Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Основные черты популяции как генетического резерва вида
В настоящее время популяцией называют группу особей одного вида, населяющих определенную территорию в течение достаточно длительного времени (большого числа поколений), внутри которой осуществляется панмиксия вследствие отсутствия заметных изоляционных барьеров и которая обнаруживает внутри себя определенные пространственно-временные взаимоотношения. Как следует из определения, для существования популяции необходимы три условия: панмиксия (т. е. возможность свободного скрещивания особи с любой другой этого же вида); отсутствие изоляционных барьеров, нарушающих панмиксию; длительное существование на одной территории. Панмиксия заключается в случайном скрещивании родительских пар. Степень панмиксии внутри популяции должна быть выше, чем между популяциями. Эта разница в степени влияния фактора изоляции между особями и определяет обособление групп особей, именуемых популяциями. Однако внутри популяции неизбежно выделяются особи, скрещивания между которыми носит избирательный характер. Причины такой избирательности в лесных популяциях могут быть как чисто механические, так и генетические. Например, местоположение дерева может лимитировать в большей или меньшей степени как разлет пыльцы, так и попадание на женские цветки пыльцы с тех или иных деревьев. Возможна также конкуренция попавших на рыльце цветка пыльцевых зерен. Причина такой неравноценной возможности у пыльцевых зерен носит, несомненно, генетический характер. Наконец, генетически обусловлен признак раннего и позднего вступления в фазу цветения у различных деревьев. И все-таки в популяции в целом влияние факторов, нарушающих панмиксию, не должно быть значительным, так как главная роль панмиксии — обеспечить возможность особям, входящим в популяцию, свободно обмениваться генами, т. е. создавать возможно большее число вариаций генотипов предлагаемого видом «рабочего» материала естествен- ному отбору. В популяции, где возможно максимальное перемешивание (комбинация) аллелей, естественный отбор оставляет наиболее приспособленные формы организмов. В связи с этим именно панмиксия определяет в первую очередь целостность популяции, как единицы эволюции. Изоляция нарушает свободную панмиксию внутри популяции, а также ограничивает возможности скрещивания между особями, принадлежащими к разным популяциям. Различают три типа нарушения панмиксии внутри популяции.
Жизнь популяции с генетической точки зрения, это динамика частот генов и генотипов в пространстве и во времени. На сосне обыкновенной было показано, например, как в популяции формируется состав, рассчитанный на мобилизационный резерв популяции. В сеянцах уровень гетерозиготности по ряду аллелей значительно ниже, чем у деревьев более старшего возраста. С увеличением возраста подроста и до выхода его в первый ярус деревьев уровень гомозиготности снижается, а гетерозиготности возрастает, достигая постепенно уровня предыдущего поколения. Следовательно, естественный отбор сохраняет в определенном состоянии популяцию в целом, не допуская возможности оставить потомство особям, которые могут нарушить соотношение аллелей оптимальное для данной популяции. Одна популяция отличается от другой набором и частотой аллелей различных генов, а также набором и частотой отдельных генотипов, поскольку каждая популяция стремится сохранить свое положение в местообитании. Этот набор частот генов и генотипов в каждой популяции называется ее генофондом. Надо добавить к этому, что популяции отличаются друг от друга не морфофизиологическими признаками, а количественным и качественным соотношением генотипов. Это особенно существенно для долгоживущих древесных растений. Внешняя мономорфность деревьев в двух сравниваемых насаждениях несет в себе огромную генетическую полиморфность, так как эти насаждения в течение многих десятков лет формировали каждое по-своему генотипы, наиболее выгодные для существования в конкретных условиях. Отбором называют процесс выживания организмов, генотипы которых обеспечивают им наибольшую приспособленность к условиям среды. Вероятность того, что организм выживет и даст потомство, зависит от степени его приспособленности к среде. Чем шире приспособительные реакции организма, тем вероятнее его сохранение и процветание в популяции. Очевидно те организмы, генотипы которых наиболее приспособлены к условиям существования, дадут больше потомков, чем менее приспособленные. Следовательно, частота (встречаемость) того или иного гена в популяции определяется естественным отбором.
Селективную ценность разных генотипов в популяции можно определить по соотношению особей, обладающих тем или иным геном. Допустим, что особи гомозиготные по рецессивному гену аа дают 99 потомков на каждые 100 производимых организмами с доминантными генами АА и Аа. Селективную ценность последних можно принять за 1,0, тогда таковая для рецессивных гомозигот составит 0,99. Разность этих величин будет выражать коэффициент отбора S в данном случае S =1,0—0,99 = 0,01. Если разные генотипы обусловливают равную выживаемость и плодовитость особи, то коэффициент отбора в этом случае будет равен нулю. Если же один из генотипов полностью погибает или оказывается стерильным, то коэффициент отбора будет равен 1. При выбраковке отбором организмов определенного генотипа частота соответствующего гена в популяции уменьшается. Следовательно, отбор ограничивает распространение неблагоприятных генов. Концентрация более вредных мутаций в популяции снижается в поколениях скорее, чем менее вредных. И, наоборот, концентрация мутаций с приспособительным значением возрастает быстрее, чем концентрация мутаций менее полезных. Популяционные исследования лесных древесных пород были начаты в конце 50-х годов текущего столетия. Основные задачи этих исследований заключаются в изучении генетической организации видов древесных и кустарниковых растений, реализации генетической информации в фенотипах потомства и выявлении факторов преобразования генетической структуры популяций. Региональные исследования генетической структуры популяций проводятся на основных породах-лесообразователях нашей страны. Они направлены на изучение внутрипопуляционной и межпопуляционной изменчивости и выявление характера действия естественного отбора. В итоге изучение структуры популяций решается вопрос о методах генетического анализа качественных, моногенных, и количественных, полигенных, признаков. В последнем случае рассматриваются не частоты дискретных вариантов гетерозигот, а обобщенные статистические показатели распределений — типы кривых распределений, средние величины коэффициентов вариации, коэффициенты наследуемости и т. д. На основе популяционного анализа разрабатывается система сортового семеноводства. Исследования структуры лесных популяций показали необходимость накопления знаний по генетике видов древесных растений, которые позволят в области семеноводства перейти от эмпирических приемов к строго обоснованным методам на основе генетико-селекционных закономерностей. Изучение генетики того или иного вида начинается с исследования эволюции популяций, образующих данный вид, и направления естественного отбора.
24. Структура популяций Показатели структуры популяций. Как первая надорганизмен-ная биологическая система, популяция обладает определенной структурой и свойствами. Структуру популяции отражают такие ее показатели, как численность и распределение особей в пространстве, соотношение групп по полу и возрасту, их морфологические, поведенческие и другие особенности.
Численность — общее количество особей в популяции. Эта величина характеризуется широким диапазоном изменчивости, однако она не может быть ниже некоторых пределов. Сокращение численности по сравнению с этими пределами может привести к вымиранию популяции. Полагают", что если численность популяции меньше нескольких сотен особей, то любые случайные причины (пожар, наводнение, засуха, обильные снегопады, сильные морозы и т. д.) могут сократить ее настолько, что оставшиеся особи не смогут встречаться и оставить потомство. Рождаемость перестанет покрывать естественную убыль, и оставшиеся особи в течение сравнительно короткого времени вымрут. Плотность — число особей на единицу площади или объема. При увеличении численности плотность популяции, как правило, возрастает; она остается прежней лишь в случае ее расселения и расширения ареала. У некоторых животных плотность популяции регулируется сложными поведенческими и физиологическими механизмами. Пространственная структура популяции характеризуется особенностями размещения особей на занимаемой территории. Она определяется свойствами местообитания и биологическими особенностями вида. Наряду со случайным и равномерным распределением в природе наиболее часто встречается групповое распределение. Группа животных, прилагая совместные усилия, может легче защищаться от хищников, искать и добывать корм. Жизнь в семьях, стадах, колониях, гаремах приводит также к групповому распределению особей. Пространственная структура может изменяться во времени; она зависит от сезона года, от численности популяции, возрастной и половой структуры и т. д. Половая структура отражает определенное соотношение мужских и женских особей в популяции. Генетический механизм определения пола обеспечивает расщепление потомства по полу в соотношении 1: 1. В силу разной жизнеспособности мужских и женских особей это первичное соотношение полов при оплодотворении часто заметно отличается от вторичного (при рождении — у млекопитающих) и тем более от третичного, характерного для половозрелых особей. Например, в популяциях человека вторичное соотношение полов составляет 100 девочек/106 мальчиков; к 16—18 годам это соотношение выравнивается и становится равным 1:1, к 50 годам— 100 женщин/85 мужчин, а к 80 годам соотношение по полу становится 2:1 (100 женщин/ 50 мужчин).
Изменение половой структуры популяции отражается на ее роли в экосистеме, так как самцы и самки многих видов отличаются друг от друга по характеру питания, ритму жизни, поведению и др. Так, самки некоторых видов комаров, клещей и мошек являются кровососущими, в то время как самцы питаются соком растений или нектаром. Преобладание доли самок над самцами обеспечивает более интенсивный рост популяции. Возрастная структура отражает соотношение различных возрастных групп в популяциях, зависящее от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, числа потомков в помете, количества потомств за сезон и др. Если какая-либо возрастная группа сокращается либо увеличивается, это сказывается на общей численности популяции. Например, массовое истребление крупных половозрелых особей в результате промысла приводит к резкому снижению численности популяции вследствие слабого пополнения ее молодыми особями. Поэтому присутствие в популяции большого количества особей младших возрастных групп свидетельствует о ее благополучии. Если же в популяции преобладают старые особи, можно со всей определенностью сказать, что данная популяция завершает свое существование. Экологическая структура свидетельствует об отношении различных групп организмов к условиям окружающей среды. Например, особи одной популяции растений различаются рядом признаков: по размерам, количеству побегов, цветков, плодов, семян и т. п. Кроме того, разные особи этой же популяции зацветают неодновременно, что способствует более полному их опылению (при одновременном и кратковременном цветении насекомые могут не успеть опылить все цветки). У такой популяции меньший риск остаться без семян, например в случае кратковременных заморозков (замерзнет лишь часть цветков). Внутривидовой полиморфизм обусловливает уникальность сочетания аллелей у разных особей. Причиной полиморфизма служат половое размножение, которое обеспечивает комбинативную изменчивость, и мутации, изменяющие субстрат наследственности. Поддержание внутривидового полиморфизма обеспечивает устойчивость вида и гарантирует его существование в различных условиях среды.
25.
|
||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 855; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.139.78.149 (0.014 с.) |