Вопросы и упражнения

1. Ч. Дарвин считал, что борьбу за существование следует понимать в широком, метафорическом смысле. Как вы понимаете термин «борьба за существование»?
Ответ:
Термин "борьба за существование" в широком смысле, по мнению Чарльза Дарвина, означает конкуренцию и приспособление организмов к своей среде с целью выживания и размножения. Это не обязательно физическое противостояние, а скорее взаимодействие и конкуренция за ресурсы, пищу, территорию и другие факторы, которые влияют на успешное размножение и выживание организмов.

2. Какие вы знаете формы борьбы за существование и как они взаимодействуют друг с другом?
Ответ:
В биологии выделяются три основные формы борьбы за существование: конституционная борьба, межвидовая борьба и внутривидовая борьба.

Конституционная борьба связана с приспособлением организмов к абиотическим факторам окружающей среды, таким как климатические условия или доступность пищи. Она определяет, какие организмы лучше приспособлены к данным условиям и имеют больше шансов выжить и размножиться.

Межвидовая борьба происходит между представителями разных видов и связана с конкуренцией за ресурсы, такие как пища, место обитания или партнеры для размножения. В этой форме борьбы организмы соревнуются друг с другом, чтобы обеспечить свою выживаемость и размножение. Сильная межвидовая конкуренция может приводить к эволюционным изменениям и отбору наиболее приспособленных видов.

Внутривидовая борьба возникает между особями одного вида и связана с конкуренцией за ресурсы внутри популяции. Эта форма борьбы включает конкуренцию за пищу, территорию, партнеров для размножения и другие ресурсы. Она способствует отбору наиболее приспособленных особей внутри вида.

Взаимодействие этих форм борьбы за существование очень сложно и зависит от конкретных условий и видов, вовлеченных в борьбу. Например, межвидовая борьба может оказывать влияние на внутривидовую конкуренцию, если ресурсы ограничены. В то же время, конституционная борьба определяет приспособления организмов к среде и может создавать преимущества или ограничения для борьбы внутри и между видами.

Таким образом, эти формы борьбы взаимодействуют друг с другом, влияют на эволюцию организмов и формирование экосистем. Они помогают поддерживать баланс в природных сообществах и способствуют выживанию и разнообразию живых организмов.

3. Что такое принцип Чёрной Королевы? Рассмотрите его на примере взаимодействий: хищник — жертва, паразит — хозяин.
Ответ:
Принцип Чёрной Королевы, названный в честь персонажа из книги "Алиса в Зазеркалье" Льюиса Кэрролла, описывает ситуацию, когда организмы постоянно совершенствуются и приспосабливаются друг к другу во взаимодействии хищника и жертвы или паразита и его хозяина.

В случае хищник-жертва, хищник стремится стать эффективнее в охоте, развивая новые стратегии и адаптации для ловли жертвы. В ответ на это, жертвы эволюционируют и развивают защитные механизмы или тактики, чтобы уйти от хищников. Например, хищник может развить более острые зубы или быстроту, а жертва может развить скрытность или защитные окраски, чтобы избежать попадания в ловушку. Этот постоянный эволюционный гон поддерживает баланс между хищниками и их жертвами.

В случае паразит-хозяин, паразит стремится развиться и использовать своего хозяина для получения питания или размножения. В ответ на это, хозяин может развить иммунные механизмы или стратегии защиты от паразитов. Паразиты в свою очередь могут эволюционировать и приспосабливаться к новым методам защиты хозяина. Это постоянное взаимодействие стимулирует эволюцию и изменение обоих сторон.

Принцип Чёрной Королевы подчеркивает, что взаимодействия хищник-жертва и паразит-хозяин создают непрерывную эволюционную гонку, где каждая сторона старается адаптироваться к изменениям в другой стороне. Это помогает поддерживать разнообразие видов и приводит к постоянным изменениям в популяциях и экосистемах.

В целом, принцип Чёрной Королевы указывает на важность взаимодействий между видами в эволюции и поддержании равновесия в природных сообществах.

4. Приведите известные вам примеры борьбы за существование в мире животных и растений.

5. Что такое относительная приспособленность генотипа?
Ответ:
Относительная приспособленность генотипа - это мера успеха генотипа в выживании и размножении по сравнению с другими генотипами в популяции. Она определяется тем, насколько успешно генотип передает свои гены следующему поколению.

Высокая относительная приспособленность означает, что генотип обладает преимуществом в выживании и размножении, что позволяет ему стать более распространенным в популяции. Низкая относительная приспособленность означает, что генотип менее успешен и его частота может снижаться.

Относительная приспособленность генотипа зависит от взаимодействия генотипа с окружающей средой и ее изменений. Генотипы, которые лучше приспособлены к среде и могут успешно справляться с селективным давлением, имеют высокую относительную приспособленность.

Относительная приспособленность является важным понятием в эволюции, поскольку она определяет, какие гены и генотипы будут иметь преимущество в отборе и какие изменения могут происходить в популяции со временем.

6. Перечислите факторы, от которых зависит эффективность отбора.
Ответ:
Факторы, от которых зависит эффективность отбора, включают:

1. Вариация: Наличие генетической вариации в популяции позволяет отбору действовать, выбирая наиболее приспособленные генотипы.

2. Приспособленность: Черты, которые повышают выживаемость и размножение организмов, увеличивают эффективность отбора.

3. Наследуемость: Если фенотипические черты, связанные с приспособленностью, передаются по наследству, отбор может изменять их частоты в популяции.

4. Селективное давление: Окружающая среда, включая условия выживания, доступ к ресурсам и конкуренцию, создает селективное давление, которое влияет на эффективность отбора.

5. Время: Время, которое требуется для проявления эффектов отбора, может варьировать в зависимости от жизненного цикла организмов и скорости размножения.

6. Взаимодействие генотипов и среды: Генетические черты могут проявляться по-разному в разных средах, и эффективность отбора может зависеть от взаимодействия между генотипами и окружающей средой.

Эти факторы определяют, какие генотипы и фенотипы будут иметь преимущество в отборе и какие изменения могут произойти в популяции со временем.

7. Одно из возражений против дарвиновской теории эволюции заключается в том, что отбор только отсекает заведомо неприспособленные отклонения и поэтому не может создавать ничего нового. Как можно опровергнуть это возражение?
Ответ:
Одно из возражений против дарвиновской теории эволюции, связанное с отбором, можно опровергнуть следующими аргументами:

1. Мутации и генетическая изменчивость: Отбор действует на генетическую изменчивость в популяции. Мутации являются случайными изменениями в генетическом материале, и они могут создавать новые генетические варианты. Некоторые из этих вариантов могут быть преимущественными в конкретной среде и способствовать приспособлению организма. Таким образом, отбор может действовать на эти новые генетические варианты и способствовать их распространению, что приводит к появлению новых признаков и созданию чего-то нового.

2. Комбинаторный эффект и рекомбинация: Взаимодействие различных генетических вариантов в популяции и их комбинирование может привести к возникновению новых признаков и свойств. Отбор может действовать на эти комбинации, выбирая те, которые предоставляют преимущества выживания и размножения. Таким образом, отбор может способствовать созданию новых комбинаций генов и приводить к появлению новых адаптаций и форм жизни.

3. Экспериментальные наблюдения: В лабораторных условиях и в природе было проведено множество экспериментов и наблюдений, которые подтверждают эволюционные изменения и возникновение новых признаков через отбор. Например, исследования над популяциями бактерий, растений и животных показывают, что отбор может приводить к эволюционным изменениям и появлению новых признаков в популяциях.

Эти аргументы указывают на то, что отбор не только отсекает неприспособленные отклонения, но и способствует появлению новых генетических вариантов и созданию новых признаков и адаптаций в популяциях. Отбор является важным механизмом эволюции, который способен создавать что-то новое и приводить к разнообразию жизни на Земле.

Задача

8. В размножении участвует 50 % особей с генотипом АА, которые производят в среднем 10 потомков, 30 % особей с генотипом Аа, которые производят в среднем 12 потомков, и 10 % особей с генотипом аа, которые производят в среднем 15 потомков. Определите относительные приспособленности генотипов.