Північно-західна академія державної служби

Кафедра філософії

Реферат:

по курсу «Концепції сучасного природознавства»

на тему : «Генетика і еволюція».

роботу виконав

студент I курсу факультету ГіМУ

124 групи

Біненко < p> Дмитро Олександрович

Роботу перевірив

Посада Доцент П.І.Б.

Євлампія І. І.

Санкт-Петербург

2000

План

1. Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3-4 стор
2. Еволюційні погляди Ламарка ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4-5 стор
3. Теорія еволюції Дарвіна ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5-9 стор
4. Дослідження Грегорі Менделя ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9-10 стор

1. принципи менделевської теорії спадковості ... 10-11 стор

2. домінантність спадкових ознак ... ... ... ... .11-13 стор
5. Еволюція полігенних систем ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13-15 стор
6. Генетичний дрейф. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 15-17 стор
7. Висновок. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... 18 стор
8. Список використаної літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .19 стор
9. Словник термінів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .20 стор

Введення.

Еволюція і генетика - це наріжні камені розуміння людствомсвого походження і шляхів розвитку життя на Землі. У розгляді нашоїтеми увійдуть питання розвитку еволюційних навчань, починаючи з Емпедокла,жив в V столітті до нашої ери, який стверджував, що спочатку були створенірізні органи - ноги, руки, ласти і т. д., і закінчуючи останньою,найбільш досконалою (широко відомої) теорією про походження видів
Чарльза Дарвіна, а також її опонентів і численних прихильників,самостійно займаються вивченням і розробкою дарвінівської концепції.
Також слід сказати, що генетика та еволюція - науки взаємопов'язані.
Принципи генетики зміцнили і дали міцну наукову основу для розвиткуеволюційних навчань. Цей процес розпочався з відкриттям законів Менделя ізастосуванням їх до теорії еволюції Дарвіна.

У даній роботі було використано кілька джерел:

1) книга відомого біолога Ф. Шеппард «Природний відбір і спадковість», присвячена дослідженню в області еволюційної генетики , де були порушені питання розвитку теорії Дарвіна як основоположного еволюційного вчення;

2) книга І. І. Пузанова «Жан Батіст Ламарк», що розповідає про

Ламарк, як про зоолог і його реформаторських ідей в галузі системи вивчення безхребетних;
3,4) книга Насіння Резника «розкрила таємниці буття» і «Книга для читанняпо дарвінізму »Е. А. Кисельова оповідають про історію розвитку еволюційнихнавчань і основних законів біології, їх змістом;
5) підручник Г. І. Рузавіна «Концепції сучасного природознавства»коротко формулює основні положення теорії еволюції;
6) підручник «Основи екології» під редакцією Сапунова В. Б. І Обухова В.
Л. розкриває багато біологічні поняття, терміни.

2. Еволюційні погляди Ламарка.

Одним з перших учених, що займалися дослідженнями теорії еволюції,був французький біолог Жан Батіст Ламарк (1774-1829) дотримувавсяпогляду, що види поступово змінюються, породжуючи нові, тобтоеволюціонують. Значний внесок Ламарка в біологічну думка полягав уте, що він навів переконливі (для свого часу) аргументи на підтримкутеорії еволюції, виступивши противником теорії незалежного та незмінногорозвитку видів, яка стверджувала, що з часом спостерігаються слабківідхилення від нормальних форм, але, врешті-решт, ці ухилилися формиповертаються до попереднього стану, що не може призвести до виникненнянових видів.

Ламарк висунув гіпотезу про фактори, що контролюють еволюційнізміни. Ламарк припускав, що живі істоти мають здатністьпоступово протягом багатьох поколінь змінюватися від простої структури абоорганізації до більш складною і досконалою. Також він зауважив, що частовикористовувані органи, як правило, мають тенденцію збільшуватися в розміріі виглядають більш розвинутими в порівнянні з тими, які менш вправляються.
Вчений припустив, що зміни, набуті організмом протягомжиття, можуть успадковуватися потомством певною мірою. Дивнотонку й складну структуру органів, що забезпечують пристосованість довиконання специфічних функцій, він пояснював змінами, що накопичуються впоколіннях внаслідок успадкування цих «набутих ознак».

Заслуга Ламарка полягала в тому, що він суворо дотримувавсяеволюційної теорії в той час, коли багато його колег твердо вірили встворення певних видів шляхом окремих актів творіння. Тим більше,механізм успадкування мав, ймовірно, для нього другорядне значення впорівнянні з головною метою - переконати всіх своїх супротивників в існуванніпроцесу еволюції.

3. Теорія еволюції Дарвіна.

Вченим, що здійснила переворот в розвитку еволюційної теорії,є Чарльз Дарвін. Дарвін вивів нову концепцію еволюції. Дарвінівськаконцепція еволюції визнає існування такої групової мінливості,яка отримується організмами під дією певних факторів,вважає, що тільки випадкові індивідуальні зміни, виявляютьсякорисними, можуть передаватися в спадщину і тим самим впливати на процесподальшої еволюції.

Ось кілька слів Чарльза Дарвіна в обгрунтування своєї гіпотезиприродного добору: «Чи варто сумніватися, з огляду на боротьбу кожної особиза існування, що будь-яке мале зміна в прагненні, звичках абоінстинктах, що сприяє кращій пристосованості організму до новихумовами, позначиться на його силі і благополуччя. У боротьбі за існуваннявоно дає більше шансів вижити, і ті нащадки, що успадкували цюзміна, нехай навіть дуже мале, мають більше переваг. Щорічноз'являється більше нащадків, ніж їх може вижити. Протягом життя поколіннянайменший виграш у балансі вкаже, хто повинен загинути і хто виживе.
Нехай така дія відбору, з одного боку, і загибель особин, з іншого,тривають протягом тисяч поколінь ». (5)

Одним з найважливіших аспектів теорії Дарвіна було обмеження статевоговідбору від інших форм відбору. Дарвін відзначав, що у тварин, що мають двастаті, існують ознаки, які не сприяють виживанню особи і можутьбути навіть шкідливими для неї. Особливо це відноситься до самців. Якщосамець має така будова або поведінку, що сприяє парування з нимсамки в присутності конкурента, то ця ознака дає йому переваги передконкурентом залишити більше потомства. Даний ознака, на думку Дарвіна,буде розвиватися, і удосконалюватися з плином часу, тому що будь-яківаріації, що підсилюють його, дадуть власникові нові переваги, і вінзалишить більше потомства, ніж його менш успішний суперник. Надалірозвиток ознаки припиняється лише тоді, коли його статеві перевагиточно врівноважуються механічними, фізіологічними та іншиминедоліками, або, за словами самого Дарвіна, коли статевий відбірврівноважується рівним йому і протилежним за напрямком природнимвідбором. Таким чином, Дарвін пояснив розвиток багатьох вторинних статевихознак, таких, як красиві пір'я у райських птахів і хвостові пір'я упавича, наявність яких пояснити інакше неможливо.

У результаті своїх досліджень Дарвін вивів основні принципи своєїеволюційної теорії:

1) Перший з них постулює про те, що мінливість є невід'ємною частиною всього живого.

У природі не існують два абсолютно однакових, тотожнихорганізму. Ми все ретельніше і глибше вивчаємо природу і переконуємося узагальному, універсальному характері мінливості. Наприклад, на перший поглядможе здатися, що всі дерева в сосновому бору однакові, але більшуважне вивчення може деякі відмінності між ними. Одна з сосендає більші насіння, інша - у стані краще переносити посуху, утретин - підвищений вміст хлорофілу в голках і т. д. У певнихумовах це незначне, на перший погляд, різниця може стати тимвирішальним зміною, яке і визначить, чи залишиться організм у живих,немає. Дарвін розрізняє два типи мінливості:

1) «індивідуальна» або «невизначена» мінливість, тобто передається у спадщину;

2) «певна» або «групова» - схильна тієї групи організмів, які виявляються під впливом певного фактора зовнішнього середовища.

3) Другий принцип теорії Дарвіна полягає в розкритті внутрішнього протиріччя в розвитку живої природи. З одного боку всі види організмів мають тенденцію до розмноження в геометричній прогресії, а з іншого - виживає і досягає зрілості лише невелика частина потомства.

Чарльз Дарвін характеризує цей принцип як «боротьбу заіснування ». Під цим терміном Дарвін на увазі різні відносиниміж організмами, починаючи від співпраці всередині виду протинесприятливих умов навколишнього середовища, закінчуючи конкуренцією міжорганізмами.

4) Третім принципом називається принципом природного добору, що грає фундаментальну роль в усіх еволюційних теоріях.

За допомогою цього принципу Дарвін пояснює, чому з великоїкількості організмів виживають і розвиваються тільки невелика кількістьособин. Чарльз Дарвін писав: «Висловлюючись метафорично, можна сказати, щоприродний добір щодня і щогодини розслідує по всьому світунайдрібніші зміни, відкидаючи шкідливі, зберігаючи і складаючи добрі, працюючинечутно і невидимо, де б і коли не постала до того нагода, надудосконаленням кожної органічної істоти в зв'язку з умовами йогожиття, органічними і неорганічними ».

Найбільш слабким місцем у теорії Дарвіна були його уявлення проспадковості. Незрозумілим залишалося той факт, яким чином зміни,пов'язані з випадковим появою корисних змін можуть зберігатися впотомство і передаватися наступному поколінню. Таким чином, теорія
Дарвіна потребувала з доопрацювання та обгрунтуванні з урахуванням інших біологічнихдисциплін, а зокрема - генетики.

4. Дослідження Грегорі Менделя

Дарвін розумів, що для створення теорії еволюції необхідне знаннязаконів спадковості. На час видання «Походження видів» Дарвінанауці нічого не було відомо про спадкування ознак. Відповідно до поглядів
Дарвіна на спадковість вважалося, що якась речовина, що утворюютьсякожним з батьків, необоротно змішується в потомство, що і визначаєрозвиток певних ознак у наступних поколінь. Виходячи з цьоговважалося, що онук має змішану спадковість. Що складається на однучверть з речовини (або «кров'ю»), отриманого від діда і бабці.

І тільки Грегор Мендель заклав основи сучасної теоріїспадковості, або як її називають зараз, генетики.

4.1. Принципи менделевської теорії спадковості.

менделевської спадковість об'єднує п'ять основних принципів, дваз яких він сформулював у вигляді законів.
1) Спадковість дискретна, і за винятком статевих хромосом, внесок кожного з батьків у своє потомство рівноцінний. Матеріал, що визначає спадкові властивості, передається потомству сперматозоїдом і яйцеклітиною і не змішується. Спадковий матеріал являє собою набір дискретних часток, званий генами. Гени - це гігантські молекули, що визначають своєю будовою та взаємодією з іншими аналогічними молекулами природу спадкових ознак.

2) Спадкові ознаки не «забруднюють» одне одного. Гени, отримані потомством від батьків, складають пари, причому таких пар в організмі може бути тисячі. Гени передаються в тому ж вигляді, в якому вони існували у предків.

3) При схрещуванні двох чистопорідних організмів, що розрізняються по парі контрастують ознак, перше покоління, як правило, має ознаки одного з батьків. Таким чином, вихідні (дідівські) форми знову виявляються в другому поколінні, або, як зараз кажуть, вищепляются. Це перший закон Менделя, що підтверджує вищевикладене друге положення, що називається законом розщеплення.

4) Якщо схрестити організми, що розрізняються по двох або більшої кількості пар контрастують ознак, то в другому поколінні ці ознаки розподіляються абсолютно незалежно один від одного. Це правило отримало назву закон незалежного розподілу.

5) П'ятим принципом теорії спадковості Менделя доводилася виняткова стабільність генів. Гени рідко зазнають змін (мутують) з утворенням різноманітних форм

(мутантів). Ці зміни можуть викликати появу нових спадкових ознак. З 50 000 тисяч статевих клітин тільки одна з них буде нести мутаційні зміна з якого-небудь гену. Значна частина статевих клітин буде нести, принаймні, одну нову мутацію.

3. Домінантність спадкових ознак.

Перш ніж говорити про домінантності, слід розкрити наступніпоняття: аллели, гомозиготи, гетерозиготний.

Гени, що контролюють спадкові властивості, укладені вхромосомах. Хромосоми парні, тому кожен ген у клітці представленийдвічі, по одному в кожній хромосомі і в тому ж місці хромосоми. Гени,розташовані в одному і тому ж місці хромосоми називаються аллеморфамі
(алелями). Вони можуть бути однаковими, а можуть відрізнятися. Організм,що має пару однакових алельних генів, називається гомозиготних. Організм,що несе два різних аллеморфа, називається гетерозиготності.

Мендель працював з двома чистими лініями гороху: один з яких ззеленими насінням gg, а інша з жовтими GG. (gg - рецесивний ознаказелених насіння, GG - домінантний ознака жовтих насіння). За зовнішнім виглядомутворюється два види типу насіння у відношенні 3 жовтих до 1 зеленому. Фенотипомназивається сукупність ознак, якими володіє організм, агенетичний склад, який визначає ці ознаки, називається генотипом. Уменделевської схрещуванні є тільки два різних фенотипу в другомупоколінні відносно 3 жовтих до 1 зеленому, але три генотипу відносно
1GG: 2Gg: 1gg.

При схрещуванні з двох чистих ліній, що розрізняються ознак, можнавизначити домінантність одного з ознак з розщеплення у другомупоколінні. Якщо одна з ознак домінує, то ми отримаємо дві фенотипу увідношенні 3: 1, де особин з домінантним ознакою більшість. Але приотстутствии домінантності буде розщеплення у відношенні 1: 2: 1, дебільшість гетерозигот. У наведеній схемі 1 подано результати зворотногосхрещування, де співвідношення гетерозигот до гомозигота дорівнює 1: 1.

5. Еволюція полігенних систем.

Гени, кожен з яких сам по собі дає незначний кумулятивнийефект, а в сумі котроліруют безперервну мінливість, називаютьполігенну. Особливо багато займався дослідженнями в цій областіанглійський учений К. Мазер. Між генами з сильним дією (головнимигенами) і генами зі слабким дією (полігенну) немає абсолютної відмінності,тому що гени можуть викликати також проміжні ефекти. Крім того,гени, які надають сильну дію на одні ознаки, можуть надавати слабкедію на інші.

У будь-яких умовах ненаправлення зміни ознаки лише повипадковості можуть виявитися сприятливими. Сучасний рівень розвиткугенетики показує, що чим сильніше зміна, тим більша ймовірність, щовоно виявиться шкідливим. Тому більшість еволюційних змін маєбути викликано накопиченням багатьох змін.

Виходячи з того, що одні гени впливають на прояв інших, в процесівідбору в організмі виробляється збалансована система генів,звана генним комплексом.

В одній і тій же хромосомі знаходяться гени, які контролюють різніознаки. Тому при проведенні досвіду з відбору якого-небудь ознакивідбирають не тільки нові комбінації полігенно, що впливають на цю ознаку,але також аллели інших локусів, які впливають на інші ознаки, алерозташовані в іншій хромосомі. Це означає те, що в пресі відборузмінюються не тільки ті ознаки, за якими ведуть відбір, але також іінші.

«Не дивлячись на те, що відбір іноді буває дуже інтенсивним, еволюціязазвичай протікає повільно. Це пояснюється двома обставинами. По -перше, організми звичайно добре пристосовані до середовища в результатіприродного відбору, так що будь-яка зміна ознак більшої частининесприятливо. По-друге, якщо навіть відбувається така зміна в середовищі,що вираз ознаки стає неоптимальним, будь-яке його зміна будеутруднене внаслідок порушення всієї збалансованої системи полігенно.
Ост?? того, як який-небудь ознака зміниться під дією відбору, то,перш ніж буде досягнутий подальший прогрес, багато інших ознактакож повинні стати пристосованими ». (1)

У процесі еволюції виробляється певний генетичнийкомплекс, що забезпечує фенотипическую пластичність.розвивається в результаті взаємодії середовища і генотипу. Різні умовибудуть по-різному впливати на вираження ознаки, як, наприклад, на вагу насінняабо зростання людини. Значить, будуть відбиратися ті гени або генні комбінації,які у взаємодії з даними умовами дадуть пристосованийфенотип. Таким чином, створюється стійке генний комплекс,забезпечує пристосування до будь-яких умов середовища, з яким можезіткнутися організм і де ще не йшов природний добір.

6. Генетичний дрейф.

Крім природного добору, існує ще один фактор, який можесприяти підвищенню концентрації мутантного гена в популяції і навітьповністю витіснити його стандартний алллеломорф.

Біолог С. Райт досліджував цей випадковий процес (генетичний дрейф)за допомогою математичних моделей і застосував цей принцип до вивченняпроблем еволюції. При постійних умовах генетичний дрейф маєвирішальне значення в дуже маленьких популяціях, отже, популяціястає гомозиготною з багатьох генів і генетична мінливістьзменшується. Також він вважав, що внаслідок дрейфу в популяції можутьвиникнути ознаки шкідливі спадкові ознаки, в результаті чоготака популяція може загинути і не внести свій внесок в еволюцію виду. Зіншого боку, в дуже великих популяціях вирішальним фактором євідбір, тому генетична мінливість в популяції знову буденезначна. Населення поступово добре пристосовується до умовнавколишнього середовища, але подальші еволюційні зміни залежать від появинових сприятливих мутацій. Такі мутації відбуваються повільно, томуеволюція у великих популяціях йде повільно. У популяціях проміжноївеличини генетична мінливість підвищена, нові вигідні комбінаціїгенів утворюються випадково, і еволюція йде швидше, ніж двох іншихописаних вище випадках популяціях.

Також слід пам'ятати, що, коли один аллель втрачається з популяції,він може знову з'явитися тільки завдяки певної мутації. Але ввипадку, якщо вид розділений на ряд популяцій, в одних з яких втрачено одиналлель, а в інших іншого, то загублений з даної популяції ген можез'явитися в ній завдяки міграції з іншої популяції, де є данийген. Ось таким чином збережеться генетична мінливість. Виходячи зцього Райт, припустив, що найбільш швидкі еволюційні зміни будутьвідбуватися у видів, підрозділених на численні популяції різноївеличини, причому між популяціями можлива деяка міграція.

Райт погоджувався з тим, що природний відбір - одна з найважливішихфакторів еволюції, проте генетичний дрейф, на його думку, також єістотним чинником, що визначає тривалі еволюційні змінивсередині виду, і що багато ознак, що відрізняють один вид від іншого,виникли шляхом дрейфу генів і були байдужі або навіть шкідливі за своїмвпливу на життєздатність організмів.

З приводу теорії генетичного дрейфу розгорялися суперечки між вченими
- Біологами. Наприклад, Т. Добжанський вважав, що не має сенсу ставитипитання, який фактор відіграє велику роль - генетичний дрейф абоприродний відбір. Ці фактори взаємодіють між собою. Можливі дваситуації:

1) Якщо в еволюції будь-яких видів чільне місце займає відбір, то в цьому випадку буде спостерігатися або спрямована зміна частот генів, або стабільний стан, обумовлене умовами навколишнього середовища.

2) Коли ж протягом тривалого періоду часу більш важливий дрейф, то тоді спрямовані еволюційні зміни не будуть пов'язані з природними умовами і навіть виникли незначні несприятливі ознаки можуть широко поширитися в популяції.

У цілому ж генетичний дрейф досліджено ще недостатньо добре івизначеного, єдиної думки про цей фактор ще в науці не склалося.

7. Висновок.

Дослідження в галузі генетики та екології виявили ряд факторів,контролюючих вироблення пристосувань і видоутворення. Сили, що лежать воснові еволюції родин, порядків і класів, не можуть бути так легковизначені.

Синтез генетики і еволюції в основному складався у взаємодіїменделевської теорії спадковості і великої по своєї наукової значимостітеорії Дарвіна.

На сучасному етапі розвитку генетики і еволюції все більшузначення набуває генна інженерія. Вченим вдалося розшифруватиструктуру молекули ДНК, що дозволило створювати на базі відомих видівнові, з заздалегідь запрограмованими, не властивими цьому видуякостями. Серйозною проблемою в практичному використанні генноїінженерії є безпека продуктів застосування продуктів генноїінженерії для існування людства. Поряд з цим виступає проблемаклонування, тобто виробництва організмів абсолютно схожих за своєюмолекулярної структури, а також зміненої відповідно до вимогвчених. Клонування тягне за собою безліч морально-етичних проблем,головною з яких є клонування людини.

8. Список літератури.

1. Шеппард Ф. М. Природний відбір і спадковість .- М.:

Просвещение, 1970.

2. Киселева Е. А. Книга для читання по дарвінізму. - М.: Просвещение,

1970.

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

4. Резник С. розкрила таємниці буття. - М.: Знание, 1976.

5. Рузавін Г. І. Концепції сучасного природознавства. -М.: Юнити,

2000.

6. Основи екології./Под ред. Обухова В. Л. і Сапунова В. Б. -

С.-Пб: Спеціальна література, 1998.

9. Словник термінів.

Алелі-гени, розташовані в одному і тому ж місці хромосоми.

Вид-сукупність живих організмів, що населяють певнуекологічну нішу, яка має спільність будови і фізіології та складовацільну генетичну систему.

Гамети-жіночі і чоловічі статеві клітини, що забезпечують при злиттірозвиток нової особи та передачу спадкових ознак від батьків донащадкам.

Гени-це гігантські молекули, що визначають своєю будовою івзаємодією з іншими аналогічними молекулами природу спадковихознак.

ДНК-(коротко) носій певної генетичної інформації,певні ділянки якої відповідають певним генами.

Локус-певну ділянку на хромосомі.

Хромосома-структурний елемент ядра клітини, в якому міститьсяспадкова інформація організму.

-----------------------< br>