スネジンスキー工科大学

次のトピックに関する生物学についてのレポートを作成します。

"自然な選択"

修了者：1年生

F-18Dグループ

ヤクニナ・エレナ

チェック者: Budalova I.B.

スネジンスク 2009

自然な選択

a) 選択を不安定にする

b) 性選択

c) グループの選択

d) 指示された選択（移動）

e) 選択の安定化

f) 破壊的（解体的）選択

結論

参考文献

自然な選択

自然な選択- 生存競争の結果。 それは、優先的に生存し、各種の最も適応した個体と子孫を残すことと、適応度の低い生物の死を基礎としています。

突然変異の過程、個体数の変動、孤立により、種内に遺伝的不均一性が生じます。 しかし、彼らの行動には指示がありません。 一方、進化は、動物と植物の構造と機能の漸進的な複雑化を伴う、適応の発達に関連する方向性のあるプロセスです。 指向性のある進化要因は 1 つだけ、それは自然選択です。

特定の個人またはグループ全体が選択の対象となる場合があります。 集団選択の結果、個人にとっては不利でも、集団や種全体にとっては有益な特性や特性が蓄積されることがよくあります（刺したミツバチは死にますが、敵を攻撃すると家族は救われます）。 いずれの場合でも、選択により、特定の環境に最も適応した生物が保存され、集団内で機能します。 したがって、選択の作用の場となるのは集団である。

自然選択は、遺伝子型 (または遺伝子複合体) の選択的 (差次的) 複製として理解されるべきです。 自然選択の過程において重要なのは、個体の生存または死亡ではなく、その差異的な生殖です。 異なる個体の生殖の成功は、自然選択の客観的な遺伝進化基準として役立ちます。 子孫を残した個体の生物学的重要性は、集団の遺伝子プールに対するその遺伝子型の寄与によって決まります。 形質ではなく遺伝子複合体が子孫に伝えられるため、表現型に応じた世代から世代への選択は遺伝子型の選択につながります。 進化にとっては、遺伝子型だけでなく、表現型や表現型の多様性も重要です。

遺伝子は発現中に多くの形質に影響を与える可能性があります。 したがって、子孫を残す可能性を高める特性だけでなく、生殖に直接関係しない形質も選択の範囲に含めることができます。 これらは相関関係の結果として間接的に選択されます。

a) 選択を不安定にする

選択を不安定にする- これは、それぞれの特定の方向での集中的な選択による体内の相関関係の破壊です。 一例としては、攻撃性を減らすことを目的とした選択が繁殖サイクルの不安定化につながる場合が挙げられます。

選択を安定させると反応速度が狭くなります。 しかし、自然界では、時間の経過とともに種の生態的ニッチが拡大する場合があります。 この場合、同じ形質の平均値を維持しながら、より広い反応速度を持つ個人および集団によって選択的利点が得られます。 この形式の自然選択は、アメリカの進化論者ジョージ G. シンプソンによって遠心選択という名前で最初に説明されました。 その結果、選択の安定化とは逆のプロセスが発生します。つまり、より広い反応速度を持つ突然変異が有利になります。

したがって、不均一な照明があり、ウキクサ、アシ、ガマが生い茂るエリアと外水の「窓」が交互にある池に生息する沼地のカエルの個体群は、広範囲の色の変動によって特徴付けられます（自然環境の不安定化の結果）。選択）。 反対に、照明と色が均一な水域（ウキクサが完全に生い茂った池、または開いた池）では、カエルの色の変動範囲は狭いです（安定化形態の自然選択の作用の結果）。

したがって、選択の不安定な形態は、 反応速度の拡大につながります。

b) 性的選択

性的選択- 同性間の自然選択。主に最大数の子孫を残す機会を与える形質の開発を目的としています。

多くの種のオスには、一見すると不適応に見える顕著な二次性徴が見られます。孔雀の尾、極楽鳥やオウムの明るい羽、雄鶏の緋色のとさか、熱帯魚の魅惑的な色、歌などです。鳥やカエルなど。 これらの特徴の多くは、キャリアにとって生活を困難にし、捕食者に容易に発見されてしまいます。 これらの兆候は、生存競争においてそのキャリアに何の利点も与えていないように見えますが、それでも本質的には非常に広範囲に存在しています。 その起源と広がりにおいて自然選択はどのような役割を果たしたのでしょうか?

生物の生存は自然選択の重要な要素ではありますが、唯一の要素ではないことはすでにわかっています。 もう 1 つの重要な要素は、異性に対する魅力です。 チャールズ・ダーウィンはこの現象を性選択と呼びました。 彼は最初にこの種の選択の形式について『種の起源』で言及し、その後『人類の起源と性的選択』で詳細に分析しました。 彼は、「この形式の選択は、有機的存在同士の関係や外部条件との関係における生存競争によって決定されるのではなく、同性の個人、通常は男性の間の、自分の所有物をめぐる競争によって決定される」と信じていた。他のセックス。」

性選択は生殖を成功させるための自然選択です。 保因者の生存能力を低下させる形質は、その形質が繁殖の成功にもたらす利点が生存上の欠点よりも著しく大きい場合に出現し、蔓延する可能性があります。 寿命は短いがメスに好かれ、多くの子孫を残すオスは、長生きしても子孫をほとんど残さないオスよりも累積適応度がはるかに高くなります。 多くの動物種では、大部分の雄が生殖にまったく参加しません。 どの世代でも、オス同士でメスをめぐる熾烈な競争が起こります。 この競争は直接的な場合があり、領土をめぐる闘争やトーナメントの戦いの形で現れます。 また、間接的な形で発生することもあり、メスの選択によって決定されます。 メスがオスを選ぶ場合、オスは派手な外見や複雑な求愛行動を示すことで競争します。 女性は自分が一番好きな男性を選びます。 原則として、これらは最も明るい男性です。 しかし、なぜ女性は明るい男性を好むのでしょうか？

米。 7. 鳥の明るい色は、進化の過程で性選択によって生じます。

女性の適応度は、将来の子供の父親の潜在的な適応度をどの程度客観的に評価できるかによって決まります。 彼女は、適応力が高くメスにとって魅力的な息子を持つオスを選ばなければなりません。

性選択のメカニズムについては、主に 2 つの仮説が提案されています。

「魅力的な息子」仮説によれば、女性の選択の論理は多少異なります。 何らかの理由で明るい男性が女性にとって魅力的である場合、彼の息子は明るい色の遺伝子を受け継ぎ、次世代の女性にとって魅力的になるため、将来の息子のために明るい父親を選ぶ価値があります。 したがって、正のフィードバックが発生し、世代ごとに男性の羽毛の明るさがますます強化されるという事実につながります。 このプロセスは、生存限界に達するまで増加し続けます。 メスが尾の長いオスを選ぶ状況を想像してみてください。 長い尾を持つオスは、短い尾や中程度の尾を持つオスよりも多くの子孫を残します。 メスは一定の尾の大きさではなく、平均より大きい尾を持つオスを選ぶため、世代ごとに尾の長さが長くなります。 最終的に、尾は、オスの生存能力に対する害と、メスの目に映る魅力とのバランスがとれるほどの長さに達します。

これらの仮説を説明する際に、メスの鳥の行動の論理を理解しようとしました。 私たちが彼らに期待しすぎているように思えるかもしれません。彼らはそのような複雑な適応度計算にほとんどアクセスできないのです。 実際、男性を選ぶとき、女性は他のすべての行動と同様に論理的です。 動物は喉が渇いたと感じたとき、体内の水分と塩分のバランスを回復するために水を飲まなければならないという理由にはなりません。喉が渇いたと感じるから水飲み場に行きます。 働きバチが巣を襲う捕食者を刺すとき、この自己犠牲によって姉妹たちの累積的な適応度がどれだけ高まるかを計算せず、本能に従います。 同様に、メスは明るいオスを選び、本能に従います - 彼らは明るい尾を好みます。 本能的に異なる行動を促した人々は皆、子孫を残さなかった。 したがって、私たちは女性の論理ではなく、生存のための闘争と自然選択の論理について議論しました。これは、世代から世代へと絶えず作用し、私たちが持つ驚くほど多様な形、色、本能をすべて形成してきた盲目で自動的なプロセスです。野生動物の世界を観察してください。

c) グループの選択

グループ選択は、グループ選択とも呼ばれることが多く、異なる地域個体群の差分的再生産です。 ライトは、理論的な選択効率に関連して、2 つのタイプの個体群システム (大規模な連続個体群と多数の小さな半孤立コロニー) を比較しています。 両方の個体群システムの合計サイズは同じであり、生物は自由に交雑すると仮定されます。

隣接する大規模な集団では、有利ではあるがまれな劣性突然変異の頻度を高めるという点で、選択は比較的非効率的です。 さらに、特定の大きな集団の一部で有利な対立遺伝子の頻度が増加する傾向は、その対立遺伝子がまれである隣接する部分集団と交配することによって打ち消されます。 同様に、特定の集団の局所的な部分でなんとか形成された有利な新しい遺伝子の組み合わせは、隣接する株の個体との交配の結果として部分に分割され、排除されます。

一連の独立した島の構造に似た人口システムでは、これらすべての問題が大幅に解消されます。 ここで、選択、または遺伝的浮動と組み合わせた選択により、1 つまたは複数の小さなコロニーにおけるまれな有利な対立遺伝子の頻度を迅速かつ効果的に増加させることができます。 遺伝子の新しい有利な組み合わせは、1 つまたは複数の小さなコロニーに簡単に足場を築くこともできます。 隔離することで、これらのコロニーの遺伝子プールは、そのような好ましい遺伝子を持たない他のコロニーからの移動の結果として起こる「フラッディング」や、それらのコロニーとの交雑から保護されます。 この時点まで、モデルには個別選択のみ、または一部のコロニーでは遺伝的浮動と組み合わせた個別選択のみが含まれていました。

ここで、この個体群システムが置かれている環境が変化し、その結果、以前の遺伝子型の適応性が低下したと仮定してみましょう。 新しい環境では、いくつかのコロニーに固定された新しい有利な遺伝子または遺伝子の組み合わせは、集団システム全体に対して高い潜在的な適応価値を持ちます。 これで、グループの選択を有効にするためのすべての条件が整いました。 適合性の低いコロニーは徐々に縮小して消滅しますが、より適合性の高いコロニーは拡大し、特定の人口システムが占めるエリア全体にそれらを置き換えます。 このように細分化された個体群システムは、特定のコロニー内での個体選択とそれに続く異なるコロニーの差分的生殖の結果として、一連の新しい適応形質を獲得します。 グループと個人の選択を組み合わせると、個人の選択だけでは達成できない結果が得られる可能性があります。

グループ選択は、個人選択の主なプロセスを補完する二次的なプロセスであることが確立されています。 二次プロセスとして、グループの選択は遅くなければならず、おそらく個別の選択よりもはるかに遅くなります。 母集団の更新には、個人の更新よりも時間がかかります。

集団選択の概念は一部のサークルでは広く受け入れられていますが、他の科学者は否定しており、個人選択の考えられるさまざまなパターンが集団選択に起因するすべての効果を生み出す可能性があると主張しています。 ウェイドは、グループ選択の有効性を確認するためにミルワーム (Tribolium Castaneum) を使った一連の繁殖実験を実施し、カブトムシがこのタイプの選択に反応することを発見しました。 さらに、形質が個人選択と集団選択によって同時に影響を受け、さらに同じ方向に影響を受ける場合、この形質の変化率は個人選択のみの場合よりも高くなります（中程度の移民でも（6％と12％））グループ選択によって引き起こされる分化集団を妨げません。

個体の選択に基づいて説明するのは難しいが、集団の選択の結果として考えることができる有機世界の特徴の 1 つは有性生殖です。 有性生殖が個体選択によって有利になるというモデルが作成されていますが、それらは非現実的であるようです。 有性生殖は、異種交配集団において組換え変異を生み出すプロセスです。 有性生殖の恩恵を受けるのは、組換えの過程で分裂する親の遺伝子型ではなく、変動幅が増大する将来の世代の集団です。 これは、集団レベルでの選択プロセスの要因の 1 つとしての参加を意味します。

G)

米。 1. 自然選択の推進形態

方向選択（移動）はダーウィン卿によって説明され、運転選択に関する現代の教義は J. シンプソンによって開発されました。

この形式の選択の本質は、集団の遺伝的構成に漸進的または一方向性の変化を引き起こすことであり、これは選択された形質の平均値が強化または弱化する方向に変化することとして現れます。 これは、集団が新しい環境に適応する過程にある場合、または環境に徐々に変化があり、その後に集団が徐々に変化する場合に発生します。

外部環境の長期的な変化により、平均的な標準からいくらか逸脱した種の一部の個体が生存や生殖において有利になる可能性があります。 これは、遺伝子構造の変化、進化的に新しい適応の出現、種の組織の再構築につながります。 変化曲線は、新しい存在条件に適応する方向にシフトします。

図 2. シラカバガの暗色形態の出現頻度と大気汚染の程度の依存性

地衣類で覆われた白樺の幹では、明るい色の形は見えませんでした。 産業の集中的な発展に伴い、石炭の燃焼により生成される二酸化硫黄により工業地帯で地衣類が死滅し、その結果、黒っぽい樹皮が発見されました。 暗い背景では、明るい色の蛾がコマドリやツグミにつつかれましたが、メラニン型は生き残って繁殖に成功しましたが、暗い背景では目立ちません。 過去 100 年にわたって、80 種以上の蝶が暗い形態を発達させてきました。 この現象は現在、産業（産業）メラニズムの名で知られています。 選択の推進により、新種の出現が起こります。

米。 3. インダストリアルメラニズム。 蝶の暗い形は暗い幹では見えず、明るい蝶は明るい幹では見えません。

昆虫、トカゲ、その他草地に生息する多くの生物は緑色または茶色ですが、砂漠に生息する生物は砂の色です。 ヒョウなど森林に住む動物の毛皮は太陽のまぶしさに似た小さな斑点で色付けされていますが、トラの毛皮は葦や葦の茎の色と影を模倣しています。 このカラーリングをひいきといいます。

捕食者では、所有者が気付かれずに獲物に忍び寄ることができるという事実のために、そして獲物である生物では、獲物が捕食者に気づかれにくいという事実のために修正されました。 彼女はどのようにして現れましたか？ 数多くの突然変異により、色の異なる多種多様な形が生まれました。 多くの場合、動物の色は環境の背景に近いことが判明しました。 動物を隠し、常連客の役割を果たしました。 保護色の発現が弱い動物は餌を与えられずに放置されるか、自ら犠牲となり、最も保護色の強い近縁種が種間の生存競争で勝利を収めた。

指向性選択は人為的選択の基礎となっており、望ましい表現型形質を持つ個体の選択的育種によって集団内でのそれらの形質の頻度が増加します。 一連の実験で、ファルコナー氏は生後6週間のマウスの集団から最も体重の重い個体を選び、それらを互いに交尾させた。 彼は最も軽いマウスでも同じことを行いました。 このような体重に基づく選択的交雑により、2 つの集団が形成され、一方の集団では質量が増加し、もう一方の集団では質量が減少しました。

選択を中止した後、どちらのグループも元の体重 (約 22 グラム) には戻りませんでした。 これは、表現型形質の人為的選択により、両方の集団で一部の遺伝子型選択と一部の対立遺伝子の部分的喪失が引き起こされたことを示しています。

e) 選択の安定化

米。 4. 自然選択の安定化形態

選択の安定化比較的一定の環境条件では、自然選択は、性格が平均的な標準から何らかの方向に逸脱している個人に対して行われます。

選択を安定させると集団の状態が保存され、一定の存在条件下で集団の最大の適応度が保証されます。 各世代において、適応特性の平均最適値から逸脱する個体は除去される。

自然界における選択を安定化させる作用の多くの例が記載されている。 たとえば、一見すると、最大の繁殖力を持つ個体が次世代の遺伝子プールに最大の貢献をするはずであるように思えます。

しかし、鳥類や哺乳類の自然個体群を観察すると、そうではないことがわかります。 巣の中の雛や子供の数が増えるほど、餌を与えるのが難しくなり、それぞれの雛は小さくなり、弱くなります。 その結果、平均的な繁殖力を持つ個体が最も適応していることが判明します。

平均を優先した選択はさまざまな形質で見られます。 哺乳類では、極低出生体重児および超高出生体重児は、中体重児よりも出生時または生後数週間で死亡する可能性が高くなります。 嵐の後に死んだ鳥の翼の大きさを考慮すると、ほとんどの鳥の翼が小さすぎるか大きすぎることがわかりました。 そしてこの場合、平均的な個人が最も適応していることが判明した。

一定の存在条件において、適応が不十分な形態が絶えず現れる理由は何でしょうか? なぜ自然選択では、望ましくない回避形態の集団をきっぱり一掃することができないのでしょうか? その理由は、ますます多くの新しい突然変異が絶え間なく出現することだけではありません。 その理由は、ヘテロ接合遺伝子型が最も適していることが多いためです。 交配すると、常に分裂が起こり、子孫には適応度が低下したホモ接合性の子孫が現れます。 この現象は平衡多態性と呼ばれます。

図5。 マラリア地域における鎌状赤血球貧血の分布図。 色はマラリア地域を示します。 影付きの領域は鎌状赤血球貧血の発生率が高いことを示しています。

このような多型の最も広く知られている例は鎌状赤血球貧血です。 この重度の血液疾患は、変異型ヘモグロビン対立遺伝子 (Hb S) がホモ接合である人に発生し、若くして死に至ります。 ほとんどの人間集団では、この路地の発生頻度は非常に低く、突然変異による発生頻度とほぼ同じです。 しかし、マラリアが流行している世界の地域では非常に一般的です。 Hb S のヘテロ接合体は、正常なアレーのホモ接合体よりもマラリアに対する耐性が高いことが判明しました。 このため、マラリア地域に生息する集団では、ヘテロ接合性が形成され、ホモ接合体のこの致命的なアレイが安定して維持されます。

選択の安定化は、自然集団における変動を蓄積するメカニズムです。 傑出した科学者 I. I. シュマルガウゼンは、選択を安定させるというこの特徴に最初に注目しました。 彼は、安定した存在条件下であっても、自然選択も進化も止まらないことを示しました。 たとえ表現型が変化していないとしても、集団は進化を止めることはありません。 その遺伝子構造は常に変化しています。 選択の安定化により、さまざまな遺伝子型に基づいて同様の最適な表現型の形成を確実にするような遺伝システムが構築されます。 優性、エピスタシス、遺伝子の相補的作用、不完全な浸透、および遺伝的多様性を隠すその他の手段などの遺伝的メカニズムは、選択を安定化するために存在します。

自然選択の安定化形態は、既存の遺伝子型を突然変異プロセスの破壊的な影響から保護しており、これにより、たとえばムカシトカゲやイチョウなどの古代形態の存在が説明されます。

安定した選択のおかげで、比較的一定の環境条件で生息する「生きた化石」は今日まで生き残っています。

1. 中生代の爬虫類の特徴を持つトゥアタラ。

2. シーラカンス、古生代に広く分布していた葉鰭魚の子孫。

3. 北アメリカのオポッサム - 白亜紀から知られる有袋類。

選択の安定化形態は、特定の形質または特性の形成につながった条件が持続する限り機能します。

ここで、条件の恒常性は不変性を意味するものではないことに注意することが重要です。 一年を通して、環境条件は定期的に変化します。 選択を安定させると、個体群がこれらの季節の変化に適応します。 繁殖サイクルはそれらに合わせて行われるため、食料資源が最大になる季節に雛が生まれます。 この最適なサイクルからの逸脱はすべて、毎年再現可能であり、選択を安定化することによって排除されます。 早すぎた子孫は餓死し、遅すぎた子孫は冬に備える時間がありません。 動物や植物は冬の到来をどのようにして知るのでしょうか? 霜が降り始めた頃？ いいえ、あまり信頼できる指標ではありません。 短期的な温度変動は非常に欺瞞的である可能性があります。 ある年に例年より早く暖かくなったとしても、それは春が来たことを意味するものではありません。 この信頼性の低い信号にすぐに反応する人は、子孫を残さない危険があります。 より信頼できる春の兆候、つまり日照時間の増加を待つ方がよいでしょう。 ほとんどの動物種において、生殖、脱皮、移動などの生命機能の季節変化のメカニズムを引き起こすのはこの信号です。 シュマルハウゼンは、これらの普遍的な適応が選択の安定化の結果として生じることを説得力を持って示しました。

したがって、標準からの逸脱を一掃して安定した選択を行うことで、生物の安定した発育とさまざまな遺伝子型に基づく最適な表現型の形成を確実にする遺伝的メカニズムが積極的に形成されます。 それは、種にとって馴染みのある外部条件の幅広い変動において、生物の安定した機能を保証します。

f) 破壊的（解体的）選択

米。 6. 自然選択の破壊的な形態

破壊的（解体的）選択極端なタイプを保存し、中間のタイプを削除することを好みます。 結果として、多型の保存と強化につながります。 破壊的選択は、同じ地域で見られるさまざまな環境条件で機能し、平均的な標準を持つ個体を犠牲にして、いくつかの表現型の異なる形態を維持します。 環境条件が大きく変化し、種の大部分が適応度を失った場合、平均標準から極端に逸脱した個体が有利になります。 このような形態は急速に増殖し、1 つのグループに基づいていくつかの新しい形態が形成されます。

破壊的選択のモデルは、餌がほとんどない水域での矮性の捕食性魚類の出現の状況である可能性があります。 多くの場合、今年の稚魚には魚のフライの形で十分な餌がありません。 この場合、最も早く成長する個体が有利となり、すぐに仲間を食べられる大きさに達します。 一方、成長速度が最大に遅れる斜視動物は、体が小さいため、長時間プランク食を続けることができるため、有利な立場に立つことになります。 選択の安定化による同様の状況は、2 つの種族の捕食性魚の出現につながる可能性があります。

興味深い例は、小さな海洋島の住民である昆虫に関してダーウィンによって与えられています。 よく飛ぶか、翼がまったくありません。 どうやら、昆虫は突然の突風によって海に吹き飛ばされたようです。 風に抵抗できるか、まったく飛べなかったものだけが生き残りました。 この方向での選択により、マデイラ島の 550 種の甲虫のうち 200 種が飛べないという事実が生じました。

別の例：土壌が茶色の森林では、土のカタツムリの標本は茶色とピンクの殻を持っていることが多く、粗い黄色の草が茂る地域では、黄色が優勢です。

生態学的に異なる生息地に適応した個体群が、地理的に連続した領域を占有する場合があります。 たとえば、カリフォルニアの沿岸地域では、Giliaachilleaefolia 植物には 2 つの種族が存在します。 1つの種族である「日当たりの良い」種族は、開けた草の茂った南斜面に生息し、「日陰の」種族は日陰のオーク林やセコイアの木立に生息しています。 これらの人種は花びらのサイズが異なりますが、これは遺伝的に決定される特性です。

この選択の主な結果は、集団多型の形成です。 何らかの点で異なるいくつかのグループの存在、または性質の異なる集団の分離が、発散の原因となる可能性があります。

結論

他の基本的な進化的要因と同様に、自然選択は集団の遺伝子プールにおける対立遺伝子の比率の変化を引き起こします。 自然選択は進化において創造的な役割を果たします。 彼は、異なる利点を持つ好ましい遺伝子の組み合わせを維持しながら、適応価値の低い遺伝子型を生殖から除外することによって、最初はランダムな要因の影響下で形成された遺伝子型の変動性の全体像を生物学的に有利な方向に転換しました。

参考文献

1) ヴラソワ Z.A. 生物学。 学生ハンドブック - モスクワ、1997 年

2) グリーン N. バイオロジー - モスクワ、2003

3) カムルーク L.V. 質疑応答における生物学 - ミンスク、1994

4) レメザ N.A. 生物学マニュアル - ミンスク、1998 年

1859 年、英国の科学者チャールズ ダーウィンは、基礎的な著作「自然選択による種の起源」を発表しました。 この本は、現代の進化論を初めて定式化したものです。 その原動力は自然選択であり、これはいくつかのタイプに分類され、『種の起源』に挙げられたこの仮説の例を含め、地球上の生命の発達のメカニズムがどのように機能するかを明確に示しました。

動機選択の本質

選択を推進する原理は、その種が採用する一般的な規範からのいくつかの違いを受け入れた個体が特権的な立場にあり、最終的には生存競争に勝つということです。 これは長くて困難なプロセスです。 種内の多様性は、それぞれの種のすべての構造と器官に影響を与えます。 これは、量的特徴 (変動の有無) と定性的特徴 (次元、可算性) の両方に関係します。

哺乳類の発生の歴史は、研究者に選択の推進形態の数多くの例を提供します。 それらの最も変化しやすい特徴は、単位面積あたりの毛の数、さまざまな臓器の質量、および血液中の赤血球の数です。 進化の過程で、人間の脳のサイズは増大しました。 さまざまな筋肉の付着の特徴、肺の気管支樹の構造、肝臓の形状には、膨大な数のバリエーションがあります。

疑わしい種

多数の中間種の形態が動機の選択を引き起こしました。 ダーウィン自身もこのグループの例を挙げています。 これはノルウェー種の子孫であるイギリスアカライチョウ、マデイラ種の昆虫、鳥類、どれも「怪しい種」と言えるでしょう。 彼らの主な特徴は何ですか? これらは、ある種に非常に似ている形態ですが、他の形態と非常に似ているか、中間段階で密接に相互関係しているため、生物学者はそれらを独立した種とは認識しません。

このような生き物は進化のつながりです。 疑わしい種が実際には新しい種として出現しています。 彼らはまだ祖先から十分に分離されていませんが、すでに分離のプロセスを開始しています。 これらは動物における動機選択の例です。 それらは人生を賭けた闘争の結果です。 種の偶然の変化がどれほどわずかであっても、それが何らかの形で役立つのであれば、それらは間違いなく保存され、後世に受け継がれるでしょう。

鳥類の運転選択

生存競争は主に食糧をめぐる闘争である。 ある種が食物連鎖の中でその地位を確保できなければ、その種は必ず絶滅します。 車の運転の例は、動物の食欲にはっきりと見られます。

いくつかの種類の鳥について考えてみましょう。 1日に自分の体の質量に相当する大量の昆虫を食べ、1日に何百回もヒナに餌を運び、一度に5〜6匹の毛虫を捕まえます。 オオヒタキは、2週間で1キログラムの甲虫や虫を子孫に与えます。 キングレットは年間最大1,000万匹の昆虫を食べることができます。 アメリカチョウゲンボウは、同じ期間に最大 300 匹のネズミと数十羽の小鳥を捕まえる必要があります。 ムクドリがヒナに届ける餌は、巣箱 3 つを埋めるほどです。

これらのケースはそれぞれ、自然選択が働いている推進形態の一例です。 胃、腸、くちばしの変化により、鳥は徐々に変化していきました。 それらのうちのいくつかはより耐久力があり、多産になり、他のものは大きな捕食者になり、他のものは絶滅し、食べ物を与えられずに残され、隣人の食べ物に変わりました。

優占種

動物や植物が世界中に広く分布すると、多様性が生まれます。 ダーウィンもこれらの種を優勢種と呼びました。 動機の選択によって最も頻繁に区別されるのは彼らです。 例 - ユーラシアのさまざまな地域に住んでいます。それはいくつかの地理的形態を形成し、常に互いに入れ替わります。 北に住むキツネは、南の草原や半砂漠地帯に住むキツネよりもはるかに大きいです。 最も小さいものは中央アジア、特にアフガニスタンに住んでいます。

キツネの世界の広範さは、動機の選択による進化の結果です。 その例は明白です。北部では、動物は南部よりも忍耐強い必要があります。 これは気候条件と危険な隣人の両方によるものです。 キツネが南に移動する過程で、自然の小さな変化の結果、新しい世代はそれぞれ小さくなっていきました。 新しい個体は草原や砂漠により適応し、なじみのない領域を征服し続けました。

選択と食料供給の推進

動機による自然選択のすべての例は、それぞれの場合において、自然が生物学的バランスを維持していることを示しています。 たとえ新種が優位に立って優勢になったとしても、その優勢には常に限界があります。 この原則は、人が自然のプロセスに干渉しようとした場合にも現れます。

1911年、25頭のトナカイがアラスカ近郊のプリビロフ島に連れてこられた。 彼らは新しい場所によく根付きました - 1938年にはすでに2000人がいました。 個体数が多すぎたために食糧供給が損なわれ、全個体数が徐々に絶滅してしまいました。 1950年、島に残っていたシカはわずか8頭だった。 選択を促進する特徴とその例は、ある種があまりにも良好な条件にある場合、その種が大量に増殖し、必要な食料を破壊し、最終的には自ら死ぬことを示しています。

アリゾナ州のケイバブ高原でも同様の状況が発生し、オジロジカの数を戻そうとする人々がコヨーテとクーガーをすべて撃ち殺し、狩猟を禁止した。 許容される人口密度の超過は、個体群絶滅の始まりでした。

突然変異のランダム性

動機選択メカニズムは無秩序に動作します。 ダーウィンは、新世代の生物に現れる変化がどのように制御されるのか理解できませんでした。 20 世紀の科学者は、動物や植物の新しい形質はランダムな突然変異の結果として生じるという結論に達しました。 それらは気づかないうちに現れたり、気づかれないうちに消えたりすることがありますが、そのような変化がその人にとって有益であることが判明した場合、それらは保存され、子孫に受け継がれます。

オーストラリアを発見したヨーロッパ人は、普通のミツバチを大陸に持ち込みましたが、針が小さい在来のミツバチはすぐに絶滅してしまいました。 このケースは人為的なものです。 それは人間の活動によって引き起こされました。 しかし、自然な動機による選択もまさに同じ原理に基づいて行われます。

種内闘争

生存のための闘争は常に頑固ですが、同じ種の個体間および品種間の生命をめぐる闘争は二重に頑固です。 習慣や体の構造も似ています。

19世紀のスコットランドでは、2種のツグミの間で対立があった。ヤドリギツグミの増加により、ウナギツグミが絶滅した。 自然選択の推進形態の作用の一例は、ロシアでアジアのプロイセンゴキブリがいたるところでその大型のゴキブリに取って代わっているという事実である。

異種間闘争

植物における動機選択の例は、種間の闘争の文脈でも考慮することができます。 皆さんよくご存知のタンポポには房が生えています。 彼らは種子を運び、この植物が存在する地域の人口密度と密接に関係しています。 このような構造は、生き残るだけでなく、大量に増殖するのにも役立ちます。 チラシに載った種子は、空気を通って遠くまで広がり、まだ誰も住んでいない土壌に落ちる可能性があります。

拡大

一見すると、多くの植物の種子に含まれる食物の供給は他の植物とは何の関係もありません。 しかし、実際には、それらには根本的に重要な価値があります。 それは、周囲の無関係な植生との戦いを強いられる苗木の成長速度にあります。 存在の初期段階では、エンドウ豆や豆の若い芽は急速に成長します。 彼ら自身の進化の過程で、彼らの種子は大量の食物を受け取り始め、それが彼らが有機界で重要なニッチを占めるのに役立ちました。 この利点を享受できなかった競合種のエンドウ豆やインゲン豆は種間の闘争に敗れ、地球上から姿を消しました。

上の例は重要なパターンを示しています。 動物や植物が新しい国に入り、これまで馴染みのなかった競争相手の中に入る場合、たとえ気候が同じであっても、その生活条件は大きく変化します。 新しい領域に足場を築くためには、種は必然的にその発展において祖先から逸脱しなければなりません。

選択の遅さ

運転選択は時間ごとおよび毎日行われます。 それは有用な変化を保存し、追加し、それによって有機的存在をその生命の条件に応じて改善します。 選択は遅く、人間の目には知覚できませんが、同時に執拗です。 進化は数世代にわたって見られるものではありません。 これを行うには、科学者は数千年、数百万年続く地質学的時代と期間全体を研究する必要があります。

選択は、まったく重要ではないように見える兆候を犠牲にして機能する可能性があります。 たとえば、葉を食べる昆虫は緑色ですが、樹皮を食べる木はまだらの灰色です。 色が変わると、これらの生き物が目立つようになり、捕食者に対して脆弱になります。 同様に、白い羊の群れにとって、小さな黒い斑点がある子羊の存在は悲惨です。

相関とフィッティング

それらはランダムな突然変異の結果としてだけでなく、相関原理に従っても変化します。 その本質とは何でしょうか？ 体の一部が変化すると、必ず他の部分にも変化が生じます。 多くの場合、そのような進化の転換は最も予期せぬ特性を持っています。

変化の主な機能は適応です。 それらは人生のさまざまな段階で現れる可能性があります。 たとえば、ダチョウの雛には、くちばしの上部に特徴的な角質の隆起が現れます。これは雛の歯とも呼ばれます。 卵から孵化した後の最初の数日で、それらは溶けて消えます。 彼らの唯一の目的は、ひよこが殻を破るのを助けることです。 これはいわゆる胚的適応です。 これにより、種の出生率が高まり、生存のためにより効果的に戦うことが可能になります。 このような一見取るに足らない特徴によって、動機の選択が機能します。

自然選択は、属全体の生存と継続の可能性を高めます。これは、遺伝子の突然変異、移動、および形質転換と同じレベルです。 進化の主なメカニズムは完璧に機能しますが、その働きを誰も邪魔しないことが条件です。

自然選択とは何ですか?

この用語の意味は、イギリスの科学者チャールズ・ダーウィンによって与えられました。 彼は、自然選択は環境条件に適応した個体のみの生存と繁殖を決定するプロセスであると確立しました。 ダーウィンの理論によれば、進化における最も重要な役割はランダムな遺伝的変化によって演じられます。

• 遺伝子型の組み換え。
• 突然変異とその組み合わせ。

人間における自然選択

医学などの科学が発達していない時代、生き残れるのは強い免疫力と安定した健康な体を持つ人だけでした。 彼らは未熟児の世話の仕方を知らず、治療に抗生物質を使用せず、手術も行わず、自分たちで病気に対処しなければなりませんでした。 人間の自然選択は、さらなる繁殖のために人類の最も強い代表者を選択しました。

文明世界では、多数の子孫を残すことは習慣的ではなく、ほとんどの家庭では子供は 2 人までですが、現代の生活条件と医学のおかげで、彼らは十分に老後まで生きる可能性があります。 以前は、家族には 12 人以上の子供がいて、有利な条件下で生き残れるのは 4 人まででした。 人間の自然選択は、ほとんどの場合、硬直した、非常に健康で強い人々が生き残ったという事実をもたらしました。 彼らの遺伝子プールのおかげで、人類は今も地球上に生きています。

自然選択の理由

地球上のすべての生命は、最も単純な生物から最も複雑な生物まで、徐々に発達しました。 環境に適応できなかった特定の形態の生命の代表者は生き残れず、繁殖せず、それらの遺伝子は次の世代に受け継がれませんでした。 進化における自然選択の役割により、細胞レベルで環境に適応し、その変化に迅速に対応する能力が出現しました。 自然選択の原因は、次のような単純な要因の影響を受けます。

1. 自然選択は、生存できる以上の子孫が生まれるときに機能します。
2. 体の遺伝子には遺伝的多様性があります。
3. 遺伝子の違いは、さまざまな条件下での生存と子孫の再生産能力を決定します。

自然選択の兆候

あらゆる生物の進化は自然そのものの創造性であり、これは気まぐれではなく必然です。 さまざまな環境条件で作用するため、自然選択がどのような特徴を保持しているかを推測するのは難しくありません。それらはすべて、種の進化を目的としており、外部の影響に対する耐性を高めています。

1. 選択要素は重要な役割を果たします。 人為的選択において、人がその種のどの特徴を保存し、どの特徴を保存しないかを選択する場合（たとえば、新しい品種の犬を繁殖させる場合）、自然選択では、自分の生存のための闘争で最も強いものが勝ちます。
2. 選択の材料となるのは遺伝的変化であり、その兆候は新しい生活条件や特定の目的に適応するのに役立ちます。
3. その結果、自然選択の別の段階が生じ、その結果、特定の環境条件で有益な形質を備えた新しい種が形成されました。
4. 行動の速度 - 母なる自然は急いでいません、彼女は自分のすべてのステップについて考えます。したがって、自然選択は変化率が低いことを特徴とし、人為的選択は速いです。

自然選択の結果は何ですか?

すべての生物にはそれぞれ独自の適応性があり、不慣れな環境条件で特定の種がどのように行動するかを確実に言うことは不可能です。 生存と遺伝的多様性をめぐる闘争は自然選択の本質です。 他の大陸から導入され、新しい生活条件によりよく適応した植物や動物の例は数多くあります。 自然選択の結果は、獲得された変化のセット全体です。

• 適応 - 新しい条件への適応。
• さまざまな形態の生物 - 共通の祖先から生じます。
• 進化の進歩 - 種の複雑化。

自然選択は人為選択とどう違うのでしょうか?

遅かれ早かれ人間が消費するほとんどすべてのものは人為的な淘汰を受けたと確実に言えます。 根本的な違いは、人は「自分の」選択を行うことで自分の利益を追求するということです。 選択のおかげで、彼は選択された製品を受け取り、新しい品種の動物をもたらしました。 自然、自然選択は人類の利益に焦点を当てておらず、この特定の生物の利益のみを追求します。

自然選択と人為選択は、すべての人々の生活に等しく影響を与えます。 彼らは未熟児の命と健康な赤ちゃんの命のために戦っていますが、同時に自然選択によって路上で凍りついた酔っぱらいが死に、致命的な病気が一般人の命を奪い、精神のバランスを崩している人が自殺します。 , 自然災害は地球に降り注ぎます。

自然選択の種類

なぜ特定の種の代表者だけが異なる環境条件で生き残ることができるのでしょうか? 自然選択の形態は、自然界の明文化された規則ではありません。

1. 環境条件が変化し、種が適応しなければならない場合、駆動選択が発生し、遺伝的遺産を特定の方向に保ちます。
2. 安定化選択は、同じ種の平均的な個体を優先して、平均的な統計的標準から逸脱している個体を対象としています。
3. 破壊的選択とは、平均的な指標ではなく、極端な指標を持つ個体が生き残る場合です。 このような選択の結果、2 つの新しい種が一度に形成される可能性があります。 植物ではより一般的です。
4. 性的選択 - 生殖に基づいており、生存能力ではなく魅力が重要な役割を果たします。 女性は自分の行動の理由を考えずに、美しくて明るい男性を選びます。

なぜ人は自然選択の影響を弱めることができるのでしょうか?

医学の進歩は長い道のりを歩んできました。 死ぬはずだった人々が生き残り、成長し、子供をもうけた。 彼らの遺伝子を彼らに伝えることによって、彼らは弱い種族を生み出します。 自然選択と生存競争が刻々と衝突します。 自然は人間をコントロールするためにますます洗練された方法を考え出し、人間は自然に追いつくことで自然選択を阻止しようとします。 人間のヒューマニズムは人々の弱い外観につながります。

自然選択は、集団内の個体数の生存と増加に有利に作用し、一部の遺伝子型の保因者が他の遺伝子型の保因者に損害を与えます。 これは、適応価値のある形質の集団における蓄積に貢献します。

環境条件が異なると、自然選択は異なる性質を持ちます。 自然選択には主に 3 つの形式があります。

• 移動;
• 安定化;
• 破壊的な。

ドライビングフォーム（例付き）

運転選択の発現は、結果として生じる新しい環境の変化がより有益な場合に発生します。 選定はそれらの保存を目的とします。 これには、集団内の個人の表現型の段階的な変化、反応規範の変化、および形質の平均値の変化が伴います。

選択を促進する典型的な例は、ヨーロッパとアメリカの工業都市の近くで発生する蛾の色の変化です。 以前は明るい色がそれらの典型的であったとすれば、木の幹が煤と煤で汚染されるにつれて、木の樹皮で目立つようになった明るい変異体は主に鳥によって食べられ、暗い変異体はますます有利になった、ということです。自然選択によって保存された彼ら。 これにより色の変化が起こりました。

進化、つまり新たな適応の出現は、選択の推進に関連しています。 ここ数十年で、多くの昆虫種が殺虫剤（昆虫にとって有毒な薬剤）に耐性のある種族を発達させてきました。 この毒に敏感な昆虫は死亡したが、一部の個体では新たな突然変異が生じたか、以前はいかなる殺虫剤にも反応しない中立遺伝子を持っていた。 変化した条件下では、遺伝子は中立でなくなりました。 選択の推進により、この遺伝子の保因者が保存されてきました。 彼らは新しい種族の祖先となった。

フォームを安定させる（例付き）

選択の安定化は、比較的一定の条件下で発生します。 ここで、特性の平均値からの逸脱はすでに不利であることが判明し、脇に追いやられる可能性があります。 このような場合、選択の目的は、形質の変動を少なくする突然変異を保存することです。

この形質の平均的な発現を持つ集団の代表者は、極端な条件の変化に対してより耐性があることが確立されているため、平均的な羽の長さを持つスズメは、長羽または短羽のスズメよりも容易に冬を乗り越えます。 また、恒温動物の体温が一定であるのは、選択が安定した結果です。

特定の種類の昆虫によって受粉される植物では、花の花冠の構造は変化することができず、その形状とサイズは花粉媒介者のサイズと形状に対応します。 「標準」からの逸脱は、子孫を残さないため、選択によってすぐに脇に追いやられます。

安定化選択は最も頻繁に発生し、平均指標の改善が進化の進歩につながる場合、生物の発達における主要なことと考えられています。

存在条件が変化すると、駆動と安定化の選択が入れ替わる可能性があります。

破壊的な形式 (例付き)

破壊的選択は、遺伝子型のすべての変異の中に優勢な変異が存在しない場合に観察されますが、これはそれらが生息する領域の不均一性に関連しています。 特定の要因の作用下では、いくつかの兆候が生存に寄与し、条件が変化すると他の兆候が現れます。

破壊的選択は、その形質の平均的な発現を有する種の代表者に対して行われ、これにより 1 つの集団内で多型が出現します。 破壊的な形態は、現在の形質に従って集団が別々の部分に分割されるため、引き裂きとも呼ばれます。 したがって、破壊的な型は極端な表現型の発達の原因であり、平均的な型に対して向けられています。

破壊的選択の例としては、カタツムリの殻の色が挙げられます。 殻の色はカタツムリが入る環境条件によって異なります。 地球の表層が茶色に染まる森林地帯には、茶色の殻を持つカタツムリが生息しています。 草が乾いて黄色になる草原地帯では、黄色い殻を持っています。 殻の色の違いは、カタツムリが猛禽類に食べられるのを防ぐため、自然界に適応したものです。

自然選択の主な種類の表

特性	ドライビングフォーム	フォームを安定させる	破壊的なフォーム
アクション	個人の生活条件が徐々に変化する中で発生します。	体の生活状態は長期間変化しません。	体の生活環境の急激な変化に伴い。
オリエンテーション	種の存続に寄与する特性を持つ生物の保存を目的としています。	人口の均質性を維持し、極端な形態を破壊する。	この行動は、異なる表現型の発現を通じて、不均一な条件下で個体が生き残ることを目的としています。
結果	新しい環境に適さない古い標準に取って代わる、平均的な標準の出現。	基準の平均指標を保存します。	生き残るために必要ないくつかの平均的な規範の形成。

他の種類の自然選択

選択の主な形式は上で説明されていますが、追加の形式もあります。

• 不安定化;
• 性的;
• グループ。

不安定なフォーム実際には、安定化とは逆で、反応速度は拡大しますが、平均指標も維持されます。

したがって、沼地に住むカエルは、照明が異なる環境で、皮膚の色が大きく異なります。これは、不安定な選択の現れです。 完全に日陰になっている領域、または逆に光がよく当たる領域に生息するカエルは均一な色をしています。これは選択が安定していることの表れです。

自然選択の性的形態二次性徴の形成を目的としており、交配のためのつがいを選択するのに役立ちます。 例えば、羽の鮮やかな色や鳥のさえずり、大きな声、交尾ダンスや反対側の昆虫を引き寄せるための臭気物質の放出などです。

グループフォーム個人ではなく集団の生存を目的としています。 種を救うためにグループのメンバー数人の死は正当化されるだろう。 したがって、野生動物の群れでは、遺伝子レベルで、自分の命よりも集団の命の方が重要であると考えられています。 危険が近づくと、動物は大きな音を立てて親戚に警告しますが、その動物は死にますが、残りは救います。

自然な選択- 生存競争の結果。 それは、優先的に生存し、各種の最も適応した個体と子孫を残すことと、適応度の低い生物の死を基礎としています。

突然変異の過程、個体数の変動、孤立により、種内に遺伝的不均一性が生じます。 しかし、彼らの行動には指示がありません。 一方、進化は、動物と植物の構造と機能の漸進的な複雑化を伴う、適応の発達に関連する方向性のあるプロセスです。 指向性のある進化要因は 1 つだけ、それは自然選択です。

特定の個人またはグループ全体が選択の対象となる場合があります。 集団選択の結果、個人にとっては不利でも、集団や種全体にとっては有益な特性や特性が蓄積されることがよくあります（刺したミツバチは死にますが、敵を攻撃すると家族は救われます）。 いずれの場合でも、選択により、特定の環境に最も適応した生物が保存され、集団内で機能します。 したがって、選択の作用の場となるのは集団である。

自然選択は、遺伝子型 (または遺伝子複合体) の選択的 (差次的) 複製として理解されるべきです。 自然選択の過程において重要なのは、個体の生存または死亡ではなく、その差異的な生殖です。 異なる個体の生殖の成功は、自然選択の客観的な遺伝進化基準として役立ちます。 子孫を残した個体の生物学的重要性は、集団の遺伝子プールに対するその遺伝子型の寄与によって決まります。 形質ではなく遺伝子複合体が子孫に伝えられるため、表現型に応じた世代から世代への選択は遺伝子型の選択につながります。 進化にとっては、遺伝子型だけでなく、表現型や表現型の多様性も重要です。

遺伝子は発現中に多くの形質に影響を与える可能性があります。 したがって、子孫を残す可能性を高める特性だけでなく、生殖に直接関係しない形質も選択の範囲に含めることができます。 これらは相関関係の結果として間接的に選択されます。

a) 選択を不安定にする

選択を不安定にする- これは、それぞれの特定の方向での集中的な選択による体内の相関関係の破壊です。 一例としては、攻撃性を減らすことを目的とした選択が繁殖サイクルの不安定化につながる場合が挙げられます。

選択を安定させると反応速度が狭くなります。 しかし、自然界では、時間の経過とともに種の生態的ニッチが拡大する場合があります。 この場合、同じ形質の平均値を維持しながら、より広い反応速度を持つ個人および集団によって選択的利点が得られます。 この形式の自然選択は、アメリカの進化論者ジョージ G. シンプソンによって遠心選択という名前で最初に説明されました。 その結果、選択の安定化とは逆のプロセスが発生します。つまり、より広い反応速度を持つ突然変異が有利になります。

したがって、不均一な照明があり、ウキクサ、アシ、ガマが生い茂るエリアと外水の「窓」が交互にある池に生息する沼地のカエルの個体群は、広範囲の色の変動によって特徴付けられます（自然環境の不安定化の結果）。選択）。 反対に、照明と色が均一な水域（ウキクサが完全に生い茂った池、または開いた池）では、カエルの色の変動範囲は狭いです（安定化形態の自然選択の作用の結果）。

したがって、選択の不安定化は反応速度の拡大につながります。

b) 性的選択

性的選択- 同性間の自然選択。主に最大数の子孫を残す機会を与える形質の開発を目的としています。

多くの種のオスには、一見すると不適応に見える顕著な二次性徴が見られます。孔雀の尾、極楽鳥やオウムの明るい羽、雄鶏の緋色のとさか、熱帯魚の魅惑的な色、歌などです。鳥やカエルなど。 これらの特徴の多くは、キャリアにとって生活を困難にし、捕食者に容易に発見されてしまいます。 これらの兆候は、生存競争においてそのキャリアに何の利点も与えていないように見えますが、それでも本質的には非常に広範囲に存在しています。 その起源と広がりにおいて自然選択はどのような役割を果たしたのでしょうか?

生物の生存は自然選択の重要な要素ではありますが、唯一の要素ではないことはすでにわかっています。 もう 1 つの重要な要素は、異性に対する魅力です。 チャールズ・ダーウィンはこの現象を性選択と呼びました。 彼は最初にこの種の選択の形式について『種の起源』で言及し、その後『人類の起源と性的選択』で詳細に分析しました。 彼は、「この形式の選択は、有機的存在同士の関係や外部条件との関係における生存競争によって決定されるのではなく、同性の個人、通常は男性の間の、自分の所有物をめぐる競争によって決定される」と信じていた。他のセックス。」

性選択は生殖を成功させるための自然選択です。 保因者の生存能力を低下させる形質は、その形質が繁殖の成功にもたらす利点が生存上の欠点よりも著しく大きい場合に出現し、蔓延する可能性があります。 寿命は短いがメスに好かれ、多くの子孫を残すオスは、長生きしても子孫をほとんど残さないオスよりも累積適応度がはるかに高くなります。 多くの動物種では、大部分の雄が生殖にまったく参加しません。 どの世代でも、オス同士でメスをめぐる熾烈な競争が起こります。 この競争は直接的な場合があり、領土をめぐる闘争やトーナメントの戦いの形で現れます。 また、間接的な形で発生することもあり、メスの選択によって決定されます。 メスがオスを選ぶ場合、オスは派手な外見や複雑な求愛行動を示すことで競争します。 女性は自分が一番好きな男性を選びます。 原則として、これらは最も明るい男性です。 しかし、なぜ女性は明るい男性を好むのでしょうか？

米。 7。

女性の適応度は、将来の子供の父親の潜在的な適応度をどの程度客観的に評価できるかによって決まります。 彼女は、適応力が高くメスにとって魅力的な息子を持つオスを選ばなければなりません。

性選択のメカニズムについては、主に 2 つの仮説が提案されています。

「魅力的な息子」仮説によれば、女性の選択の論理は多少異なります。 何らかの理由で明るい男性が女性にとって魅力的である場合、彼の息子は明るい色の遺伝子を受け継ぎ、次世代の女性にとって魅力的になるため、将来の息子のために明るい父親を選ぶ価値があります。 したがって、正のフィードバックが発生し、世代ごとに男性の羽毛の明るさがますます強化されるという事実につながります。 このプロセスは、生存限界に達するまで増加し続けます。 メスが尾の長いオスを選ぶ状況を想像してみてください。 長い尾を持つオスは、短い尾や中程度の尾を持つオスよりも多くの子孫を残します。 メスは一定の尾の大きさではなく、平均より大きい尾を持つオスを選ぶため、世代ごとに尾の長さが長くなります。 最終的に、尾は、オスの生存能力に対する害と、メスの目に映る魅力とのバランスがとれるほどの長さに達します。

これらの仮説を説明する際に、メスの鳥の行動の論理を理解しようとしました。 私たちが彼らに期待しすぎているように思えるかもしれません。彼らはそのような複雑な適応度計算にほとんどアクセスできないのです。 実際、男性を選ぶとき、女性は他のすべての行動と同様に論理的です。 動物は喉が渇いたと感じたとき、体内の水分と塩分のバランスを回復するために水を飲まなければならないという理由にはなりません。喉が渇いたと感じるから水飲み場に行きます。 働きバチが巣を襲う捕食者を刺すとき、この自己犠牲によって姉妹たちの累積的な適応度がどれだけ高まるかを計算せず、本能に従います。 同様に、メスは明るいオスを選び、本能に従います - 彼らは明るい尾を好みます。 本能的に異なる行動を促した人々は皆、子孫を残さなかった。 したがって、私たちは女性の論理ではなく、生存のための闘争と自然選択の論理について議論しました。これは、世代から世代へと絶えず作用し、私たちが持つ驚くほど多様な形、色、本能をすべて形成してきた盲目で自動的なプロセスです。野生動物の世界を観察してください。

c) グループの選択

グループ選択は、グループ選択とも呼ばれることが多く、異なる地域個体群の差分的再生産です。 ライトは、選択の理論的効率に関連して、2 つのタイプの個体群システム (大規模な連続個体群と多数の小さな半孤立コロニー) を比較しています。 両方の個体群システムの合計サイズは同じであり、生物は自由に交雑すると仮定されます。

隣接する大規模な集団では、有利ではあるがまれな劣性突然変異の頻度を高めるという点で、選択は比較的非効率的です。 さらに、特定の大きな集団の一部で有利な対立遺伝子の頻度が増加する傾向は、その対立遺伝子がまれである隣接する部分集団と交配することによって打ち消されます。 同様に、特定の集団の局所的な部分でなんとか形成された有利な新しい遺伝子の組み合わせは、隣接する株の個体との交配の結果として部分に分割され、排除されます。

一連の独立した島の構造に似た人口システムでは、これらすべての問題が大幅に解消されます。 ここで、選択、または遺伝的浮動と組み合わせた選択により、1 つまたは複数の小さなコロニーにおけるまれな有利な対立遺伝子の頻度を迅速かつ効果的に増加させることができます。 遺伝子の新しい有利な組み合わせは、1 つまたは複数の小さなコロニーに簡単に足場を築くこともできます。 隔離することで、これらのコロニーの遺伝子プールは、そのような好ましい遺伝子を持たない他のコロニーからの移動の結果として起こる「フラッディング」や、それらのコロニーとの交雑から保護されます。 この時点まで、モデルには個別選択のみ、または一部のコロニーでは遺伝的浮動と組み合わせた個別選択のみが含まれていました。

ここで、この個体群システムが置かれている環境が変化し、その結果、以前の遺伝子型の適応性が低下したと仮定してみましょう。 新しい環境では、いくつかのコロニーに固定された新しい有利な遺伝子または遺伝子の組み合わせは、集団システム全体に対して高い潜在的な適応価値を持ちます。 これで、グループの選択を有効にするためのすべての条件が整いました。 適合性の低いコロニーは徐々に縮小して消滅しますが、より適合性の高いコロニーは拡大し、特定の人口システムが占めるエリア全体にそれらを置き換えます。 このように細分化された個体群システムは、特定のコロニー内での個体選択とそれに続く異なるコロニーの差分的生殖の結果として、一連の新しい適応形質を獲得します。 グループと個人の選択を組み合わせると、個人の選択だけでは達成できない結果が得られる可能性があります。

グループ選択は、個人選択の主なプロセスを補完する二次的なプロセスであることが確立されています。 二次プロセスとして、グループの選択は遅くなければならず、おそらく個別の選択よりもはるかに遅くなります。 母集団の更新には、個人の更新よりも時間がかかります。

集団選択の概念は一部のサークルでは広く受け入れられていますが、他の科学者は否定しており、個人選択の考えられるさまざまなパターンが集団選択に起因するすべての効果を生み出す可能性があると主張しています。 ウェイドは、グループ選択の有効性を確認するためにミルワーム (Tribolium Castaneum) を使った一連の繁殖実験を実施し、カブトムシがこのタイプの選択に反応することを発見しました。 さらに、形質が個人選択と集団選択によって同時に影響を受け、さらに同じ方向に影響を受ける場合、この形質の変化率は個人選択のみの場合よりも高くなります（中程度の移民でも（6％と12％））グループ選択によって引き起こされる分化集団を妨げません。

個体の選択に基づいて説明するのは難しいが、集団の選択の結果として考えることができる有機世界の特徴の 1 つは有性生殖です。 有性生殖が個体選択によって有利になるというモデルが作成されていますが、それらは非現実的であるようです。 有性生殖は、異種交配集団において組換え変異を生み出すプロセスです。 有性生殖の恩恵を受けるのは、組換えの過程で分裂する親の遺伝子型ではなく、変動幅が増大する将来の世代の集団です。 これは、集団レベルでの選択プロセスの要因の 1 つとしての参加を意味します。

G) 方向選択（移動）

米。 1.

指示された選択 (移動) は Ch. Darwin によって説明され、駆動選択の現代の理論は J. Simpson によって開発されました。

この形式の選択の本質は、集団の遺伝的構成に漸進的または一方向性の変化を引き起こすことであり、これは選択された形質の平均値が強化または弱化する方向に変化することとして現れます。 これは、集団が新しい環境に適応する過程にある場合、または環境に徐々に変化があり、その後に集団が徐々に変化する場合に発生します。

外部環境の長期的な変化により、平均的な標準からいくらか逸脱した種の一部の個体が生存や生殖において有利になる可能性があります。 これは、遺伝子構造の変化、進化的に新しい適応の出現、種の組織の再構築につながります。 変化曲線は、新しい存在条件に適応する方向にシフトします。

図2。 カバノキガの暗色形態の頻度の大気汚染の程度への依存性

地衣類で覆われた白樺の幹では、明るい色の形は見えませんでした。 産業の集中的な発展に伴い、石炭の燃焼により生成される二酸化硫黄により工業地帯で地衣類が死滅し、その結果、黒っぽい樹皮が発見されました。 暗い背景では、明るい色の蛾がコマドリやツグミにつつかれましたが、メラニン型は生き残って繁殖に成功しましたが、暗い背景では目立ちません。 過去 100 年にわたって、80 種以上の蝶が暗い形態を発達させてきました。 この現象は現在、産業（産業）メラニズムの名で知られています。 選択の推進により、新種の出現が起こります。

米。 3.

昆虫、トカゲ、その他草地に生息する多くの生物は緑色または茶色ですが、砂漠に生息する生物は砂の色です。 ヒョウなど森林に住む動物の毛皮は太陽のまぶしさに似た小さな斑点で色付けされていますが、トラの毛皮は葦や葦の茎の色と影を模倣しています。 このカラーリングをひいきといいます。

捕食者では、所有者が気付かれずに獲物に忍び寄ることができるという事実のために、そして獲物である生物では、獲物が捕食者に気づかれにくいという事実のために修正されました。 彼女はどのようにして現れましたか？ 数多くの突然変異により、色の異なる多種多様な形が生まれました。 多くの場合、動物の色は環境の背景に近いことが判明しました。 動物を隠し、常連客の役割を果たしました。 保護色の発現が弱い動物は餌を与えられずに放置されるか、自ら犠牲となり、最も保護色の強い近縁種が種間の生存競争で勝利を収めた。

指向性選択は人為的選択の基礎となっており、望ましい表現型形質を持つ個体の選択的育種によって集団内でのそれらの形質の頻度が増加します。 一連の実験で、ファルコナー氏は生後6週間のマウスの集団から最も体重の重い個体を選び、それらを互いに交尾させた。 彼は最も軽いマウスでも同じことを行いました。 このような体重に基づく選択的交雑により、2 つの集団が形成され、一方の集団では質量が増加し、もう一方の集団では質量が減少しました。

選択を中止した後、どちらのグループも元の体重 (約 22 グラム) には戻りませんでした。 これは、表現型形質の人為的選択により、両方の集団で一部の遺伝子型選択と一部の対立遺伝子の部分的喪失が引き起こされたことを示しています。

e) 選択の安定化

米。 4.

選択の安定化比較的一定の環境条件では、自然選択は、性格が平均的な標準から何らかの方向に逸脱している個人に対して行われます。

選択を安定させると集団の状態が保存され、一定の存在条件下で集団の最大の適応度が保証されます。 各世代において、適応特性の平均最適値から逸脱する個体は除去される。

自然界における選択を安定化させる作用の多くの例が記載されている。 たとえば、一見すると、最大の繁殖力を持つ個体が次世代の遺伝子プールに最大の貢献をするはずであるように思えます。

しかし、鳥類や哺乳類の自然個体群を観察すると、そうではないことがわかります。 巣の中の雛や子供の数が増えるほど、餌を与えるのが難しくなり、それぞれの雛は小さくなり、弱くなります。 その結果、平均的な繁殖力を持つ個体が最も適応していることが判明します。

平均を優先した選択はさまざまな形質で見られます。 哺乳類では、極低出生体重児および超高出生体重児は、中体重児よりも出生時または生後数週間で死亡する可能性が高くなります。 嵐の後に死んだ鳥の翼の大きさを考慮すると、ほとんどの鳥の翼が小さすぎるか大きすぎることがわかりました。 そしてこの場合、平均的な個人が最も適応していることが判明した。

一定の存在条件において、適応が不十分な形態が絶えず現れる理由は何でしょうか? なぜ自然選択では、望ましくない回避形態の集団をきっぱり一掃することができないのでしょうか? その理由は、ますます多くの新しい突然変異が絶え間なく出現することだけではありません。 その理由は、ヘテロ接合遺伝子型が最も適していることが多いためです。 交配すると、常に分裂が起こり、子孫には適応度が低下したホモ接合性の子孫が現れます。 この現象は平衡多態性と呼ばれます。

図5。

このような多型の最も広く知られている例は鎌状赤血球貧血です。 この重度の血液疾患は、変異型ヘモグロビン対立遺伝子 (Hb S) がホモ接合である人に発生し、若くして死に至ります。 ほとんどの人間集団では、この路地の発生頻度は非常に低く、突然変異による発生頻度とほぼ同じです。 しかし、マラリアが流行している世界の地域では非常に一般的です。 Hb S のヘテロ接合体は、正常なアレーのホモ接合体よりもマラリアに対する耐性が高いことが判明しました。 このため、マラリア地域に生息する集団では、ヘテロ接合性が形成され、ホモ接合体のこの致命的なアレイが安定して維持されます。

選択の安定化は、自然集団における変動を蓄積するメカニズムです。 傑出した科学者 I. I. シュマルガウゼンは、選択を安定させるというこの特徴に最初に注目しました。 彼は、安定した存在条件下であっても、自然選択も進化も止まらないことを示しました。 たとえ表現型が変化していないとしても、集団は進化を止めることはありません。 その遺伝子構造は常に変化しています。 選択の安定化により、さまざまな遺伝子型に基づいて同様の最適な表現型の形成を確実にするような遺伝システムが構築されます。 優性、エピスタシス、遺伝子の相補的作用、不完全な浸透、および遺伝的多様性を隠すその他の手段などの遺伝的メカニズムは、選択を安定化するために存在します。

自然選択の安定化形態は、既存の遺伝子型を突然変異プロセスの破壊的な影響から保護しており、これにより、たとえばムカシトカゲやイチョウなどの古代形態の存在が説明されます。

安定した選択のおかげで、比較的一定の環境条件で生息する「生きた化石」は今日まで生き残っています。

中生代の爬虫類の特徴を持つトゥアタラ。

シーラカンス、古生代に広く分布していた葉鰭のある魚の子孫。

北アメリカのオポッサムは、白亜紀から知られている有袋類です。

選択の安定化形態は、特定の形質または特性の形成につながった条件が持続する限り機能します。

ここで、条件の恒常性は不変性を意味するものではないことに注意することが重要です。 一年を通して、環境条件は定期的に変化します。 選択を安定させると、個体群がこれらの季節の変化に適応します。 繁殖サイクルはそれらに合わせて行われるため、食料資源が最大になる季節に雛が生まれます。 この最適なサイクルからの逸脱はすべて、毎年再現可能であり、選択を安定化することによって排除されます。 早すぎた子孫は餓死し、遅すぎた子孫は冬に備える時間がありません。 動物や植物は冬の到来をどのようにして知るのでしょうか? 霜が降り始めた頃？ いいえ、あまり信頼できる指標ではありません。 短期的な温度変動は非常に欺瞞的である可能性があります。 ある年に例年より早く暖かくなったとしても、それは春が来たことを意味するものではありません。 この信頼性の低い信号にすぐに反応する人は、子孫を残さない危険があります。 より信頼できる春の兆候、つまり日照時間の増加を待つ方がよいでしょう。 ほとんどの動物種において、生殖、脱皮、移動などの生命機能の季節変化のメカニズムを引き起こすのはこの信号です。 シュマルハウゼンは、これらの普遍的な適応が選択の安定化の結果として生じることを説得力を持って示しました。

したがって、標準からの逸脱を一掃して安定した選択を行うことで、生物の安定した発育とさまざまな遺伝子型に基づく最適な表現型の形成を確実にする遺伝的メカニズムが積極的に形成されます。 それは、種にとって馴染みのある外部条件の幅広い変動において、生物の安定した機能を保証します。

f) 破壊的（解体的）選択

米。 6.

破壊的（解体的）選択極端なタイプを保存し、中間のタイプを削除することを好みます。 結果として、多型の保存と強化につながります。 破壊的選択は、同じ地域で見られるさまざまな環境条件で機能し、平均的な標準を持つ個体を犠牲にして、いくつかの表現型の異なる形態を維持します。 環境条件が大きく変化し、種の大部分が適応度を失った場合、平均標準から極端に逸脱した個体が有利になります。 このような形態は急速に増殖し、1 つのグループに基づいていくつかの新しい形態が形成されます。

破壊的選択のモデルは、餌がほとんどない水域での矮性の捕食性魚類の出現の状況である可能性があります。 多くの場合、今年の稚魚には魚のフライの形で十分な餌がありません。 この場合、最も早く成長する個体が有利となり、すぐに仲間を食べられる大きさに達します。 一方、成長速度が最大に遅れる斜視動物は、体が小さいため、長時間プランク食を続けることができるため、有利な立場に立つことになります。 選択の安定化による同様の状況は、2 つの種族の捕食性魚の出現につながる可能性があります。

興味深い例は、小さな海洋島の住民である昆虫に関してダーウィンによって与えられています。 よく飛ぶか、翼がまったくありません。 どうやら、昆虫は突然の突風によって海に吹き飛ばされたようです。 風に抵抗できるか、まったく飛べなかったものだけが生き残りました。 この方向での選択により、マデイラ島の 550 種の甲虫のうち 200 種が飛べないという事実が生じました。

別の例：土壌が茶色の森林では、土のカタツムリの標本は茶色とピンクの殻を持っていることが多く、粗い黄色の草が茂る地域では、黄色が優勢です。

生態学的に異なる生息地に適応した個体群が、地理的に連続した領域を占有する場合があります。 たとえば、カリフォルニアの沿岸地域では、Gilia achilleaefolia という植物には 2 つの種族が存在します。 1つの種族である「日当たりの良い」種族は、開けた草の茂った南斜面に生息し、「日陰の」種族は日陰のオーク林やセコイアの木立に生息しています。 これらの人種は花びらのサイズが異なりますが、これは遺伝的に決定される特性です。

この選択の主な結果は、集団多型の形成です。 何らかの点で異なるいくつかのグループの存在、または性質の異なる集団の分離が、発散の原因となる可能性があります。

結論

他の基本的な進化的要因と同様に、自然選択は集団の遺伝子プールにおける対立遺伝子の比率の変化を引き起こします。 自然選択は進化において創造的な役割を果たします。 彼は、異なる利点を持つ好ましい遺伝子の組み合わせを維持しながら、適応価値の低い遺伝子型を生殖から除外することによって、最初はランダムな要因の影響下で形成された遺伝子型の変動性の全体像を生物学的に有利な方向に転換しました。

参考文献

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グリーン N. バイオロジー - モスクワ、2003

カムリュク L.V. 質疑応答における生物学 - ミンスク、1994

レメザ NA 生物学マニュアル - ミンスク、1998 年