Навигация
1. ГЕНЕТИКА И ЭВОЛЮЦИЯ.
Понять сущность эволюционных процессов помогает генетика — наука о наследственности, изменчивости организмов и методах управления ими.
Ген является элементарной единицей наследственности. Задачами генетики являются:
изучение структуры единиц наследственности (генов);
анализ механизма функционирования генов;
реализация генетической информации (в частности, для увеличения производительности животноводства и сельхоз-структур);
анализ функционирования генов на разных этапах развития организма.
Таким образом, генетика изучает два фундаментальных свойства живых систем - наследственность и изменчивость.
На сегодня известно, что гены и хромосомы (генотип — совокупность наследственных структур) определяют фенотип -совокупность всех признаков организма, который является результатом взаимодействия генотипа и окружающей Среды (питание., температура, радиация и др.).
Перестройку гена называют мутацией.
Новый организм, носитель мутации — мутант, а факторы, вызывающие эти изменения, — мутагены.
Наиболее сильное влияние из факторов окружающей Среды (в сотни раз сильнее других) оказывают радиоактивные элементы, а количество мутаций пропорционально дозе облучения, что доказал американский генетик К. Миллер, работавший с лучами Рентгена1.
В познании закономерностей наследственности существенную роль сыграл чешский исследователь Г. Мендель (1822 -18 84), сформулировавший законы наследственности. Доказано, что признаки организмов определяются дискретными наследственными факторами.
Хромосома любого организма содержит длинную непрерывную цепь ДНК, несущую множество генов.
__________________________________________________________________
1 В. Рентген (1845—1923), немецкий физик.
Установлены принципиальные их характеристики, имеющие всеобщее и фундаментальное значение, например дискретность и линейное расположение в хромосоме. Другие определенные закономерности, например расщепление признаков в потомстве гибридов, отмечены только у диплоидных эукариотических организмов.
Методы генетического анализа очень разнообразны, одним из первых является гибридологический. Суть его заключается в скрещивании организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам, и детальном анализе потомства.
Такие исследования позволили Г. Менделю сформулировать законы наследования.
Первый, или закон единообразия:
У гибридов первого поколения проявляются признаки только одного родителя (доминантный признак), не проявляющиеся при этом признаки Мендель назвал рецессивными.
Второй, или закон расщепления:
В потомстве, полученном от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается явление расщепления; в случае полного доминирования четверть особей из гибридов второго поколения имеет рецессивный признак, три четверти — доминантный.
Третий или закон независимого комбинирования:
Расщепление по каждой паре генов идет независимо от других пар генов. Этот закон справедлив только в случаях независимого наследования, когда гены, отвечающие за эти признаки, расположены в разных парах гомологичных хромосом.
Понятие наследования признака употребляют обычно как образное выражение, так как наследуется лишь ген, отвечающий за этот признак. Признаки формируются в ходе индивидуального развития организма и обусловливаются генотипом и влиянием внешней среды.
Законы генетики носят статистический характер, так как при образовании зиготы сочетание генов имеет случайный характер, а ожидаемый результат скрещивания будет выполняться тем точнее, чем больше число потомков.
Признаки организма (способы их описания с целью различия) можно разделить на две группы — качественные и количественные.
Качественными называют признаки, устанавливаемые описательным (биологическим) путем (окраска, форма, масть, половые различия). Наследование качественных признаков происходит по законам Менделя.
Изменчивость (разнообразие) в целом носит не только качественный, но и количественный характер, который определяется измерением (яйценоскость, масса семян...), Большинство признаков, важных при разведении животных и выращивании растений, носит количественный характер.
Живые организмы постоянно испытывают воздействие разнообразных факторов Среды обитания. Среда может влиять на формирование как количественных, так и качественных признаков. Среда приводит к естественному отбору как фактору эволюции в результате борьбы за существование. Он основывается на преимущественном выживании наиболее приспособленных особей каждого вида и гибели менее приспособленных. Под борьбой за существование понимают внутривидовую и межвидовую конкуренцию, отношения хищник-жертва, взаимодействие с абиотическими факторами Среды и т. д. Однако наряду с конкуренцией существует и взаимопомощь у особей в пределах вида.
В процессе эволюции происходит направленное изменение фенотипа и генотипа вследствие размножения организмов. Приспособленность к определенным условиям Среды не означает прекращения естественного отбора в популяций. Существует форма отбора, которая постоянно исключает уклоняющихся от нормы особей, — так называемый стабилизирующий отбор.
К середине XX века эволюционная теория Дарвина была дополнена следующими положениями: отрицание наследования приобретенных признаков; доказательство постепенности эволюционного процесса; осознание эволюции как процесса, протекающего на популяционном уровне; подтверждение фундаментальной роли естественного отбора; выявление механизмов наследственной изменчивости и оценка ее вклада в эволюционный процесс; установление эволюционных закономерностей — онтогенеза (индивидуального развития организма).
Как резюмировал Вернадский, "Живой, динамический процесс бытия, науки, связывающий прошлое с настоящим, стихийно отражается в среде обитания человечества, является все растущей геологической силой, превращающей биосферу в ноосферу. Это природный процесс, независимый от исторических случайностей"'2.
_________________________________________________________________
2Вернадский В.И. "Биосфера и ноосфера" — М: 1988.
Законы эволюции требуют дальнейшего изучения, но существуют современные гипотезы, подкрепленные фактами палеонтологии, биогеографии, сравнительной эмбриологии и биохимии.
Рассматривая эволюцию на молекулярном уровне, можно сказать, что направленная эволюция обусловливает развитие популяции молекул в определенном направлении, благодаря циклам селекции, амплификации и мутаций.
Молекулярный биолог может читать гены какого-либо организма как исторический документ, свидетельствующий о его эволюции, но написанный химическим языком (структура молекулы ДНК). В настоящее время исследуется и сам механизм, производящий эволюционные изменения. Разработанные математические модели эволюции позволяют выявить общие закономерности эволюции различных систем. Они опираются на теорию информации и самоорганизации.
Современные данные палеонтологии говорят о квантовом характере видообразования. В соответствии с геологическим временем этот процесс почти мгновенен. Анализ уравнений популяционной генетики показывает, что процесс видообразования похож на фазовый переход.
Биология как наука о жизни
Похожие работы
... генетически измененных растений может быть дешевле и вкуснее. 7. Модифицированные виды помогут решить и некоторые экологические проблемы. Конструируются растения, эффективно поглощающие цинк, кобальт, кадмий, никель и прочие металлы из загрязненных промышленными отходами почв. 8. Генная инженерия позволит улучшить качество жизни, очень вероятно – существенно продлить её; есть надежда найти гены, ...
... генно-инженерных исследований. Многие из этих вопросов были подняты самими учеными активно работающих в данной области. В настоящее время большинство исследователей считали, что опасения касающиеся, генной инженерии, не имеют достаточно оснований, но многие этические проблемы остаются нерешенными и продолжают возникать новые. В прошлом генетика и медицинская генетика развивалась как относительно ...
... олигонуклеотидов—одну полуавтоматическую, а вторую в комплексе с компьютером. В 1982 г. цена этих приборов на американском рынке составляла 36000—39500 долл.[2]. К открытиям связанным с достижениями генной инженерии нужно прибавить то, что огромный генетический «чертеж» многоклеточного существа просчитан полностью. Я думаю это можно назвать достижением века. После восьми лет работы многих ...
... при постановке биологических или медицинских экспериментов. Составлять его должны ведущие специалисты в этой области и знающие предмет юристы. 3. Другие применения генной инженерии Несмотря на успехи ученых в генной инженерии в таких отраслях, как создание генно-модифицированных продуктов и клонировании животных и человека, они на этом не останавливаются. В целях сохранения военного ...
0 комментариев