В чем состоят основные положения учения Ч. Дарвина?

1. Организмы изменчивы. Невозможно найти двух полностью тождественных кроликов, волков, ящериц или иных принадлежащих к одному виду животных или растений.

2. Различия между организмами, хотя бы частично, передаются по наследству.

3. Теоретически при благоприятных условиях любые организмы могут размножиться настолько, что в состоянии заполнить Землю, однако такого не случается, так как многие особи погибают, не успев произвести потомство.

4. Те организмы, которые располагают полезными свойствами, имеют большую вероятность выжить по сравнению с другими. Выжившие передают эти свойства своему потомству. Следовательно, эти свойства закрепляются в череде последующих поколений.

Доказательства теории Дарвина

На каких фактах Дарвин основывал доказательства своей теории?

Факты, на которых Дарвин основывал доказательства своей теории:

1) островные растения и животные резко отличаются от близких видов на континенте;

2) близкие виды на разных островах различаются по облику, размерам тела, жизненным привычкам на фоне разнообразных условий их обитания;

3) найдены ископаемые остатки гигантских ленивца и броненосца, существенно превосходивших размерами своих родственников, все еще населяющих Центральную и Южную Америку;

4) сохранение сумчатых и яйцекладущих именно в Австралии, где они оказались в изоляции, а в других местах земного шара вымерли;

5) различия между разными породами одного и того же вида одомашненных животных, которые порой даже более значительны, чем между разными видами диких животных;

6) каждый организм способен продуцировать больше потомков, чем их может выжить, и только ограниченное количество из них выживает и оставляет свое потомство.

Борьба за существование

Какие факты позволяют говорить о борьбе за существование? Как проявляется эта борьба в природе?

Живые организмы стремятся размножиться в геометрической прогрессии и теоретически любой организм может заполнить Землю очень быстро.

Фактически этого никогда не случается, так как жизненные ресурсы ограничены и достаются лишь немногим - тем, кто может одержать победу в борьбе за жизнь, или борьбе за существование.

Внутривидовая борьба за существование проявляется у разных видов, прежде всего, в конкуренции за кормовые ресурсы и полового партнера. Как правило, прямому столкновению особей препятствуют различные приспособления, среди которых следует выделить метки, обозначающие индивидуальный участок: пение певчих птиц, оставление пахучих выделений и т. п. Нарушение границ индивидуального участка нередко сопровождается боями. Реже встречается прямое взаимодействие, например каннибализм.

Изменчивость

Что такое изменчивость организмов?

Изменчивостью называют свойство организмов приобретать новые признаки, отличающие их от других организмов того же вида. Изменчивость затрагивает все свойства организмов: черты строения, окраску, физиологию, особенности поведения и пр.

Формы изменчивости

Какие виды изменчивости вам известны?

Различают две основные формы изменчивости - ненаследственную и наследственную (генетическую).

Наследственная изменчивость популяции

Что такое наследственная изменчивость популяции? Почему генофонд популяции изменяется во времени?

Наследственная изменчивость популяции - важнейшее свойство этой надорганизменной системы, которое заключается в том, что популяция в целом способна приобретать признаки, отличающие ее от других популяций того же вида.

Генофонд - сумма всех генотипов, представленных в популяции. Он является важнейшим показателем генетического состава всей популяции. Генофонд популяции изменяется во времени в связи с изменчивостью генотипов и в результате естественного отбора.

Адаптивные изменения генофонда

Какие факты могут служить доказательством приспособительного (адаптивного) характера изменений генофонда?

Одним из примеров, доказывающих приспособительный характер изменений генофонда популяции, может служить так называемый индустриальный механизм у березовой пяденицы.

Окраска крыльев этой бабочки имитирует окраску коры берез, на которых эти сумеречные бабочки проводят светлое время суток.

В популяциях, обитающих в индустриальных районах, со временем стали преобладать ранее крайне редкие темные бабочки, а белые, напротив, стали редкими. В генофондах этих популяций изменилась частота аллелей, определяющих соответствующую покровительственную окраску.

Эволюционные изменения генофонда

Какие изменения генофонда позволяют делать вывод о происходящих в популяции эволюционных изменениях?

О происходящих в популяции эволюционных изменениях можно судить по изменениям внешнего строения организмов, особенностей их поведения и образа жизни и в конечном итоге - по лучшей приспособленности популяции к данным условиям внешней среды. Происходящие изменения являются следствием возрастания в генофонде частот одних генов и снижения частот других.

Генетическое равновесие

Что такое генетическое равновесие? В каких условиях оно возможно?

Генетическое равновесие - состояние генофонда популяции, при котором наблюдается постоянство частот аллелей различных генов. Оно возможно только в условиях слабого давления естественного отбора, когда популяция живет изолированно.

Факторы нарушения генетического равновесия

Какие факторы являются причиной нарушения генетического равновесия в условиях, когда естественный отбор не действует?

Помимо естественного отбора к нарушению генетического равновесия в популяции приводят следующие факторы:

1) неслучайный подбор партнеров при спаривании, свойственный некоторым животным;

2) потеря некоторых редких видов, например из-за гибели их носителей (чем меньше численность популяции, тем большее влияние оказывают случайные факторы на ее генофонд);

3) разделение популяции на две неравные части некими неожиданно возникшими естественными или искусственными барьерами;

4) перенесение популяцией какой-либо катастрофы, приведшей к гибели большей ее части.

Вопрос 1. Какие изменения генофонда позволяют делать вывод о происходящих в популяции эволюционных изменениях ?

Вопрос 2. Что такое генетическое равновесие? В каких условиях оно возможно?

Вопрос 3. Какие факторы являются причиной нарушения генетического равновесия в условиях, когда естественный отбор не действует?

Помимо естественного отбора к нарушению генетического равновесия в популяции приводят следующие факторы:

1) неслучайный подбор партнеров при спаривании, свойственный некоторым животным;

4) перенесение популяцией какой-либо катастрофы, приведшей к гибели большей ее части.

Популярные эссе

ГЕНОФОНД – сумма всех генотипов, представленных в популяции. Закономерности изменения генофонда популяции: постоянство частот аллелей различных генов ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ (постоянство частот аллелей различных генов) в популяциях, живущих изолированно, в условиях слабого давления естественного отбора

Закон Харди-Вайнберга Частота генов (генотипов) в популяции есть величина постоянная и не изменяется из поколения в поколение. Равновесие генных частот: р рq + q 2 = 1, где р 2 - частота доминантных гомозигот (АА); 2 рq - частота гетерозигот (Аа); q 2 - частота рецессивных гомозигот (а).

Биологическая задача на закрепление закона а) б) В популяции озерной лягушки появилось потомство лягушат с темными пятнами (доминантный признак) и 320 лягушат со светлыми пятнами. Определить а) частоту встречаемости доминантного и рецессивного генов пятнистости б) число гетерозигот среди лягушат с темными пятнами = 2000 особей всего в популяции. - частота встречаемости гомозигот по рецессиву. р = 1 - q = 1 - 0,4 = 0,6 - частота встречаемости гомозигот по доминанте. 2 рq = 2 х 0,6 х 0,4 = 0,48 = 48% из 1680 будет гетерозигот. частота гетерозигот р рq + q 2 = 1 = 2000

Причины нарушения генетического равновесия 3. При распаде популяции на две неравных части непреодолимыми барьерами (При малом количестве особей одной из популяций ее генофонд по составу может отличаться от прежнего. Редкие аллели могут стать обычными и наоборот).

Решение задач на закон Харди-Вайнберга 1. Альбинизм у ржи наследуется как аутосомный рецессивный признак. На обследовании участка из растений обнаружено 210 альбинизма. Определите частоту генов альбинизма у ржи. Дано: а – альбинизм А – норма Альб 210 норма 8400 Частота q(а) - ? = (р+q) 2 = р рq + q 2 = 1 или = 5% (0,05 х 100%) q2q2 = q== = =0,05 Ответ: Частота встречаемости гена альбинизма (а) - 0,05 или 5%

Решение задач на закон Харди-Вайнберга 2. На одном из островов было отстреляно лисиц. Из них оказалось 9991 рыжих и 9 белых. Рыжий цвет доминирует над белым. Определите процентное содержание рыжих гомозиготных, рыжих гетерозиготных лисиц и белых лисиц. Дано: А – рыжие а – белые q 2, 2pq, p 2 - ? (р+q) 2 = р рq + q 2 = 1 р = 1 - 0,03 = 0,97 q2q2 = q = = = 0,03 = 0,0009 = 0,09% р 2 = 0,97 2 = 0,9409 = 94% 2 рq = 2 х 0,97 х 0,03 = 0,0582 = 5,8% Ответ: а – 0,03%; Аа – 5,8%; АА – 94%

Решение задач на закон Харди-Вайнберга 3. Альбинизм наследуется как рецессивный аутосомный признак. Заболевание встречается с частотой 1: Вычислите процентное количество гетерозигот в популяции. Дано: а – альбинизм А – норма Альб 1 норма Частота 2 рq - ? = (р+q) 2 = р рq + q 2 = 1 р = 1 – 0,0071 = 0,9924 q2q2 = q = = 0,0071 Ответ: кол-во гетерозигот в популяции – 1,4% = 2 рq = 2 х 0,0071 х 0,9924 = 0,014 = 1,4%

Решение задач на закон Харди-Вайнберга 4. Алькаптонурия наследуется как аутосомный рецессивный признак. Заболевание встречается с частотой 1:1000. Вычислите количество гетерозигот в популяции. Дано: А – норма а – алькаптонурия Альк 1 норма Частота 2 рq - ? = (р+q) 2 = р рq + q 2 = 1 р = 1 – 0,01 = 0,99 q2q2 = q = = 0,01 Ответ: кол-во гетерозигот в популяции – 1,9% = 2 рq = 2 х 0,01 х 0,99 = 0,0198 = 1,9%

Решение задач на закон Харди-Вайнберга 5. Врожденный вывих бедра наследуется как доминантный со средней пенетрантностью 25%. Заболевание встречается с частотой 6: Определите число гомозиготных особей по рецессивному гену. (р+q) 2 = р рq + q 2 = 1 Дано: А – вывих а – норма А 6 а Пенетрантность 25% q 2 - ? = р рq = Ответ: число гомозигот а – 9976 особей = q 2 = = 9976 Но т.к. пенетрантность – 25% или ¼, то носителей гена будет в 4 раза больше, поэтому р рq =

Решение задач на закон Харди-Вайнберга 6. Подагра встречается у 2% людей и обусловлена аутосомным доминантным геном. У женщин подагра не проявляется, у мужчин пенетрантность состав-ляет 20%. Определите генотипическую структуру популяции по анализируе-мому признаку. (р+q) 2 = р рq + q 2 = 1 Дано: А – подагра а – норма Пенетрантность - 2%: - нет - 20% Генетич. структура популяции? 2% болеют, но только, и носителей гена из них в 5 р больше, т.к. пенетрантность 20% (100% : 20% = 5) (р+q) 2 = р рq + q 2 = 1 10% носители гена заболевания, 10% + 10%, которые носят ген, но не болеют 20% носители гена подагры

Решение задач на закон Харди-Вайнберга 7. Структура популяции по системе крови МN в % среди: Население СНГ Европейцев Папуасов MM – ,1 MN – ,6 NN – Определите частоту генов L N и L M в указанных популяциях.

Генофонд

Для того, чтобы понимать, о чем идет речь, надо знать определения.

Генофонд - это совокупность генотипов всех особей популяции.

Популяция - это группа одновидовых организмов, занимающих определенный участок территории внутри ареала, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций. популяция генофонд мутация

Мутационный процесс - источник наследственной изменчивости.

Генетическое равновесие в популяциях

Частота встречаемости различных аллелей в популяции определяется частотой мутаций, давлением отбора, а иногда и обменом наследственной информации с другими популяциями в результате миграций особей. При относительном постоянстве условий и высокой численности популяции все указанные процессы приводят к состоянию относительного равновесия. В результате генофонд таких популяций становится сбалансированным, в нем устанавливается генетическое равновесие, или постоянство частот встречаемости различных аллелей.

Причины нарушения генетического равновесия

Приведенные ранее пример с действием инсектицидов говорит о том, что действие естественного отбора приводит к направленным изменениям генофонда популяции - повышению частот "полезных" генов. Происходят микроэволюционные изменения. Однако изменения генофонда могут носить и ненаправленный, случайный характер. Чаще всего они связаны с колебаниями численности природных популяций или с пространственным обособлением части организмов данной популяции.

Изменения генофонда могут быть направленными и ненаправленными, случайные изменения могут происходить вследствие разных причин. Одной из существенных причин, ведущих к изменению частот аллелей и генотипов в популяциях, служит поток генов, или миграция особей (семян, спор, пыльцы). Чем выше интенсивность миграции и чем больше разница в частотах аллелей, тем больше ее воз- действие на популяционное равновесие и генотипические частоты. Нечасто популяции представляют собой совершенно закрытые системы. Обычно между ними происходит обмен генами, величина которого зависит от пространственной близости и других причин.

Прекращение потока генов из популяции в популяцию может быть результатом различных событий и иметь неодинаковые эволюционные последствия. В таких случаях имеют место полирующие механизмы, связанные с резким ограничением или полным прекращением скрещивания с представителями разных популяций и видов.

Примером изолирующего барьера может служить изоляция, низанная с изменениями в ландшафте: образование преград в виде рек, горных хребтов, лесных массивов и т. Д. В результате свободное скрещивание сухопутных особей затрудняется из-за водных барьеров, а особей, обитающих в воде, - из-за барьеров суши. Возвышенности изолируют равнинные участки, а равнины - горные популяции.

Резкие колебания численности популяций, чем бы они ни были вызваны, изменяют частоту аллелей в генофонде популяций. При создании неблагоприятных условий и сокращении численности популяции из-за гибели особей может происходить утрата некоторых генов, особенно редких. В целом, чем меньше численность популяции, тем выше вероятность потери редких генов, тем большее влияние оказывают на состав; генофонда случайные факторы. Периодические колебания численности свойственны почти всем организмам. Эти колебания изменяют частоту генов в популяциях, возникающих на смену друг другу.

Примером являются некоторые насекомые; только малое их количество выживает после зимы. Эта малая доля дает начало новой летней популяции, ее генофонд часто отличается от генофонда популяции, существовавшей год назад.

Случайное, ненаправленное изменение частот аллелей в малых популяциях Н.П. Дубинин и Д.Д. Ромашов назвали генетико-автоматическими процессами. Независимо от них американец С. Райт и англичанин Р. Фишер назвали это явление генетическим дрейфом.