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La popolazione ondeggia come un fattore evolutivo. Cause delle ondate di popolazione

Sotto l'azione di fattori elementari nel pool genicola frequenza di alcuni geni cambia, il che porta a un cambiamento nel genotipo e nel fenotipo della popolazione, e con un'esposizione prolungata alla selezione naturale, i suoi proventi di differenziazione.

Cos'è la microevoluzione?

Microevoluzione: cambiamenti nella popolazione sotto l'influenza di fattori evolutivi, che possono portare a un cambiamento nel patrimonio genetico o persino all'apparizione di una nuova specie.

I fattori di evoluzione possono essere chiamati processi o fenomeni. Tra questi dovremmo menzionare le mutazioni, l'isolamento, la deriva dei geni, le onde della popolazione, che modificano il corredo genetico.

onde della popolazione
La dimensione di ogni popolazione è in costante cambiamento. Le ragioni di questo sono vari effetti biotici e abiotici. Tali fluttuazioni nella dimensione della popolazione sono di natura periodica. Quindi, dopo un aumento del numero di individui nella popolazione, diminuisce. Nel 1905 SS Chetverikov chiamò questo modello onde di popolazione. Se si citano esempi di ondate di popolazione, questo potrebbe essere dovuto a fluttuazioni nel numero di vittime di predatori, nell'allevamento di locuste o conigli in Australia. Esempi sono anche gli scoppi di lemming nell'Artico o le epidemie di peste che sono state registrate in Europa in passato.

Caratteristiche delle "onde della vita"

Queste onde sono tipiche di tutti gli organismi viventi. Possono essere periodici e non periodici. Le periodiche sono più spesso osservate negli organismi a vita breve - negli insetti, nelle piante annuali, così come nella maggior parte dei microrganismi e dei funghi. L'esempio più semplice può essere variazioni stagionali nei numeri.

Le onde della popolazione non periodiche dipendono dauna combinazione di diversi fattori complessi. Di regola, non riguardano una, ma diverse specie di organismi viventi nella biogeocenosi, quindi possono portare a una radicale ristrutturazione.

Tra i cambiamenti nel numero di individui nella popolazionedovrebbe evidenziare l'improvvisa comparsa di alcuni organismi a nuovi settori senza i loro nemici naturali. Degno di menzione è il forte variazione del numero di non ciclica, che si collegano con le "catastrofi" naturali e può manifestarsi biogeocoenose distruzione o un intero paesaggio. Ad esempio, diversi estati secche possono cambiare una vasta area - per determinare la presenza di vegetazione prato in paludi e un sacco di prati secchi.

cause di ondate di popolazione
Se si indicano le cause delle onde della popolazione, allora vale la pena ricordare non solo l'interconnessione degli organismi viventi tra loro e con fattori ambientali, ma anche l'influenza dell'uomo.

Il significato evolutivo delle "onde della vita"

Nei casi in cui il numero di qualsiasi popolazionenettamente ridotto, ci possono essere solo pochi individui. Allo stesso tempo, la loro frequenza di geni (alleli) differisce da quella della popolazione originale. Se, dopo un brusco calo della popolazione, la popolazione è fortemente innalzata, allora un piccolo gruppo di organismi, che è rimasto, dà luogo a un nuovo focolaio di crescita demografica della popolazione. Questo è il motivo per cui si può sostenere che le onde della popolazione influenzano il pool genico, poiché il genotipo di questo gruppo determina la struttura genetica dell'intera popolazione.

Allo stesso tempo,un insieme di mutazioni nella popolazione e la loro concentrazione. Quindi, una certa parte delle mutazioni scompare del tutto, e alcune improvvisamente crescono. Se generalizziamo, allora possiamo dire che le onde della popolazione come fattore evolutivo sono estremamente importanti, data la selezione intensiva sono il principale fornitore di materiale evolutivo, quando le mutazioni rare sono sostituite per la selezione.

Inoltre, le onde della vita possono temporaneamentededurre un numero di mutazioni o genotipi in un altro ambiente abiotico o biotico. Nonostante questo, anche una combinazione di onde della popolazione e mutazioni non garantisce il processo evolutivo. Hai bisogno di un'azione di un fattore che influenza una direzione (questo è, ad esempio, l'isolamento).

L'effetto dell'isolamento sulla dimensione della popolazione

le onde della popolazione influenzano il pool genico

Questo fattore è estremamente importante nell'evoluzionepiano, in quanto provoca la comparsa di nuovi segni in condizioni della stessa specie e non consente l'incrocio di specie diverse tra loro. Vale la pena notare che il più delle volte esiste un isolamento geografico. La sua essenza sta nel fatto che l'unica area è rotta e l'attraversamento di individui da diverse parti di essa diventa impossibile o difficile.

Va notato che in una popolazione isolatasi sviluppano mutazioni casuali e, a seguito della selezione naturale, il suo genotipo diventa sempre più vario. Inoltre, esiste un isolamento ecologico e vari meccanismi biologici che impediscono agli individui di specie diverse di incrociarsi liberamente. Un esempio può essere una diversa preferenza per il luogo o il tempo di attraversamento, nonché, per esempio, un comportamento eccellente o una diversa struttura degli organi genitali negli animali, che diventa un ulteriore ostacolo all'incrocio.

Se generalizziamo, possiamo dire che diversi tipi di isolamento contribuiscono alla formazione di nuove specie, ma allo stesso tempo aiutano a preservare la struttura genetica della specie.

Deriva di geni

la popolazione ondeggia come un fattore evolutivo

Il cambiamento casuale del numero di geni in qualsiasiuna popolazione di piccole dimensioni può avere effetti notevoli, poiché può portare a un cambiamento nella frequenza degli alleli. I cambiamenti casuali nella frequenza degli alleli si chiamano deriva genica. Questo processo ha un carattere non diretto. Fu scoperto per la prima volta dai genetisti NP Dubinin e DD Romashov.

Conferma della casualità della derivai geni furono ricevuti da S. Wright. Ha incrociato le femmine e i maschi di Drosophila in condizioni di laboratorio, che erano eterozigoti per un particolare gene. Successivamente, è stata ottenuta una progenie con una concentrazione di gene normale e mutante, che era del 50%. Dopo diverse generazioni, alcuni individui sono diventati omozigoti per il gene mutante, alcuni addirittura lo hanno perso e un'altra parte degli individui aveva sia un gene mutante che un gene normale.

Va notato che anche con un ridottovitalità degli individui mutanti e, soggetta all'influenza della selezione naturale, l'allele mutante è stato in grado di spostare completamente il normale, causando specifiche onde della popolazione.

Eziologia delle onde della popolazione

Di tutti i motivi che possono influenzarecaratteristiche quantitative della popolazione, il posto guida è occupato dalle condizioni climatiche, i fattori biotici sono assegnati al secondo piano. Con una bassa diversità di specie, il numero di individui in una popolazione dipende dal clima, dalla composizione chimica dell'ambiente e dal grado di contaminazione.

Vale la pena notare che le cause delle onde di popolazione che predeterminano il cambiamento delle dimensioni della popolazione dipendono dalla sua densità o influenza indipendentemente da questo parametro.

Fattori abiotici e antropogenici, comeregola, non dipendere dalla densità di popolazione. L'influenza biotica dipende più da essa. Dovrebbe essere notato il comportamento territoriale, che nel corso dell'evoluzione è il meccanismo più efficace che limita la crescita del numero di individui nella popolazione. Quindi, l'attività degli individui è limitata allo spazio corrispondente. Con un aumento del numero di sviluppare la concorrenza intraspecifica per le risorse o l'antagonismo diretto (attacco ai concorrenti).

deriva della popolazione dei geni
Anche le onde della popolazione dipendono daReazioni comportamentali, che con un'elevata popolazione sono caratterizzate dall'emergere dell'istinto di migrazione di massa. Può anche svilupparsi una risposta allo stress in cui gli individui sviluppano tali caratteristiche fisiologiche che riducono la fertilità e contribuiscono ad aumentare la mortalità. Così, il processo di ovogenesi e spermatogenesi viene interrotto, l'incidenza degli aborti aumenta, il numero di individui in una generazione diminuisce e aumenta il periodo della pubertà. Inoltre, l'istinto di prendersi cura della prole diminuisce, i cambiamenti di comportamento - aumenta l'aggressività, il cannibalismo e la risposta inadeguata alle persone dell'altro sesso possono essere osservati, il che riduce in ultima analisi la dimensione della popolazione.

Peculiarità dei cambiamenti nel numero di popolazioni

Molti processi ambientali associati ala distribuzione della popolazione nella zona, o con un'epidemia locale della popolazione, assomigliano al tipo di onde che, come detto sopra, venivano chiamate "onde della vita". Un tipico esempio è un improvviso aumento del numero di insetti nocivi in ​​un'area forestale limitata. In condizioni favorevoli, gli insetti sono in grado di catturare un numero sempre maggiore di nuovi territori, che è un tipico quadro di aumento della loro densità o diffusione della cosiddetta onda della popolazione. Conoscendo le caratteristiche della mobilità e alcune caratteristiche della popolazione, è possibile calcolare facilmente la velocità di propagazione di questa ondata e i possibili metodi di lotta.

 esempi di onde della popolazione
Allo stesso modo, le onde epidemiche possono essere caratterizzate, quindi questa teoria è utilizzata con successo per determinare la natura della diffusione di varie malattie e la velocità di questo processo.

Inoltre, si dovrebbe menzionare le onde genetiche della popolazione, che descrivono la natura della distribuzione di un particolare gene nell'intervallo che occupa una determinata popolazione.

Il meccanismo d'azione delle onde della popolazione

Le onde della popolazione possono essere caratterizzate conusando un esempio di modello. Così, nella scatola chiusa è nero e 500 è sfere bianche stessa quantità che corrisponde alla frequenza di allele-P 0.50. Se rimuovere palle casuali 10 e assumere che quattro di loro hanno un colore nero, e 6 - bianco, poi, di conseguenza, la frequenza dell'allele sarà 0,40 e 0,60.

Se aumenti il ​​numero di palle 100 volte,aggiungendo 400 in bianco e nero 600, e poi di nuovo prendere qualsiasi casuale 10, allora è probabile che il loro rapporto di colore sarà significativamente diverso dall'originale, ad esempio 2 in bianco e nero 8. In questo allele frequenza è rispettivamente P-0.20 e P-0,80. Se prendiamo un terzo campione, v'è la possibilità che le 9 palline bianche sono disegnati su 10 eletti, o addirittura tutti loro avranno un colore bianco.

In questo esempio, si possono giudicare variazioni casuali nella frequenza degli alleli in popolazioni naturali che possono ridurre o aumentare la concentrazione di un particolare gene.

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