Действует ли на человека естественный отбор? Действие естественного отбора на человеческие популяции Естественный отбор в мире людей

Учёные давно спорят о том, действует ли на человека естественный отбор. Чтобы эволюция продолжалась, нужно, во-первых, испытывать давление среды, а во-вторых, производить достаточно много потомства - чтобы эволюции было из чего выбирать.

Биологическая эволюция человечества не закончилась. Несмотря на технические достижения цивилизации и почти полную победу моногамии, мы, как и другие высшие животные, продолжаем эволюционировать под действием естественного и полового отбора, констатируют европейские биологи.

Среди биологов, а также социологов и эволюционных психологов, изучающих поведение Homo sapiens на больших промежутках времени, можно встретить диаметрально противоположные суждения о том, продолжает ли в современной человеческой популяции действовать естественный отбор – случайный и ненаправленный процесс отбора признаков, приводящий к выживанию особей, наиболее приспособленных к данным условиям среды.

Одни считают, что с наступлением эпохи голоцена, переходом к устойчивой производящей экономике и моногамной семье, то есть последние примерно 10 тысяч лет, действие естественного отбора сошло на нет и биологическая эволюция человека остановилась, уступив место социальной, культурной, а в перспективе, как считают сторонники теории технологической сингулярности, и чисто информационной сверхбыстрой эволюции с переносом сознания на небиологические носители.

Другие полагают, что производящее хозяйство, моногамия и негенетическая передача информации потомкам никак не отменяют естественный и половой отбор и люди продолжают биологически эволюционировать наряду с другими организмами.

Несмотря на то что на примере животных естественный механизм отбора хорошо изучен, процесс естественного отбора в современной человеческой популяции исследован до смешного плохо.

То, что самый эволюционно успешный вид млекопитающих как-то выпал из поля зрения биологов, изучающих естественный отбор, отчасти объясняется сложностью в наборе статистики. Но этой статистики достаточно, чтобы проследить за эволюцией территориально изолированной группы людей на достаточно большом промежутке времени, охватывающем много поколений (по сравнению с большинством млекопитающих человек – настоящий долгожитель, что сильно удлиняет сроки наблюдений, если, конечно, проводить их в реальном времени).

Однако идеологическая догма, выводящая сапиенсов, умеющих передавать информацию негенетическим путем, из-под действия отбора, здесь тоже поработала, хотя ее репутация в последнее время сильно поколеблена.

Так, появляется все больше данных, что некоторые животные (обезьяны, киты, дельфины) тоже умеют передавать информацию своим потомкам посредством социального обучения, или мемов. Из этого следует интересный вывод, что расцвет и доминирование нашей, сапиентной, культуры связаны с постепенным отбором более эффективных, чем у остальных высших животных, способов накопления и передачи мемов, притом что сама природа этого явления – негенетический перенос информации – у высших животных и у человека одинаковая.

Одновременно с тем, как феномен « культуры» стал рассматриваться шире, перестав быть исключительной монополией Homo sapiens, биологи занялись, наконец, изучением вопроса, продолжает ли естественный отбор, эта бесспорная « монополия животных», действовать внутри популяции людей после неолитической революции, когда человечество перешло от « дикого» присваивающего к « культурному» производящему и накопительному хозяйству, давшему начало современной технологической цивилизации с ее развитой инфосферой.

Результаты одного из таких исследований, реализованного финскими биологами совместно с их коллегами из Университета Шеффилда (Великобритания), опубликованы на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences .

Чтобы выяснить, уменьшилось ли действие естественного и полового отбора на популяцию людей в результате демографических, культурных и технологических новаций, вызванных неолитическим переворотом, авторы статьи проанализировали данные церковноприходских книг, куда вносились записи о крещении, венчании, смерти и имущественном состоянии 5923 мужчин, женщин и детей – жителей нескольких финских деревень, родившихся в период с 1760-го по 1849 годы.

Используя эти данные, исследователи попытались выяснить, оказывал ли процесс естественной селекции влияние на жизненный цикл этих индивидов и их потомков, охватывающий четыре ключевых (для оценки действия отбора) позиции: достижение репродуктивного возраста (survival to adulthood), доступ к выбору брачного партнера (mate access), успешный выбор брачного партнера (mating success) и уровень плодовитости.

У каждого из почти 6 тысяч финнов, основные вехи жизни которых бесстрастно зафиксировали книги четырех лютеранских приходов, эти позиции были реализованы по-разному.

Кто-то не дожил до совершеннолетия, кто-то дожил, но остался бобылем, а кто-то, обзаведясь десятком отпрысков, оказался более успешным в передаче своих генов следующим поколениям, чем тот, кто обзавелся двумя, или тот, кто женился, но умер без наследников.

Все эти вехи отмечают разный уровень репродуктивной успешности – способности индивидов передавать потомкам свои гены.

Как показал анализ, в означенной группе людей, проживавших на четырех компактных территориях в доиндустриальной Финляндии (в деревнях Хиттинен, Кустави, Рымааттылаа и острове Икаалинен), происходила та же, что и в популяциях животных, естественная селекция характеристик, позволявших некоторым индивидуумам проходить этот цикл более успешно, чем другие соплеменники.

Ни строгая моногамия, ни владение культурными навыками, ни имущественное и социальное неравенство на этот процесс никак не повлияли – он шел точно также, как и в дикой природе у животных.

Так, несмотря на моногамию, запрещающую менять брачного партнера, репродуктивный успех мужчин варьировался в более широком диапазоне, чем у женщин, в полном соответствии с правилом полового отбора, по которому самки, несущие бо льшие репродуктивные риски, подвержены меньшей эволюционной изменчивости, чем самцы. В конечном итоге, в соответствии с главным принципом естественного отбора, самыми успешными членами исследуемой группы оказались те, кто сумел прожить дольше и стать более плодовитым, то есть сумел передать свои гены наибольшему числу потомков, отличавшихся, в свою очередь, большей живучестью и большей плодовитостью, чем их земляки из того же поколения.

Интересно, что уровень « социально-культурной расторопности» (разница в имущественном и социальном статусе) никак не влиял на естественный эволюционный фильтр биологически более успешных индивидов: независимо от того, являлись они землевладельцами, контролирующими жизненно важные ресурсы, или арендаторами, фильтр естественного отбора работал одинаково, отсекая биологически менее приспособленных независимо от того, каким объемом « негенетической» информации (навыков, имущества, социальной роли) они владели.

Более того, естественный отбор более приспособленных финнов оказался статистически более выраженным, чем в измерениях, полученных до этого американскими исследователями, изучавшими данные по первопоселенцам на Диком Западе и нескольким изолированным прибрежным поселкам северо-востока США.

Это говорит о том, что действие естественного отбора в популяции людей универсально и не зависит от географического, культурного и экономического факторов.

« Мы показали, что культурные достижения не отменили факта, что представители нашего вида продолжили эволюционировать в голоцене, как и все остальные существа, живущие « в дикой природе». Точка зрения, что биологическая эволюция человека имела место когда-то очень давно, в эпоху охотников-собирателей, а сейчас закончилась, является распространенным заблуждением», – резюмирует руководитель исследования биолог Вирпи Луммаа.

« Мы показали, что естественный отбор шел в группе людей, живших относительно недавно, и, скорей всего, он продолжается до сих пор» – добавляет Луммаа.

Несмотря на то что за прошедшие 200 лет уровень жизни вырос, а в медицине произошла настоящая революция, снизившая детскую смертность и смертность женщин при родах, технические достижения и иное качество жизни не отменяют факта, что люди сохраняются как вид благодаря биологическому механизму, возникшему задолго до появления цивилизации. Возможно, что информация, переданная негенетическим путем, влияет на процесс естественного отбора более приспособленных, но степень этого влияния (исчезающе малая, согласно данному исследованию, имевшему дело с доиндустриальным обществом) только предстоит установить.

Как бы то ни было, негенетический перенос культурных мемов существа биологических процессов не меняет, поэтому спонтанная биологическая эволюция Homo sapiens, как и всех остальных животных, продолжается, и предсказать ее ход мы никак не можем: естественный отбор – слепой неуправляемый процесс, абсолютно равнодушный к чьим-то пожеланиям, претензиям и убеждениям.

Учение о естественном отборе создано Ч. Дарвином и А. Уоллесом, рассматривавшими его как главную творческую силу, направляющую эволюционный процесс и определяющую его конкретные формы.

Естественным отбором называется процесс, в результате которого выживают и оставляют потомство преимущественно особи с полезными для данных условий наследственными признаками.

Оценивая естественный отбор с позиций генетики, можно сделать заключение, что он проводит, по сути дела, отбор положительных мутаций и генетических комбинаций, возникающих при половом размножении, улучшающих выживание в популяциях, и выбраковывает все отрицательные мутации и комбинации, ухудшающие выживание организмов. Последние просто погибают. Естественный отбор может действовать и на уровне воспроизводства организмов, когда ослабленные особи либо не дают полноценного потомства, либо вообще не оставляют потомства (например, самцы, проигравшие брачные поединки с более сильными соперниками; растения в условиях дефицита света или питания и т. п.).

При этом отбираются или выбраковываются не просто какие-то конкретные положительные или отрицательные качества организмов, а целиком генотипы, несущие эти признаки (включая и многие другие признаки, влияющие на дальнейшие ход и скорость эволюционных процессов).

Формы естественного отбора

В настоящее время выделяют три основные формы естественного отбора, которые приводятся в школьных учебниках по общей биологии.

Стабилизирующий естественный отбор

Эта форма естественного отбора характерна для стабильных условий существования, не меняющихся продолжительное время. Поэтому в популяциях происходит накопление адаптаций и отбор генотипов (и образуемых ими фенотипов), целесообразных именно для существующих условий. Когда популяции достигают определенного набора приспособлений, оптимальных и достаточных для выживания в данных условиях, начинает действовать стабилизирующий отбор, отсекающий крайние варианты изменчивости и благоприятствующий сохранению некоторых средних консервативных признаков. Все мутации и половые рекомбинации, приводящие к отклонению от этой нормы, устраняются при стабилизирующем отборе.

Например, длина конечностей у зайцев должна обеспечить им достаточно быстрое и устойчивое передвижение, позволяющее уйти от преследующего хищника. Если конечности будут слишком короткими, зайцы не смогут убежать от хищников и станут их легкой добычей, не успев дать потомство. Так из популяций зайцев удаляются носители генов коротколапости. Если конечности окажутся слишком длинными, то бег зайцев станет неустойчивым, они будут опрокидываться, и хищники легко смогут их догнать. Это приведет к изъятию из популяций зайцев носителей генов длиннолапости. Выжить и дать потомство смогут лишь особи, имеющие оптимальную длину конечностей и оптимальное их соотношение с размерами туловища. Это и есть проявление стабилизирующего отбора. Под его давлением устраняются генотипы, отличающиеся от какой-то средней и целесообразной в данных условиях нормы. Так же происходит формирование покровительственной (маскирующей) окраски у многих видов животных.

То же касается формы и размеров цветков, которые должны обеспечить устойчивое опыление их насекомыми. Если цветки будут иметь слишком узкий венчик или короткие тычинки и пестики, то насекомые не смогут достать до них своими лапками и хоботками и цветки окажутся неопыленными и не дадут семян. Таким образом, происходит формирование оптимальных размеров и форм цветков и соцветий.

При очень длительных периодах действия стабилизирующего отбора могут возникать некоторые виды организмов, фенотипы которых остаются практически неизменными в течение многих миллионов лет, хотя их генотипы, конечно, претерпели за это время изменения. В качестве примеров можно назвать кистеперую рыбу латимерию, акул, скорпионов и некоторых других организмов.

Движущий отбор

Эта форма отбора типична для меняющихся условий среды, когда возникает направленный отбор в сторону изменяющегося фактора. Так происходит накопление мутаций и изменение фенотипа, связанных с данным фактором и приводящих к отклонению от средней нормы. Примером может служить индустриальный меланиногенез, проявившийся у бабочек березовой пяденицы и некоторых других видов чешуекрылых, когда под влиянием промышленной копоти произошло потемнение стволов берез и белые по окраске бабочки (результат действия стабилизирующего отбора) стали заметны на этом фоне, что обусловило их быстрое выедание птицами. Выигрыш получили темные мутанты, которые успешно размножались в новых условиях и стали доминирующей формой в составе популяций березовой пяденицы.

Сдвигом средней величины признака в сторону действующего фактора можно объяснить появление теплолюбивых и холодо-любивых, влаголюбивых и засухоустойчивых, солелюбивых видов и форм у разных представителей живого мира.

Следствием действия движущего отбора стали многочисленные случаи приспособлений грибов, бактерий и других возбудителей болезней человека, животных и растений к лекарственным препаратам и различным ядохимикатам. Так возникли устойчивые к этим веществам формы.

При движущем отборе обычно не происходит дивергенции (разветвления) признаков и одни признаки и несущие их генотипы плавно заменяются другими, не образуя переходных или уклоняющихся форм.

Дизруптивный, или разрывающий отбор

При этой форме отбора преимущества получают крайние варианты приспособлений, а промежуточные признаки, сложившиеся в условиях стабилизирующего отбора, становятся нецелесообразными в новых условиях, и их носители вымирают.

Под влиянием дизруптивного отбора формируются две или более формы изменчивости, нередко приводящие к полиморфизму - существованию двух или более фенотипических форм. Этому могут способствовать различные условия обитания внутри ареала, приводящие к появлению нескольких локальных популяций внутри вида (так называемых экотипов).

Например, постоянные покосы растений привели к появлению у растения большого погремка двух популяций, активно размножающихся в июне и августе, так как регулярные покосы стали причиной истребления средней июльской популяции.

При длительном действии дизруптивного отбора может произойти образование двух и более видов, заселяющих одну территорию, но проявляющих активность в разные сроки. Например, часто повторяющиеся в середине лета засухи, неблагоприятные для грибов, привели к появлению весенних и осенних видов и форм.

Борьба за существование

Борьба за существование является основным действующим механизмом естественного отбора.

Ч. Дарвин обратил внимание на то, что в природе постоянно существуют две противоположные тенденции развития:

1. стремление к неограниченному размножению и расселению и
2. перенаселенность, большая скученность, влияние других популяций и условий жизни, неизбежно приводящие к возникновению борьбы за существование и ограничению развития видов и их популяций.

То есть вид стремится занять все возможные для его существования местообитания. Но реальность часто оказывается суровой, в результате чего численность видов и их ареалы оказываются существенно ограничены. Именно борьба за существование на фоне высокого мутагенеза и комбинативной изменчивости при половом размножении приводит к перераспределению признаков, и ее прямым следствием является естественный отбор.

Выделяют три основные формы борьбы за существование.

Межвидовая борьба

Эта форма, как следует из названия, осуществляется на межвидовом уровне. Ее механизмами являются сложные биотические связи, возникающие между видами:

Комбинации этих связей могут улучшать или ухудшать условия жизни и темпы размножения популяций в природе.

Внутривидовая борьба

Эта форма борьбы за существование связана с перенаселенностью популяций, когда между особями одного вида возникает конкуренция за место для жизни - для гнездования, за свет (у растений), влагу, элементы питания, территорию для охоты или выпаса (у животных) и т. п. Проявляется она, например, в стычках и драках у животных и в затенении соперников за счет более быстрого роста у растений.

К этой же форме борьбы за существование относится и борьба за самок (брачные турниры) у многих животных, когда потомство может оставить только самый сильный самец, а слабые и неполноценные самцы исключаются из воспроизводства и их гены не передаются потомкам.

Частью этой формы борьбы является забота о потомстве, существующая у многих животных и позволяющая снизить смертность среди молодого поколения.

Борьба с абиотическими факторами среды

Эта форма борьбы наиболее остро проявляется в годы с экстремальными погодными условиями - сильными засухами, наводнениями, заморозками, пожарами, градами, извержениями и т.п. В этих условиях могут выжить и оставить потомство только наиболее сильные и выносливые особи.

Роль отбора организмов в эволюции органического мира

Важнейшим фактором эволюции (наряду с наследственностью, изменчивостью и другими факторами) является отбор.

Эволюцию условно можно разделить на естественную и искусственную. Естественной называется эволюция, протекающая в природе под воздействием природных факторов среды, исключая непосредственное прямое воздействие человека.

Искусственной называют эволюцию, осуществляемую человеком с целью выведения таких форм организмов, которые удовлетворяют его потребностям.

И в естественной, и в искусственной эволюции большую роль играет отбор.

Отбор - это или выживание более приспособленных к данной среде обитания организмов, или выбраковка форм, не соответствующих определенным критериям.

В связи с этим различают две формы отбора - искусственный и естественный.

Творческая роль искусственного отбора состоит в том, что человек творчески подходит к выведению сорта растений, породы животных, штамма микроорганизмов, комбинируя разные методы селекции и отбора организмов с целью формирования таких признаков, которые в наибольшей степени соответствуют потребностям человека.

Естественным отбором называют выживание особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования, и их возможность оставить полноценное в данных условиях существования потомство.

В результате генетических исследований стало возможным выделение двух видов естественного отбора - стабилизирующего и движущего.

Стабилизирующим называется такой вид естественного отбора, при котором выживают только те особи, признаки которых строго соответствуют данным конкретным условиям среды, а организмы с новыми признаками, возникшими в результате мутаций, погибают или не дают полноценного потомства.

Например, растение приспособлено к опылению данным конкретным видом насекомого (имеет строго определенные размеры элементов цветка и их строение). Возникло изменение - увеличился размер чашечки. Насекомое свободно проникает внутрь цветка, не задевая тычинок, за счет чего пыльца не попадает на тело насекомого, что предотвращает возможность опыления следующего цветка. Это приведет к тому, что данное растение не даст потомства и возникший признак не будет передан по наследству. При очень малом размере чашечки опыление вообще невозможно, так как насекомое не сможет проникнуть в цветок.

Стабилизирующий отбор позволяет удлинить исторический отрезок времени существования вида, так как не дает возможности признакам вида «размываться».

Движущий отбор - это выживание тех организмов, у которых появляются новые признаки, позволяющие им выжить в новых условиях окружающей среды.

Примером движущего отбора является выживание бабочек с темной окраской на фоне закопченных стволов березы в популяции бабочек, имеющих светлую окраску.

Роль движущего отбора состоит в возможности возникновения новых видов, что наряду с другими факторами эволюции сделало возможным появление современного многообразия органического мира.

Творческая роль естественного отбора состоит в том, что через различные формы борьбы за существование у организмов возникают признаки, позволяющие наиболее полно приспособиться к данным условиям среды. Эти полезные признаки закрепляются у организмов за счет выживания особей, имеющих такие признаки, и вымирания тех особей, у которых полезные признаки отсутствуют.

Например, северный олень приспособлен к жизни в полярной тундре. Он может там выжить и дать нормальное плодовитое потомство, если сможет нормально добывать свой корм. У оленя кормом является ягель (олений мох, относится к лишайникам). Известно, что в тундре долгая зима и корм скрыт под снежным покровом, который оленю необходимо разрушить. Это станет возможным лишь в случае наличия у оленя очень сильных ног, снабженных широкими копытами. Если реализуется только один из этих признаков, то олень не выживет. Таким образом, в процессе эволюции выживают только те особи, которые обладают двумя описанными выше признаками (в этом и состоит суть творческой роли естественного отбора применительно к северному оленю).

Важно понимать различия естественного и искусственного отбора. Они таковы:

1. искусственный отбор осуществляет человек, а естественный отбор самопроизвольно реализуется в природе под воздействием внешних факторов среды;
2. результатом искусственного отбора являются новые породы животных, сорта растений и штаммы микроорганизмов с полезными для хозяйственной деятельности человека признаками, а при естественном отборе возникают новые (любые) организмы с признаками, позволяющими выжить в строго определенных условиях среды;
3. при искусственном отборе возникшие у организмов признаки могут быть не только не полезными, они могут быть вредными для данного организма (но они полезны для деятельности человека); при естественном отборе возникшие признаки полезны для данного организма в данной, конкретной среде его существования, так как они способствуют лучшему его выживанию в этой среде;
4. естественный отбор осуществляется со времени появления организмов на Земле, а искусственный - только с момента приручения животных и с появления земледелия (выращивания растений в особых условиях).

Итак, отбор является важнейшей движущей силой эволюции и реализуется через борьбу за существование (последнее относится к естественному отбору).

Естественный отбор и при разведении домашних животных представляет собой выживание животных, более приспособленных к существующим условиям, гибель неприспособленных, а также выработку в результате этого приспособительных особенностей.

В жизни диких животных, особенно травоядных, большую роль играет их способность не попадаться хищникам. Развитие этой способности определяется приспособительной окраской (мимикрией), быстротой бега, силой прыжков, величиной и крепостью рогов и многими другими особенностями.

Одомашнив животных, человек принял на себя и защиту их от хищников. Вследствие этого появились и развились те новые окраски домашних животных, с которыми их дикие предки уже через несколько дней после рождения стали бы жертвой хищников. Не понадобились и огромные рога. Слишком большая быстрота бега и подвижность из достоинств превратились в пороки, затрудняя уход за продуктивными животными. А малая подвижность и флегматичность, связанные со способностью к откорму, стали особенно цениться. Многие из тех признаков, которые при жизни животных на воле привели бы их к гибели, а поэтому и отметались естественным отбором, благодаря ослаблению естественного отбора из-за покровительства домашним животным человека смогли не только появиться, но и развиться.

Искусственный отбор . Оставляя на племя животных с желательными признаками и уничтожая или просто не допуская к размножению животных, нежелательных для хозяйства, человек нашел наиболее могущественный способ управления эволюцией домашних животных и окультуренных растений. Этот способ в отличие от естественного отбора был назван Ч. Дарвином искусственным отбором.

Посредством искусственного отбора человеком накапливаются мельчайшие отклонения в организме животных, идущие в желательном направлении. Продолжается искусственный отбор тысячелетия, со времен первобытного человека и первичного одомашнения, и большинство самых важных, самых полезных для человека отличий домашних животных от их диких предков создано в первую очередь искусственным отбором.

Ч. Дарвин, изучая искусственный отбор и его роль в создании и совершенствовании пород домашних животных и сортов культурных растений, выделил две его формы: бессознательный отбор и отбор методический.

Бессознательный отбор - первичная и наиболее примитивная форма отбора. Применяя его, человек не ставит перед собой задачи получения в будущих поколениях животных определенного качества. Он просто оставляет из числа имеющихся у него животных тех, от каких в данное время надеется получить большую выгоду при их эксплуатации. Бессознательный отбор - прием по теперешнему времени близорукий, недостаточно эффективный. В современных культурных племенных хозяйствах от него отказались. Но проводимый примерно в одном направлении в течение сотен и тысяч лет бессознательный отбор, несомненно, сыграл огромную историческую роль в процессе одомашнения и формирования у домашних животных их отличительных признаков.

В отличие от бессознательного отбора методический отбор - зоотехническая работа с дальним прицелом. Проводится методический отбор для решения определенных задач по совершенствованию стад и пород в определенном заранее намеченном направлении. Целеустремленность методического отбора - главная его особенность. Человек, пользуясь методическим отбором, оценивает не только индивидуальные особенности животных, но и их племенные достоинства, то есть способность дать приплод желательного типа, по качеству превосходящий достоинства матерей или не имеющий их недостатков, а в ряде случаев и лучший по сравнению с обоими родителями.

Подбор - это способ решения задачи получить животных с заранее намеченными особенностями путем глубоко продуманного спаривания, позволяющего добиться нужного результата с достаточно большой вероятностью. При подборе учитывают не только качества спариваемых животных, их соответствие цели разведения, но и их сходство и несходство друг с другом, родство, возраст и т. д.

Соотносительная изменчивость . Чтобы животное существовало, развивалось, было способно удовлетворять те или иные потребности человека, в его теле должна быть определенная сопряженность, взаимозависимость частей, называемая корреляцией .

Корреляции бывают положительные и отрицательные. Например, молочность коровы зависит от величины вымени, развития пищеварительных органов, емкости легких и др. Поэтому отбор животных по величине удоев ведет не только к повышению молочности, но и к лучшему развитию вымени, пищеварительного аппарата, легких и других систем и органов, работа которых сопряжена с увеличением молочности. Такие случаи изменения одних признаков путем отбора по другим, связанным с ними признакам Ч. Дарвин назвал соотносительной изменчивостью . Примерами отрицательной соотносительной изменчивости могут служить: утончение костяка, кожи и рогов у коров молочного направления, так как часть необходимых для построения этих органов питательных веществ расходуется на производство молока; ухудшение у коров молочного направления способности к откорму, тормозящей молочную продуктивность.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .