Курсовая работа по биологии на тему Формы естественного отбора и их взаимодействие

Введение
Актуальность темы. Принцип естественного отбора Ч. Дарвина имеет основополагающее значение в эволюционной теории. Естественный отбор является ведущим фактором эволюционного развития органического мира. В настоящее время представления об отборе пополнены новыми фактами, расширились и углубились.
При увеличении численности популяции некоторые факторы среды, такие как пища (для животных) или свет (для растений), становятся лимитирующими. Это приводит к конкуренции за ресурсы между членами популяции. Организмы, индивидуальные особенности которых дают им преимущество в конкуренции, будут легче овладевать этими ресурсами, выживут и оставят потомство. Организмы, лишенные таких признаков, окажутся в невыгодном положении и могут погибнуть, прежде чем успеют произвести потомство. Чередование и взаимодействие лимитирующих факторов среды и численности популяции создает давление отбора, интенсивность которого может быть различной.
Следует отметить, что естественный отбор проявляется в трёх основных формах: он может быть движущим, стабилизирующем и дизруптивным в зависимости от внешних условий и характеристик популяции. В современных исследованиях раскрываются сложные механизмы взаимодействия различных форм отбора. Актуальность исследования данного взаимодействия необходима для более глубокого познания процессов эволюции органического мира.
Цель работы: изучить формы естественного отбора и их взаимодействие.
Задачи:
1. Охарактеризовать естественный отбор и его основные формы.
2. Проанализировать современные представления о действии естественного отбора
3. Определить особенности взаимодействия различных форм естественного отбора с позиции современных представлений.
Объект исследования: естественный отбор
Предмет исследования: формы естественного отбора и их взаимодействие.
Структура работы: данная работа содержит в себе введение, две главы основной части, заключение, список используемых источников.
1. Естественный отбор и его формы
Английский натуралист Чарльз Дарвин развивал идею естественного отбора после пятилетнего путешествия с целью изучения растений, животных и ископаемых в Южной Америке и на островах в Тихом океане. В 1859 году он привлек внимание всего мира к идее естественного отбора в своей работе «Происхождение видов».
Естественный отбор - это процесс, посредством которого популяции живых организмов адаптируются и изменяются [2]. Особи в популяции естественно изменчивы, а это значит, что все они в чем-то отличаются друг от друга. Эта вариация означает, что некоторые особи имеют черты, более подходящие для окружающей среды, чем другие. Особи с адаптивными чертами - чертами, которые дают им некоторое преимущество - имеют больше шансов выжить и размножиться. Затем эти особи передают адаптивные черты своему потомству. Со временем эти благоприятные черты становятся все более распространенными в популяции. Благодаря этому процессу естественного отбора благоприятные черты передаются из поколения в поколение.
Естественный отбор может привести к видообразованию, когда один вид порождает новый и совершенно другой вид. Это один из процессов, который движет эволюцией и помогает объяснить разнообразие жизни на Земле [4].
Дарвин выбрал название естественный отбор, чтобы противопоставить его искусственному отбору, или выборочному размножению, которое контролируется людьми [11]. Он указал на развлечение разведением голубей, популярное в его время хобби, как на пример искусственного отбора. Выбирая, какие голуби спариваются с другими, любители создали различные породы голубей, с причудливыми перьями или акробатическим полетом, которые отличались от диких голубей.
Дарвин и другие ученые его времени утверждали, что процесс, очень похожий на искусственный отбор, произошел в природе без какого-либо вмешательства человека. Он утверждал, что естественный отбор объясняет, как большое разнообразие форм жизни развивалось с течением времени от одного общего предка.
Дарвин не знал, что гены существуют, но он мог видеть, что многие черты наследуются, т.е. передаются от родителей к потомству.
Мутации - это изменения в структуре молекул, из которых состоят гены, называемые ДНК. Мутация генов является важным источником генетической изменчивости внутри популяции. Мутации могут быть случайными (например, когда реплицирующиеся клетки допускают ошибку при копировании ДНК) или происходить в результате воздействия чего-то в окружающей среде, например вредных химических веществ или радиации [1].
Мутации могут быть вредными, нейтральными или иногда полезными, приводя к появлению нового, полезного признака. Когда мутации происходят в зародышевых клетках (яйцеклетках и сперматозоидах), они могут передаваться потомству.
Если окружающая среда меняется быстро, некоторые виды могут не успеть достаточно быстро адаптироваться к условиям естественного отбора. Изучая ископаемые останки, мы знаем, что многие из организмов, которые когда-то жили на Земле, теперь вымерли. Динозавры - это один из примеров. Инвазивный вид, болезнетворный организм, катастрофическое изменение окружающей среды или очень успешный хищник - все это может способствовать вымиранию видов.
Сегодня основными причинами вымирания являются такие действия человека, как чрезмерная охота и разрушение мест обитания.
Далее рассмотрим основные формы естественного отбора:
1. Очищающий, или стабилизирующий отбор. Также его называют нормализующим отбором. Этот тип отбора действует, чтобы сохранить определенный набор фенотипов из-за их селективного преимущества. Из-за мутации и рекомбинации любая популяция может генерировать огромное количество фенотипов, но отбор ограничивает эти фенотипы теми, которые обладают избирательным преимуществом. Это тот тип отбора, который наблюдается, когда вид хорошо адаптирован к постоянной среде обитания и является типом отбора, ответственным за стабильность. Когда популяция хорошо адаптирована к окружающей среде (на пике приспособленности), то любое изменение, скорее всего, сдвинет индивида с пика, сделав его менее приспособленным. Таким образом, естественный отбор при очистительном отборе устранит вариации и сделает популяцию генетически однородной [7].
2. Направленный, или движущий, отбор. Именно такую форму естественного отбора люди связывают со словами «естественный отбор». Это происходит, когда либо популяция перемещается в новую среду, либо когда среда меняется в одном направлении. Направленный отбор принимает форму смещения нормы вариаций. В настоящее время популяция формируется из фенотипов, которые в настоящее время находились на низких частотах, а кривая параметров признака смещается либо вправо, либо влево [9].
3. Разрушительный (дизруптивный) отбор. Это происходит, когда популяция сталкивается с двумя (или более) отдельными средами в разных районах ареала, который она занимает. Если поток генов между популяциями невелик, то фенотипы вида разделятся на 2 отдельные к кривые. Это аллопатрическое видообразование. Примером вида, подвергающегося разрушительному отбору, является Thomomys bottae. Мы видим разный цвет шерсти, размер тела и пропорции скелета. Сельдевая Чайка - еще один пример разрушительного отбора. Разрушительный отбор также был использован в лаборатории для получения репродуктивной изоляции [3].