Что такое популяционные волны, подробно опишите их.

Популяционные волны или волны жизни — периодические либо непериодические колебания численности особей организмов в природных популяциях^[1]. Данный термин впервые был введён русским биологом Сергеем Сергеевичем Четвериковым в 1905 году.

Данное явление распространяется на любые виды растений и животных, включая микроорганизмы. Данные колебания численности могут быть сезонными либо несезонными, повторяющимися через различные временные промежутки. Период колебаний численности у белок — 8—11 лет, у мышевидных грызунов — около 10 лет, бабочки-капустницы — 10—12 лет, североамериканского зайца-беляка и рыси на севере Канады — 9—10 лет, саранчи — около 11 лет. Часто популяционные волны сопровождаются колебаниями ареала самих популяций.

Причины колебаний обычно могут иметь экологическую природу. Например, размеры популяций «жертвы» (зайца) увеличиваются при снижении популяции «хищника» (лисицы, рыси, волка). При этом, увеличение кормовых ресурсов способствует росту численности хищников, что, в свою же очередь, интенсифицирует истребление жертв.

Принято различать большие и малые волны жизни. Первые могут достигать большого размера даже у сравнительно крупных, но быстро размножающихся животных. Например, численность зайца-беляка в некоторые годы может возрастать в 1000 и даже 2500 раз. У плодовитых видов мелкого размера данная амплитуда несравненно больше, например у отдельных насекомых она достигает 10 тысяч раз^[2], численность майских жуков может увеличиваться в миллион раз, сибирского шелкопряда — в 12 миллионов раз.

Вспышки численности организмов ряда видов, которые наблюдаются в ряде регионов мира, могут быть обусловленными деятельностью человека. В XIX—XX веках примерами этого являются популяции домовых воробьев в Северной Америке, кроликов в Австралии, канадской элодеи в Евразии. В настоящее время также возросли размеры популяций домовой мухи, которые находят кормовую базу в виде разлагающихся пищевых отходов вблизи поселений человека. Напротив, численность популяций домовых воробьев сокращается в городах вследствие прекращения широкого использования лошадей.

Популяционные волны являются эффективным фактором преодоления генетической инертности природных популяций. Волны жизни имеют большое эволюционное значение, будучи одним из пяти эволюционных факторов наряду с изоляцией, мутациями, комбинативной изменчивостью и естественным отбором.

2. Опишите процесс филогенеза. Приведите примеры.

Филогене́з, или Филогени́я — историческое развитие организмов^[1]. В биологии филогенез рассматривает развитие биологического вида во времени. Биологическая классификация основана на филогенезе, но методологически может отличаться от филогенетического представления организмов.

Филогенез рассматривает эволюцию в качестве процесса, в котором генетическая линия — организмы от предка к потомкам — разветвляется во времени, и её отдельные ветви могут приобретать те или иные изменения или исчезать в результате вымирания.

Имеющиеся на сегодняшний день знания о ветвлении филогенетического древа получены путём построения классификации живых организмов, которая исходно была задумана Карлом Линнеем как отражение «Естественной Системы» всей природы (в том числе и неживой). Впоследствии было установлено, что такой «Естественной Системы» не существует, а то, что К. Линней принимал за проявление этой системы у животных и растений, является филогенией, то есть результатом биологической эволюции.

Для более эффективного анализа филогении в настоящее время разрабатываются принципы, в которых метод записи классификации усовершенствован по сравнению с линнеевским, что позволяет более адекватно записать филогению в форме классификации и продолжить её анализ^[2].

Анализ филогении далёк от завершения, поскольку представляет собой выявление однократных неповторимых эволюционных событий, произошедших в прошлом, и поэтому может осуществляться только косвенными методами. Для реконструкции и филогении необходимо максимально полное знание о разнообразии видов; однако в настоящее время науке всё ещё известна лишь малая часть видов живых организмов, обитающих на Земле, и ничтожно малая часть видов, обитавших на Земле в прошлом.

Примером филогенеза можно назвать развитие аналогичных органов у живых существ, которые схожи по своему назначению, но по строению не одинаковы: крылья орла и стрекозы. Крылья птицы - видоизмененные конечности, а насекомого - хитиновые складки. Сюда же можно отнести легкие млекопитающих и жабры. Еще один пример - дельфины и касатки, имеющие все признаки млекопитающих, но приспособленные в процессе развития формой тела к жизни в водной среде.