Естественный отбор. Формы естественного отбора. Творческая роль естественного отбора в эволюции

Стр 1 из 8Следующая ⇒

Регенера́ция — способность живых организмов со временем восстанавливать повреждённые ткани, а иногда и целые потерянные органы. Регенерацией также называется восстановление целого организма из его искусственно отделённого фрагмента (например, восстановление гидры из небольшого фрагмента тела или диссоциированных клеток). У протистов регенерация может проявляться в восстановлении утраченных органоидов или частей клетки. Регенерацией называется восстановление организмом утраченных частей на той или иной стадии жизненного цикла. Регенерация, происходящая в случае повреждения или утраты какого-нибудь органа или части организма, называется репаративной. Регенерацию в процессе нормальной жизнедеятельности организма, обычно не связанную с повреждениями или утратой, называют физиологической. Физиологическая регенерация В каждом организме на протяжении всей его жизни постоянно идут процессы восстановления и обновления. У человека, например, постоянно обновляется наружный слой кожи. Птицы периодически сбрасывают перья и отращивают новые, а млекопитающие сменяют шерстный покров. У листопадных деревьев листья ежегодно опадают и заменяются свежими. Такие процессы носят название физиологической регенерации. Репаративная регенерация Репаративной называют регенерацию, происходящую после повреждения или утраты какой-либо части тела. Выделяют типичную и атипичную репаративную регенерацию. При типичной регенерации утраченная часть замещается путём развития точно такой же части. Причиной утраты может быть внешнее воздействие (например, ампутация), или же животное намеренно отрывает часть своего тела (автотомия), как ящерица, обламывающая часть своего хвоста, спасаясь от врага. При атипичной регенерации утраченная часть замещается структурой, отличающейся от первоначальной количественно или качественно. У регенерировавшей конечности головастика число пальцев может оказаться меньше исходного, а у креветки вместо ампутированного глаза может вырасти антенна. Регенерация патологически измененных органов и обратимость патологически измененных органов. Регенерационная терапия. Выделяют типы регенерации в патологически измененных органах. 1. Регенерация после воздействия токсических веществ. 2. Регенерация после воздействия вредных физических факторов. 3. Регенерация после заболеваний, вызываемых микроорганизмами и вирусами. 4. Регенерация после нарушения кровоснабжения. 5. Регенерация после голода, гипокинезии (обездвиживании), атрофии. 6. Регенерация после повреждений, вызываемых в организме нарушением функции органов. Патолог Бенджамин Фрэнк, учившийся в Швейцарии и имеющий частную практику в Нью-Йорке, разработал еще один способ омоложения, который назвал регенерационной или РНК-терапией. Молекулы РНК (рибонуклеиновой кислоты), находящиеся в каждой клетке нашего организма, отвечают за синтез множества необходимых для жизни белков. По мнению некоторых исследователей, по мере старения человек постепенно теряет способность вырабатывать РНК в достаточном количестве, вследствие чего клетки перестают нормально функционировать. Фрэнк предположил, что некоторые пищевые вещества усваиваемые в достаточно высоких концентрациях, могут одновременно и возмещать и предотвращать эти потери РНК. РНК-терапия, разработанная учеными, по его мысли, должна поставлять свежую РНК в человеческий организм. Фрэнк утверждает: «Тысячи стариков, кого я лечил нуклеиновыми кислотами, почувствовали изумительное улучшение здоровья. Больные, которым было за 80 и даже за 90 лет, страдавшие от множества старческих немощей: болезней сердца, артрита, эмфиземы легких и диабета, через месяц-другой испытывали удивительное чувство омоложения». Старики выглядели лет на десять моложе, чем до лечения, а более молодые (от 30 до 60) сбрасывали пяток-десяток лет.

Понятие о гомеостазе (гомеокинезе). Общие закономерности гомеостаза живых систем. Генетические, клеточные, системные основы гомеостатических реакций организма. Роль эндокринной и нервной систем в обеспечении гомеостаза и адаптивных изменений. Гомеорез и гомеоклаз.

Гомеостаз – способность сохранять относительное динамическое постоянство внутренней среды.

Он выражается в относительном постоянстве химического состава, осмотического давления, устойчивости основных физиологических функций в организмах растений, животных, человека. Понятие гомеостаза не связано со стабильность. процессов. Гомеостаз выработался в процессе эволюции, наследственно закреплен.

Ну и некоторые закономерности можно вспомнить.

Клеточный уровень: установление гомеостаза клеточной среды обеспечивается мембранными системами, с которыми связаны биоэнергические процессы и регулирование транспорта веществ в клетку и из нее.

Генетический уровень: тут видимо суть в том, что считывание генетической информации должно происходить без ошибок, это и обеспечивает нормальный гомеостаз. Также можно сказать про восстановление генома, репарацию за счет ферментов и т.д.

Системный уровень: обеспечивается взаимодействием важнейших регуляторных систем: нервной, эндокринной и иммунной.

Гомеостаз и гомеостатическая регуляция. Среди целостных реакций организма, определяющих само его существование, поддержанию постоянства внутренней среды принадлежит особая роль.

Под внутренней средой У. Кеннон понимал кровь, лимфу и тканевую жидкость. Основные параметры, характеризующие внутреннюю среду, были названы гомеостатическими константами.

Границы гомеостаза могут быть жесткими и пластичными, меняться в зависимости от индивидуальных, возрастных, половых, социальных и других условий.

Клеточный уровень: установление гомеостаза клеточной среды обеспечивается мембранными системами, с которыми связаны биоэнергические процессы и регулирование транспорта веществ в клетку и из нее.

Генетический уровень: тут видимо суть в том, что считывание генетической информации должно происходить без ошибок, это и обеспечивает нормальный гомеостаз. Также можно сказать про восстановление генома, репарацию за счет ферментов и т.д.

Системный уровень: обеспечивается взаимодействием важнейших регуляторных систем: нервной, эндокринной и иммунной.

Роль эндокринной: гормоны оказывают влияние на обменные процессы, обеспечивающие гомеостаз. Для сохранения гомеостаза необходимо уравновешение функциональной активности железы с концентрацией гормона, находящегося в циркулирующей крови.

Роль нервной: быстрое наступление ответной реакции, как вариант, регуляция работы эндокринной системы, которая, в свою очередь, влияет на гомеостаз.

Гомеорез – стабилизированный гомеостаз, если я правильно понял.

Гомеоклаз – гомеостаз при старении.

Гомеорез – стабилизированный гомеостаз, если я правильно понял.

Гомеоклаз – гомеостаз при старении.

53. Проблема трансплантации органов и тканей. Ауто-, алло– и гетеротрансплантация. Тканевая несовместимость и пути ее преодоления.

Пересадка органов или тканей от одного животного другому называется трансплантацией. Организм, служащий источник пересаживаемого материла – донор, организм, которому пересаживают материал – реципиент. Трансплантируемый материал – трансплантат.

В зависимости от видовой принадлежности донора и реципиента различают ауто- алло- и гетеротрансплантацию.

-Аутотрансплантация— реципиент трансплантата является его донором для самого себя. Например, аутотрансплантация кожи с неповреждённых участков на обожжённые широко применяется при тяжёлых ожогах.

-Аллотрансплантация— донором трансплантата является генетически и иммунологически отличающийся человеческий организм.

-Гетеротрансплантация (ксенотрансплантация)— трансплантация органов от животного другого вида.

Тканевая несовместимость — комплекс иммунных реакций организма к трансплантируемым чужеродным клеткам, тканям или органам.

При пересадке тканей или органов истинного приживления их никогда не наступает. Исключение составляет пересадка тканей или органов у однояйцовых близнецов.

Пересадка тканей не близнеца сопровождается развитием в организме реципиента реакции несовместимости тканей. В одних случаях она резко выражена и пересаживаемая ткань при этом обычно отторгается, в других – она менее выражена и достигается положительный эффект от операции.

Сущность иммунологической реакции несовместимости заключается в том, что в ответ на введение в организм человека чужеродных белков (антигенов) последний отвечает образованием антител

Пути преодоления тканевой несовместимости:

1. Изучение изосерологических особенностей (группы крови, резус- принадлежности и др.) тканей донора и реципиента.

2. Устранение или снижение реакции тканевой несовместимости при аллотрансплантации. Этот путь основан на изменении (главным образом на подавлении) иммунологической реакции организма реципиента.

3. Воздействие различных факторов непосредственно на трансплантат. Многие физические (тепло, холод, лучевые факторы), химические (формалин, спирт, цитотоксические средства), биологические (воспитание трансплантата в плазме реципиента) и другие факторы, воздействующие на трансплантат, ослабляют его тканевую активность.

54. Биологические ритмы - это периодические воспроизведения изменений характера и интенсивности биологических процессов и явлений. Они в той или иной форме присущи всем живым организмам и отмечаются на всех уровнях организации. У растений ритмы проявляются, например, в суточном движении листьев, лепестков, осеннем листопаде и т.д. Ритмы животных чётко выражены в периодичности двигательной активности и многих других функций (колебания температуры, секреция гормонов, синтез РНК, деления клеток и др.).

Биологические ритмы могут возникать как реакция на периодические изменения среды (экзогенные ритмы) либо генерируются самим организмом (эндогенные ритмы). Последние возникают на основе саморегулирующихся процессов в живых системах (клетках, тканях и т.д.). Внешние воздействия оказывают на эндогенные ритмы ограниченное влияние, сдвигая фазу этих биологических ритмов и меняя их амплитуду.

Исходя из продолжительности периода, биологические ритмы подразделяют на:

A. околочасовые ритмы с периодичностью один или несколько (до 6-ти) часов; они свойственны, например, внутриклеточному метаболизму (синтезу белков и т.п.);

B. ультрадианные ритмы с периодичностью 7-15 часов (например, процесс синтеза, накопления и выделения секрета);

C. суточные (циркадные, циркадианные), или околосуточные ритмы с периодом 20-28 часов. Они рассматриваются большинством учёных как собственная спонтанная и генетически закреплённая цикличность биологических процессов в организме, которые приобрели суточную периодичность под влиянием экзогенных факторов (например, суточные колебания артериального давления и свёртываемости крови и др.). Суточные ритмы ограничивают осуществление тех или иных функций определённым временем суток. Суточные ритмы сформировались в конечном итоге как адаптация к смене в течение 24 часов тёмной и светлой фаз суток. Однако

D. они имеют, по-видимому, эндогенное происхождение и отчётливо проявляющуюся эндогенную составляющую. Последнее подтверждается результатами эксперимента с добровольцами, которых помещали жить на несколько недель в пещеру; при этом личные сутки у всех испытуемых удлинялись и составляли 28, 32, 36 и более часов;

E. инфрадианные ритмы с периодичностью 23-28 дней (например, лунный ритм у женщин с периодичностью 28 дней);

F. окологодичные (цирканные) ритмы - повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений с периодом от 10 до 13 месяцев. Эти ритмы часто расходятся с периодичностью изменений внешней среды, что указывает на их обусловленность эндогенным фактором.

Биологические ритмы изучает хронобиология и специальный её раздел - биоритмология.Многие исследователи считают, что природа биологических часов обусловлена способностью организмов воспринимать циклические колебания геофизических факторов (суточную и сезонную периодичность электрического и магнитного полей Земли, солнечной и космической радиации и др.). Другие полагают, что эндогенные ритмы у млекопитающих регулируются гипоталамо-гипофизарной системой, или же пейсмейкерами( Нейроны - "пейсмейкеры" способны генерировать импульсы без внешнего раздражения, автоматически в режиме фоновой активности),которые расположены в головном мозге и управляют ритмами клеток, органов и целостного организма.

Нарушения установившихся ритмов жизнедеятельности могут снижать работоспособность, оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье.Нарушение приуроченности биоритмов человека к периодическим изменениям во внешней среде получило название десинхроноза. В качестве примеров можно привести перелёт в другой часовой пояс. Последствиями десинхроноза могут являться обострения хронических заболеваний, повышенная утомляемость и снижение работоспособности.

Достижения биоритмологии имеют важное значение для организации рационального режима труда и отдыха человека, особенно в экстремальных условиях (работа в ночную смену, в полярных условиях и в космосе, перелёт в другие часовые пояса и т.п.), когда нарушается приуроченность эндогенных биологических ритмов к циклическим изменениям внешней среды. Суточные ритмы клеточной пролиферации учитываются, например, в онкологических клиниках при назначении лекарств, действующих на делящиеся клетки.

55. Жизнь тканей и органов вне организма. Значение метода культуры тканей в биологии и медицине.

Культура Ткани - КУЛЬТУРА ТКАНИ, в биологии - искусственное воспроизведение живой ткани в стерильных условиях. Культуры ткани используются в лабораторных условиях для биологических исследований, а также помогают диагностировать заболевания. Используются также при создании клонов растений: это позволяет избежать смешения генетического материала, которое происходит при ОПЫЛЕНИИ и нормальном половом РАЗМНОЖЕНИИ, к тому же происходит быстрее, чем прорастание семени. Так методом генной инженерии получают культурные растения. см. также ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ.

Животные ткани

Животные клетки выращивают invitro либо прикрепленными к подходящей подложке, либо суспендированными в жидких питательных средах. Для масштабного выращивания клеток используют реакторы для промышленного культивирования микроорганизмов. Различают 3 типа культуры клеток: первичные культуры, получаемые практически из любого органа и существующие лишь до первого пересева; диплоидные культуры (см. диплоид), чаще получаемые из эмбриональных тканей и сохраняющие до 50 пересевов диплоидный набор хромосом, которые затем трансформируются в постоянные (перевиваемые) гетероплоидные культуры, существующие вне организма десятки лет. В отличие от культуры клеток, задачей культуры органов, осуществляемой с применением жидких или твердых сред в стеклянных капиллярах, на покровных стеклах и нитроцеллюлозных фильтрах, на агаре и т. п., является сохранение нормальной структуры тканей и нормального их развития.

Культуру животных тканей применяют для изучения механизмов роста и дифференцировкиклеток, гистогенеза, межтканевых и межклеточных взаимодействий, обмена веществ и т. п. Культуры животных клеток являются важными продуцентамимногих клеточных продуктов, например, противовирусного агента интерферона. На них выращивают вирусы для их идентификации и получения вакцин. Клеточные культуры часто применяют при тестировании и изучении механизма действия лекарственных и косметических средств, пестицидов, консервантов и т. п. Методы культуры клеток нашли широкое применение для реконструкции различных тканей и органов. Так, культура клеток кожи используется для заместительной терапии при ожогах, культура клеток эндотелия— для реконструкции стенок сосудов. Способность клеток к росту в культуре привела к развитию методов клонирования (см. клон), хранения и слияния клеток (см. клеточная инженерия), что, в свою очередь, вызвало становление новой области науки — генетики соматических клеток (см. сома). Органные культуры используются при изучении закономерностей развития органов, для изучения способов сохранения жизнеспособности изолированных органов, предназначенных для трансплантации.

Растительные ткани

Культивирование растительных клеток и тканей invitro проводят на агаризованных либо жидких питательных средах, содержащих в качестве одного из основных компонентов фитогормоны. Разработаны способы выращивания отдельных клеток. Изменяя условия культивирования, прежде всего концентрацию и соотношение различных гормонов, можно либо длительно поддерживать неорганизованный рост каллюсной(искусственная ткань) ткани, либо индуцировать в ней образование различных органов. Клетка из практически любой ткани растения, в отличие от животной клетки, способна в условиях invitro к делению и дифференцировкес последующим формированием целого растения (см. тотипотентность

Культура клеток, тканей и органов растений используется для выращивания клеточной биомассы растений, прежде всего лекарственных, с целью получения из нее ценных соединений, в генетико-селекционной работе, а также для изучения фундаментальных проблем физиологии и генетики растений, фитопатологии, онтогенеза растений и др. Для сохранения генофонда растений созданы банки меристемных тканей, хранящихся в условиях криоконсервации.

ИЛИЭКСПЛАНТАЦИЯ

Эксплантация (от лат. ех - вне и plantare - сажать) - культивирование изолированных органов и тканей.

Культивирование изолированных органов вне организма

Культивирование изолированных органов базируется на том» что в органах, отделенных от целого организма, при определенных условиях могут осуществляться процессы жизнедеятельности. Более того, органы, изъятые от трупа до наступления в них биологической смерти, удается «оживить» и заставить функционировать в специальных камерах. Изолированное сердце лягушки способно продолжать пульсировать 7-8 дней.

Изолированные органы (пальцы, уши, железы и т. д.) месяцами живут в искусственно созданных условиях. Для питания их используются специальные физиологические растворы, насыщаемые кислородом и поступающие в кровеносные сосуды изолированных органов,

Культура тканей вне организма

Культурой тканей называется метод, дающий возможность выращивать вне организма кусочки тканей и даже отдельные клетки. На теоретическую возможность такого метода указал А. Е. Голубев еще в 1874 г., а применил его впервые И. П. Скворцов в 1885 г. Методы культуры тканей в дальнейшем были усовершенствованы американскими биологами Г. Гаррисоном в 1907 г. и Д. Каррелем в 1910 г. н нашли широкое распространение во всем мире.

Для культуры тканей небольшие кусочки органов в строго стерильных условиях выделяют из организма, помещают в стеклянные камеры на специально приготовленные питательные среды и создают необходимый температурный режим. После некоторого Периода покоя клетки в культуре начинают интенсивно размножаться. Питательный материал для роста ткань получает из среды; в нее же поступают продукты жизнедеятельности. Накопление их приводит культуру к старению. Образующиеся клетки становятся мельче. Если своевременно не сделать пересев (пассаж) в свежую среду, ткань погибает.

Интенсивность роста клеток в культуре тканей непомерно велика. Если обеспечить культуре необходимые условия, то комочек ткани в 1 мм3 за несколько лет мог бы разрастись на площади, превышающей поверхностьземного шара.

При благоприятных условиях содержания культуры тканей удается поддерживать на протяжении многих лет: при помощи пересевов ткань из сердца куриного эмбриона сохранялась живой в течение 25 лет, несмотря на то, что средняя продолжительность жизни курицы намного короче. С 1951 г. в лабораториях культивируется штамм HeLa - ткань раковой опухоли матки '. Женщина, от которой ткань была получена, давно умерла, а ткань живет. Говоря о большой продолжительности жизни тканевых культур не следует забывать, что это жизнь не организма, а последовательных генераций клеток.

Культуры тканей используются в научных исследованиях для выяснения многих вопросов теоретической и практической биологии и медицины. Так, с помощью культуры тканей были детально изучены все стадии митоза. Этот метод был использован также для изучения дифференцировки клеток во время эмбрионального развития органов млекопитающих и птиц. Культуры тканей используются для решения многих вопросов цитологии, гистологии, эмбриологии, физиологии, онкологии. В тех случаях, когда у человека подозревается болезнь, связанная с нарушением числа хромосом, с диагностической целью культивируют клетки крови и в них подсчитывают число хромосом. Для решения проблем мутагенеза соматических клеток также используются тканевые культуры.

56. Основные факторы эволюции: мутационный процесс, изоляция, популяционные волны, естественный отбор

Факторы эволюции – это любые явления и процессы, оказывающие воздействие на эволюцию организмов. Общее число эволюционных факторов может быть очень велико. Однако выделяют элементарные и движущие факторы эволюции. К основным элементарным факторам относят:

· мутационный процесс,

· изоляцию,

· популяционные волны.

В качестве движущего рассматривают только естественный отбор. Все элементарные факторы эволюции находятся во взаимодействии с естественным отбором. Элементарные эволюционные факторы (ЭЭФ) – это стохастические (вероятностные) процессы, протекающие в популяциях, которые служат источниками первичнойвнутрипопуляционной изменчивости.

Мутационный процесс – это процесс возникновения в популяциях самых разнообразных мутаций:

· генных,

· хромосомных,

· геномных.

Мутационный процесс является важнейшим элементарным эволюционным фактором, поскольку поставляет элементарный эволюционный материал – мутации. Именно мутации обеспечивают появление новых вариантов признака, именно мутации лежат в основе всех форм изменчивости.

Мутации, которые не подвергаются заметному действию отбора, называются селективно нейтральными. Если тип мутации не оговаривается специально, то обычно мутацией называют изменение исходного аллеля некоторого гена; такое изменение записывают следующим образом: А → а или а → А или а0 → аk (где k – некоторый символ, например, номер мутации). Ген может мутировать в различных направлениях; в результате могут возникать обратные мутации, при которых действие одной мутации отменяется другой мутацией. Например, действие прямой мутации A → а отменяется обратной мутацией а → А. При этом обратная мутация может быть истинной, но может быть и следствием внутригеннойсупрессии (например, потеря одной пары оснований компенсируется вставкой другой пары). В целом, эволюционное значение мутационного процесса заключается в создании и поддержании генетического разнообразия популяций.

Дрейф генов. Случайные ненаправленные изменения частот аллелей в популяциях называются дрейфом генов в широком смысле этого слова. Дрейфом генов в узком смысле слова Сьюэлл Райт назвал случайное изменение частоты аллелей при смене поколений в малых изолированных популяциях. В малых популяциях велика роль отдельных особей. Случайная гибель одной особи может привести к значительному изменению аллелофонда. Чем меньше популяция, тем больше вероятность флуктуации – случайного изменения частот аллелей. В сверхмалых популяциях по совершенно случайным причинам мутантный аллель может занять место нормального аллеля, т.е. происходит случайная фиксация мутантного аллеля. В природных популяциях наличие дрейфа генов до сих пор не доказано. Поэтому разные эволюционисты по-разному оценивают вклад дрейфа генов в общий процесс эволюции. Дрейф генов связан с утратой части аллелей и общим снижением уровня биоразнообразия. Следовательно, должны существовать механизмы, компенсирующие действие дрейфа генов.

Эффект Болдуина. Частным случаем дрейфа генов является эффект Болдуина (или эффект «бутылочного горлышка») – изменение частот аллелей в популяции.

Эффект болдуина (ситуация, при которой организм может существовать в благоприятных условиях среды благодаря соответствующим модификациям фенотипа до тех пор, пока отбор не приведет к генетическому закреплению этого фенотипа) достигается за счет множества дополнительных ЭЭФ.

Популяционные волны. Обеспечивают проявление эффекта Болдуина во времени. Популяционными волнами (волнами жизни, волнами численности) называют колебания численности природных популяций. Различают следующие типы популяционных волн:

· Апериодические с высокой амплитудой. Характерны для некоторых организмов с высокой скоростью размножения в благоприятных условиях и высокой смертностью в неблагоприятных условиях (r–стратегия). Например, у майского жука в течение 5 лет численность популяции может изменяться в 1 миллион раз!

· Апериодические и периодические с низкой амплитудой. Характерны для некоторых организмов с низкой скоростью размножения и низкой смертностью независимо от условий (К–стратегия).

· Периодические с высокой амплитудой. Встречаются у самых разнообразных организмов. Часто носят периодический характер, например, в системе «хищник–жертва». Могут быть связаны с экзогенными ритмами. Именно этот тип популяционных волн играет наибольшую роль в эволюции.

Изоляция. Обеспечивает проявление эффекта Болдуина в пространстве (ситуация, при которой организм может существовать в благоприятных условиях среды благодаря соответствующим модификациям фенотипа до тех пор, пока отбор не приведет к генетическому закреплению этого фенотипа). В большой популяции (например, с численностью миллион диплоидных особей) частота мутации порядка 10^-6 означает, что примерно одна из миллиона особей является носителями нового мутантного аллеля. Соответственно, вероятность фенотипического проявления этого аллеля в диплоидной рецессивной гомозиготе составляет 10^-12 (одна триллионная).

Генетическая гибкость (или пластичность) популяций достигается за счет мутационного процесса и комбинативной изменчивости. И хотя эволюция зависит от постоянного наличия генетической изменчивости, одно из ее последствий - это появление в популяциях слабо адаптированных особей, в результате чего приспособленность популяций всегда оказывается ниже той, которая характерна для оптимально приспособленных организмов. Это снижение средней приспособленности популяции за счет особей, приспособленность которых ниже оптимальной, называют генетическим грузом. Как писал известный английский генетик Дж. Холдейн, характеризуя генетический груз: "Это та цена, которую вынуждена платить популяция за право эволюционировать". Он был первым, кто привлек внимание исследователей к существованию генетического груза, а сам термин "генетический груз" ввел в 40-х годах XX века Г. Миллер. Генетический груз в его широком смысле - это всякое снижение (действительное или потенциальное) приспособленности популяции в силу генетической изменчивости. Дать количественную оценку генетического груза, определить его подлинное влияние на популяционную приспособленность - сложная задача. По предложению Ф. Г. Добжанского (1965) носителями генетического груза считаются индивидуумы, приспособленность которых более чем на два стандартных отклонения (-2а) ниже средней приспособленности гетерозигот.

Принято выделять три вида генетического груза:

· мутационный,

· субстиционный (переходный),

· сбалансированный.

Общий генетический груз слагается из этих трех видов груза.

Мутационный груз - это та доля общего генетического груза, которая возникает за счет мутаций. Однако, поскольку большинство мутаций носят вредный характер, то естественный отбор направлен против таких аллелей и частота их невелика. Они поддерживаются в популяциях в основном благодаря вновь возникающим мутациям и гетерозиготным носителям.

Генетический груз, возникающий при динамическом изменении частот генов в популяции в процессе замены одного аллеля другим, называется субстиционный (или переходным) грузом. Такое замещение аллелей обычно происходит в ответ на какое-либо изменение в условиях среды, когда ранее неблагоприятные аллели становятся благоприятными, и, наоборот, (примером может быть явление индустриального механизма бабочек в экологически неблагополучных районах). При этом частота одного аллеля уменьшается по мере увеличения частоты другого.

Сбалансированный (устойчивый) полиморфизм возникает, когда многие признаки поддерживаются на относительно постоянном уровне за счет уравновешивающего отбора. При этом благодаря сбалансированному (уравновешивающему) отбору, действующему в противоположных направлениях в популяциях сохраняются два или больше аллелей какого-либо локуса, а соответственно и разные генотип и фенотипы.

Если вам понравился наш сайт, то расскажите о нем своим друзьям в соцсетях, нажав на кнопки ниже. Этим самым вы поможете развитию нашего проекта. Свои замечания по представленному материалу напишите в комментариях.

Естественный отбор. Формы естественного отбора. Творческая роль естественного отбора в эволюции

Естественный отбор слагается из разных процессов:

- движущий (направленный, прогрессивный) отбор – установлен Ч.Дарвином.

- стабилизирующий.

- дизруптивный (разрывающий) Мауер.

Движущий отбор – направленный отбор, при котором популяция изменяется вместе со средой обитания. Возникает при постепенном изменении популяции вместе со средой.

Стабилизирующий отбор – отбор, возникающий, когда среда не меняется, популяция же хорошо адаптирована, элиминируются крайний формы, численность растет.

Дизруптивный отбор – отбор, при котором происходит элиминирование средних форм, а сохраняются крайние варианты. Генетический полиморфизм. Чем полиморфнее популяция, тем легче идет процесс видообразования.

В эволюции естественному отбору принадлежит творческая роль.Исключая из размножения генотипы с малой приспособительной ценностью, сохраняя благоприятные генные комбинации разного масштаба, он преобразует картину генотипической изменчивости складывающуюся первоначально под действием случайных факторов в биологически- целесообразном направлении.Результатом творческой роли отбора является процесс органической эволюции, идущей в целом по линии прогрессивного усложнения морфофизиологической организации (арогенез), а в отдельных ветвях- пути специализации (аллогенез).

58. Понятие о биологическом виде. Концепции вида. Реальность биологического вида. Структура и критерии вида. Вид как генетически изолированная система.

Вид– группа морфологически сходных организмов, имеющих общее происхождение и потенциально способных к скрещиванию между собой в естественных условиях.

Биологический вид можно считать самой большой популяционной единицей. Биологический вид в природе – явление уникальное.

Завацкий - «Общие признаки биологического вида».

1. численность;

2. тип организации/определенный набор хромосом;

3. воспроизведение (в процессе размножения вид сохраняет себя);

4. дискретность (вид существует и эволюционирует как обособленное образование);

5. экологическая определенность. Вид приспособлен к определенным условиям, там он и конкурентоспособен;

6. географическая определенность/ареал вида;

7. многообразие форм – внутренняя структура вида – популяции;

8. историчность. Вид - система, способная эволюционно развиваться;

9. устойчивость;

10. целостность. Вид – племенная общность, объединенная определенными адаптациями и внутривидовыми отношениями.

Вопрос о том, что же такое биологический вид, не решен. Основные концепции:

- философско-логическая концепция;

- биологическая концепция;

- морфологическая концепция.

По философско-логической концепции, вид - категория мышления. Общие свойства характерны для всех представителей.

Морфологический критерий – приложение философско-логической концепции к живым организмам. Виды определяются строго по наличию у популяции определенных признаков ( Линней, большинство естествоиспытателей и таксономистов XVIII – XIX вв.).

Биологическая концепция основана на том, что все виды состоят из популяций. Особи потенциально способны к скрещиванию между собой, виды существуют реально, особи имеют общую генетическую программу, сложившуюся в процессе эволюции. Это репродуктивное сообщество, экологическая единица, генетическая единица. Вид обладает генетической замкнутостью и репродуктивной изолированностью. В генетической структуре отражена сущность вида. Для вида характерно генетическое разнообразие.

Видовая принадлежность определяется критериями:

Морфологический,физиологобиохимический ,цитогенетический, этологический, экологический.и др.

Наиболее важные признаки вида – его генетическая (репродуктивная) изоляция, заключающаяся в нескрещиваемости особей данного вида с представителями других видов, а также генетическая устойчивость в природных условиях, приводящая к независимости эволюционной судьбы.

59.Популяция – элементарная единица вида. Основные характеристики популяции. Генетическая структура популяции. Закон Харди-Вайнберга: содержательное и математическое выражение.

Популяция– группа особей одного вида, достаточно долго населяющих определенную территорию, свободно скрещивающихся между собой в естественных условиях и дающих плодовитое потомство.

Величина популяции нестабильна. Реальные популяции различны по форме и числу особей.

Структура популяции.

- пространственная конфигурация;

- система размножения;

- скорость миграции.

В зависимости от пространственной конфигурации выделяют:

- большие непрерывные популяции (десятки и сотни километров).

- мелкие колониальные популяции (соответствуют островному типу).

В системе размножения большие диапазоны значений.

- аутогамные популяции - размножаются путем самооплодотворения.

- аллогамные популяции – размножаются путем перекрестного оплодотворения.

В аутогамных - преобладают гомозиготные организмы, доля гетерозигот мала.

Аллогамные популяции характерны для всех животных и некоторых растений. Состав аллелей определяется мутациями и, в большинстве своем, рекомбинациями генов. Т.к. потомство происходит благодаря скрещиванию, доля гетерозигот велика. Числа генотипов достигают значений, характерных для закона Харди – Вайнберга. Пока факторы эволюции не подействуют, соотношения сохраняются. Факторы микроэволюции вызывают хромосомные аберрации, мутации и другие изменения – это основной фактор эволюции.

Признаки популяции.

1. Популяция – свободно скрещивающаяся группа.

2. Панмиксная группа представляет собой репродуктивную единицу.

3. Популяция представляет собой экологическую единицу. Особи генетически сходны по экологическим требованиям.

З-н Харди Вайнберга « в популяции из бесконечно большого числа свободно скрещивающихся особей в отсутствии мутаций , избирательной миграции организмов с различными генотипами и давления естественного отбора первоначальные частоты аллелей сохраняются из поколения в поколение»

Если частота встречаемости аллеля А=р, а частота встречаемости а=q ,то при условии наличия в генофонде популяции только этих двух аллелей гена, сумму их частот можно принять за 1. (p+q=1).

Если срвркупность сперматозоидов с различными аллелями выразить биномом (рА +qa) то и совокупность яйцеклеток также будет выражаться как (рА +qa). Тгда состав популяции при свободном скрещивании будет соответствовать :

(рА +qa)х(рА +qa)=1

Причем такое сочетание генотипов будет сохраняться при определённых условия из поколении в поколение т.е популяция будет находиться в состоянии генетического равновесия. Следовательно , состав популяции можно выразить общей формулой:

- для двух аллелей -для локусов со множественными аллелями.

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 308; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!