Di bawah pengaruh faktor-faktor elementer dalam kumpulan gen, frekuensi gen tertentu berubah, yang mengarah pada perubahan genotipe dan fenotipe populasi, dan dengan pemaparan yang berkepanjangan terhadap seleksi alam, diferensiasinya terjadi.
Apa itu mikroevolusi
Mikroevolusi - perubahan populasi di bawah pengaruh faktor evolusioner, yang dapat menyebabkan perubahan dalam kumpulan gen atau bahkan munculnya spesies baru.
Faktor evolusi dapat disebut proses atau fenomena apa pun. Diantaranya adalah mutasi, isolasi, genetic drift, gelombang populasi yang mengubah komposisi genetik.
Ukuran populasi mana pun terus berubah. Penyebabnya adalah berbagai pengaruh alam biotik dan abiotik. Fluktuasi populasi seperti itu bersifat periodik. Jadi, setelah peningkatan jumlah individu dalam suatu populasi, itu menurun. Pada tahun 1905, S. S. Chetverikov menyebut ini sebagai gelombang populasi keteraturan. Jika Anda memberikan contoh gelombang populasi, maka ini bisa berupa fluktuasi jumlah predator, reproduksi belalang atau kelinci di Australia. Contoh lain adalah wabah lemming diEpidemi Arktik atau wabah yang tercatat di Eropa di masa lalu.
Karakteristik "gelombang kehidupan"
Gelombang ini adalah karakteristik dari semua organisme hidup. Mereka bisa periodik atau non-periodik. Periodik paling sering diamati pada organisme berumur pendek - pada serangga, tanaman tahunan, serta pada sebagian besar mikroorganisme dan jamur. Contoh paling sederhana adalah perubahan musiman dalam jumlah.
Gelombang populasi non-periodik bergantung pada kombinasi beberapa faktor kompleks. Sebagai aturan, mereka tidak hanya menyangkut satu, tetapi beberapa jenis organisme hidup dalam biogeocenosis, oleh karena itu mereka dapat menyebabkan restrukturisasi radikal.
Di antara perubahan jumlah individu dalam suatu populasi, kita harus menyoroti kemunculan tiba-tiba spesies organisme tertentu di daerah baru di mana tidak ada musuh alami mereka. Kami juga harus menyebutkan perubahan non-siklus yang tajam dalam populasi, yang terkait dengan "bencana" alami dan dapat dimanifestasikan oleh penghancuran biogeocenosis atau seluruh lanskap. Jadi, beberapa periode musim panas yang kering dapat mengubah area yang signifikan - menyebabkan munculnya vegetasi padang rumput di rawa-rawa dan sejumlah besar padang rumput kering.
Jika Anda menunjukkan penyebab gelombang populasi, maka perlu diingat tidak hanya hubungan organisme hidup satu sama lain dan dengan faktor lingkungan, tetapi juga pengaruh manusia.
Makna evolusioner dari "gelombang kehidupan"
Dalam kasus di mana ukuran populasi berkurang tajam, hanya beberapa individu yang tersisa. Pada saat yang sama, frekuensi gen (alel) mereka berbeda dari yang ada di populasi aslinya. Jika setelah penurunan tajam dalam jumlah individu dalam populasi terjadi peningkatan tajam, maka permulaan ledakan pertumbuhan baru dalam jumlah individu dalam populasi diberikan oleh sekelompok kecil organisme yang tersisa. Itulah mengapa dapat dikatakan bahwa gelombang populasi mempengaruhi kumpulan gen, karena genotipe suatu kelompok tertentu menentukan struktur genetik seluruh populasi.
Pada saat yang sama, kumpulan mutasi dalam populasi dan konsentrasinya berubah secara kebetulan. Jadi, bagian tertentu dari mutasi hilang sama sekali, dan beberapa tiba-tiba tumbuh. Ringkasnya, kita dapat mengatakan bahwa gelombang populasi sebagai faktor evolusi sangat penting, karena, dalam kondisi seleksi intensif, gelombang populasi adalah pemasok utama materi evolusi, ketika mutasi langka menggantikan seleksi.
Selain itu, gelombang kehidupan mampu untuk sementara membawa sejumlah mutasi atau genotipe ke lingkungan abiotik atau biotik lain. Meskipun demikian, bahkan kombinasi gelombang populasi dan mutasi tidak menjamin proses evolusi. Anda memerlukan aksi dari faktor yang mempengaruhi satu arah (misalnya, isolasi).
Dampak isolasi pada ukuran populasi
Faktor ini sangat penting dalam hal evolusi, karena memprovokasi munculnya sifat-sifat baru dalam kondisi satu spesies dan mencegah persilangan spesies yang berbeda satu sama lain. Perlu dicatat bahwa isolasi geografis paling sering diamati. Esensinya terletak padafakta bahwa satu-satunya area terkoyak, sementara persimpangan individu dari bagian yang berbeda menjadi tidak mungkin atau sulit.
Perlu dicatat bahwa dalam populasi yang terisolasi, mutasi berkembang secara acak, dan sebagai hasil seleksi alam, genotipenya menjadi semakin beragam. Selain itu, ada isolasi ekologis dan berbagai mekanisme biologis yang mencegah individu dari spesies yang berbeda untuk kawin silang secara bebas. Contohnya adalah preferensi yang berbeda mengenai tempat atau waktu penyeberangan, serta, misalnya, perilaku yang berbeda atau struktur organ genital yang berbeda pada hewan, yang menjadi hambatan tambahan untuk penyeberangan.
Meringkas, berbagai jenis isolasi mendorong pembentukan spesies baru, tetapi pada saat yang sama membantu mempertahankan struktur genetik spesies.
Gen drift
Perubahan acak dalam jumlah gen dalam populasi kecil mana pun dapat memiliki konsekuensi yang signifikan, karena dapat menyebabkan perubahan frekuensi alel. Perubahan acak dalam frekuensi alel disebut penyimpangan genetik. Proses ini tidak terarah. Ini pertama kali ditemukan oleh ahli genetika N. P. Dubinin dan D. D. Romashov.
S. Wright menerima konfirmasi mengenai keacakan pergeseran genetik. Di laboratorium, ia menyilangkan Drosophila betina dan jantan, yang heterozigot untuk gen tertentu. Setelah itu diperoleh keturunan dengan konsentrasi gen normal dan gen mutan yaitu 50%. Melaluiselama beberapa generasi, beberapa individu menjadi homozigot untuk gen mutan, beberapa kehilangan sama sekali, dan bagian lain dari individu memiliki gen mutan dan normal.
Perlu dicatat bahwa bahkan dengan penurunan viabilitas individu mutan dan di bawah pengaruh seleksi alam, alel mutan dapat sepenuhnya menggantikan alel normal, menyebabkan gelombang populasi tertentu.
Etiologi Gelombang Penduduk
Dari semua alasan yang dapat mempengaruhi karakteristik kuantitatif populasi, tempat utama ditempati oleh kondisi iklim, sedangkan faktor biotik diturunkan ke latar belakang. Dengan keanekaragaman spesies yang rendah, jumlah individu dalam populasi tergantung pada cuaca, komposisi kimia lingkungan, serta tingkat polusi.
Perlu dicatat bahwa penyebab gelombang populasi, yang menentukan perubahan ukuran populasi, bergantung pada kepadatan atau pengaruhnya secara independen dari parameter ini.
Faktor abiotik dan antropogenik biasanya tidak bergantung pada kepadatan populasi. Pengaruh biotik lebih tergantung padanya. Perlu dicatat perilaku teritorial, yang selama evolusi merupakan mekanisme paling efektif yang menahan pertumbuhan jumlah individu dalam suatu populasi. Jadi, aktivitas individu terbatas pada ruang yang sesuai. Dengan peningkatan jumlah, persaingan intraspesifik untuk sumber daya atau antagonisme langsung (serangan terhadap pesaing) berkembang.
Gelombang populasi juga bergantung pada perilakureaksi yang, dengan populasi tinggi, dicirikan oleh munculnya naluri untuk migrasi massal. Respon stres juga dapat berkembang, di mana individu mengembangkan fitur fisiologis yang mengurangi kesuburan dan meningkatkan kematian. Sehingga proses oogenesis dan spermatogenesis terganggu, kasus keguguran menjadi lebih sering, jumlah individu dalam satu generasi berkurang dan masa pubertas meningkat. Selain itu, naluri untuk merawat keturunan berkurang, perubahan perilaku - agresivitas tumbuh, kanibalisme dan reaksi yang tidak memadai terhadap lawan jenis dapat diamati, yang pada akhirnya mengurangi populasi.
Fitur perubahan jumlah populasi
Banyak proses ekologi yang terkait dengan penyebaran populasi di suatu area atau dengan penyebaran jumlah lokal yang menyerupai gelombang aneh, yang, sebagaimana disebutkan di atas, disebut "gelombang kehidupan". Contoh tipikal adalah peningkatan jumlah serangga hama secara tiba-tiba di area hutan yang terbatas. Dalam kondisi yang menguntungkan, serangga dapat menangkap lebih banyak dan lebih banyak wilayah baru, yang merupakan gambaran khas dari peningkatan kepadatan mereka atau penyebaran yang disebut gelombang populasi. Mengetahui karakteristik mobilitas dan sifat populasi tertentu, seseorang dapat dengan mudah menghitung kecepatan rambat gelombang ini dan kemungkinan metode pengendaliannya.
Demikian pula, gelombang epidemi dapat dicirikan, jadi teori ini berhasildigunakan untuk mengetahui sifat penyebaran berbagai penyakit dan kecepatan proses ini.
Selain itu, kita harus menyebutkan gelombang populasi-genetik, yang menggambarkan sifat distribusi gen tertentu di wilayah yang ditempati oleh populasi tertentu.
Mekanisme aksi gelombang populasi
Gelombang populasi dapat dikarakterisasi menggunakan contoh model. Jadi, dalam sebuah kotak tertutup terdapat 500 bola hitam dan putih dengan jumlah yang sama, yang sesuai dengan frekuensi alel P-0, 50. Jika kita mengambil 10 bola secara acak dan menganggap bahwa 4 bola hitam dan 6 putih, maka frekuensi alel berturut-turut adalah 0,40 dan 0,60.
Jika Anda menambah jumlah bola sebanyak 100 kali dengan menambahkan 400 hitam dan 600 putih, dan kemudian mengambil 10 lagi secara acak, maka kemungkinan rasio warnanya akan berbeda secara signifikan dari aslinya, misalnya, 2 hitam dan 8 putih. Dalam hal ini frekuensi alelnya masing-masing adalah P-0,20 dan P-0,80. Jika kita mengambil sampel ketiga, maka ada kemungkinan akan terambil 9 bola putih dari 10 bola yang terpilih, atau bahkan semuanya akan terambil. menjadi putih.
Fluktuasi acak dalam frekuensi alel dalam populasi alami dapat dinilai dari contoh ini, yang dapat mengurangi atau meningkatkan konsentrasi gen tertentu.
