|
Наследственность и изменчивость
Наследственность и изменчивость
|
ВОСТОЧНЫЙ
ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ, ГУМАТИНИТАРНЫХ НАУК,
УПРАВЛЕНИЯ И ПРАВА.
Факультет
педагогики
и психологии
ПиМДО
Кафедра
Наследственность и
изменчивость.
Реферат по КСЕ
Пожидаевой Юлии
Владиславовны
Группа
№
Преподаватель
2003 год.
|
Содержание:
1.Введение.
2. Наследственность.
3. Изменчивость.
3.1. К.Линней.
3.2. Ламаркизм.
3.3. Катастрофизм.
3.4. Унифоризм.
Актуалистический метод.
3.5. Дарвинова
революция.
4.
Заключение.
5.
Эволюционные факторы.
6.
Библиография.
Введение
В природе постоянно происходит колебание
численности популяций: число особей в популяции то сокращается, то
увеличивается. Эти процессы сменяют друг друга более или менее регулярно,
поэтому их называют волнами жизни или популяционными волнами. В одних случаях
они связаны с сезоном года (у многих насекомых, у однолетних растений). В
других случаях волны наблюдаются через более длительные сроки и связаны с
колебаниями климатических условий или урожаев кормов (массовое размножение
белок, зайцев, мышей, насекомых). Иногда причиной изменения численности
популяций являются лесной пожар, наводнение, очень сильные морозы или засухи.
Волны эти совершенно случайно и резко
изменяют в популяции концентрации редко встречающихся генов и генотипов. В
период спада волн одни гены и генотипы могут исчезнуть полностью, притом
случайно и независимо от их биологической ценности. А другие также случайно
останутся и при том новом нарастании численности популяции резко повысят свою
концентрацию. Популяционные волны, как и мутационный процесс, поставляют
случайный, ненаправленный наследственный материал для борьбы за существование и
естественного отбора.
Дарвин отметил соотносительный характер
наследственной изменчивости:
длинные конечности животных почти всегда
сопровождаются удлиненной шеей, у бесшерстных собак наблюдаются недоразвитые
зубы.
Связан с тем, что один и тот же ген
оказывает влияние на формирование не одного, а двух и более признаков. В основе
всех видов наследственной изменчивости лежит изменение гена или совокупности
генов. Поэтому, проводя отбор по одному, нужному признаку, следует учитывать
возможность появления в потомстве других, иногда нежелательных признаков,
соотносительно с ним связанных.
Неопределенная изменчивость, которая
затрагивает хромосомы или гены, т.е. материальные основы наследственности, она
обусловлена изменением генов или образованием новых комбинаций их в потомстве.
-
мутации
– обусловлены изменением генов
-
комбинативная
– вызван новой комбинацией генов в потомстве
-
соотносительная
– связана с тем, что один и тот же ген оказывает влияние на формирование не
одного, а двух и более признаков.
Наследственность и
изменчивость, – разные свойства организмов, обусловливающие сходство и
несходство потомства с родителями и с более отдаленными предками. Наследственность
выражает устойчивость органических форм в ряду поколений, а изменчивость – их
способность к преобразованию.
Дивергенция (от ср. - век. Лат.
Диверго – отклоняюсь), расхождение признаков и свойств у первоначально близких
групп организмов в ходе эволюции. Результат обитания в разных условиях и
неодинаково направленного Е.О. Понятие дивергенция введено Дарвином для
объяснения многообразия сортов культурных р-нтй, пород домашних ж-ных и биолиг.
Видов
В неопределенную изменчивость входит
мутация, а мутация – это элемент. Эволюционным материалом.
Наследственность
Революция в генетике была
подготовлена всем ходом могущественного развития цдей и методов мендилизма и
хромосомной теории наследственности. Уже в недрах этой теории было показано,
что существуют явления трансформаций у бактерий; что хромосомы - это
комплексные компоненты, состоящие из белка и нуклеиновой кислоты. Молекулярная
генетика - это истинное детище всего XX века, которое на новом уровне впитало в себя
прогрессивные итоги развития хромосомной теории наследственности, теории
мутации, теории гена, методов цитологии и генетического анализа. На путях
молекулярных иследований в течении последних 20 лет генетика претерпела
поистене революционные изменения. Она является одной из самых блестящих
участниц в общей революции современного естествознания. Благодаря ее развитию
появилась новая концепция о сущестности жизни, в практику вошли новые
могущественные методы управления и познания наследственности, оказавшие влияние
на сельское хозяйство, медицину и производство.
Основным в этой революции было
раскрытие молекулярных основ наследственности. Оказалось, что сравнительно
простые молекулы дизоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) несут в своей структуре
запись генетической информации. Эти открытия создали единую платформу
генетиков, физиков и химиков в анализе проблем наследственности. Оказалось, что
генетическая информация действует в клетке по принципам управляющих систем, что
ввело в генетику во многих случаях язык и логику кибернетики.
Вопреки старым воззрениям на
всеобъемлющую роль белка как основу жизни, эти открытия показали, что в основе
приемственности жизни лежат молекулы нуклеиновых кислот. Под их влиянием в
каждой клетке формируются специфические белки. Управляющий аппарат клетки
собран в ее ядре, точнее - в хромосомах, из линейных наборов генов. Каждый ген,
являющийся элементарной единицей наследственности, вместе с тем представляет
собой сложный микромир в виде химической структуры, свойственной определенному
отрезку молекулы ДНК.
Таким образом современная
генетика открывает перед человеком сокровенные глубины организации и функций
жизни. Как всякие великие открытия, хромосомная теория наследственности, теория
гена и мутаций (учения о формах изменчивости генов и хромосом) оказывали
глубокое влияние на жизнь. Развитие физико-химической сущности явления
наследственности неразрывно связано с выяснением материальных основ всех
явлений жизни. В явлении жизни нет ничего кроме атомов и молекул, однако форма
их движения качественно специфична. Наследственность не автономное, независимое
свойство, оно неотделимо от проявления свойств клетки в целом.
Взаимодействие молекул ДНК, белков и РНК
лежит в основе жизнедеятельности клетки и ее воспроизведения. Поскольку явление
наследственности, в общем смысле этого понятия, есть воспроизведение по
поколениям сходного типа обмена веществ, очевидно, что общим субстратом
наследственности является клетка в целом.
Явление наследственности в
целом необусловлено исключительно генами и хромосомами, которые представляют
собой все же только элементы более сложной системы - клетки. Это не умаляет
роли генов и ДНК, в них записана генетическая информация, т. е. возможность
воспроизведения определенного типа обмена веществ. Однако реализация этой
возможности, т. е. процессы развития особи или процессы жизнедеятельности
клетки, базируется целостной саморегулирующейся системе в виде клетки или
организма. В настоящее время в качестве первоочередной встает задача, выяснить,
как осуществляется высший синтез физических и химических форм движения,
появление которого знаменовало собой возникновение жизни и наследственности.
Явление жизни нельзя свести к химии и физике, ибо жизнь - это особая форма
движения материи. Однако ясно, что сущность этой особой формы движения материи
не может быть принята без знания природы простых форм, которые входят в него
уже как бы в "снятом виде". Поэтому проблема физических и химических
основ наследственности является ныне одной из центральных в генетике. Ее
разработка должна заложить основы для решения проблем наследственности во всей
сложности ее биологического содержания. Совершенно ясно, что важнейшие вопросы
философского материализма связаны с разработкой этой проблемы.
Материалистическая постановка решающих вопросов наследственности не мыслима без
признания того, что явление наследственности материально обусловлено, что в
клетке которая образует поколение, должны иметься определенные материальные
вещества и структуры, физические и химические формы движения которых благодаря
их специфическому взаимодействию создают явление наследственности.
В свете
сказанного вполне понятно то значение, которое имеет полная физико-химическая
расшифровка строения биологически важных молекул. Несколько лет назад впервые
химическими средствами вне организма была синтезирована белковая молекула -
гормон инсулин, управляющий углеводным обменом в организме человека. Недавно
была расшифрована физическая структура двух белков - дыхательных пигментов
крови и мышц - гемоглобина и миоглобина. Для молекулы фермента лизоцина физики
открыли пространственное расположение каждого из тысячи атомов, участвующих в
построении его молекул. Установлено место в молекуле, ответственное за
каталитический эффект этого биологического катализатора, недопускающего
проникновения вирусов в клетку.
После этих
событий, связанных с раскрытием природы генетического кода и генетических
механизмов в синтезе белков, впервые удалось дать полный химический анализ и
формулы строения молекулы транспортной РНК. Все эти открытия, включая
замечательный факт, что синтез молекул ДНК идет под координирующим влиянием
затравки (матричной ДНК), показывает, какой серьезный шаг сделала генетическая
биохимия к созданию прототипа живого.
Поистине
фантастические горизонты открываются на путях синтеза генов в искуственных
условиях, которые осуществлены в исследованиях Г. Корана и его группы
ученых-последователей. Другим выдающимся открытием послужила разработка условий
для искусственного самоудвоения ДНК в бесклеточной системе. Было установлено,
что молекулы ДНК (по крайней мере у вирусов и бактерий) сущесвуют в форме
замкнутого кольца и в таком виде служат матрицей для ДНК-полимеразы.
Изменчивость
Ч. Дарвин о причинах эволюции животного мира (наследственность,
изменчивость, естественный отбор). Ч.Дарвин в своей работе «Происхождение видов
путем естественного отбора, вешедшей в 1859 году, раскрыл главные движущие силы
эволюции растений и животных - это изменчивость, наследственность и отбор.
Изменчивостью называют общее свойство организмов приобретать новые
признаки - различия между особями в пределах вида. Изменчивы все признаки
организмов: внешнего и внутреннего строения, физиологические, поведения,
повадок и др. В потомстве одной пары животных невозможно встретить совершенно
одинаковых особей. В стаде овец одной породы каждое животное отличается еле
уловимыми особенностями: размерами тела, длиной ног, головы, окраской, длиной
и плотностью завитка шерсти, голосом, повадками. Дарвин совершенно
правильно различал 2 формы изменчивости: ненаследственную и наследственную.
Наследственностью называют общее свойство всех организмов сохранять и
передовать признаки строения и функций от предков к потомству. Например,
цыплята, выведенные в инкубаторе из яиц яйценосных кур, будут яйценоскими.
Давно было замечено, что особи данной породы, сорта или вида под
влиянием определенных причин изменяются в одном направлении. Причиной
служит непосредственное влияние факторов внешней среды. Эта изменчивость не
затрагивает наследственную основу организма, т.е. его генотип. Но существует
еще наследственная изменчивость, связанная с изменением генов или целых
хромосом и их участков. Это свойство является наследственным и передается в
ряду поколений. Им Дарвин придавал особенно большое значение, т.к. эта форма
изменчивости дает материал для искусственного и естественного отбора.
На основании многочисленных наблюдений Дарвин пришел к выводу, что в
природе происходит отбор изменений, передающихся по наследству. Так,
хищники, охотящиеся на растительноядных животных, прежде всего уничтожают
слабых особей. В процессе такого отбора из поколения в поколение выживают те
особи, которые быстрее бегают, более выносливы. Лучше сохраняются и те из них,
чья окраска более соответствует фону. С другой стороны, растительноядные
животные влияют на отбор среди хищников (тот, кто не поймает добычу,
остается голодным). Если животное какого-либо вида интенсивно размножаются и
занимают большую территорию, отбор может идти в разных направлениях. Так,
клест-сосновник и клест-еловик произошли от одного вида птиц, благодаря тому,
что их предки при расселении оказались в разных условиях. Выживание наиболее
приспособленных к условиям жизни животных Дарвин назвал естественным отбором.
Он доказал, что все многообразие видов в природе и все приспособления
животных к условиям жизни - результат естественного отбора. Дарвин различал 2
формы отбора: стабилизирующий и движущий.
К.Линней
В плеяде выдающихся биологов XVIII в. звезды первой величины – Ж.
Бюффон (1707 –1788) и К. Линней (1707 – 1778). В своем творчестве они воплощают
разные исследовательские традиции, которые для них были и различными жизненными
ориентирами. Бюффон в 36-томной “Естественной истории” одним из первых в
развернутой форме излагал концепцию трансформизма (ограниченная изменчивость
видов и происхождение видов в пределах относительно узких подразделений (от
одного единого предка) под влиянием среды); он догадывался о роли
искусственного отбора, как предшественник Ж. Сент-Илера сформулировал идею
единства живой природы и единства плана строения живых существ (на основе
представления о биологическом атомизме).
Своей искусственной классификацией К. Линней подытожил (в этой
единственно возможной тогда форме) длительный исторический период эмпирического
накопления биологических знаний (он описал свыше 10 тыс. видов растений и свыше
4 тыс. видов животных). Вместе с тем, К. Линней осознавал ограниченность задачи
создания искусственной системы и ее возможности. По его мнению, естественная
система есть идеал, к которому должна стремиться ботаника и зоология.
Историческая заслуга К. Линнея в том, что он через создание искусственной
системы подвел биологическое познание к необходимости рассмотрения колоссального
эмпирического материала с позиций глубинных, общих теоретических принципов
(“естественный метод”), поставил задачу его научно-теоретической
рационализации. В XVIII в. идеи естественной классификации развивались Б. Жюсье
(1699--1777), который рассадил растения в соответствии со своими
представлениями об их родстве в ботаническом саду Трианона, И. Гартнером (1732
– 1791) и М. Адансоном (1726 –1806) и др. Первые естественные системы не
опирались на представление об историческом развитии организмов, а предполагали
лишь некоторое “сродство”. Но сама постановка вопроса о “естественном сродстве”
толкала на выявление
объективных закономерностей единого плана строения живого. Начиная с
середины XVIII в. получили очень широкое распространение концепции трансформизма.
Их было множество, и различались они представлениями о том, какие таксоны и
каким образом могут претерпевать качественные преобразования. Наиболее
распространенной была точка зрения, в соответствии с которой виды остаются
неизменными, а разновидности могут изменяться. Допущение изменчивости видов в
ограниченных пределах под воздействием внешних условий, гибридизации и пр.
характерно для целой плеяды трансформистов XVIII в. Трансформизм – это
полуэмпирическая позиция, построенная на основе обобщения большого числа
фактов, свидетельствовавших о наличии глубинных взаимосвязей между видами,
родами и другими таксонами. Но сущность этих глубинных взаимосвязей пока еще не
была понята. “Выход” на познание такой сущности и означал переход от
трансформизма к эволюционизму. Для перехода от представления о трансформации
видов к идее эволюции, исторического развития видов необходимо было, во-первых,
процесс образования видов “обратить” в историю, увидеть созидающе
конструктивную роль фактора времени в историческом развитии организмов;
во-вторых, выработать представление о возможности порождения качественно нового
в таком историческом развитии. Переход от трансформизма к эволюционизму
осуществился в биологии на рубеже XVIII– XIX вв. В ходе конкретизации идеи развития
было построено ряд важных теоретических гипотез, развивавших различные
принципы, подходы к теории эволюции. К самым значительны и относительно
завершенным гипотезам следует отнести: ламаркизм, катастрофизм и униформизм.
Страницы: 1, 2
|
|