«Эволюция и Генетика»

Содержание
  1. Реферат: Генетика и эволюция
  2. Реферат:
  3. работу выполнил
  4. Санкт-Петербург
  5. В процессе эволюции вырабатывается определенный генетический комплекс, обеспечивающий фенотипическую пластичность. каждый признак развивается в результате взаимодействия среды и генотипа. различные условия будут по-разному влиять на выражение признака, как, например, на вес семян или рост человека. значит, будут отбираться те гены или генные комбинации, которые во взаимодействии с данными условиями дадут приспособленный фенотип. таким образом, создается устойчивый генный комплекс, обеспечивающий приспособление к любым условиям среды, с которым может столкнуться организм и где еще не шел естественный отбор
  6. 8. Список литературы.
  7. Реферат на тему
  8. Генетика и эволюция
  9. Генетика и эволюционная теория — биология — Я Биолог
  10. 29.Генетика и эволюционная теория
  11. эволюционная генетика – это… Что такое эволюционная генетика?
  12. Генетика и эволюция — TextReferat.com — бесплатный банк рефератов без плагиата
  13. «Эволюция и Генетика» (стр. 1 из 3)

Реферат: Генетика и эволюция

«Эволюция и Генетика»

Северо-западная академия государственной службы

Кафедра философии

Реферат:

по курсу «Концепции современного естествознания»

на тему: «Генетика и эволюция».

работу выполнил

студент I курса

факультета ГиМУ

124 группы

Биненко

Дмитрий Александрович

Работу проверил

Должность Доцент Ф.И.О. Евлампиев И. И.

Санкт-Петербург

2000

План

1. Введение………………………………………………………3–4 стр.

2. Эволюционные воззрения Ламарка…………………………4-5 стр.

3. Теория эволюции Дарвина……………………………………5-9 стр.

4. Исследования Грегори Менделя…………………………….9-10 стр.

4.1. принципы менделевской теории наследственности…10-11 стр.

4.2. доминантность наследственных признаков ………….11-13 стр.

5. Эволюция полигенных систем……………………………….13-15 стр.

6. Генетический дрейф.…………………………………………..15-17 стр.

7. Заключение. …………………………………………….………18 стр.

8. Список использованной литературы………………………….19 стр.

9. Словарь терминов……………………………………………….20 стр.

Введение.

Эволюция и генетика – это краеугольные камни понимания человечеством своего происхождения и путей развития жизни на Земле.

В рассмотрении нашей темы войдут вопросы развития эволюционных учений, начиная с Эмпедокла, жившего в V веке до нашей эры, утверждавшего, что изначально были созданы различные органы – ноги, руки, ласты и т. д.

; и заканчивая последней, наиболее совершенной (широко известной) теорией о происхождении видов Чарльза Дарвина, а также её оппонентов и многочисленных сторонников, самостоятельно занимающихся изучением и разработкой дарвиновской концепции.

Также следует сказать, что генетика и эволюция – науки взаимосвязанные. Принципы генетики укрепили и дали прочную научную основу для развития эволюционных учений. Этот процесс начался с открытием законов Менделя и применением их к теории эволюции Дарвина.

В данной работе были использованы несколько источников:

1) книга известного биолога Ф. Шеппарда «Естественный отбор и наследственность», посвящена исследованию в области эволюционной генетики, где были затронуты вопросы развития теории Дарвина как основополагающего эволюционного учения;

2) книга И. И. Пузанова «Жан Батист Ламарк», рассказывающая о Ламарке, как о зоологе и его реформаторских идей в области системы изучения беспозвоночных;

3,4) книга Семена Резника «Раскрывшаяся тайна бытия» и «Книга для чтения по дарвинизму» Э. А. Киселева повествуют об истории развития эволюционных учений и основных законов биологии, их содержанием;

5) учебник Г. И. Рузавина «Концепции современного естествознания»

кратко формулирует основные положения теории эволюции;

6) учебник «Основы экологии» под редакцией Сапунова В. Б. И Обухова В. Л. раскрывает многие биологические понятия, термины.

2. Эволюционные воззрения Ламарка.

Одним из первых ученых, занимавшихся исследованиями теории эволюции, был французский биолог Жан Батист Ламарк (1774-1829) придерживавшийся взгляда, что виды постепенно изменяются, порождая новые, т. е. эволюционируют.

Значительный вклад Ламарка в биологическую мысль состоял в том, что он привел убедительные (для своего времени) аргументы в поддержку теории эволюции, выступив противником теории независимого и неизменного развития видов, утверждавшей, что с течением времени наблюдаются слабые отклонения от нормальных форм, но, в конце концов, эти уклонившиеся формы возвращаются к прежнему состоянию, что не может привести к возникновению новых видов.

Ламарк выдвинул гипотезу о факторах, контролирующих эволюционные изменения. Ламарк предполагал, что живые существа обладают способностью постепенно в течение многих поколений изменяться от простой структуры или организации к более сложной и совершенной.

Также он заметил, что часто используемые органы, как правило, имеют тенденцию увеличиваться в размере и выглядят более развитыми по сравнению с теми, которые менее упражняются. Ученый предположил, что изменения, приобретенные организмом в течение жизни, могут наследоваться потомством в определенной степени.

Удивительно тонкую и сложную структуру органов, обеспечивающих приспособленность к выполнению специфических функций, он объяснял изменениями, накапливаемыми в поколениях в результате наследования этих «приобретенных признаков».

Заслуга Ламарка состояла в том, что он строго придерживался эволюционной теории в то время, когда многие его коллеги твердо верили в создание определенных видов путем отдельных актов творения. Тем более, механизм наследования имел, вероятно, для него второстепенное значение по сравнению с главной целью – убедить всех своих противников в существовании процесса эволюции.

3. Теория эволюции Дарвина.

Ученым, совершившим переворот в развитии эволюционной теории, является Чарльз Дарвин. Дарвин вывел новую концепцию эволюции.

Дарвиновская концепция эволюции признает существование такой групповой изменчивости, которая приобретается организмами под действием определенных факторов, считает, что только случайные индивидуальные изменения, оказывающиеся полезными, могут передаваться по наследству и тем самым влиять на процесс дальнейшей эволюции.

Вот несколько слов Чарльза Дарвина в обоснование своей гипотезы естественного отбора: «Можно ли сомневаться, учитывая борьбу каждой особи за существование, что любое малое изменение в стремлении, привычках или инстинктах, способствующее лучшей приспособленности организма к новым условиям, скажется на его силе и благополучии.

В борьбе за существование оно дает больше шансов выжить, и те потомки, которые унаследовали это изменение, пусть даже очень малое, имеют больше преимуществ. Ежегодно появляется больше потомков, чем их может выжить. В течение жизни поколения самый малый выигрыш в балансе укажет, кто должен погибнуть и кто выживет.

Пусть такое действие отбора, с одной стороны, и гибель особей, с другой, продолжаются в течение тысяч поколений».(5)

Одним из важнейших аспектов теории Дарвина было ограничение полового отбора от других форм отбора. Дарвин отмечал, что у животных, имеющих два пола, существуют признаки, которые не способствуют выживанию особи и могут быть даже вредными для нее. В особенности это относится к самцам.

Если самец имеет такое строение или поведение, способствующее спариванию с ним самки в присутствии конкурента, то этот признак дает ему преимущества перед конкурентом оставить больше потомства.

Данный признак, по мнению Дарвина, будет развиваться, и совершенствоваться с течением времени, так как любые вариации, усиливающие его, дадут обладателю новые преимущества, и он оставит больше потомства, чем его менее удачливый соперник.

В дальнейшем развитие признака прекращается лишь тогда, когда его половые преимущества точно уравновешиваются механическими, физиологическими и другими недостатками, или, по словам самого Дарвина, когда половой отбор уравновешивается равным ему и противоположным по направлению естественным отбором.

Таким образом, Дарвин объяснил развитие многих вторичных половых признаков, таких, как красивые перья у райских птиц и хвостовые перья у павлина, наличие которых объяснить иначе невозможно.

В результате своих исследований Дарвин вывел основные принципы своей эволюционной теории:

1) Первый из них постулирует о том, что изменчивость является неотъемлемой частью всего живого.

В природе не существуют два совершенно одинаковых, тождественных организма. Мы все тщательнее и глубже изучаем природу и убеждаемся во всеобщем, универсальном характере изменчивости. Например, на первый взгляд может показаться, что все деревья в сосновом бору одинаковые, но более внимательное изучение может некоторые различия между ними.

Одна из сосен дает более крупные семена, другая – в состоянии лучше переносить засуху, у третей – повышенное содержание хлорофилла в иголках и т. д. В определенных условиях это незначительное, на первый взгляд, различие может стать тем решающим изменением, которое и определит, останется ли организм в живых или нет.

Дарвин различает два типа изменчивости:

1) «индивидуальная» или «неопределенная» изменчивость, т. е. передающаяся по наследству;

2) «определенная» или «групповая» – подверженная той группе организмов, которые оказываются под воздействием определенного фактора внешней среды.

3) Второй принцип теории Дарвина состоит в раскрытии внутреннего противоречия в развитии живой природы. С одной стороны все виды организмов имеют тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, а с другой – выживает и достигает зрелости лишь небольшая часть потомства.

Чарльз Дарвин характеризует этот принцип как «борьбу за существование». Под этим термином Дарвин подразумевает различные отношения между организмами, начиная от сотрудничества внутри вида против неблагоприятных условий окружающей среды, заканчивая конкуренцией между организмами.

4) Третьим принципом называется принципом естественного отбора, играющий фундаментальную роль во всех эволюционных теориях.

С помощью этого принципа Дарвин объясняет, почему из большого количества организмов выживают и развиваются лишь небольшое количество особей.

Чарльз Дарвин писал: «Выражаясь метафорически, можно сказать, что естественный отбор ежедневно и ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышно и невидимо, где бы и когда ни представился к тому случай, над усовершенствованием каждого органического существа в связи с условиями его жизни, органическими и неорганическими».

Самым слабым местом в теории Дарвина были его представления о наследственности. Неясным оставалось тот факт, каким образом изменения, связанные со случайным появлением полезных изменений могут сохраняться в потомстве и передаваться следующему поколению. Таким образом, теория Дарвина нуждалась в доработке и обосновании с учетом других биологических дисциплин, а в частности – генетики.

4. Исследования Грегори Менделя

Дарвин понимал, что для создания теории эволюции необходимо знание законов наследственности. Ко времени издания «Происхождения видов» Дарвина науке ничего не было известно о наследовании признаков.

Согласно взглядам Дарвина на наследственность считалось, что некое вещество, образуемое каждым из родителей, необратимо смешивается в потомстве, что и определяет развитие определенных признаков у последующих поколений. Исходя из этого считалось, что внук имеет смешанную наследственность.

Состоящую на одну четверть из вещества (или « крови»), полученного от деда и бабки.

И только Грегор Мендель заложил основы современной теории наследственности, или как её называют сейчас, генетики.

4.1. Принципы менделевской теории наследственности.

Менделевская наследственность объединяет пять основных принципов, два из которых он сформулировал в виде законов.

1) Наследственность дискретна, и за исключением половых хромосом, вклад каждого из родителей в свое потомство равноценен.

Материал, определяющий наследственные свойства, передается потомству сперматозоидом и яйцеклеткой и не смешивается. Наследственный материал представляет собой набор дискретных частиц, называемый генами.

Гены – это гигантские молекулы, определяющие своим строением и взаимодействием с другими аналогичными молекулами природу наследственных признаков.

2) Наследственные признаки не «загрязняют» друг друга. Гены, полученные потомством от родителей, составляют пары, причем таких пар в организме может быть тысячи. Гены передаются в том же виде, в котором они существовали у предков.

3) При скрещивании двух чистопородных организмов, различающихся по паре контрастирующих признаков, первое поколение, как правило, обладает признаками одного из родителей.

Таким образом, исходные (дедовские) формы вновь выявляются во втором поколении, или, как сейчас говорят, выщепляются.

Это первый закон Менделя, подтверждающий вышеизложенное второе положение, называемый законом расщепленя.

4) Если скрестить организмы, различающиеся по двум или большему числу пар контрастирующих признаков, то во втором поколении эти признаки распределяются совершенно независимо друг от друга. Это правило получило название закон независимого распределения.

5) Пятым принципом теории наследственности Менделя доказывалась исключительная стабильность генов. Гены редко претерпевают изменения (мутируют) с образованием разнообразных форм (мутантов).

Эти изменения могут вызывать появление новых наследственных признаков. Из 50 000 тысяч половых клеток только одна из них будет нести мутационное изменение по какому-либо гену.

Значительная часть половых клеток будет нести, по крайней мере, одну новую мутацию.

4.3. Доминантность наследственных признаков.

Прежде чем говорить о доминантности, следует раскрыть следующие понятия: аллели, гомозиготы, гетерозиготы.

Гены, контролирующие наследственные свойства, заключены в хромосомах. Хромосомы парные, поэтому каждый ген в клетке представлен дважды, по одному в каждой хромосоме и в том же месте хромосомы.

Гены, расположенные в одном и том же месте хромосомы называются аллеморфами (аллелями). Они могут быть одинаковыми, а могут различаться. Организм, имеющий пару одинаковых аллельных генов, называется гомозиготным.

Организм, несущий два различных аллеморфа, называется гетерозиготным.

Мендель работал с двумя чистыми линиями гороха: одна из которых с зелеными семенами gg, а другая с желтыми GG. (gg – рецессивный признак зеленых семян, GG – доминантный признак желтых семян). По внешнему виду образуется два вида типа семян в отношении 3 желтых к 1 зеленому.

Фенотипом называется совокупность признаков, которыми обладает организм, а генетический состав, определяющий эти признаки, называется генотипом .

В менделевском скрещивании имеется только два разных фенотипа во втором поколении в отношении 3 желтых к 1 зеленому, но три генотипа в отношении 1GG: 2Gg:1gg.

При скрещивании из двух чистых линий, различающих признаков, можно определить доминантность одного из признаков по расщеплению во втором поколении.

Если один из признаков доминирует, то мы получим два фенотипа в отношении 3: 1, где особей с доминантным признаком большинство. Но при отстутствии доминантности будет расщепление в отношении 1: 2: 1, где большинство гетерозигот.

В приведенной схеме 1 даны результаты возвратного скрещивания, где соотношение гетерозигот к

гомозиготам равно 1: 1.

5. Эволюция полигенных систем.

В процессе эволюции вырабатывается определенный генетический комплекс, обеспечивающий фенотипическую пластичность. каждый признак развивается в результате взаимодействия среды и генотипа. различные условия будут по-разному влиять на выражение признака, как, например, на вес семян или рост человека. значит, будут отбираться те гены или генные комбинации, которые во взаимодействии с данными условиями дадут приспособленный фенотип. таким образом, создается устойчивый генный комплекс, обеспечивающий приспособление к любым условиям среды, с которым может столкнуться организм и где еще не шел естественный отбор

6. Генетический дрейф.

Кроме естественного отбора, существует еще один фактор, который может способствовать повышению концентрации мутантного гена в популяции и даже полностью вытеснить его нормальный алллеломорф.

Биолог С. Райт исследовал этот случайный процесс (генетический дрейф) при помощи математических моделей и применил этот принцип к изучению проблем эволюции. При постоянных условиях генетический дрейф имеет решающее значение в очень маленьких популяциях, следовательно, популяция становится гомозиготной по многим генам и генетическая изменчивость уменьшается.

Также он полагал, что вследствие дрейфа в популяции могут возникнуть признаки вредные наследственные признаки, в результате чего такая популяция может погибнуть и не внести свой вклад в эволюцию вида. С другой стороны, в очень больших популяциях решающим фактором является отбор, поэтому генетическая изменчивость в популяции снова будет незначительна.

Популяция постепенно хорошо приспосабливается к условиям окружающей среды, но дальнейшие эволюционные изменения зависят от появления новых благоприятных мутаций. Такие мутации происходят медленно, поэтому эволюция в больших популяциях идет медленно.

В популяциях промежуточной величины генетическая изменчивость повышена, новые выгодные комбинации генов образуются случайно, и эволюция идет быстрее, чем двух других описанных выше случаях популяциях.

Также следует помнить, что, когда один аллель теряется из популяции, он может вновь появиться только благодаря определенной мутации.

Но в случае, если вид разделен на ряд популяций, в одних из которых потерян один аллель, а в других другой, то утерянный из данной популяции ген может появиться в ней благодаря миграции из другой популяции, где есть данный ген. Вот таким образом сохранится генетическая изменчивость.

Исходя из этого Райт, предположил, что наиболее быстрые эволюционные изменения будут происходить у видов, подразделенных на многочисленные популяции различной величины, причем между популяциями возможна некоторая миграция.

Райт соглашался с тем, что естественный отбор – один из важнейших факторов эволюции, однако генетический дрейф, по его мнению, также является существенным фактором, определяющим длительные эволюционные изменения внутри вида, и что многие признаки, отличающие один вид от другого, возникли путем дрейфа генов и были безразличны или даже вредны по своему влиянию на жизнеспособность организмов.

По поводу теории генетического дрейфа разгорались споры между учеными – биологами. Например, Т. Добжанский считал, что не имеет смысла ставить вопрос, какой фактор играет большую роль – генетический дрейф или естественный отбор. Эти факторы взаимодействуют между собой. Возможны две ситуации:

1) Если в эволюции каких-либо видов главенствующее положение занимает отбор, то в этом случае будет наблюдаться или направленное изменение частот генов, или стабильное состояние, определяемое условиями окружающей среды.

2) Когда же на протяжении длительного периода времени более важен дрейф, то тогда направленные эволюционные изменения не будут связаны с природными условиями и даже возникшие незначительные неблагоприятные признаки могут широко распространиться в популяции.

В целом же генетический дрейф исследован еще недостаточно хорошо и определенного, единого мнения об этом факторе еще в науке не сложилось.

7. Заключение.

Исследования в области генетики и экологии выявили ряд факторов, контролирующих выработку приспособлений и видообразование. Силы, лежащие в основе эволюции семейств, порядков и классов, не могут быть так легко определены.

Синтез генетики и эволюции в основном состоял во взаимодействии менделевской теории наследственности и великой по своей научной значимости теории Дарвина.

На современном этапе развития генетики и эволюции все большее значение приобретает генная инженерия. Ученым удалось расшифровать структуру молекулы ДНК, что позволило создавать на базе известных видов новые, с заранее запрограммированными, не свойственными этому виду качествами.

Серьезнейшей проблемой в практическом использовании генной инженерии является безопасность продуктов применения продуктов генной инженерии для существования Человечества. Наряду с этим выступает проблема клонирования, т.е. производства организмов абсолютно схожих по своей молекулярной структуре, а также измененной в соответствии с требованиями ученых.

Клонирование влечет за собой множество морально- этических проблем, главной из которых является клонирование человека.

8. Список литературы.

1. Шеппард Ф. М. Естественный отбор и наследственность.- М.: Просвещение, 1970.

2. Киселева Э. А. Книга для чтения по дарвинизму. – М.: Просвещение, 1970.

3. Пузанов И. И. Жан Батист Ламарк.- М.: Просвещение, 1959.

4. Резник С. Раскрывшаяся тайна бытия. – М.: Знание, 1976.

5. Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. –М.: Юнити, 2000.

6. Основы экологии./ под ред. Обухова В. Л. и Сапунова В. Б.-

С.-Пб : Специальная литература, 1998.

9. Словарь терминов.

Аллели — гены, расположенные в одном и том же месте хромосомы.

Вид — совокупность живых организмов, населяющих определенную экологическую нишу, имеющая общность строения и физиологии и составляющая цельную генетическую систему.

Гаметы — женские и мужские половые клетки, обеспечивающие при слиянии развитие новой особи и передачу наследственных признаков от родителей к потомкам.

Гены — это гигантские молекулы, определяющие своим строением и взаимодействием с другими аналогичными молекулами природу наследственных признаков.

ДНК — (кратко) носитель определенной генетической информации, определенные участки которой соответствуют определенным генам.

Локус- определенный участок на хромосоме.

Хромосома- структурный элемент ядра клетки, в котором заключена наследственная информация организма.

Источник: https://www.bestreferat.ru/referat-34199.html

Реферат на тему

«Эволюция и Генетика»

Генетика и эволюция. Основные аксиомы биологии


План

1. Введение

2. Эволюционные воззрения Ламарка

3. Теория эволюции Дарвина

4. Исследования Грегори Менделя

5. Закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя) 6.Закон расщепления (второй закон Менделя)

7. Закон независимого комбинирования (наследования) признаков (третий закон Менделя

8. Признание открытий Менделя 9. Значение работ Менделя для развития генетики

10.Эволюция полигенных систем.

11. Генетический дрейф.

12. Современная генетика.

13.Основные аксиомы биологии.

14. Заключение.

15. Список литературы.

16. Словарь терминов

1. Введение

Эволюция и генетика – это краеугольные камни понимания человечеством своего происхождения и путей развития жизни на Земле.

В рассмотрении моей темы войдут вопросы развития эволюционных учений, начиная с Эмпедокла, жившего в V веке до нашей эры, утверждавшего, что изначально были созданы различные органы – ноги, руки, ласты и т. д.

; и заканчивая последней, наиболее широко известной теорией о происхождении видов

Чарльза Дарвина, а также её оппонентов и многочисленных сторонников, самостоятельно занимающихся изучением и разработкой дарвиновской концепции.

Также следует сказать, что генетика и эволюция – науки взаимосвязанные.

Эволюция-это историческое изменение формы организации и поведения живых существ в ряду поколений. Эволюционная теория даёт объяснение той совокупности признаков, которые характеризуют всё живое на Земле. По мере развития науки стали накапливаться данные, противоречащие идее неизменности видов. Геологические исследования показали, что жизнь на Земле существует не несколько тысяч лет, как считалось раньше, а многие миллионы лет. Были найдены ископаемые остатки древних животных и растений, сходных с современными, но в то же время отличающихся от них по многим особенностям строения. Это могло свидетельствовать о том, что современные виды есть изменённые потомки давно вымерших видов. Генетика — область биологии, изучающая наследственность и изменчивость. Человек всегда стремился управлять живой природой: структурно-функциональной организацией живых существ, их индивидуальным развитием, адаптацией к окружающей среде, регуляцией численности и т. д. Генетика ближе всего подошла к решению этих задач, вскрыв многие закономерности наследственности и изменчивости живых организмов и поставив их на службу человеческому обществу. Этим объясняется ключевое положение генетики среди других биологических дисциплин. Человеком давно отмечены три явления, относящиеся к наследственности: во-первых, сходство признаков потомков и родителей; во-вторых, отличия некоторых (иногда многих) признаков потомков от соответствующих родительских признаков; в-третьих, возникновение в потомстве признаков, которые были лишь у далеких предков. Преемственность признаков между поколениями обеспечивается процессом оплодотворения. С незапамятных времен человек стихийно использовал свойства наследственности в практических целях — для выведения сортов культурных растений и пород домашних животных. Первые идеи о механизме наследственности высказали еще древнегреческие ученые Демокрит, Гиппократ, Платон, Аристотель. Автор первой научной теории эволюции Ж.-Б. Ламарк воспользовался идеями древнегреческих ученых для объяснения постулированного им на рубеже XVIII-XIX вв. принципа передачи приобретенных в течение жизни индивидуума новых признаков потомству. Ч. Дарвин выдвинул теорию пангенезиса, объяснявшую наследование приобретенных признаков. Законы наследственности, открытые Г. Менделем, заложили основы становления генетики как самостоятельной науки.

Принципы генетики укрепили и дали прочную научную основу для развития эволюционных учений. Этот процесс начался с открытием законов Менделя и применением их к теории эволюции Дарвина.

2. Эволюционные воззрения Ламарка

Одним из первых ученых, занимавшихся исследованиями теории эволюции, был французский биолог Жан Батист Ламарк (1774-1829) придерживавшийся взгляда, что виды постепенно изменяются, порождая новые, т. е. эволюционируют.

Значительный вклад Ламарка в биологическую мысль состоял в том, что он привел убедительные (для своего времени) аргументы в поддержку теории эволюции, выступив противником теории независимого и неизменного развития видов, утверждавшей, что с течением времени наблюдаются слабые отклонения от нормальных форм, но, в конце концов, эти уклонившиеся формы возвращаются к прежнему состоянию, что не может привести к возникновению новых видов.

Ламарк выдвинул гипотезу о факторах, контролирующих эволюционные изменения.

Ламарк предполагал, что живые существа обладают способностью постепенно в течение многих поколений изменяться от простой структуры или организации к более сложной и совершенной.

Также он заметил, что часто используемые органы, как правило, имеют тенденцию увеличиваться в размере и выглядят более развитыми по сравнению с теми, которые менее упражняются.

Ученый предположил, что изменения, приобретенные организмом в течение жизни, могут наследоваться потомством в определенной степени. Удивительно тонкую и сложную структуру органов, обеспечивающих приспособленность к выполнению специфических функций, он объяснял изменениями, накапливаемыми в поколениях в результате наследования этих «приобретенных признаков».

Заслуга Ламарка состояла в том, что он строго придерживался эволюционной теории в то время, когда многие его коллеги твердо верили в создание определенных видов путем отдельных актов творения. Тем более, механизм наследования имел, вероятно, для него второстепенное значение по сравнению с главной целью – убедить всех своих противников в существовании процесса эволюции.

3. Теория эволюции Дарвина

Ученым, совершившим переворот в развитии эволюционной теории, является Чарльз Дарвин. Дарвин вывел новую концепцию эволюции.

Дарвиновская концепция эволюции признает существование такой групповой изменчивости, которая приобретается организмами под действием определенных факторов, считает, что только случайные индивидуальные изменения, оказывающиеся полезными, могут передаваться по наследству и тем самым влиять на процесс дальнейшей эволюции.

Вот несколько слов Чарльза Дарвина в обоснование своей гипотезы естественного отбора: «Можно ли сомневаться, учитывая борьбу каждой особи за существование, что любое малое изменение в стремлении, привычках или инстинктах, способствующее лучшей приспособленности организма к новым условиям, скажется на его силе и благополучии. В борьбе за существование оно дает больше шансов выжить, и те потомки, которые унаследовали это изменение, пусть даже очень малое, имеют больше преимуществ. Ежегодно появляется больше потомков, чем их может выжить. В течение жизни поколения самый малый выигрыш в балансе укажет, кто должен погибнуть и кто выживет.

Пусть такое действие отбора, с одной стороны, и гибель особей, с другой, продолжаются в течение тысяч поколений».(5)

Одним из важнейших аспектов теории Дарвина было ограничение полового отбора от других форм отбора. Дарвин отмечал, что у животных, имеющих два пола, существуют признаки, которые не способствуют выживанию особи и могут быть даже вредными для нее. В особенности это относится к самцам.

Если самец имеет такое строение или поведение, способствующее спариванию с ним самки в присутствии конкурента, то этот признак дает ему преимущества перед конкурентом оставить больше потомства.

Данный признак, по мнению Дарвина, будет развиваться, и совершенствоваться с течением времени, так как любые вариации, усиливающие его, дадут обладателю новые преимущества, и он оставит больше потомства, чем его менее удачливый соперник.

В дальнейшем развитие признака прекращается лишь тогда, когда его половые преимущества точно уравновешиваются механическими, физиологическими и другими недостатками, или, по словам самого Дарвина, когда половой отбор уравновешивается равным ему и противоположным по направлению естественным отбором.

Таким образом, Дарвин объяснил развитие многих вторичных половых признаков, таких, как красивые перья у райских птиц и хвостовые перья у павлина, наличие которых объяснить иначе невозможно.

В результате своих исследований Дарвин вывел основные принципы своей эволюционной теории:

1) Первый из них постулирует о том, что изменчивость является неотъемлемой частью всего живого.

В природе не существуют два совершенно одинаковых, тождественных организма. Мы все тщательнее и глубже изучаем природу и убеждаемся во всеобщем, универсальном характере изменчивости. Например, на первый взгляд может показаться, что все деревья в сосновом бору одинаковые, но более внимательное изучение может некоторые различия между ними.

Одна из сосен дает более крупные семена, другая – в состоянии лучше переносить засуху, у третей – повышенное содержание хлорофилла в иголках и т. д. В определенных условиях, это незначительное, на первый взгляд, различие может стать тем решающим изменением, которое и определит, останется ли организм в живых или нет.

Дарвин различает два типа изменчивости:

1) «индивидуальная» или «неопределенная» изменчивость, т. е. передающаяся по наследству;

2) «определенная» или «групповая» – подверженная той группе организмов, которые оказываются под воздействием определенного фактора внешней среды.

3) Второй принцип теории Дарвина состоит в раскрытии внутреннего противоречия в развитии живой природы. С одной стороны все виды организмов имеют тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, а с другой – выживает и достигает зрелости лишь небольшая часть потомства.

Чарльз Дарвин характеризует этот принцип как «борьбу за существование». Под этим термином Дарвин подразумевает различные отношения между организмами, начиная от сотрудничества внутри вида против неблагоприятных условий окружающей среды, заканчивая конкуренцией между организмами.

4) Третьим принципом называется принципом естественного отбора, играющий фундаментальную роль во всех эволюционных теориях.

С помощью этого принципа Дарвин объясняет, почему из большого количества организмов выживают и развиваются лишь небольшое количество особей.

Чарльз Дарвин писал: «Выражаясь метафорически, можно сказать, что естественный отбор ежедневно и ежечасно расследует по всему свету мельчайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышно и невидимо, где бы и когда ни представился к тому случай, над усовершенствованием каждого органического существа в связи с условиями его жизни, органическими и неорганическими».

Самым слабым местом в теории Дарвина были его представления о наследственности. Неясным оставалось тот факт, каким образом изменения, связанные со случайным появлением полезных изменений могут сохраняться в потомстве и передаваться следующему поколению. Таким образом, теория

Дарвина нуждалась в доработке и обосновании с учетом других биологических дисциплин, а в частности – генетики.

4. Исследования Грегори Менделя

Основные законы наследуемости были описаны более века назад чешским монахом Грегором Менделем (1822-1884), преподававшим физику и естественную историю в средней школе г. Брюнна (г. Брно). Мендель занимался селекционированием гороха, и именно гороху, научной удаче и строгости опытов Менделя мы обязаны открытием основных законов наследуемости: закона единообразия гибридов первого поколения, закона расщепления и закона независимого комбинирования. Г. Мендель не был пионером в области изучения результатов скрещивания растений. Такие эксперименты проводились и до него, с той лишь разницей, что скрещивались растения разных видов. Потомки подобного скрещивания (поколение F 1) были стерильны, и, следовательно, оплодотворения и развития гибридов второго поколения (при описании селекционных экспериментов второе поколение обозначается F2) не происходило. Другой особенностью доменделевских работ было то, что большинство признаков, исследуемых в разных экспериментах по скрещиванию, были сложны как по типу наследования, так и с точки зрения их фенотипического выражения. Гениальность (или удача?) Менделя заключалась в том, что в своих экспериментах он не повторил ошибок предшественников. Как писала английская исследовательница Ш. Ауэрбах, «успех работы Менделя по сравнению с исследованиями его предшественников объясняется тем, что он обладал двумя существенными качествами, необходимыми для ученого: способностью задавать природе нужный вопрос и способностью правильно истолковывать ответ природы». Во-первых, в качестве экспериментальных растений Мендель использовал разные сорта декоративного гороха внутри одного рода Pisum. Поэтому растения, развившиеся в результате подобного скрещивания, были способны к воспроизводству. Во -вторых, в качестве экспериментальных признаков Мендель выбрал простые качественные признаки типа «или /или» (например, кожура горошины может быть либо гладкой, либо сморщенной), которые, как потом выяснилось, контролируются одним геном. В-третьих, подлинная удача (или гениальное предвидение?) Менделя заключалось в том, что выбранные им признаки контролировались генами, содержавшими истинно доминантные аллели. И, наконец, интуиция подсказала Менделю, что все категории семян всех гибридных поколений следует точно, вплоть до последней горошины, пересчитывать, не ограничиваясь общими утверждениями, суммирующими только наиболее характерные результаты (скажем, таких-то семян больше, чем таких-то). Мендель экспериментировал с 22 разновидностями гороха, отличавшимися друг от друга по 7 признакам (цвет, текстура семян). Свою работу Мендель вел восемь лет, изучил 10 000 растений гороха. Все формы гороха, которые он исследовал, были представителями чистых линий; результаты скрещивания таких растений между собой всегда были одинаковы. Результаты работы Мендель привел в статье 1865 г., которая стала краеугольным камнем генетики. Трудно сказать, что заслуживает большего восхищения в нем и его работе — строгость проведения экспериментов, четкость изложения результатов, совершенное знание экспериментального материала или знание работ его предшественников. Коллеги и современники Менделя не смогли оценить важности сделанных им выводов. По свидетельству А.Е. Гайсиновича, до конца XIX в. ее цитировали всего пять раз, и только один ученый — русский ботаник И.О. Шмальгаузен — оценил всю важность этой работы. Однако в начале XX столетия законы, открытые им, были переоткрыты практически одновременно и независимо друг от друга учеными К. Корренсом, Э. Чермаком и К. де Фризом. Значимость этих открытий сразу стала очевидна научному сообществу начала 1900-х годов; их признание было связано с определенными успехами цитологии и формированием гипотезы ядерной наследственности. 5. Закон единообразия гибридов первого поколения  (первый закон Менделя) Данный закон утверждает, что скрещивание особей, различающихся по данному признаку (гомозиготных по разным аллелям), дает генетически однородное потомство (поколение F 1), все особи которого гетерозиготны. Все гибриды F 1 могут иметь при этом либо фенотип одного из родителей (полное доминирование), как в опытах Менделя, либо, как было обнаружено позднее, промежуточный фенотип (неполное доминирование). В дальнейшем выяснилось, что гибриды первого поколения F 1, могут проявить признаки обоих родителей (кодоминирование). Этот закон основан на том, что при скрещивании двух гомозиготных по разным аллелям форм (АА и aа) все их потомки одинаковы по генотипу (гетерозиготны — Аа), а значит, и по фенотипу. 6.Закон расщепления (второй закон Менделя) Этот закон называют законом (независимого) расщепления. Суть его состоит в следующем. Когда у организма, гетерозиготного по исследуемому признаку, формируются половые клетки — гаметы, то одна их половина несет один аллель данного гена, а вторая — другой. Поэтому при скрещивании таких гибридов F 1 между собой среди гибридов второго поколения F2 в определенных соотношениях появляются особи с фенотипами как исходных родительских форм , так и F 1. В основе этого закона лежит закономерное поведение пары гомологичных хромосом (с аллелями А и а), которое обеспечивает образование у гибридов F 1 гамет двух типов, в результате чего среди гибридов F2 выявляются особи трех возможных генотипов в соотношении 1АА : 2 Аа : 1аа. Иными словами, «внуки» исходных форм — двух гомозигот, фенотипически отличных друг от друга, дают расщепление по фенотипу в соответствии со вторым законом Менделя. Однако это соотношение может меняться в зависимости от типа наследования. Так, в случае полного доминирования выделяются 75% особей с доминантным и 25% с рецессивным признаком, т.е. два фенотипа в отношении 3:1. При неполном доминировании и кодоминировании 50% гибридов второго поколения (F2) имеют фенотип гибридов первого поколения и по 25% — фенотипы исходных родительских форм , т .е . наблюдается расщепление.

Источник: http://www.referatnatemu.com/15437

Генетика и эволюция

«Эволюция и Генетика»

Оглавление

Генетика и эволюция2

Введение3

Генетика и эволюция4

Генетика и этика проблемы генной инженерии и клонирования высших организмов и человека14

Заключение16

Список литературы17

Введение

Генетика представляет собой одну из основных, наиболее увлекательных и вместе с тем сложных дисциплин современного естествознания. Место генетики среди биологических наук определяются тем, что она изучает основные свойства организмов — наследственность и изменчивость .

В результате многочисленных блестящих по своему замыслу и тончайших по исполнению экспериментов в области молекулярной генетики современная биология обогатилась двумя фундаментальными открытиями, которые уже нашли широкое отражение в генетике человека, а частично и выполнены на клетках человека.

Без преувеличения можно сказать, что, наряду с молекулярной генетикой, генетика человека относится к наиболее прогрессирующим разделам генетики в целом. Ее исследования простираются от биохимического до популяционного, с включением клеточного и организменного уровней.

Генетика и эволюция

Под генотипом часто понимают всю наследственную систему. Любая наследственная система должна рассматриваться в трех аспектах: материальные носители, характер их взаимодействия между собой и определенность конечного результата (аспект целостности).

Из такого системного подхода следует важный вывод: если завтра будет известна полная последовательность ДНК данного организма, этих сведений будет недостаточно для понимания того, как же функционирует эта структура.

Необходимо знать характер связей между генами, изменчивость нормы реакции, условия онтогенеза, т. е. динамический аспект организации генотипа.

Очевидно, что существуют не только структурные, но и динамические способы кодирования, хранения и передачи наследственной информации. Генетика — это наука о наследственности. Под геномом имплицитно подразумевается вся наследственная система клетки. Термины геном и генотип стали в этом расширительном смысле семантически близки, отчасти синонимичны.

Наследственная система или геном клетки эукариот слагается из двух полуавтономных структурных подсистем — ядерной и цитоплазматической.

Совокупность наследственных структур и локализованных в них наследственных факторов ядра иногда обозначают термином нуклеотип, а совокупность цитоплазматических наследственных факторов — цитотип.[]

Открытия Г. Менделя (к истории вопроса). Грегором Менделем (1822-1884), были открыты основные законы наследуемости, которые были описаны более века назад.

Когда чешский монах, Георг Мендель в 1865 году опубликовал свою теорию наследственности, то, как это часто бывает в научном мире со слишком смелыми теориями, ее не приняли. Понадобилось почти 40 лет, аж до 1900 года, когда были открыты хромосомы, опыты его вспомнили, выделенные законы стали основой новой науки.

В истории генетики очень велика была роль концептуальных открытий, к которым следует отнести введение новых терминов, понятий, способов представления данных, символики, а также собственно концептуальных конструктов и открытий. Уже Г.Г.

Мендель ввел буквенную символику для обозначения разных факторов и обозначения фенотипически контрастных и отличающихся по характеру доминантности рецессивности состояний одного и того же наследственного фактора.

Это дало возможность представить в ясной форме характер наследования признаков в ряду поколений, установить количественные закономерности расщепления и анализировать его сложные случаи. Удивительна судьба понятия «ген».[]

Открытие двойной спирали ДНК и принципов редупликации — выдающееся научное открытие XX века — расшифровка двойной спирали ДНК — стало своеобразной вехой, знаменующей рождение принципиально новой, молекулярной генетики, появились новые направления и уникальные методы исследований, основанные на анализе структуры макромолекул.

Благодаря открытию Уотсона и Крика, удалось, в частности, понять лишь ощущавшийся в 20-40-е годы прошлого столетия принцип редупликации, самовоспроизведения генов.

Уотсон и Крик в знаменитой публикации 1953 года в журнале «Nature» так его сформулировали: «От нашего внимания не ускользнул тот факт, что из постулируемой нами избирательной сочетаемости пар (нуклеотидов А-Т, Г-Ц. — Ю.А.) вытекает возможный механизм копирования генетического материала».

Работа Уотсона и Крика связала генетику с такими точными науками, как физика и химия, способствовала открытию генетического кода и породила лавину исследований, сделавших молекулярную генетику передовым краем биологии.

Современная генетика — молекулярной своей частью, не исчерпывается, это — сложная и сильно дифференцированная наука.

Ее можно представить в виде древа, корнями которого служат законы наследственности, открытые в середине XIX века Грегором Менделем, а ветвями — различные научные направления, сформировавшиеся в процессе естественного развития генетики, в том числе и в последние десятилетия.

Если обратиться к уровням организации жизни, то можно выделить популяционную генетику (ведет исследования на уровне популяций), физиологическую генетику и генетику развития (изучают наследственные свойства целостного организма), цитогенетику (клеточный уровень), молекулярную генетику (молекулярный уровень).

Существуют и так называемые частные генетики, которые описывают наследственные особенности различных биологических видов: дрозофилы, крупного рогатого скота, курицы, собаки, кошки, человека и т.д.

Наконец, могут быть и более крупные подразделения: генетика животных, генетика растений, генетика микроорганизмов и, кроме того, существует огромная область, именуемая медицинской, или клинической, генетикой.[]

Геном человека и геном животных сходства и различия. Сравнение геномов человека, шимпанзе и других млекопитающих позволяет выявить все больше генетических особенностей, отличающих нас от других животных. Однако функциональное значение большинства выявленных отличий пока не установлено, и даже сколько-нибудь обоснованные гипотезы удается выдвинуть лишь в немногих случаях.

Вопрос отличия человека от животного, издавна не дает покоя ученым. Хотя этологи и зоопсихологи в последние годы превзошли самих себя в отыскании у животных многих особенностей мышления и поведения, считавшихся ранее чисто человеческими, какие-то отличия все же, безусловно, имеются.

Особые надежды возлагаются на сравнение человеческого генома с геномом шимпанзе. Это позволяет сразу исключить из рассмотрения те 98% генома, которые идентичны у наших видов.

Где-то там, в оставшихся двух процентах, зашифрована тайна человеческой уникальности. За успехами этих исследований общественность следит с неослабевающим интересом.

На сегодняшний день узнать о тех изменениях, которые произошли в нашем геноме после того, как около 6 млн. лет разошлись эволюционные пути человека и шимпанзе?

1. Изменения белков. Те части генома, которые кодируют белки, изменились очень мало.

Различия в аминокислотных последовательностях белков у человека и шимпанзе составляют значительно менее 1%, да и из этих немногочисленных различий большая часть либо не имеет функционального значения, либо это значение остается неизвестным. Лишь в отдельных случаях удалось выдвинуть обоснованные гипотезы о возможной функциональной роли этих изменений.

2. Изменения регуляторных РНК.

Еще один метод поиска «перспективных» районов человеческого генома основан на выявлении таких участков ДНК, которые у шимпанзе и других животных сходны между собой, а у человека сильно отличаются.

Таким способом было выявлено 49 участков генома, в которых у наших предков произошли радикальные изменения уже после того, как разошлись эволюционные линии шимпанзе и человека.

Попытки найти в этих 49 участках что-нибудь осмысленное привели к открытию гена HAR1F.

Этот ген кодирует не белок, а маленькую регуляторную РНК, которая активно синтезируется в мозге эмбриона как раз в тот период, когда закладывается структура коры больших полушарий (на седьмойдевятнадцатой неделе). Этот ген, как выяснилось, есть не только у всех млекопитающих, но и у птиц.

Однако человеческий HAR1F имеет 18 отличий от шимпанзиного, а шимпанзиный от куриного только два. Осталось лишь понять, какие гены регулирует эта маленькая регуляторная РНК, как она это делает и зачем.

3. Изменения активности генов. Эволюция многоклеточных организмов в целом и приматов в частности протекает не столько за счет изменения структуры генов, сколько за счет изменения их активности. Небольшое изменение в верхних этажах иерархически организованных генно-регуляторных контуров может приводить к самым радикальным изменениям морфологии.

При этом количество измененных нуклеотидов в геноме может быть очень небольшим. Активность генов регулируется множеством способов, но самой универсальной у высших организмов является регуляция при помощи специальных белков транскрипционных факторов (ТФ). Любопытно, что почти все гены, чья активность в клетках мозга сильно различается у человека и шимпанзе, у человека работают активнее.

Что бы это значило? Никто пока не знает.

4. Удвоение генов. Активность генов может меняться в ходе эволюции не только под действием различных регуляторов ТФ или регуляторных РНК но и в результате дупликации генов. При прочих равных два одинаковых гена произведут больше продукта, чем один. Дупликация генов, так же как и их потеря весьма обычное явление в эволюции.

В человеческой эволюционной линии (после ее обособления 6 млн лет назад) произошло как минимум 134 генных дупликации. Удваивались не только гены, но и все то, что находится между ними всевозможные некодирующие участки ДНК, функция которых в большинстве случаев неизвестна.

Иногда происходило удвоение отдельных фрагментов

Источник: https://www.studsell.com/view/31894/

Генетика и эволюционная теория — биология — Я Биолог

«Эволюция и Генетика»

Популяцией называется совокупность особей одного вида, занимающих определенную территорию и обменивающихся генетическим материалом. Ввиду того, что живые организмы, входящие в одну популяцию, свободно скрещиваются между собой, можно охарактеризовать совокупность генов, свойственную всей популяции в целом и называемую генофондом популяции.

В каждом поколении отдельные особи вносят больший или меньший вклад в общий генофонд в зависимости от их приспособительной ценности. Неоднородность организмов, входящих в популяцию, создает условия для действия естественного отбора, поэтому популяция считается наименьшей эволюционной единицей, с которой начинаются эволюционные преобразования вида.

Популяция, таким образом, представляет собой надорганизменную форму организации жизни.

Популяция, однако, не является полностью изолированной группой. Иногда происходит скрещивание между особями различных популяций, хотя это бывает гораздо реже, чем между организмами одной популяции. Если же какая-либо популяция окажется полностью, географически или экологически, изолированной от других, она может дать начало новому подвиду, а впоследствии и виду.

Продолжительность жизни любой отдельной особи в сопоставлении с временным масштабом эволюции настолько мала, что ее индивидуальный генотип не может иметь какого-либо значения в эволюционном процессе.

Поэтому реальные эволюционные сдвиги могут происходить только в популяциях, которые существуют в течение значительно большего времени.

Популяция характеризуется относительной генетической обособленностью от других популяций того же вида и обладает общим генофондом, обеспечивающим генотипическое сходство входящих в нее особей.

Но у отдельных особей популяции иногда возникают наследственные изменения, которые в результате свободного скрещивания распространяются в популяции.

В результате этого внутри популяции появляется генетическая неоднородность особей, которая создает условия для естественного отбора.

Следовательно, популяция представляет собой элементарную биологическую единицу, где возникают эволюционные процессы.

Популяция является частью вида, то есть все особи, ее составляющие, принадлежат к одному виду. Но популяция значительно более однородна по генотипическому составу, так как между ее особями постоянно происходит обмен генами, что нетипично для представителей всего вида в целом. Кроме того, генетическая обособленность популяции является относительной.

При нарушении изоляции между различными популяциями становится возможным скрещивание, то есть взаимный обмен генами. В результате через некоторое время популяции смешаются. Вид же представляет собой генетически замкнутую систему.

Это означает, что представители одного вида не могут скрещиваться с представителями других видов, а следовательно, мутация, возникшая внутри одного вида, никогда не выйдет за его пределы.

Промежуточной формой между популяцией и видом является подвид, который представляет собой группу популяций, заметно отличающуюся от других групп того же вида по генотипу и фенотипу. Иногда в подвид входит только одна популяция, что характерно для организмов, обитающих на изолированных островах.

Разные популяции одного вида отличаются по частоте генов. Каковы же причины, препятствующие смешиванию популяций?

Основными причинами, обусловливающими различную частоту определенных генов (вернее, аллелей) среди популяций одного вида, являются независимое появление в них мутаций различного типа и генетический дрейф. Последний может возникнуть при отделении новой популяции от родительской из-за того, что процент определенных аллелей среди отделившихся особей будет иным, чем в исходной популяции.

Например, некий аллель встречается в популяции в 1% случаев. Допустим, что 10 животных из этой популяции были занесены на изолированный остров и там образовали новую популяцию. Если среди этих десяти одно было носителем данного аллеля, то его частота в новой популяции будет составлять уже 10%. Если же не было ни одного, то в образовавшейся популяции этот аллель будет отсутствовать.

Второй причиной генетического дрейфа являются волны (флуктуации) численности популяций. Флуктуации могут быть сезонными (например, повышение численности в период размножения и постепенное ее снижение до начала следующего периода) или годичными (увеличение численности в годы с благоприятными условиями жизни и ее снижение при неблагоприятных климатических или других условиях).

После очередного спада численности популяции оставшаяся часть особей может отличаться по генетическому составу от прежней, многочисленной, популяции, так как часть мутаций по чисто случайным причинам может полностью исчезнуть из популяции вместе с гибелью их носителей, а другая часть может так же чисто случайно возрасти. Поскольку такие изменения носят случайный характер, их результат в других популяциях будет совершенно иным.

Главной причиной, препятствующей смешиванию популяций, является их пространственная или экологическая изоляция. Наиболее распространенной и изученной является географическая (пространственная) изоляция, когда между популяциями возникают преграды в виде гор, водных пространств и т.д.

Кроме географической возможна экологическая изоляция, когда популяции занимают различные экологические ниши (местообитание в пределах одного водоема или леса, сроки размножения и т.д.). В этом случае скрещивание также становится невозможным, что приводит к образованию новых видов.

Генетической структурой популяции называют соотношение в ней различных генотипов и аллельных генов. Математик Д. Харди и врач В. Вайнберг сформулировали закон, согласно которому относительные частоты генов (гомо- и гетерозигот) в популяции при свободном скрещивании не изменяются из поколения в поколение.

Этот закон справедлив только для так называемой «идеальной» популяции: такая популяция должна быть достаточно велика, в ней не должно быть отбора, мутаций, миграции особей.

Была выведена формула, которая позволяет по фенотипам определять соотношение генотипов и аллельных генов в такой популяции:, где р — частота встречаемости доминантного аллеля A; q — частота встречаемости рецессивного аллеля а.

Для эволюции важным является как раз нарушение равновесия генов; идеальной популяции в природе не существует.

Связь генетических процессов с начальными этапами эволюции впервые установил замечательный русский ученый С.С. Четвериков (1926). Он считал, что в основе эволюционных процессов лежат насыщенность природных популяций рецессивными мутациями и колебания частот генов в популяции в зависимости от факторов внешней среды.

Накопление в пределах популяции рецессивных мутаций, которые не проявляются фенотипически, создает резерв наследственной изменчивости (И.И. Шмальгаузен). При возрастании концентрации мутаций возрастает и вероятность скрещивания особей, несущих аллельные рецессивные гены, в результате чего мутации проявляются фенотипически и попадают под контроль естественного отбора.

Таким образом, изменения в популяциях происходят в соответствии с направлением естественного отбора.

Источник:

29.Генетика и эволюционная теория

Современные генетические данные  позволяют по-новому и  более  глубоко  понять  теорию  Ч.Дарвина.

  Становится  ясным,  что  в основе  его  формулировки  неопределенной  изменчивости,  которая,  по  мнению  Дарвина,  играет  важную  роль  в  предоставлении материала  для  естественного  отбора,  могут,  как  потом  выяснили, лежать мутационные  процессы.  Именно  мутации дают первичный материал  для  эволюции.

Основной  формой  существования  вида  являются  популяции. Знание генетических процессов,  происходящих  в  популяциях,  необходимо для  изучения  начальных  этапов  эволюции.

У  животных плотность  популяции  и  ее динамика регулируются не  только  спонтанными  поведенческими  и  физиологическими механизмами,  но  и  путем  перестройки ее генетической  структуры.

В  настоящее  время  интенсивно  развивается  особое  направление генетики,  называемое  генетикой  популяций.  Генетика  популяций имеет  большое  значение  для  современной  микроэволюционной теории.

В  основе  генетической  изменчивости  популяций  находятся  закономерности  наследования  признаков  (собственно  наследуется не  признак,  а  код  наследственной  информации,  определяющий норму реакции генотипа).

  Генетика популяций, как самостоятельная  наука,  существует  с  начала  XX  века.  Основоположником  нового  направления  генетических  исследований  популяций  считают датского генетика,  автора термина «популяция»  Вильгельма  Иогансена (1857 — 1927),  который в  1903 г.

опубликовал работу «О наследовании в популяциях и чистых линиях».

Ученый экспериментально  доказал  эффективность действия  отбора  в  природных  популяциях  и  одновременно  с  этим  показал  неэффективность действия отбора  в  чистых  линиях  (в  гомозиготном  потомстве,  получаемом от  одной  самооплодотворяющейся  особи).

Природные  популяции  представляют  собой  гетерогенные  смеси генотипов.  Совокупность всех генов популяции  вида составляет ее генофонд. Все природные популяции насыщены мутациями.

Колебания  численности  (волны  жизни,  или  популяционные  волны) могут привести к повышению  гомозиготности  популяции  и  утрате отдельных аллельных генов. Термин  «волны жизни» предложен  крупным  отечественным  генетиком  С.С.Четвериковым  в 1905 г.

  Волны жизни могут быть сезонными (периодическими), генетически обусловленными и  несезонными  (результат воздействия популяцию  различных факторов среды).

  Эволюционное  значение  волн  жизни  заключается  в  том,  что  этот  процесс  может  приводить  к  случайным  изменениям  концентрации  различных  мутаций  и  генотипов  в  популяции.  Популяционные  волны  могут оказывать влияние на направленность и  интенсивность естественного отбора.

При низкой численности популяции волны жизни, приводящие  к  резким  колебаниям  численности  особей,  представляют собой  определенную  опасность. Исследования  С.С.

Четверикова  и  его  последователей  показали,  что  в  природных  популяциях  растений  и  животных,  при  всей их  относительной  фенотипической  однородности,  они  насыщены  разнообразными рецессивными мутациями.  Мутированные хромосомы постепенно распространяются  в  пределах популяции.

  Фенотипически  мутации  проявляются  только  в  случае  гомозиготности.  Как раз в условиях повышенной  концентрации мутаций  вероятность скрещивания  особей,  несущих  рецессивные  аллели,  значительно  возрастает.

  Это  приводит  к  проявлению  мутаций  в  фенотипе,  и  они  попадают  под  прямой  контроль  естественного  отбора.

При отсутствии давления внешних факторов и соблюдении принципа панмиксии  (свободное,  не близкородственное скрещивание) частоты  генотипов  в  популяции  сохраняются  неизменными,  находясь в определенном равновесии в соответствии с законом Харди—Вайнберга (1908).

  Закон  установлен  независимо друг от друга английским  математиком  Годфри  Харди  и  немецким  генетиком Вильгельмом  Вайнбергом.  Закон  описывает  распределение  частот генотипических классов  в  панмиксической  популяции  при  различиях  в  одной  паре  аллелей.

Можно  представить,  что  в  популяции  число  форм,  гомозиготных по аллелям АА и аа, одинаково.  При панмиксии при образовании  зигот  возможны  различные  комбинации.

Это  же  соотношение  сохранится  во  всех  последующих  поколениях.  При частоте аллеля А, равной р,  и  частоте аллеля  а,  равной  q, частоты  трех  генотипических  классов  {АА,  Аа  и  аа)  составляют: р 2  + 2pq + q 2   =  1.  Это формула Харди— Вайнберга. Закон  Харди — Вайнберга  —  один  из  фундаментальных законов

популяционнои  генетики,  выражающий  проявление  менделевских закономерностей  наследования  на  популяционном  уровне.  Закон

характеризует  состояние  популяции  при  относительном  постоян­стве  внешних  факторов.

Источник:

эволюционная генетика – это… Что такое эволюционная генетика?

  • эволюционная генетика — Раздел генетики, исследующий роль факторов наследственности и изменчивости в биологической эволюции, а также генетические аспекты процессов видообразования. [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский толковый словарь генетических терминов 1995… …   Справочник технического переводчика
  • Генетика — Фрагмент ДНК Генетика (от греч. γενητως …   Википедия
  • генетика — [нэ], и; ж. [от греч. genētikos относящийся к рождению, происхождению]. Наука о законах наследственности и изменчивости организмов. Г. человека. Г. растений. Медицинская г. Космическая г. * * * генетика (от греч. génesis  происхождение), наука о… …   Энциклопедический словарь
  • Эволюционная биология развития — (англ. evolutionary developmental biology, evo devo)  область биологии, которая, сравнивая онтогенез различных организмов, устанавливает родственные связи между ними и вскрывает развитие онтогенетических процессов в ходе эволюции. Она… …   Википедия
  • Эволюционная психология — (англ. evolutionary psychology)  молодое и активно развивающееся направление современной психологии, которое занимается изучением видоспецифических психологических особенностей человека как представителя вида Homo sapiens (человек… …   Википедия
  • ГЕНЕТИКА — (от греч. genesis происхождение), наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими. В её основу легли закономерности наследственности, обнаруженные Г. Менделем при скрещивании разл. сортов гороха (1865), а также… …   Биологический энциклопедический словарь
  • Эволюционная дистанция — – величина, характеризующая генетические различия между двумя организмами. Находится путём сравнения нуклеотидных последовательностей гомологичных генов. Мерой генетических различий считается процент несовпадений нуклеотидов в соответствующих… …   Википедия
  • Эволюционная биология — Ископаемый археоптерикс, обнаруженны …   Википедия
  • Эволюционная теория пола В. А. Геодакяна — Проверить нейтральность. На странице обсуждения должны быть подробности …   Википедия
  • Эволюционная педагогика — (ЭП) (англ. Evolutionary Pedagogics)  педагогика, в которой обучение рассматривается как процесс познавательной деятельности, соответствующий естественным законам развития человека, занимается изучением видоспецифических особенностей его… …   Википедия

Источник: https://yabiolog.ru/drugoe/genetika-i-evolyutsionnaya-teoriya-biologiya.html

Генетика и эволюция — TextReferat.com — бесплатный банк рефератов без плагиата

«Эволюция и Генетика»

План

1. Введение…………………………………………………… .3–4 стр.

2. Эволюционные воззрения Ламарка…………………………4-5 стр.

3. Теория эволюции Дарвина………………………………… .5-9 стр.

4. Исследования Грегори Менделя…………………………….9-10 стр.

4.1. принципы менделевской теории наследственности…10-11 стр.

4.2. доминантность наследственных признаков ………….11-13 стр.

5. Эволюция полигенных систем……………………………….13-15 стр.

6. Генетический дрейф.………………………………………… 15-17 стр.

7. Заключение. …………………………………………….…… .18 стр.

8. Список использованной литературы………………………….19 стр.

9. Словарь терминов……………………………………………….20 стр.

Введение.

Эволюция и генетика – это краеугольные камни понимания человечеством своего происхождения и путей развития жизни на Земле.

В рассмотрении нашей темы войдут вопросы развития эволюционных учений, начиная с Эмпедокла, жившего в V веке до нашей эры, утверждавшего, что изначально были созданы различные органы – ноги, руки, ласты и т. д.

; и заканчивая последней, наиболее совершенной (широко известной) теорией о происхождении видов Чарльза Дарвина, а также её оппонентов и многочисленных сторонников, самостоятельно занимающихся изучением и разработкой дарвиновской концепции.

Также следует сказать, что генетика и эволюция – науки взаимосвязанные. Принципы генетики укрепили и дали прочную научную основу для развития эволюционных учений. Этот процесс начался с открытием законов Менделя и применением их к теории эволюции Дарвина.

В данной работе были использованы несколько источников:

1) книга известного биолога Ф. Шеппарда «Естественный отбор и наследственность», посвящена исследованию в области эволюционной генетики, где были затронуты вопросы развития теории Дарвина как основополагающего эволюционного учения;

2) книга И. И. Пузанова «Жан Батист Ламарк», рассказывающая о Ламарке, как о зоологе и его реформаторских идей в области системы изучения беспозвоночных;

3,4) книга Семена Резника «Раскрывшаяся тайна бытия» и «Книга для чтения по дарвинизму» Э. А. Киселева повествуют об истории развития эволюционных учений и основных законов биологии, их содержанием;

5) учебник Г. И. Рузавина «Концепции современного естествознания»

кратко формулирует основные положения теории эволюции;

6) учебник «Основы экологии» под редакцией Сапунова В. Б. И Обухова В. Л. раскрывает многие биологические понятия, термины.

2. Эволюционные воззрения Ламарка.

Одним из первых ученых, занимавшихся исследованиями теории эволюции, был французский биолог Жан Батист Ламарк (1774-1829) придерживавшийся взгляда, что виды постепенно изменяются, порождая новые, т. е. эволюционируют.

Значительный вклад Ламарка в биологическую мысль состоял в том, что он привел убедительные (для своего времени) аргументы в поддержку теории эволюции, выступив противником теории независимого и неизменного развития видов, утверждавшей, что с течением времени наблюдаются слабые отклонения от нормальных форм, но, в конце концов, эти уклонившиеся формы возвращаются к прежнему состоянию, что не может привести к возникновению новых видов.

Ламарк выдвинул гипотезу о факторах, контролирующих эволюционные изменения. Ламарк предполагал, что живые существа обладают способностью постепенно в течение многих поколений изменяться от простой структуры или организации к более сложной и совершенной.

Также он заметил, что часто используемые органы, как правило, имеют тенденцию увеличиваться в размере и выглядят более развитыми по сравнению с теми, которые менее упражняются. Ученый предположил, что изменения, приобретенные организмом в течение жизни, могут наследоваться потомством в определенной степени.

Удивительно тонкую и сложную структуру органов, обеспечивающих приспособленность к выполнению специфических функций, он объяснял изменениями, накапливаемыми в поколениях в результате наследования этих «приобретенных признаков».

Заслуга Ламарка состояла в том, что он строго придерживался эволюционной теории в то время, когда многие его коллеги твердо верили в создание определенных видов путем отдельных актов творения. Тем более, механизм наследования имел, вероятно, для него второстепенное значение по сравнению с главной целью – убедить всех своих противников в существовании процесса эволюции.

3. Теория эволюции Дарвина.

Ученым, совершившим переворот в развитии эволюционной теории, является Чарльз Дарвин. Дарвин вывел новую концепцию эволюции.

Дарвиновская концепция эволюции признает существование такой групповой изменчивости, которая приобретается организмами под действием определенных факторов, считает, что только случайные индивидуальные изменения, оказывающиеся полезными, могут передаваться по наследству и тем самым влиять на процесс дальнейшей эволюции.

Вот несколько слов Чарльза Дарвина в обоснование своей гипотезы естественного отбора: «Можно ли сомневаться, учитывая борьбу каждой особи за существование, что любое малое изменение в стремлении, привычках или инстинктах, способствующее лучшей приспособленности организма к новым условиям, скажется на его силе и благополучии.

В борьбе за существование оно дает больше шансов выжить, и те потомки, которые унаследовали это изменение, пусть даже очень малое, имеют больше преимуществ. Ежегодно появляется больше потомков, чем их может выжить. В течение жизни поколения самый малый выигрыш в балансе укажет, кто должен погибнуть и кто выживет.

Пусть такое действие отбора, с одной стороны, и гибель особей, с другой, продолжаются в течение тысяч поколений».(5)

Одним из важнейших аспектов теории Дарвина было ограничение полового отбора от других форм отбора. Дарвин отмечал, что у животных, имеющих два пола, существуют признаки, которые не способствуют выживанию особи и могут быть даже вредными для нее. В особенности это относится к самцам.

Если самец имеет такое строение или поведение, способствующее спариванию с ним самки в присутствии конкурента, то этот признак дает ему преимущества перед конкурентом оставить больше потомства.

Данный признак, по мнению Дарвина, будет развиваться, и совершенствоваться с течением времени, так как любые вариации, усиливающие его, дадут обладателю новые преимущества, и он оставит больше потомства, чем его менее удачливый соперник.

В дальнейшем развитие признака прекращается лишь тогда, когда его половые преимущества точно уравновешиваются механическими, физиологическими и другими недостатками, или, по словам самого Дарвина, когда половой отбор уравновешивается равным ему и противоположным по направлению естественным отбором.

Таким образом, Дарвин объяснил развитие многих вторичных половых признаков, таких, как красивые перья у райских птиц и хвостовые перья у павлина, наличие которых объяснить иначе невозможно.

В результате своих исследований Дарвин вывел основные принципы своей эволюционной теории:

1) Первый из них постулирует о том, что изменчивость является неотъемлемой частью всего живого.

В природе не существуют два совершенно одинаковых, тождественных организма. Мы все тщательнее и глубже изучаем природу и убеждаемся во всеобщем, универсальном характере изменчивости. Например, на первый взгляд может показаться, что все деревья в сосновом бору одинаковые, но более внимательное изучение может некоторые различия между ними.

Одна из сосен дает более крупные семена, другая – в состоянии лучше переносить засуху, у третей – повышенное содержание хлорофилла в иголках и т. д. В определенных условиях это незначительное, на первый взгляд, различие может стать тем решающим изменением, которое и определит, останется ли организм в живых или нет.

Дарвин различает два типа изменчивости:

1) «индивидуальная» или «неопределенная» изменчивость, т. е. передающаяся по наследству;

2) «определенная» или «групповая» – подверженная той группе организмов, которые оказываются под воздействием определенного фактора внешней среды.

3) Второй принцип теории Дарвина состоит в раскрытии внутреннего противоречия в развитии живой природы. С одной стороны все виды организмов имеют тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, а с другой – выживает и достигает зрелости лишь небольшая часть потомства.

[1] 2 3

 скачать реферат

Источник: http://www.textreferat.com/referat-3870.html

«Эволюция и Генетика» (стр. 1 из 3)

«Эволюция и Генетика»

Федеральное агентство по образованию.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тверской Государственный Университет».

Факультет психологии и социальной работы.

Дисциплина «Концепции современного естествознания»

Реферат на тему: «Эволюция и Генетика».

Выполнил студент Золотёнкова А.А.

Проверил доктор биологических наук Комин Сергей Владимирович.

Тверь 2007

Оглавление.

Основы генетики

Разновидности мутаций. Мутации – основной материал для эволюции.

Изучение генетических основ эволюции.

Проблемы теории эволюции. Системы Аристотеля, Линнея, Ламарка.

Эволюция по Ч. Дарвину.

Популяция – элементарная единица эволюции.

Общая схема микроэволюции. Макроэволюция.

Синтетическая теория эволюции.

Используемая литература.

Основы генетики.

Генетика – наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими. В её основу легли закономерности, установленные чешским ученым Грегором Менделем (1822-1884) при скрещивании различных сортов гороха.

Наследственность – это неотъемлемое свойство всех живых существ сохранять и передавать в ряду поколений характерные для вида или популяции особенности строения, функционирования и развития.

Наследственность обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе задатков, ответственных за формирование свойств и признаков организма.

Благодаря ней некоторые виды оставались почти неизменны на протяжении сотен миллионов лет, воспроизводя за это время огромное количество поколений.

В тоже время в природе существуют различия между особями разных видов, так и одного и того же вида, сорта, породы и т.д. Это свидетельствует о том, что наследственность неразрывно связана с изменчивостью.

Изменчивость — способность организмов в процессе онтогенеза приобретать новые признаки и терять старые.

Изменчивость выражается в том, что в любом поколении отдельные особи чем-то отличаются и друг от друга, и от своих родителей.

Причиной этого является взаимодействие 2х факторов: наследственной информации, полученной от родителей, и конкретных условий внешней среды, в которых произошло индивидуальное развитие каждой особи.

Наследственность обеспечивает сохранение признаков и свойств организмов на протяжении многих поколений, а изменчивость обуславливает формирование новых признаков в результате изменения генетической информации или условий внешней среды.

Ген – функционально не делимая единица наследственного материала, определяющая проявление отдельного элементарного признака или свойства организма.

Совокупность генов в диплойдном наборе хромосом называется генотипом.

Совокупность внешних и внутренних признаков организмов называется фенотипом.

Разновидности мутаций. Мутации — материал эволюции.

Мутация — редкие, случайно возникающие стойкие изменения генотипа, затрагивающие весь геном (совокупность генов), целые хромосомы или их части. Конечный эффект мутации — изменение свойств белков. Мутационная изменчивость играет роль главного поставщика наследственных изменений. Именно она является первичным материалом всех эволюционных преобразований.

Принята распространенная классификация мутаций на Соматические и половые, последние делятся на три вида: Генные, Хромосомные, Геномные.

Генные мутации – наиболее частые. Они затрагивают изменения в структуре и порядке генов.

Их делят на синонимичные (замена триплета, без замены аминокислоты), несинонимичные (мутации в несинонемичных триплетах с последующей заменой аминокислоты и изменением структуры белка: 99% — летальны, 0, 01% — материал для эволюции), нонсенс (замена триплета на начало, конец или стоп сигнал 99% — летальны, 0, 01% — материал для эволюции). Мутации отдельных генов происходят редко, все они, как правило, случайны.

Хромосомные мутации — также играют важную эволюционную роль. Они связаны с изменением части или участка хромосом. Прежде всего, необходимо указать на удвоение генов в одной хромосоме, т. к.

именно благодаря этому в процессе эволюции накапливается генетический материал.

Нарастание сложности организации живого в ходе исторического развития в значительной степени опиралось на увеличение количества генетического материала.

Геномные мутации — приводят к кратному изменению всего генома. Частный случай полиплоидия — кратное увеличение числа хромосом у растений. У животных встречается крайне редко.

Она характеризуется более крупными размерами и мощным ростом. Существует и другая классификация мутаций на аутосомные и мутации в половых хромосомах.

Первые часто смертельны для организма (болезнь Дауна, синдром кошачьего крика).

Вторые связаны с изменениями в половых хромосомах (синдром Жанны Д`арк, Тернера, «ген преступности»). Также существуют более мелкие классификации мутаций на: доминантные рецессивные, вредные и полезные, летальные и полулетальные и т.д.

В естественных условиях они появляются под влиянием факторов внешней и внутренней среды. К ним относятся химические факторы (компоненты табака, формальдегиды, кофеин, пищевые консерванты и т.д.), физические факторы (ионизирующее излучение), биологические факторы (вирусы).

Одна из наиболее важных задач современной генетики является получение направленных мутаций, для достижения управления наследственностью.

Изучение генетических основ эволюции.

В 1904 г. К. Пирсон обосновал так называемый закон стабилизирующего скрещивания, согласно которому в условиях свободного скрещивания при любом исходном соотношении численности гомозиготных и гетерозиготных родительских форм в результате первого же скрещивания внутри сообщества устанавливается состояние равновесия.

В 1908 г. английский математик Г.

Харди пришел к выводу, что в неограниченно больших популяциях при наличии свободного скрещивания, при отсутствии давления мутаций, миграция и отбор относительная численность гомозиготных (как доминантных, так и рецессивных) и гетерозиготных особей будет сохранятся постоянной при условии равенства произведения числа гомозиготных (как доминантных, так и рецессивных) особей квадрату половины числа гетерозиготных форм. Эти закономерности длительное время не были признаны биологами-эволюционистами.

Лишь в 1926 г. С.С. Четвериковым была опубликована большая работа, привлекшая внимание к общебиологическому значению выкладок Пирсона и Харди. Четвериков подробно рассмотрел биолого-генетические основы эволюции и заложил основы новой научной дисциплины — популяционной генетики. Дальнейшее развитие популяционной генетики связано с работами С. Райта, Р. Фишера, Н.П.Дубининым и др.

Четвериков и его ученики Н.К. Беляев, С.М. Гершензон. П.Ф. Рокицкий и Д.Д. Ромашов впервые осуществили экспериментально-генетический анализ природных популяций дрозофилы, полностью подтвердивший их насыщенность рецессивными мутациями.

Было также установлено, что сохранение и распространение мутаций в популяции определяется генетико-автоматическими процессами. Детальный анализ этих процессов был проведен Ромашовым (1931), Дубининым (1931) и Райтом (1921, 1931).

Последний назвал их «явление дрейфа генов в популяции», а Четвериков — «генетико-стохастическими «, подчеркнув их вероятностно-статистическую природу.

Статистический анализ, показал, что в результате генетико-автоматических процессов уничтожаются множество возникших мутации и лишь некоторые доводятся до уровня заметных концентраций.

В силу вероятностной природы генетико-автоматических процессов они могут то устранять отдельные мутации, то поднимать их численность, позволяя отбору осуществлять механизм «проб и ошибок». Генетико-автоматические процессы постоянно выносят редкие мутации до уровня действия отбора и этим помогают последнему быстро «пересмотреть» новые варианты мутантов. Таким образом, генетико-автоматические процессы ускоряют эволюцию новых мутаций за счет сокращения ранних этапов размножения вновь возникших мутаций.

Детальное изучение генетических структур природных популяций и скорости распространения мутаций в природе превратилось сейчас в область биологии, активно разрабатываемую на основе математических методов.

Проблемы теории эволюции. Системы Аристотеля, Линнея, Ламарка.

Теория эволюции занимает особое место в изучении истории жизни. Она является фундаментом для всего естествознания. Применительно к живым организмам эволюцию можно определить, как постепенное развитие сложных организмов из присутствующих более простых с течением времени.

Представление об эволюции берет свое начало от Аристотеля(384-322 до н. э.) Именно он первым сформулировал теорию непрерывного развития живого из неживой материи, создав представление о «лестнице природы» применительно к миру животных.

Во всех органических телах он различал две стороны: материю, обладающую различными возможностями и форму – душу.

Аристотель различал три вида души: растительная, присущая растениям; чувствующая, свойственная животным и разумная, которой наделён только человек.

Большой вклад в создание системы взглядов о теории эволюции внес Карл Линней (1707-1778). Он предложил систему: класс, отряд, род, вид. Под последним он понимал группу организмов, происходящих от общих предков и дающих при скрещивании плодовитое потомство.

Всех животных Линней разделил на 6 классов (млекопитающие, птицы, амфибии, рыбы, насекомые и черви) поместив Человека рядом с обезьянами, оговорившись, что близость в системе не говорит о кровном родстве. Вопроса о происхождении видов для Линнея не существовало.

Он полагал, что все виды созданы «всемогущим творцом».

Источник: https://mirznanii.com/a/287137/evolyutsiya-i-genetika

Refy-free
Добавить комментарий