تحت تأثیر عوامل اولیه در مخزن ژنی، فراوانی ژنهای خاص تغییر می کند که منجر به تغییر ژنوتیپ و فنوتیپ جمعیت می شود و با قرار گرفتن طولانی مدت در معرض انتخاب طبیعی، تمایز آن صورت می گیرد.
تکامل خرد چیست
Microevolution - تغییر جمعیت تحت تأثیر عوامل تکاملی، که می تواند منجر به تغییر در مخزن ژن یا حتی ظهور یک گونه جدید شود.
عوامل تکامل را می توان هر فرآیند یا پدیده ای نامید. از جمله جهش ها، جداسازی، رانش ژنتیکی، امواج جمعیتی که ترکیب ژنتیکی را تغییر می دهد.
اندازه هر جمعیتی دائماً در حال تغییر است. دلایل این امر تأثیرات مختلف طبیعت زنده و غیر زنده است. چنین نوسانات جمعیتی دوره ای است. بنابراین، پس از افزایش تعداد افراد در یک جمعیت، کاهش می یابد. در سال 1905، S. S. Chetverikov این نظم را امواج جمعیت نامید. اگر مثال هایی از امواج جمعیتی ارائه دهید، اینها می تواند نوسانات در تعداد شکارچیان، تولید مثل ملخ یا خرگوش در استرالیا باشد. مثال دیگر شیوع لمینگ در استاپیدمی های قطب شمال یا طاعون که در گذشته در اروپا ثبت شده است.
ویژگی "امواج زندگی"
این امواج مشخصه همه موجودات زنده است. آنها می توانند دوره ای یا غیر دوره ای باشند. دوره ای اغلب در موجودات کوتاه مدت - در حشرات، گیاهان یکساله، و همچنین در اکثر میکروارگانیسم ها و قارچ ها مشاهده می شود. ساده ترین مثال تغییرات فصلی در اعداد است.
امواج جمعیتی غیر تناوبی به ترکیبی از چندین عامل پیچیده بستگی دارد. به عنوان یک قاعده، آنها نه یک، بلکه چندین نوع از موجودات زنده را در یک بیوژئوسنوز مربوط می کنند، بنابراین می توانند به بازسازی بنیادی منجر شوند.
در میان تغییرات تعداد افراد در یک جمعیت، باید ظاهر ناگهانی گونه‌های خاصی از موجودات را در مناطق جدیدی که دشمنان طبیعی آنها غایب هستند برجسته کرد. همچنین باید به تغییرات غیر چرخه ای شدید در جمعیت اشاره کرد که با "فاجعه" طبیعی همراه است و می تواند با تخریب بیوژئوسنوز یا کل چشم انداز ظاهر شود. بنابراین، چندین دوره خشک تابستانی می تواند یک منطقه قابل توجه را تغییر دهد - باعث ظهور پوشش گیاهی علفزار در باتلاق ها و تعداد زیادی از علفزارهای خشک شود.
اگر علل موج های جمعیتی را مشخص کنید، پس ارزش دارد که نه تنها رابطه موجودات زنده با یکدیگر و با عوامل محیطی، بلکه تأثیر انسان را نیز به خاطر بسپارید.
معنای تکاملی "امواج زندگی"
در مواردی که اندازه هر جمعیت به شدت کاهش می یابد، ممکن است تنها چند نفر باقی بمانند.در عین حال، فراوانی ژن (آلل) آنها با آنچه در جمعیت اصلی بود متفاوت است. اگر پس از کاهش شدید تعداد افراد در جمعیت، افزایش شدیدی وجود داشته باشد، در این صورت شروع یک شیوع جدید رشد در تعداد افراد در جمعیت توسط گروه کوچکی از موجودات باقیمانده داده می شود. به همین دلیل است که می توان ادعا کرد که امواج جمعیتی بر مخزن ژنی تأثیر می گذارد، زیرا ژنوتیپ یک گروه معین ساختار ژنتیکی کل جمعیت را تعیین می کند.
همزمان، مجموعه جهش ها در جمعیت و غلظت آنها به طور چشمگیری تغییر می کند. بنابراین، بخش خاصی از جهش ها به طور کلی ناپدید می شوند و برخی به طور ناگهانی رشد می کنند. به طور خلاصه، می توان گفت که امواج جمعیت به عنوان یک عامل تکاملی بسیار مهم هستند، زیرا در شرایط انتخاب فشرده، تامین کننده اصلی مواد تکاملی هستند، زمانی که جهش های نادر جایگزین انتخاب شوند.
علاوه بر این، امواج زندگی می توانند به طور موقت تعدادی جهش یا ژنوتیپ را به محیط غیرزیستی یا زیستی دیگری وارد کنند. با وجود این، حتی ترکیبی از امواج جمعیتی و جهش ها، روند تکاملی را تضمین نمی کند. شما به عمل عاملی نیاز دارید که در یک جهت تأثیر می گذارد (این، برای مثال، انزوا است).
تاثیر انزوا بر اندازه جمعیت
این عامل از نظر تکاملی بسیار مهم است، زیرا باعث ظهور صفات جدید در شرایط یک گونه می شود و از تلاقی گونه های مختلف با یکدیگر جلوگیری می کند. شایان ذکر است که انزوای جغرافیایی اغلب مشاهده می شود. ماهیت آن در آن نهفته استاین واقعیت که تنها منطقه پاره شده است، در حالی که تقاطع افراد از نقاط مختلف آن غیر ممکن یا دشوار می شود.
شایان ذکر است که در یک جمعیت جدا شده، جهش ها به طور تصادفی ایجاد می شود و در نتیجه انتخاب طبیعی، ژنوتیپ آن بیشتر و بیشتر متنوع می شود. علاوه بر این، انزوای اکولوژیکی و مکانیسم‌های بیولوژیکی مختلفی وجود دارد که از آمیختگی آزادانه افراد گونه‌های مختلف جلوگیری می‌کند. به عنوان مثال، ترجیحات مختلف در مورد مکان یا زمان عبور، و همچنین، به عنوان مثال، رفتار متفاوت یا ساختار متفاوت اندام تناسلی در حیوانات، که مانع دیگری برای عبور می شود.
به طور خلاصه، انواع مختلف جداسازی باعث تشکیل گونه های جدید می شود، اما در عین حال به حفظ ساختار ژنتیکی گونه کمک می کند.
رانش ژن
تغییر تصادفی در تعداد ژن ها در هر جمعیت کوچکی می تواند عواقب قابل توجهی داشته باشد، زیرا می تواند منجر به تغییر در فراوانی آلل شود. تغییرات تصادفی در فراوانی آلل را رانش ژنتیکی می گویند. این فرآیند غیر جهت دار است. اولین بار توسط ژنتیک شناسان N. P. Dubinin و D. D. Romashov کشف شد.
S. رایت در مورد تصادفی بودن رانش ژنتیکی تأییدیه دریافت کرد. او در آزمایشگاه، مگس سرکه ماده و نر را که برای یک ژن خاص هتروزیگوت بودند، تلاقی کرد. پس از آن، فرزندان با غلظت ژن طبیعی و جهش یافته به دست آمد که 50 درصد بود. از طریقبرای چندین نسل، برخی از افراد برای ژن جهش یافته هموزیگوت شدند، برخی آن را به طور کلی از دست دادند، و بخشی دیگر از افراد هم ژن جهش یافته و هم ژن طبیعی را داشتند.
لازم به ذکر است که حتی با کاهش زنده ماندن افراد جهش یافته و تحت تأثیر انتخاب طبیعی، آلل جهش یافته می تواند به طور کامل جایگزین آلل طبیعی شود و باعث ایجاد امواج جمعیتی خاصی شود.
علت شناسی امواج جمعیتی
در بین همه دلایلی که می تواند بر ویژگی های کمی جمعیت تأثیر بگذارد، شرایط آب و هوایی پیشرو را اشغال می کند، در حالی که عوامل زیستی به پس زمینه می روند. با تنوع گونه ای کم، تعداد افراد در جمعیت به آب و هوا، ترکیب شیمیایی محیط و همچنین میزان آلودگی بستگی دارد.
شایان ذکر است که علل امواج جمعیتی که تغییر اندازه جمعیت را از پیش تعیین می کند، به تراکم آن یا تأثیر مستقل از این پارامتر بستگی دارد.
عوامل غیرزیستی و انسان زایی معمولاً به تراکم جمعیت بستگی ندارند. تأثیر زیستی بیشتر به آن وابسته است. باید به رفتار سرزمینی توجه داشت که در سیر تکامل مؤثرترین مکانیسمی است که از رشد تعداد افراد در یک جمعیت جلوگیری می کند. بنابراین فعالیت افراد به فضای مربوطه محدود می شود. با افزایش تعداد، رقابت درون گونه ای برای منابع یا تضاد مستقیم (حمله به رقبا) توسعه می یابد.
امواج جمعیت نیز به رفتار بستگی داردواکنش هایی که با جمعیت زیاد، با ظهور غریزه مهاجرت دسته جمعی مشخص می شود. یک پاسخ استرس نیز می تواند ایجاد شود، که در آن افراد ویژگی های فیزیولوژیکی ایجاد می کنند که باروری را کاهش می دهد و مرگ و میر را افزایش می دهد. بنابراین، روند اووژنز و اسپرم زایی مختل می شود، موارد سقط جنین بیشتر می شود، تعداد افراد در یک نسل کاهش می یابد و دوره بلوغ افزایش می یابد. علاوه بر این، غریزه مراقبت از فرزندان کاهش می یابد، رفتار تغییر می کند - پرخاشگری رشد می کند، آدمخواری و واکنش ناکافی به افراد جنس مخالف مشاهده می شود که در نهایت باعث کاهش جمعیت می شود.
ویژگی های تغییر در تعداد جمعیت
بسیاری از فرآیندهای اکولوژیکی مرتبط با گسترش جمعیت در یک منطقه یا با طغیان محلی اعداد شبیه امواج عجیب و غریب هستند که همانطور که در بالا ذکر شد "امواج زندگی" نامیده می شوند. یک مثال معمولی افزایش ناگهانی تعداد آفات حشرات در یک منطقه محدود از جنگل است. در شرایط مساعد، حشرات قادر به تصرف مناطق بیشتر و بیشتری هستند، که یک تصویر معمولی از افزایش تراکم آنها یا گسترش موج به اصطلاح جمعیت است. با دانستن ویژگی‌های تحرک و برخی ویژگی‌های جمعیتی، می‌توان به راحتی سرعت انتشار این موج و روش‌های ممکن کنترل را محاسبه کرد.
به طور مشابه، امواج اپیدمی را می توان مشخص کرد، بنابراین این نظریه با موفقیتبرای تعیین ماهیت شیوع بیماری های مختلف و سرعت این فرآیند استفاده می شود.
علاوه بر این، باید به امواج جمعیتی-ژنتیکی اشاره کرد که ماهیت توزیع یک ژن خاص را در منطقه اشغال شده توسط یک جمعیت خاص توصیف می کند.
مکانیسم عمل امواج جمعیتی
امواج جمعیتی را می توان با استفاده از یک مثال مدل مشخص کرد. بنابراین، در یک جعبه بسته 500 توپ سیاه و به همان تعداد توپ سفید وجود دارد که مربوط به فراوانی آلل P-0، 50 است. اگر به طور تصادفی 10 توپ را برداریم و فرض کنیم که 4 تای آنها سیاه و 6 توپ سفید هستند. ، سپس فراوانی آلل به ترتیب 0.40 و 0.60 خواهد بود.
اگر تعداد توپ ها را با اضافه کردن 400 عدد سیاه و 600 عدد سفید 100 برابر افزایش دهید و سپس به طور تصادفی هر 10 عدد را انتخاب کنید، احتمالا نسبت رنگ آنها به طور قابل توجهی با توپ اصلی متفاوت است، برای مثال، 2 تا مشکی و 8 تا سفید. در این حالت فرکانس آللی به ترتیب P-0.20 و P-0.80 خواهد بود، اگر نمونه سوم را بگیریم، این احتمال وجود دارد که از 10 توپ انتخابی، 9 توپ سفید کشیده شود یا حتی همه آنها کشیده شوند. سفید باشید.
نوسانات تصادفی در فراوانی آلل ها در جمعیت های طبیعی را می توان از این مثال قضاوت کرد که می تواند غلظت یک ژن خاص را کاهش یا افزایش دهد.
