Информация

19.E: Еволюцията на популациите (упражнения) – Биология

19.E: Еволюцията на популациите (упражнения) – Биология


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

19.1: Еволюция на населението

Първоначално новооткритата природа на гените на частици затруднява биолозите да разберат как може да настъпи постепенна еволюция. Но през следващите няколко десетилетия генетиката и еволюцията бяха интегрирани в това, което стана известно като модерен синтез – последователното разбиране на връзката между естествения подбор и генетиката, което се оформи през 40-те години на миналия век и е общоприето днес.

Въпроси за преглед

Каква е разликата между микро- и макроеволюцията?

  1. Микроеволюцията описва еволюцията на малки организми, като насекоми, докато макроеволюцията описва еволюцията на големите организми, като хората и слоновете.
  2. Микроеволюцията описва еволюцията на микроскопични единици, като молекули и протеини, докато макроеволюцията описва еволюцията на цели организми.
  3. Микроеволюцията описва еволюцията на организмите в популациите, докато макроеволюцията описва еволюцията на видовете за дълги периоди от време.
  4. Микроеволюцията описва еволюцията на организмите през техния живот, докато макроеволюцията описва еволюцията на организмите през няколко поколения.

° С

Популационната генетика е изследване на:

  1. как селективните сили променят честотите на алелите в популацията с течение на времето
  2. генетичната основа на характеристиките в цялата популация
  3. дали чертите имат генетична основа
  4. степента на инбридинг в популацията

А

Коя от следните популации не е в равновесието на Харди-Вайнберг?

  1. популация с 12 хомозиготни рецесивни индивида (yy), 8 хомозиготни доминантни индивида (YY) и 4 хетерозиготни индивида (Yy)
  2. популация, в която честотите на алелите не се променят с течение на времето
  3. стр2 + 2pq + q2 = 1
  4. популация, подложена на естествен подбор

д

Една от първоначалните колонии на амишите се издигна от кораб на колонисти, дошли от Европа. Капитанът на кораба, който имаше полидактилия, рядка доминираща черта, беше един от първоначалните колонисти. Днес виждаме много по-висока честота на полидактилия в популацията на амишите. Това е пример за:

  1. естествен подбор
  2. генетично отклонение
  3. ефект на основателя
  4. б и в

д

Безплатен отговор

Решете за генетичната структура на популация с 12 хомозиготни рецесивни индивида (yy), 8 хомозиготни доминантни индивида (YY) и 4 хетерозиготни индивида (Yy).

p = (8*2 + 4)/48 = .42; q = (12*2 + 4)/48 = .58; стр2 = .17; 2pq = .48; q2 = .34

Обяснете принципа на Харди-Вайнберг от теорията на равновесието.

Принципът на равновесието на Харди-Вайнберг се използва за описание на генетичния състав на популацията. Теорията гласи, че алелите и честотите на генотипа на популацията са по своята същност стабилни: освен ако някаква еволюционна сила не действа върху популацията, поколение след поколение от популацията ще носи едни и същи гени и индивидите като цяло ще изглеждат по същество еднакви .

Представете си, че се опитвате да тествате дали популацията от цветя е в процес на еволюция. Подозирате, че има подборен натиск върху цвета на цветето: пчелите изглежда се струпват около червените цветя по-често, отколкото сините цветя. В отделен експеримент откривате, че синият цвят на цветята доминира над червения цвят. В едно поле броите 600 сини цветя и 200 червени цветя. Каква бихте очаквали да бъде генетичната структура на цветята?

Червеното е рецесивно, така че q2 = 200/800 = 0,25; q = 0,5; р = 1-q = 0,5; р2 = 0,25; 2pq = 0,5. Очаквате 200 хомозиготни сини цветя, 400 хетерозиготни сини цветя и 200 червени цветя.

19.2: Популационна генетика

Индивидите от популация често показват различни фенотипове или експресират различни алели на конкретен ген, наричани полиморфизми. Популациите с две или повече вариации на определени характеристики се наричат ​​полиморфни. Разпределението на фенотипите между индивидите, известно като вариация на популацията, се влияе от редица фактори, включително генетичната структура на популацията и околната среда.

Въпроси за преглед

Когато мъжките лъвове достигнат полова зрялост, те напускат групата си в търсене на нова гордост. Това може да промени честотите на алелите на популацията чрез кой от следните механизми?

  1. естествен подбор
  2. генетично отклонение
  3. генен поток
  4. произволно чифтосване

° С

Кои от следните еволюционни сили могат да въведат нови генетични вариации в популацията?

  1. естествен подбор и генетичен дрейф
  2. мутация и генен поток
  3. естествен подбор и неслучайно чифтосване
  4. мутация и генетичен дрейф

Б

Какво е асортативно чифтосване?

  1. когато индивидите се чифтосват с подобни на себе си
  2. когато индивидите се чифтосват с такива, които не приличат на себе си
  3. когато индивидите се чифтосват с тези, които са най-подходящи в популацията
  4. когато индивидите се чифтосват с тези, които са най-малко подходящи в популацията

А

Когато тясно свързани индивиди се чифтосват помежду си или се размножават, потомството често не е толкова годно, колкото потомството на два несвързани индивида. Защо?

  1. Близките роднини са генетично несъвместими.
  2. ДНК на близки роднини реагира негативно в потомството.
  3. Инбридингът може да събере редки, вредни мутации, които водят до вредни фенотипове.
  4. Инбридингът води до изразяване на нормално тихи алели.

° С

Какво е клин?

  1. склонът на планина, където живее население
  2. степента, до която мутацията помага на индивида да оцелее
  3. броят на индивидите в популацията
  4. постепенно географско изменение в екологичен градиент

д

Безплатен отговор

Опишете ситуация, при която една популация би се подложила на ефекта на тесното място и обяснете какво въздействие би имало това върху генофонда на популацията.

Ураганът убива голям процент от популацията на ракообразните, обитаващи пясъка - оцеляват само няколко индивида. Алелите, носени от тези оцелели индивиди, биха представлявали генофонда на цялата популация. Ако тези оцелели индивиди не са представителни за първоначалната популация, генофондът след урагана ще се различава от оригиналния генофонд.

Опишете естествения подбор и дайте пример за естествен подбор, действащ в една популация.

Теорията за естествения подбор произтича от наблюдението, че някои индивиди в една популация оцеляват по-дълго и имат повече потомство от други: по този начин повече от техните гени се предават на следващото поколение. Например, голяма, мощна мъжка горила е много по-вероятно от по-малка, по-слаба да стане сребърен гръб на населението: водач на глутницата, който се чифтосва много повече от другите мъже от групата. Следователно водачът на глутницата ще стане баща на повече потомци, които споделят половината от неговите гени и е вероятно да станат по-големи и по-силни като баща си. С течение на времето гените за по-голям размер ще се увеличат по честота в популацията и в резултат средният размер на тялото се увеличава средно.

Обяснете какво е клин и дайте примери.

Клинът е вид географска вариация, която се наблюдава в популации от даден вид, които варират постепенно в рамките на екологичен градиент. Например топлокръвните животни са склонни да имат по-големи тела в по-хладния климат по-близо до земните полюси, което им позволява по-добре да запазят топлината. Това се счита за широчина. Цъфтящите растения са склонни да цъфтят по различно време в зависимост от това къде се намират по склона на планината. Това е известно като височинна клин.

19.3: Адаптивна еволюция

Фитнесът често е количествено измерим и се измерва от учени в областта. Въпреки това, не е от значение абсолютната годност на индивида, а по-скоро как той се сравнява с другите организми в популацията. Тази концепция, наречена относителна годност, позволява на изследователите да определят кои индивиди дават допълнително потомство на следващото поколение и по този начин как може да се развива популацията.

Въпроси за преглед

Кой тип селекция води до по-голяма генетична вариация в популацията?

  1. стабилизираща селекция
  2. насочен избор
  3. диверсифициращ избор
  4. положителен честотно-зависим избор

° С

Когато мъжете и жените от популацията изглеждат или действат по различен начин, това се нарича ________.

  1. полов диморфизъм
  2. полов подбор
  3. диверсифициращ избор
  4. клин

А

Хипотезата за добрите гени е теория, която обяснява какво?

  1. защо по-способните индивиди е по-вероятно да имат повече потомство
  2. защо алелите, които придават полезни черти или поведения, се избират чрез естествен подбор
  3. защо някои вредни мутации се поддържат в популацията
  4. защо индивидите от един пол развиват впечатляващи декоративни черти

д

Безплатен отговор

Дайте пример за черта, която може да се е развила в резултат на принципа на хендикапа и обяснете своите разсъждения.

Опашката на паун е добър пример за принципа на хендикапа. Опашката, която прави мъжките по-видими за хищниците и по-малко способни да избягат, очевидно е недостатък за оцеляването на птицата. Но тъй като това е недостатък, само най-подходящите мъже трябва да могат да оцелеят с него. По този начин опашката служи като честен сигнал за качество за женските от населението; следователно, мъжкият ще спечели повече чифтосване и по-голям репродуктивен успех.

Избройте начините, по които еволюцията може да повлияе на вариациите на популацията и опишете как те влияят върху честотите на алелите.

Има няколко начина, по които еволюцията може да повлияе на вариациите на популацията: стабилизираща селекция, насочена селекция, разнообразяваща селекция, честотно зависима селекция и сексуална селекция. Тъй като те влияят върху честотите на алелите в популацията, индивидите могат или да станат повече или по-малко свързани, а показаните фенотипове могат да станат по-сходни или по-различни.


Биология в гимназията: Генетика и еволюция

Кое от следните е не резултат от естествен подбор?

Жирафите имат дълги вратове, за да се хранят от дървета

Плъховите змии имат различно оцветяване в зависимост от местообитанията им

Развитие на генетично модифицирани организми

Развитие на генетично модифицирани организми

Развитието на генетично модифицирани организми е пример за изкуствен подбор поради човешка намеса. На желаните организми се позволява да генерират потомство, предавайки избраните гени. Неоптималните организми са възпрепятствани да създават потомство.

Другите опции са всички еволюционни промени, настъпили естествено. Оцветяването на змия е механизъм за избягване на хищници и дебнеща плячка. Вратът на жирафа улеснява достъпа до неговия източник на храна. Насекомо, което е устойчиво на определен химикал, ще оцелее, за да създаде потомство.

Примерен въпрос №1: Генетика и еволюция

Коя от следните е една от теориите на Чарлз Дарвин за еволюцията и естествения подбор, известна като спускане с модификация?

Новите видове, които се появяват във вкаменелостите, всъщност са потомци на по-стари видове

Промените в организма настъпват бързо, в рамките на няколко поколения

Средата, в която живее даден вид, не е свързана с естествения подбор

Подобни организми възникват в далечни географски места

Новите видове, които се появяват във вкаменелостите, всъщност са потомци на по-стари видове

Като пример за достойнство с модификация, Дарвин наблюдава различни видове чинки на островите Галапагос и смята, че те произлизат от общ прародител. Индивидите, които са наследили изгодни черти, вероятно ще произведат повече потомство от останалите членове на популацията, което движи естествения подбор. Това се случва в рамките на определена среда или географско местоположение. Прилично с модификация е по същество теорията за наследените мутации, които могат да променят генофонда на популацията, което в крайна сметка води до видообразуване.

Примерен въпрос №1: Генетика и еволюция

Теорията, според която най-добре адаптираните индивиди в едно поколение са тези, които оставят най-много потомство, се нарича __________.

Естественият подбор е неравномерно оцеляване и размножаване на организмите, което води до запазване на благоприятни адаптации. Естественият подбор благоприятства индивидите с по-висока биологична годност, която се определя от способността на индивида да произвежда жизнеспособно потомство.

Конвергентната еволюция е независима еволюция на подобни структури сред нереализирани организми в резултат на подобен натиск от околната среда. Еволюцията е всяка промяна в пропорциите на различните генотипове в популацията от едно поколение на следващо. Генетичният дрейф е чисто случайна промяна в честотите на алелите на малка популация. Адаптацията е характеристика на организма, която му помага да оцелее и да се възпроизвежда в определена среда.

Примерен въпрос №4: Генетика и еволюция

Кое от следните описва най-добре теорията на Дарвин за естествения подбор?

Жирафите биха получили дължини на шията, съответстващи на височината на листата за няколко поколения

Жирафите биха получили дължини на шията, съответстващи на височината на листата в рамките на едно поколение

Жирафите биха получили дължини на шията, съответстващи на височината на листата, ако подходящите алели бяха наскоро въведени в генофонда

Жирафите никога не биха получили дължини на шията, съответстващи на височината на листата поради екологичните условия

Жирафите биха получили дължини на шията, съответстващи на височината на листата без селективен натиск

Жирафите биха получили дължини на шията, съответстващи на височината на листата за няколко поколения

Естественият подбор е теория, която обяснява, че организмите, по-добре адаптирани към околната среда, ще имат по-висока вероятност за оцеляване. В случая на жирафите височината, на която жирафите намират листа, е селективното налягане. Ако приемем, че популацията има променлива дължина на шията, тези с дължина на шията, по-подходяща за височината, на която са били листата, са имали по-добро оцеляване. Това означаваше, че тези с твърде дълги или твърде къси вратове не са в състояние да достигнат листата толкова ефективно, което води до по-малко оцеляване. Следователно фенотипните честоти на популациите ще се изместят, благоприятствайки оптималните дължини на шията. Идеята, че идеалната дължина на врата ще бъде достигната в рамките на живота на човек, е ламаркианска и беше опровергана.

Примерен въпрос №1: Генетика и еволюция

Връзка между два организма, при която единият организъм печели за сметка на другия, е известна като ___________.

Паразитизмът е връзка, при която един организъм печели за сметка на другия организъм. Паразитите често отнемат хранителни вещества от своите гостоприемници, причинявайки недохранване, лош имунитет и смърт. Например, тенията могат да консумират храна, усвоена от организма, преди да може да се абсорбира от червата, което води до лошо хранене и смърт.

Коменсализмът е връзка между два организма, при която единият организъм извлича полза, без да засяга другия. Комензалистите често получават защита от своите домакини, като остават самодостатъчни, без да разчитат на домакина за енергия. Например, раковините могат да живеят върху корема на китовете и да се хранят с планктона в заобикалящата вода, като същевременно получават транспорт и защита от китовете. Китът не е засегнат.

Мутуализмът е връзка между два организма, при която и двата организма имат полза. Мутуалистичните организми често помагат за предотвратяване на болести в своите гостоприемници. Например, бактериите в червата помагат за смилането на чужди материали и други бактерии, предотвратявайки заболявания при хората, докато получават хранителни вещества.

Конкуренцията е взаимодействие между видовете, по време на което два вида получават ограничени ресурси и трябва да се конкурират един с друг за оцеляване. Еволюцията е постепенна промяна в чертите на даден вид.

Примерен въпрос №1: Генетика и еволюция

Според Дарвин резултатите от естествения подбор се описват най-добре от кой от следните избори?

III. Съвпадение между организма и околната среда

IV. Относителна годност на организма

Докато наблюдаваше Южна Америка на борда на Бигъл, Дарвин забеляза колко добре животните са пригодени за тяхната среда. Той също така отбеляза, че животните на Галапагос са доста подобни на тези на континента, въпреки че имат различия, които им помагат да процъфтяват в различните си местообитания. Поради единството/приликата и все пак разнообразието на живота, Дарвин предположи, че животни от континента колонизират островите. От няколко вида, много повече са се развили и еволюирали, за да запълнят нишите на острова.

Примерен въпрос №1: Генетика и еволюция

Птици от същия вид бяха отнесени от континента към близкия остров при буря. Докато живеят на острова, естественият подбор действа в полза на птиците с по-малки човки, тъй като птиците с големи и средни човки имат по-трудно време да събират храна. Този процес е пример за кой от следните избори?

Насочена селекция възниква, когато условията благоприятстват индивиди, проявяващи една крайност от фенотипния диапазон. В този пример условията на острова благоприятстват птиците с малки човки, което променя честотната крива на популацията за фенотипния характер в една посока (към по-малки клюнови индивиди). Разрушителната селекция би действала в полза както на големите, така и на малките човки (фенотипни крайности), докато стабилизиращата селекция би действала срещу двете крайности. С други думи, стабилизиращата селекция би действала в полза на средно големи клюнове или тези, които лежат в медианата на фенотипната крива.

Примерен въпрос №8: Генетика и еволюция

Индивидите от определен вид джинджифилови растения, които са хомойготни рецесивни за алели на ген, който регулира височината, са фенотипно болни и малки. В този регион има две популации от джинджифилови растения: популация, която расте близо до реката, и друга популация, която расте в планините. Популацията на реката има висок процент хетерозиготни индивиди, носещи рецесивния алел, с някои хомозиготи, които са болни. Почти никакви индивиди не носят рецесивния алел в планините. Като се има предвид как естественият подбор влияе на честотите на алелите, каква е потенциалната причина този рецесивен алел да съществува в речната популация?

Хетерозиготите, носещи един рецесивен алел и един доминантен алел, имат фитнес предимство в района на реката

Речното население на растението джинджифил е по-старо от планинското

Планинският район е по-трудна среда за отглеждане на джинджифила

Хомозиготните рецесивни болни растения могат да оцелеят близо до реката, но не и в планината

Хетерозиготите, носещи един рецесивен алел и един доминантен алел, имат фитнес предимство в района на реката

Поддържането на рецесивен алел, който може да причини болен фенотип, когато индивидът е хомозиготен рецесивен, не изглежда изгодно. Въпреки това, ако рецесивният алел се поддържа в една популация над друга, това предполага, че хетерозиготността за тази черта може да доведе до полза за фитнес въз основа на местообитанието. В резултат на това не се елиминира от населението. Подобен пример е сърповидно-клетъчната анемия при хора. В конкретни случаи на сърповидно-клетъчна анемия, хетерозиготните индивиди са защитени от малария, докато индивидите, които са хомозиготни, имат здравословни проблеми. С други думи, предимството за фитнес, свързано с хетерозиготни носители, избира за поддържане на рецесивни алели в популацията.

Примерен въпрос №1: Генетика и еволюция

Няколко индивида в популация от зелени бръмбари придобиват мутация, която ги прави сини и токсични за техните първични видове хищни птици. Какво очаквате да се случи с това население след време?

Отровните имат по-висока годност и стабилизиращата селекция ще доведе до сравняване на популацията на бръмбарите с главно сини и токсични индивиди с течение на времето

Отровните имат по-висока годност и естественият подбор ще доведе до повече сини и токсични индивиди и по-малко зелени бръмбари с течение на времето

Отровните нямат предимство за оцеляване и популацията ще бъде смесица от зелени и сини индивиди с течение на времето

Отровните имат по-ниска годност и естественият подбор ще доведе до това популацията на бръмбарите да остане зелена

Отровните имат по-висока годност и естественият подбор ще доведе до повече сини и токсични индивиди и по-малко зелени бръмбари с течение на времето

Поради факта, че сините бръмбари са токсични за птиците, които ги ловят, птиците вероятно ще започнат да избягват сините бръмбари и ще ядат само зелените. По този начин естественият подбор селектира срещу зелените бръмбари и за адаптациите на сините бръмбари. В резултат на това повече сини бръмбари ще оцелеят и ще се размножат. С течение на времето това ще доведе до популация бръмбари, които са предимно сини и токсични.

Примерен въпрос №1: Генетика и еволюция

В определена популация от островни чинки, по-малки от средните индивиди страдат от намалена годност, защото не могат да консумират по-големите семена, които се появяват в изобилие в местообитанието им. По същия начин, по-големи от средните индивиди от същия вид страдат от намалена годност поради увеличеното хищничество от грабливи птици на острова. Какъв тип селекция би произлязла от този сценарий?

Стабилизираща селекция се случва, когато индивидите от двете фенотипни крайности са подбрани срещу. В този случай хората, които са по-малки или по-големи от средното, имат недостатък във фитнеса. Този сценарий би довел до стабилизиране на селекцията.

Всички ресурси по биология на гимназията

Подайте сигнал за проблем с този въпрос

Ако сте открили проблем с този въпрос, моля, уведомете ни. С помощта на общността можем да продължим да подобряваме нашите образователни ресурси.


Въведение

Еволюцията е единствената обединяваща теория в биологията и солидно разбиране за това как еволюцията се случва в природата е от съществено значение. Разбирането на еволюционната теория често е трудно за студентите, особено защото много от основните понятия, като селекция и генен поток, са абстрактни. Игрите с участие са много полезни за преподаване на абстрактни понятия, тъй като личното преживяване на симулираните явления ги прави много по-осезаеми, свързани и разбираеми (както е подчертано от Hassard & Dias, 2009). Опитът на учениците от еволюционния процес на ниво население чрез интерактивна игра може да послужи като високоефективен инструмент за преподаване на еволюционни концепции.

Механизмите за опрашване на растенията са особено подходящи за преподаване на еволюционни концепции чрез игри. Взаимодействията растение-опрашител са класически случай на екологичен взаимност, като растенията се възползват от получаване на репродуктивни услуги, а опрашителите се възползват от награди от цветен прашец или нектар. Механизмите за опрашване на растенията са еволюирали чрез естествен подбор, явлението, при което някои индивиди в популацията имат черти или компоненти на годност, които им позволяват да оцелеят и да се възпроизвеждат повече от други индивиди в популацията. Тези успешни индивиди имат по-висока еволюционна годност от другите индивиди и е по-вероятно да предадат своите гени. Следователно, гените и чертите, които помагат за индивидуалното оцеляване и възпроизводство, ще се увеличат в разпространението в популацията. Например, в контекста на опрашването на растенията, растение с цветя, пълни с нектар, е по-вероятно да се размножава и да има по-висока годност от растенията с по-малко нектар, тъй като е по-вероятно да бъде посетено от опрашител (за дефинициите на ключови термини, вижте таблица 1). Подобно на други екологични взаимодействия, включително конкуренция и хищничество, взаимността между растенията и опрашителите може да доведе до еволюция. Всъщност съгласуваните еволюционни взаимоотношения между пеперудите и техните опрашители формират един от най-ранните и най-известни примери за коеволюция или реципрочна еволюция между два вида (Ehrlich & Raven, 1964).

Срок . Определение .
ЕволюцияПромяна във времето в пропорциите на отделните организми, които се различават генетично по една или повече черти.
НаселениеГрупа от специфични организми, които заемат географски регион и проявяват репродуктивна приемственост от поколение на поколение.
фитнесУспехът на субект при възпроизвеждането на средния принос на алел или генотип към следващото поколение.
Естествен подборДиференциалното оцеляване и/или възпроизвеждане на класове субекти, които се различават по една или повече характеристики. За да представлява естествен подбор, разликата в оцеляването и/или възпроизвеждането не може да се дължи на случайност и трябва да има потенциална последица от промяна на пропорциите на различните субекти.
Генен потокВключването на гени в генофонда на една популация от една или повече други популации.
миграцияИзползва се като синоним на генния поток между популациите.
АдаптиранеПроцес на генетична промяна в популацията, при която в резултат на естествения подбор средното състояние на даден характер се подобрява по отношение на конкретна функция или при което се смята, че популацията е станала по-подходяща за някои характеристики на околната среда.
ИнбридингЧифтосване между роднини, което се случва по-често, отколкото ако партньорите са избрани на случаен принцип от популацията.
Инбридна депресияНамаляване, при инбредни индивиди, на средната стойност на даден характер (обикновено такъв, свързан с годността).
генФункционалната единица на наследствеността.
Непряк подборЗа да представлява непряк подбор, разликата в дела на оцелелите и/или възпроизвеждащи се единици, които се различават по една или повече характеристики, трябва да бъде в отсъствието на директни ефекти на годност върху индивида (вж. естествен подбор за сравнение).
Генетична вариацияВ рамките на една популация генетичната вариация представлява степента на вариация в алелите на гените на генофонда. Алелите са форми на един и същи ген.
Разпределение на ресурситеДелът от енергийния бюджет на организма, разпределен за репродуктивните ресурси в даден момент. Известно също като „репродуктивно разпределение“ в контекста на играта на опрашване.
ПриседналФиксиран на място, неподвижен.
Срок . Определение .
ЕволюцияПромяна във времето в пропорциите на отделните организми, които се различават генетично по една или повече черти.
НаселениеГрупа от специфични организми, които заемат географски регион и проявяват репродуктивна приемственост от поколение на поколение.
фитнесУспехът на субект при възпроизвеждането на средния принос на алел или генотип към следващото поколение.
Естествен подборДиференциалното оцеляване и/или възпроизвеждане на класове субекти, които се различават по една или повече характеристики. За да представлява естествен подбор, разликата в оцеляването и/или възпроизвеждането не може да се дължи на случайност и трябва да има потенциална последица от промяна на пропорциите на различните субекти.
Генен потокВключването на гени в генофонда на една популация от една или повече други популации.
миграцияИзползва се като синоним на генния поток между популациите.
АдаптиранеПроцес на генетична промяна в популацията, при която в резултат на естествения подбор средното състояние на даден характер се подобрява по отношение на конкретна функция или при което се смята, че популацията е станала по-подходяща за някои характеристики на околната среда.
ИнбридингЧифтосване между роднини, което се случва по-често, отколкото ако партньорите са избрани на случаен принцип от популацията.
Инбридна депресияНамаляване, при инбредни индивиди, на средната стойност на даден характер (обикновено такъв, свързан с годността).
генФункционалната единица на наследствеността.
Непряк подборЗа да представлява непряк подбор, разликата в дела на оцелелите и/или възпроизвеждащи се единици, които се различават по една или повече характеристики, трябва да бъде в отсъствието на директни ефекти на годност върху индивида (вж. естествен подбор за сравнение).
Генетична вариацияВ рамките на една популация генетичната вариация представлява степента на вариация в алелите на гените на генофонда. Алелите са форми на един и същи ген.
Разпределение на ресурситеДелът от енергийния бюджет на организма, разпределен за репродуктивните ресурси в даден момент. Известно също като „репродуктивно разпределение“ в контекста на играта на опрашване.
ПриседналФиксиран на място, неподвижен.

Еволюцията може да се случи чрез взаимодействия растение-опрашител по различни начини, които могат да бъдат демонстрирани чрез дейностите, описани по-долу. По-специално, това упражнение насърчава научното обучение, което позволява на учениците да мислят критично като еволюционни биолози. Леонард (2010) наблегна на този стил на обучение на ниво колеж и ние приложихме тази концепция в това упражнение за опрашване за ученици от гимназията, за да подходим към еволюцията от гледна точка на растенията. Тези дейности са тествани на място в класната стая и са особено подходящи за ученици от 8-12 клас. По-нататъшното развитие на упражненията за ниво колеж може да добави в перспективата на еволюцията от гледна точка на опрашителя, за да повиши нивото на сложност.


ДИСКУСИЯ

Разработихме и оценихме шест дейности в класната стая за преподаване на естествен подбор на въвеждащи студенти по биология. Всички наши оценки показаха, че дейностите са едновременно ангажиращи и ефективни.

Печалбите от обучението, които наблюдавахме във версията с 10 въпроса на CINS, се сравняват много благоприятно с резултатите от други класни стаи. Андрюс et al. (2011b) прилага същия CINS-abbr с 10 въпроса на 33 въвеждащи курса по биология, произволно избрани от големите университети в Съединените щати. Учениците в тези класове приемаха CINS-abbr преди и след обучението по естествен подбор. Средната нормализирана печалба сред тези курсове е 0,26, а най-високата наблюдавана нормализирана печалба е 0,68 (T.M.A., непубликувани данни). В нашата класна стая наблюдавахме нормализирана печалба от 0,72, когато S.T.K. преподавал курса и 0,73, когато докторант преподавал уроците. Забележете, че нашите успехи в обучението бяха по-високи, отколкото в която и да е от другите класни стаи, изследвани от Андрюс et al., дори когато нашето звено по естествен подбор е преподавано от аспирант с много малък преподавателски опит. Ние тълкуваме това като доказателство, че уроците, които описваме тук, са ефективни за насърчаване на ученето.

Резултатите от оценяването с помощта на кратки въпроси за есе също се сравняват благоприятно с резултатите от други институции. Нормализираната печалба, свързана с нашите шест учебни дейности, измерена чрез нашите кратки въпроси за есе, беше 0,65. Средната нормализирана печалба за кратък въпрос за есе в националното проучване на Андрюс et al. (2011b) беше 0,06, приблизително една десета от това, което наблюдавахме в нашата класна стая. Това е допълнително доказателство, че нашите учебни упражнения са били ефективни. Има обаче методологическа разлика, която трябва да се отбележи между нашата оценка и тази в проучването на Andrews et al. (2011b). Използвахме седем кратки въпроса за есе. Андрюс et al. (2011b) използва само един въпрос: въпрос за гепарди, много подобен на нашия въпрос за гепарди (Таблица 2). Следователно данните не са напълно съпоставими. Въпреки това, няма причина да подозираме, че нашият набор от въпроси е бил по-лесен от въпроса за гепарда, използван от Андрюс et al. (2011b). Наблюдавахме стандартизирана печалба от 0,88 за въпроса за гепарда в нашата класна стая, а стандартизираните печалби за всички останали въпроси бяха нисък. Следователно наборът от въпроси, които използвахме, за да оценим нашите учебни упражнения, вероятно беше по-труден от въпроса, използван от Андрюс et al. (2011b).

Последни изследвания (Nehm and Ha, 2010 Nehm et al., 2012) показа способността на учениците да отговарят на въпроси относно естествения подбор зависи от контекста на въпроса. По-специално, Nehm и Ha (2010) показват, че въпроси, които включват загуба на черти, непознати видове или еволюция между видовете, са по-трудни за отговор на учениците. Ако това изследване беше налично, когато стартирахме нашия проект, щяхме да разширим обхвата на въпросите с кратък отговор в нашата оценка. Въпреки това, ние включихме един въпрос, свързан със загубата на черти (при китовете), и това ни дава известна представа за това колко ефективни могат да бъдат нашите учебни упражнения, за да позволим на учениците да разсъждават за естествения подбор в контексти извън еволюцията на нова черта в рамките на даден вид . Както се очаква от резултатите на Nehm и Ha (2010), резултатите по нашия въпрос за загуба на черти бяха средно по-ниски от шестте въпроса за придобиване на черти. Въпреки това, постиженията в обучението, наблюдавани с въпросите за загуба на черти на китове, не изглеждаха по-ниски от тези на другите въпроси. Изчислихме нормализираната печалба за всеки от седемте въпроса, а нормализираната печалба за въпроса за еволюцията на китовете беше 0,60. Това беше равно на медианата на нормализираната печалба сред нашите седем въпроса. Никога не сме обсъждали или споменавали загубата на черти в нито един момент по време на курса, така че изглежда вероятно нашите студенти да са научили достатъчно добре естествения подбор, за да могат да разсъждават ефективно за сравнително новия еволюционен сценарий за това как чертите се губят.

Нашите тестове преди и след обучение показаха, че нашите ученици са постигнали впечатляващ напредък в разбирането на една от най-трудните концепции в биологията. Ние приписваме тези придобивки от обучението на нашите упражнения в класната стая и предлагаме четири характеристики на нашите уроци може са били важни за насърчаване на ученето. Първо, ние проектирахме тези уроци, за да се насочим специално към погрешните схващания на учениците. Ние не използвахме просто активно учене – използвахме специфични методи във формат за активно учене, за да помогнем на учениците да преодолеят погрешните схващания. Второ, ние изрично обсъдихме генетичната основа на еволюцията. Много погрешни схващания на учениците относно естествения подбор са свързани с генетиката, така че свързването с предходните знания на студентите по генетика трябва да бъде полезно. Third, we presented students with multiple examples of selection at work in a variety of different contexts. Finally, we did our best to create exercises that engaged our students as deeply as possible (Table 4).

We have attributed the dramatic increase in test scores we observed with our students to the classroom activities we conducted, and have proposed four reasons why our lessons may have been effective. We do acknowledge, however, the design of our study makes it impossible to unambiguously attribute student learning to any specific element of our instruction. We conducted six classroom activities during our unit on natural selection, but these activities were not the only opportunities students had to learn. Students were assigned textbook readings before each lesson, and this may have contributed to some of their learning. Similarly, most of our lectures included a fair amount of ordinary lecturing, and this could have contributed to student learning. There are many other possibilities. However, it is not credible to us that any of these aspects of our course were unique enough to explain the uniquely high learning gains we observed.

Readers may wonder whether any of our six lessons were more or less effective than others. For example, the average class score on the short essay questions dropped after the mice and peacock discussions, which raises the question of whether these lessons were effective or not. Unfortunately, our study was not designed to measure how much students learned in a specific activity. There are several reasons why not. First, we did not perform pre- and postinstruction testing for any of the individual learning activities. We administered the CINS-abbr before and after our unit on natural selection and administered essay questions to the class before, after, and during our unit on natural selection, but we did not perform any assessment immediately before and/or immediately after any of the activities described here. Second, our course had only 41 students, and they answered a single essay question each day we did testing during the unit. This does not give us a lot of statistical power to measure how much students learned from one lesson to the next. Third, student understanding can temporarily “dip” after a lesson, especially if a lesson presents students with a principle in a new context. When instructors do this, students need to restructure their knowledge to deal with the new context (e.g., Bransford and Schwartz, 1999 Barnett and Ceci, 2002 Lobato, 2008). Fourth, it is important to remember that the essay questions provide only one measure of how well students understand natural selection. Learning gains might have looked different had we used other questions. Finally, we emphasize that our data describes learning gains for the sequence of exercises as we taught them. The apparent effectiveness of any lesson almost certainly strongly depends on what is taught before it. For example, the dog-breeding lesson was associated with higher learning gains than the discussion of beach mice. If we used the mice lesson first and followed it up with a discussion of dog breeding, we might observe the opposite.

Instructors considering incorporating our learning exercises into their courses may wish to modify them to suit the specific needs of their courses. If this is done, instructors must ensure these activities give students the opportunity to personally construct an understanding of natural selection. In particular, we strongly encourage instructors to make sure that students: 1) formulate an initial answer to each question on their own, 2) discuss their answers with a few other students, 3) participate in a discussion with the entire class, and 4) recognize how these activities relate to the main concepts taught in a course. All of this takes time but is important for learning. There is accumulating evidence that instructors attempting to use active-learning methods do not include these elements in their instruction, and therefore fail to see the learning gains they hope to achieve (Turpen and Finkelstein, 2009 Andrews et al., 2011b Ebert-May et al., 2011).

Instructors using the exercises described in this paper in their classroom should make an effort to assess whether their students are learning natural selection. Some sort of pre- and postinstruction testing is necessary to do this. The CINS-abbr (Anderson et al., 2002), ACORNS (Assessing Contextual Reasoning about Natural Selection) (Nehm et al., 2012), or open-response questions (described by Bishop and Anderson, 1990) are reasonable instruments to use. There are no established criteria for what constitutes acceptable learning gains on these tests, but a normalized gain of ≥0.50 probably represents a substantial achievement.

In the course we taught, we devoted six 50-min lectures to teaching natural selection. This might seem excessive. Two lines of evidence suggest this time was well spent. First, after five lectures on natural selection, many of our students were unable to recognize that suicide was an unlikely adaptation. This implies their understanding of natural selection was still developing or they were unable to draw upon their knowledge when that knowledge was relevant. Second, the average test score on the short essay questions we used to assess understanding of natural selection did not appear to level off. Student answers appeared to be still improving at the end of our series of exercises (Figure 2). In particular, students’ understanding of the genetic basis of evolution seemed to be improving (Figure 2).

We will conclude this paper with a few comments on a controversial aspect of moving from traditional lectures to active learning. Most of the learning exercises described here require a fair amount of time to conduct. This is especially true for the discussions of dog breeding, human evolution, and peacock trains. An instructor using these activities for the first time may find he or she has less time to cover other material. This could be viewed as a reason not to use active learning—especially if instructors feel pressure to cover as much material as possible. We have two responses. First, the goal of teaching is not to cover as much as possible, but to teach as much as possible, and a large body of evidence shows that students learn more in courses that make extensive use of active learning (e.g., Hake, 1998 Knight and Wood, 2005 Freeman et al., 2007). Second, natural selection is one of the most important concepts in biology, but it is difficult for students to learn. All evidence suggests many students need specialized and time-consuming instruction to learn natural selection well enough to avoid falling back upon glaringly inaccurate misconceptions. Instructors might cover more if they used traditional lectures to cover natural selection, but it is hard to imagine what other topics students might learn that would make up for not understanding the principle cause of evolution.


Гледай видеото: Помните, как вся Польша смеялась над Газпромом? Теперь поляки ПЛАЧУТ (Юни 2022).


Коментари:

  1. Nigor

    To think only!

  2. Carvel

    Ха -ха, падайте и не станете !!!!!!!!!

  3. Telrajas

    Why is this the only way? I am pondering how we can clarify this review.

  4. Digami

    Read, of course, far from my topic. But, nevertheless, it is possible to cooperate with you. How do you yourself feel about trust management?

  5. Murchadh

    Това се разбира от само себе си.



Напишете съобщение