Биологический вид — качественный этап эволюции. Критерии и реальность вида. Популяционная структура вида. Популяция — единица эволюции.

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 17Следующая ⇒

Строгого определения вида не разработано. Обычно вид- совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, населяющих определенный ареал и обладающих рядом общих морфофизиологических признаков. Наиболее важным критерием вида является его генетическая (репродуктивная) изоляция и генетическая устойчивость в природных условиях, приводящая к независимости эволюционной судьбы. Вид – это и систематическая единица (таксон), и так группировка, в которой отдельные особи существуют реально. Таксоны надвидового ранга (отряд, семейство) не являются ареной реальной жизни организмов, они отражают результаты предшествующих этапов исторического развития живой природы. В эволюционный процесс вовлекаются популяции, завершается же микроэволюция образованием нового вида, поэтому популяцию считают элементарной эволюционной единицей, а вид расценивают как качественный этап эволюции, который фиксирует достигнутый в процессе микроэволюции результат

Видовая принадлежности особи определяется по соответствию ее перечисленным критериям: морфологическому, физиолого-биохимическому, цитогенетическому, этологическому (поведенческому), экологическому и др.

В природных условиях организмы одного вида заселяют ареал неравномерно, отмечается чередование участков повышенной и пониженной концентрации особей. В результате вид распадается на группировки или популяции, соответствующие зонам более плотного заселения. Экологически популяция характеризуется величиной, оцениваемой по занимаемой территории и численности особей с учетом возрастного и полового состава популяции.

Любая популяция представляет собой непрерывный поток поколений благодаря обмену генами, который происходит в результате скрещивания особей друг с другом. Признаки, появившиеся в ходе независимого комбинирования генов, определяют формирование фенотипа организмов и обусловливают изменчивость в популяции. В ходе естественного отбора адаптивные фенотипы сохраняются, а неадаптивные исчезают. Так формируется генетическая реакция всей популяции, которая определяет выживание данного вида. Только те особи популяции, которые выжили и оставили потомство, вносят вклад в будущее своего вида.

Один вид можно отделить от другого по пяти основным признакам.

Морфологический критерий позволяет различать разные виды по внешним и внутренним признакам.
Физиолого-биохимический критерий фиксирует неодинаковость химических свойств и физиологических процессов разных видов.
Географический критерий свидетельствует, что каждый вид обладает своим ареалом.
Экологический позволяет различать виды по комплексу абиотических и биологических условий, в которых они сформировались, приспособились к жизни.
Репродуктивный критерий обуславливает репродуктивную изоляцию вида от других, даже близкородственных.

Нередко выделяют и другие критерии вида: цитологический (хромосомный) и другие.

Каждый вид представляет собой генетически замкнутую систему, репродуктивную изолированную от других видов. В связи с неодинаковыми условиями среды особи одного вида в пределах ареала распадаются на более мелкие единицы —популяции. Реально вид существует именно в виде популяций.

23. Определение популяции. Ее характеристики. Генетическая структура популяции. Правило Харди-Вайнберга. Генетический полиморфизм, генетический груз.

Популяция– минимальная самовоспроизводящаяся группу особей одного вида, населяющих определенную территорию (ареал) достаточно долго (в течение многих поколений).

Экологически популяция характеризуется величиной, оцениваемой по занимаемой территории (ареалу), численности особей, возрастному и половому составу.

Генетически популяция характеризуется ее генофондом (аллелофондом). Он представлен совокупностью аллелей, образующих генотипы организмов данной популяции. Наследственное разнообразие заключается в присутствии в генофонде одновременно различных аллелей отдельных генов.

Генетическое единство популяции обусловливается достаточным уровнем панмиксии (свободного скрещивания). В условиях случайного подбора скрещивающихся особей источником аллелей для генотипов организмов последовательных поколений является весь генофонд популяции.

В пределах генофонда популяции доля генотипов, содержащих разные аллели одного гена; при соблюдении некоторых условий из поколения в поколение не изменяется. Эти условия описываются основным законом популяционной генетики, сформулированным в 1908 г. английским математиком Дж. Харди и немецким врачом-генетиком Г. Вайнбергом. «В популяции из бесконечно большого числа свободно скрещивающихся особей в отсутствие мутаций, избирательной миграции организмов с различными генотипами и давления естественного отбора первоначальные частоты аллелей сохраняются из поколения в поколение».

Генетический полиморфизм- сосуществование в пределах популяции 2х или нескольких различных наследственных форм, находящихся в динамическом равновесии в течение нескольких и даже многих поколений.

Генетический груз — накопление летальных и сублетальных «-» мутаций, вызывающих при переходе в гомозиготное состояние выраженное снижение жизнеспособности особей, или их гибель.

Генетическая структура популяции= генофнд- понятие из популяционной генетики, описывающее совокупность всех генных вариаций (аллелей) определённой популяции. Популяция располагает всеми своими аллелями для оптимального приспособления к окружающей среде. Можно также говорить о едином генофонде вида, так как между разными популяциями вида происходит обмен генами.

Элементарные эволюционные факторы (мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор), их характеристика. Формы естественного отбора. Творческая роль естественного отбора в эволюции.

Элементарные эволюционные факторы– события и процессы, способствующие преодолению генетической инертности популяций и приводящие к изменению их генофондов.

Мутационный процесс – это процесс возникновения в популяциях самых разнообразных мутаций: генных, хромосомных и геномных.

Изменения наследственного материала половых клеток в виде генных, хромосомных и геномных мутаций происходят постоянно. Особое место принадлежит генным мутациям. Они приводят к возникновению серий аллелей и, таким образом, к разнообразию содержания биологической информации. Совокупность аллелей, возникающих в результате мутаций, составляет исходный элементарный эволюционный материал.

Популяционные волны – периодические или апериодические колебания численности организмов в природных популяциях. Это явление распространяется на все виды животных и растений, а также на микроорганизмы. Причины колебаний часто имеют экологическую природу. Так, размеры популяций «жертвы» (зайца) растут при снижении давления на них со стороны популяций «хищника» (рыси, лисицы, волка). Отмечаемое в этом случае увеличение кормовых ресурсов способствует росту численности хищников, что, в свою очередь, интенсифицирует истребление жертвы.

Изоляция – ограничение свободы скрещиваний (панмиксии) организмов.

Снижая уровень панмиксии, изоляция приводит к увеличению доли близкородственных скрещиваний. Сопутствующая этому гомозиготизация усиливает особенности генофондов популяций, которые создаются вследствие мутаций, комбинативной изменчивости, популяционных волн. Препятствуя снижению межпопуляционных генотипических различий, изоляция является необходимым условием сохранения, закрепления и распространения в популяциях генотипов повышенной жизнеспособности.

Естественный отбор — процесс, посредством которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью, в то время как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается.

Стабилизирующий отбор сохраняет в популяции средний вариант фенотипа или признака. Он устраняет из репродуктивного процесса фенотипы, уклоняющиеся от сложившейся адаптивной «нормы», приводит к преимущественному размножению типичных организмов. Стабилизирующая форма соответствует консервативной роли естественного отбора. При относительном постоянстве условий среды благодаря этой форме сохраняются результаты предшествующих этапов эволюции.

Движущий (направленный) отбор обусловливает последовательное изменение фенотипа в определенном направлении, что проявляется в сдвиге средних значений отбираемых признаков в сторону их усиления или ослабления. При смене условий обитания благодаря этой форме отбора в популяции закрепляется фенотип, более соответствующий среде. После того как новое значение признака придет в оптимальное соответствие условиям среды, движущая форма отбора сменяется стабилизирующей.

Дизруптивный (разрывающий) отбор сохраняет несколько разных фенотипов с равной приспособленностью. Он действует против особей со средним или промежуточным значением признаков. Дизруптивная форма отбора «разрывает» популяцию по определенному признаку на несколько групп. Она поддерживает в популяции состояние генетического полиморфизма.

Творческая роль ЕО сводится не только к отсеву отдельных не жизнеспособных организмов. Движущая форма ЕО сохраняет не отдельные признаки организма, а весь их комплекс, все присущие организму комбинации генов. Отбор создает приспособления и виды, убирая из генофонда популяции, неэффективные с точки зрения выживания генотипы.

В природных популяциях организмов, размножающихся половым способом, существует большое разнообразие генотипов и, следовательно, фенотипов. Благодаря индивидуальной изменчивости в условиях конкретной среды обитания приспособленность разных генотипов (фенотипов) различна. В эволюционном контексте приспособленность определяют как произведение жизнеспособности в данной среде, обусловливающей большую или меньшую вероятность достижения репродуктивного возраста, на репродуктивную способность особи. В природных популяциях организмов, размножающихся половым способом, существует большое разнообразие генотипов и, следовательно, фенотипов. Благодаря индивидуальной изменчивости в условиях конкретной среды обитания приспособленность разных генотипов (фенотипов) различна. В эволюционном контексте приспособленность определяют как произведение жизнеспособности в данной среде, обусловливающей большую или меньшую вероятность достижения репродуктивного возраста, на репродуктивную способность особи.

Понятие о человеческой популяции. Популяционная структура человечества. Дем и изолят. Демографические показатели популяции. Значение генетического разнообразия людей (медико-биологические и социальные аспекты). Специфика действия естественного отбора в человеческих популяциях.

Размножение человека осуществляется половым путем, а репродуктивные ареалы в той или иной степени ограничены определенной группой населения. Это позволяет выделить в человечестве сообщества, аналогичные популяциям в биологическом понимании этого термина. В антропогенетике популяция- группа людей, занимающих общую территорию и свободно вступающих в брак. Изоляционные барьеры, препятствующие заключению брачных союзов, нередко носят выраженный социальный характер (например, различия в вероисповедании). Благодаря этому в формировании популяций людей главную роль играет не общность территории, а социальные факторы.

Размер, уровень рождаемости и смертности, возрастной состав, экономическое состояние, уклад жизни являются демографическими показателями популяций людей. Генетически они характеризуются генофондами (аллелофондами). Демографические показатели оказывают серьезное воздействие на состояние генофондов человеческих популяций, главным образом через структуру браков. Большое значение в определении структуры браков имеет размер группы.

Популяции из 1500—4000 человек - демамы, популяции численностью до 1500 человек — изоляты. Для демов и изолятов типичен относительно низкий естественный прирост.

Человечеству свойствен высокий уровень наследственного разнообразия, что проявляется в многообразии фенотипов. Наследственное разнообразие долго было препятствием успешному переливанию крови. В настоящее время оно же создает большие трудности в решении проблемы пересадок тканей и органов.

В процессе видообразования естественный отбор переводит случайную индивидуальную изменчивость в биологически полезную групповую — популяционную, видовую. Смена биологических факторов исторического развития социальными привела к тому, что в человеческих популяциях отбор утратил функцию видообразования. За ним сохранились функции стабилизации генофонда и поддержания наследственного разнообразия.

Благодаря социально-экономическим преобразованиям, успехам лечебной и особенно профилактической медицины влияние отбора на генетический состав популяций людей прогрессивно снижается.

Генетический полиморфизм человечества. Роль генетико-автоматических процессов в формировании генофондов популяции людей. Феномен «эффекта родоначальника» в распространении разных аномалий. Проблема генетического груза в популяциях человека.

Человечеству свойственно высокий уровень генетического полиморфизма (разнообразие генотипов). Существование в генофонде популяции двух и более аллелей одного гена ведет к появлению более чем одного генотипа, проявляется в разнообразии фенотипов. Люди отличаются между собой по антигенам эритроцитов, комплексом гистосовместимости. Известно более 130 вариантов гемоглобина. Весь полиморфизм человечества - результат генных изменений.

Кроме того, человечество несет в себе генетическое утяжеления ранее возникших рецессивных вредных мутаций, которые при переходе в гомозиготное состояние ведут появлению наследственных заболеваний.

Эффект родоначальника (син. эффект основателя) — отклонение генных частот изолированной популяции от средних частот вида или расы, обусловленное происхождением рассматриваемой популяции от небольшого числа предков (родоначальников).

Генетический груз — накопление летальных и сублетальных «-» мутаций, вызывающих при переходе в гомозиготное состояние выраженное снижение жизнеспособности особей, или их гибель.

Под полиморфизмом понимают сосуществование в пределах одной популяции в течение достаточно длительного времени двух или более генетически определенных форм. Собственно, именно полиморфизм в различных пределах и делает ныне живущих на земле людей столь разными. Большинство случаев полиморфизма не влияют на сами гены. Такие вариации нейтральны по отношению к развитию самого вида и не затрагивают каких-то отдельных его черт. Однако встречается полиморфизм и на генетическом уровне, и это, например, может выразиться в наследственных болезнях. Общее количество полиморфизмов колоссально, когда исследователи разгадывали геном человека – полный набор ДНК, то оказалось, что существуют миллионы таких вариаций. К поддержанию устойчивого полиморфизма в популяции могут приводить разные формы отбора. Одна из них - отбор в пользу гетерозигот, рассмотренный выше. Генетическая гетерогенность популяций человека беспредельно велика, она приводит к тому, что каждый человек генетически уникален. Эффект основателя — явление снижения и смещения генетического разнообразия при заселении малым количеством представителей рассматриваемого вида новой географической территории. При таком заселении малое количество исходных особей, имеющих частоты аллелей генов (или других генетических маркеров) случайно отклоняющиеся от характерных для вида в среднем, дают начало новым популяциям.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒