Файл: Факторы эволюции изоляция, изоляты и демы в популяциях человека.docx
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 167
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Е.А. ВАГНЕРА» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Кафедра биологии, экологии
и генетики
ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ: ИЗОЛЯЦИЯ, ИЗОЛЯТЫ И ДЕМЫ В ПОПУЛЯЦИЯХ ЧЕЛОВЕКА
Реферат студентки 113 группы
Лечебного факультета
Кулагиной В.А.
Научный руководитель:
Шавшукова Ольга Анатольевна
Оглавление
Введение 3
Глава 1. Понятие изоляции 4
Глава 2. Изоляции в популяциях человека 7
Глава 3. Изоляты и демы в популяциях человека 9
Заключение 10
Литература 12
Приложения...........................................................................................................13
Введение
Факторы эволюции – это движущие силы, вызывающие и закрепляющие изменения в генетической структуре популяций. К факторам эволюции относятся: наследственная изменчивость (мутационная и комбинативная), борьба за существование, естественный отбор, волны жизни, изоляция, миграция, дрейф генов.
Изоляция – ненаправленный фактор эволюции. Под изоляцией понимается возникновение любых барьеров, ограничивающих панмиксию (свободное скрещивание) особей отдельных популяций в пределах биологического вида.
Изоляты – небольшие, генетически изолированные популяции разных видов организмов, в том числе людей, внутри которых происходит ассортативное (выборочное) скрещивание.
Демы – относительно изолированные от других подобных внутривидовые группировки, для которых характерны повышенная по сравнению с популяцией, степень панмиксии.
Цель реферата: изучение понятий изоляция, изоляты и демы в популяциях человека в пределах работы.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить задачи:
-
Рассмотреть виды изоляции; -
Объяснить значение понятий «изолят» и «дем»; -
Выяснить действие изоляции в популяциях человека.
Глава 1. Понятие изоляции
Изоляция (в генетике популяций) – исключение или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Изоляция является элементарным эволюционным фактором, действующим на микроэволюционном уровне, и приводит к видообразованию.
По характеру изолирующих барьеров классифицируют географическую и биологическую изоляцию.
Географическая изоляция – пространственное разобщение популяций благодаря особенностям ландшафта в пределах ареала вида – наличию водных преград для «сухопутных» организмов, участков суши для видов-гидробионтов, чередованию возвышенных участков и равнин. Ей способствует малоподвижный или неподвижный (у растений) образ жизни. Так, на Гавайских островах популяции наземных улиток занимают долины, разделённые невысокими гребнями, преодоление которых моллюскам затрудняет сухость почвы и редколесье. Выраженная, хотя и не полная изоляция в течение многих поколений привела к ощутимым различиям фенотипов улиток из разных долин. В горах острова Оаху, например, один из видов улиток (Achatinella mustelina) представлен более чем сотней рас, выделяемых по морфологическим признакам. Пространственная изоляция может быть и при отсутствии видимых физико-географических барьеров. Причины её в таком случае кроются в ограниченных «радиусах индивидуальной активности». Радиус индивидуальной активности – это расстояние, на которое может перемещаться организм, исходя из его особенностей жизнедеятельности и физических возможностей. Так, у «береговой» рыбы бельдюги (Zoarces viviparus) в зависимости от места обитания (устье или конец фиорда) уменьшается число позвонков и лучей некоторых плавников. Сохранение изменчивости объясняется оседлым образом жизни бельдюги. Такая изменчивость наблюдается и у подвижных видов животных, например перелётных птиц с гнездовым консерватизмом. Так, молодь ласточек возвращается с зимовки на место своего рождения и гнездится в радиусе до 2 км от материнского гнезда, поэтому скрещивания у ласточек ограничиваются группой близко селящихся особей. В отличие от разделения барьерами эту разновидность изоляции обозначают как разделение расстоянием.
Биологическая изоляция – это изоляция, которая возникает при потере возможности свободного скрещивания вследствие ряда биологических причин. Биологическую изоляцию обеспечивают две группы механизмов: устраняющие скрещивания (докопуляционные) и изоляция при скрещивании (послекопуляционные). Первые механизмы предотвращают потерю гамет, вторые связаны с потерей гамет и зигот. Существуют разные формы биологической изоляции: экологическая, морфофизиологическая, генетическая, этологическая (поведенческая изоляция). При экологической изоляции нарушается вероятность встречаемости партнёров. Экологическая изоляция возникает в результате действия биотических или абиотических факторов на популяции, обитающие на одной территории. Приспособление к разным температурам, например, приводит к появлению весенних, летних и осенних форм растений, грибов и животных, активных именно в эти периоды и поэтому не скрещивающихся друг с другом. Отсутствие хозяев вынуждает паразитов и симбионтов приспосабливаться к новым видам. При морфофизиологической изоляции изменяется не вероятность встречи полов (или половых продуктов), а вероятность оплодотворения. Морфофизиологическая изоляция возникает при мутациях, вызывающих изменение формы цветков и исключающих опыление ветром или определёнными группами насекомых. У паразитов растений возникают мутации, позволяющие им развиваться на корнях, листьях, стеблях, цветках или плодах растений. У животных в результате мутаций могут изменяться размеры и формы копулятивного аппарата, изолирующие их от других особей. Генетическая изоляция появляется при перестройках генотипов – изменений числа или формы хромосом у близких видов, что уменьшает возможности образования полноценного потомства между ними, то есть результаты эффективного скрещивания оказываются ненормальными. У растений относительно часто возникают полиплоидные формы и такие формы оказываются изолированными от исходной диплоидной в виду почти полной стерильности полиплоидных гибридов (приложение 1). Поведенческие изоляции возникают у животных при изменении ритуала ухаживания за самкой или ведения брачных поединков, ограничивающих их спаривание с представителями других популяций.
Изоляция в процессе видообразования взаимодействует с другими элементарными эволюционными факторами. Она усиливает генотипические различия, создаваемые мутационным процессом и генетической комбинаторикой. Возникающие благодаря изоляции внутривидовые группировки отличаются по генетическому составу и испытывают неодинаковое давление отбора.
Глава 2. Изоляция в популяциях человека
Человеческое общество длительно развивалось как совокупность изолированных производственных коллективов, внутри которых в основном и совершались браки. Природа изоляционных барьеров между популяциями людей разнообразна. В ранней истории человечества важное место принадлежало, по-видимому, географической изоляции.
Специфическими для человеческого общества являются формы изоляции, зависящие от разнообразия культур, экономических укладов, религиозных и морально-этических установок.
Разобщение людей по социальным, религиозным причинам приводит к образованию эндогенных групп в больших городах. Евреи в течение многих веков держались обособленно, по своей генетической структуре они отличаются от своих земляков других национальностей. Рецессивные гены (болезнь Тея-Сакса, Тея-Гоше) встречаются преимущественно у евреев, тогда как ген фенилкетонурии является редким у представителей этой национальности.
Фактор изоляции оказывал влияние на генофонды популяций людей. Длительным проживанием в состоянии относительной культурной и географической изоляции объясняют, например, некоторые антропологические особенности представителей малых народностей: своеобразный рельеф ушной раковины бушменов, большая ширина нижнечелюстного диаметра коряков и ительменов, исключительное развитие бороды айнов. Среди горных таджиков, проживающих в одном районе, выделены группы с разным соотношением индивидуумов по антигенам эритроцитов системы АВ0. Указанные различия коррелируют со степенью изолированности от главных перевальных путей сообщения.
Сохранению высокого уровня генетической изоляции двух популяций, существующих на одной территории, способствуют отличия по физическим признакам или образу жизни. Однако такие барьеры со временем ослабевают. Об этом свидетельствует судьба популяций белых и негров в США и Бразилии. К настоящему времени доля генов от белых составляет у американских негров 25%, а у бразильских - 40%. Между двумя генетически различающимися популяциями, разделёнными географически, иногда вклиниваются другие популяции, через которые и происходит обмен генами. В таких случаях наблюдается градиент признака. Так, частота аллеля группы крови В в Европе постепенно повышается с запада на восток (Приложение 2). У коренного населения Пиренейского полуострова этот ген практически отсутствует, тогда как в районе Астрахани его частота достигает 30%. Это может объясняться массовой миграцией кочевого населения центрально-азиатского происхождения, в популяциях которого антиген В встречается с высокой частотой, на территорию Восточной и Центральной Европы в XII-XIII вв. н.э. Большая часть населения Западной Европы не имела тесных контактов с мигрантами из Азии и поэтому частота аллеля В их популяциях остаётся крайне низкой.
В настоящее время круг возможных браков неуклонно расширяется. Разрушение многовековых изоляционных барьеров – процесс, по-видимому, необратимый.
Глава 3. Изоляты и демы в популяциях человека
Человеческие популяции по численности разделяют на большие (более 4000 особей) и малые (менее 4000 особей) – демы и изоляты.
Популяции численностью 1500-4000 человек называют демами, популяции численностью до 1500 человек – изолятами. Для демов и изолятов типичен относительно низкий естественный прирост населения – для демов порядка 20%, для изолятов не более 25% за поколение. Частота внутригрупповых браков в них составляет 80-90% для демов и свыше 90% для изолятов, а приток лиц из других групп сохраняется на уровне 1-2% для демов и менее 1% для изолятов. Изолирующими факторами могут быть географические (препятствия к передвижению), но чаще это социальные факторы (этнические, религиозные). Поэтому жители даже одного небольшого района могут образовывать ряд совершенно изолированных групп.
В силу высокой частоты внутригрупповых браков члены изолятов, просуществовавших 4 поколения (примерно 100 лет) и более, являются не менее чем троюродными сибсами.
В малых популяциях (демах и изолятах) повышается частота кровнородственных браков. Последствиями этого являются повышение степени гомозиготности признаков и фенотипическое проявление патологических рецессивных генов, что ведёт к повышению общей и наследственной заболеваемости.
Среди человеческих изолятов можно отметить некоторые племена Африки и Океании, у которых в связи с географической изоляцией в ходе эволюции возникло нарушение панмиксии, что привело к увеличению инбридинга. В небольшой популяции частота встречаемости одного аллеля может случайно оказаться очень высокой или очень низкой.
Часто встречаются островные племена Океании, в которых процентное соотношение особей с врождёнными пороками и здоровых особей велико. Это объясняется частотой кровнородственных браков и нарушением панмиксии.
Заключение
Изоляция – это возникновение любых барьеров, ограничивающих панмиксию. Значение изоляции в эволюции – нарушение свободного скрещивания. Это ведёт к увеличению и закреплению различий между популяциями. Без такого закрепления эволюционных различий невозможно видообразование.