Только лучшие рефераты рунета    
 
 

Партнеры:



 
 

Реферат "Общая биология, учебное пособие для 10 - 11 классов "






Общая биология, учебное пособие для 10 - 11 классов

 

1.      Появились горошины не только желтые и гладкие, но и зеленые и морщинистые.

2.      Появились горошины с новым сочетанием признаков, которого не было у исходных родителей (желтые морщинистые и зеленые гладкие).

3.      Расщепление по цвету шло независимо от расщепления по форме в соотношениях 3:1.

Генетические основы третьего закона Менделя.

Для объяснения третьего закона Менделя примем следующие обозначения. Пусть А - ген желтой окраски горошины, а - ген зеленой окраски горошины,

В – ген гладкой горошины, в – ген морщинистой горошины. Первое дигибридное скрещивание будет выглядеть так.

Генотипы родителей ( Р )

ААВВ

 

 

Аавв

Гаметы родителей

АВ,АВ

 

 

Ав,ав

Скрещивание

 

Х

 

Все возможные генотипы гибридного поколения ( F 1 )при слиянии родительских гамет

АВав

АВав

АВав

АВав

Фенотипы

Желтый

Гладкий

желтый

гладкий

Желтый

Гладкий

Желтый

гладкий

 

 

 

 

 

 

Все первое гибридное поколение оказалось одинаковым по генотипу и по фенотипу. Горох первого гибридного поколения может дать гаметы четырех типов, то есть он является гетерозиготным по обоим парам генов: АВ , Ав , аВ , ав . Для того, чтобы

55

рассмотреть все возможные сочетания гамет особей первого гибридного поколения при получении второго гибридного поколения воспользуемся решеткой итальянского математика Пеннета. В этой решетке по вертикали расположим гаметы одной особи, по горизонтали – гаметы другой особи, а в пересечениях между ними – генотипы особей второго гибридного поколения.

Гаметы

АВ

Ав

АВ

Ав

АВ

ААВВ

ААВв

АаВВ

АаВв

Ав

ААВв

ААвв

АаВв

Аавв

аВ

АаВВ

АаВв

АаВв

АаВв

ав

АаВв

Аавв

АаВВ

Аавв

Выпишем все полученные фенотипы второго поколения и подсчитаем их число:

1.      Желтый гладкий

-

9 шт.

·  Желтый морщинистый

-

3 шт.

·  Зеленый гладкий

-

3 шт.

·  Зеленый морщинистый

-

1 шт.

Обратим внимание, на появление желтого морщинистого и зеленого гладкого гороха. Такое сочетание признаков появляется впервые, и не наблюдалось даже у исходных родительских форм ( Р ). Новое сочетание признаков можно объяснить так:

a.       Гены, отвечающие за неаллельные признаки, лежат в негомологичных хромосомах.

b.      При формировании гамет в мейозе расхождение каждой пары гомологичных хромосом происходит независимо от расхождения любой другой пары гомологичных хромосом.

Теперь подсчитаем, как прошло расщепление по окраске и по форме гороха.

Желтых (гладких + морщинистых) : 9+3=12 шт.

Зеленых (гладких + морщинистых) : 3+1=4 шт. Получается 12:4 или 3:1.

Гладких (желтых + зеленых) :9+3=12 шт.

Морщинистых (желтых + зеленых) : 3+1=4шт. Получается также

56

12:4 или 3:1.

Следовательно, каждая пара аллелей (желтый - зеленый и гладкий – морщинистый) расщепляется в соотношении 3:1 независимо друг от друга. Это независимое расщепление, объясняется независимым расхождением негомологичных пар хромосом при мейозе.

Особенности проявления третьего закона Менделя . Третий закон Менделя может проявляться в отношении не только двух пар аллельных генов, но и для трех, четырех и более. Важно понять, что независимо друг от друга будут расщепляться только те гены, которые лежат в негомологичных хромосомах. Следовательно, количество пар независимо расщепляющихся генов ограничено количеством пар негомологичных хромосом. Это первая особенность проявления третьего закона Менделя.

Например, для томата независимо могут расщепляться максимум 6 пар аллелей, так как это растение содержит в диплоидном наборе 12 хромосом, а у человека независимо друг от друга расщепляются 23 любые пары аллелей, поскольку его диплоидный набор составляет 46 хромосом.

Вторая особенность этого закона связана с тем, что он, как и второй закон, носит статистический характер. То есть вероятность расщепления аллельных признаков в соотношении 3:1 будет тем выше, чем белее скрещиваний будет произведено.

4.2.2. НАСЛЕДОВАНИЕ, СЦЕПЛЕННОЕ С ПОЛОМ

        В диплоидном наборе хромосома каждого сорта имеет гомологичную, обладающую таким же строением и одинаковым набором генов. Такие хромосомы, имеющие сходные называются аутосомами . Однако в каждой клетке существует пара особых гомологичных хромосом. Их особенность заключается в следующем.

1.      Внешне они отличаются друг от друга: одна выглядит как обычная в виде латинской буквы Х , поэтому так и называется икс-хромосома. Другая напоминает латинскую букву Y поэтому назы-

57

вается игрек-хромосома.

2.      Эти хромосомы как гомологичные имеют сходные гены, но в Х -хромосоме генов больше, чем в Y - хромосоме, то есть Y - хромосома не имеет некоторых локусов и, следовательно, лишена некоторых генов.

3.      Эта пара хромосом определяет пол организма, поэтому хромосомы Х и Y называют половыми хромосомами в отличие от аутосом, которые не влияют на определение пола организма. Так, например, известно, что у самок всех позвоночных животных, земноводных, а также двукрылых насекомых в клетках всегда присутствуют две Х – хромосомы. У самцов этих животных любая клетка тела содержит одну Х и одну Y – хромосому. В связи с этим женский пол этих животных называют гомогаметным (сходногаметный), так как при образовании женских гамет в каждую из них попадают одинаковые половые хромосомы, а мужской пол называется гетерогаметным (разногаметный), потому что при образовании мужских половых клеток в одну попадает Х , а в другую Y –хромосома. В природе встречаются и противоположные явления, так у птиц и бабочек самки гетерогаметные, а самцы гомогаметные.

Рассмотренные особенности половых хромосом приводят к интересным наследственным явлениям, известным под названием наследование, сцепленное с полом. Познакомимся с некоторыми из них.

Наследование гемофилии . Гемофилией называется наследственная болезнь человека, при которой нарушено свертывание крови. Ген гемофилии ( h )является мутантным и рецессивным по отношению к гену нормальной свертываемости крови ( H ). Наблюдения врачей показывали, что гемофилией болеют, как правило, мужчины. Несмотря на то, что эта болезнь известна человеку давно, первая женщина, заболевшая гемофилией, была зарегистрирована только в 1956 году.

Рассмотрим механизм наследования этой болезни. Оба гена H и h являются аллельными и лежат в Х - хромосоме. Для генов,

58

лежащих в половых хромосомах принято особое обозначение. Они всегда записываются в паре с хромосомой, в которой лежат в виде верхнего индекса, например: Х H или Х h . В случае с гемофилией выпишем все возможные генотипы:

Х H Х H – женщина здоровая,

Х H Х h – женщина здоровая, носительница гена гемофилии,

Х h Хh – женщина больная гемофилией,

Х H Y – мужчина здоровый,

Х h Y – мужчина больной гемофилией.

Как видно теоретически болеть гемофилией могут оба пола, но только женщины бывают носительницами этой болезни. Рассмотрим схему наследования гена гемофилии такой женщины в браке со здоровым мужчиной.

Генотипы родителей ( Р ):

Х H Х h

Х H Y

 

мать

Отец

Гаметы родителей:

Х H

Х h

Х H

Y

Все возможные генотипы детей:

Х H Х H

Х H Х h

Х H Y

Х h Y

фенотипы детей:

Дочка

Здоровая

дочка

здоровая

носительница

гена

гемофилии

Сын

Здоровый

Сын

Больной

 

 

 

 

 

 

Из приведенной схемы видно, что у родителей, не болеющих гемофилией, могут рождаться больные дети, причем в таких случаях болеть будут только представители мужского пола.

Женщины, болеющие гемофилией очень редки, так как они должны быть гомозиготными по рецессивному гену (генотип Х h Х h ). В отличие от рассмотренного выше случая появление женщин, больных гемофилией легко предсказать, так как они могут появиться только от брака женщины носительницы гена гемофилии и мужчины больного гемофилией.

Дальтонизм или цветовая слепота человека наследуется подобно гемофилии. Эта болезнь связана с неспособностью отличать красный цвет от зеленого. Дальтонизмом болеют около 4% муж-

59

ского населения и менее 1% женского.

Наследование черепаховой окраски кошек . Среди кошек встречаются особи, имеющие пятнистую окраску, состоящую из несимметрично разбросанных белых, рыжих, серых и черных пятен. Такой тип окраски называется черепаховым. Его имеют только самки, то есть этот тип окраски наследуется, сцеплено с полом. Рассмотрим подробно этот случай. Среди множества генов, отвечающих за окраску кошек, одна пара аллельных генов лежит в половой Х -хромосоме, это доминантный ген В , отвечающий за черную окраску шерсти и рецессивный ген в , отвечающий за рыжую окраску. Следует отметить, что в рассматриваемом случае наблюдается явление неполного доминирования, то есть при сочетании обоих генов в одном генотипе окраска особи будет не черная, а черепаховая.

Рассмотрим все возможные генотипы и фенотипы кошек по данной паре аллелей.

генотипы кошек

Фенотипы кошек

Х В Х В

Черная самка

Х В Х в

Черепаховая самка

Х в Х в

Рыжая самка

Х В Y

Черный самец

Х в Y

Рыжий самец

Как видно в генотипе кота не могут одновременно присутствовать доминантный и рецессивный ген, так как половая Y -хромосома не несет генов, отвечающих за окраску шерсти.

4.2.3. СОСТАВЛЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ КАРТ

        Итак, мы уяснили, что при нахождении неаллельных пар генов в негомологичных хромосомах эти пары будут расщепляться независимо друг от друга (третий закон Менделя). Но справедливо иное утверждение: если неаллельные пары генов расщепляются независимо друг от друга, то эти пары лежат в негомологичных хромосомах. Знание этого явление позволяет генетику, при специальных скрещиваниях понять в каких хромосомах лежат любые

60

исследуемые гены.

        А как быть с генами, которые лежат в одной хромосоме? Все гены, лежащие в одной хромосоме наследуются вместе, группой. Такая группа называется группой сцепления .

        Изучение нами мейоза показало, что в первой профазе все гомологичные хромосомы слипаются друг с другом в так называемые тетрады. Каждая хромосома является группой сцепления своего набора генов. Но протекающий кроссинговер приводит к обмену гомологичными участками гомологичных хромосом, в результате чего нарушаются группы сцепления. О прошедшем кроссинговере можно судить по сочетанию признаков в потомстве. Изучение кроссинговера позволяет выяснить, в какой последовательности гены расположены в хромосоме! То есть позволяют установить генетическую карту организма. Это возможно благодаря тому, что кроссинговер протекает с равной вероятностью в любом участке хромосомы. Представим, что изучаемая нами хромосома содержит гены А , в , с , F , g . Как они располагаются в хромосоме неизвестно. Изучение наследования показало, что кроссинговер между этими генами протекает с разной частотой. Так между генами А / в он наблюдается в 100% случаев, то есть если кроссинговер проходит, то он обязательно затрагивает эту пару генов. Частота кроссинговера по другим парам была следующей: А / с -50%, А / F -20%, А / g -1%. Результаты наших скрещиваний можно прокомментировать только таким образом. Гены А и в находятся нам концах хромосомы, поэтому обмен любыми участками в кроссинговере затронет их. Все остальные гены расположены между генами А и в . При этом расстояние между геном А и геном с больше, чем между А и F , так как вероятность кроссинговера между последней парой меньше. И наконец, ген g находится совсем рядом с геном А , так как вероятность кроссинговера между ними очень мала (1%). Следовательно, в исследуемой хромосоме гены лежат в последовательности: А - g - F - с - В .

В настоящее время благодаря многочисленным скрещиваниям ученым удалось получить полные генетические карты мно-

61

гих сельскохозяйственных растений и животных, что позволяет вести эффективную работу по выведению новых качеств растительных и животноводческих культур.

4.3. ГЕНОТИП И ФЕНОТИП

        Рассматривая законы наследования, мы прибегали к упрощению, называя исследуемый ген геном какого-то признака. Как же связан генотип (совокупность всех генов организма) с фенотипом (совокупностью всех признаков организма)? Во-первых, некоторые признаки не наследуются вовсе, поэтому никакого отношения к генам не имеют. Например, загар и следы порезов на коже, искривление позвоночного столба и т.п.

Фенотипические признаки, которые наследуются, зависят от работы того или иного гена, но не напрямую. Мы помним, что в гене закодирована информация о структуре одного белка. Этот белок чаще всего является ферментом, ускоряющим одну из реакций, протекающих в организме. В ходе реакции могут синтезироваться вещества, которые принимают участие в других реакциях. Так в итоге на какой-то стадии цепочек биохимических реакций появляется либо пигмент, либо гормон. Каждый признак является, как правило, не прямым следствием проявления одного гена, а результатом протекания множества реакций, в которых принимают участие многие ферменты, и промежуточные вещества. Рассмотрим три примера влияния генотипа на фенотип.

1.      Плейотропия – влияние одного гена на несколько признаков. Так доминантный ген S растений табака приводит к появлению листьев с длинными черешками и заостренными кончиками, чашечек с длинными острыми зубцами, венчиков с небольшими лопастями, длинных пыльников и продолговатых плодов. Проявление рецессивного гена s приводит к изменению этих шести признаков. Растение гомозиготное по данному рецессивному гену имеет сидячие листья без заостренных кончиков, округлые венчики и плоды, а также короткие пыльники.

2.      Эпистаз – проявление какого-либо признака в результате совместной деятельности нескольких генов. Например, окраска

62

цветков дикорастущей фиалки находится под контролем не одной, а пяти пар аллельных генов.

3.      Влияние среды на проявление гена . В ряде случаев условия окружающей среды способны изменять проявление гена. Например, у плодовой мушки дрозофилы доминантный ген Cy ( Сyrly ) обусловливает развитие загнутых крыльев, в том случае, если куколки находились при температуре 25 0 С. Если же куколки содержались при температуре 19 0 С, то действие гена Cy приведет к появлению нормальных крыльев.

4.4. СЕЛЕКЦИЯ

Селекция – это научная и практическая деятельность человека, направленная на выведение новых сортов растений, пород скота, а так же новых штаммов микроорганизмов с нужными человеку признаками. В селекции используются следующие методы.

1.      Искусственный отбор – это выбор человеком организмов с нужными ему качествами и получение от этих организмов потомства. Выделяют два типа искусственного отбора:

a.       Бессознательный искусственный отбор – наблюдается в тех случаях, когда человек, выращивая растения или животных, не ставит перед собой целей, по улучшению их качеств. Уже 16 тысяч лет назад человек стал приручать диких животных. Со временем прирученные животные стали размножаться в неволе и давать потомство. Постепенно проходило одомашнивание животных и растений. Однако в ходе одомашнивания многие особи возможно не выживали. Одни не выдерживали скудной пищи, другие страдали от малой подвижности и других новых непривычных факторов. Так независимо от воли человека (бессознательно) из поколения в поколение отбирались все более приспособленные к неволе особи. Считают, что все аборигенные породы домашних животных и сортов растений выведены именно бессознательным искусственным отбором.

b.      Методический искусственный отбор – заключается в осознанной работе человека по выведению определенного качества у имеющейся породы (сорта) или получению новой породы

63

(сорта). Методический отбор проводят в виде двух форм.

1.      Групповой отбор – сводится к выбраковке отдельных особей, которые не удовлетворяют запросам человека. Например, вполне естественно при разведении крупного рогатого скота молочного направления выбраковывать из племенного стада коров, имеющих очень малые удои. Это наиболее старая форма методического отбора. В настоящее время групповой отбор используется как механизм поддержания постоянства породных или сортовых качеств уже выведенных пород или сортов.

2.      Индивидуальный отбор – основан на отборе из группы особей отдельных животных или растений для дальнейшей племенной работы. Эти выбранные особи обладают особо ценными качествами. В результате индивидуального отбора выведены лучшие породы животных и сорта растений. Так получена лучшая в мире порода лошадей для верховой езды – английская скаковая; отличная ищейка – доберман-пинчер, одна из лучших пород крупного рогатого скота молочного направления – голландская молочная.

2.      Инбридинг – проведение близкородственного скрещивания. Этот метод селекции используется, как правило, при индивидуальном отборе. Он позволяет достаточно быстро закрепить в потомстве очень важные и редко встречающиеся качества. Однако к недостаткам метода следует отнести уменьшение жизнеспособности получаемого потомства, так как инбридинг приводит к повышению гомозиготности особей.

3.      Гетерозис – метод, противоположный инбридингу. Он заключается в получении организмов с высокой степенью гетерозиготности. Увеличение гетерозиготности приводит к заметному возрастанию жизненной силы организмов, устойчивости к болезням, выносливости, а часто и к увеличению размеров. Гетерозиготные особи можно получить различными путями. Например, можно скрестить две чистые линии растений или животных. Полученные будут выгодно отличаться от родительских форм целым рядом

64

признаков.

4.      Полиплоидия –получение организмов с увеличенным набором хромосом. Все живые организмы имеют диплоидный набор хромосом. Ученые сумели нарушить естественное протекание, как митоза, так и мейоза у растений, в результате чего удалось получить организмы с кратным увеличением набора хромосом. Такие полиплоиды обладают повышенной урожайностью и устойчивостью к заболеваниям. Среди полиплоидов сейчас хорошо известны многие важнейшие продовольственные культуры: картофель, пшеница, гречиха, рожь, сахарная свекла, подсолнух.

5.      Отдаленная гибридизация – это скрещивание растений или животных, относящихся к разным видам или даже к разным родам. При помощи отдаленной гибридизации удается получать организмы с необычным сочетанием признаков. При гибридизации осла и лошади получается мул. Это животное обладает большей силой, нежели осел и большей выносливостью, чем лошадь. Известны также гибриды мелкого рогатого скота, пушных зверей, осетровых рыб, однако, все они, как правило, бесплодны.

Большего успеха в отдаленной гибридизации добились растениеводы. Бесплодность гибридных форм им удалось преодолеть благодаря полиплоидизации гибридов. Впервые влияние полиплоидизации межвидовых гибридов на восстановление их плодовитости открыл отечественный генетик Г.Д. Карпеченко в 1924 году. Используя полиплоидию, ученому удалось получить плодовитый гибрид редьки и капусты.

4.5. ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА

        Известно, что генотип человека включает в себя около100 000 генов. От их функционирования зависит здоровье, продолжительность жизни людей. И одновременно, известно огромное число мутантных генов человека, вызывающих различные наследственные заболевания или предрасположенность к ним, например, некоторые формы раковых заболеваний, сахарный диабет, заболеваниям центральной нервной системы. Для предотвращения наследственных заболеваний человека необходимо изучать его на-

65

следственность.

        Однако изучение наследственности человека – дело далеко не простое, на людях не возможно проводить генетические эксперименты, поэтому ученые прибегают к другим методам.

1.      Важным методическим принципом изучения наследственности человека является принятие того факта, что законы наследования Менделя носят всеобщий биологический характер, поэтому они применимы и для объяснения наследования различных признаков (генов) человеком.

2.      Генеалогический метод связан с изучением родословных людей. При наличии в генеалогическом дереве отца и матери каких-либо наследственных заболеваний можно с большой долей вероятности предполагать появление наследственных заболеваний у детей. Родителям, имеющим у своих предков опасные наследственные заболевания лучше воздержаться от зачатия детей.

3.      Близнецовый метод связан с изучением однояйцовых близнецов, то есть детей, которые развились из одной оплодотворенной яйцеклетки. Этот метод позволяет четко различить, какая изменчивость человека вызвана наследственностью, а какая – факторами среды.

4.      Цитогенетический метод заключается в изучении при большом увеличении, после специального окрашивания хромосом человека. Метод основан, на том, что некоторые наследственные болезни человека связаны с изменением формы отдельных хромосом или их числа, поэтому такие изменения хорошо различимы в световой микроскоп.

5.      Биохимические методы основываются на многочисленных открытиях биохимиков и медиков, показывающих, что многие наследственные заболевания человека связаны с отсутствием синтеза какого-либо белка-фермента, что приводит к нарушению жизненно важных функций организма. Очевидно, что нехватка белка объясняется отсутствием определенного гена, или подавлением его активности. В последнее время ученые все больше находят недостающих белков, вы-

66

зывающих такие нарушения. Полученные искусственным путем эти белки можно использовать для введения в организм больного и тем самым снять приступы болезни. Однако следует помнить, что при таком методе лечения человека все равно остается носителем данного заболевания. Отсутствие необходимых белков чаще наблюдается в изолированных популяциях людей (например, в небольших труднодоступных поселках в горах). В таких изолятах нередки случаю близкородственных браков, которые значительно снижают гетерозиготность детей по различным генам. Уменьшение гетерозиготности увеличивает вероятность проявления мутантного гена, который может оказаться в гомозиготной форме.

5. ЭВОЛЮЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

Эволюция органического мира – это историческое развитие всего живого на нашей планете, в результате чего виды постепенно изменяясь, превращаются в другие виды.

Издавна существовали две точки зрения на окружающий живой мир. Сторонники одного взгляда были убеждены, что все виды организмов неизменны со дня сотворения их божественной силой. Другие считали, что весь органический мир меняется в течение поколений. Такие диаметрально противоположные точки зрения в древности не основывались на наблюдениях и были всецело умозрительными. Однако, многие географические, геологические и биологические открытия все более убедительно доказывали на фактическом материале реальность эволюции живого мира. Наиболее убедительными фактами, доказывающими эволюцию органического мира, являются следующие.

1.      Палеонтологическая летопись – это все ископаемые остатки вымерших организмов, некогда населявших нашу планету. Очевидно палеонтологическая летопись не полная, так как многие остатки не сохранились до наших дней, какие-то еще не открыты исследователями. Однако имеющийся в распоряжении ученых материал позволяет наблюдать следующее. Все ископаемые остатки животных и растений находятся в различных геологических слоях. Каждый слой имеет свой возраст, который естественно приблизи -

67

тельно соответствует возрасту захоронения ископаемых остатков. Интересно, что ископаемые остатки, лежащие в более древних слоях принадлежат к организмам значительно отличающимся от ныне живущих представителей. И наоборот, чем более поздним было захоронение, тем более наблюдается сходства погибшего вида с одним из современных. Таким образом, для некоторых, хорошо сохранившихся ископаемых оказалось возможным построить целый ряд непрерывно меняющихся во времени форм постепенно приобретающих черты современного представителя.

Блестящим примером является работа отечественного зоолога В.О. Ковалевского, который изучил все ископаемые остатки лошадей и их предков и показал, как, постепенно начиная с эоцена четырехпалый предок, постепенно утрачивая пальцы, превратился в однопалое животное. Эти изменения рассматриваются как приспособление лошадей к обитанию на открытых пространствах степей.

2.      Атавизмы – возникновение у отдельных организмов признаков, которые были у родственных, но более древних форм. Например, изредка у кобыл рождаются трехпалые жеребята. Очень редко рождаются дети с хвостами, с дополнительной парой млечных желез, со сплошным волосяным покровом на теле. Это явление можно объяснить эволюцией.

3.      Рудименты – наличие у всех организмов одного вида недоразвитых органов, не выполняющих важных функции. Например: глаза кротов, остатки волосяного покрова и тазовых костей у многих китообразных, хвостовые позвонки и аппендикс человека. Существование рудиментных органов можно объяснить так же эволюцией, в результате которой происходила постепенная утрата значения какого-либо органа в связи с изменившимися условиями жизни.

4.      Сходство зародышевого строения всех организмов – в любой систематической группе живых организмов (типе, классе, отряде и пр.) на ранних стадиях развития зародыш имеет множество общих черт строения. Особенно важно, что у зародыша наблюдаются та

68

кие признаки, которые имелись у более примитивных организмов, но утратились взрослыми формами. Так, например зародыш человека, как и зародыш обезьяны, собаки, кошки, любой птицы и других наземных хордовых имеет жаберные щели, подобные тем, которыми дышат ланцетники, примитивные хордовые. зародыши всех млекопитающих (в том числе парно- и непарнокопытных, ластоногих, китообразных) имеют пятипалые конечности.

Сходство зародышевого развития отражено в так называемом биогенетическом законе, установленном в 1864 году Ф. Мюллером. Этот закон гласит, что индивидуальное развитие особи любого вида кратко повторяет эволюцию этого вида.

5.1 ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

        Накопление биологических фактов все более указывало на необходимость признать существование эволюции органического мира, но ученые долгое время не могли объяснить причин, заставляющих эволюировать виды.

        В настоящее время во всем мире принята концепция естественного отбора. Эта концепция была доложена впервые 1 июля 1858 года в Лондоне на заседании Линнеевского общества Чарльзом Дарвином. Она основана на трех наблюдениях и двух выводах.

Наблюдение первое . Все организмы потенциально способны к увеличению своей численности в геометрической прогрессии, поэтому численность стремится к значительному увеличению. На свет всегда производится больше потомков, чем природа может прокормить.

Наблюдение второе . Как правило, численность живых организмов значительно не увеличивается, а остается примерно на одном уровне, так как выживают не все появившиеся на свет особи, а только некоторые.

Вывод . Поскольку рождается больше, чем может прокормиться, между организмами происходит борьба за существование , которая протекает обычно в виде конкуренции. То есть борьба за существование является причиной гибели многих организмов.

69

Наблюдение третье . На земле все организмы отличаются друг от друга, одинаковых особей нет. То есть изменчивость – свойство всех живых организмов на земле.

Вывод. Так как в борьбе за существование участвуют разные организмы, следовательно, те особи, которые отличаются более выгодными свойствами (или более выгодным набором изменчивости) будут иметь больше шансов выжить в этой борьбе и оставить потомство, а организмы менее приспособленные – наоборот будут иметь меньше шансов на выживание. Такое выживание наиболее приспособленных организмов Дарвин назвал естественным отбором . Следует иметь ввиду, что материалом для естественного отбора является только наследственная изменчивость.

Таким образом, Дарвин объяснил, почему происходит эволюция. Эволюция происходит, потому что ею движет естественный отбор, то есть из поколения в поколение выживают наиболее приспособленные организмы. Иными словами естественный отбор - это движущая сила эволюции. Естественный отбор проявляется в результате борьбы за существование. Борьба за существование возможна благодаря тому, что рождается организмов больше, чем могут прокормиться.

В настоящее время теория Дарвина признана учеными всего мира. Однако ряд открытий показал, что в природе изредка наблюдаются явления противоречащие теории выживания наиболее приспособленных организмов. Представим популяцию березовых пядениц небольшой рощи. Естественный отбор привел к тому, что все бабочки имеют светлую окраску крыльев, маскирующую их на белых стволах. Однако в популяции регулярно встречаются мутантные темные формы. Численность их невысока, так как они постоянно находятся под воздействием естественного отбора (они более заметны для птиц на стволах берез). Допустим, что в нашей популяции на 100000 светлых пядениц рождаются 100 темных (0,001%), а к осени в результате естественного отбора соотношение становится 100000 к 10 (0,01%). Представим также, что в ре-

70

зультате крайне неблагоприятных условий зимовки (например, сильные морозы при невысоком снеговом покрове) большая часть популяции бабочек (зимующих на стадии куколки) погибнет. В результате весной может вылететь из куколок только 100 бабочек, из которых окажется 5 темных, то есть соотношение темных увеличился до 5% вопреки естественному отбору. Такое случайное увеличение частоты вредных мутаций называется дрейфом генов . Это явление открыто отечественным генетиком Н.П. Дубининым и американским генетиком С. Райтом.

5.2. ФОРМЫ БОРЬБЫ ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ

        Борьба за существование может протекать между разными организмами. Выделяют следующие формы борьбы за существование.

1.      Хищничество – это такие отношения между организмами, в результате которых одни организмы (животные или реже растения) поедают других (животных). Например, рысь является хищником для зайца-беляка, а он в свою очередь – жертвой. Эволюция обоих видов протекает в результате постоянного естественного отбора. В ходе этого отбора оставляют потомство только те зайцы, которые смогли спастись от рыси; и те рыси, которые способны регулярно отлавливать зайцев. Между зайцами-беляками и рысями происходит непрерывная борьба за существование, в ходе которой животные должны быстрее бегать, лучше маскироваться.

2.      Паразитизм – это такие отношения между организмами, в результате которых одни организмы живут, потребляя части другого организма (в отличие от хищников не поедают жертву целиком). Например, дизентерийная амеба является кишечным паразитом шимпанзе. Эволюция, как шимпанзе, так и дизентерийной амебы протекает в ходе борьбы за существование между ними. В результате этой борьбы будут выживать, и оставлять потомство только те обезьяны, которые обладают устойчивостью к данному паразиту (достаточно быстро вырабатывающие необходимые иммунные белки) и те амебы, которые способны лучше противостоять защитным свойствам организма обезьян.

 

Назад | Следующая страница
В начало реферата


 
     
 

2021 © Copyright, Abcreferats.ru
E-mail:

 

Яндекс.Метрика