ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Популяції. Дрейф генів
         

     

    Біологія і хімія

    Популяції. Дрейф генів.

    Вертьянов С. Ю.

    Групи особин одного виду, що населяють території, розділені природними перешкодами (річками, горами, пустелями), є відносно самостійними, оскільки схрещування між ними ускладнене. Такі групи називають популяціями (термін ввів в 1903 р. данський вчений В. Йогансен, для того щоб відрізняти генетично різнорідну групу особин від однорідної чистої лінії). Вид, таким чином, складається з популяцій, кожна з яких займає частину ареалу виду. За багато покоління в генофонду популяцій накопичуються ті аллели вихідних популяцій, які забезпечують найбільшу пристосованість до місць проживання. Внаслідок відмінностей у вихідному генному складі і проживання в різних природних умовах генофонду ізольованих популяцій відрізняються частотою зустрічальності алелей, тому один і той самий ознака у різних популяціях може проявлятися по-різному. Так, північні популяції ссавців мають більш густе хутро, а південні - більше темний.

    Згідно Писанням, організми, як і сама планета, створені Творцем. Проте їх природа мінлива. Щоб зрозуміти, які основні групи створені, а які могли з'явитися згодом, необхідно досліджувати ступінь мінливості організмів. Чи підтверджують спостережувані зміни гіпотезу еволюції (лат. evolutio розгортання) - історичного саморозвитку матерії? Учені розрізняють мікро-і Макроеволюція. Під мікроеволюції розуміються зміни в популяціях в ряду послідовних поколінь аж до появи нових видів, що відбуваються за відносно короткий проміжок часу (іноді їх спостерігають в природі). Під Макроеволюція мають на увазі гіпотезу тривалого історичного саморозвитку, що приводить до появи надвідових таксонів (родів, родин, загонів).

    Розглянемо два основних типи ізоляції і обумовлені ними зміни.

    Географічна ізоляція

    Організми просторово ізольованих популяцій можуть розвиватися різними шляхами. Особи різних популяцій можуть втратити можливість схрещуватися через виниклих розбіжностей в термінах шлюбних періодів, в інстинктах споруди гнізд і нір, в поведінці в період парування. У особин може змінитися шлюбна забарвлення (риби, птиці), шлюбні пісні (птахи, земноводні, комахи) або шлюбні танці (птахи, риби, членистоногі). Рослини різних популяцій можуть мати різні періоди цвітіння, різні взаємини з запилюють комахами. Процес розходження ознак у популяціях носить назву дивергенції. Причиною дивергенції при географічної ізоляції є як пристосування істот до різних умов середовища, так і відмінність у вихідних генофонду (в нові популяції різні аллели генів потрапляють в різних співвідношеннях).

    Популяції модрини сибірської заселили величезну територію від Уралу до Байкалу. У зонах з найбільш суворими кліматичними умовами мешкає вид модрини Даурської. На Далекому Півночі виростає вид маку з швидким розвитком коротких квітконосів і раннім цвітінням, не характерними для помірних широт. Учені припускають, що ці види розвинулися від одного джерела, хоча, звичайно ж, цього ніхто не спостерігав, а перевірити реальність подібних мікроеволюційних змін до більшості випадків не представляється можливим.

    Рослина простріл широко поширене в Європі. У західній форми прострілу листя тонкі, квітки пониклі. Східна форма, що мешкає в посушливих умовах, має більш широке листя і стоячі квіти, по яких вода стікає до кореня. Між західним і східним прострілом існує безперервний ряд проміжних форм, що мають виражений пристосувальний характер.

    Вид синиця велика представлений трьома підвидами, що мешкають у трьох групах ареалів: євроазіатської, південноазіатської і східноазіатськиій. Південноазійський синиці в південній і східній зонах контакту схрещуються з двома іншими підвидами. Східноазійські і євроазійські, оббита спільно в долині Амура, не схрещуються. Учені припускають, що підвиди синиць сформувалися в четвертинний період з настанням заледеніння.

    З заледенінням пов'язано, на думку вчених, і виникнення споріднених видів конвалії. Єдиний ареал виду, можливо, був розірваний льодовиком на кілька ізольованих частин. Конвалія, що пережив зледеніння, знову широко поширився по всій лісовій зоні, утворивши в Європі новий більший вид з широким віночком, а на Далекому Сході - вид з червоними черешками і інтенсивним восковий наліт на листках.

    В середній смузі зростає близько 20 видів жовтцю. Вони займають різні місця існування - луки, ліси, береги річок та озер і т.д. Учені припускають, що внаслідок ізоляції лютики відокремилися спочатку в підвиди, а потім - у види.

    На Галапагоських островах живуть птахи-в'юрків. Кожен вид має свої особливості. Наприклад, великий земляний в'юрок живиться насінням рослин і має товстий масивний дзьоб, а Дятловим в'юрок довгим прямим дзьобом дістає з-під кори комах.

    Формування нових видів, пов'язане з географічною ізоляцією (роз'єднаністю), еволюціоністи називають аллопатріческім (грец. allos інший і patris батьківщина) видоутворення.

    Екологічна ізоляція

    Інша причина, що приводить до дивергенції видів, - розходження екологічних ніш. Відмінності, наприклад, у харчуванні ведуть до відмінностей у способі життя і роз'єднаності особин.

    Вид окунь звичайний у великих озерах утворює дві популяції. Одні окуні живуть в прибережній зоні, харчуються дрібними тваринами і ростуть повільно, інші - живуть на більшій глибині, харчуються рибою та ікрою, ростуть швидко. Популяції форелі нерестяться в гирлах різних річок, тому спаровування між ними утруднене і розвиток відбувається ізольовано (таку ізоляцію можна також назвати і географічної). Деякі лососеві риби метають ікру раз на два роки. В один і той же нерестовище поперемінно приходять на нерест різні популяції: одна - в парні роки, інша - у непарні.

    Види кажанів розрізняються способом харчування: одні - хижі, а інші плодоядние. Деякі види піраньї з потужними щелепами і гострими зубами харчуються виключно рослинами. Панда схожа на бурого ведмедя, але харчується в основному бамбуком, лише зрідка поїдаючи тварин. Серед видів крокодила одні полюють на тварин, інші харчуються тільки рибою, а деякі викопні види були рослиноїдних.

    П'ять видів синиць сформувалися, як припускають вчені, внаслідок різної харчової спеціалізації. Синиця чубата живиться насінням хвойних дерев, лазоревка видобуває дрібних комах з ущелин деревної кори, синиця велика ловить великих комах у міських садах і парках, а гаічка і московка - в лісах.

    Близькі види звичайних європейських метеликів-білянок - капустница, репніца і брюквенніца - харчуються на личинкової стадії різною їжею. Гусениці капустницы і репніци поїдають тільки культурні види хрестоцвітих, а брюквенніци - дикі. Вид чорний дрізд в даний час існує в двох формах. Одні дрозди селяться поблизу житла людини, а інші - в глухих лісах. Ці два підвиду зовні невиразні.

    За думку вчених, деякі види рослин в заплавах великих річок утворили види, дають насіння до або після розливу. Види, що вважаються вихідними, ростуть на незаліваемих місцях і запилюються, як правило, під час розливу.

    Освіта нових видів в колишньому ареалі еволюціоністи називають сімпатріческім (грец. sym разом і patris батьківщина) видоутворення. Припускають, що сімпатріческое видоутворення може бути викликане не лише зовнішніми умовами, а й зміною каріотипу. В результаті в одному ареалі виникають генетично ізольовані популяції. У роді хризантем всі види мають число хромосом, кратне 9: 18, 27 ... 90, в роді картоплі - кратне 12: 24, 48, 72. Припущення про сімпатріческом видоутворенні засноване на морфологічної близькості можливих початкових видів і дочірніх форм.

    Справедливо зробити висновок, що варіації ознак, а також щодо правдоподібні гіпотези видоутворення обмежені межами груп дуже подібних істот.

    Прийнято вважати, що головне біологічне значення змін в популяціях полягає в забезпечення життєздатності організмів при найбільш повному використанні простору і харчових ресурсів. На думку православних вчених. здатність до змін закладена Творцем і дозволяє організмам розселятися по всій планеті, заповнювати різні екологічні ніші відповідно до Його планом, спрямованим не лише на забезпечення життєздатності організмів. Неповторна краса кожного куточка нашої планети, її флори і фауни, - теж Його результат турботи про світ. З цих причин ряд вчених вказують, що використання терміну "еволюція" в значенні саморозвитку стосовно змін в популяціях не цілком правомірно.

    Закон Харді-Вайнберга

    Розглянемо нескінченно велику ізольовану популяцію, схрещування в якій відбуваються випадково (панміксія), нові мутації не виникають, а особи з різними генотипами мають однакову пристосованість.

    Якщо в такій ідеальної популяції частота зустрічальності алелі А буде р, то частота алелі а буде q = 1 - р. Припустимо, що всі особи одночасно сформували гамети. Зустрічальності різних гамет також будуть p і q. Після схрещування зустрічальність домінантних гомозигот буде р2 = рр (обидві гамети повинні нести аллель А), рецесивних гомозигот - q2, а гетерозигот - 2рq = рq + qр (від "папи" - А, від "мами" - а і навпаки). Таким чином, справедливий закон Харді-Вайнберга: в ідеальній популяції дотримується незмінне співвідношення між домінантними і рецесивними алелями (відповідно між гомо-і гетерозиготний). В аналітичному вигляді:

    (РА + Qа) х (РА + qа) = (РА + qа) 2 = р2АА + 2рqАа + q2аа = 1

    Генетична структура популяції стане незмінною вже після першого панміксного схрещування, адже після того як гени виявилися в гаметах, абсолютно неважливо, якою була частка гомозигот серед батьків. Якщо, приміром, у вихідній популяції всі особи були гомозигота, половина - домінантними, інша -- рецесивними, то в F1: 1/4АА + 1/2а + 1/4аа. Така ж структура F1 буде і в випадку, якщо всі батьки гетерозиготності.

    Закон був відкритий в 1908 р. англійським математиком Дж. Харді і незалежно від нього німецьким лікарем Г. Вайнбергом. Користуючись законом Харді-Вайнберга, можна дізнатися, який відсоток особин має рецесивний ген по якому-небудь спадкового захворюванню. Нехай зустрічальність захворювання 1%, тобто q2 = 0,01, тоді q = 0,1, а р = 0,9. Зустрічальність рецесивних носіїв - 2рq = 0,18, тобто 18% особин.

    В природних популяціях діють так звані фактори еволюції: природний відбір алелей, мутації, ізоляція, дрейф генів. Дія цих факторів порушує рівновагу, що відповідає закону Харді-Вайнберга.

    Дрейф генів

    Якщо порівняти генофонд популяції з глечиком, повним різнокольорових горошин, то скорочення чисельності буде відповідати випадковою вибіркою жмені горошин (аналогічним чином далеко не всі гамети батьків реалізуються в потомство). У нової популяції буде інша колірна пропорція горошин-генів, деяких квітів взагалі може не виявитися. Співвідношення між зустрічальність гомо-та гетерозиготних особин зміниться, відбудеться дрейф генів - випадкове ненаправленої зміна частот алелей в ряду поколінь. Найбільш виразно дрейф проявляється при різкому скороченні чисельності популяції в результаті пожежі, посухи, морозів, а також при заселенні частиною особин нових територій з утворенням нової популяції.

    В природі спостерігаються чергуються підйоми і спади чисельності особин -- популяційні хвилі (тип дрейфу). Розмноження хижаків знаходиться в тісному взаємозв'язку з коливаннями кількості білок, зайців, мишей. У комах і однорічних рослин спостерігаються сезонні популяційні хвилі.

    При вивченні ДНК мітохондрій з'ясувалося, що у європейців широкий спектр алелів одного з генів, у населення північної ріки Пінегі - всього кілька алелей, а у нечисленних і довгий час ізольованих лопарей і саамів - єдиний аллель. Дрейф по мтхДНК особливо сильний, оскільки мітохондрії передаються лише по материнській лінії (з цитоплазмою). У маленькій популяції нечисленні носії алелі можуть не передати його потомству, і тоді цей аллель з генофонду популяції випаде. Внаслідок дрейфу скорочується спадкова мінливість, збільшується однорідність популяції.

    Список літератури

    Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.portal-slovo.ru

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !