Естественный отбор и адаптация

Формы естественного отбора. В условиях постоянного изменения среды естественный отбор устраняет неприс­пособленные формы и сохраняет наследственные отклоне­ния, совпадающие с направлением изменившихся усло­вий существования. Происходит либо смена нормы реакции, либо ее расширение (напомним, что нормой реакции называется способность организма реагировать приспособительны­ми изменениями на действие факторов среды). Эта форма отбора была открыта Ч. Дарвином и получила название движущего.

В качестве примера можно привести появление насекомых, устойчивых к инсектицидам, форм микроорганизмов, устойчивых к действию антибиотиков, распространение крыс, устойчивых к ядам, и т. д. Ярким примером такого отбора явилось применение самого сильного инсектицида против африканских мух Цеце – ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан)

Cl₃C-CH(p-PhCl)₂, создатели которого получили Нобелевскую премию. Когда впервые использовали инсектицид ДДТ против мух, он был очень эффективным. Спустя несколько лет мухи “выработали стойкость” к ДДТ. Как объяснить эту стойкость? В течение первого года ДДТ использовали в каком-либо определённом населённом пункте. Почти все мухи при этом дохли. Однако небольшая часть мух всё же выживала при действии ДДТ. Поскольку такие мухи могли размножаться, их становилось больше, чем мух менее устойчивого типа в этом районе. Таким образом, в следующем году этот инсектицид становился менее эффективным. В конце концов, где бы ДДТ ни использовали в течение многих лет, выживали только устойчивые к ДДТ мухи. ДДТ изменяет условия среды и приводит к естественному отбору благоприятных для выживания организма особенностей, но сам по себе не вырабатывает устойчивость у мух. Тут эволюционный процесс развёртывается в короткий период времени. Немногочисленные вначале мухи, которые обладали большей устойчивостью к яду, стали почти единственным типом в популяции мух в обрабатываемых ДДТ районах.

Советский ученый И. И. Шмальгаузен открыл стаби­лизирующуюформу отбора, которая действует в по­стоянных условиях существования. Эта форма отбора на­правлена на сохранение имеющейся нормы. При этом постоянство нормы реакции поддерживается до тех пор, пока остается стабильной среда, особи же, уклоняющие­ся от средней нормы, из популяции исчезают. Например, во время снегопада и сильного ветра погибли короткокрылые и длиннокрылые воробьи, а выжили особи, имевшие средние размеры крыльев. На протяжении миллионов лет стабилизирующий отбор оберегает виды от существенных изменений, но только до тех пор, пока условия жизни существенно не изменяются.

Выделяют также разрывающий, или дизруптивный, от­бор, действующий в условиях разнообразной среды: от­бирается не какой-либо один признак, а несколько раз­личных, каждый из которых благоприятствует выжива­нию в узких пределах ареала популяции. В силу этого популяция расчленяется на несколько групп. Например, одни волки в горах США похожи на лег­кую борзую и охотятся на оленей, другие волки той же местности, более грузные, с короткими ногами, напа­дают обычно на стада овец. Дизруптивный отбор дей­ствует в условиях резкого изменения среды: на перифе­рии популяции выживают формы, имеющие разнонапра­вленные изменения, они дают начало новой группе, в ко­торой вступает в действие стабилизирующий отбор. Ни одна из форм отбора не встречается в природе в чистом виде, так как факторы среды изменяются и действуют в совокупности, как целое. Однако в определенные исто­рические отрезки времени одна из форм отбора может стать ведущей.

Все формы естественного отбора составляют единый механизм, который, действуя на статистической основе как кибернетический регулятор, поддерживает равновесие популяций с окружающими условиями внешней среды. Творческая роль естественного отбора состоит не только в устранении неприспособленных, но и в том, что он на­правляет возникающие приспособления (результат мута­ций и рекомбинаций), «выбирая» в длинном ряду поколе­ний только те из них, которые в наибольшей степени оказываются пригодными в данных условиях существо­вания, что и приводит к возникновению все новых и новых жизненных форм.

Можно утверждать, что отбор даёт направление эволюционному процессу. Естественный отбор обусловливает адаптацию организмов к окружающей среде. Эволюцию можно представить себе как серию отдельных адаптаций, из которых одни появлялись, а другие исчезали у данного вида в течение длительного времени. Приобретение или потеря отдельных наследуемых изменений не приводит немедленно к образованию новых видов. Прежде чем группу организмов признают новым видом, обычно происходит ряд определённых изменений. Отдельные члены группы в ходе изменений могут стать настолько отличными от других особей этого вида, что не смогут спариваться с ними и давать плодовитое потомство. Именно тогда совокупность таких особей следует рассматривать как новый вид. Со временем ряд новых видов может появиться от общих предков и стать настолько отличным от прочих видов, что его выделяют и классифицируют как новый род. В конечном итоге, роды становятся всё более и более различными. Видимо, таким путём разливалась большая часть сильно различающихся групп (семейств, отрядов, классов).