П. Пікассо «Дівчинка на кулі»

Погляньте, яка грація, який динамізм у рухах дівчинки. Рівновага дуже непевна — куля весь час рухається, і, щоб не впасти, необхідно рухатися в такт з нею.

Так і популяції організмів увесь час змінюються, бо змінюється навколишнє середовище.

Зміни ці не були байдужими для людини. Ні тоді, коли первісний мисливець не знаходив звичної здобичі під час полювання. Ні тоді, коли селянин спостерігав, як важким трудом вирощений урожай знищує сарана, хмара якої опустилася на поле.

Сьогодні додався ще один аспект — охорона рідкісних видів, яким загрожує вимирання. Якою має бути чисельність популяції, щоб забезпечити стабільне відновлення кількості особин?

Ці та інші питання розглядає популяційна екологія, з азами якої ми познайомимося.

У природі постійно відбувається коливання чисельності популяцій: число особин у популяції те скорочується, то збільшується. Ці процеси змінюють один одного більш-менш регулярно, тому їх називають хвилями життя, або популяційними хвилями.

ХВИЛІ ЖИТТЯ (популяційні хвилі - коливання чисельності особин, які характерні для будь-якої популяції живих організмів. Довжина хвилі життя прямопропорційна до тривалості циклу розвитку організмів.
Термін ввів С. С. Четвериков (1905).

Причини цих коливань різноманітні, вони можуть бути біотичні та абіотичні (запаси їжі, кількість хижаків, конкурентів, кліматичні умови року тощо). В одних випадках вони пов’язані із сезоном року (у багатьох комах, в однолітніх рослин). В інших випадках хвилі спостерігаються через більше тривалі строки й пов’язані з коливаннями кліматичних умов або врожаїв кормів (масове розмноження білок, зайців, мишей, комах). Іноді причиною зміни чисельності популяцій є лісова пожежа, повінь, дуже сильні морози або посухи.

Після збільшення числа особин у популяції відбувається закономірне його зменшення тощо. Хвилі життя самі по собі не викликають спадкової мінливості, але вони сприяють зміні частот алелів у популяціях.

Рис. Співвідношення чисельності хижаків і жертв

Частота генів у популяції може варіювати під впливом випадкових чинників. У період спаду хвиль одні гени й генотипи можуть зникнути повністю, притім випадково й незалежно від їхньої біологічної цінності. А інші також випадково залишаться й при тім новому наростанні чисельності популяції різко підвищать свою концентрацію.

Закон Харді—Вайнберга стверджує, що у теоретичної ідеальної популяції розподіл генів залишатиметься постійним з покоління до покоління. Так було в популяції рослин кількість «онуків» з генами высокорослости буде рівно настільки ж, скільки було батьків із цим геном. Однак у реальних популяціях інша справа. Через випадкових подій частота розподілу генів з покоління до покоління кілька варіює — це явище називається дрейфом генів.

Дрейф генів (дрейф-рух) є чинником, який постачає матеріал для еволюції. Це випадкова зміна генетичної структури популяцій (частоти генів або алелів, концентрації алелів у популяції), не пов'язана з дією добору, мутаційного процесу (мутагенезу) й міграцій. Стосується нечисленних популяцій. Випадкові події, наприлад передчасна загибель особини, що була єдиним власником якогось алеля, спричинюють до зникнення цього алеля в популяції, і навпаки — частота алеля може випадково підвищитися.

Дрейф генів відкрили С. Райт і Р. Фішер і незалежно від них М. П. Дубінін і Д. Д. Романов. Термін "дрейф генів" запропонував амер. генетик С. Райт (1931).

Наведемо простий приклад. Уявіть собі групу рослин, які населяють ізольовану гірську долину. Популяція складається з 100 дорослих рослин, і тільки 2% рослин, у популяції містять особливий варіант гена (наприклад, який стосується забарвлення квітки), тобто в аналізованої нами популяції цей ген є тільки в двох рослин. Цілком можливо, що невеличка подія (наприклад, повінь чи падіння дерева) призведе загибель обох рослин, і тоді це особливий варіант гена (чи, користуючись наукової термінологією, цей аллель) просто зникне з популяції. Отже, майбутні покоління не такі як аналізованих нами.

Якщо внаслідок сезонної зміни чисельності популяції, стихійного лиха або заселення нової території вихідна популяція зменшується чи розпадається на менші, то в новоутвореній популяції нове покоління буде представлене нащадками невеликої кількості особин початкової великої популяції, які суто випадково можуть виявитись носіями рідкісних генів.

Ізоляція — постійне обмеження вільного схрещування.

При тривалій ізоляції нової популяції концентрація таких генів у ній виявиться значно більшою, ніж у вихідній популяції.

Відомі випадки, коли в популяціях с.-г. тварин різко зростала концентрація летальних генів у зв'язку з широким використанням гетерозиготних за цими генами бугаїв-плідників. Тому широке використання у тваринництві штучного осіменіння самок глибокоза-мороженою спермою, внаслідок чого один самець стає батьком сотень тисяч нащадків, вимагає най-ретельнішої перевірки спадкових якостей тварин-плідників. Д. г. не має самостійного значення в еволюції організмів; він діє разом з ін. генетичними й екологічними факторами, що сприяють спадковому перетворенню популяції, в першу чергу з добором.

Тема: Видоутворення: основні способи і значення.

Запитання: Дайте визначення поняття "вид".

Вид — сукупність популяцій морфологічно подібних особин, здатних схрещуватись між собою і давати плодючих нащадків, які займають певний ареал, мають однакові вимоги та пристосування до умов навколишнього середовища і не схрещуються з особинами інших видів. Проте слід зазначити, що існують і популяції, яким статеве розмноження невластиве (аміктичні) та види, в яких змінюються покоління, які розмножуються статевим шляхом та нестатево (явище метагенезу).