Onder invloed van elementaire factoren in de genenpool verandert de frequentie van bepaalde genen, wat leidt tot een verandering in het genotype en fenotype van de populatie, en bij langdurige blootstelling aan natuurlijke selectie vindt differentiatie plaats.
Wat is micro-evolutie
Micro-evolutie - populatieveranderingen onder invloed van evolutionaire factoren, wat kan leiden tot een verandering in de genenpool of zelfs de opkomst van een nieuwe soort.
Evolutiefactoren kunnen alle processen of fenomenen worden genoemd. Onder hen zijn mutaties, isolatie, genetische drift, bevolkingsgolven die de genetische samenstelling veranderen.
De omvang van elke populatie verandert voortdurend. De redenen hiervoor zijn verschillende invloeden van biotische en abiotische aard. Dergelijke populatiefluctuaties zijn periodiek. Dus na een toename van het aantal individuen in een populatie, neemt het af. In 1905 noemde S. S. Chetverikov deze regelmaat bevolkingsgolven. Als je voorbeelden geeft van populatiegolven, dan kunnen dat schommelingen zijn in het aantal predatoren, de voortplanting van sprinkhanen of konijnen in Australië. Een ander voorbeeld zijn de uitbraken van lemmingen inArctische of pestepidemieën die in het verleden in Europa zijn geregistreerd.
Kenmerk van de "golven van het leven"
Deze golven zijn kenmerkend voor alle levende organismen. Ze kunnen periodiek of niet-periodiek zijn. Periodiek wordt het vaakst waargenomen in kortlevende organismen - in insecten, eenjarige planten, maar ook in de meeste micro-organismen en schimmels. Het eenvoudigste voorbeeld zijn seizoensveranderingen in aantallen.
Niet-periodieke bevolkingsgolven zijn afhankelijk van een combinatie van verschillende complexe factoren. In de regel hebben ze betrekking op niet één, maar meerdere soorten levende organismen in een biogeocenose, daarom kunnen ze leiden tot radicale herstructurering.
Onder de veranderingen in het aantal individuen in een populatie, zou men de plotselinge verschijning van bepaalde soorten organismen moeten benadrukken in nieuwe gebieden waar hun natuurlijke vijanden afwezig zijn. We moeten ook melding maken van scherpe niet-cyclische veranderingen in de bevolking, die gepaard gaan met natuurlijke "catastrofes" en die zich kunnen manifesteren door de vernietiging van de biogeocenose of het hele landschap. Verschillende droge zomerperiodes kunnen dus een aanzienlijk gebied veranderen - waardoor er weidevegetatie ontstaat in moerassen en een groot aantal droge weiden.
Als je de oorzaken van bevolkingsgolven aangeeft, is het de moeite waard om niet alleen de relatie van levende organismen met elkaar en met omgevingsfactoren te onthouden, maar ook de invloed van de mens.
Evolutionaire betekenis van de "golven van het leven"
In gevallen waarin de omvang van een populatie sterk wordt verminderd, mogen er slechts een paar individuen overblijven. Tegelijkertijd is hun frequentie van genen (allelen) anders dan die in de oorspronkelijke populatie. Als er na een sterke afname van het aantal individuen in de populatie een sterke stijging is, dan wordt het begin van een nieuwe uitbraak van groei in het aantal individuen in de populatie gegeven door een kleine groep organismen die is gebleven. Daarom kan worden beweerd dat populatiegolven de genenpool beïnvloeden, aangezien het genotype van een bepaalde groep de genetische structuur van de hele populatie bepa alt.
Tegelijkertijd veranderen de reeks mutaties in de populatie en hun concentratie door toeval dramatisch. Dus een bepaald deel van de mutaties verdwijnt helemaal en sommige groeien plotseling. Samenvattend kunnen we stellen dat bevolkingsgolven als evolutionaire factor buitengewoon belangrijk zijn, omdat ze, onder de voorwaarde van intensieve selectie, de belangrijkste leverancier zijn van evolutionair materiaal, wanneer zeldzame mutaties in de plaats komen van selectie.
Bovendien zijn de levensgolven in staat om tijdelijk een aantal mutaties of genotypen in een andere abiotische of biotische omgeving te brengen. Desondanks garandeert zelfs een combinatie van bevolkingsgolven en mutaties het evolutionaire proces niet. Je hebt de actie nodig van een factor die in één richting van invloed is (dit is bijvoorbeeld isolatie).
De impact van isolatie op de populatiegrootte
Deze factor is evolutionair van groot belang, omdat het de opkomst van nieuwe eigenschappen in de omstandigheden van één soort veroorzaakt en voorkomt dat verschillende soorten met elkaar worden gekruist. Het is vermeldenswaard dat geografische isolatie het vaakst wordt waargenomen. De essentie ervan ligt inhet feit dat het enige gebied wordt verscheurd, terwijl de kruising van individuen uit verschillende delen ervan onmogelijk of moeilijk wordt.
Het is vermeldenswaard dat in een geïsoleerde populatie zich willekeurig mutaties ontwikkelen en als gevolg van natuurlijke selectie wordt het genotype steeds diverser. Daarnaast is er ecologische isolatie en verschillende biologische mechanismen die voorkomen dat individuen van verschillende soorten vrij met elkaar kunnen kruisen. Een voorbeeld zijn verschillende voorkeuren met betrekking tot de plaats of tijd van oversteken, evenals bijvoorbeeld ander gedrag of andere structuur van de geslachtsorganen bij dieren, wat een extra obstakel wordt voor oversteken.
Samenvattend, verschillende soorten isolatie bevorderen de vorming van nieuwe soorten, maar helpen tegelijkertijd om de genetische structuur van de soort te behouden.
Gene drift
Een willekeurige verandering in het aantal genen in een kleine populatie kan aanzienlijke gevolgen hebben, omdat het kan leiden tot een verandering in de allelfrequentie. Willekeurige veranderingen in de allelfrequentie worden genetische drift genoemd. Dit proces is niet-directioneel. Het werd voor het eerst ontdekt door genetici N. P. Dubinin en D. D. Romashov.
S. Wright heeft bevestiging gekregen over de willekeur van genetische drift. In het laboratorium kruiste hij vrouwelijke en mannelijke Drosophila, die heterozygoot waren voor een bepaald gen. Daarna werden nakomelingen verkregen met een concentratie van het normale en mutante gen, die 50% was. Doorgedurende verschillende generaties werden sommige individuen homozygoot voor het mutante gen, sommigen verloren het helemaal, en een ander deel van de individuen had zowel het mutante als het normale gen.
Opgemerkt moet worden dat zelfs met een verminderde levensvatbaarheid van gemuteerde individuen en onder invloed van natuurlijke selectie, het gemuteerde allel het normale volledig zou kunnen vervangen, wat specifieke populatiegolven veroorzaakt.
Etiologie van bevolkingsgolven
Van alle redenen die de kwantitatieve kenmerken van de bevolking kunnen beïnvloeden, wordt de leidende plaats ingenomen door klimatologische omstandigheden, terwijl biotische factoren naar de achtergrond zijn verbannen. Met een lage soortendiversiteit hangt het aantal individuen in de populatie af van het weer, de chemische samenstelling van de omgeving en de mate van vervuiling.
Het is vermeldenswaard dat de oorzaken van bevolkingsgolven, die vooraf de verandering in populatieomvang bepalen, afhankelijk zijn van de dichtheid of invloed onafhankelijk van deze parameter.
Abiotische en antropogene factoren zijn in de regel niet afhankelijk van de bevolkingsdichtheid. De biotische invloed is er meer van afhankelijk. Opgemerkt moet worden dat territoriaal gedrag in de loop van de evolutie het meest effectieve mechanisme is dat de groei van het aantal individuen in een populatie remt. De activiteit van individuen is dus beperkt tot de overeenkomstige ruimte. Met een toename van het aantal ontwikkelt zich intraspecifieke concurrentie om middelen of direct antagonisme (aanvallen op concurrenten).
Bevolkingsgolven zijn ook afhankelijk van gedragreacties die, met een hoge bevolking, worden gekenmerkt door het verschijnen van een instinct voor massale migratie. Er kan zich ook een stressreactie ontwikkelen, waarbij individuen fysiologische kenmerken ontwikkelen die de vruchtbaarheid verminderen en de mortaliteit verhogen. Dus het proces van oögenese en spermatogenese is verstoord, gevallen van miskramen komen vaker voor, het aantal individuen in één generatie neemt af en de periode van puberteit neemt toe. Bovendien neemt het instinct om voor het nageslacht te zorgen af, gedragsveranderingen - agressiviteit neemt toe, kannibalisme en een ontoereikende reactie op personen van het andere geslacht kunnen worden waargenomen, wat uiteindelijk de populatie vermindert.
Kenmerken van veranderingen in het aantal populaties
Veel ecologische processen die verband houden met de verspreiding van een populatie over een gebied of met een lokale uitbarsting van aantallen lijken op eigenaardige golven, die, zoals hierboven vermeld, "golven van leven" worden genoemd. Een typisch voorbeeld is een plotselinge toename van het aantal insectenplagen in een beperkt deel van het bos. Insecten kunnen onder gunstige omstandigheden steeds meer nieuwe territoria veroveren, wat een typisch beeld is van een toename van hun dichtheid of de verspreiding van de zogenaamde populatiegolf. Als men de kenmerken van mobiliteit en bepaalde populatiekenmerken kent, kan men gemakkelijk de voortplantingssnelheid van deze golf en mogelijke controlemethoden berekenen.
Op dezelfde manier kunnen epidemische golven worden gekarakteriseerd, dus deze theorie is succesvolgebruikt om de aard van de verspreiding van verschillende ziekten en de snelheid van dit proces te bepalen.
Bovendien moeten we populatie-genetische golven noemen, die de aard van de verdeling van een bepaald gen over het gebied dat door een bepaalde populatie wordt ingenomen, beschrijven.
Werkingsmechanisme van bevolkingsgolven
Bevolkingsgolven kunnen worden gekarakteriseerd met behulp van een modelvoorbeeld. Dus in een gesloten doos zijn er 500 zwarte en hetzelfde aantal witte ballen, wat overeenkomt met de frequentie van allelen P-0, 50. Als we willekeurig 10 ballen verwijderen en aannemen dat 4 van hen zwart zijn en 6 wit, dan is de allelfrequentie respectievelijk 0,40 en 0,60.
Als je het aantal ballen met 100 keer vergroot door 400 zwart en 600 wit toe te voegen, en dan weer willekeurig 10 ballen oppakt, dan is het waarschijnlijk dat hun kleurverhouding aanzienlijk zal verschillen van het origineel, bijvoorbeeld, 2 zwarte en 8 witte. In dit geval is de allelfrequentie respectievelijk P-0,20 en P-0,80. Als we het derde monster nemen, bestaat de kans dat 9 witte ballen worden getrokken uit 10 geselecteerde ballen, of zelfs allemaal wees wit.
Willekeurige fluctuaties in de frequentie van allelen in natuurlijke populaties kunnen aan de hand van dit voorbeeld worden beoordeeld, wat de concentratie van een bepaald gen kan verlagen of verhogen.
