Классификация популяционных волн

1. Периодические колебания численности короткоживущих организмов характерны для большинства насекомых, однолет­них растений, большинства грибов и микроорганизмов. В ос­новном эти изменения вызваны сезонным колебанием числен­ности.

2. Непериодические колебания численности, зависящие от сложного сочетания разных факторов. В первую очередь они за­висят от благоприятных для данного вида (популяции) отноше­ний в пищевых цепочках: уменьшение хищников, увеличение кормовых ресурсов. Обычно такие колебания затрагивают не­сколько видов и животных, и растений в биогеоценозах, что мо­жет привести к коренным перестройкам всего биогеоценоза.

3. Вспышки численности видов в новых районах, где отсут­ствуют их естественные враги.

4. Резкие непериодические колебания численности, связан­ные с природными катастрофами (в результате засухи или по­жаров). Влияние популяционных волн особенное заметно в популя­циях очень малой величины (обычно при численности размно­жающихся особей не более 500). Именно в этих условиях популяционные волны могут как бы подставлять под действие есте­ственного отбора редкие мутации или устранять уже довольно обычные варианты.

Изоляция

Под изоляцией понимается возникновение любых барьеров, нарушающих панмиксию (свободное скрещивание). В зависимости от их природы выделяют два основных типа изо­ляции: пространственную и биологическую (репродуктив­ную).

Пространственная изоляция может существовать в двух проявлениях: изоляция за счет географических барьеров и изо­ляция расстоянием (без заметных географических барьеров, просто в силу большого расстояния между популяциями или от­дельными особями). Возникновение пространственной изоляции связано с радиусом репродуктивной активности для особей вида.

Биологическая изоляция приводит к нарушению скрещива­ния или препятствует воспроизведению нормального потомства, что обеспечивается двумя группами механизмов: устраняющие скрещивание (докопуляционная изоляция) и изоляция при скре­щивании (послекопуляционная изоляция). Спариванию близких форм препятствуют различия во время половой активности и созревания половых продуктов. В природе обычна биотипическая изоляция, при которой потенциальные партнеры по спариванию не встречаются, так как они часто обитают в разных мес­тах. Большое значение в возникновении биологической изоляции у близких форм имеет этологическая изоляция — осложнения спаривания, обусловленные особенностями поведения. Важным изолирующим механизмом, затрудняющим скрещивание близ­ких видов, оказывается возникновение морфофизиологических различий в органах размножения, так называемая морфологи­ческая изоляция. Большая группа изолирующих механизмов в природе связана с возникновением изоляции после оплодотворе­ния — собственно генетическая изоляция, включающая гибель зигот после оплодотворения, развитие полностью или частично стерильных гибридов, а также пониженную жизнеспособность гибридов.

Значение изоляции в процессе эволюции состоит в том, что она закрепляет и усиливает начальные стадии генотипической дифференцировки.

Естественный отбор

Ч. Дарвин определил естественный отбор как со­хранение особей с полезными и гибель с вредными индиви­дуальными отклонениями. Особь является элементарным объ­ектом отбора. Но особи отбираются в пределах популяции. Отсюда популяция — это поле действия отбора как элемен­тарного фактора эволюции. Сфера действия естественного от­бора затрагивает все жизненно важные признаки и свойства особи. Успех в размножении в первую очередь зависит от общей жизнеспособности особи. Чрезвычайно существенно, что отбор всегда идет по фенотипам. Это означает, что непосредствен­ной точкой приложения отбора может быть лишь конкрет­ный результат реализации генетической информации в виде определенного признака или свойства. В фенотипе особи отра­жаются особенности генотипа, поэтому в череде поколений от­бор по фенотипам сводится к отбору определенных генотипов. При этом единицей отбора всегда оказывается не отдельный признак или свойство, а весь генотип, вся особь в целом. При­знак оказывается лишь точкой приложения отбора. Следова­тельно, под естественным отбором нужно понимать избира­тельное (дифференцированное) воспроизведение генотипов (или генных комплексов).

Для сферы действия естественного отбора существует одно ограничение: естественный отбор не может изменить органи­зацию какого-либо вида без пользы для него самого и лишь на пользу другому виду. Чаще всего отбор направлен на создание взаимоприспособлений видов друг к другу. Однако отбор часто ведет к созданию признаков и свойств, невыгодных для отдель­ной особи и полезных для популяции и вида в целом. Генетиче­ской основой естественного отбора является наследственная из­менчивость, а причиной — влияние условий окружающей среды. Мутанты, бывшие прежде менее приспособленными по сравне­нию с нормальным генотипом, при благоприятных для них изме­нениях условий среды получают преимущество и постепенно вытесняют прежнюю норму. Результатом длительного действия отбора является преобразование популяционного генофонда, замена одних количественно преобладающих генотипов другими.

Движущие силы эволюции: наследственная изменчивость организмов, борьба за существование и естественный отбор. Эволюция органического мира — результат совместного действия всего комплекса движущих сил.

3. Изменчивость особей в популяции — причина ее неоднородности, эффективности действия естественного отбора. Наследственная изменчивость — способность организмов изменять свои признаки и передавать изменения потомству. Роль мутационной и комбинативной изменчивости особей в эволюции. Изменение генов, хромосом, генотипа — материальные основы мутационной изменчивости. Перекрест гомологичных хромосом, их случайное расхождение в мейозе и случайное сочетание гамет при оплодотворении — основа комбинативной изменчивости. 4. Популяция — элементарная единица эволюции, накопление в ней рецессивных мутаций в результате размножения особей. Генотипическое и фенотипическое разнообразие особей в популяции — исходный материал для эволюции. Относительная изоляция популяций — фактор ограничения свободного скрещивания, а значит, и усиления генотипического различия между популяциями вида.

5. Борьба за существование — взаимоотношения особей в популяциях, между популяциями, с факторами неживой природы. Способность особей к безграничному размножению, увеличению численности популяций и ограниченность ресурсов (пищи, территории и др.) — причина борьбы за существование. Виды борьбы за существование: внутривидовая, межвидовая, с неблагоприятными условиями.

6. Естественный отбор — процесс выживания особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и оставления ими потомства. Отбор — следствие борьбы за существование, главный, направляющий фактор эволюции (из разнообразных изменений отбор сохраняет особей преимущественно с полезными мутациями для определенных условий среды).

7. Возникновение наследственных изменений, их распространение и накопление в рецессивном состоянии в популяции благодаря размножению особей. Сохранение полезных для определенных условий изменений естественным отбором, оставление этими особями потомства — основа изменения генного состава популяций, появления новых видов.

8. Взаимосвязь наследственной изменчивости, борьбы за существование, естественного отбора — причина эволюции органического мира, образования новых видов.

3)Отряд Вши (Anoplura)

Вши — мелкие постоянные эктопаразиты, утратившие крылья. Распространены повсеместно. У человека встреча­ются два вида вшей, относящихся к родам Pediculus и Phthirus. Род Pediculus представлен одним видом Pediculus humanus, включающим два подвида — головная и платя­ная вши, которые свободно скрещиваются и дают плодо­витое потомство, хотя сами несколько отличаются по морфологическим и биологическим признакам.

Головная вошь (Pediculus humanus capitis, рис. 50) оби­тает на волосистой части головы. Длина тела самца 2-3 мм, самки — 3-4 мм. Задний конец тела самца закруглен, у самки — раздвоен. Ротовой аппарат колюще-сосущего типа. Питается только кровью человека 2-3 раза в сутки, может голодать несколько дней. Яйца (гниды) приклеиваются к волосам липким секретом. Из яйца выходит личинка, по­хожая на взрослую особь. Через несколько дней она пре­вращается в имаго. За свою жизнь (до 38-и дней) самка откладывает около 300 яиц. Продолжительность жизнен­ного цикла — 2-3 недели.

Лобковая вошь, или площица (Phthirus pubis, рис. 50), паразитирует на участках тела, покрытых редкими, жест­кими волосами: на лобке, в подмышечных впадинах, на бровях и ресницах, в бороде. Она имеет размеры до 1,5 мм. Тело короткое, широкое. Продолжительность жизни до 26-и дней. Самка за жизнь откладывает до 50 яиц. Зара­жение происходит чаще всего при половых контактах, реже через белье. Погрузив хоботок в кожу, паразит долго си­дит на одном месте, поэтому человек постоянно ощущает зуд. В местах кровососания, как результат действия слю­ны паразита, образуются синие пятна. Возбудителей забо­леваний лобковая вошь не переносит, но у людей с повы­шенной чувствительностью к ее укусам развивается фти-риоз (сильный зуд и огрубение кожи).

Отряд Блохи (Aphaniptera)

Наиболее важное медицинское значение имеют блоха человеческая (Pulex irritans, рис. 49) и крысиные блохи (Ceratophyllus fasciatus и Xenopsylla cheopis). Распростра­нены повсеместно. Блохи — временные эктопаразиты. Имаго питаются кровью человека и животных, личинки — органическими остатками. Блохи родов Oropsylla и Xenopsylla — специфические переносчики чумы; они пе­реносят также туляремию и крысиный сыпной тиф, явля­ются промежуточными хозяевами крысиного и собачьего цепней.

Тело блохи имеет плотный хитиновый покров, сплюще­но с боков. Крылья отсутствуют. На поверхности тела име­ются многочисленные волоски, щетинки, зубчики. Голова несет короткие усики и пару простых глаз. Последняя пара ног длиннее остальных и служит для прыгания. Ротовой аппарат колюще-сосущего типа.

Яйца блохи откладывают в щелях и трещинах пола, в сухом мусоре. Развитие идет с полным метаморфозом. Личинки червеобразной формы, не имеют конечностей. Через некоторое время личинка окукливается. Минимальный срок развития блохи занимает 19 дней.

Каждый вид блох имеет хозяина определенного вида: крысиные блохи — крыс, собачьи — собак, сусличьи — сус­ликов. Но многие виды блох могут питаться на животных разных видов. Блохи питаются только теплой кровью. Они оставляют мертвого хозяина и ищут живого прокормителя. Эта их особенность имеет важное значение в быстром рас­пространении чумы.

Секрет слюнных желез блох при укусах вызывает у че­ловека зуд, дерматиты: при расчесах зудящих мест присо­единяется вторичная инфекция. Однако главное эпидеми­ологическое значение блох заключается в переносе воз­будителей трансмиссивных заболеваний — чумы и туляремии. Природным резервуаром чумы являются раз­личные грызуны — крысы, суслики, тарбаганы, сурки и др. Возбудители чумы активно размножаются в желудке блохи и закрывают его просвет, образуя так называемый «чумный блок». При кровососании кровь не проходит в желудок и отрыгивается, вынося в ранку большое количе­ство чумных бактерий. Заражение человека чумой возмож­но и через фекалии блох при попадании их вместе с чум­ной палочкой на поврежденную при расчесах кожу. Чело­век может заразиться чумой при контакте с больными животными (снятие шкурок) или с больным человеком. Восприимчивость человека к чуме абсолютная.

Тропическая песчаная, или земляная, блоха (Sarco-psylla penetrans) — характеризуется переходом к эндопа-разитизму. Распространена в Южной Америке и Африке.

Размеры блохи до 1 мм в длину. Окраска желтовато-се­рая. Самки блохи после оплодотворения нападают на че­ловека и внедряются в подкожную соединительную ткань чаще между пальцами ног или под ногтями. Они питают­ся кровью и лимфой хозяина и увеличиваются до разме­ров горошины вследствие развития большого количества яиц (до нескольких сот). Вокруг блохи отмечается разрас­тание ткани. Созревшие яйца выбрасываются наружу, а самка погибает и отторгается вместе с поврежденными тканями. Болезнь, вызываемая песчаной блохой, называ­ется саркопсиллезом. Ранки в местах внедрения паразита воспаляются и очень болезненны; часто присоединяется вторичная инфекция. Осложнениями саркопсиллеза могут быть гангрена и столбняк.

Для борьбы с блохами используют инсектициды. Мера­ми профилактики служат: поддержание чистоты в помеще­ниях, влажная уборка, ликвидация трещин и щелей в полу и стенах, борьба с грызунами (дератизация). В тропичес­ких странах не рекомендуется ходить по земле без обуви