Формы естественного отбора в популяциях

Механизм действия естественного отбора одинаков, т.е. естественный отбор каждый раз способствует выживанию и оставлению потомства наиболее приспособленных особей. Однако в зависимости от его направленности, эффективности и особенностей условий обитания организмов формы естественного отбора могут быть разными.

Движущая форма отбора

Организмы, составляющие любую популяцию или вид, как вы знаете, очень разнообразны. Несмотря на это, каждая популяция характеризуется некоторым средним значением любого признака. Для количественных признаков средняя величина определяется как среднее арифметическое значение, например, средним числом рождаемых потомков, средней длиной крыла, средней массой тела. Для характеристики популяции по качественным признакам определяется частота особей с тем или иным признаком; например, частота черных и белых бабочек или частота комолых и рогатых животных. Изменение условий существования часто приводит к отбору особей, уклоняющихся от средней величины отбираемого признака. Яркий пример, доказывающий существование движущей формы естественного отбора в природе, ― так называемый индустриальный меланизм.

Рис. 66. Индустриальный меланизм у бабочек

 

Многие виды бабочек в районах, не подвергнутых индустриализации, имеют светлую окраску тела и крыльев. Развитие промышленности, связанное с этим загрязнение стволов деревьев и гибель лишайников, живущих на коре, привели к резкому возрастанию частоты встречаемости черных бабочек. В окрестностях некоторых городов черные бабочки за короткое время стали преобладающими, тогда как сравнительно недавно они там полностью отсутствовали. Причина возрастания частоты встречаемости черных бабочек в промышленных районах состоит в том, что на потемневших стволах деревьев белые бабочки стали легкой добычей птиц, а черные бабочки, наоборот, стали менее заметными.

Примеров, доказывающих существование движущей формы отбора, множество, но суть их одна: естественный отбор до тех пор смещает среднее значение признака или меняет частоту встречаемости с измененным признаком, пока популяция приспосабливается к новым условиям.

Рис. 67. Формы естественного отбора: I – стабилизирующая, II – движущая, III – дизруптивная; F₁ - F₃ – последовательные поколения особей.

 

А-Г ― последовательные изменения нормы реакции под давлением движущей силы естественного отбора

Стабилизирующая форма отбора

Приспособленность к определенным условиям среды означает прекращение действия отбора в популяции. Поскольку в любой популяции всегда осуществляется мутационная и комбинативная изменчивость, то постоянно возникают особи с существенно отклоняющимися от среднего значения признаками. При стабилизирующем отборе устраняются особи с существенными отклонениями от среднего значения признаков, типичных для популяции или вида.

Наблюдаемое в любой популяции животных или растений большое сходство всех особей ― результат действия стабилизирующей формы естественного отбора.

Благодаря стабилизирующему отбору до наших дней сохранились "живые ископаемые": кистеперая рыба латимерия, предки которой были широко распространены в палеозойскую эру; представитель древнейших рептилий гаттерия, внешне похожая на крупную ящерицу, но не утратившая особенностей строения пресмыкающихся мезозойской эры.

Дизруптивный (разрывающий) отбор сохраняет несколько разных фенотипов с равной приспособленностью. Он действует против особей со средним или промежуточным значением признаков. Так в зависимости от преобладающего цвета почвы улитки Cepoea nemoralis имеют раковины коричневой, желтой, розовой окраски. Дизруптивная форма отбора «разрывает» популяцию по определенному признаку на несколько групп. Она поддерживает в популяции генетический полиморфизм.

 

Рис. 68. Древнейшие животные, сохранившиеся в современной фауне