Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
БОТАНИКА_
цина дает советы, а не диктует требования. Любые успехи науки, позволяющие уменьшить страдания, следует приветствовать. Такой подход становится опасным лишь втом случае, если им злоупотребляют.
27.5. Естественный отбор
Гипотеза естественного отбора, постулированная Дарвином и Уоллесом, основывалась на исторических данных. Дарвин считал, что промежуток времени, необходимый для эволюционного изменения популяции, должен быть слишком большим, чтобы такое изменение можно было наблюдать непосредственно. Происходящие в последнее время изменения, связанные с промышленной, технической и медицинской революцией, создают столь сильные давления направленного и дизруптивного отбора, что теперь мы можем наблюдать резкие изменения в генотипе и фенотипе популяций, происходящие достаточно быстро. Открытие в сороковых годах антибиотиков создало сильное давление отбора в пользу бактериальных штаммов, обладающих генетической устойчивостью к антибиотикам. Бактерии очень быстро размножаются и дают ежедневно много поколений и миллионы особей. В результате случайной мутации может появиться устойчивая клетка, потомки которой будут процветать благодаря отсутствию конкуренции со стороны других бактерий, уничтожаемых данным антибиотиком. В ответ на это приходится создавать новые антибиотики для уничтожения устойчивых бактерий, и цикл продолжается. Селективное давление создается также в результате использования таких веществ, как ДДТдля борьбы с платяной вошью и комарами и антикоагулянт варфарин для уничтожения крыс. После возникновения устойчивости она быстро распространяется по всей популяции.
Классическим примером эволюционного изменения служит реакция некоторых бабочек на направленное селективное давление, создаваемое загрязнением атмосферы в результате промышленной революции. За последние 100 лет у более чем 80 видов бабочек появились темные формы, встречающиеся теперь с различной частотой по всей Великобритании. Это явление известно под названием индустриального меланиз-ма. До 1848 г. все описанные формы березовой пяденицы (Biston ЬеШІагіа) имели бледную кремовую окраску с черными точками и отдельны-
ММА им. И.М. Сеченова
Механизмы видообразования 327
Рис, 27.9. Полиморфизм у березовой пяденицы (Biston betutaria). А. Нормальная форма Biston betitaria typica. Б. Меяанистическая форма Biston betutaria carbonaria. (Из Е. В. Ford (1973) Evolution studied by observation and experiment, Oxford Biology Readers, 55, Oxford University Press.)
ми темными пятнышками (рис. 27.9). В 1848 г. в Манчестере была обнаружена черная форма этой бабочки, а к 1895 г. популяция березовой пяденицы в Манчестере на 98% состояла из черных бабочек. Эта черная «меланистическая» форма появилась в результате повторных случайных мутаций, причем фенотип мутантных особей обладал большим селективным преимуществом в промышленных районах по причинам, выдвинутым и проверенным д-ром Кеттлу-эллом.
Березовые пяденицы активны в ночное время, а днем они отдыхают на стволах деревьев. Нормальная форма имеет очень эффективную покровительственную окраску, которая сливается с лишайниками, покрывающими стволы. С развитием промышленной революции диоксид серы, образующийся при сжигании угля, вызвал в промышленных районах гибельлишайников, и в результате обнажилась темная кора деревьев,
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
328 Глава 27
Рис. 27.10. Механистическая и немеяанистическая формы Biston ЬешІагіа на стволах деревьев вблизи Бирмингема (А) и в Дорсете (Б). (С любезного разрешения д-ра Н. В. Kettle weit, Department of Zoology, University of Oxford.)
которая стала еще темнее из-за покрывающей ее сажи (рис. 27.10).
В пятидесятых годах XX в. Кеттлуалл пометил определенное число светлых и темных бабочек и выпустил их в двух местах: в загрязненном районе вблизи Бирмингема, где популяция на 90% состояла из тем ной формы, и в незагрязненном районе в Дорсете, где темная форма встречалась редко. С помощью световой ловушки он
провел отлов меченых бабочек и получил следующие результаты:
Бирмингем Дорсет Меченые темные бабочки. % 34,1 6,3
Меченые светлые бабочки, % 15,9 12,5
С помощью киносъемки Кеттлуэлл показал, что малиновки и дрозды питаются этими бабочками, осуществляя форму естественного отбора, называемую избирательным выеданием, которая в данном случае оказывает селективное давление на распространение меланистической и светлой форм.
Полученные результаты, свидетельствуют о том, что меланистическая форма Biston ЬешІагіа carbonaria в промышленных районах обладает селективным преимуществом перед светлой формой Biston ЬешІагіа typica, тогда как светлая форма обладает преимуществом в незагрязненных районах.
Позднее было установлено, что окраска темной формы определяется доминантным мелан и-стическим аллелем. На рис. 27.11 показано рас-
Рис. 27.11. Распространение меланистическай и неме-ланистическои форм Bistort ЬешІагіа на Британских островах в 1958 г. (И. В. D. Kettlewelf, Heredity, !978, 12, 51-72).
