6 ЕКОЛОГІЧНІ І ГЕНЕТИЧНІ ОСНОВИ ЕВОЛЮЦІЇ
Популяція - найдрібніша з груп особин, здатна до еволюційного розвитку, тому її називають елементарною одиницею еволюції. Окремо взятий організм не може бути одиницею еволюції. Еволюція відбувається тільки в групі особин. Оскільки відбір йде по фенотипу, особини даної групи повинні відрізнятися один від одного, т. Е. Група повинна бути різноякісні. Різні фенотипи в одних і тих же умовах можуть забезпечуватися різними генотипами. Генотип ж кожного конкретного організму протягом усього життя залишається неізменним- Популяція завдяки великій чисельності особин є безперервним потоком поколінь і в силу мутаційної мінливості - різнорідну (гетерогенну) суміш різних генотипів. Сукупність генотипів усіх особин популяції - генофонд - основа мікроеволюційних процесів в природі.
Популяційний підхід - основа сучасної еволюційної теорії. Структура і динаміка популяцій і еволюція. У сучасній теорії еволюції виділяють кілька форм боротьби за існування - біотичні відносини організмів і взаємини організмів з абіотичних факторів навколишнього середовища. До біотичних відносин відносять конкуренцію, хижацтво, симбіоз (паразитизм, комменсализм, мутуалізмом).
Сукупність факторів, що лімітують ріст чисельності популяції, називають опором середовища. Стан рівноваги між біотичних потенціалом виду і опором середовища, що підтримує сталість чисельності популяції отримало назву гомеостазу або динамічної рівноваги.
Форми елімінації організмів і природний відбір. У прямому чи непрямому винищуванні особин і в їх усуненні від розмноження виражається як би негативна сторона боротьби за існування. У формах елімінації відзначається значення як фізичних, так і біотичних факторів середовища, прямо знищують безліч особин або позбавляють їх необхідних засобів до існування.
Боротьба за існування завжди пов'язана з елімінацією менш пристосованих особин і тільки через цю елімінацію веде до природного відбору, т. Е. Переживання і розмноженню особин, найбільш відповідних даних умов існування. Елімінація є обов'язковим вираженням всіх форм боротьби за існування. Тому різні форми останньої пов'язані і з різними формами природного відбору як зворотного боку елімінації.
Форми елімінації визначаються як елімінуються факторами (фізичними, фізіологічними і біологічними), так і об'єктами елімінації (окрема особа, цілі сім'ї або цілі популяції), їх віком (вікова елімінація) і, нарешті, характером самої елімінації (стихійна елімінація, постійна, періодична, сезонна). Крім того, осібно стоїть елімінація від різних випадкових причин. Така елімінація може мати масовий характер і спостерігається взагалі нерідко в дуже великому масштабі - «загальна елімінація». В іншому найбільше значення мають індивідуальна елімінація і потім сімейна і групова.
Молекула ДНК як носій інформації (передача спадкових ознак від покоління до покоління) і матриця для синтезу білків (видова, популяційна і індивідуальна специфіка). ДНК - один з двох типів нуклеїнових кислот, який забезпечує зберігання, передачу з покоління в покоління і реалізацію генетичної програми розвитку і функціонування живих організмів. Основна роль ДНК в клітинах - довготривале зберігання інформації про структуру РНК і білків.
ДНК визначає спадковість організмів, тобто відтворюється в поколіннях набір білків і пов'язаних з ними ознак. Біосинтез білка є центральним процесом живої матерії, а нуклеїнові кислоти забезпечують його, з одного боку, програмою, яка визначає весь набір і специфіку синтезованих білків, а з іншого - механізмом точного відтворення цієї програми в поколіннях.
Реплікація ДНК - це процес синтезу дочірньої молекули ДНК, який відбувається в процесі поділу клітини на матриці батьківської молекули ДНК. При цьому генетичний матеріал, зашифрований в ДНК, подвоюється і ділиться між дочірніми клітинами. Реплікацію ДНК здійснює фермент ДНК-полімераза.
Рекомбінація - процес обміну генетичним матеріалом шляхом розриву і з'єднання різних молекул. Рекомбінація відбувається при репарації (здатності виправляти хімічні пошкодження і розриви в молекулах ДНК) двунітевих розривів в ДНК і для продовження реплікації в разі зупинки вилки реплікації у еукаріот, бактерій і архей.
Сегрегація - процес розбіжності хромосом в мітозі або мейозе. Сегрегація забезпечує сталість числа хромосом в клітинних діленнях.
Складність організації генома: «мовчить» ДНК - Значна частина нуклеотиднихпослідовностей у еукаріот реплицируется, але не транскрибується взагалі, мозаїчна структура генів (інтрони - ділянку ДНК, який є частиною гена, але не містить інформації про послідовність амінокислот білка, Екзони - це послідовність ДНК , яка представлена в зрілої РНК), мобільні генетичні елементи - послідовності ДНК, які можуть переміщатися всередині генома.
Транскрипція є першою стадією реалізації (зчитування) генетичної інформації, на якій нуклеотидних послідовність ДНК копіюється в вигляді нуклеотидної послідовності РНК.
Морфогенетические процеси протікають в різних умовах дещо по-різному. Генотип програмує лише загальний напрямок морфогенетических процесів, а умови зовнішнього середовища істотно впливають на їх конкретну реалізацію. В результаті кожен ген має кілька різних варіантів свого фенотипического прояви. Всякий конкретний генотип в різних умовах забезпечує розвиток різних фенотипів, тобто різних сукупностей морфологічних, фізіологічних і поведінкових ознак організму. Всі ці фенотипи становлять норму реакції одного і того самого генотипу на різні зовнішні умови.
Індивідуальні відмінності особин видів, що розмножуються статевим шляхом, засновані на різних комбінаціях численних генів і їх алелів, отримали назву комбинативной мінливості.
Мутації (зміна кількості і структури ДНК) відбуваються на різних рівнях організації спадкового апарату: 1) Геномні мутації - зміни кількості хромосом, які можуть відбуватися або шляхом кратного збільшення числа цілих (гаплоїдних) наборів хромосом, або за допомогою зміни числа окремих хромосом в геномі, в внаслідок чого загальне число хромосом стає кратним гаплоидному. Збільшення числа цілих хромосомних наборів - полиплоидизация, зміна числа окремих хромосом в геномі - анеуплоїдій, або гетероплоїдії. Грають роль в видоутворенні при агамное формах розмноження (організми, які розмножуються без участі гамет (статевих клітин)). Автополіплоїдія - кратне збільшення в клітинах організму вихідного, характерного для виду набору хромосом. Аллополіплоїдія - з'єднання в клітинах організму наборів хромосом від різних видів або пологів. Характерні в основному для рослинних організмів; 2) Хромосомні мутації: а) транслокація - взаємний обмін ділянками між двома різними (НЕ гомологічними один одному) хромосомами; б) делеція - втрата хромосомою будь-якого її ділянки; в) інверсія - поворот всередині хромосоми будь-якого її ділянки на 180 °; г) Дуплікація - подвоєння тих чи інших ділянок хромосоми (к-ть ген.матерала); д) транспозиція - перестановка генів усередині хромосоми; 3) Генні (точкові) мутації: зміни генів (заміна окремих нуклеотидних пар, зміщення рамки зчитування), основне джерело алелей гена. Мутационная мінливість випадкова по відношенню до характеру змін ОС.
Спрямованість мутаційного процесу: сукупність всіх реально можливих мутацій становить спектр мінливості даного генотипу і генофонду даної популяції як системи з усіх складових його генотипів.
У генофондах споріднених видів зберігаються гомологічні гени (їх кількість в цілому пропорційно ступеня споріднення). Тому в популяціях родинних видів можуть з'являтися і гомологічні мутації, що призводять до схожих фенотипическим результатами. Закон гомологічних рядів (Н. І. Вавилов 1935): види і пологи, генетично близькі, характеризуються подібними рядами спадкової мінливості з такою правильністю, що, знаючи ряд форм у межах одного виду, можна передбачати знаходження паралельних форм у інших видів і родів.
Фенотип: пенетрантность - визначається як відношення числа особин, у яких спостерігаються фенотипічні прояви наявності алеля, до загальної кількості особин, у яких даний ген присутній в необхідному для фенотипического прояви кількості копій;
Експресивність - ступінь прояву в фенотипі різних особин одного і того ж алелі певного гена;
Плейотропія - виражається в здатності одного гена впливати на кілька фенотипічних ознак.
Горизонтальний перенос генетичної інформації між різними видами за допомогою гібридизації або перенесення плазмід (зокрема, при вірусної трансдукції). Є відомості про природний перенесення генетичної інформації між різними видами прокариот. Ймовірно, роль такого перенесення невелика.
Позагенетичної спадкування - цим способом передається інформація -> новусу (персони-послідовника, наступнику, реципієнту) від сенекс (індивіда-попередника, індуктора), який помер до народження новуса; властива новусу і тільки йому, зокрема - інформація про ознаки не успадкованих сенекс від предків, а придбаних прижиттєво, наприклад - про травматичних ушкодженнях його тіла; без кодування, безпосередньо, в "чисто" метафізичної формі і безконтактно (дістантно); яка накладається (може наложиться) на видову, після її декодування, вже на перших етапах онтогенезу (в пренатальний період), хоча відомі випадки пізніших вторгнень такого роду, і навіть вторгнення короткочасні - як спонтанні, так і провокуються спеціальними методами.
Материнський ефект - явище в генетиці, при якому фенотип нащадка визначається виключно генами матері. Найчастіше цей термін використовують стосовно генів материнського ефекту, які експресуються в яйцеклітині і впливають на розвиток зиготи.
Інформація про роботу «Теорії еволюції і процес видоутворення»