Движущие силы эволюции

1.

Движущие силы эволюции

2.

Вредные мутации при одних условиях,
могут стать полезными при других
Мутации крыльев у дрозофилы
2

3.

Выберите три верных ответа из шести. Какие
из перечисленных ниже характеристик
можно отнести к мутационной
изменчивости?
1) конъюгация и кроссинговер при
редукционном делении
2) обмен участками ДНК между
бактериальными клетками
3) независимое расхождение хромосом в
мейозе
4) изменение последовательности триплетов
в нуклеиновой кислоте
5) потеря участка хромосомы
6) увеличение количества хромосом в клетке
3

4.

Установите соответствие между
характеристикой и видом изменчивости:
1) мутационная, 2) комбинативная
А) возникает при воздействии
радиации
Б) формируется при слиянии гамет
В) обусловлена независимым
расхождением пар хромосом
Г) обусловлена обменом генами
между гомологичными хромосомами
Д) связана с увеличением числа
хромосом в кариотипе
4

5.

Приведенные ниже характеристики, кроме
двух, используются для описания причин
комбинативной изменчивости.
Определите эти две характеристики,
«выпадающие» из общего списка
1) случайная встреча гамет при
оплодотворении
2) спирализация хромосом
3) репликация ДНК в интерфазе
4) рекомбинация генов при кроссинговере
5) независимое расхождение хромосом в
мейозе
5

6.

Популяционные волны («волны жизни»)
• периодические колебания численности
популяции.
6

7.

Особенно весомым фактором эволюции
популяционные волны выступают в небольших
популяциях. Их участие в эволюционном процессе
основано на явлении дрейфа генов.
7

8.

• В популяциях с высокой численностью особей
дрейф генов практически не влияет на
изменение частоты аллелей
• В малых популяциях дрейф генов приобретает
решающее значение. Случается, что в малой
популяции в результате гибели ряда особей
утрачивается более адаптивный аллель (т.е.
ген, определяющий адаптационно важный
признак), а фиксируется и сохраняется менее
адаптивный аллель.
8

9.

• Дрейф генов, происходящий на фоне
резкого снижения численности особей в
популяции, называется эффект
бутылочного горлышка.
9

10.

1) В исходной популяции частоты встречаемости синих и
желтых аллелей были примерно ОДИНАКОВЫ,
присутствовали красные
2) Случайные события резко УМЕНЬШИЛИ размер популяции
3) Частоты аллелей в группе выживших организмов
отличались от исходной популяции (синих стало больше,
красные исчезли)
4) После восстановления численности в дочерней популяции
синих аллелей стало гораздо больше , чем зеленых
Синие, зеленые и красные - на этом месте могут быть ЛЮБЫЕ
гены (и соответственно - признаки)
В данном случае мы видим хороший пример ДРЕЙФА ГЕНОВ
10

11.

• Примеры эффекта бутылочного горлышка:
• 1) Популяция гепардов около 300 лет назад
прошла через узкое горлышко численности и
современные гепарды являются потомками
всего семи особей. Эффект бутылочного
горлышка сказался на жизнеспособности
всего вида: у гепардов повышена
чувствительность к болезням и резко
снижена плодовитость.
11

12.

• Эффект бутылочного горлышка сыграл
значительную роль в эволюции популяций
человека. Определенные аллели
утрачивались полностью в одних популяциях
и фиксировались в других. ​Доказательством
этому является распределение аллелей А и
В по системе групп крови АВ0 в популяциях
людей разных стран и континентов.
• Ещё один пример – северные морские слоны,
которые были почти полностью истреблены
охотниками в конце XX века. К счастью,
животным удалось выжить, но генофонд их попрежнему весьма скуден.
12

13.

• В закрытых популяциях не только животных, но и
людей - в религиозных общинах, происходит
возрастание гомозиготности популяции, что приводит
к снижению ее жизнеспособности и проявлению
редких аллелей.
• Такое повышение встречаемости аллелей возникает в
результате близкородственных браков: проявляются
редкие
гены,
которые
часто
приводят
к
заболеваниям.
13

14.

Рассмотрите рисунок, иллюстрирующий
отношения «хищник-жертва». Определите
(А) какой фактор эволюции представлен на
рисунке, (Б) его характеристику, (В) его
значение.
1) изоляция
2) популяционные волны
3) изменение частоты аллелей в
популяции
4) прекращение обмена
генетической информацией между
популяциями
5) вымирание вида
6) перенос генов из одной
популяции в другую
7) мутационный процесс
8) колебание численности
популяции под влиянием условий
14

15.

Проанализируйте график численности леммингов в разные
годы. (А) Проявлением какого эволюционного фактора
является данный пример? (Б) Что происходит с генофондом
популяции леммингов в те годы, когда их численность
снижается до 10–20 особей на 1 га? (В) Чем такое изменение
генофонда может быть опасно для дальнейшей эволюции
вида? Запишите три цифры в порядке, соответствующем
буквам.
1) повышается скорость мутационного процесса
2) борьба за существование
3) повышение частоты редких мутаций
4) дрейф генов
5) снижается генетическое разнообразие
6) популяционные волны
7) снижается приспособленность к изменениям
окружающей среды
8) усиливается влияние движущего отбора
15

16.

При исследовании двадцатилетней динамики
численности леммингов на Дальнем Востоке было
замечено, что их численность в разные годы то
возрастала,
то
сокращалась
(см.
график).
Проявлением какого эволюционного фактора
является данный пример? Назовите не менее двух
причин, в результате которых возникает данное
явление. Что происходило с генофондом популяции
леммингов в те годы, когда их численность
снижалась до 10–20 особей на 1 га? Чем такое
изменение генофонда может быть опасно для
дальнейшей эволюции вида? (три последствия)
16

17.

• Ответ
1) популяционные волны – это периодические
изменения численности особей в популяции
(колебания
численности);
2) причина: периодические изменения количества
доступных
ресурсов
(пищи,
территории);
3)
причина:
периодические
изменения
численности
хищников
(паразитов);
4)
причина:
существенные
изменения
климатических факторов (наводнения, сильные
морозы);
5) генофонд обедняется (снижается генетическое
разнообразие
популяции);
6) снижается приспособленность популяции к
изменениям
окружающей
среды;
7)
увеличивается
вероятность
проявления
рецессивных
мутаций
у
особей
из-за
близкородственного скрещивания при малой
численности.
17

18.

Миграции
• В эволюционном смысле – это обмен генами
между разными популяциями одного вида в
результате панмиксии.
18

19.

• Эффект основателя — явление снижения и смещения
генетического разнообразия при заселении малым
количеством представителей рассматриваемого вида
новой географической территории.
• Термин ввёл Э. Майр. Является вариантом
генетического дрейфа
19

20.

Принцип основателя: при расселении вида за пределы
ареала (например, неводоплавающие животные заселили
новый остров) новая популяция образуется из
небольшого числа основателей, которые несли только
малую часть генофонда своего вида. Из-за этого в новой
популяции будет другая комбинативная изменчивость,
следовательно – другой материал для естественного
отбора.
20

21.

НАПРИМЕР!!!
В прошлом веке небольшая община эскимосов
переселилась на север Гренландии, в результате
чего была долго изолирована от других племен
этого острова. Исследование спустя несколько лет
показало, что частота аллеля А группы крови у этой
общины составляет 9%, а в более крупных
популяциях эскимосов она равна 27-40;, что в
среднем сопоставимо с величиной, характерной
для крупных популяций человека в других частях
света. Как вы думаете, какая движущая сила
привела к изменению в частоте встречаемости
аллеля у северных эскимосов. Назовите ключевые
эволюционные процессы, происходящие при
изоляции родственных популяций человека
21

22.

В чем же отличие бутылочного
горлышка от эффекта основателя?
• через бутылочное горло проходит сама исходная
популяция, а эффект основателя возникает, когда
новая популяция формируется из выходцев старой.
• В случае бутылочного горлышка численность группы
резко уменьшается, например, из-за катастроф или
болезней. Позже, когда численность опять приходит в
норму, оказывается, что часть признаков была
утрачена, так как в период кризиса случайно
выжившие особи не содержали всех вариаций генов.
• При эффекте основателя от основной популяции
откалывается небольшая группировка и уходит в
новые места обитания. При этом захватить с собой
все генетическое разнообразие вида не могут.
22

23.

Вставьте в текст «Колебания численности особей»
пропущенные термины
Численность особей в популяциях непостоянна.
Её периодические колебания называются_____ (А).
Их значение для эволюции состоит в том, что при
росте численности популяции число мутантных
особей увеличивается во столько же раз, во
сколько
возросло
число
особей.
Если
численность особей в популяции сокращается, то
её ______(Б) становится менее разнообразным. В
этом случае в результате _____(В) из него могут
исчезнуть особи с определёнными ____(Г).
1) популяционная волна
2) борьба за существование
3) Изменчивость
4) генофонд
1456
5) естественный отбор
6) генотип
7) Модификации
8) наследственность
23

24.

Изоляции
Это разобщение особей в результате
возникновения барьера для панмиксии
Значение в эволюции: под воздействием
изоляции закрепляются возникшие у особей
генетические различия
24

25.

Географическая (пространственная)
изоляция
• Географическая изоляция
может
возникать
вследствие географических
барьеров - пустыни, горы,
водоемы.
25

26.

Виды тихоокеанской саламандры (Ensatina)
распространены вокруг долины в Калифорнии,
которая ограничена горным массивом.
Соседние виды способны
свободно скрещиваться
(например, E. klauberi и E.
oregonensis). Однако виды (E.
klauberi и E. platensis), ареалы
которых тоже соприкасаются,
не могут скрещиваться. Какой
тип видообразования
иллюстрирует данный
пример? Почему у видов E.
klauberi и E. platensis
скрещивание отсутствует?
Ответ поясните.
26

27.

Биологическая (экологическая, временная)
изоляция бывает:
1. Экологическая
особи
обитают
на
одной
территории, но в различных
местах обитания (к примеру
лягушки: остромордая - на
суше, травяная - на дне
водоемов);
27

28.

Биологическая (экологическая, временная)
изоляция бывает:
1. Экологическая - из-за различий во
времени размножения (раннецветущий
погремок размножается до покоса, а
позднецветущий после)
экологическая изоляция пяти
популяций севанской форели
28

29.

Биологическая (экологическая, временная)
изоляция бывает:
1. Экологическая - из-за различий во
времени размножения (раннецветущий
погремок размножается до покоса, а
позднецветущий после)
экологическая изоляция пяти
популяций севанской форели
29

30.

Биологическая (экологическая, временная)
изоляция бывает:
1. Экологическая изоляция популяций может
быть связана с переходом на разные виды
На рисунке изображены формы клюва у
пищи.
представителей разных видов семейства
цветочниц, обитающих на Гавайских островах.
30

31.

Биологическая (экологическая, временная)
изоляция бывает:
2. Этологическая - изоляция вследствие
различного брачного поведения
31

32.

3. Механическая изоляция или
32

33.

4.
Временная
(физиологическая)
изоляция вследствие разновременности
половой активности, периода цветения
33

34.

5. Генетическая изоляция
• Несовместимость хромосомного набора, гамет
особей разных видов, что препятствует
образованию зигот
• Если зигота образуется, то межвидовые
гибриды бесплодны ( гибрид зайка-русака и
зайца –беляка - ТУМАК – потомство не дает!)
34

35.

♀
♂
Мул
35

36.

♂
♀
Лошак
Самцы лошака и мула всегда
бесплодны, самки в
большинстве случаев. Это
происходит из-за разного
количества хромосом у
лошадей (64 хромосомы) и
ослов (62 хромосомы).
36

37.

Наличие изоляции приводит к тому, что
отличия между популяциями, возникающие в
результате дивергенции, будут постепенно
накапливаться, и две популяции превратятся
в два разных вида. При этом:
• возникнет репродуктивная изоляция, т.е.
невозможность
скрещивания
двух
организмов, которым не мешают никакие
географические
или
экологические
преграды
• произойдет видообразование, т.е. один
исходный вид превратится в два разных
вида.
37

38.

Соотнесите формы изоляции с примерами изоляции.
ПРИМЕРЫ ИЗОЛЯЦИИ
ФОРМЫ
ИЗОЛЯЦИИ
А) Географическая
1) Мухи пестрокрылки, откладывающие
изоляция
яйца на яблоне и боярышнике
2) Растущие в Калифорнии сосны, у которых Б) Экологическая
изоляция
пыльца осыпается в феврале и в апреле
3) Бурые медведи Канады и Финляндии
4) Дымчатые леопарды, живущие в
Индокитае и на острове Тайвань
5) Полевки Peromyscus maniculatus,
живущие в лесу вдали от воды и по
берегам озер
6) Дриада восьмилепестковая (растение
38
тундры) из Норвегии и Альп

39.

Близкородственные, но не
скрещивающиеся между собой виды
птиц будут отличаться, скорее всего, по
1) песням самцов и брачным ритуалам
2) размерам и массе тела
3) видам корма и местам гнездования
4) окраске самок
5) количеству и форме хромосом
6) плодовитости
39

40.

Выберите три фактора эволюционного
процесса, действие которых ведёт к
видообразованию.
1) изоляция
2) биологический регресс
3) модификационная изменчивость
4) наследственная изменчивость
5) высокая плодовитость особи
6) естественный отбор
40

41.

Установите соответствие между
характеристиками и факторами
эволюции: 1) дрейф генов, 2) изоляция,
3) популяционные волны.
А) создает условия для закрепления
гетерогенности генофондов популяции
Б) действует в малочисленных
популяциях
В) приводит к случайному изменению
частот аллелей
Г) необходимое условие для
видообразования
Д) колебание численности особей в
популяции
Е) может возникать при действии
хищников и паразитов
41

42.

Прочитайте текст. Выберите три предложения, в
которых даны описания дрейфа генов.
(1) Генофонды разных популяций могут
различаться благодаря «эффекту основателя» –
переселению в новый ареал небольшой группы
организмов с определенным набором генов. (2)
Также генофонд может изменяться в результате
борьбы за существование в определенных
условиях. (3) Скорость изменения генофонда
зависит тот различных факторов: скорости
размножения, плотности популяции и др. (4)
Распространение аллелей в некоторых случаях
происходит случайно и ненаправленно. (5)
Например, альбатрос, охотясь на сардин,
выхватывает из косяка случайную рыбу. (6)
Однако часто хищники выбирают наиболее
слабую
особь,
чтобы
повысить
шансы
42
результативной охоты.

43.

• Установите
соответствие
между
характеристиками,
примерами
и
движущими
силами
(факторами)
эволюции: 1) популяционные волны, 2)
миграция, 3) изоляция
А)
обмен
генами
между
разными
популяциями
одного
вида
Б)
сезонные
перемещения
особей
В) разобщение популяций в результате
возникновения
барьеров
Г) несовместимость хромосомного набора
гамет
Д) случайное изменение численности
популяции под влиянием факторов среды
Е) видовые особенности поведения в
брачный период
43