Тема 7. Екологічний механізм еволюції організмів та екосистем

Розвиток організмів від низьких ступенів організації життя до сучасних високоорганізованих форм називається біологічною еволю­цією. Основний механізм еволюції — пристосування окремих органі­змів, популяцій і угруповань до змін навколишнього середовища. Його прийнято називати адаптацією. Закріплення адаптацій (нових ознак пристосування організму до середовища) проходить у резуль­таті генетичних змін (мутацій).

Мутації виникають за рахунок помилок при копіюванні генетич­ного матеріалу або в результаті впливу хімічних речовин і випромі­нювання (в основному, радіоактивного). Мутації дуже різноманітні, але зустрічаються вони занадто рідко: лише у декількох особин на 100 000 можлива нова мутація будь-якого гена. Більшість мутацій не сприятлива до власного носія. Але при зміні умов навколишнього середовища вони можуть сприяти пристосуванню організму до нових факторів середовища.

Загальна сума всіх генів у популяції складає її генофонд. Підрахувавши, скільки разів той чи інший ген зустрічається у популяції, ми визначаємо частоту генів у популяції. Таким чином, еволюція — це зміна частоти одного чи декількох генів у даної популяції від одного покоління до другого. Слід звернути увагу на те, що еволюційною одиницею є не окремий організм, а популяція. Генетичні зміни з'являються у окремого організму, але закріплення мутації — тільки у групи організмів одного виду — популяції.

Концепція еволюційної теорії була розроблена спочатку фран­цузьким біологом Жан Батистом де Ламарком (1809 p.), а потім продовжена і обгрунтована Ч. Дарвіном і А. Раселом Уоллесом (1858 р.) Вони доповнили теорію еволюції поняттям «природного добору» — основного механізму, з допомогою якого і здійснюється еволюція.

У1859р.Ч.Дарвін опублікував книгу «Походження видів шляхом природного добору». Найяскравішим прикладом еволюції є виникнення нового виду зі старого.

Генетичні зміни виступають як внутрішній процес популяцій і угруповань, хоча він і здійснюється під впливом факторів зовніш­нього середовища. Але велике самостійне значення щодо формуван­ня нових екосистем має сама зміна екологічних факторів в се­редовищі.

Наприклад, осушення болотяних грунтів за рахунок меліорації, збільшення забруднення водоймищ, збільшення випасу худоби, ви­топтування лісопарку населенням міста і інш. Такі поступові зміни в угрупованнях приводять в кінцевому результаті до виникнення нових угруповань, з іншим складом пануючих видів.

При цьому проходить заміна одного біоценозу іншим і цей процес називають екзогенетичним, тобто зовнішнім по відношенню до внут­рішніх генних змін у видах.

У випадку, коли вплив змінного фактору призводить до поступо­вого спрощення структури угруповання, збіднення його складу, зменшення продуктивності, подібні зміни називають дегресивними або дегресіями.

Пасовищна дегресія на терасових пісках Нижнього Дніпра роз­вивається таким чином. При незначному випасі худоби степ знахо­диться в стадії дернистих злаків. Переважають ковили, костриці (типчаки), житняні. При дальшому посиленні випасу виникає стадія стержневокорінних дводольних з пануванням молочаю, дворічних та однорічних. Дернисті злаки знищуються копитами худоби. На третій стадії виникають злаки, які характерні для сипучих пісків: пісковий пирій, куничник, піскова осока. На наступній стадії — голі піски з окремими заростями псамофитів. Таким чином, ковилотипчаковий степ змінюється на сипучі піски. Відповідно змінюються і тваринні організми.

Закономірно спрямований процес ендогенної зміни угруповань у результаті взаємодії організмів між собою і навколишнім абіотич­ним середовищем називають сукцесією.

Сукцесія — це процес саморозвитку угруповання. В її основі — неповнота біологічного кругообігу в даному біоценозі.

Коже*н організм в результаті життєдіяльності змінює навколо себе середовище, споживає з нього необхідні речовини і насичує його продуктами власного метаболізму. За тривалий час популяції зміню­ють навколишнє середовище в несприятливу для себе сторону. В результаті їх витісняють інші види, для яких нові умови більш сприятливі. В ході сукцесії на основі конкуренції між видами посту­пово формуються більш стійкі комбінації видів. Послідовний ряд змінюючих одне одного угруповань називається сукцесіиною серією.

Виділяють два основних види сукцесійних змін: