Элементарные факторы эволюции — Давление мутаций

Элементарные факторы эволюции - Давление мутаций - Колебание численности - Изоляция - Дрейф генов - Естественный отбор Презентация к курсу лекций д. б. н. , профессора С. П. Иванов

Популяция (от лат. populatio — население) - совокупность организмов одного вида • Термин введён Вильгельмом Иогансеном в 1903 году, однако еще Чарлз Дарвин объяснял эволюцию видов изменчивостью и конкуренцией групп особей, «которые обычно соединяются для каждого рождения или свободного скрещивания время от времени» • В современных эволюционных теориях, например, в Синтетической теории эволюции популяция считается элементарной эволюционной единицей микроэволюционного процесса

Структура популяции • • • ареал численность динамика численности возрастной состав половой состав генетическая гетерогенность

Численность и динамика численности Сайгак

Мутационный процесс - поставщик элементарного эволюционного материала Джеймс Уотсон, Френсис Крик, Моррис Уилкинс и Розалинд Франклин Открытие двойной спирали (Nature, 1953). В 1962 году - Нобелевская премия по физиологии и медицине. ДНК — это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков — нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. ДНК определяет строение белков организма. Epilachna chrysomelina

Регуляция численности Популяционные волны - волны жизни

Структура популяций Миграция населения США (2013 -2014) Чистая внутренняя миграция Общая величина изменения численности населения: внутреннее движение, иммиграция, рождение и смерть.

Структура популяций Миграции, расселение, инвазии, Mnemiopsis leidyi — гребневик Нашествие крабов

Структура популяций Экстремальные механизмы регуляции численности

Изоляция Возникновение любых барьеров, препятствующих панмиксии (свободному скрещиванию). В зависимости от их природы выделяют два основных типа изоляции: пространственную и биологическую.

Географическое (аллопатрическое) видообразование • Это видообразование есть результат пространственной изоляции, значение которой первым подчеркнул М. Вагенер. Новые виды могут появляться в условиях пространственной изоляции популяций, т. е. из популяций, занимающих разные географические ареалы.

Экологическое (симпатрическое) видообразование Симпатрическое видообразование есть результат биологической изоляции межу особями в пределах одной популяции. - Быстрое изменение генотипа Гибридизация Этологическая изоляция Морфологичекая изоляция Экологическая изоляция

Экологическое (симпатрическое) видообразование Симпатрическое видообразование есть результат изоляции межу особями в пределах одной популяции без территориального ее разделения.

Естественный отбор Избирательное воспроизведение генотипов Формы естественного отбора: стабилизирующий (А), движущий (Б), дизруптивный (В) F — поколения. На популяционных кривых заштрихованы элиминируемые варианты. Величина дуги при отборе внутри одного потомства соответствует норме реакции

Естественный отбор

Фарли Моуэт Не кричи: волки! Фильм, 1983 - Не зови волков

Дрейф генов • Райт (Wright, 1931) предложил формулу для выражения доли гетерозиготности особей (особь, у которой имеются два разных аллеля гена), которые остаются в очередном поколении (Н) в популяции размножающихся взрослых (Ne): • Из этой формулы наглядно видно, какие значительные потери генетического разнообразия могут происходить в малых популяциях, особенно обитающих на островах или во фрагментированных ландшафтах. Хотя обычные темпы мутаций в природе – примерно от 1 из 1000 до 1 из 10 000 генов на генерацию – могут компенсировать случайные потери аллелей в больших популяциях, они не могут компенсировать эффект генетического дрейфа в малых популяциях численностью 100 и менее особей.

Русский ген • • • Cлавяне (в том числе и русские) в наименьшей степени подверглись ассимиляции. Из 11 основных антропологических признаков у славян сохранились неизменными 7 -9, тогда как у других европейских народов – всего 4 -5. Антропологических различий между русскими, живущими в Калининграде и на Камчатке, куда меньше, чем между немцами, живущими в соседних германских областях. Обладатели «русского гена» относятся к так называемой гаплогруппе R 1 a Y-хромосомы. Появление «русской» ДНК-хромосомы относится по крайней мере к 6 тысячелетию до н. э. опровергают модную на Западе теорию, что русские – молодая историческая общность, возникшая в 13 -15 веках из породнившихся с татарами славянизированных финнов.

Пчелы, как иллюстрация того, что не всегда то, что наблюдаешь, на самом деле ТО! Разнообразие пчел только одного из семейств

• От простого к сложному или наоборот? Ротовой аппарат насекомых разных отрядов Гениталии насекомых

• От простого к сложному или наоборот? Гомологичные структуры

От простого к сложному или наоборот? Копулятивный аппарат комара Aedes diantaeus Копулятивный аппарат пчелы мелитты Melitta budashkini

Элементарные факторы эволюции — Давление мутаций — Колебание