Působením elementárních faktorů v genofondu se mění frekvence určitých genů, což vede ke změně genotypu a fenotypu populace a při delším vystavení přirozenému výběru dochází k její diferenciaci.
Co je mikroevoluce
Mikroevoluce - změny populace pod vlivem evolučních faktorů, které mohou vést ke změně genofondu nebo dokonce ke vzniku nového druhu.
Faktory evoluce lze nazvat jakékoli procesy nebo jevy. Mezi nimi jsou mutace, izolace, genetický drift, populační vlny, které mění genetické složení.
Velikost jakékoli populace se neustále mění. Důvodem jsou různé vlivy biotické i abiotické povahy. Takové populační výkyvy jsou periodické. Po zvýšení počtu jedinců v populaci tedy klesá. V roce 1905 S. S. Chetverikov nazval tuto pravidelnost populačními vlnami. Pokud uvedete příklady populačních vln, tak to mohou být výkyvy v počtu predátorů, množení sarančat nebo králíků v Austrálii. Dalším příkladem je výskyt lumíků vArktické nebo morové epidemie, které byly v minulosti zaznamenány v Evropě.
Charakteristické pro "vlny života"
Tyto vlny jsou charakteristické pro všechny živé organismy. Mohou být periodické nebo neperiodické. Periodické jsou nejčastěji pozorovány u krátkověkých organismů – u hmyzu, jednoletých rostlin, stejně jako u většiny mikroorganismů a hub. Nejjednodušším příkladem by byly sezónní změny v číslech.
Neperiodické populační vlny závisí na kombinaci několika komplexních faktorů. Zpravidla se netýkají jednoho, ale několika typů živých organismů v biogeocenóze, proto mohou vést k radikální restrukturalizaci.
Mezi změnami v počtu jedinců v populaci je třeba vyzdvihnout náhlý výskyt určitých druhů organismů v nových oblastech, kde jejich přirození nepřátelé chybí. Je třeba zmínit i prudké necyklické změny v populaci, které jsou spojeny s přírodními „katastrofami“a mohou se projevit destrukcí biogeocenózy nebo celé krajiny. Několik suchých letních období tedy může změnit významnou oblast - způsobit výskyt luční vegetace v bažinách a velké množství suchých luk.
Pokud uvádíte příčiny populačních vln, pak stojí za to připomenout nejen vztah živých organismů mezi sebou a faktory prostředí, ale také vliv člověka.
Evoluční význam „vln života“
V případech, kdy se velikost jakékoli populace prudce sníží, může zůstat jen několik jedinců. Jejich frekvence genů (alel) je přitom odlišná od té, která byla v původní populaci. Pokud po prudkém poklesu počtu jedinců v populaci dojde k prudkému vzestupu, pak počátek nového vzplanutí růstu počtu jedinců v populaci je dán malou skupinou organismů, která zůstala. Proto lze tvrdit, že populační vlny ovlivňují genofond, protože genotyp dané skupiny určuje genetickou strukturu celé populace.
Zároveň se soubor mutací v populaci a jejich koncentrace náhodně dramaticky mění. Takže určitá část mutací úplně zmizí a některé najednou rostou. Abychom to shrnuli, můžeme říci, že populační vlny jako evoluční faktor jsou nesmírně důležité, protože v podmínkách intenzivní selekce jsou hlavním dodavatelem evolučního materiálu, kdy selekci nahrazují vzácné mutace.
Vlny života jsou navíc schopny dočasně přinést řadu mutací nebo genotypů do jiného abiotického nebo biotického prostředí. Navzdory tomu ani kombinace populačních vln a mutací nezajistí evoluční proces. Potřebujete působení faktoru, který působí jedním směrem (to je například izolace).
Vliv izolace na velikost populace
Tento faktor je z evolučního hlediska nesmírně důležitý, protože vyvolává vznik nových vlastností v podmínkách jednoho druhu a brání křížení různých druhů mezi sebou. Stojí za zmínku, že nejčastěji je pozorována geografická izolace. Jeho podstata spočívá vskutečnost, že jediná oblast je roztrhaná, zatímco průnik jednotlivců z různých jejích částí se stává nemožným nebo obtížným.
Za zmínku stojí, že v izolované populaci se náhodně vyvíjejí mutace a v důsledku přirozeného výběru je její genotyp stále rozmanitější. Kromě toho existuje ekologická izolace a různé biologické mechanismy, které brání jedincům různých druhů volně se křížit. Příkladem mohou být různé preference týkající se místa nebo času křížení, stejně jako například odlišné chování nebo odlišná struktura pohlavních orgánů u zvířat, což se stává další překážkou křížení.
Shrnuto, různé typy izolace podporují tvorbu nových druhů, ale zároveň pomáhají udržovat genetickou strukturu druhu.
Genový drift
Náhodná změna v počtu genů v jakékoli malé populaci může mít významné důsledky, protože může vést ke změně frekvence alel. Náhodné změny ve frekvenci alel se nazývají genetický drift. Tento proces je nesměrový. Poprvé ji objevili genetici N. P. Dubinin a D. D. Romashov.
S. Wright obdržel potvrzení týkající se náhodnosti genetického driftu. V laboratoři zkřížil samici a samce Drosophila, kteří byli heterozygoti pro určitý gen. Poté bylo získáno potomstvo s koncentrací normálního a mutantního genu, která byla 50 %. Přespo několik generací se někteří jedinci stali homozygotními pro mutantní gen, někteří jej ztratili úplně a další část jedinců měla mutantní i normální gen.
Je třeba poznamenat, že i při snížené životaschopnosti mutantních jedinců a pod vlivem přirozeného výběru by mutantní alela mohla zcela nahradit tu normální a způsobit specifické populační vlny.
Etiologie populačních vln
Ze všech důvodů, které mohou ovlivnit kvantitativní charakteristiky populace, zaujímají přední místo klimatické podmínky, zatímco biotické faktory jsou odsouvány do pozadí. Při nízké druhové diverzitě závisí počet jedinců v populaci na počasí, chemickém složení prostředí a také na stupni znečištění.
Za zmínku stojí, že příčiny populačních vln, které předurčují změnu velikosti populace, závisí na její hustotě nebo vlivu nezávisle na tomto parametru.
Abiotické a antropogenní faktory zpravidla nezávisí na hustotě obyvatelstva. Biotický vliv je na něm více závislý. Je třeba poznamenat teritoriální chování, které je v průběhu evoluce nejúčinnějším mechanismem, který omezuje růst počtu jedinců v populaci. Aktivita jednotlivců je tedy omezena na odpovídající prostor. S nárůstem počtu se rozvíjí vnitrodruhová soutěž o zdroje nebo přímý antagonismus (útoky na konkurenty).
Populační vlny také závisí na chováníreakce, které se při vysoké populaci vyznačují objevením se pudu masové migrace. Může se také vyvinout stresová reakce, kdy se u jedinců vyvinou fyziologické rysy, které snižují plodnost a zvyšují úmrtnost. Je tak narušen proces oogeneze a spermatogeneze, častější případy potratů, klesá počet jedinců v jedné generaci a zvyšuje se období puberty. Navíc klesá pud péče o potomstvo, mění se chování - roste agresivita, lze pozorovat kanibalismus a nepřiměřenou reakci na osoby opačného pohlaví, což v konečném důsledku snižuje populaci.
Vlastnosti změn v počtu populací
Mnoho ekologických procesů spojených s šířením populace po určité oblasti nebo s místním propuknutím početnosti připomíná zvláštní vlny, které, jak již bylo zmíněno výše, se nazývají „vlny života“. Typickým příkladem je náhlý nárůst počtu hmyzích škůdců v omezené oblasti lesa. Hmyz je za příznivých podmínek schopen zachytit stále nová a nová území, což je typickým obrazem nárůstu jeho hustoty nebo šíření tzv. populační vlny. Díky znalosti charakteristik mobility a určitých populačních rysů lze snadno vypočítat rychlost šíření této vlny a možné způsoby kontroly.
Podobně lze charakterizovat epidemické vlny, takže tato teorie je úspěšnápoužívá se k určení povahy šíření různých nemocí a rychlosti tohoto procesu.
Kromě toho bychom měli zmínit populačně-genetické vlny, které popisují povahu distribuce konkrétního genu na ploše obsazené konkrétní populací.
Mechanismus působení populačních vln
Populační vlny lze charakterizovat pomocí modelového příkladu. V uzavřené krabici je tedy 500 černých a stejný počet bílých kuliček, což odpovídá frekvenci alel P-0, 50. Pokud náhodně odebereme 10 kuliček a předpokládáme, že 4 z nich jsou černé a 6 bílých, pak bude frekvence alel 0,40 a 0,60.
Pokud zvýšíte počet kuliček 100krát přidáním 400 černých a 600 bílých a pak znovu náhodně seberete libovolných 10, pak je pravděpodobné, že se jejich poměr barev bude výrazně lišit od originálu, např. 2 černé a 8 bílých. Frekvence alel bude v tomto případě P-0,20, respektive P-0,80 Pokud vezmeme třetí vzorek, pak je šance, že z 10 vybraných koulí bude vytaženo 9 bílých kuliček nebo dokonce všechny budou být bílý.
Z tohoto příkladu lze usuzovat na náhodné výkyvy ve frekvenci alel v přirozených populacích, které mohou snížit nebo zvýšit koncentraci určitého genu.
