ภายใต้การกระทำของปัจจัยพื้นฐานในกลุ่มยีน ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงของยีนบางตัว ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในจีโนไทป์และฟีโนไทป์ของประชากร และเมื่อได้รับการคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นเวลานาน ความแตกต่างจึงเกิดขึ้น
ไมโครวิวัฒนาการคืออะไร
วิวัฒนาการขนาดเล็ก - การเปลี่ยนแปลงของประชากรภายใต้อิทธิพลของปัจจัยวิวัฒนาการ ซึ่งสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในแหล่งรวมของยีน หรือแม้แต่การเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่
ปัจจัยวิวัฒนาการสามารถเรียกได้ว่าเป็นกระบวนการหรือปรากฏการณ์ใดๆ ในหมู่พวกเขามีการกลายพันธุ์ การแยกตัว การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม คลื่นประชากรที่เปลี่ยนองค์ประกอบทางพันธุกรรม
ขนาดของประชากรเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เหตุผลของเรื่องนี้มาจากอิทธิพลต่างๆ ของธรรมชาติที่มีสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต ความผันผวนของประชากรดังกล่าวเป็นระยะ ดังนั้น หลังจากเพิ่มจำนวนบุคคลในประชากร จะลดลง ในปี 1905 S. S. Chetverikov เรียกคลื่นประชากรที่สม่ำเสมอนี้ หากคุณยกตัวอย่างของคลื่นประชากร สิ่งเหล่านี้อาจเป็นความผันผวนของจำนวนผู้ล่า การสืบพันธุ์ของตั๊กแตนหรือกระต่ายในออสเตรเลีย อีกตัวอย่างหนึ่งคือการระบาดของเล็มมิ่งในอาร์กติกหรือโรคระบาดที่เคยบันทึกไว้ในยุโรปในอดีต
ลักษณะของ "คลื่นชีวิต"
คลื่นเหล่านี้เป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด พวกเขาสามารถเป็นระยะหรือไม่เป็นระยะ เป็นระยะ ๆ มักพบในสิ่งมีชีวิตอายุสั้น - ในแมลง พืชประจำปี เช่นเดียวกับในจุลินทรีย์และเชื้อราส่วนใหญ่ ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือการเปลี่ยนแปลงของตัวเลขตามฤดูกาล
คลื่นประชากรที่ไม่เป็นระยะๆ ขึ้นอยู่กับปัจจัยที่ซับซ้อนหลายอย่างรวมกัน ตามกฎแล้วพวกมันไม่ได้เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตหลายประเภทใน biogeocenosis ดังนั้นจึงสามารถนำไปสู่การปรับโครงสร้างที่รุนแรงได้
ท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงของจำนวนบุคคลในประชากร เราควรเน้นการปรากฏตัวอย่างกะทันหันของสิ่งมีชีวิตบางชนิดในพื้นที่ใหม่ที่ไม่มีศัตรูตามธรรมชาติ เราควรพูดถึงการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เป็นวัฏจักรที่ชัดเจนของประชากรซึ่งเกี่ยวข้องกับ "ภัยพิบัติ" ทางธรรมชาติและสามารถแสดงออกได้โดยการทำลาย biogeocenosis หรือภูมิทัศน์ทั้งหมด ดังนั้นช่วงฤดูร้อนที่แห้งแล้งหลายครั้งสามารถเปลี่ยนพื้นที่ที่สำคัญได้ ทำให้เกิดทุ่งหญ้าขึ้นในหนองน้ำและทุ่งหญ้าแห้งจำนวนมาก
หากคุณระบุสาเหตุของคลื่นประชากร ก็ควรค่าแก่การจดจำไม่เพียงแต่ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตที่มีกันและกันและกับปัจจัยแวดล้อม แต่ยังรวมถึงอิทธิพลของมนุษย์ด้วย
ความหมายวิวัฒนาการของ "คลื่นชีวิต"
ในกรณีที่จำนวนประชากรลดลงอย่างรวดเร็ว อาจเหลือเพียงไม่กี่คนเท่านั้นในเวลาเดียวกัน ความถี่ของยีน (อัลลีล) ของพวกมันนั้นแตกต่างจากที่มีอยู่ในประชากรเดิม หากหลังจากจำนวนบุคคลในประชากรลดลงอย่างรวดเร็วมีการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจุดเริ่มต้นของการระบาดครั้งใหม่ของการเติบโตในจำนวนบุคคลในประชากรจะได้รับจากสิ่งมีชีวิตกลุ่มเล็ก ๆ ที่ยังคงอยู่ นั่นคือเหตุผลที่สามารถโต้แย้งได้ว่าคลื่นของประชากรส่งผลต่อกลุ่มยีน เนื่องจากจีโนไทป์ของกลุ่มที่กำหนดจะกำหนดโครงสร้างทางพันธุกรรมของประชากรทั้งหมด
ในขณะเดียวกัน ชุดของการกลายพันธุ์ในประชากรและความเข้มข้นของพวกมันก็เปลี่ยนไปอย่างมากโดยบังเอิญ ดังนั้น การกลายพันธุ์บางส่วนจึงหายไปโดยสิ้นเชิง และบางส่วนก็เติบโตขึ้นในทันใด โดยสรุป เราสามารถพูดได้ว่าคลื่นประชากรเป็นปัจจัยวิวัฒนาการมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากภายใต้เงื่อนไขของการคัดเลือกอย่างเข้มข้น พวกมันเป็นซัพพลายเออร์หลักของวัสดุวิวัฒนาการ เมื่อมีการแทนที่การกลายพันธุ์ที่หายากสำหรับการคัดเลือก
นอกจากนี้ คลื่นแห่งชีวิตยังสามารถทำให้เกิดการกลายพันธุ์หรือจีโนไทป์จำนวนหนึ่งชั่วคราวในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตหรือสิ่งมีชีวิตอื่นได้ อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ แม้แต่การรวมกันของคลื่นประชากรและการกลายพันธุ์ก็ไม่รับรองกระบวนการวิวัฒนาการ คุณต้องการการกระทำของปัจจัยที่ส่งผลกระทบในทิศทางเดียว (ตัวอย่างเช่น การแยก)
ผลกระทบของการแยกตัวต่อขนาดประชากร
ปัจจัยนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในแง่ของวิวัฒนาการ เพราะมันกระตุ้นการเกิดขึ้นของลักษณะใหม่ในสภาพของสายพันธุ์หนึ่ง และป้องกันการผสมข้ามสายพันธุ์ที่แตกต่างกันระหว่างกัน เป็นที่น่าสังเกตว่าความโดดเดี่ยวทางภูมิศาสตร์มักถูกสังเกตพบบ่อยที่สุด สาระสำคัญของมันอยู่ในความจริงที่ว่าพื้นที่เดียวถูกฉีกขาดในขณะที่การแยกบุคคลจากส่วนต่าง ๆ ของมันเป็นไปไม่ได้หรือยาก
เป็นที่น่าสังเกตว่าในประชากรที่แยกตัว การกลายพันธุ์จะเกิดขึ้นแบบสุ่ม และผลจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ จีโนไทป์ของมันจึงมีความหลากหลายมากขึ้นเรื่อยๆ นอกจากนี้ยังมีการแยกตัวของระบบนิเวศและกลไกทางชีววิทยาต่าง ๆ ที่ป้องกันไม่ให้บุคคลจากสายพันธุ์ต่าง ๆ ผสมพันธุ์กันอย่างอิสระ ตัวอย่างจะเป็นความชอบที่แตกต่างกันเกี่ยวกับสถานที่หรือเวลาของการข้าม เช่น พฤติกรรมที่แตกต่างหรือโครงสร้างที่แตกต่างกันของอวัยวะสืบพันธุ์ในสัตว์ ซึ่งกลายเป็นอุปสรรคเพิ่มเติมในการข้าม
สรุปการแยกประเภทต่าง ๆ ส่งเสริมการก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่ แต่ในขณะเดียวกันก็ช่วยรักษาโครงสร้างทางพันธุกรรมของสายพันธุ์
ยีนดริฟท์
การเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มของจำนวนยีนในประชากรกลุ่มเล็กๆ อาจมีผลกระทบที่สำคัญ เนื่องจากอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความถี่อัลลีล การเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มในความถี่อัลลีลเรียกว่าการเบี่ยงเบนทางพันธุกรรม กระบวนการนี้ไม่มีทิศทาง มันถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักพันธุศาสตร์ N. P. Dubinin และ D. D. Romashov
S. Wright ได้รับการยืนยันเกี่ยวกับการสุ่มของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม ในห้องปฏิบัติการ เขาได้ผสมพันธุ์แมลงหวี่ทั้งตัวผู้และตัวเมีย ซึ่งเป็นยีนที่แตกต่างกัน หลังจากนั้นได้ลูกหลานที่มีความเข้มข้นของยีนปกติและยีนกลายพันธุ์ซึ่งเท่ากับ 50% ผ่านเป็นเวลาหลายชั่วอายุคน บางคนกลายเป็นโฮโมไซกัสสำหรับยีนกลายพันธุ์ บางคนสูญเสียไปโดยสิ้นเชิง และอีกส่วนหนึ่งของบุคคลนั้นมีทั้งยีนกลายพันธุ์และยีนปกติ
ควรสังเกตว่าแม้บุคคลกลายพันธุ์จะมีโอกาสมีชีวิตที่ลดลงและอยู่ภายใต้อิทธิพลของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ อัลลีลที่กลายพันธุ์ก็สามารถแทนที่อัลลีลปกติได้อย่างสมบูรณ์ ทำให้เกิดคลื่นประชากรที่เฉพาะเจาะจง
สาเหตุของคลื่นประชากร
จากสาเหตุทั้งหมดที่อาจส่งผลต่อลักษณะเชิงปริมาณของประชากร ผู้นำอยู่ที่สภาพภูมิอากาศ ในขณะที่ปัจจัยทางชีวภาพถูกผลักไสให้อยู่เบื้องหลัง ด้วยความหลากหลายของชนิดพันธุ์ต่ำ จำนวนประชากรในประชากรขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ องค์ประกอบทางเคมีของสิ่งแวดล้อม ตลอดจนระดับของมลพิษ
เป็นที่น่าสังเกตว่าสาเหตุของคลื่นประชากรซึ่งกำหนดการเปลี่ยนแปลงของขนาดประชากรล่วงหน้านั้นขึ้นอยู่กับความหนาแน่นหรืออิทธิพลที่ไม่ขึ้นกับพารามิเตอร์นี้
ปัจจัยทางชีวภาพและมานุษยวิทยาตามกฎแล้ว ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของประชากร อิทธิพลทางชีวภาพขึ้นอยู่กับมันมากขึ้น ควรสังเกตพฤติกรรมอาณาเขตซึ่งในช่วงวิวัฒนาการเป็นกลไกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่ควบคุมการเติบโตของจำนวนบุคคลในประชากร ดังนั้นกิจกรรมของบุคคลจึงถูก จำกัด ให้อยู่ในพื้นที่ที่เกี่ยวข้อง ด้วยจำนวนที่เพิ่มขึ้น การแข่งขันแบบเฉพาะเจาะจงสำหรับทรัพยากรหรือการเป็นปรปักษ์โดยตรง (การโจมตีคู่แข่ง) จึงพัฒนาขึ้น
คลื่นประชากรก็ขึ้นอยู่กับพฤติกรรมด้วยปฏิกิริยาที่มีประชากรจำนวนมากมีลักษณะเป็นสัญชาตญาณสำหรับการย้ายถิ่นฐาน การตอบสนองต่อความเครียดสามารถพัฒนาได้เช่นกัน ซึ่งแต่ละบุคคลจะพัฒนาลักษณะทางสรีรวิทยาที่ลดภาวะเจริญพันธุ์และเพิ่มอัตราการตาย ดังนั้นกระบวนการของการสร้างไข่และการสร้างสเปิร์มจึงถูกรบกวน กรณีของการแท้งบุตรบ่อยขึ้น จำนวนบุคคลในรุ่นเดียวลดลงและระยะเวลาของวัยแรกรุ่นเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ สัญชาตญาณในการดูแลลูกหลานยังลดลง พฤติกรรมที่เปลี่ยนไป - ความก้าวร้าวเพิ่มขึ้น การกินเนื้อคนและปฏิกิริยาตอบสนองที่ไม่เพียงพอต่อเพศตรงข้ามสามารถสังเกตได้ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะลดจำนวนประชากร
คุณลักษณะของการเปลี่ยนแปลงจำนวนประชากร
กระบวนการทางนิเวศวิทยาหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายของประชากรในพื้นที่หนึ่งหรือกับการระบาดในท้องถิ่นของตัวเลขคล้ายกับคลื่นแปลก ๆ ซึ่งตามที่กล่าวไว้ข้างต้นเรียกว่า "คลื่นแห่งชีวิต" ตัวอย่างทั่วไปคือจำนวนแมลงศัตรูพืชที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันในพื้นที่จำกัดของป่า ภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย แมลงสามารถจับภาพพื้นที่ใหม่ๆ ได้มากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งเป็นภาพทั่วไปของการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นหรือการแพร่กระจายของคลื่นประชากรที่เรียกว่า เมื่อทราบถึงลักษณะของการเคลื่อนที่และลักษณะประชากรบางประการ เราสามารถคำนวณความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นนี้และวิธีการควบคุมที่เป็นไปได้อย่างง่ายดาย
ในทำนองเดียวกัน คลื่นแพร่ระบาดสามารถจำแนกได้ ดังนั้นทฤษฎีนี้จึงสำเร็จใช้เพื่อกำหนดลักษณะการแพร่กระจายของโรคต่าง ๆ และความเร็วของกระบวนการนี้
นอกจากนี้ เราควรพูดถึงคลื่นพันธุกรรมของประชากร ซึ่งอธิบายธรรมชาติของการกระจายของยีนเฉพาะบนพื้นที่ที่ถูกครอบครองโดยประชากรเฉพาะ
กลไกการออกฤทธิ์ของคลื่นประชากร
คลื่นประชากรสามารถจำแนกได้โดยใช้ตัวอย่างแบบจำลอง ดังนั้นในกล่องปิดจะมีลูกบอลสีดำจำนวน 500 ลูกและลูกบอลสีขาวจำนวนเท่ากันซึ่งสอดคล้องกับความถี่ของอัลลีล P-0, 50 หากเราสุ่มเอาลูกบอล 10 ลูกออกโดยสุ่มและถือว่า 4 ลูกเป็นสีดำและ 6 ลูกเป็นสีขาว จากนั้นตามลำดับความถี่อัลลีลจะเป็น 0.40 และ 0.60
หากคุณเพิ่มจำนวนลูกบอลขึ้น 100 เท่า โดยเพิ่ม 400 สีดำและ 600 สีขาว แล้วสุ่มเลือก 10 ลูกอีกครั้ง มีแนวโน้มว่าอัตราส่วนสีของลูกบอลจะแตกต่างจากต้นฉบับอย่างมาก ตัวอย่างเช่น 2 สีดำ และ 8 สีขาว ในกรณีนี้ความถี่อัลลีลจะเท่ากับ P-0.20 และ P-0.80 ตามลำดับ หากเราสุ่มตัวอย่างที่สามมีโอกาสที่ลูกบอลสีขาว 9 ลูกจะถูกดึงออกมาจากที่เลือก 10 ลูกหรือแม้แต่ทั้งหมด เป็นสีขาว
ความผันผวนแบบสุ่มในความถี่ของอัลลีลในประชากรตามธรรมชาติสามารถตัดสินได้จากตัวอย่างนี้ ซึ่งสามารถลดหรือเพิ่มความเข้มข้นของยีนบางตัวได้