Unter der Wirkung elementarer Faktoren im Genpool ändert sich die Häufigkeit bestimmter Gene, was zu einer Veränderung des Genotyps und Phänotyps der Population führt, und bei längerer Exposition gegenüber natürlicher Selektion findet ihre Differenzierung statt.
Was ist Mikroevolution
Mikroevolution - Populationsveränderungen unter dem Einfluss evolutionärer Faktoren, die zu einer Veränderung des Genpools oder sogar zur Entstehung einer neuen Art führen können.
Evolutionsfaktoren können beliebige Prozesse oder Phänomene genannt werden. Darunter sind Mutationen, Isolation, Gendrift, Populationswellen, die die genetische Zusammensetzung verändern.
Die Größe jeder Bevölkerung ändert sich ständig. Gründe dafür sind verschiedene Einflüsse biotischer und abiotischer Natur. Solche Populationsschwankungen sind periodisch. Nach einer Zunahme der Anzahl von Individuen in einer Population nimmt sie also ab. 1905 nannte S. S. Chetverikov diese Regelmäßigkeit Bevölkerungswellen. Wenn Sie Beispiele für Populationswellen nennen, dann können das Schwankungen in der Zahl der Raubtiere, der Fortpflanzung von Heuschrecken oder Kaninchen in Australien sein. Ein weiteres Beispiel sind die Ausbrüche von Lemmingen inArktische oder Pestepidemien, die in der Vergangenheit in Europa registriert wurden.
Merkmal der "Wellen des Lebens"
Diese Wellen sind charakteristisch für alle lebenden Organismen. Sie können periodisch oder nicht periodisch sein. Periodische werden am häufigsten in kurzlebigen Organismen beobachtet - in Insekten, einjährigen Pflanzen sowie in den meisten Mikroorganismen und Pilzen. Das einfachste Beispiel wären saisonale Zahlenänderungen.
Nichtperiodische Bevölkerungswellen hängen von einer Kombination mehrerer komplexer Faktoren ab. Sie betreffen in der Regel nicht eine, sondern mehrere Arten von Lebewesen in einer Biogeozänose und können daher zu radikalen Umstrukturierungen führen.
Unter den Veränderungen in der Anzahl der Individuen in einer Population sollte man das plötzliche Auftreten bestimmter Arten von Organismen in neuen Gebieten hervorheben, in denen ihre natürlichen Feinde fehlen. Zu erwähnen sind auch starke nicht-zyklische Bevölkerungsveränderungen, die mit Naturkatastrophen einhergehen und sich durch die Zerstörung der Biogeozänose oder der gesamten Landschaft äußern können. So können mehrere trockene Sommerperioden ein bedeutendes Gebiet verändern - das Auftreten von Wiesenvegetation in Sümpfen und einer großen Anzahl von Trockenwiesen verursachen.
Wenn Sie die Ursachen von Bevölkerungswellen angeben, sollten Sie sich nicht nur an die Beziehung lebender Organismen untereinander und zu Umweltfaktoren erinnern, sondern auch an den Einfluss des Menschen.
Evolutionäre Bedeutung der "Wellen des Lebens"
In Fällen, in denen die Größe einer Population stark reduziert wird, bleiben möglicherweise nur wenige Individuen übrig. Gleichzeitig ist ihre Häufigkeit von Genen (Allelen) anders als in der ursprünglichen Population. Wenn nach einem starken Rückgang der Anzahl der Individuen in der Bevölkerung ein starker Anstieg auftritt, ist der Beginn eines neuen Ausbruchs des Wachstums der Anzahl der Individuen in der Bevölkerung durch eine kleine Gruppe von Organismen gegeben, die zurückgeblieben sind. Deshalb kann argumentiert werden, dass Populationswellen den Genpool beeinflussen, da der Genotyp einer bestimmten Gruppe die genetische Struktur der gesamten Population bestimmt.
Zugleich ändert sich die Menge der Mutationen in der Bevölkerung und deren Konzentration zufällig dramatisch. Ein gewisser Teil der Mutationen verschwindet also vollständig, und einige wachsen plötzlich. Zusammenfassend können wir sagen, dass Populationswellen als evolutionärer Faktor extrem wichtig sind, da sie unter der Bedingung intensiver Selektion der Hauptlieferant von evolutionärem Material sind, wenn seltene Mutationen die Selektion ersetzen.
Außerdem sind die Wellen des Lebens in der Lage, vorübergehend eine Reihe von Mutationen oder Genotypen in eine andere abiotische oder biotische Umgebung zu bringen. Trotzdem sichert auch eine Kombination aus Populationswellen und Mutationen den Evolutionsprozess nicht. Sie benötigen die Wirkung eines Faktors, der in eine Richtung wirkt (dies ist zum Beispiel Isolation).
Die Auswirkungen der Isolation auf die Bevölkerungsgröße
Dieser Faktor ist aus evolutionärer Sicht äußerst wichtig, da er das Auftreten neuer Merkmale in den Bedingungen einer Art provoziert und die Kreuzung verschiedener Arten miteinander verhindert. Es ist erwähnenswert, dass am häufigsten eine geografische Isolation beobachtet wird. Seine Essenz liegt darindie Tatsache, dass der einzige Bereich zerrissen wird, während die Kreuzung von Personen aus verschiedenen Teilen davon unmöglich oder schwierig wird.
Es ist erwähnenswert, dass sich Mutationen in einer isolierten Population zufällig entwickeln und ihr Genotyp als Ergebnis der natürlichen Selektion immer vielfältiger wird. Hinzu kommen ökologische Isolation und verschiedene biologische Mechanismen, die Individuen verschiedener Arten daran hindern, sich frei zu kreuzen. Ein Beispiel wären unterschiedliche Vorlieben bezüglich Ort oder Zeitpunkt der Kreuzung sowie beispielsweise unterschiedliches Verh alten oder unterschiedliche Struktur der Geschlechtsorgane bei Tieren, was zu einem zusätzlichen Hindernis für die Kreuzung wird.
Zusammenfassend fördern unterschiedliche Arten der Isolierung die Bildung neuer Arten, tragen aber gleichzeitig dazu bei, die genetische Struktur der Art zu erh alten.
Gendrift
Eine zufällige Änderung der Anzahl von Genen in einer kleinen Population kann erhebliche Konsequenzen haben, da sie zu einer Änderung der Allelhäufigkeit führen kann. Zufällige Änderungen der Allelfrequenz werden als genetische Drift bezeichnet. Dieser Prozess ist ungerichtet. Es wurde zuerst von den Genetikern N. P. Dubinin und D. D. Romashov entdeckt.
S. Wright erhielt eine Bestätigung bezüglich der Zufälligkeit der genetischen Drift. Im Labor kreuzte er weibliche und männliche Drosophila, die für ein bestimmtes Gen heterozygot waren. Danach wurden Nachkommen mit einer Konzentration des normalen und des mutierten Gens erh alten, die 50 % betrug. DurchÜber mehrere Generationen hinweg wurden einige Personen homozygot für das mutierte Gen, einige verloren es vollständig, und ein anderer Teil der Personen hatte sowohl das mutierte als auch das normale Gen.
Es ist zu beachten, dass selbst bei einer reduzierten Lebensfähigkeit mutierter Individuen und unter dem Einfluss natürlicher Selektion das mutierte Allel das normale vollständig ersetzen könnte, was zu spezifischen Populationswellen führt.
Ätiologie von Populationswellen
Von allen Gründen, die die quantitativen Merkmale der Population beeinflussen können, nehmen die klimatischen Bedingungen den ersten Platz ein, während biotische Faktoren in den Hintergrund treten. Bei geringer Artenvielf alt hängt die Anzahl der Individuen in der Population vom Wetter, der chemischen Zusammensetzung der Umwelt sowie dem Verschmutzungsgrad ab.
Es ist erwähnenswert, dass die Ursachen von Bevölkerungswellen, die die Veränderung der Bevölkerungsgröße vorbestimmen, von ihrer Dichte oder ihrem Einfluss unabhängig von diesem Parameter abhängen.
Abiotische und anthropogene Faktoren hängen in der Regel nicht von der Bevölkerungsdichte ab. Der biotische Einfluss ist davon abhängiger. Hervorzuheben ist das territoriale Verh alten, das im Laufe der Evolution der wirksamste Mechanismus ist, der das Wachstum der Individuenzahl in einer Population einschränkt. Die Aktivität von Individuen ist also auf den entsprechenden Raum beschränkt. Mit zunehmender Anzahl entwickelt sich eine innerartliche Konkurrenz um Ressourcen oder ein direkter Antagonismus (Angriffe auf Konkurrenten).
Bevölkerungswellen hängen auch vom Verh alten abReaktionen, die bei einer hohen Bevölkerungszahl durch das Auftreten eines Instinkts zur Massenmigration gekennzeichnet sind. Es kann sich auch eine Stressreaktion entwickeln, bei der Individuen physiologische Merkmale entwickeln, die die Fruchtbarkeit verringern und die Sterblichkeit erhöhen. So wird der Prozess der Oogenese und Spermatogenese gestört, Fehlgeburten werden häufiger, die Anzahl der Individuen in einer Generation nimmt ab und die Pubertätszeit nimmt zu. Außerdem lässt der Instinkt für die Fürsorge für den Nachwuchs nach, Verh altensänderungen – Aggressivität nimmt zu, Kannibalismus und eine unzureichende Reaktion auf Personen des anderen Geschlechts sind zu beobachten, was letztendlich die Population reduziert.
Merkmale der Bevölkerungsentwicklung
Viele ökologische Prozesse, die mit der Ausbreitung einer Population über ein Gebiet oder mit einem lokalen Ausbruch von Zahlen einhergehen, ähneln eigentümlichen Wellen, die, wie oben erwähnt, "Wellen des Lebens" genannt werden. Ein typisches Beispiel ist ein plötzlicher Anstieg der Anzahl von Schadinsekten in einem begrenzten Bereich des Waldes. Unter günstigen Bedingungen können Insekten immer mehr neue Territorien erobern, was ein typisches Bild für eine Zunahme ihrer Dichte oder die Ausbreitung der sogenannten Populationswelle ist. Wenn man die Eigenschaften der Mobilität und bestimmte Populationsmerkmale kennt, kann man leicht die Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser Welle und mögliche Kontrollmethoden berechnen.
In ähnlicher Weise können epidemische Wellen charakterisiert werden, also ist diese Theorie erfolgreichverwendet, um die Art der Ausbreitung verschiedener Krankheiten und die Geschwindigkeit dieses Prozesses zu bestimmen.
Darüber hinaus sollten wir populationsgenetische Wellen erwähnen, die die Art der Verteilung eines bestimmten Gens über das von einer bestimmten Population besetzte Gebiet beschreiben.
Wirkungsmechanismus von Populationswellen
Bevölkerungswellen lassen sich anhand eines Modellbeispiels charakterisieren. In einer geschlossenen Box befinden sich also 500 schwarze und ebenso viele weiße Kugeln, was der Häufigkeit der Allele P-0, 50 entspricht. Wenn wir zufällig 10 Kugeln entfernen und davon ausgehen, dass 4 davon schwarz und 6 weiß sind, dann beträgt die Allelfrequenz 0,40 bzw. 0,60.
Wenn Sie die Anzahl der Kugeln um das 100-fache erhöhen, indem Sie 400 schwarze und 600 weiße hinzufügen, und dann wieder zufällig 10 auswählen, ist es wahrscheinlich, dass sich ihr Farbverhältnis erheblich vom Original unterscheidet, z. 2 schwarze und 8 weiße. In diesem Fall beträgt die Allelfrequenz P 0,20 bzw. P 0,80. Wenn wir die dritte Probe nehmen, besteht die Möglichkeit, dass 9 weiße Kugeln aus 10 ausgewählten gezogen werden, oder sogar alle sei weiß.
Zufällige Schwankungen in der Häufigkeit von Allelen in natürlichen Populationen können anhand dieses Beispiels beurteilt werden, was die Konzentration eines bestimmten Gens verringern oder erhöhen kann.
