Факторы эволюции: наследственность и изменчивость 3. 5
Эволюция живого мира определяется различными факторами (движущими силами), природа и роль
которых намного сложнее, чем кажется на первый взгляд. Это наблюдается, например, в классификации
факторов и интерпретации роли каждого из них. Большинство ученых к основным факторам эволюции
относят следующие:
1) наследственность – обеспечивает сохранение вида;
2) изменчивость – обеспечивает разнообразие и материал для отбора;
3) борьба за существование – обеспечивает взаимодействие организмов с внешней средой;
4) естественный отбор – обеспечивает выживание и воспроизводство самых приспособленных организмов.
Наследственность – это свойство живых организмов сохранять и передавать свои признаки потомкам.
Благодаря наследственности обеспечивается существование и индивидуальность видов в природе.
Единицей хранения и передачи генетической информации является ген. С точки зрения классической
генетики ген – это неделимая единица наследственности. В современной концепции ген рассматривается
как сложно организованная структурная и функциональная единица, которая обеспечивает
три важных процесса в живых организмах: мутации (изменения гена); рекомбинации (новые сочетания
генов) и экспрессию (фенотипическое проявление в виде признаков).
Гены взаимодействуют друг с другом, и часто проявление одного гена зависит от других. Фенотипические
признаки могут контролироваться одним геном (моногенное наследование) или несколькими
неаллельными генами (полигенное наследование). Иногда один ген определяет несколько признаков
(плейотропия).
Проявление структурных генов зависит как от генетических факторов (регуляторные участки, взаимодействие
генов), так и от негенетических факторов (абиотические и биотические факторы среды).
Исследования последних лет указывают на эволюционную роль регуляторных участков, которые
влияют на активность структурных генов. Для генов характерна дифференциальная активность, то есть
они активируются или подавляются в зависимости от этапа онтогенеза, организма, органа или ткани,
физиологического состояния клетки.
Изменчивость – это свойство живых организмов приобретать новые признаки под воздействием
факторов среды. Изменчивость бывает двух типов:
а) ненаследственная (модификационная)
• не затрагивает наследственный материал;
• вызвана условиями жизни (питание, температура, свет и др.);
• обеспечивает приспособление организмов к условиям среды;
• не передается по наследству и не имеет особого эволюционного значения;
б) наследственная (генотипическая)
• изменяет наследственный материал;
• вызвана действием мутагенных факторов среды (физических, химических и биологических);
• обеспечивает адаптацию вида;
• имеет важное эволюционное значение.
К наследственной изменчивости относятся мутации и рекомбинации. Мутации представляют собой
изменения на уровне генов, хромосом или других клеточных носителей генетической информации.
Мутации являются важным источником изменчивости, которые не только обогащают популяцию
новыми формами, но и увеличивают гетерогенность популяции, обеспечивая ее адаптивность. Эти изменения
являются важным фактором эволюции, т. к. предоставляют основной материал для естественного
отбора с целью улучшения популяции или вида. Однако мутации не управляют ходом эволюции,
доказательством чего служит нейтральность большинства мутаций.
104 3. Эволюция организмов на Земле. Эволюция человека
• Избирательный полиморфизм – определяется
способностью одного, более адаптивного
аллеля, заменять действие другого
аллеля. Примером такого типа полиморфизма
служит индустриальный меланизм у
березовой пяденицы Biston betularia. Темноокрашенные
формы бабочек имеют селективное
преимущество перед светлой формой
в промышленных районах.
Генетическая рекомбинация связана с процессами,
происходящими в ходе образования гамет в мейозе. В
результате рекомбинации гены не изменяются, а лишь
возникают новые их сочетания. Таким образом, именно
рекомбинации служат самым богатым источником
наследственных изменений (см. схему).
Мутации и рекомбинации обеспечивают генетический
полиморфизм в пределах популяции, способствуя
приспособлению и отбору организмов.
Полиморфизм предполагает наличие трех и более
различных форм среди особей одного вида растений
или животных.
Существует несколько типов полиморфизма:
• Cбалансированный полиморфизм – определяется
равновесием между гомозиготными и гетерозиготными
формами, комбинациями аллельных генов, противоположными
полами и др. В этом случае две или
более формы организмов сосуществуют в стабильном
соотношении в пределах популяции, причем каждая
из форм имеет как преимущества, так и недостатки.
Например, у жука Adalia bipunctata весной преобладают
формы красного цвета, а осенью – черного, более
чувствительные к зимовке.
Среди чернокожего населения Центральной Африки
есть три типа индивидов, отличающихся по строению
эритроцитов: с нормальным гемоглобином, с
невыраженной формой анемии (анормальный гемоглобин)
и с летальной формой анемии. Индивиды с
промежуточной формой анемии устойчивы к малярии,
поддерживая, тем самым, концентрацию данного
гена в популяции.
Промышленный меланизм березовой пяденицы
Разнообразие окраски раковины
Cepaea nemoralis
• Нейтральный полиморфизм – определяется действием
некоторых нейтральных генов на способность
к выживанию организмов. Например, различная окраска
раковины улиток Cepaea nemoralis контролируется
множественными аллелями, что обеспечивает огромное
разнообразие по цвету и вследствие этого – выживание
их в определенных условиях обитания.
• Экологический полиморфизм – определяется адаптивной
способностью некоторых организмов к различным
экологическим условиям.
Случайное расположение хромосом в мейозе
(метафаза I)
1 2 3 1 2 3
или
Пары хромосом
или
или
Возможные сочетания
отцовских и материнских
хромосом
3. Эволюция организмов на Земле. Эволюция человека 105
• Представьте пример независимого наследования 3-х признаков на основе рисунка на с.104, используя
в качестве объекта изучения горох.
• Составьте ребус с ключевым словом «изменчивость», используя вопросы об адаптации растений и
животных.
• Исключите лишнее в следующей последовательности
понятий:
• Криптический полиморфизм – определяется изменениями, которые не проявляются на уровне фенотипа.
Генетический полиморфизм характерен для большинства организмов и является важным фактором
защиты и сохранения вида в ходе эволюции. В то же время генетический полиморфизм может быть
механизмом расширения вида.
Эволюция живого мира определяется различными факторами (движущими силами), природа и роль
которых намного сложнее, чем кажется на первый взгляд. Это наблюдается, например, в классификации
факторов и интерпретации роли каждого из них. Большинство ученых к основным факторам эволюции
относят следующие:
1) наследственность – обеспечивает сохранение вида;
2) изменчивость – обеспечивает разнообразие и материал для отбора;
3) борьба за существование – обеспечивает взаимодействие организмов с внешней средой;
4) естественный отбор – обеспечивает выживание и воспроизводство самых приспособленных организмов.
Наследственность – это свойство живых организмов сохранять и передавать свои признаки потомкам.
Благодаря наследственности обеспечивается существование и индивидуальность видов в природе.
Единицей хранения и передачи генетической информации является ген. С точки зрения классической
генетики ген – это неделимая единица наследственности. В современной концепции ген рассматривается
как сложно организованная структурная и функциональная единица, которая обеспечивает
три важных процесса в живых организмах: мутации (изменения гена); рекомбинации (новые сочетания
генов) и экспрессию (фенотипическое проявление в виде признаков).
Гены взаимодействуют друг с другом, и часто проявление одного гена зависит от других. Фенотипические
признаки могут контролироваться одним геном (моногенное наследование) или несколькими
неаллельными генами (полигенное наследование). Иногда один ген определяет несколько признаков
(плейотропия).
Проявление структурных генов зависит как от генетических факторов (регуляторные участки, взаимодействие
генов), так и от негенетических факторов (абиотические и биотические факторы среды).
Исследования последних лет указывают на эволюционную роль регуляторных участков, которые
влияют на активность структурных генов. Для генов характерна дифференциальная активность, то есть
они активируются или подавляются в зависимости от этапа онтогенеза, организма, органа или ткани,
физиологического состояния клетки.
Изменчивость – это свойство живых организмов приобретать новые признаки под воздействием
факторов среды. Изменчивость бывает двух типов:
а) ненаследственная (модификационная)
• не затрагивает наследственный материал;
• вызвана условиями жизни (питание, температура, свет и др.);
• обеспечивает приспособление организмов к условиям среды;
• не передается по наследству и не имеет особого эволюционного значения;
б) наследственная (генотипическая)
• изменяет наследственный материал;
• вызвана действием мутагенных факторов среды (физических, химических и биологических);
• обеспечивает адаптацию вида;
• имеет важное эволюционное значение.
К наследственной изменчивости относятся мутации и рекомбинации. Мутации представляют собой
изменения на уровне генов, хромосом или других клеточных носителей генетической информации.
Мутации являются важным источником изменчивости, которые не только обогащают популяцию
новыми формами, но и увеличивают гетерогенность популяции, обеспечивая ее адаптивность. Эти изменения
являются важным фактором эволюции, т. к. предоставляют основной материал для естественного
отбора с целью улучшения популяции или вида. Однако мутации не управляют ходом эволюции,
доказательством чего служит нейтральность большинства мутаций.
104 3. Эволюция организмов на Земле. Эволюция человека
• Избирательный полиморфизм – определяется
способностью одного, более адаптивного
аллеля, заменять действие другого
аллеля. Примером такого типа полиморфизма
служит индустриальный меланизм у
березовой пяденицы Biston betularia. Темноокрашенные
формы бабочек имеют селективное
преимущество перед светлой формой
в промышленных районах.
Генетическая рекомбинация связана с процессами,
происходящими в ходе образования гамет в мейозе. В
результате рекомбинации гены не изменяются, а лишь
возникают новые их сочетания. Таким образом, именно
рекомбинации служат самым богатым источником
наследственных изменений (см. схему).
Мутации и рекомбинации обеспечивают генетический
полиморфизм в пределах популяции, способствуя
приспособлению и отбору организмов.
Полиморфизм предполагает наличие трех и более
различных форм среди особей одного вида растений
или животных.
Существует несколько типов полиморфизма:
• Cбалансированный полиморфизм – определяется
равновесием между гомозиготными и гетерозиготными
формами, комбинациями аллельных генов, противоположными
полами и др. В этом случае две или
более формы организмов сосуществуют в стабильном
соотношении в пределах популяции, причем каждая
из форм имеет как преимущества, так и недостатки.
Например, у жука Adalia bipunctata весной преобладают
формы красного цвета, а осенью – черного, более
чувствительные к зимовке.
Среди чернокожего населения Центральной Африки
есть три типа индивидов, отличающихся по строению
эритроцитов: с нормальным гемоглобином, с
невыраженной формой анемии (анормальный гемоглобин)
и с летальной формой анемии. Индивиды с
промежуточной формой анемии устойчивы к малярии,
поддерживая, тем самым, концентрацию данного
гена в популяции.
Промышленный меланизм березовой пяденицы
Разнообразие окраски раковины
Cepaea nemoralis
• Нейтральный полиморфизм – определяется действием
некоторых нейтральных генов на способность
к выживанию организмов. Например, различная окраска
раковины улиток Cepaea nemoralis контролируется
множественными аллелями, что обеспечивает огромное
разнообразие по цвету и вследствие этого – выживание
их в определенных условиях обитания.
• Экологический полиморфизм – определяется адаптивной
способностью некоторых организмов к различным
экологическим условиям.
Случайное расположение хромосом в мейозе
(метафаза I)
1 2 3 1 2 3
или
Пары хромосом
или
или
Возможные сочетания
отцовских и материнских
хромосом
3. Эволюция организмов на Земле. Эволюция человека 105
• Представьте пример независимого наследования 3-х признаков на основе рисунка на с.104, используя
в качестве объекта изучения горох.
• Составьте ребус с ключевым словом «изменчивость», используя вопросы об адаптации растений и
животных.
• Исключите лишнее в следующей последовательности
понятий:
• Криптический полиморфизм – определяется изменениями, которые не проявляются на уровне фенотипа.
Генетический полиморфизм характерен для большинства организмов и является важным фактором
защиты и сохранения вида в ходе эволюции. В то же время генетический полиморфизм может быть
механизмом расширения вида.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu