Вопросы и упражнения

1. В чём заключается суть теории Дарвина?
Ответ:
Суть теории Дарвина, известной как теория естественного отбора, заключается в следующем:
1. Все организмы имеют общего предка: Все живые организмы на Земле произошли от общего предка, который жил много миллионов лет назад.
2. Процесс естественного отбора: Естественный отбор является механизмом, через который происходит эволюция организмов. Он основан на идее, что в природе существует борьба за выживание, и только те особи, которые лучше приспособлены к окружающей среде, выживают и передают свои наследственные черты следующему поколению.
3. Изменчивость и наследование: Все особи в популяции различаются друг от друга в своих наследственных чертах. Эта изменчивость возникает из-за случайных мутаций и разделения генов во время размножения. Некоторые из этих изменений могут быть наследованы потомками.
4. Накопление изменений в течение времени: Постепенное накопление изменений в генетическом материале позволяет популяциям организмов приспосабливаться к изменяющейся среде. Эти изменения могут приводить к возникновению новых видов и формированию разнообразия живых существ.
Таким образом, суть теории Дарвина заключается в понимании того, как естественный отбор действует на наследственные черты в популяциях организмов, приводя к эволюционным изменениям и разнообразию жизни на Земле.

2. Какое значение имеют законы Менделя для понимания механизмов эволюции?
Ответ:
Законы Менделя имеют важное значение для понимания механизмов эволюции, так как они позволяют объяснить, как передаются генетические черты от родителей к потомкам и как изменения в генетическом материале могут накапливаться в популяциях организмов. Это помогает понять, как возникает генетическое разнообразие, которое является основой для естественного отбора и эволюционных изменений. Таким образом, законы Менделя помогают раскрыть связь между наследственностью и эволюцией, способствуя более глубокому пониманию процессов, формирующих разнообразие живых организмов.

3. Обсудите, какие отклонения могут оказаться полезными, а какие вредными в популяции мышей, живущих на изолированном острове, при допущении, что на острове нет хищников, климат постоянен, а количество доступной пищи обратно пропорционально численности мышей.
Ответ:
В условиях, когда на острове нет хищников, климат стабилен и количество доступной пищи обратно пропорционально численности мышей, полезными отклонениями могут быть те, которые увеличивают эффективность получения пищи и способствуют лучшей выживаемости и размножению.
Например, полезными отклонениями могут быть изменения, которые увеличивают эффективность поиска пищи, такие как более развитые чувства обоняния или слуха. Это позволит мышам лучше находить и собирать пищу, даже при ограниченном количестве.
С другой стороны, вредными отклонениями могут быть изменения, которые снижают способность мышей получать пищу или выживать. Например, мутации, которые вызывают снижение скорости передвижения или снижение эффективности пищеварения, могут быть вредными, так как они затрудняют доступ к пище и увеличивают риск их вымирания.
Важно отметить, что полезные и вредные отклонения могут различаться в зависимости от конкретных условий и ресурсов, доступных на острове. Отбор будет благоприятствовать сохранению полезных отклонений, которые увеличивают шансы выживания и размножения, и постепенно они могут стать распространенными в популяции мышей.

4. Усложним условия предыдущей модели и представим две одинаковые популяции мышей, живущие на двух изолированных островах, причём на втором острове обитает ещё и популяция кошек, численность которой прямо пропорциональна численности мышей. Опишите возможные сценарии эволюции этих популяций и результаты такой эволюции через 100 поколений.
Ответ:
При условии, что на втором острове присутствует популяция кошек, численность которой прямо пропорциональна численности мышей, возможны следующие сценарии эволюции и результаты через 100 поколений:
Популяция мышей на первом острове:
- При отсутствии хищников и постоянном климате популяция мышей может оставаться стабильной с некоторыми случайными колебаниями в численности.
- Могут происходить случайные изменения в генетическом материале популяции, но их влияние на приспособленность и выживаемость будет ограничено отсутствием давления со стороны хищников.
Популяция мышей на втором острове:
- Популяция мышей будет подвержена давлению хищников (кошек), которые будут охотиться на них для пищи.
- Мыши, обладающие более эффективными механизмами защиты или поведенческими стратегиями, позволяющими избегать кошек, будут иметь преимущество в выживании и размножении.
- Через 100 поколений можно ожидать, что популяция мышей будет претерпевать изменения в генетическом составе, направленные на развитие более эффективных стратегий выживания.
- Могут появиться различные морфологические и поведенческие адаптации у мышей, например, увеличение скорости бега, развитие лучшей маскировки или развитие сложных поведенческих стратегий, помогающих избежать хищников.
В результате эволюции через 100 поколений можно ожидать, что популяция мышей на втором острове будет иметь более разнообразные и эффективные адаптации к хищникам, чем популяция мышей на первом острове.

5. Представьте эволюционную биологию в виде древа: какие науки были её корнями и какие стали её ветвями.
Ответ:
Эволюционная биология представляет собой науку, которая развивалась на основе различных дисциплин. Можно представить ее в виде древа, где науки-корни положили основу, а науки-ветви продолжили развитие:
Корни эволюционной биологии:
1. Палеонтология: Изучение ископаемых останков позволило узнать о прошлых формах жизни и привело к осознанию того, что организмы меняются со временем.
2. Таксономия: Классификация организмов и установление их родства помогли понять связи между видами и развить представления о филогении.
Ветви эволюционной биологии:
1. Генетика: Исследование наследственности и механизмов передачи генетической информации помогло понять, как изменения в генетическом материале влияют на эволюцию.
2. Экология: Изучение взаимодействия организмов с окружающей средой помогает понять, как окружающая среда влияет на эволюционные процессы.
3. Филогения: Изучение эволюционных связей между организмами позволяет строить филогенетические деревья и понять, как виды развивались и изменялись со временем.
4. Молекулярная биология: Исследование генетического материала и молекулярных механизмов позволяет понять эволюционные изменения на молекулярном уровне.

Задача

6. На основе уравнения геометрической прогрессии p_n = (1 + r)ⁿp₀, где p — численность популяции, r — прирост численности за поколение, n — число поколений, оцените, какой будет численность популяции мышей на изолированном острове через 10 и 100 поколений, если сегодня её численность p₀ составляет 100 особей, а прирост численности за поколение r составляет 0,3. Используя электронные таблицы, составьте график роста численности. Обсудите его биологический смысл и результаты ваших расчётов.
Ответ: