Geenivaramu elementaartegurite toimel muutub teatud geenide sagedus, mis toob kaasa populatsiooni genotüübi ja fenotüübi muutumise ning pikaajalisel kokkupuutel loodusliku valikuga toimub selle diferentseerumine.
Mis on mikroevolutsioon
Mikroevolutsioon - populatsiooni muutused evolutsiooniliste tegurite mõjul, mis võivad viia genofondi muutumiseni või isegi uue liigi tekkeni.
Evolutsiooni tegureid võib nimetada mis tahes protsessideks või nähtusteks. Nende hulgas on mutatsioonid, isolatsioon, geneetiline triiv, populatsioonilained, mis muudavad geneetilist koostist.
Iga rahvastiku suurus muutub pidev alt. Selle põhjuseks on erinevad biootilist ja abiootilist laadi mõjud. Sellised rahvastiku kõikumised on perioodilised. Niisiis, pärast isendite arvu suurenemist populatsioonis see väheneb. 1905. aastal nimetas S. S. Tšetverikov seda seaduspärasust rahvastikulaineteks. Kui tuua näiteid populatsioonilainete kohta, siis need võivad olla röövloomade arvukuse kõikumised, jaaniussi või jäneste paljunemine Austraalias. Teine näide on lemmingude puhangudArktika või katku epideemiad, mis registreeriti Euroopas minevikus.
Iseloomulik "elulainetele"
Need lained on iseloomulikud kõigile elusorganismidele. Need võivad olla perioodilised või mitteperioodilised. Perioodilisust täheldatakse kõige sagedamini lühiealistes organismides - putukatel, üheaastastel taimedel, aga ka enamikul mikroorganismidel ja seentel. Lihtsaim näide oleks arvude hooajalised muutused.
Mitteperioodilised populatsioonilained sõltuvad mitme keeruka teguri kombinatsioonist. Reeglina puudutavad need biogeocenoosis mitte ühte, vaid mitut tüüpi elusorganisme, mistõttu võivad need viia radikaalse ümberstruktureerimiseni.
Indiviidide arvu muutustest populatsioonis tuleks esile tõsta teatud organismiliikide ootamatut ilmumist uutele aladele, kus nende looduslikud vaenlased puuduvad. Mainida tuleb ka järske mittetsüklilisi muutusi populatsioonis, mis on seotud looduskatastroofidega ja võivad avalduda biogeocenoosi või kogu maastiku hävingus. Seega võivad mitmed kuivad suveperioodid muuta märkimisväärset ala – põhjustada niidutaimestiku ilmumist soodesse ja suurt hulka kuivi niite.
Kui viidata rahvastikulainete tekkepõhjustele, siis tasub meeles pidada mitte ainult elusorganismide omavahelist ja keskkonnategurite suhet, vaid ka inimese mõju.
Elulainete evolutsiooniline tähendus
Juhul, kui populatsiooni suurus on järsult vähenenud, võivad alles jääda vaid mõned isendid. Samal ajal on nende geenide (alleelide) sagedus erinev algpopulatsiooni omast. Kui asurkonna isendite arvukuse järsu kahanemise järel toimub järsk tõus, siis uue populatsiooni isendite arvu kasvupuhangu alguse annab alles jäänud väike organismirühm. Seetõttu võib väita, et populatsioonilained mõjutavad genofondi, kuna antud rühma genotüüp määrab ära kogu populatsiooni geneetilise struktuuri.
Samal ajal muutub populatsiooni mutatsioonide kogum ja nende kontsentratsioon juhuslikult dramaatiliselt. Seega teatud osa mutatsioonidest kaob üldse ja mõned kasvavad äkki. Kokkuvõtteks võib öelda, et populatsioonilained kui evolutsiooniline tegur on äärmiselt olulised, kuna intensiivse selektsiooni tingimustes on nad peamised evolutsioonilise materjali tarnijad, kui selektsiooni asemel on haruldased mutatsioonid.
Lisaks on elulained võimelised ajutiselt mõnda teise abiootilist või biootilist keskkonda tooma mitmeid mutatsioone või genotüüpe. Vaatamata sellele ei taga isegi populatsioonilainete ja mutatsioonide kombinatsioon evolutsiooniprotsessi. Teil on vaja teguri toimet, mis mõjutab ühes suunas (see on näiteks isolatsioon).
Isolatsiooni mõju rahvastiku suurusele
See tegur on evolutsiooniliselt ülim alt oluline, kuna kutsub esile uute tunnuste esilekerkimise ühe liigi tingimustes ja takistab erinevate liikide omavahelist ristumist. Väärib märkimist, et kõige sagedamini täheldatakse geograafilist eraldatust. Selle olemus seisneb sellesasjaolu, et ainus ala on rebenenud, samas kui selle erinevatest osadest pärit isikute ristumine muutub võimatuks või keeruliseks.
Tähelepanu väärib, et isoleeritud populatsioonis tekivad mutatsioonid juhuslikult ning loodusliku valiku tulemusena muutub selle genotüüp järjest mitmekesisemaks. Lisaks on ökoloogiline isoleeritus ja erinevad bioloogilised mehhanismid, mis takistavad erinevate liikide isendite vaba ristumist. Näitena võiks tuua erinevad eelistused ristamise koha või aja osas, aga ka näiteks loomade erinev käitumine või erinev suguelundite struktuur, mis saab täiendavaks takistuseks ristumisel.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et erinevad isolatsioonitüübid soodustavad uute liikide teket, kuid aitavad samal ajal säilitada liigi geneetilist struktuuri.
Geenitriiv
Juhuslikul muutusel geenide arvus igas väikeses populatsioonis võivad olla märkimisväärsed tagajärjed, kuna see võib viia alleeli sageduse muutumiseni. Alleelisageduse juhuslikke muutusi nimetatakse geneetiliseks triiviks. See protsess ei ole suunatud. Selle avastasid esmakordselt geneetikud N. P. Dubinin ja D. D. Romashov.
S. Wright sai kinnituse geneetilise triivi juhuslikkuse kohta. Laboris ristas ta emase ja isase Drosophila'ga, mis olid teatud geeni suhtes heterosügootsed. Pärast seda saadi järglased normaalse ja mutantse geeni kontsentratsiooniga, mis oli 50%. Läbimitu põlvkonda muutusid mõned isendid mutantse geeni suhtes homosügootseks, mõned kaotasid selle sootuks ja teisel osal indiviididest oli nii mutantne kui ka normaalne geen.
Tuleb märkida, et isegi mutantsete isendite elujõulisuse vähenemise korral ja loodusliku valiku mõjul võib mutantne alleel normaalse täielikult asendada, põhjustades spetsiifilisi populatsioonilaineid.
Populatsioonilainete etioloogia
Kõikidest põhjustest, mis võivad mõjutada populatsiooni kvantitatiivseid omadusi, on esikohal kliimatingimused, samas kui biootilised tegurid jäävad tagaplaanile. Madala liigilise mitmekesisuse korral sõltub isendite arv populatsioonis ilmast, keskkonna keemilisest koostisest, aga ka saastatuse astmest.
Väärib märkimist, et populatsioonilainete põhjused, mis määravad ette populatsiooni suuruse muutumise, sõltuvad selle tihedusest või mõjust sõltumata sellest parameetrist.
Abiootilised ja inimtekkelised tegurid reeglina rahvastikutihedusest ei sõltu. Biootiline mõju sõltub sellest rohkem. Märkida tuleb territoriaalset käitumist, mis evolutsiooni käigus on kõige tõhusam mehhanism, mis piirab populatsiooni isendite arvu kasvu. Seega on üksikisikute tegevus piiratud vastava ruumiga. Arvukuse suurenemisega areneb liigisisene konkurents ressursside pärast või otsene antagonism (rünnakud konkurentide vastu).
Rahvastiku lained sõltuvad ka käitumisestreaktsioonid, mida suure rahvaarvu korral iseloomustab massilise rände instinkti ilmnemine. Samuti võib areneda stressireaktsioon, mille käigus inimestel tekivad füsioloogilised tunnused, mis vähendavad viljakust ja suurendavad suremust. Seega on oogeneesi ja spermatogeneesi protsess häiritud, raseduse katkemise juhtumid sagenevad, üksikisikute arv ühes põlvkonnas väheneb ja puberteediperiood pikeneb. Lisaks väheneb järglaste eest hoolitsemise instinkt, muutub käitumine - kasvab agressiivsus, võib täheldada kannibalismi ja ebaadekvaatset reaktsiooni vastassoost isikutele, mis lõppkokkuvõttes vähendab populatsiooni.
Populatsioonide arvu muutumise tunnused
Paljud ökoloogilised protsessid, mis on seotud populatsiooni levikuga piirkonnas või lokaalse arvupuhanguga, meenutavad omapäraseid laineid, mida, nagu eespool mainitud, nimetatakse "elulaineteks". Tüüpiline näide on putukakahjurite arvu järsk suurenemine piiratud alal metsas. Soodsates tingimustes suudavad putukad hõivata üha uusi territooriume, mis on tüüpiline pilt nende tiheduse suurenemisest või nn populatsioonilaine levikust. Teades liikuvuse omadusi ja teatud populatsiooni tunnuseid, saab hõlpsasti välja arvutada selle laine levimiskiiruse ja võimalikud kontrollimeetodid.
Samamoodi saab iseloomustada epideemialaineid, seega on see teooria edukaskasutatakse erinevate haiguste leviku olemuse ja selle protsessi kiiruse määramiseks.
Lisaks tuleks mainida populatsioonigeneetilisi laineid, mis kirjeldavad konkreetse geeni jaotuse olemust konkreetse populatsiooni poolt hõivatud alal.
Populatsioonilainete toimemehhanism
Populatsioonilaineid saab iseloomustada mudelinäite abil. Seega on suletud kastis 500 musta ja sama palju valgeid palli, mis vastab alleelide P-0 sagedusele, 50. Kui eemaldame juhuslikult 10 palli ja eeldame, et neist 4 on mustad ja 6 valged., siis on alleeli sagedus vastav alt 0,40 ja 0,60.
Kui suurendate pallide arvu 100 korda, lisades 400 musta ja 600 valget, ja valite seejärel juhuslikult suvalise 10, siis on tõenäoline, et nende värvisuhe erineb oluliselt näiteks originaalist. 2 musta ja 8 valget. Sel juhul on alleeli sagedus vastav alt P-0,20 ja P-0,80. Kui võtta kolmas valim, siis on tõenäosus, et 10-st valitud pallist loositakse välja 9 valget palli või isegi kõik. ole valge.
Selle näite põhjal saab otsustada alleelide sageduse juhuslikke kõikumisi looduslikes populatsioonides, mis võivad vähendada või suurendada konkreetse geeni kontsentratsiooni.
