Файл: Биология_экзамен.docx

Эволюционное учение

33. Гипотезы происхождения жизни на земле.

Эволюционная теория  Основоположником теории эволюции, считается Чарльз Дарвин. В основе этой гипотезы происхождения жизни на земле лежит концепция естественного отбора. Эта теория предполагает постепенное эволюционирование организмов от простейших форм к более сложным формам, что означает наличие «общего предка» для всех живых существ.

Безусловно, современные воззрения сторонников этой доктрины очень отличаются от «классической» теории Дарвина. Но, несмотря на это в её основе лежит вся та, же концепция изменчивости видов, под влиянием воздействий окружающей среды.  Гипотеза панспермии  Согласно этой доктрине жизнь была занесена на нашу планету из космоса. И основана она на возможности некоторых простейших организмов переносить такие неблагоприятные условия, как: температура близкая к абсолютному нулю, глубокий вакуум, радиация и ряд других факторов. Это теория не отрицает возможность умышленного «занесения» жизни на планету какими-то инопланетными существами.

К этой же теории можно отнести и гипотезу о том, что жизнь во вселенной образовалась в результате большого взрыва, то есть возникла вместе с самой вселенной.  Креационизм 

У этой концепции, вероятнее всего, наиболее древние корни. Основным положением этой гипотезы происхождения жизни на земле лежит теория создания всего сущего единым высшим существом, то есть Богом. Если верить этой теории, то все живые существа были сотворены в таком же виде, в каком существуют и сейчас.

Она утверждает, что процесс сотворения мира произошёл единожды, а поэтому не доступен для наблюдения. Фундаментальный креационизм, согласно христианской традиции, изложенной в книге Бытия, утверждает, что ни о каком естественном отборе не может быть и речи. Тех же самых взглядов придерживаются и фундаментальные исламисты. 

33. Элементарные эволюционные факторы: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор, дрейф генов (их характеристика)

Мутационный процесс

ведет к изменению частоты встречаемости генов одной аллельной пары. Мутационный процесс как элементарный эволюционный фактор характеризуется:

• неопределенностью действия,

• ненаправленностью действия,

• выступает в роли поставщика элементарного эволюционного материала.

Популяционные волны –

колебания численности особей в популяциях. Они могут быть: периодические (сезонные – изменение численности насекомых) и непериодические – зависят от действия каких-либо факторов (стихийные бедствия, вспышки численности видов в новых районах и т.д.). Механизм действия популяционных волн сходен с мутационным процессом: неопределенность, ненаправленность, поставщики элементарного эволюционного материала.

Изоляция –

возникновение любых барьеров, нарушающих панмиксию. Изоляция бывает пространственной и биологической.

При пространственной изолирующие барьеры находятся вне популяции: горы, водные преграды и т.п.

Биологическая изоляция обеспечивается двумя группами механизмов:

1. устраняющие скрещивание (разное поведение, разные сроки брачного периода, разная экология и т.п., особенности строения половых органов);

2. скрещивание происходит, но потомство отсутствует или оно бесплодно (гибель зигот).

Изоляция как элементарный эволюционный фактор сходна с двумя предыдущими факторами своей неопределенностью и ненаправленностью, однако не является поставщиком эволюционного материала, а лишь усиливает и закрепляет первоначально возникшие стадии генотипической дифференцировки.

Естественный отбор –

единственный элементарный эволюционный фактор, обладающий направленностью действия.

Ч.Дарвин определял естественный отбор как переживание наиболее приспособленных особей. С точки зрения синтетической теории эволюции естественный отбор – избирательное воспроизведение разных генотипов. Естественный отбор подразделяется на движущий, стабилизирующий и дизруптивный.

Образование двух новых видов – превращение популяций из открытых систем в закрытые.

Различают три способа видообразования:

дивергентное филетическое конвергентное

Кроме того, видообразование бывает аллопатрическим (новый вид возникает на периферии ареала старого вида) и симпатрическим – новый вид возникает в пределах ареала исходного вида.

Под дрейфом генов понимают случайное изменение частоты встречаемости генов одной аллельной пары в популяции.

Дрейф генов может привести популяцию в гомозиготное состояние (50% по доминантному гену, 50% - по рецессивному). Он играет очень важную роль в формировании генофонда малочисленных популяций. Например, у североамериканских индейцев нет гена I^B , а значит, группы крови лишь I и II, только 2.

33. Естественный отбор в популяциях. Его формы и эффективность.

Естественный отбор – единственный элементарный эволюционный фактор, обладающий направленностью действия.

Ч.Дарвин определял естественный отбор как переживание наиболее приспособленных особей. С точки зрения синтетической теории эволюции естественный отбор – избирательное воспроизведение разных генотипов. Естественный отбор подразделяется на движущий, стабилизирующий и дизруптивный.

Образование двух новых видов – превращение популяций из открытых систем в закрытые.

Различают три способа видообразования:

дивергентное филетическое конвергентное

Кроме того, видообразование бывает аллопатрическим (новый вид возникает на периферии ареаластарого вида) и симпатрическим – новый вид возникает в пределах ареала исходного вида.

Особенности действия естественного отбора

В человеческих популяциях действует стабилизирующая форма естественного отбора, направленная на сохранение генофонда популяций. Стабилизирующий отбор может быть как положительным, так и отрицательным.

Положительный естественный отбор направлен на сохранение особей, отрицательный – на устранение из популяции особей с нежелательным генотипом.

Отрицательный отбор в свою очередь может быть направлен против гетерозигот и против гомозигот.

Примером отрицательного отбора, направленного против гетерозигот, может служить наследование Rh-фактора. Rh-фактор контролируется тремя доминантными тесно сцепленными генами, поэтому их можно условно принять за один.

D – ген, определяющий Rh-фактор

33. d – ген, не определяющий Rh-фактор

Среди европейцев Rh-фактор имеют 85% населения. Они называются резус-положительными. В семье, где мать Rh-отрицательна, а отец Rh-положителен, ребенок будет Rh-положительным:

Р ♀ dd ♂ DD

F₁ Dd

При нарушении целостности плаценты эритроциты плода попадают в кровь матери, в организме которой будут вырабатываться антитела против чужеродного белка. Однако первая беременность, как правило, заканчивается рождением здорового ребенка.

При повторной беременности антитела проникают через плаценту в организм плода и развивается гемолитическая болезнь новорожденного, которая без оказания помощи ведет к гибели ребенка. Таким образом, из популяции устраняется гетерозиготная особь.

Примером отрицательного отбора, направленного против гомозигот, служит наследование серповидноклеточной анемии. Индивидуумы с генотипом SS умирают в раннем детском возрасте. Следовательно, из популяции удаляются сразу два патологических гена.

Однако в популяции, наряду с отрицательным отбором, направленным против гомозигот, действует положительный отбор, направленный на сохранение гетерозигот Ss. Гетерозиготы Ss в 14 раз реже болеют малярией, поэтому естественный отбор сохранит такие особи.

Положительный отбор, направленный против отрицательного отбора, называется контротбор.

+ Ss → - SS

Генофонд любой популяции – результат длительных и сложных взаимодействий элементарных эволюционных факторов (мутационного процесса, дрейфа генов, популяционных волн, изоляции, естественного отбора). В связи с этим все природные популяции генетически полиморфны

60. Популяционная структура человечества. Демы, изоляты, Особенности действия мутационного процесса, изоляции, популяционных волн и естественного отбора в человеческих популяциях.

Популяция людей – группа людей, занимающих общую территорию и свободно вступающих в брак.

Популяция численностью 1500-4000 человек – дем, менее 1500 человек – изолят.

Особенности мутационного процесса

В последнее время давление мутационного процесса на генофонд человеческих популяций усиливается, что связано с загрязнением окружающей среды мутагенными факторами (химические, ионизирующая радиация, аварии на АЭС). Увеличение частоты мутаций ведет к увеличению частоты наследственных заболеваний.

Особенности действия изоляции

На ранних этапах становления человека в человеческих популяциях изолирующими барьерами являлись географические преграды (горы, моря и океаны). В настоящее время в качестве изолирующих барьеров выступают социальные факторы: культура, религия, язык, экономический уклад, национальные обычаи и т.п. Они оказались очень стойкими.

Действие изоляции на протяжении длительного времени привело к морфологическим различиям отдельных популяций людей.

Примеры. Африканские племена бушмены выделяются своеобразным строением ушной раковины. Народность на Камчатке коряки отличается широким углом нижней челюсти. Народность на острове Хоккайдо (Япония) айны характеризуется исключительным развитием бороды у мужчин.

Особенности популяционных волн

Основная тенденция в изменении численности населения Земли – это увеличение:

неолит (6,5-8,5 тысяч лет назад) – 5 млн. человек; начало новой эры – 200 млн. человек;

1989 год – 5,1 млрд. людей; 2000 год – 6 млрд. людей. Вместе с тем в истории развития любой популяции имели место как резкие подъемы, так и спады численности – популяционные волны. Чаще всего причинами резкого сокращения численности являлись войны и эпидемии особо опасных инфекций (чума).

Особенности действия естественного отбора

В человеческих популяциях действует стабилизирующая форма естественного отбора, направленная на сохранение генофонда популяций. Стабилизирующий отбор может быть как положительным, так и отрицательным.

Положительный естественный отбор направлен на сохранение особей, отрицательный – на устранение из популяции особей с нежелательным генотипом.

Отрицательный отбор в свою очередь может быть направлен против гетерозигот и против гомозигот.Примером отрицательного отбора, направленного против гетерозигот, может служить наследование Rh-фактора. Rh-фактор контролируется тремя доминантными тесно сцепленными генами, поэтому их можно условно принять за один.

D – ген, определяющий Rh-фактор, d – ген, не определяющий Rh-фактор

Среди европейцев Rh-фактор имеют 85% населения. Они называются резус-положительными. В семье, где мать Rh-отрицательна, а отец Rh-положителен, ребенок будет Rh-положительным: Р ♀ dd ♂ DD

F₁ Dd

При нарушении целостности плаценты эритроциты плода попадают в кровь матери, в организме которой будут вырабатываться антитела против чужеродного белка. Однако первая беременность, как правило, заканчивается рождением здорового ребенка.