§ 45. Популяція як одиниця еволюції. Фактори еволюції

• До змісту відповідей

ПОМІРКУЙТЕ Й ОБГОВОРІТЬ СИТУАЦІЮ

Чим відрізняються ці популяції людини?

Вони відрізняються адаптивними зовнішніми ознаками: кольором шкіри, волосся та очей, будовою обличчя, формою носа, розрізом очей і пропорціями тіла.

Чому вони відрізняються?

Ці відмінності виникли через багатовікове пристосування предків кожної популяції до життя в різних географічних і кліматичних поясах — від жарких сонячних саван до холодних регіонів із низьким рівнем інсоляції.

Як виникли такі відмінності в популяцій одного виду?

Відмінності сформувалися під дією мутаційного процесу, географічної ізоляції окремих груп та природного добору, який залишав і закріплював у генофонді корисні для конкретної території ознаки.

ЗАВДАННЯ

Розгляньте графік на мал. 45.2. Що є причинами цих популяційних хвиль?

Головною причиною є коливання в системі взаємозв’язків «хижак — жертва»: розмноження жертв створює рясну кормову базу для хижаків, чисельність яких згодом зростає і призводить до зворотного спаду кількості здобичі. Також на підйоми та спади впливають сезонні погодні зміни, доступність рослинних ресурсів, поширення інфекцій і паразитів.

ЗНАЙДІТЬ ІНФОРМАЦІЮ Й ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ

Чому відбуваються спалахи чисельності сарани перелітної?

Спалахи виникають через сприятливе поєднання кліматичних умов — теплої ранньої весни та спекотного літа з періодичними дощами, що забезпечують достаток зеленого корму. При перенаселенні через часті тактильні контакти особини переходять з поодинокої форми в стадну, формуючи величезні міграційні зграї.

Які наслідки вони мають?

Зграї повністю знищують зелену масу рослин на гігантських територіях, поїдаючи посіви зернових, пасовища, сади та листя чагарників, що завдає колосальних збитків сільському господарству й загрожує продовольчою кризою.

Чи відбувається таке явище в Україні?

Так, періодичні локальні спалахи розмноження сарани трапляються в південних і південно-східних областях, особливо у степовій зоні, посушливих заплавах річок Дніпро, Дністер, Дунай та на приморських косах.

Чим відрізняються сарана перелітна й коник? Який вигляд мають? Чим харчуються?

Як боротися з перелітною сараною?

Для боротьби застосовують:

1. Завчасний моніторинг осередків відкладання яєць у плавнях і цілинних ділянках.
2. Глибоку осінню оранку полів, яка руйнує «кубушки» з яйцями комах і виносить їх на мороз.
3. Обробку місць скупчення безкрилих личинок інсектицидами або біопрепаратами за допомогою спецтехніки й авіації.
4. Охорону диких птахів (шпаків, чапель, граків), які масово поїдають комах у природі.

РОБОТА В ПАРІ

Чому популяційні хвилі та генетичний дрейф часто діють разом?

Під час глибокого спаду популяційної хвилі кількість особин критично зменшується, і саме в цей момент випадкова загибель навіть кількох організмів різко перерозподіляє співвідношення алелів. Коли настає новий підйом чисельності, розмножуються винятково носії цих випадково збережених генів, що закріплює результати дрейфу в масштабах усієї популяції.

ПОДІЛІТЬСЯ СВОЇМИ ДУМКАМИ

Розгляньте мал. 45.3. Поясніть, чому після різкого скорочення чисельності популяція може втратити здатність пристосовуватися до змін середовища.

Через різке вимирання або відокремлення малої групи випадково втрачається більшість варіантів генів, через що генофонд стає одноманітним. За відсутності достатнього генетичного різноманіття природний добір позбавлений матеріалу для роботи, тому за будь-яких нових загроз чи змін клімату популяція не знайде потрібних захисних мутацій і опиниться під загрозою повного вимирання.

Невелика група особин, наприклад, слонів, заселила нову територію. Чому генофонд нової популяції може істотно відрізнятися від вихідної?

Причиною є ефект засновника, який є проявом дрейфу генів. Невелика група тварин випадково бере із собою лише частину алелів великої батьківської популяції. Через це деякі рідкісні раніше мутації можуть стати основними, а певні поширені гени взагалі не потраплять до нової групи.

ВІДКРИТИЙ МІКРОФОН

Уявіть популяцію, у якій раптово зник природний добір. Чи припиниться еволюція? Які фактори продовжать змінювати популяцію?

Еволюція не припиниться, але вона втратить пристосувальний і спрямований характер. Змінювати частоти алелів у популяції продовжать мутаційний процес, дрейф генів, популяційні хвилі та міграції. Проте накопичення змін відбуватиметься випадково, що може спричинити накопичення шкідливих мутацій.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Чому окремий організм не може бути одиницею еволюції, навіть якщо він має дуже корисну ознаку?

Окремий організм живе обмежений час і не може самостійно змінити свій спадковий апарат упродовж життя. Еволюція — це зміна частот алелів у ряду поколінь, що можливо лише в групі особин, які здатні вільно схрещуватися між собою й передавати корисні зміни нащадкам.

2. Чи може природний добір діяти в популяції, де немає спадкової мінливості? Поясніть.

Ні, не може, тому що природному добору немає з чого вибирати. Якщо всі особини генетично ідентичні, серед них немає більш або менш пристосованих варіантів для переважного виживання. За суттєвих змін довкілля така група або повністю виживе, або вся вимре.

3. Чи може ізоляція виникнути без фізичних перешкод? Наведіть приклади.

Так, це біологічна ізоляція, яка виникає на спільній території через різницю в біології організмів. Наприклад, етологічна ізоляція проявляється у відмінностях шлюбних сигналів чи співу птахів, а часова — у різних термінах розмноження, як у популяцій форелі, що нерестяться в різні пори року. Ще одним прикладом є екологічна ізоляція, коли особини займають різні місця живлення чи розмножуються за різної температури.