Ekologia ewolucyjna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Ekologia ewolucyjnadyscyplina naukowa, która powstała w drugiej połowie XX wieku na pograniczu ekologii, biologii ewolucyjnej i etologii. Wchodzi – wraz z ekologią populacyjną – w zakres ekologii gatunku; dotyczy wzajemnie powiązanych procesów ewolucyjnych i ekologicznych, którym ulegają populacje w warunkach naturalnych; wyjaśnia różnorodność strategii życiowych gatunków i ich zmienność oraz zmiany struktury ekosystemów, np. rozmieszczenia i liczebności populacji.

Pasożytnictwo, parazytyzm – forma antagonistycznego współżycia dwóch organizmów, z których jeden czerpie korzyści ze współżycia, a drugi ponosi szkody. Termin ten stosowany jest w biologii – w odniesieniu do dwóch organizmów różnych gatunków – oraz w socjologii, gdzie pasożytnictwem nazywany jest próżniaczy tryb życia osoby zdolnej do pracy. Zbliżonymi do pasożytnictwa formami – spotykanymi w biologii rozwoju – są szczególne taktyki rozrodcze prowadzone przez parazytoidy, pasożyty lęgowe oraz niektóre gatunki tzw. pasożytów płciowych (np. matronicowate).Charles J. Krebs (ur. 17 września 1936 w Saint Louis) – amerykański zoolog i ekolog, naukowiec i pedagog, profesor Wydziału Zoologii Indiana University i University of British Columbia, autor popularnej, wielokrotnie wznawianej książki Ecology. The Experimental Analysis of Distribution and Abundance („Ekologia. Eksperymentalna analiza rozmieszczenia i liczebności”, PWN), uznawanej za podstawowy podręcznik ekologii na całym świecie.

Historia ekologii ewolucyjnej[ | edytuj kod]

 Osobny artykuł: historia myśli ewolucyjnej.

W wieku XX nastąpił wielki postęp nauki w obszarach interdyscyplinarnych, m.in. leżących na pograniczu tradycyjnych dziedzin nauk podstawowychbiologii, chemii i fizyki. Ten postęp doprowadził do wyodrębnienia się nowych dyscyplin, takich jak biofizyka, biochemia, biologia molekularna, genetyka (w tym genetyka populacyjna). W kolejnych latach szybko rozwijały się badania w nowych obszarach interdyscyplinarnych i powstawały nowe dyscypliny. Jedną z nich jest biologia ewolucyjna (w niej np. ewolucyjna biologia rozwoju). Biolodzy ewolucyjni zajmują się mechanizmami ewolucji organizmów żywych, w tym:

Drzewo filogenetyczne lub drzewo rodowe – graf acykliczny przedstawiający ewolucyjne zależności pomiędzy sekwencjami lub gatunkami wszystkich organizmów żywych, podobnie jak pokrewieństwo w rodzie ludzkim obrazuje drzewo genealogiczne.British Ecological Society (BES) – stowarzyszenie naukowe z siedzibą w Londynie, zrzeszające osoby zainteresowane ekologią. Zostało założone w roku 1913 – jest najstarsze na świecie. Pierwszym prezesem BES był sir Arthur George Tansley, twórca pojęcia „ekosystem”. Współcześnie siedzibą BES jest Charles Darwin House. Stowarzyszenie od 100 lat promuje ekologię w jej najszerszym znaczeniu – wspiera badania naukowe w tej dziedzinie, zajmuje się popularyzowaniem ekologii, edukacją ekologiczną i zastosowaniami wiedzy ekologicznej w ochronie środowiska.
Filogenetyczne drzewo istot żywych, zbudowane w oparciu o dane dotyczące rRNA (efekty badań w dziedzinie biologii ewolucyjnej)
Przykład rozsunięcia nisz ekologicznych dwóch z pięciu żerujących w lesie szpilkowym gatunków lasówek w wyniku konkurencji o pożywienie; cyfry – numery stref wysokości (po 3 m)
  • neutralnej – prowadzącej do zmian losowych, nie powodujących przewidywalnego zwiększenia lub zmniejszenia stopnia przystosowania gatunku do środowiska,
  • ukierunkowanej – prowadzącej do wzrostu jego adaptacji lub do różnicowania, czyli procesu zachodzącego w kierunku specjacji (powstawania nowych gatunków).
  • Zgodnie z zasadami neodarwinizmu podstawowym mechanizmem ewolucji gatunku, nieprzerwanie zachodzącej od chwili jego powstania, jest dobór naturalny (w tym osobniczy, płciowy i krewniaczy) lub sztuczny.

    Imago (łac. imago – wizerunek, obraz; l.mn. – imagines; pol. l.mn. „imaga”), owad dorosły, owad doskonały – ostateczne stadium w rozwoju osobniczym owadów przechodzących proces przeobrażenia. Imago nie przechodzi już linień. U większości gatunków jest osobnikiem zdolnym do rozrodu, często niepobierającym pokarmu lub pobierającym jedynie w minimalnych ilościach.Powstawanie gatunków albo specjacja to proces biologiczny, w wyniku którego powstają nowe gatunki organizmów. Zachodzi na skutek wytworzenia się bariery rozrodczej pomiędzy wyjściowymi populacjami, czyli zaistnieniu zjawiska, które uniemożliwia między nimi wymianę genów.

    Dobór sztuczny – optymalizacja cech gatunków z punktu widzenia potrzeb człowieka – był od dawna stosowany w praktyce, m.in. w czasie hodowli roślin i zwierząt. Techniki hodowli zostały opanowane przed powstaniem takich dyscyplin naukowych, jak biologia molekularna lub genetyka, jednak naukowy dorobek w tych dziedzinach szybko został zaakceptowany i wykorzystany.

    Etologia (gr. ήθος - obyczaj) – dziedzina zoologii, zajmująca się szeroko pojętymi badaniami zachowań zwierząt, zarówno dziedziczonych jak i nabytych, ich aspektem przystosowawczym, rozwojem osobniczym, orientacją przestrzenną, zachowaniami społecznymi.Ronald Aylmer Fisher (ur. 17 lutego 1890 w Londynie, zm. 29 lipca 1962 w Adelaide) – genetyk i statystyk brytyjski, profesor eugeniki London School of Economics w latach (1933-1943) i profesor genetyki Uniwersytetu w Cambridge (1943-1957), członek Royal Society w Londynie (Towarzystwa Królewskiego). Anders Hald określił go jako "geniusza, który niemalże sam stworzył podstawy współczesnej statystyki", zaś Richard Dawkins jako "największego ze spadkobierców Darwina".

    Więcej kontrowersji pojawiło się z chwilą, gdy podjęto próby powiązania wiedzy zgromadzonej w dziedzinie biologii ewolucyjnej z wiedzą o funkcjonowaniu gatunków w środowisku naturalnym, w tym o:

  • rozmieszczeniu i zmianach liczebności organizmów, które są zależne od strategii życiowych współistniejących gatunków, decydujących o rodzaju zależności międzygatunkowych (ekologia, nauka o strukturze ekosystemów lub innych układów biotycznych),
  • zachowaniach zwierząt (etologia i dziedziny z nią powiązane, takie jak zoosemiotyka, socjobiologia, etologia kognitywna).
  • W połowie XX wieku przedmiotem znaczących prac badawczych i polemik były próby wyjaśnienia ewolucyjnego mechanizmu kształtowania się w przyrodzie zachowań altruistycznych (zob. altruizm odwzajemniony). Dyskusje zapoczątkowało wydanie w roku 1962 książki V.C. Wynne-Edwardsa z opisem hipotezy tzw. doboru grupowego, którą w następnych latach zastąpiła hipoteza altruizmu krewniaczego i doboru krewniaczego (William Donald Hamilton, 1962). Stało się możliwe wyjaśnienie genetycznego mechanizmu pojawiania się zachowań, które wcześniej opisywano jako uzasadnione działaniami dla „dobra gatunku”.

    Przeobrażenie zupełne owadów, holometabolia – typ metamorfozy larwy owada w dorosłego osobnika, w trakcie której występuje stadium poczwarki.Rozmnażanie, reprodukcja – właściwy wszystkim organizmom proces życiowy polegający na wytwarzaniu potomstwa przez organizmy rodzicielskie.

    Jedną z konsekwencji zbliżenia się ekologii do biologii ewolucyjnej było wycofanie historycznego podziału tej nauki na:

  • autekologię – dotyczącą funkcjonowania pojedynczych organizmów w ich środowisku ożywionym i nieożywionym,
  • synekologię – zajmującą się ekologicznymi powiązaniami w różnych grupach organizmów, np. populacjach, zespołach i zbiorowiskach (zob.np. zespół roślinności, zbiorowisko roślinne), biocenozach.
  • Wyodrębniono ekologię gatunku, w której zakres wchodzą – wzajemnie powiązane – ekologia populacyjna i ekologia ewolucyjna. W ekologii gatunku wszystkie organizmy żywe – osobniki (wcześniej – przedmiot badań autekologii) – nie są opisywane odrębnie, lecz jako elementy jednogatunkowych populacji, podlegających procesom ewolucyjnym i ekologicznym (prowadzącym m.in. do zmian liczebności lub do adaptacji).

    Uniwersytet Arizony (ang. University of Arizona) w Tucson to główny publiczny uniwersytet stanu Arizona w Stanach Zjednoczonych. Założony w roku 1885 jako pierwszy uniwersytet na terenie stanu Arizona. Uniwersytet Arizony ma obecnie 37 036 studentów. W niektórych dziedzinach badań naukowych, takich jak optyka, hydrologia czy astronomia Uniwersytet Arizoński należy do najlepszych na świecie.Hodowla – zespół zabiegów i procesów w wytwarzanych sztucznie optymalnych warunkach dla rozwoju hodowanego zwierzęcia bądź rośliny, mający na celu otrzymanie w warunkach stworzonych przez człowieka organizmów żywych (np. doświadczalnych w nauce).

    Na przełomie wieków XX i XXI prof. January Weiner napisał: .mw-parser-output div.cytat{display:table;border:1px solid #aaa;padding:0;margin-top:0.5em;margin-bottom:0.8em;background:#f9f9f9}.mw-parser-output div.cytat>blockquote{margin:0;padding:0.5em 1.5em}.mw-parser-output div.cytat-zrodlo{text-align:right;padding:0 1em 0.5em 1.5em}.mw-parser-output div.cytat-zrodlo::before{content:"— "}.mw-parser-output div.cytat.środek{margin-left:auto;margin-right:auto}.mw-parser-output div.cytat.prawy{float:right;clear:right;margin-left:1.4em}.mw-parser-output div.cytat.lewy{float:left;clear:left;margin-right:1.4em}.mw-parser-output div.cytat.prawy:not([style]),.mw-parser-output div.cytat.lewy:not([style]){max-width:25em}

    Dwie dziedziny biologii, ewolucjonizm i ekologia, wyodrębnione prawie jednocześnie w połowie XIX wieku, od początku miały ambicje poszukiwać najogólniejszych praw przyrody, dotyczących wszystkich żywych organizmów. Mimo iż obie te dziedziny, we współczesnej postaci, zapoczątkowane były tym samym dziełem Darwina (możemy tu pominąć wcześniejszych prekursorów), ich drogi często się rozchodziły. Dziś, po blisko 150 latach widać, że obie te dziedziny są nierozłączne.

    Pojemność środowiska – maksymalna liczebność lub zagęszczenie osobników danego gatunku która może zajmować dane środowisko bez naruszania jego równowagi biocenotycznej. Jeśli liczebność populacji zbliża się do pojemności środowiska jej wzrost jest hamowany przez opór środowiska.Ekologia populacyjna, populacjologia (także demekologia) – część ekologii gatunku, która dotyczy zmian liczebności populacji jednogatunkowych, zachodzących pod wpływem czynników ekologicznych (biotycznych i abiotycznych).

    Podobną myśl zawarł Richard Dawkins we wprowadzeniu do wydania książki Samolubny gen z roku 2012. Interpretując jej tytuł wskazał miejsce czynników ekologicznych w mechanizmie ewolucji, pisząc m.in.:

    …każdy gen realizuje swój własny egoistyczny program w obecności innych genów należących do danej puli – stanowiącej zestaw kandydatów do przetasowania w akcie rozmnażanie płciowego w obrębie danego gatunku. Te inne geny stanowią część środowiska, w którym żyje każdy z poszczególnych genów, tak samo jak częścią tego środowiska są pogoda, drapieżniki i ich ofiary, roślinność będąca pokarmem tych ostatnich i bakterie żyjące w glebie.

    Larwa (łac. larva – maska, widmo, lm larvae) – postać i stadium rozwoju postembrionalnego (młodocianego) zwierzęcia, charakteryzujące się możliwością wzrostu, często różniące się anatomicznie, fizjologicznie i ekologicznie od postaci dojrzałej osobników tego samego gatunku. Występuje powszechnie w rozwoju bezkręgowców, ryb i płazów.Jajo – jedna z faz rozwoju nowego osobnika u wielu gatunków zwierząt. Jajo zawiera surowce odżywcze pozwalające na rozwój zarodka bez dostępu do organizmu macierzystego i zewnętrznych źródeł pożywienia oraz stosunkowo bezpieczne środowisko, ale ze względu na swoją zawartość jest również cenionym pokarmem.

    Twórcy ekologii ewolucyjnej[ | edytuj kod]

    Wśród wielu naukowców, wymienianych jako twórcy ekologii ewolucyjnej, znajdują się m.in.:

  • Karol Darwin (1809–1882),
  • Ronald Fisher (1890–1962),
  • G. Evelyn Hutchinson (1903–1991),
  • Vero C. Wynne-Edwards (1906–1997)
  • David Lack (1910–1973),
  • Charles Birch (1918–2009),
  • John Maynard Smith (1920–2004),
  • George R. Price (1922–1975),
  • Edward Osborne Wilson (1929–),
  • Robert MacArthur (1930–1972),
  • William Donald Hamilton (1936–2000),
  • Eric Rodger Pianka (1939–),
  • Michael L. Rosenzweig (1941–),
  • i wielu innych prekursorów myśli ewolucyjnej.

    Starzenie się – zmniejszenie zdolności do odpowiedzi na stres środowiskowy, które pojawia się w organizmach wraz z upływem czasu, naturalne i nieodwracalne nagromadzenie się uszkodzeń wewnątrzkomórkowych, przerastające zdolności organizmu do samonaprawy. Starzenie się powoduje utratę równowagi wewnętrznej organizmu, co zwiększa ryzyko wystąpienia chorób. Prowadzi do upośledzenia funkcjonowania komórek, tkanek, narządów i układów, zwiększa podatność na choroby (np. choroby krążenia, Alzheimera, nowotwory), wreszcie prowadzi do śmierci.Eric R. Pianka (ur. 23 stycznia 1939 w hrabstwie Siskiyou, Kalifornia) – amerykański biolog (zoolog, ekolog ewolucyjny) związany z University of Texas at Austin, autor książki Evolutionary Ecology uważanej klasyczną pozycję prezentującą powiązania ewolucjonizmu z ekologią, wydanej po raz pierwszy na początku lat 70. XX wieku, a następnie wielokrotnie tłumaczonej na języki obce (grecki, japoński, polski, rosyjski, hiszpański) i wznawianej.

    Podstawowe pojęcia[ | edytuj kod]

    W biologii ewolucyjnej i ekologii populacyjnej podstawowe znaczenie mają pojęcia: dobór naturalny i dostosowanie.

    Pojęcie dobór naturalny bywa mylnie interpretowane jako „dobieranie się partnerów” do reprodukcji, powiązane z „przewidywaniami” dotyczącymi pożądanych – „korzystnych dla gatunku” – cech potomstwa. W rzeczywistości termin „dobór” jest w tym przypadku synonimem wyrazu „selekcja” (ang. selection), oznaczającego eliminację strategii życiowych, które cechuje małe dostosowanie.

    Zagęszczenie populacji – liczba osobników przypadających na jednostkę powierzchni terenu. Można ją również definiować podając biomasę osobników na jednostce powierzchni. W wielu przypadkach zamiast jednostki powierzchni podaje się jednostkę objętości (powietrza lub wody) – dla organizmów egzystujących w tych środowiskach.Edward Osborne Wilson (ur. 10 czerwca 1929 w Birmingham w Alabamie) – amerykański biolog i zoolog, znany głównie ze swoich badań nad entomologią, ewolucją oraz socjobiologią.

    Wyraz dostosowanie bywa często stosowany zamiennie z wyrazami przystosowanie lub adaptacja, których znaczenia są inne:

  • dostosowanie (W, fitness) – ilościowa miara ewolucyjnego sukcesu osobników o określonym genotypie, czyli miara skuteczności jego upowszechniania w populacji (np. stosunek liczby osobników o tym genotypie w kolejnych pokoleniach, W > 1 lub W < 1); tak zdefiniowane dostosowanie jest związane z długością życia organizmów i liczbą produkowanego potomstwa (które też wyda potomstwo),
  • przystosowanie (adaptacja) – zmiana struktury lub funkcji organizmów, umożliwiająca życie w nowych dla nich warunkach, dotycząca osobnika (fenotypowa, odziedziczalna lub nieodziedziczalna) lub genotypu populacji (dziedziczna); takimi zmianami są np. przystosowania ptaków do lotu.
  • W roku 2003 January Weiner zwracał również uwagę na niejednoznaczność kilku innych pojęć, stosowanych w ekologii ewolucyjnej. Spośród pojęć, które mają różne znaczenia w polskim języku potocznym i naukowym (co może prowadzić do nieporozumień), wskazał:

    Hipoteza Czerwonej Królowej – koncepcja wyjaśniająca między innymi proces "ewolucyjnego wyścigu zbrojeń", powstała w 1973.Biologia (z gr. βίος (bios) - życie i λόγος (logos) - słowo, nauka) – nauka przyrodnicza zajmująca się badaniem życia i organizmów żywych.
    Krzywe przeżywalności jako wyraz oszczędnych i rozrzutnych strategii gatunków: * typ I – duża przeżywalność osobników młodych (dzięki opiece rodziców) i jej spadek u osobników starszych (np. duże ssaki), * typ II – podobne prawdopodobieństwo przeżywalności u osobników młodych i starszych (np. pewne gatunki ptaków), * typ III – najmniejsza przeżywalność osobników najmłodszych; przetrwanie gatunku dzięki liczebności potomstwa (np. grzyby, ikra ryb).
  • cykl życiowy (ang. life cycle) – kolejne fazy przeobrażeń organizmu w czasie jego życia (np. stadia przeobrażenia owadów: jajolarwapoczwarkaimago),
  • historia życiowa organizmu (ang. life history) – ciąg wydarzeń w życiu osobnika (kolejne etapy rozwoju, np. od zapłodnienia do śmierci), charakterystyczny dla gatunku,
  • styl życia (ang. life style), inaczej historia życiowa gatunku – statystyczne uogólnienie zróżnicowanych historii życiowych osobników,
  • cechy historii życiowej (ang. life history trais) – np. takie dane, jak masa ciała, maksymalna długość życia, wiek dojrzałości płciowej, liczba epizodów rozrodczych w życiu (podział na gatunki iteroparyczne i semelparyczne), liczba potomstwa w jednym epizodzie.
  • Dobór naturalny może być doborem optymalizującym tylko w zakresie objętym ograniczeniami (ang. constrainst), czyli prowadzić do optymalizacji, rozumianej jako wybór zespołu cech najlepszych spośród tych, których nie wykluczają względy fizyczne (np. grawitacja, prawa aerodynamiki), fizjologiczne (np. maksymalna fizjologiczna długość życia) i ewolucyjne – odziedziczony po przodkach zakres zmienności cech wewnątrz populacji (polimorfizm).

    Przystosowanie w biologii jest wytworzeniem i posiadaniem pewnych cech lub narządów przez dany organizm, które pozwalają mu na poprawne funkcjonowanie w danym środowisku.Altruizm (fr. altruisme, od łacińskiego rdzenia alter – inny, drugi) – zachowanie polegające na działaniu na korzyść innych. Według J. Poleszczuka polega ono na dobrowolnym ponoszeniu pewnych kosztów przez jednostkę na rzecz innej jednostki lub grupy, przeciwstawne zachowaniu egoistycznemu. Zachowania altruistyczne mogą występować zarówno wśród ludzi, jak i w obrębie innych gatunków biologicznych. Jest to podstawowe pojęcie socjobiologii.

    W czasie optymalizacji są zwykle niezbędne kompromisy ewolucyjne (ang. trade-offs), ponieważ przebiega ona w wielowymiarowej przestrzeni wszystkich cech historii życiowej, które bywają skorelowane dodatnio lub ujemnie. Kompromis jest potrzebny np. w przypadku optymalizacji wielkości ciała noworodków gryzoni. Maksymalizacja tej cechy nie jest korzystna dla gatunku, mimo że zwiększa szanse przeżycia noworodków (potencjalny wzrost dostosowania), ponieważ duże noworodki występują zwykle w mniejszych miotach, co zmniejsza dostosowanie.

    Hodowla zwierząt – zgodnie z ustawą o organizacji hodowli i rozrodzie zwierząt gospodarskich (Dz. U. z 1997 r. Nr 123, poz. 774) w Polsce zespół zabiegów zmierzających do poprawienia założeń dziedzicznych (genotypu) zwierząt gospodarskich, w zakres których wchodzi ocena wartości użytkowej i hodowlanej zwierząt gospodarskich, selekcja i dobór osobników do kojarzenia prowadzony w warunkach prawidłowego chowu.Socjobiologia jest syntetyczną dyscypliną naukową, której celem jest wyjaśnianie zachowań społecznych wszystkich gatunków, łącznie z Homo sapiens, poprzez rozpatrywanie tych zachowań w kontekście działania sił doboru naturalnego. Dobór naturalny jest rozpatrywany jako mechanizm działający na poziomie organizmu lub poszczególnych genów (egoizm genetyczny). Socjobiologia jest często traktowana jako część biologii i socjologii, ma związki z etologią, ewolucjonizmem, zoologią, genetyką populacyjną, i innymi dyscyplinami. W ramach studiów nad społecznościami ludzkimi socjobiologia jest ściśle związana z ekologią behawioralną i psychologią ewolucyjną.

    Efektem optymalizującego doboru naturalnego (zachodzącego z uwzględnieniem ograniczeń i kompromisów) są zestawy cech historii życiowej oraz tzw. strategie życiowe (ang. life strategies) gatunku, np. strategia dużych wydatków energetycznych na opiekę nad nielicznym potomstwem („oszczędna”), albo strategia produkcji bardzo licznych potomków, z których większość ginie przed osiągnięciem dojrzałości płciowej („rozrzutna”).

    rRNA – rybosomalny, rybosomowy RNA (z ang. Ribosomal RNA). Cząsteczki kwasu rybonukleinowego wchodzące w skład rybosomów, które biorą udział w procesie biosyntezy polipeptydów.George Evelyn Hutchinson (ur. 30 stycznia 1903 w Cambridge, zm. 17 maja 1991 w Londynie) – angielsko-amerykański (naturalizacja w 1941), przyrodnik o szerokich zainteresowaniach (m.in. limnologia, biogeochemia, paleontologia, radioekologia, ekologia systemowa i populacjologia), twórca koncepcji n-wymiarowej niszy ekologicznej („nisza Hutchinsona”) nazywany ojcem nowoczesnej limnologii i ekologii.
    Ewolucja (E) może prowadzić do zminimalizowania konkurencji (nałożenia nisz) lub zmaksymalizowania stopnia wykorzystania zasobów siedliska przez gatunki A i B; X – jeden z czynników ekologicznych, oś rzędnych – miara aktywności gatunków.

    Na Ziemi żyją współcześnie miliony opisanych gatunków organizmów o różnych cechach historii życiowej i strategiach życiowych. O stopniu ich zróżnicowania świadczy np. że masy ciała poszczególnych ziemskich organizmów mieszczą się w zakresie obejmującym ponad 20 rzędów wielkości (10–10 g), a długość życia – w zakresie od kilku minut do tysięcy lat (10–10 sekund, 8 rzędów wielkości). Genomy tych organizmów zawierają od 10 par nukleotydów (np. najprostsze wirusy) do 10 par (np. kręgowce); są w nich zakodowane programy stylu życia, zróżnicowane nie tylko pomiędzy gatunkami, ale również między osobnikami jednego gatunku. Ta różnorodność wewnątrz populacji jest niezbędnym warunkiem ewolucyjnej adaptacji do zmieniającego się otoczenia. W przypadkach ekosystemów, w których występują gatunki konkurujące o te same zasoby środowiska, efektem ewolucji może być rozsunięcie się nisz ekologicznych (np. przez zróżnicowanie preferencji pokarmowych), dzięki któremu może być zachowana wartość dostosowania każdego ze współistniejących gatunków (bez ponoszenia wysokich energetycznych nakładów na międzygatunkową „walkę o zasoby”).

    Uniwersytet Jagielloński (historyczne nazwy: Akademia Krakowska, Szkoła Główna Koronna, Szkoła Główna Krakowska, Uniwersytet Krakowski; łac. Universitas Jagellonica Cracoviensis) – najstarsza polska szkoła wyższa, jeden z najstarszych uniwersytetów na świecie, mieszczący się w Krakowie.Dobór naturalny (selekcja naturalna) – jeden z mechanizmów ewolucji biologicznej, prowadzący do ukierunkowanych zmian w populacji zwiększających ich przeciętne przystosowanie, czyli adaptację do warunków środowiskowych, poza okresem wymierania.

    Przez wiele lat uważano, że istnieją dwa podstawowe (skrajne) typy selekcji r i K, stosowane w zależności od dostępności zasobów środowiska (powiązanej z zagęszczeniem). Podstawą hipotezy był model ograniczonego wzrostu populacji McArthura i Wilsona. Symbolami r i K oznaczono: r – współczynnik tempa wzrostu (przyrost naturalny w przeliczeniu na osobnika i jednostkę czasu), K – pojemność środowiska.

    Szybkość wzrostu liczby osobników w czasie (dN/dt) w warunkach ograniczonej pojemności środowiska opisuje równanie:

    Metapopulacja – populacja składająca się z podpopulacji zamieszkujących izolowane płaty środowiska pomiędzy którymi migrują osobniki. Płaty muszą być wystarczające do zamieszkania i wydania potomstwa. Metapopulacja będzie trwała pod warunkiem, że tempo kolonizacji i rozmnażania będzie większe niż lokalna ekstynkcja (tempo wymierania). Wyróżnia się kilka typów metapopulacji m.in. klasyczną Levinsa, wyspy głównej i populację łatek. Zachodząca od setek lat fragmentacja krajobrazu powoduje, że coraz więcej populacji przyjmuje strukturę metapopulacji, której trwałość zależy od dynamiki migracji i lokalnego zamierania.Proces ewolucji został już zauważony w XVIII w. W związku z tym na przestrzeni czasu powstało wiele alternatywnych teorii próbujących wyjaśnić niektóre, bądź całość obserwacji związanych z faktem ewolucji.

    Zaobserwowano, że można wskazać dwa różne kryteria ewolucyjnej selekcji – dla warunków, w których:

    Przystosowania ptaków do lotu - szereg cech anatomicznych, morfologicznych i fizjologicznych umożliwiających ptakom lot. Ptaki w toku ewolucji wykształciły wiele przystosowań do lotu. Najważniejsze spośród nich to:Ptaki (Aves) – gromada stałocieplnych zwierząt z podtypu kręgowców. Jest najbardziej zróżnicowaną spośród gromad kręgowców lądowych – istnieje około 10 tys. gatunków ptaków, które zamieszkują ekosystemy na całym świecie. Ich wielkość waha się od 5 cm u koliberka hawańskiego do 2,7 m u strusia.
  • N << K, a więc szybkość wzrostu liczebności populacji jest proporcjonalna do N (gdy r = const),
  • N ≈ K, a więc dN/dt = 0
  • Przyjmowano, że:

  • dobór typu r (r-selection) – preferuje strategie życiowe, które gwarantują dużą liczbę potomstwa i wczesne dojrzewanie (przystosowania do walki z konkurentami są zbędne); taki dobór powinien być obserwowany np. w przypadkach sukcesji pierwotnej,
  • dobór typu K (K-selection) – preferuje strategie życiowe, gwarantujące skuteczność w zdobywaniu ograniczonych zasobów, w tym np. duża masa ciała, opieka nad potomstwem (duże tempo reprodukcji jest zbędne).
  • Hipoteza dotycząca istnienia dwóch typów selekcji nie znalazła potwierdzania w praktyce (S.C. Stearns, 1977) ; została również podważona na gruncie teoretycznym przez J. Kozłowskiego (1980) i odrzucona przez ekologów ewolucyjnych, jednak jest wciąż przywoływana przez wielu biologów.

    Gatunek iteroparyczny – gatunek, którego przedstawiciele mają zdolność do wielokrotnego przystępowania lub ciągłego udziału w procesie rozmnażania. Należy tu większość organizmów żywych.Populacja biologiczna – zespół organizmów jednego gatunku żyjących równocześnie w określonym środowisku i wzajemnie na siebie wpływających, zdolnych do wydawania płodnego potomstwa. Nie jest to jednak suma osobników jednego gatunku, a zupełnie nowa całość.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5]




    Warto wiedzieć że... beta

    George Robert Price (ur. 6 października 1922, zm. 6 stycznia 1975) – amerykański genetyk populacyjny i teoretyk w dziedzinie ewolucji.
    Dyscyplina naukowa – część dziedziny naukowej, społecznie zorganizowana działalność badawcza nastawiona na wytwarzanie informacji (badania) oraz stosowania rezultatów tej działalności (teorie) w praktyce.
    Czynniki ekologiczne – warunki środowiska, które oddziałują na rozwój osobników w populacji, tj. wpływają na możliwości występowania gatunków, organizmów, ich przeżycia i rozrodu.
    Polimorfizm - w genetyce oznacza występowanie różnic w DNA populacji. Polimorfizmem nie określa się jednak zmian rzadkich. Kryterium zaliczenia do tej kategorii jest, aby dana zmiana była częstsza niż 1% (innymi słowy zbyt częsta, by można było mówić o mutacji).
    Ikra – komórki jajowe ryb. W budowie i funkcji zasadniczo nie odbiega od jaj innych zwierząt – najważniejsza różnica to znacznie większa ilość żółtka w ikrze, porównując z typowymi przedstawicielami innych grup. Pojęcie to bywa także używane do określania jaj części wodnych stawonogów, mięczaków i szkarłupni.
    Rząd wielkości - szacunkowe określenie liczby przybliżające jej wartość częścią całkowitą jej logarytmu dziesiętnego. Zazwyczaj służy do porównywania wielkości, które charakteryzują się wielkoskalową zmiennością, np. w technice czy fizyce.
    Ewolucja (łac. evolutio – rozwinięcie, rozwój) – ciągły proces, polegający na stopniowych zmianach cech gatunkowych kolejnych pokoleń wskutek eliminacji przez dobór naturalny lub sztuczny części osobników (genotypów) z bieżącej populacji. Wraz z nowymi mutacjami wpływa to w sposób ciągły na bieżącą pulę genową populacji, a przez to w każdym momencie kształtuje jej przeciętny fenotyp. Zależnie od siły doboru oraz szybkości wymiany pokoleń, po krótszym lub dłuższym czasie, w stosunku do stanu populacji wyjściowej powstają tak duże różnice, że można mówić o odrębnych gatunkach.

    Reklama