, коли деяка перевага, що її надає адаптація, з часом зменшується, аж до стану, коли минула адаптація стає шкідливою для виживання виду. Таке явище відомо під назвою «маладаптація», і може зустрічатись серед рослин, тварин або людей в таких областях як біологічні процеси, психологія, та безумовні рефлекси.

Існує велика різниця між адаптацією та зовнішньо схожою на неї акліматизацією. Адаптація виникає та стабілізується протягом поколінь, що змінюють одне одного; акліматизація ж відбувається на проміжку часу всередині життєвого циклу однієї особини, і звичайно пов'язана з набагато менш критичними впливами оточуючого середовища.

Список використаної літератури:

1.      Дарвін Ч. Походження видів шляхом природного відбору. - Л.: Наука, 1991

2.      Бобильов Ю.П. Концепції сучасного природознавства/Ю. П. Бобильов. – 2003

3.      Карпов Я.С., Кисельник В.С., Кремень В.Г. "Концепції сучасного природознавства" – Київ: Видавничий дім "Професіонал", 2004

4.      Концепції сучасного природознавства: Конспект лекцій / Авт. А. П. Клименко, М. Т. Степашко. – 2000

5.      Кучеренко М.Є., Вервес Ю.Г., Балан П.Г., Войціцький В.М. Загальна біологія: підручник для 11 кл. загальноосвітніх навчальних закладів К.: Генеза 2006

6.      Данилова О.В., Шабанов Д.А., Брайон О.В., Данилов С.А., Біологія: підручник для 10 кл.загальноосвітніх навчальних закладів −Х.: Торсінг, 2001