СанктПетербург тесса 2009
 Скачать 7.63 Mb.
|
|
4.2. Популяция – элементарная эволюционная единица Контрольные задания 1. Известно, что мутационная изменчивость у организмов, поставляющая материал для естественного отбора, случайна и ненаправленна. Каким образом тогда микроэволюция приобретает напра 2. Д едующему в фе и выполняет роль информации в поколениях? 3. Известно пять рас севанской форел происходит в разные мес чем у первой популяции. В какой вленный характер? айте объяснение с эволюционных позиций сл ыражению: отбору подвергаются не отдельные гены, а целостные нотипы. Фенотип выступает не только объектом отбора, но передатчика аследственной н и, нерест которых яцы. Сдвиг в сроках размножения рыб небольшой, но весьма значителен для существования отдельных популяций. Каков механизм, обуславливающий различия между популяциями севанской форели? В чем его значение для вида в целом? 4. В лесной зоне обитают две четко выраженные популяции серой полевки. Одна из них населяет хорошо прогреваемые участки: поля, луга, пашни; другая – перелески, опушки, поляны, где света, тепла и корма гораздо меньше, популяции и в какие сезоны года наиболее остры формы борьбы за существование и почему? Как¸ на ваш взгляд, колеблется численность в обеих популяциях? 5. Будет ли происходить естественный отбор в гомогенной популяции, состоящей из однородных особей, например, у дочерних растений вегетативно размножающихся корневищных злаков? Ответ поясните. 6. Эволюционный анализ популяционно-биологических наблюдений: 6.1. На небольших островах в Средиземном море были описаны меланистические расы одного из видов ящериц. Причем, частота темных ящериц была выше на маленьких скалистых островах и меньше на соседних крупных. Темные ящерицы этого вида не встречались на сходных островах (как больших, так и мелких) в Красном море и других более те ых районах. Количество мелких пл 152 остр со овов с темными ящерицами превышает количество островов светлыми ящерицами. Попытайтесь объясн даемые явления. Известно, ить наблю что темные насекомые быстрее согреваются по утрам и в холодные дни. Используйте это для объяснения различий островных популяций ящериц. 6.2. В Австралии кролики, завезенные туда в 1859 году, сильно размножились и стали вредителями сельскохозяйственных угодий. В 1960 году кроликов с целью истребления заразили вирусом миксомы, вызывающим у них острое заболевание и быструю гибель. В первый же год от миксомы погибло 99% кроликов. Вирус переносится комарами, и летом болезнь распространяется очен быстро. Зимой, ь когда комаров нет, вирус, не имея промежуточного хозяина, погибает. Каждую весну фермерам приходилось заново интродуцировать вирус. Однако в течение ряда лет гибель кроликов от миксоматоза стала снижаться (в одной из популяций снизилась до 25%). Обнаружилось также наличие у многих кроликов непатогенного вируса миксомы (способного жить и размножаться в организме, не вызывая заболевания и гибели), сохранявшегося в популяции и в зимнее время. Опишите пути эволюции двух видов – кролика и вируса. В каких направлениях идет в этих популяциях отбор? Можно ли (и как) продолжить борьбу с кроликами, используя вирус миксомы? 6.3. У серой крысы встречается вариация окраски, называемая "ирландской пегостью" (белое пятно на груди). Анализ географического распространения этого признака показал, что он встречается на всем протяжении евразийского ареала этого вида: от Швеции до Кореи и от Югославии до Камчатки. Частота пегости изменяется от популяции к популяции в широких пределах. Так, на острове Саарема (Эстония) была обнаружена популяция, состоящая исключительно из пегих особей. Часто встречаются популяции, в котор э ых тот признак отсутствует. Назовите тип изменчивости, который проявляется в данном случае. Как Вы думаете, имеет ли этот признак селективное значение и подвержен ли он отбору? 6.4. В Йоркширском сосновом лесу в 1800 г. произвели вырубку сосны, и в одной из его частей стала преобладать береза. Части леса разделились широкой просекой. Гаррисон в 1907 г. обнаружил в составе популяций бабочек светлые и темные формы. В 153 сосновой части 96% бабочек темной (меланистической) формы и 4% – светлой. В березовой части 85% бабочек – светлой и 15% – темной формы. При изучении крыльев съеденных птицами и летучими мышами бабочек, было обнаружено, что среди съеденных бабочек более 50% светлоокрашенных. Как изменится соотношение данных окрасок в дальнейшем и какова причина преобладания светлоокрашенных бабочек в березовом лесу? Назовите форму отбора. Можно ли бабочек из березовой и сосновой части леса считать разновидностями? 6.5. В Приангарье с 1974 по 1978 год был изучен фенотип белок из нескольких популяций. Различались два основных варианта окраски - серохвостые и краснохвостые. Численность белок в 1977-78 году была наивысшей, а в 1974-76 годах наблюдалась депрессия (резкое уменьшение) численности. Было обнаружено, что в одной из популяций (в Жигаловском районе) доля краснохвостых белок в 1977- 78 годах по сравнению с 1974-76 годами возросла с 18 до 42.2%. В двух других популяциях (в Тулунском и Нижне-Удинском районах) доля краснохвостых, наоборот, снизилась до 3.1% и 8.5% соответственно. Как можно объяснить эти изменения? 6.6. На острове Нью-Провиданс (Вест-Индия) моллюски различаются по окраске и форме раковины. На западе острова находят моллюсков с белыми ребристыми раковинами, на востоке преобладают с пигментированным гладкими раковинами Между – и этими двумя формами имеется непрерывный ряд переходных форм, промежуточных по окраске и ребристости раковины. Плате связывает наблюдающиеся различия раковин моллюсков с различиями климата в разных частях острова (на востоке – дождливый, на западе – более сухой), предполагая, что толстая белая раковина лучше предохраняет от перегревания солнечными лучами. Назовите тип изменчивости, проявляющийся в данном случае. Являются ли эти различия результатом отбора? Если да, то на что действует отбор – на генотип или на фенотип? 6.7. На песчаных и илистых грунтах озера Байкал обитают моллюски. В юго-западной части озера они имеют высокую, почти башневидную раковину. Дальше на запад и север раковина становится более низкой и широкой. Вдоль всего северо-восточного побережья 154 раковина моллюсков совсем плоская, с широким пупком. На юго- востоке она вновь преобразуется в высокую. Соседние популяции разделены каменистыми грунтами и частично изолированы. По морфотипу особи соседних популяций почти неразличимы. Назовите форму изменчивости, проявляющуюся в данном случае. Являются ли эти изменения результатом отбора? 6.8. В Северной Америке был описан случай гибридизации в природе двух видов бабочек-желтушек. В луговых стациях преобладал первый, в посевах люцерны – второй. Частота гибридов составляла в разных частях ареала от 1 до 12%. Гибриды первого поколения плодовиты и скрещиваются с обеими родительскими формами. Что можно сказать о происхождении этих двух видов? 6.9. Якутский заяц-беляк имеет целый ряд морфо- физиологических отличий от субтропических и лесостепных популяций того же вида: мелкие размеры, однократное в течение года размножение при большой плодовитости самок, большая амплитуда колебаний численности способност накапливат жировые запасы. , ь ь Объясните, как могла возникнуть каждая из этих черт? Какие и е для вида (укажите, з них имеют приспособительное значени что выгодно для особи, а что – для популяции в целом)? Лабораторный практикум ка 1. Защитная окрас и форма животных. Рассмотрите коллекционный материал. Определите тип покровительственной окраски насекомых и выясните ее значение для этих видов в природной обстановке. Результаты занесите в таблицы 4.2., 4.3. Таблица 4.2. Маскировка Вид насекомого Окраска тела Окраска среды Тип окраски Серый усач Крапивница Жужелица черная Пяденица березовая Лимонница 155 Таблица 4.3. Демонстрация Вид насекомого Окраска тела Защи ны свойства ок аски Тип окраски т е р Божья коровка Оса обыкновенная Щавелевый клоп Павлиний глаз Шмель полевой 2. Коадаптивная эволюция цветковых растений и насекомых-опылителей. 2.1. Пользуясь гербарием и определителями, рассмотрите растени ным семейст в , х , а, двукрылые, прямокрылые, перепончатокрылые, стрекозы и полужесткокрылые. Обратите внимание на строение ротового аппарата и на опушённость тела. Установите участие насекомых в опылении растений. Заполните таблицу 4.5. Какое значение в опылени ла на ца 4.4. Морфологические особенности растений Вид растения Окраска чашечки Окраска вен сположение тарника Состав опылителей я, указанные в таблице 4.4, относящиеся к различ вам. Обратите нимание на размер цветков на арактер окраски чашечки венчик месторасположение нектарника и установите насекомых-опылителей. Все ли растения в равной степени приспособлены к опылению цветов? Каким путем шла специализация растений к привлечению насекомых? 2.2. Пользуясь определителями, определите насекомых, познакомьтесь с морфологической характеристикой насекомых следующих отрядов: жесткокрылые, чешуекрылые, и растений имеет опушённость те секомого? Какие связи с растениями исторически обусловили особенности строения ротовых частей и других приспособлений у насекомых? Табли чика Местора нек насекомых- Лютик Цикорий Одуванчик Аконит Окопник 156 Таблица 4.5. Морфологиче и насекомых о аппарата тела опылении ские особенност Вид насекомого Тип ротов го Наличие опушённости Участие в Коромысло большое Кобылка пестрая Бронзовка золотистая Шмель полевой Журчалка цветочная Щавелевый клоп Тестовые задания * Тестовые задания с несколькими правильными ответами 1. Элементарной эволюционной единицей является: 1) вид; 2) особь; 3) популяция; 4) индивид. 2. Собственной эволюционной судьбой обладает: 1) особь; 2) популяция; 3) индивид. 3. Популяция: 1) выступает во времени и в пространстве как определенное единство; 2) не способна изменяться в течение поколений; 3) реально не существует в природе; 4) имеет неограниченные размеры. 4. Элем ы н е у щ высокую степень гомогенности особей; 4) приводит к енаследственным изменениям. 9. Эволюционное значение мутационного процесса в природных п направляет эволю й эволюционный материал 3) является поддерживает н гете и 10. Мутационный о элеме люцион л в природные популяции: 1) постепенно; 2) на авленно; 3) случайно 4) закономерно. 1 ивная изменчивость связана с характером протекания эволюционного п учайной встреч гамет при оплодотворении; 3) изменением условий с сполым размножением. 1 ие на -во ок зайца- сака является примером: 1) быстрых ерриториальных экспансий; 2) мутационного процесса; 3) изоляции; 4) генетико- втоматических процессов. ентарн м эволюцион ым материалом явля тся: 1) гетерогенность особей популяции; 2) м тация; 3) борьба за су ествование; 4) изменчивость; 5) наследственность. 5. Эволюционный фактор, изменяющий частоты аллелей в популяциях: 1) специализация; 2) наследственность; 3) популяционные волны; 4) панмиксия. 6. Эволюционный фактор, изменяющий частоты аллелей в популяциях: 1) борьба за существование; 2) мутация; 3) прогрессия размножения; 4) мутационный процесс. 7. Избирательная элиминация имеет место при: 1) естественном отборе; 2) изоляции; 3) миграциях; 4) борьбе за существование. 8. Эволюционное значение мутационного процесса в природных популяциях: 1) поддерживает высокую степень гетерогенности особей; 2) обезвреживает мутации; 3) поддерживает н опуляциях 1) ционные изменения 2) поставляет элементарны источником фенотипической изменчивости 4) изкую степень рогенност процесс п особей ставляет нтарный эво ный материа пр ; 1. Комбинат : 1) роцесса; 2) сл ей реды; 4) бе 2. Расселен северо ст ру т а 157 13. Колебания численности обыкновенной белки в зависимости от величины урожая семян ели являе лн; 3) быстрых территориальных 1 cut ( р зан м эволюции: 1) изоляция; 2) п ные волны; тационный 4) е ии. 1 лов на север вороны, галки, сороки и домового воробья в Р ом эволюции: 1) изоляция; 2) популяционные в ны; 3) м сс; 4) естественный отбор; 5) миграции. 1 убой сороки в Палеарктике Европа и Дальний ) с олюции: 1) изоляция; 2) популяционные волны; 3) мутационный процесс; 4) естественный отбор; 5) миграции. 17. Эколого-этологическая форма изоляции приводит к нарушению свободного скрещивания между особями в результа различий в: 1) строении копулятивных ности гибридов; 3) поведении и образе жизни; 4) лодотворения, включает: 1) гибель зигот после оплодотворения; 2) ипической дифференцировки; 3) создает новые еспелый летний виды погремка 2) меланизм в природных и ормы у и секомых-опылителей и диаметр венчика г от ) внутривидовой конкуренции 6) межвидовой а. е лее чем 70 видов бабочек ряда стран Европы, тся примером: 1) изоляции; 2) популяционных во экспансий; 4) миграций. 4. Появление мутации «обрезанные к опуляцион ылья») у дрозофилы свя 3) му о с факторо процесс; стественный отбор; 5) миграц 5. Расширение ареа у оссии связано с фактор ол утационный проце 6. Разорванный ареал гол ( Восток вязан с фактором эв те органов; 2) жизнеспособ плодовитости особей. 18. Собственно генетическая форма изоляции, связанная с возникновением изоляции после оп повышенную жизнеспособность; 3) морфофизиологические особенности; 4) особое поведение и образ жизни. 19. Эволюционное значение изоляции: 1) создает новые генотипы; 2) закрепляет и усиливает начальные стадии генот внутривидовые формы; 4) объединяет несколько популяций в одну. 20.* Примеры стабилизирующей формы естественного отбора 1) раннеспелый весенний и поздн популяциях различных организмов 3) регуляция размеров кладк у птиц 4) размеры насекомых-опылителей и диаметр венчика цветков 5) красные и черные ф двуточечной божьей коровки. 21.* Примеры дизруптивной формы естественного отбора 1) раннеспелый позднеспелый подвиды погремка большого 2) красные и черные формы у двуточечной божьей коровки 3) размеры на цветков 4) регуляция размеров кладки у птиц. 22.* Самцы оленей в период спаривания дерутся между собой за самок – это проявление 1) руппового отбора 2) естественного бора 3) полового отбора 4) борьбы за существование 5 конкуренции. 23. Покровительственная окраска и форма у животных является результатом 1) естественного отбора 2) изменчивости 3) прогрессии размножения 4) борьбы за существование 5) мутационного процесс 24.* Предпосылками естественного отбора являются 1) борьба за существование 2) мутационный процесс 3) прогрессия размножения 4) дивергенция 5) видообразовани 6) гетерогенность особей популяции 7) популяционные волны 8) конвергенция 9) репродуктивная изоляция. 25.* Индустриальный меланизм бо Англии и США, представляет собой результат отбора 1) частотно-зависимого 2) стабилизирующего 3) естественного 4) искусственного 5) движущего. 158 4.3. Вид – качественный этап эволюционного процесса вьюрки, которых Контрольные задания 1. На Галапагосских островах, расположенных приблизительно 1100 км западнее Эквадора, обитают лишь немногие виды организмов. Среди них заметное место занимают дарвиновы различают 13 видов. Один из видов обитает на отстоящем на 800 км Кокосовом острове. Дарвиновы вьюрки отличаются друг от друга и ю вида, который обитает на жно-американском континенте, и от которого, как предполагается, они и произошли, формой и величиной клюва (рис. 4.7). К тому же, они имеют разные способы питания. Известно, что разные виды вьюрков с Галапагосских островов частично могут скрещиваться между собой и могут производить потомство. Каким образом возникло видовое разнообразие вьюрков? Рис. 4.7. Дарвиновы вьюрки 1 – вьюрок с Кокосового острова; 2 – певчий вьюрок; 3 – дятловидный вьюрок; 4 – мангоровый древесный вьюрок; 5 – малый вьюрок; 6 – средний вьюрок; 7 – большой вьюрок; 8 – вьюрок, обитающий на лиственных деревьях; 9 – большой кактусовый вьюрок; 10 – малый кактусовый вьюрок; 11 – остроклювый обыкновенный вьюрок (основной тип); 12 – малый земляной вьюрок; 13 – средний земляной вьюрок; 14 – обыкновенный толстоклювый вьюрок. За исходный тип (А) принят зерноядный земляной вьюрок с южно-американского континента 159 2. В плейстоцене обитал древний медведь, от которо травоядный пещерный медведь (он вымер) и современная дведь В кон го произошли форма – всеядный бурый ме це ледникового периода от бурого всеядного медведя произошел бе Объя лый полярный медведь. сните процесс образования нового вида белого медведя от исходного вида. При объяснении отметьте элементарную эволюционную структуру, элементарный эволюционный материал, поясните значение длительного направленного изменения генофонда популяций как необходимой предпосылки эволюционного процесса, укажите элементарные эволюционные факторы, под совместным действием которых совершаются элементарные эволюционные явления, приведшие к образованию нового вида медведя. Лабораторный практикум 1. Сравнительная характеристика видов синиц. Рассмотрите морфологические признаки разных видов синиц (большая синица, гаичка буроголовая, синица хохлатая, лазоревка), выявите их отличительные признаки и заполните таблицу 4.7. На чем основан морфологический критерий определения вида? Почему для систематики морфологический критерий является недостаточным? Применим ли морфологический критерий для выделения видов- двойников? Таблица 4.7. |