Четвериков установил что генофонд естественных
Четвериков установил что генофонд естественных
Установите соответствие между особенностями действия эволюционного фактора и факторами, для которых эти особенности характерны.
А) один из источников эволюционного материала
Б) представляет собой колебания численности популяций
В) действие фактора направленно
Г) обеспечивает селекцию генотипов
Д) носит случайный характер
Е) изменяет частоту аллелей в генофонде популяции
1) популяционные волны
2) естественный отбор
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Популяционные волны: один из источников эволюционного материала; представляет собой колебания численности популяций, носит случайный характер. Естественный отбор: действие фактора направленно; обеспечивает селекцию генотипов; изменяет частоту аллелей в генофонде популяции.
Популяционными волнами или волнами жизни (С. С. Четвериков) называют периодические или апериодические колебания численности организмов в природных популяциях. Это явление распространяется на все виды животных и растений, а также на микроорганизмы. Причины колебаний часто имеют экологическую природу. Так, размеры популяций «жертвы» (зайца) растут при снижении давления на них со стороны популяций «хищника» (рыси, лисицы, волка). Отмечаемое в этом случае увеличение кормовых ресурсов способствует росту численности хищников, что, в свою очередь, интенсифицирует истребление жертвы. Изменение генофондов популяций происходит как на подъеме, так и на спаде популяционной волны.
Изменяют частоты аллелей в генофонде популяции как популяционные волны (ненаправленно, могут привести к дрейфу генов), так и естественный отбор (направленно, приводит к формированию адаптаций и т.д.).
Некорректно было приводить пункт «Е», т.к. и популяционные волны и естественный отбор изменяют частоту аллелей в популяции, т.е. её генофонд. Популяционные волны изменяют генофонд ненаправленно, в силу дрейфа генов на спаде численности, например. В итоге могут фиксироваться любые аллели, независимо от их адаптивного значения. В т.ч. и вредные. А естественный отбор способствует накоплению генов и генных комплексов, обеспечивающих успех в борьбе за существование, что приводит к возникновению адаптаций и пр.
Роль мутаций в процессе эволюции
Вопрос 1. Какие популяционно-генетические закономерности выявил русский биолог С.С. Четвериков?
С.С. Четвериков обратил внимание на насыщенность природных популяций рецессивными мутациями, а также на колебания частоты генов в популяциях в зависимости от действия факторов внешней среды и обосновал положение о том, что эти два явления — ключ к пониманию процессов эволюции.
С.С. Четвериков ввел понятие «резерв наследственной изменчивости», подразумевая под этим накопление рецессивных мутаций в генофондах вида. При половом размножении они (рецессивные мутации), переходя в гомозиготное состояние, могут привести к появлению полезных признаков.
Вопрос 2. Какова частота мутирования одного определенного гена в естественных условиях существования особей?
Способность к мутированию — одно из основных свойств гена. Каждый отдельный ген обладает устойчивостью к действию мутагенных факторов; это явление известно как «стойкость» гена. Однако вследствие того, что генов в организме тысячи, общее число мутаций оказывается значительно. Современной науке известно, что гены мутируют с определенной частотой. Подсчитано, что в среднем одна гамета из 100 тыс. — 1 млн несет вновь возникшую мутацию в определенном локусе. Известно, что у дрозофилы 5 % гамет несут мутации. Говорят, что популяции «насыщены» мутациями. Поскольку одновременно мутируют многие гены, то 10—15% гамет несут те или иные мутантные аллели. Поэтому природные популяции насыщены самыми разнообразными мутациями.
Мутационная изменчивость является одним из главных факторов эволюционного процесса. В результате мутаций могут возникать полезные признаки, которые под действием естественного отбора дадут начало новым подвидам и видам.
9. эволюция органического мира
Главная > Документ
Информация о документе | |
Дата добавления: | |
Размер: | |
Доступные форматы для скачивания: |
Тема 9. ЭВОЛЮЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА
А1. Система живой природы К.Линнея была искусственно так как
правильно отражала родство организмов
в основу классификации были положены внешние, наиболее заметные признаки
была применима только к растениям
основывалась на данных сравнительной анатомии, эмбриологии и палеонтологии
А2. В результате взаимодействия движущих сил эволюции
образуются новые виды
происходят популяционные волны
формируются полезные человеку признаки
возникают новые аллели
A3. Мутационная изменчивость
не имеет значения для эволюции, так как не передается по наследству
имеет большое значение для эволюции, так как обедняет генофонд популяции
имеет большое значение для эволюции, так как обогащает генофонд популяции
не имеет значения для эволюции, так как вызывает нарушения в процессе развития особей
А4. Резкие сокращения численности особей в популяции приводят к
направленным изменениям ее генофонда
случайным изменениям ее генофонда
росту количества мутаций
4) повышению генетического разнообразия
А5. Примером внутривидовой борьбы за существование могут служить конкурентные отношения между
большой синицей и синицей-московкой
птенцами в гнезде дрозда
А6. Стабилизирующий отбор приводит к
размножению наиболее сильных и здоровых особей
формированию новых признаков
сохранению особей с крайними значениями признака
сохранению среднего значения признака
А7. Зеленые гусеницы, живущие на зеленых листьях, имеют окраску
А8. При экологическом видообразовании, в отличие от географического, новый вид возникает
в результате расширения исходного ареала
в результате расчленения исходного ареала физическими преградами
в результате гибридизации двух видов
в пределах старого ареала
А9. На рисунке изображен филогенетический ряд лошади, который может служить доказательством эволюции
А10. Широкий ареал вида может свидетельствовать о его
При выполнении заданий с кратким ответом В1 — ВЗ запишите ответ так, как указано в тексте задания.
В1. Выберите три правильных ответа из шести. Примерами аро-
морфозов могут служить
легочное дыхание у земноводных
плоская форма тела камбалы
внутреннее оплодотворение у пресмыкающихся
семенное размножение у растений
отсутствие пищеварительной системы у бычьего цепня
В2. Установите соответствие между типом эволюционных изменений и их результатами. Для этого каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца. Впишите в таблицу цифры правильных ответов.
крылья птицы и крылья бабочки
Б) обтекаемая форма тела у китов и рыб
различная форма клюва у разных видов галапагосских вьюрков
Г) различия в окраске большой синицы, московки и лазоревки
Д) плоская форма тела донных рыб (скат, камбала, палтус)
Е) незначительные различия во внешнем облике близких видов
Тип эволюционных изменений
ВЗ. Установите правильную последовательность ароморфозов в порядке их возникновения.
Б) аэробное дыхание
Г) легочное дыхание
Д) дифференциация клеток, появление тканей
С1. В отличие от свободноживущих плоских червей, бычий цепень не имеет пищеварительной системы, органов чувств и развитой нервной системы, но имеет присоски, крючья и высокую плодовитость. Объясните эти факты, используя знания об основных линиях эволюции.
Часть А: 2,1,3,2,2,4,3,4,3,4. В1: 1,4,5. В2: 1,1,2,1,2. В3: БДГВА
борьбу за существование
стремление организмов к совершенствованию
А2. Главная заслуга Ч. Дарвина в развитии биологии состоит в
формулировании клеточной теории
создании первой иерархичной системы живой природы
разработке методов селекции
выявлении движущих сил эволюции
A3. Источником наследственной изменчивости служат
борьба за существование и естественный отбор
сезонные изменения условий обитания
мутации и рекомбинация генов при половом размножении
А4. Направленные изменения генофонда популяции происходя в результате
колебаний численности особей
усиливается конкуренция между насекомоядными птицами
ослабляется конкуренция между насекомыми
ослабляется конкуренция между насекомоядными птицами
усиливается конкуренция между хищниками
А6. Устойчивые к ядохимикатам виды насекомых-вредителей формируются в результате отбора
А7. Результатами эволюции являются
изоляция и дрейф генов
многообразие видов и их приспособленность
популяционные волны и модификационная изменчивость
борьба за существование и естественный отбор
А8. Новые виды являются результатом
искусственного мутагенеза
А9. На рисунке изображены органы человека, функционировавшие у далеких предков, но утратившие свое значение. Это
А10. Ароморфоз, позволивший земноводным освоить сушу, — это
При выполнении заданий с кратким ответом В1 — ВЗ запишите ответ так, как указано в тексте задания.
В1. Выберите три правильных ответа из шести. Конвергентная эволюция
приводит к формированию аналогичных органов
приводит к формированию гомологичных органов
приводит к появлению внешнего сходства у неродственных организмов
приводит к появлению отличительных черт у родственных организмов
происходит у организмов, обитающих в разных средах
наблюдается у организмов, обитающих в сходных условиях
В2. Установите соответствие между формой отбора и его особенностями. Для этого каждому элементу первого столбца подберите Позицию из второго столбца. Впишите в таблицу цифры правильных ответов.
приводит к формированию приспособленности организмов к среде
Б) приводит к возникновению новых видов, родов
Г) протекает очень медленно
Д) формирует признаки, полезные для человека
Е) приводит к появлению новых сортов, пород
ВЗ. Установите правильную последовательность событий при географическом видообразовании.
A) сохранение естественным отбором особей с измененными признаками
Б) появление в изолированной популяции новых наследственных изменений
B) свободное скрещивание особей в пределах всего ареала
Г) отделение части ареала физической преградой
Д) изменение генофонда популяции и репродуктивная изоляции
С I. Как можно объяснить возникновение длинной шеи у жирафа с позиций Ж. Б. Ламарка и Ч. Дарвина?
А: 3,4,3,4,3,1,2,1,4,2. В1: 1,3,6. В2: 1,1,2,1,2,2. В3: вгбад
С1: с позиций Ж.-Б. Ламарка, длинная шея жирафа-результат стремления организма к совершенствованию. В результате упражнения органа (вытягивания шеи) и передачи по наследству приобретенных изменений с течением времени сформировалась длинная шея. С позиций Ч. Дарвина, длинная шея жирафа – результат действия движущих сил эволюции (наследственной изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора).
А1. Заслуга К- Линнея в развитии биологии состоит в том, что он
выявил движущие силы эволюции
создал иерархичную систему живой природы
является автором первого эволюционного учения
сформулировал клеточную теорию
А2. Наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор — это
движущие силы эволюции органического мира
результаты эволюции органического мира
направления эволюции органического мира
основные закономерности эволюции органического мира
A3. Совокупность всех генотипов популяции составляет ее
А4. Генетическое равновесие популяции проявляется в том, что в ее генофонде
количество доминантных и рецессивных аллелей одинаково
частота доминантных аллелей постоянно растет
частота разных аллелей остается постоянной
большое количество рецессивных мутаций не проявляется в фенотипе
А5. Примером межвидовой борьбы за существование служат отношения между
молодыми соснами в лесопосадках
колорадским жуком и его личинкой
грифами, дерущимися из-за добычи
А6. Естественный отбор является направляющим фактором эволюции, т.к. сохраняет особей
с наиболее разнообразными генотипами
с генотипами, обеспечивающими формирование признаков, наиболее соответствующих условиям обитания
с генотипами, обеспечивающими формирование полезных человеку признаков
не имеющих наследственных изменений в генотипе
А7. Мимикрией называют
яркую окраску, делающую организм заметным на окружающем фоне
окраску, благодаря которой организм становится незаметен на окружающем фоне
подражание организмов одного вида организмам другого, защищенного вида
А8. Главным критерием целостности вида является его изоляции
А9. На рисунке изображены зародыши позвоночных на ран стадии развития (слева направо: рыбы, саламандры, черепахи, крысы, человека). Сходство зародышей может служить примером доказательств эволюции
А10. Идиоадаптациями называют
органы, утратившие в ходе эволюции свои функции
упрощение уровня организации
мелкие приспособительные изменения
изменения, приводящие к общему подъему уровня организации
В1. Выберите три правильных ответа из шести. Согласно представлениям Ж- Б. Ламарка
приспособленность животных — результат упражнения или неупражнения органов
виды не изменяются
приспособленность — результат изначальной целесообразности
приобретенные в течение жизни изменения наследуются
главная движущая сила эволюции — естественный отбор
организмам присуще стремление к совершенствованию
В2. Установите соответствие между доказательствами эволюции и их примерами. Для этого каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца. Впишите в таблицу цифры правильных ответов.
A) филогенетический ряд лошади
Б) сходство строения конечностей птиц и пресмыкающихся
B) отпечатки древних папоротникообразных в каменном угле
Г) окаменелые останки динозавров
Д) особенности строения яйцекладущих млекопитающих (утконоса, ехидны)
Е) рудиментарные органы
В3. Установите правильную последовательность изменения представлений о происхождении видов.
приспособленность видов — результат стремления к совершенствованию
Б) многообразие живой природы — результат естественного отбора
виды не изменяются, приспособленность изначально цел сообразна
Г) важное значение для эволюции имеют рецессивные мутации, составляющие резерв наследственной изменчивости
А: 2,1,4,3,4,2,4,3,4,3. В1: 1,4,6. В2: 1,2,1,1,2,2. В3: ВАБГ
С1: причины внешнего сходства – сходная среда обитания и сходный образ жизни. Такой тип эволюционных преобразований называют конвергенцией – схождением признаков, т.е. приобретением неродственными организмами сходных внешних черт.
не передаются потомкам
связаны с изменениями в генотипе
А2. Фактор эволюции, проявляющийся в конкуренции между особями одного или разных видов, — это
борьба за существование
A3. В ходе эволюции наследственная изменчивость
всегда носит приспособительный характер
является результатом искусственного отбора
является фактором, сохраняющим лучшие генотипы
поставляет материал для естественного отбора
А4. К нарушению генетического равновесия популяции не причисляют
свободное скрещивание особей данной популяции
пополнение ее особями из другой популяции
давление естественного отбора
резкое сокращение численности популяции в результате катастрофы
А5. Вследствие большой плодовитости организмов и ограниченности ресурсов
возникает мутационная изменчивость
происходят колебания численности
возникает борьба за существование
появляется модификационная изменчивость
А6. Формирование приспособленности к новым условиям обитания происходит под действием отбора
А7. Предупреждающая окраска у животных
отпугивает самцов своего вида
делает животных похожими на неживые предметы
делает животных менее заметными
А8. В результате расчленения ареала вида физическими преградами, препятствующими свободному скрещиванию особей, происходит видообразование
внезапное
А9. На рисунке показаны нехарактерные для человека, но изредка проявляющиеся признаки далеких предков. Это
А10. Формирование в ходе эволюции различных отрядов млекопитающих — результат
В1. Выберите три правильных ответа из шести. Общим для эволюции и селекция является то, что в обоих случаях
формируются полезные для организмов признаки
материал поставляет комбинативная изменчивость
появляются новые формы организмов
материал поставляет модификационная изменчивость
главным фактором является искусственный отбор
материалом служат мутации
В2. Установите соответствие между линиями эволюции и примерами. Для этого каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца. Впишите в таблицу цифры правильных ответов.
A) отсутствие пищеварительной системы у ленточных червей
Б) грызущий ротовой аппарат колорадского жука
B) хорошее обоняние у крота
П редукция листьев у повилики
Д) двойное оплодотворение у цветковых растений
Е) теплокровность у птиц и млекопитающих
ВЗ. Установите правильную последовательность действия движущих сил эволюции.
гибель большей части особей
Б) интенсивное размножение организмов
несоответствие числа особей количеству ресурсов
Г) борьба за существование
Д) выживание и размножение наиболее приспособленных
С). На рисунке изображены бабочки березовые пяденицы, темные и светлые формы. При каких условиях соотношения численное темных и светлых форм в популяции будет меняться в ту или т сторону? Как называется данная форма естественного отбора?
Ответы А: 3,2,4,1.3,2,1,2,3,1. В1: 2,4,6 В2: 3,2,2,3,1,1 В3: ВБГАД
С1: в условиях обилия на деревьях лишайников (чистый воздух, сельская местность) птицами будут уничтожаться преимущественно темные бабочки, поэтому светлоокрашенных будет больше. В загрязненных районах (промышленные центры) светлые бабочки будут более заметны на закопченной коре деревьев. Птицы будут поедать светлых бабочек и темных будет больше. Это пример движущей формы естественного отбора.
А1. Что из перечисленного не является заслугой К. Линнея?
введение в науку двойных латинских названий для обозначения видов
создание первой научной классификации организмов
создание первого эволюционного учения
описание большого числа видов растений и животных
А2. По мнению Ч. Дарвина, главное значение для эволюции име ет изменчивость
A3. С. С. Четвериков установил, что генофонд естественных популяций
представлен в основном доминантными гомозиготами
представлен преимущественно гомозиготными особями с рецессивным признаком
насыщен рецессивными мутациями, не проявляющимися в фенотипе
насыщен доминантными мутациями, не проявляющимися в фенотипе
А4. Генетическое единство особей популяции одного вида про является в
возможности скрещивания и получения плодовитого потомства
относительной изолированности от других популяций
А5. Внутривидовой борьбой за существование является
«борьба с засухой» растений пустыни
конкуренция между серыми и черными крысами
борьба между хищником и добычей
соперничество самцов из-за самки
А6. Сохранение в течение миллионов лет неизменным внешне го облика, изображенной на рисунке рыбы латимерии является результатом отбора
А7. Приспособленность организмов к среде обитания является результатом
сезонных изменений условия среды
А8. Результатом микроэволюции является появление новых
А9. Клеточное строение живых организмов свидетельствует о
сходной среде обитания
приспособленности к определенным условиям жизни
единстве их происхождения
А10. Крупное эволюционное изменение, ведущее к повышению уровня организации, называется
В1. Выберите три правильных ответа из шести. Основными движущими силами эволюции, по мнению Ч. Дарвина, являются
борьба за существование
стремление организмов к совершенствованию
В2. Установите соответствие между формой отбора и его особенностями. Для этого каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца. Впишите в таблицу цифры правильных ответов.
A) расширение ареала
Б) уменьшение численности особей
B) увеличение числа внутривидовых групп (подвидов,
рас)
Г) рост численности популяций вида
Д) сокращение площади распространения вида
Е) исчезновение отдельных подвидов
1 ) биологический прогресс
2) биологический регресс
В3. Установите правильную последовательность событий при случайном изменении генофонда популяции, начиная со свободного скрещивания.
А) изменение генофонда в пользу аллелей, носителями которых являются выжившие при пожаре особи
Б) резкое снижение численности популяции в результате лесного пожара
В) размножение выживших особей
Г) исчезновение некоторых редких аллелей
Д) свободное скрещивание особей популяции
Ответы. А: 3,2,3,3,4,2,1,1,4,1. В1: 2,3,6. В2: 1,2,1,1,2,2
С1: разные линии эволюции сменяют друг друга; возникшие путем ароморфоза более прогрессивные группы осваивают новую среду в пределах которой путем идиоадаптации или дегенерации занимают различные ниши. Доказать на примерах позвоночных.
1. 3 Синтетическая теория эволюции
Однако, в конце концов биологами было осознано, что генетика не противоречит дарвинизму, а может его дополнить, обосновав многие наблюдаемые в эволюции факты.
Сергей Сергеевич Четвериков (1880, Москва — 1959, Горький) — русский и советский биолог, генетик-эволюционист, сделал первые шаги в направлении синтеза менделевской генетики и эволюционной теории Чарльза Дарвина.
Он раньше других учёных организовал экспериментальное изучение наследственных свойств у естественных популяций животных. Работы С.Четверикова, особенно его основной труд «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики», опубликованный в 1926 году, легли в основу синтетической теории эволюции.
В этой работе было показано, что между данными генетики и эволюционной теорией нет никакого противоречия. Напротив, данные генетики должны быть положены в основу учения об изменчивости и стать ключом к пониманию процесса эволюции. Четвериков, пользуясь теоремой Харди-Вайнберга и некоторыми логическими заключениями, доказал, что мутации в природных популяциях животных не исчезают, могут накапливаться в скрытом (гетерозиготном) состоянии и давать материал для изменчивости и естественного отбора. Таким образом, Четверикову удалось связать эволюционное учение Дарвина и законы наследственности, установленные генетикой.
Эта статья С. С. Четверикова (1926) в настоящее время рассматривается как основополагающая работа для развития новой отрасли науки — эволюционной (и популяционной) генетики. Она считается важнейшей вехой в развитии эволюционной теории.
Естественно, что в 1929г. С. Четверикова затронул молох сталинских репрессий, особенно учитывая его непролетарское происхождение. В результате чего он после 3 месяцев Бутырки был сослан на 3 года в Свердловск с ограничением в дальнейшем его возможного места жительства.
ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ ИМЕЕТ ТРЁХ ОТЦОВ ОСНОВАТЕЛЕЙ
1. Ч. Дарвина как человека, первым выдвинувшим теорию естественного отбора, как главную действующую силу эволюции. Надо понимать, что какие бы манипуляции не совершались с генами, если они не будут одобрены отбором, эволюции не будет.
2. А. Вейсмана, который в 1886 году предложил теорию зародышевой плазмы, объяснившей причины разнообразия свойств индивидуумов внутри популяции (изменчивость вида по Дарвину).
3. Г.Менделя, открывшего общие количественные статистические закономерности наследования в популяциях, изучая процессы гибридизации на горохе. На своём огороде размером в 2 сотки, он не думал, видимо, об эволюции в целом, а просто хотел вывести некоторые количественные законы для использования их в целях селекции. Тем более, что у него были предшественники. Ему повезло с выбором подходящих объектов для экспериментов. Однако, при продолжении экспериментов, он выбрал объекты, которые, как оказалось, не соответствовали его представлениям о его постулатах наследования, результаты экспериментов перестали укладываться в его схемы и он опыты прекратил. Но, те эксперименты, которые удались, были сделаны тщательно и скурпулёзно статистически обработаны.
Мендель опубликовал результаты своих опытов в 1866 г. в работе «Опыты с гибридами растений». Однако статья не получила положительных отзывов и была забыта на 35 лет. В 1900г. результаты его работы были переоткрыты сразу 3 исследователями. Может быть, виновато было невыразительное название статьи. Видимо Г.Мендель не думал о законах эволюции, как Ч.Дарвин. Если бы он назвал её «Законы наследования при гибридизации гороха», заслуженное признание Г.Мендель, возможно, получил бы еще при жизни.
ТРИ КРАЕУГОЛЬНЫХ КАМНЯ В ОСНОВЕ СОВРЕМЕННОГО УЧЕНИЯ О ЭВОЛЮЦИИ.
1. ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР
это основная, но не единственная движущая сила биологической эволюции. Без одобрения отбора никакие генетические изменения не имеют шансов закрепится, т.е. участвовать в жизненном процессе.
Важнейшее место в теории естественного отбора занимает концепция борьбы за существование. Именно результаты этой борьбы и позволяют осуществляться отбору. Дарвин писал: «Так как производится более особей, чем может выжить, в каждом случае должна возникать борьба за существование либо между особями того же вида, либо между особями различных видов, либо с физическими условиями жизни».
во-первых, природа располагает неизмеримо большим временем, чем человек;
во-вторых, человек, ведущий искусственный отбор, обращает внимание главным образом на внешние признаки животных и растений, тогда как для естественного отбора важна любая особенность организмов;
в-третьих, искусственный отбор ведется для нужд человека, а естественный отбирает признаки, важные для самого организма;
в-четвертых, естественный отбор действует гораздо более жестко, так как человек обычно не истребляет всех менее пригодных домашних животных, сохраняя их для различных нужд.
Все это в совокупности подчеркивает огромные творческие возможности естественного отбора. По Дарвину, естественный отбор представляет собой важнейшую творческую силу, которая направляет эволюционный процесс и закономерно обусловливает возникновение приспособлений организмов, прогрессивную эволюцию и увеличение разнообразия видов.
Идея естественного отбора состоит в том, что в природе происходит отбор наиболее «удачных», «лучших» организмов, в роли «оценщика» выступает среда обитания.
Естественный отбор — основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции постепенно увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью к условиям среды (наиболее благоприятными признаками), в то время, как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается.
Здесь важно слово популяция, поскольку отбор начинает действовать на уровне популяции, а не индивидуального существа. Отбор нельзя перенести на уровень клеток, рассматривая многоклеточный организм, как результат отбора клеток.
На уровне органов или клеток в организме отсутствует конкуренция и отбор во время онтогенеза не работает(выключен).
Субъектами отбора являются фенотипы (т.е. живые организмы). Но адаптации запоминаются в генах, отбираются те варианты генов (аллели), которые находятся у наиболее приспособленного к жизни и оставлению потомства организма. Поэтому можно сказать, что отбор это косвенная конкуренция между аллелями (вариантами) генов, хотя сами гены впрямую не конкурируют. Они неживые и конкурировать просто не могут. Так и предложил считать Р. Доккинз в книге «Эгоистичный ген». Изд-во: АСТ, Corpus, 2013г.
2. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ВИДОВ
возникает вследствие 3 причин.
А. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ГЕНОТИПА ПРИ МЕЙОЗЕ.
В основе воспроизведения биологических систем лежит деление клеток. Существует два основных способа деления эукариотических клеток: митоз и мейоз.
В ходе митоза из одной соматической (не половой) клетки образуется две с идентичными хромосомными наборами и, значит, с одинаковыми генами на них. Хромосомы это отрезки молекулы ДНК.
При митозе полностью сохраняется объем и качество исходной наследственной информации. При каждом делении клетки, точно копируются и передаются, в делящиеся клетки практически без ошибок.
Мейоз – это особый способ деления эукариотических клеток, при котором число хромосом в клетке уменьшается в два раза (от древнегреч. «мейон» – меньше – и от «мейозис» – уменьшение). В процессе мейоза происходит расхождение гомологичных хромосом в разные половые клетки. В этом процессе обычные (соматические) клетки с двойным набором хромосом превращаются в клетки половые (гаметы) с одинарным набором хромосом. В этом процессе в случайном порядке гомологичные хромосомы обмениваются частями (кроссинговер). Таким образом каждая половая клетка (гамета) набором генов(генотипом) отличается от другой.
Возникает комбинаторная изменчивость генотипов. Изменчивость оплодотворённой клетки (зиготы) еще увеличивается фактом неустранимой случайности при её создании из двух гамет. Ведь процесс оплодотворения (встречи двух половых клеток) случаен. Зигота может быть создана любой парой половых клеток родителей. Случайный процесс образования генотипа зиготы и является причиной неодинаковости индивидуумов в популяции.
Но вся эта комбинаторная изменчивость возникает только из генетического фонда родителей, а рассматривая в более продолжительном периоде из генофонда популяции, ведь у родителей происходил в прошлом подобный процесс обмена частями хромосом.
Б. ИЗМЕНЕНИЕМ ФЕНОТИПА
по сравнению с генотипом вследствие изменения внешних условий развития. Представьте себе, что генотип это набор инструкций по построению белков, а фенотип полученный результат. Никаких указаний по формированию всего организма в генотипе нет. Организм многоклеточный формируется в процессах самоорганизации и самосборки. А протекание этих процессов в организме (Онтогенез) зависит в значительной мере от условий протекания, т.е. от внешней среды в месте протекания.
Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза (индивидуального развития).
Фенотипическая изменчивость это результат воздействия среды в процессе развития. Даже у ребенка, делающего из песка куличи, не все они оказываются одинаково удачными, так как не весь песок имеет одинаковую влажность.
В. ИЗМЕНЕНИЯМИ ГЕНОФОНДА ПОПУЛЯЦИИ,
обусловленными мутациями, потоком и дрейфом генов.
Мутациями (СЛУЧАЙНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ) генов, которые редко(примерно 1случай на миллион), но происходят в процессе митоза при копировании хромосом, т.е. отрезков ДНК с генами. Это редкий процесс дает весьма малый вклад в изменчивость. Тем более, что отбором большинство мутаций выбраковывается, как неполезные для вида, и сохраняется в скрытом состоянии нейтральные и полезные мутации, обычно в виде рецессивных аллелей генов.
Но на длинных, эволюционных промежутках времени, его действие существенно, так как он пополняет генофонд популяции, тем самым, увеличивая возможности адаптирования вида.
Это структуры способные к самовоспроизведению, делают возможным передачу отобранных признаков другим особям. В них закодирована наследственная информация, которая записана дискретным кодом и потому не может разбавляться и смешиваться. Эта информация записана не в виде инструкций по построению органов или всего организма, а в виде инструкций (не совсем полных) по построению белков из 20 аминокислот. Белок это длинная последовательность аминокислот, а ген указывает только её последовательность. Генотип можно представить как набор элементов конструктора. Надо помнить что из заданного набора можно построить большое, но ограниченное число конструкций.
Репликатором биологической эволюции является молекула ДНК, свернутая в двойную спираль, которая обладает необыкновенным свойством — способностью создавать копии самой себя. Репликатор выступает в качестве матрицы для образования почти идентичной копии, точнее некоего «негатива», который в свою очередь вновь создает копию исходного позитива. Нуклеотидные кодирующие блоки (буквы генетического алфавита) на ДНК бывают только четырех типов, сокращенно обозначаемых буквами А, Т, Ц и Г. Они одинаковы у всех животных и растений. Различна лишь их последовательность у разных генов. Но набор генов у данного человека отличается не только от генотипа у улитки. Генотипы разных людей тоже отличаются, хотя и в меньшей мере.
Тело человека состоит в среднем из 10 в 15 степени клеток и каждая из этих клеток содержит полную копию ДНК, свойственной данному телу. Эту ДНК, упакованную в ядре, в виде набора хромосом можно рассматривать как набор инструкций, записанных с помощью нуклеотидного А, Т, Ц, Г — алфавита и указывающих, из каких кирпичиков (белков) будет строиться организм. «Инструкции» для человеческого организма составляют 46 «томов». 23 «тома» от мамы и столько же от папы. Эти «тома» называются хромосомами. Каждая хромосома состоит из одной молекулы ДНК и множества вспомогательных белков, которые помогают правильно упаковывать ДНК, «считывать» с нее информацию, размножать и т. д. Под микроскопом они имеют вид длинных нитей, в которых в определенном порядке расположены гены (участки хромосом).
ДОМИНАНТНОСТЬ И РЕЦЕССИВНОСТЬ ГЕНОВ.
Фенотипическое проявление кодоминирования на примере цветка родендрона.
Окраска каждого лепестка результат действия сразу двух гомологичных аллелей. Один из них окрашивает в белый цвет, другой в розовый.
Сверхдоминирование — более сильное проявление признака у гетерозиготной особи, чем у любой гомозиготной. На этом типе аллельного взаимодействия основано явление гетерозиса (превосходство над родителями по жизнеспособности, энергии роста, плодовитости, продуктивности).
Законы генетики устанавливают некоторые количественные закономерности наследования при принятых постулатах. Постулаты эти основаны на наблюдении. Законы генетики на основе этих постулатов позволяют объяснить многое из наблюдаемого в эволюционном процессе, устанавливать степень генетического родства таксонов, использовать потенциал генетических знаний для целей здравоохранения и селекции.
Но генетика не объясняет и не может объяснить, почему некоторые гены являются доминантными, а другие рецессивными. Она это положение, обнаруженное экспериментально, просто использует. Генетика это модель, использующая некий математический аппарат при принятых допущениях. Этот аппарат включает комбинаторику, теорию вероятностей, статистику и прочие известные в математике инструменты.
Объяснение генетических догм (постулатов) должно быть дано на уровне химических реакций, ведь ДНК это просто молекула и, значит, её поведение может объясняться законами химии. Т.е получается, что объяснение и уточнение области применения догм генетики задача молекулярной биологии. Наверняка принятые догмы не абсолютны и, значит, в биологическую науку будут вноситься дополнения и изменения. Может вполне оказаться, что генетика не сможет объяснить все повороты биологической эволюции. Уже известны негенетические факторы (эпигенетика) воздействия на наследственность. И возможно, когда-нибудь будут вспоминать о генетике, «Как о добром старом времени романтических парусных судов», примерно так, как народившаяся генетика отзывалась о дарвинизме в начале 20 века.
Генетическая гетерогенность (неодинаковость генотипов представителей популяции) является основой для ее эволюционных преобразований, поскольку обеспечивает изменчивость. Эволюционировать может только популяция, но не сам
индивидуальный её представитель. Сам представитель может развиваться в течение жизни, но результаты его развития не могут быть переданы по наследству. Это постулат генетики, отличающей её от Ламаркизма. Это слово (Ламаркизм) стало ругательным поневоле, хотя сам Ламарк, первым предложивший своё обоснование эволюции не заслужил этого.
ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА ВВЕЛА СВОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБ ЭВОЛЮЦИИ:
Эволюция представляет собой изменение частоты аллелей в популяции с течением времени.