|
Реферат: Разноспоровость у высших растений (Биология)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ВАЛЕОЛОГИИ
Кафедра биологии и общей экологии
специальность 032400
«РАЗНОСПОРОВОСТЬ У ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ»
Курсовая работа
студентки 6Б-21
Тумановой Н.С.
Научный руководитель
Румянцева А.В.
ЧЕРЕПОВЕЦ
2001
1. Введение
Тема моей курсовой работы называется «Разноспоровость высших
растений». В своей работе я рассматриваю все высшие растения, которые
являются разноспоровыми. Высшие растения делятся на девять отделов:
. Отдел Риниофиты (Rhyniophyta)
. Отдел Зостерофиллофиты(Zosterophyllophyta)
. Отдел Моховидные (Bryophyta)
. Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta)
. Отдел Псилотовидные (Psilotophyta)
. Отдел Хвощевидные (Equisetophyta)
. Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta)
. Отдел Голосеменные (Pinophyta или Gymnospermae)
. Отдел Цветковые (Magnoliophyta)
Из этих отделов к разноспоровым высшим растениям относят:
. Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta)
. Отдел Хвощевидных (Equisetophyta)
. Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta)
. Отдел Голосеменные (Pinophyta или Gymnospermae)
. Отдел Цветковые (Magnoliophyta)
Объектом исследования в этой курсовой работе является разноспоровость
как явление, заключающееся в существовании мегаспор и микроспор.
Микроспорой называется мелкая спора высших разноспоровых растений, из
которой развивается мужской гаметофит (половое поколение); у высших
споровых растений из микроспоры развивается мужской заросток, у семенных
растений микроспорами являются пыльцевые зерна (пылинки). Мегаспора
(макросора), более крупная из спор, образуемых высшими разноспоровыми
растениями, из которой развивается женский гаметофит(половое поколение); у
высших споровых растений мегаспора, прорастая, дает начало женскому
заростку (у семенных растений он называется зародышевым мешком).
Микроспоры, более мелкие, образуются в микроспорангии, а мегаспоры, более
крупные, развиваются в мегаспорангиях. Каждая микроспора дает начало одному
мужскому гаметофиту, а из каждой мегаспоры образуется по одному женскому
гаметофиту. Поэтому некоторые авторы, например Б. М. Козо-Полянский,
называют микроспоры «мужскими спорами», а мегаспоры – «женскими спорами».
В своей курсовой работе я ставлю цель выделить отделы высших растений,
относящихся к разноспоровым. Также выделить особенности образования
мегаспор и микроспор, их размеры и строение.
Для написания этой курсовой работы я пользуюсь основным литературным
источником – «Жизнь растений» (4 том, 5 том 1часть). В этой книге
достаточно полно освещены вопросы, необходимые для написания курсовой
работы. Более полно явление разноспоровости рассмотрено в отделах
Голосеменные и Цветковые. В общей характеристики этих отделов четко
обозначены различия микроспор и мегаспор в их строении, местоположении и
развитии. Таким образом основными задачами курсовой работы является
обоснование всех факторов разноспоровости высших растений, выявлении
особенности разноспоровости. Для решения задач поставленных в моей курсовой
работе по изучению явления разноспоровости высших растений необходимо знать
их жизненный цикл.
1.1. Жизненный цикл высших растений
Жизненный цикл высшего растения состоит из двух фаз (или поколений) –
бесполой, или спорофазы (спорофита), и половой, или гаметофазы
(гаметофита). Началом развития полового поколения является спора, которая,
как нам уже известно, образуется внутри спорангии. В спорангии может
образовываться самое различное число спор. У равноспоровых высших растений,
у которых споры еще не дифференцированы на микроспоры и мегаспоры, в каждом
спорангии обычно образуется не менее 32 спор и лишь очень редко только 8
спор.
У разноспоровых высших растений число микроспор в каждом
микроспорангии также обычно не бывает меньше 32, но в мегаспорангии, как
правило, образуется только одна мегаспора.
Развитие спор внутри спорангии, особенно развитие мегаспор, происходит
довольно сложным путем. Внутри спорангии закладывается первичная
спорообразующая ткань. В результате нескольких митотических делений всех
спорогенные клетки или только часть их дают начало материнским клеткам
спор, или спороцитам. Из каждого спороцита в результате мейоза может
образовываться 4 споры. Число хромосом в спорах по сравнению со спороцитом
в двое меньше, что объясняется редукцией числа хромосом, происходящей в
процессе мейоза следовательно, именно здесь происходит смена ядерных фаз,
переход спорофазы в гамето фазу.
Микроспоры и мегаспоры окружены оболочкой (спородермой). Спородерма
выполняет разнообразные функции, связанные с жизнедеятельностью споры. На
ранних стадиях развития оболочка обеспечивает избирательное поступление
веществ из полости спорангия (или гнезда пыльника) в развивающуюся спору.
Покидая материнское растение, споры некоторое время существуют
самостоятельно. В этих условиях на их оболочку, не прикрытую другими
клетками, ложится полная ответственность за сохранение содержимого от
высыхания, чрезмерного увлажнения или механических повреждений. Кроме
этого, являясь наружным скелетом, спородерма сохраняет определенную форму.
Большое количество жизненно важных функций, ложащихся на оболочку
всего лишь одной клетки, вызвало необходимость постоянного совершенствовать
строение спородермы. В результате выработалась чрезвычайно прочная,
устойчивая к высоким температурам, химическим реагентам и воздействию
микроорганизмов, совершенная по конструкции, форме и скульптуре оболочка.
Особенностью наружных слоев спородермы является также их поистине
удивительная сохранность в ископаемом состоянии.
Существенным признаком в строении спородермы являются также ее форма,
определяющаяся многими факторами: соединением спор в тетраде, расположением
апертур, свойствами каллозы и т. д. Для бессеменных растений наиболее
характерны споры, имеющие тетраэдрическую (плауны, многие папоротники, мхи)
или бобовидную, переходящую в эллипсовидную (многие папоротники) форму.
Хвощи и большинство моховидных имеют шарообразные споры. Голосеменные
унаследовали эллипсовидную и шарообразную формы, в некоторых линиях
эволюции трансформировав ее путем образования воздушных мешков.
Спородерма современных растений составлена из нескольких хорошо
различимых слоев, имеющих различное происхождение и строение. Самый
наружный слой – перина – характерен для многих спор мхов, папоротников,
хвощей. В виде фрагментов образуется у некоторых голосеменных и, как
исключение, представляет самый верхний слой спородермы некоторых очень
примитивных цветковых растений. Он формируется из структур, образующихся в
клетках стенках спорангия или гнезда пыльника. Следующий слои спородерма –
экзина и интина, образуются протопластом самой споры.
Морфологические признаки слоев спородермы формируются постепенно в
процессе развития спор. Сразу же после мейоза вокруг каждой споры
образуются временная оболочка – каллоза.
Содержимое споры представляет собой первую клетку гаметофазы, и из нее
в результате ряда митотических делений развивается гаметофит. Каждый
изоспора дает начало обоеполому многоклеточному гаметофиту, на котором
развиваются многоклеточные половые органы – антеридии и архегонии. Из
гетероспор также развиваются гаметофиты, но содержимое микроспор дает
начало только мужским гаметофитам, а содержимое мегаспор – женским
гаметофитам.
Рассмотрев, жизненный цикл высших растений я отметила особенности как
равноспоровых, так и разноспоровых растений.
2. Основная часть
1 Отдел Риниофиты (Rhyniophyta)
Риниофиты (Rhyniophyta) относят к равноспоровым растениям. В
спорангиях риниофитов развивались многочисленные споры, по строению
оболочки типичные для высших растений. Споры развивались в тетрадах и были
снабжены трехлучевым тетрадным рубцом. Раскрывание оболочки такой споры
происходило вдоль лучей тетрадного рубца.
2 Отдел Зостерофиллофиты (Zosterophyllophyta)
Зостерофиллофиты (Zosterophyllophyta) также относят к равноспоровым
растениям. Их спорангии снабжены короткой ножкой и содержат одинаковые
споры.
3 Отдел Моховидные (Bryophyta)
Моховидные (Bryophyta) тоже являются равноспоровыми растениями. Споры
– обычно одноклеточные образования, служащие для бесполого размножения мхов
и их распространения. Размеры спор сильно колеблются. Форма спор варьирует
незначительно, обычно они шаровидные, реже овальные, иногда слабо округло-
угловатые, редко почковидные.
4 Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta)
А вот среди плауновидных (Lycopodiophyta) есть как равно-, так и
разноспоровые растения. Разноспоровые растения обладают листьями с
язычками. Споры плауновидных обычно с трехлучевым рубцом. Гаметофиты
разноспоровых плауновидных однополые, незеленые, развиваются обычно в
течение нескольких недель за счет питательных веществ, содержащихся в
споре, и по достижении зрелости не выступают наружу, за пределы оболочки
споры.
Класс изоэтопситы (Isoetopsida) включает разноспоровые плауновидные.
Сюда относят порядки: селагинелловые (Selaginellales), лепидодендровые
(Lepidodendrales) и полушниковые (Isoetales), причем лепидондровые
полностью вымерли, а два других порядка представлены и ныне живущими
растениями.
К порядку селягинелловые (Selaginellales) относят разноспоровые
многолетние травянистые ветвистые растения с цельными листьями, обладающими
язычком, и с придаточными корнями, отходящими обычно от тонкого стебля;
некоторые ископаемые представители обладали хорошо развитым ризофором.
Спорангии располагаются на стебле близ пазухи листа или в пазухе листа.
Спорофиллы собраны в стробилы. Гаметофиты однополые, мелкие, развиваются в
течении года, не покидая споровой оболочки, за счет запасов питательных
веществ, находящихся в споре. Сперматозоиды двужгутиковые. Современные
представители входят в род селягинелла (Selaginella), называемый также по-
русски плауном. Основным способом размножения селягинелл является бесполое
размножение с помощью спор. Стробилы располагаются на концах боковых
ветвей. Они либо довольно резко отграничены от остальной части
облиственного побега, либо внешне почти неотличимы от нее. Спорофиллы сидят
на оси стробила по спирали или накрест супротивно в 4 продольных рядах.
У большинства видов как мегаспорофиллы с мегаспорангиями, так и
микроспорофиллы с микроспорангиями находятся в одном и том же стробиле, при
этом первые обычно занимают нижнюю, а вторые – верхнюю его часть, реже они
располапфются вдоль оси стробила двумя вертикальными рядами или, наконец,
размещены без определенного порядка. Мегаспорангии обычно много крупнее
микроспорангиев. Мега- и микроспоры, как правило, с трехлучевым тетрадным
рубцом, с многослойной и сложно устроенной оболочкой, скульптура
поверхности которой очень разнообразна и является хорошим диагностическим
признаком. Диаметр микроспор в зависимости от вида варьирует от 20 до 100
мкм, мегаспор – от 100до 1,5 мм. Споры бывают беловатыми, желтоватыми,
красноватыми, буроватыми и почти черными. Раскрывание спорангии происходит
иногда столь резко, что микроспоры или тетрады микроспор выбрасываются на
расстояние до 2 см, а мегаспоры – на расстояние до 10 см. далее споры
рассеиваются ветром или водой.
Например, у разных видов рода полушник (Isetes) в мегаспорангиях
развивается от 50 до 2350 мегаспор диаметром от 90 до 900 мкм в
микроспорангиях – от нескольких тысяч до миллиона микроспор диаметром от 20
до 40 мкм. В отличие от других споровых растений полушник обладает мега- и
микроспорами разного морфологического типа мегасапоры трехлучевые,
микроспоры билатеральные, однолучевые. Поверхность как мегаспор, так и
микроспор бывает очень разнообразной. Самый внешний слой споровой оболочки
мегаспор состоит из кремзема, и по высыхании его споры обычно кажутся
белыми. Спорангии полушника не имеют какого-либо механизма для вскрывания,
стенка их при ежегодном отмирании листьев сгнивает, и споры высвобождаются.
Распространяются споры главным образом водой, но в ряде случаев их
переносят дождевые черви, через кишечный тракт которых споры, покрытые
панцирем из кремнезема, проходят без повреждений. Не исключена также
возможность переноса спор земноводных и наземных видов полушника птицами и
копытными животными.
Споры прорастают обычно на следующий год после созревания. Мужские и
женские гаметофиты полушника редуцированы в еще большей степени по
сравнению с соответевующеми гаметофитами селягинелл. Мужской гаметофит
состоит из одной проталлиальной клеткии антеридия с однойслойной стенкой из
четырех клеток и с четырмя сперматидиями. При созревании гаметофита
оболочка споры лопается и освобожддаются 4 многожгутиковых сперматозоида.
При развитии женского гаметофита, как и у селагинелл, отмечается стадия
свободных ядерных делений. Спустя некоторое время лопнувшая оболочка споры
обнажает поверхность незеленого женского гаметофита с архегониями.
После оплодотворения из зиготы развивается зародыш, состоящий из
листа, корня и ножки, с помощью которого зародыш высасывает питательные
вещества из крахмалоносной ткани гаметофита.первый лист и первый корень
пробивают ткань гаметофита и выходят наружу. Молодой спорофит долго
остается прикрепленным к женскому гаметофиту.
5 Отдел Псилотовидные (Psilotophita)
Среди ныне живущих высших растений совершенно обособленное положение
занимает маленький отдел псилотовидные (Psilotophita), в который входят
только равноспоровые растения. Споры псилотовых обячно билатерально
симметричные, почковидные, с прозрачными оболочками и имеют сетчатую
поверхность.
6 Отдел Хвощевидные (Equisetophyta)
Подавляющее большинство хвощевидных (Equisetophyta) – равноспоровые
растения, и лишь некоторые ископаемые формы были разноспоровые.
7 Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta)
В отделе папоротниковидные (Polypodiophyta) только один подкласс
сальвинииды (Salviniidae) включает в себя разноспоровые растения. Десять
видов современных сальвиний (Salvinia) являются остатками некогда крупного
рода, возникшего по-видимому, в мезозое. Сальвинии – мелкие водные
папоротники, замечательной чертой которой является разноспоровость. Мужские
и женские гаметофиты развиваются из микро- и мегаспор, которые образуются в
микро- и мегаспорангиях, заключенных в микро- или мегасорусах. Сорусы
образуются на спороносных сегментах погруженного листа. Мегасорусы, обычно
на ножках, закладываются первыми у основания сегмента. Микросорусы, как
правило, сидячие и размещаются на остальной части сегмента. Все сорусы по
форме и величине сходны между собой. Мегасорус состоит из нескольких (до
25) мегаспорангиев, расположенных или одиночно на короткой толстой ножке,
или группами на ветвистых ножках. В мегаспорангиях развивается только одна
крупная мегаспора. Она остается все время окруженной стенкой спорангия и
опадает вместе с ней. Окружающая мегаспору пенистая масса играет роль
плавательного приспособления как для мегаспоры, так и для развивающегося
женского гаметофита.
В микросорусах сальвинии ушковидной образуется до 500 микроспорангиев.
В каждом микроспорангии образуется 32 микроспоры. Микроспоры имеют ясно
выраженный трехлучевой рубец. Созревшие микроспоры по 4 погружены в
отвердевшую плазматическую массу, называемую массулой. Замечателен тот
факт, что ископаемая сальвиния Рейза (Salvinia reusii) обладала
амфиспорангиатными сорусами с многочисленными микроспорангиями и меньшим
числом мегаспорангиев. У современных сальвиний были отмчены случаи развития
наряду с нормальными не свойственных им амфиспорангиатных сорусов.
Сорусы созревают и погружаются на дно водоемов. У сальвинии плавающей
(однолетнего растения) это происходит осенью. После сгнивания спорангия,
поднимаются на поверхность. Микроспоры дают начало сильно редуцированным
мужским гаметофитом, а мегаспоры прорастают в более крупные женские.
Прорастание спор происходит внутри спорангия. Прорастающая микроспора
прорывает стенку спрангия и образует вначале трехклеточный мужской
гаметофит. При прорастании мегаспоры ее оболочка разрывается на три
лопасти, и зеленый женский гаметофит выступает наружу в виде веера.
8 Отдел Голосеменные (Pinophyta)
Растения, относящиеся к отделу голосеменных (Pinophyta) отличаются от
всех остальных представителей растительного мира тем, что производят
семена. А все семенные растения, как голосеменные, так и цветковые,
являются разноспоровыми. Это значит, что споры у них двух разных типов –
микроспоры (мужские споры) и мегаспоры (женские споры). Первые дают начало
мужскому гаметофиту, а вторые – женскому. В этом отношении семенные
растения не отличаются от таких разноспоровых бесеменных растений, как
селагинелла, полушник, марсилея или сальвиния. Тем не менее между ними
имеются весьма существенные различия.
В то время как у огромного большинства бессеменных высших растений
мегаспоры освобождаются из мегаспорангия, у семенных растений их
единственная зрелая мегаспора остается постоянно заключенной внутри
мегаспорангия и здесь же, внутри мегаспоры, происходит развитие женского
гаметофита и процесс оплодотворения. Определенный шаг в этом направлении
уже можно наблюдать у разноспоровых бессеменных растений. Так, у некоторых
видов селагинеллы мегаспора остается внутри мегаспорангия и после
оплодотворения, вплоть до значительного развития зародыша и даже молодого
растеньица. Еще больше приближение к семенным растениям наблюдается у
некоторых вымерших плауновидных, например у каменноугольных родов миадесмия
(Miadesmia) и лепидокарпон (Lepidocarpon), у которых мегаспорангий был
окружен покровом из свернувшегося спорофиллоида (или его боковых выростов).
Это уже максимальное приближение к семени, но образование это является
скорее аналогом, чем гомологом семени. Настоящее семя появляется только у
голосеменных, при том значительно раньше, чем у таких растений, как
миадесмия и лепидокарпон. В отличие от семенных плауновидных мегаспорангий
у семенных растений окружен особым защитным покровом, называемым
интегументом. Он умеет совершенно иное происхождение, чем покрывало
мегаспорангиев миадесмии или лепитокарбона.
Мегаспорангий с окружающим его энтегументом называется семязачатком
или семяпочкой. Это действительно зачаток семени, с которого после
оплодотворения развивается семя. Развитие мегаспоры, также как
Пыльцевые зерна у всех саговниковых мелкие, широкоэллиптические,
лодочковидные и имеют на дистальной стороне одну борозду.
Например, у рода эфедра (Ephedra), относящийся к классу Гнетовые
(Gnetopsida) при прорастании микроспоры отделяется сначала первая
проталлиальная клетка. При втором делении образуется ядро второй
проталлиальной клетки, но самой клетки не образуется, так ядро это не
отделяется перегородкой от ядра антеридиальной клетки. Далее ядро
антеридиальной клетки делится, образуя ядро генеративной клетки. Оно
образует два ядра, одно из которых дает начало двум спермиям. А цель
пыльцевых зерен попасть на женский гаметофит. Когда это произойдет,
образуется короткая пыльцевая трубка, которая через шейку архегония
достигает яйцеклетки. Спермий, достигнув яйцеклетки, сливается с ней,
образуя зародыш.
У представителей подкласса Хвойные (Pinidae) каждая функционирующая
материнская клетка микроспор дает начало четырем гаплоидным микроспорам,
которые в течение некоторого времени оказываются заключенными внутри
оболочки микроспор. Число микроспор обычно очень велико, иногда
исключительно большое. Они чрезвычайно легкие, что помогает их
распространению ветром. Чрезвычайно своебразной является форма пыльцевых
зерен. У большинства представителей семейства сосновых и подокарповых она
бобовидная, с двумя выступами – воздушными мешками. Для большинства видов
тсуги (Tsuga) типична шарообразная пыльца с одним опоясывающим воздушным
мешком. Шарообразные безмешковые пыльцевые зерна имеются у лиственницы.
9 Отдел Цветковые (Magnoliphyta)
Цветковые растения представляют собой самый большой отдел
растительного мира. От всех остальных отделов высших растений, за
исключением голосеменных, цветковые отличаются образованием семени.
Представители обоих этих отделов являются растениями семенными, в то время
как все остальные отделы являются бессеменными (расселение у них происходит
посредством спор, а не семян). От голосеменных же цветковые отличаются
прежде всего тем, что семязачатки (семяпочки) у них заключены в более или
менее замкнутую полость завязи (образованный одним или несколькими
сросшимися плодолистиками). Благодаря тому что семязачатки заключены в
полость завязи, пыльца попадает не непосредственно на микропиле
семязачатка, а на рыльце. Наличие рыльца является характернейшей
особенностью цветковых растений и фактически главным отличием цветка от
стробилов голосеменных.
В связи с крайним упрощением гаметофитов цветковых растений и резким
сокращением их онтогенеза они утратили гаметангии – антеридии и архегонии.
Половое поколение цветковых растений лишилось половых органов. В результате
формирования самих гамет, особенно мужских гамет, также ускоряется и они
крайне упрощаются.
Эволюция в сторону сокращения стадий развития гаметофитов и ускорения
их онтогенеза началась уже среди голосеменных, где некоторые хвойные, а
также роды гнетум и вельвичия приблизились к цветковым растениям по степени
редукции и строению мужского гаметофита, а гнетум и вельвичия также по
лишенному архегониев женскому гаметофиту. Однако гаметофиты цветковых
растений достигли максимально возможного упрощения и более ускоренного
развития.
Параллельно с дифференциацией клеток стенки микроспорангия происходят
события, ведущие к формированию микроспор. В результате ряда
последовательных митотических делений из первичных спорогенных клеток
образуются микроспороцисты, или материнские клетки микросор. Из каждого
микроспороциста в результате меойтического деления образуется тетрада
гаплоидных микроспор.
В период между окончанием мейоза и освобождением сестринских спор из
каллозовой оболочки протекают процессы формирования спордермы (оболочки
микроспор). В тетрадном периоде вокруг протопласта микроспоры прежде всего
образуется новая оболочка – примэкзина. Вскоре после начала образования
примэкзины начинают выявляться те области спородермы, где формируются
специальные места, служащие для выхода пыльцевой трубки, называемые
апертурами.
Сформировавшиеся микроспоры освобождаются из тетрады в результате
быстрого растворения каллозовой оболочки. Высвободившиеся микроспоры быстро
увеличиваются в размерах.
В развитии микроспор очень важную роль играют клетки тапетума.
Накапливается всё больше данных, говорящих о том, что тапетум не только
служит питательным материалом, но и принимает участие в формировании
экзины.
Морфологическая активность цитоплазмы микроспоры заканчивается к
началу деления её ядра. У большинства тропических растений ядро микроспоры
начинает делится почти сразу же после окончания микроспорогенеза, но у
растений умеренного и особенно холодного климата обычно наблюдается
перерыв, которых длится от нескольких дней до нескольких недель.
Как известно, оболочка микроспоры состоит из двух главных слоев –
экзины и интины. Строение этих двух слоев, также как и их толщина, является
важным признаком характеризующим пыльцевые зерна разных растений. Интина
представляет собой внутренний слой пыльцевого зерна. Она облегает его
содержимое и служит материалом, образующим пыльцевую трубку. Экзина – это
внешний слой оболочки пыльцевого зерна.
В экзине пыльцевого зерна имеются эластичные, гибкие, чаще тонкие
места, служащие для выхода пыльцевой трубки, - апертуры. Апертуры бывают
простые (борозды, щели, поры и др.) и сложные, у которых борозды, поры и
прочие образования обладают дополнительной апертурой. Простые апертуры
особенно характерны для пыльцы однодольных растений, а также для некоторых
приметивных групп двудольных. У двудольных встречаются как сложные, так и
простые апертуры.
Пыльца часто бывает собрана в диады, тетрады, поллиады, поллинии.
Семязачаток состоит из двух основных частей – мегоспорангия и
окружающего его покрова, называемого интегументом. Интегумент не полностью
закрывает мегаспорангий, на верхушке семязачатка его края не срастаются
полностью и оставляют отверстие – микропиле.
В семязачатках наблюдаются два типа строения мегаспорангия и два типа
семязачатков – крассинуцеллятные и тенуинуциллятные. Крассинуцеллятные
семязачтки характеризуются относительно мощно развитым мегаспорангием, и
поэтому материнская клетка мегаспор отделена от эпидермы мегаспорангия
одним или несколькими слоями клеток. У тенуинуциллятных семязачатков,
мегаспорангий которых более редуцирован, материнская клетка мегаспор лежит
непосредственно под эпидермой мегаспорангия.
У цветковых растений в мегоспорангии образуется обычно одна
материнская клетка мегоспор. Она претерпевает два деления мейоза, в
результате чего аналогично появлению тетрады гаплоидных микроспор
образуется тетрада гаплоидных мегаспор. Как и при формировании микроспор,
появляются каллозовые оболочки, обеспечивающие изоляцию материнской клетки
и мегаспор от окружающей клетки.
Мегаспоры тетрады бывают расположены по-разному, но чаще всего
образуется линейная тетрада, реже – Т-образная и ещё реже – квадратная или
тетраэдрическая. У громадного большинства цветковых растений возникают
четыре мегаспоры, из которых нижняя и значительно реже верхняя
увеличиваются в размерах и функционируют как мегаспора, а остальные три
отмирают и разрушаются.
3. ВЫВОД
В своей курсовой работе я рассмотрела отделы высших растений, в частности
те, которые относятся к разноспоровым: отделы Плауновидные
(Lycopodiophyta), Хвощевидных (Equisetophyta), Папоротниковидные
(Polypodiophyta), Голосеменные (Pinophyta или Gymnospermae), Цветковые
(Magnoliophyta). В работе указала различие между семенными разноспоровыми
высшими растениями, которые являются эволюционно более продвинутыми, и
бессемеными разноспоровыми высшими растениями. Это различие заключается в
возникновении семени. Также я подробно описала цикл размножения высших
растений, без которого было бы неясно происхождение мегаспор и микроспор,
обосновала факторы разноспоровости высших растений, выявила особенности
разноспоровости.
4. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. «Жизнь растений», том 4. – Москва. «Просвящение», 1978
2. «Жизнь растений», том 5(1).- Москва. «Просвящение», 1981
3. Большой биологический энциклопедический словарь.- Научное
издательство «Большая Российская энциклопедия», Москва, 1999
4. Еленевский А.Г., Соловьева Н.П., Тихомиров В.Н. «Ботаника
высших,или наземных растений». – Москва. Издательский центр
«Академия», 2000
ПРИЛОЖЕНИЕ
[pic]
[pic]
СОДЕРЖАНИЕ
стр
1. Введение……………………………………………………….…2
1.1. Жизненный цикл высших растений…………………………4
2. Основная часть……………………………………………..…….3
1. Отдел Риниофиты …………………………….…………..…7
2. Отдел Зостерофиллофиты… …………………………….….7
3. Отдел Моховидные ………………………………..…………7
4. Отдел Плауновидные ………………………………………...7
5. Отдел Псилотовидные ….…………………………………...10
6. Отдел Хвощевидные ………………………………….……..10
7. Отдел Папоротниковидные ………………………………...10
8. Отдел Голосеменные…………………………………………12
9. Отдел Цветковые……………………………………………..14
3. Вывод………………………………………………………………18
4. Список используемой литературы……………………………….19
Приложение……………………………………..…………20
Реферат на тему: Расово-антропологическая школа
Антропология в переводе с латыни означает – наука о человеке.
С древних времен человека волновал вопрос: что такое человек.
Антропология как самостоятельная дисциплина начала развиваться во второй
половине 18- го века. Ранние попытки понять место человека в природе, его
сходство с другими организмами, его своеобразие, являются, по-видимому,
столь же древними, как само научное знание вообще. Основные этапы
формирования антропологических знаний, совпадают с переломными этапами
истории человеческого общества. Борьба между старым и новым мировоззрением,
подъемом или крушением тысяч индивидуальных судеб не могли не вести к
глубокому раздумью о сущности человеческой природы. Люди хотели знать о
“назначении” человека, о силах, которые привели человека в мир и которые,
вооружив его разумом, подняли над всеми живыми существами и в то же время
сделали жертвой неисчислимых бедствий и социальной несправедливости.
Зачатки научных знаний о человеке возникли в недрах античной философии.
Философ милетской школы Анаксимандр (610—546 гг. до н. э.), стремился
познать происхождение всего сущего с самого зарождения жизни. Он высказывал
идеи о возникновении человека путем ряда превращений животных. Зачатки
эволюционного взгляда на человека можно найти у Демокрита (около 470—380
гг. до н. э.) и у Эмпедокла (490—430 гг. до н. э.). Античные философы
стремились определить главные источники отличий человека от животных.
Анаксагор (500—428 гг. до н. э.), Сократ (469—399 гг. до н. э.) высказывали
мысль, что человек обязан своим высоким положением в мире наличию у него
руки. Мысли об огромной роли слова (речи) для человека развивал знаменитый
афинский учитель Исократ (436— 338 гг. до н. э.).
Однако философия была не единственным источником, порождавшим
антропологические знания. Зоологические наблюдения над домашними и дикими
животными также вели к размышлению о месте человека в органическом мире.
Следует указать, что анатомические знания накапливались еще задолго до
того, как они получили отражение в трудах греческих ученых.
Первое использование термина “ Антропология ” приписывается
Аристотелю, который употреблял это слово преимущественно при изучении
духовной природы человека. Применительно к физическому строению человека
термин “антропология”, по-видимому, впервые встречается в названии книги
Магнуса Хундта, вышедшей в Лейпциге в 1501 г.: “Антропология о достоинстве,
природе и свойствах человека и об элементах, частях и членах человеческого
тела”. Таким образом, в западноевропейской литературе довольно рано
укоренилось двойное понимание термина “антропология”, а именно как науки о
человеческом теле, с одной стороны, и о человеческой душе — с другой
Наконец, британский врач (живший, однако, во Франции) У.Ф.Эдвардс
произвел научную революцию, разделив расы по телосложению; в 1829 году он
опубликовал знаменитую книгу "О физиологических свойствах человеческих рас
в связи с их историей". Ее новизна заключалась, в частности, в том, что в
отношении французов он пришел к мнению, что они происходят от двух
различных рас и, одновременно, что эти расы существуют в несмешанном виде
до сих пор (т.е. в 19-ом веке). Он также восстановил в правах термин
"исторические расы", вследствие чего появилась возможность выделения разных
расовых групп, хотя и имевших одинаковый цвет кожи. В связи с этим он
указал и на физические особенности части евреев. Эдвард не сомневался, что
самым достоверным признаком расы является размер и форма черепа; рост и
цвет волос тоже важны, но они играют второстепенную роль (дополнительно он
использовал для различения рас еще и итальянские исследования в лингвистике
по особенностям произношения).
Уверенность Эдвардса в преобладающем значении формы черепа для
различения рас была неслучайной: десятилетиями, с конца 18 века, процветала
в Европе френология, "наука об изучении человеческого черепа",
утверждавшая, что особенности мозга связаны с теми или иными чертами его
"хранилища" - черепа. Размер той или иной части черепа определяет, якобы,
ту или иную характеристику самого мозга, следовательно, человеческий
характер можно узнать, изучив тот или иной череп.
Кстати, в основе современных антропологических методов были заложены
труды известного французского антрополога, анатома и хирурга Поля Брока
(1824—1880), который в 60— 70-х годах прошлого столетия разработал
подробные программы проведения антропологических исследований, предложил
ряд приборов и инструментов для измерения человеческого тела, составил
таблицы определения пигментации и т. д.
Итак, антропология изучала тогда расовые проблемы, связанные
преимущественно с особенностями телосложения, с привлечением для этого
достижений общественных наук.
В 19 веке появилась биологически обоснованная теория эволюции природы.
Одним из первых эволюционистов стал французский биолог Жан-Пьер
Ламарк, предположивший, что разнообразие видов, форм, оттенков живых
существ есть результат их приспособления к окружающей среде. Длительные
процессы привели, в конце концов, к изменению природных форм. Но теория
Ламарка строилась, в основном, на предположениях и была плохо обоснована.
Тем не менее, она распространилась во Франции и других странах, ибо время
от времени гипотезу Ламарка подкрепляли вновь открытые феномены.
Многие ученые пришли к выводу, что существует огромная разница не
только во внешнем облике, но и в характерах представителей разных рас. В
этой среде было принято считать, что различие цвета кожи, толщины губ,
строения глаз, качества волос обуславливает природное неравенство людей.
"Обязательно должна обнаружиться связь между внутренними и внешними
различиями рас" - историки романтической школы оказались первыми, кто
принял этот тезис в своих научных комментариях.
Примерно в тоже время, окончательно сформулировал и доказал теорию
эволюции знаменитый англичанин Чарльз Дарвин: "Происхождение видов",
впервые опубликованное в 1859 году. Биолог обосновал процесс эволюции в
природе и сформулировал его главнейшие законы: закон естественного отбора и
закон борьбы за существование.
Научные гипотезы Дарвина начали использовать для разработки
социальных тем, которые в свою очередь, несмотря на множество различий и
оттенков, присущих отдельным расово-антропологическим концепциям, все они
сводятся к следующим главным постулатам и тезисам, объединяющим эти
концепции в “школу”.
1) У эволюции "нет границ" (Дарвин), но если это так, то,
следовательно, среди людей нынче тоже протекает процесс эволюции.
Следовательно, внутри современного человечества можно и нужно искать
различные виды, а среди них - самый высший.
2) Расы и антропологические группы неравноценны. Отсюда вытекает
неравноценность (“превосходство”, “неполноценность”, “ущербность”), а также
“опасность” соответствующих социальных и культурных творений.
3) Социальное поведение людей, и культура целиком или преимущественно
определяются биологической наследственностью.
4) Смешения между расами или антропологическими группами вредны с
точки зрения биологического, социального и культурного развития.
Все это, создавало подходящий общественный климат для внедрения
расизма в духовную жизнь общества.
И в 1853, Жозеф-Артюр де Гобино (1816-1882), публикует книгу "О
неравенстве человеческих рас", где он объединяет все выше сказанные
постулаты и тезисы. В своих трудах он различает три «чистые» расы (белую,
желтую и черную) и многочисленные «смешанные» типы. Каждая раса сама по
себе неизменна и обладает культурными специфическими способностями. Он
пытается обосновать право господства белой (арийской) расы.
Белая (арийская) раса обладает большей культурной одаренностью и
является единственной культурной, творческой силой в истории. Именно она
создала все великие цивилизации (инд., кит., египт., семитскую, Аннич. и
совр. Европ.). Элитой арийской расы Гобино считал германцев, под которыми
понимал французскую аристократию. Гобино не дал точного описания
характерных черт "арийцев", он приписывал им иногда округлость головы, а
иногда удлинённость, то светлые, то тёмные или даже чёрные глаза (следует
учесть, что он сам был француз с чёрными глазами).
Идеи Гобино не получили признания во Франции, но были восприняты в
Германии.
Наиболее известным последователем Гобино в Германии был Хьюстон Стюарт
Чемберлен. В своих работах противопоставлял германцев и евреев. Германцы
виделись ему носителями величайших культурных достижений и спасителями
человечества; евреев он представлял "нечистой расой" жадных, неразвитых
иностранцев, живущей в сердце Европы, но по другим законам, чем соседи. И
им предстояла жесткая борьба за превосходство. И вообще, вся человеческая
история это борьба между расами. И германцам суждено уничтожить евреев. Он
выступил как резкий сторонник борьбы за поддержание "чистоты" расы и
сохранения её от всевозможных инорасовых влияний и примесей. Чемберлен был
первым в Германии, кто заложил "основы" теории рас и "евгеники" -"науке" о
расовой чистоте и своеобразных методах "селекции" людей.
Если Чемберлен в основном оперировал мифологемами, впоследствии
нашедшими широкое употребление в идеологии нацизма, то Аммон и Важе де
Ляпуж (1854-1936) попытались доказать неравноценность рас и превосходство
белой расы при помощи «научных» обоснований. В их работах, основанных на
ложном истолковании антропометрических данных(т.е основанных на измерении
размеров человеческого тела), содержалась попытка установления прямой
зависимости между классовой принадлежностью и антропологическими
параметрами индивидов — величиной так называнемого указателя (процентного
отношения наибольшей ширины головы к ее наибольшей длине).Важе де Ляпуж
классифицировал человечество по типам головы. Долихоцефалы (длинноголовые)
формируют высшую (арийскую, или нордическую) расу, брахицефалы
(короткоголовые) — низшие расы.
Эти личности сильно повлияли на Адольфа Гитлера. Гитлер верил в эти
идеи; он говорил, что низшие расы, как евреи, имеют больше общего с
обезьянами, чем с высшими человеческими расами. Генрих Гиммлер убеждал
своих солдат выполнять свои кровавые приказы, "обесчеловечивая" евреев
полностью. Он утверждал, что евреи не отличаются от блох или мышей -
отвратительных низших форм жизни, заслуживающих уничтожения. Нацисты
пытались убедить народ Германии в истинности своих утверждений, создавая
пропагандистские фильмы, наглядно доказывающие расовую теорию.
Другой способ, которым нацисты делали расизм респектабельным, было его
распространение, но не путем прямого насилия, а через деятельность
различных государственных институтов. Гитлер постепенно внедрял расизм
через "легитимные" законодательные акты своего правительства, важнейшими из
которых были Нюренбергские законы 1935 года. Эти законы юридически отделяли
евреев от христиан, а также впервые устанавливали, кого следует считать
евреем, а кого - арийцем. В соответствии с законом, евреем считался тот,
среди бабушек и дедушек которого было не менее трех евреев. Ариец не должен
был иметь ни одного еврея в такой степени родства. А для того, чтобы стать
членом элитных подразделений SS, нужно было доказать, что все предки вплоть
до 1800 года (когда евреи получили большую свободу и возникла вероятность
смешения с арийцами) были чистыми арийцами.
Что бы более подробно изучить проблему расизма следует обратиться к
науке генетика.
Генетика (от греческого genesis, что значит происхождение) – это наука
о наследственности и изменчивости живых организмов, обитающих на планете
Земля. И так мы знаем что, с древних времен люди пытались классифицировать
типы человеческого характера, распознать природные индивидуальные
особенности, по физическим характеристикам человека, по его внешнему
облику. Так что же в человеческом характере заложено изначально, а что
формируется под влиянием среды, как взаимодействуют эти факторы в
формировании тех или иных психологических функций.
Что такое ген?
Долгое время генетики не знали ответа на вопрос, что же собой
представляет ген в действительности. Биолог Вильгельм Иогансен, первым
предложивший этот термин, писал о нём так: "Ген - просто короткое и удобное
слово, которое легко сочетается с другими". Долгое время ген был окутан
покровом таинственности, и в СССР долгое время (с конца 30-х начало 60-х
гг. ХХ в.) служил поводом для бесчисленных обвинений генетиков в
"реакционных мистических воззрениях", "идеализме" и тому подобных грехах.
Первым учёным, приблизившим отвлечённое понятие гена к реальности, стал
американец Томас Морган. Он решил выяснить: существует ли в клетках живых
организмов что-то, похожее по своим свойствамна предполагаемые менделевские
"зачатки". Вскоре его внимание остановилась на хромосомах. Хромосомы - это
особые тельца в ядрах клеток. Во время деления клеток (митоза) они
исполняют сложный "танец", сходятся и расходятся, в результате чего новые
образовавшиеся клетки получаютв точности такой же набор хромосом, как и
материнские.
Морган изучал хромосомы дрозофилы - маленькой мушки, легко разводимой в
лаборатории. В скоре он заметил удивительную вещ. Размер и форма хромосом в
клетках мушек были достаточно постоянны, и если они внезапно резко
изменялись - облик самой мушки также обычно становился уродливым.
(Заметим, что такое скачкообразное и наследственное изменение облика
(мутация), иногда не значительное, иногда более более существенное,как раз
и создаёт почву для эволюции. Большинство мутаций вредно и даже смертельно
для организмов. Немногие организмы, у котрорых произошли полезные мутации,
биологи их называют "счастливыми уродцами".)
Морган пришёл к выводу.,что гены находятся в хромосомах. Множество
опытныхданных подтверждало эту гипотизу. Новопрос о том, что же
представляет собой ген, по - прежнему оставался не открытым.
В 1944 г. вышла в свет книга выдающегося физика Эрвина Шрёдингера "Что
такое жизнь с точки зрения физика?". В ней он высказал любопытные идеи о
вероятном строении гена, назвав его "апериодическим кристалом". По его
мнению ген должен состоять из нескольких повторяющихся элементов, которыми,
как азбукой Морзе, записана наследственность организма.
Долгое время, исходя из ключевой роли белков и живых организмов,
биологии считали, что гены тоже, видимо, должны представлять собой особые
белки. Но истина окпзалась на много сложнее.
В1953 году в международном научном журнале была напечатана статья
биологов Джеймса Уотсона и Френсиса крика о строениидезоксирибонуклеиновой
кислоты (ДНК) - одного из веществ, постоянно присутствующих в хромосомах.
Структура ДНК оказалась совершенно необычной!
Её молекулы имеют огромную по молекулярным масштабам длинну и состоят из
двух нитей, сплетённых между собой в двойную спираль. Каждую из нитей можно
сравнить с длинной нити бус. С нитками бус мы сравнивали и белки. У белков
"бусинами" являются аминокислоты 20 различных типов. У ДНК - всего 4 типа
"бусин", и зовуться они нуклиотидами. "Бусины" двух нитей двойной спирали
ДНК связаны между собой и строго друг другу соотвецтвуют. Чтобы наглядно
представить себе это, вообразим две рядом лежащие нитки бус. Напротив
каждой красной бусины в одной цепи лежит, допустим, синяя бусина в другой.
Напротив каждой зелёной - жёлтая. Точно также в ДНК напротив нуклеотида
аденина находится тимин, напротив цитозина - гуанин.
Зачем это нужно? Просто напросто при таком правилепостроения двойной
спирали каждая из цепей содержит свединия о строении другой. зная строение
одной цепи, всегда можно восстановить другую. Получается две двойные
спирали - точные копии их предшествинници. В технике часто встречаются
процессы изготовления готовых изделий по шаблону, называемому матрицей,
например отливка монет или медалей, типографского шрифта. По аналогии
происходящее в живой клетке восстановление двойной спиралипо одной её цепи,
как по матрице, также називают матричным синтезом.
Это свойство точно копировать себя с исходной матрицы имеет ключевое
значение для жизни на Земле. Реакции матричного синтеза не известны в
неживой природе. Без этих реакций живое утратило бы своё главное свойство -
способность воспроизводить себя.
В нитях ДНК четырёх буквенной азбукой из "бусин" - нуклиотидовзаписяно
строение всех белков живых организмов. Вся информация, касающаяся строения
однго белка, занимает в ДНК небольшой участок. Этот участок и является
геном. Из четырёх букв "алфавита ДНК" можно составить 64 трёхбуквенных
"слова"- триплета. Словаря из 64 слов вполне хватает, чтобы записать
названия 20 аминокислот, входящих в состав белков.
КЛАССИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ МЕНДЕЛЯ.
Первые ответы на вопросы генетики дал не философ или физиолог, а
чешский монах Грегор Мендель, преподававший физику и естественную историю в
средней школе города Брно. Выращивал монах душистый горошек и знать не
знал, думать не думал, что станет основоположником новой науки, создателем
классических законов наследуемости: закона единообразия гибридов первого
поколения, закона расщепления и закона независимого комбинирования.
Мендель не был пионером в области изучения результатов скрещивания
растений. Такие опыты проводились и до него, с той лишь разницей, что
скрещивались растения разных видов. Потомки подобного скрещивания были
стерильны, и описать оплодотворение и развитие гибридов второго поколения
было, естественно, не возможно. Другой особенностью доменделевских работ
было то, что большинство исследуемых признаков было слишком сложно и по
типу наследования и с точки зрения их фенотипического выражения.
Гениальность или удача Менделя заключалась в том, что он ухитрился не
повторить ошибок своих предшественников. Как писала английская
исследовательница Ш. Ауэрбах: « успех работы Менделя по сравнению с
исследованиями его предшественников объясняется тем, что он обладал двумя
существенными качествами, необходимыми для ученого: способностью задать
нужный вопрос и способностью правильно истолковать данный природой ответ».
В качестве экспериментальных растений Мендель использовал разные сорта
декоративного гороха внутри одного рода Pisum, поэтому, растения,
полученные в результате подобного скрещивания, оказались способными к
воспроизводству. И в качестве экспериментальных признаков он выбрал простые
качественные признаки типа цвет или текстура семян. Как потом выяснилось,
эти признаки контролируются генами, содержавшими истинно доминантные
аллели.
Мендель экспериментировал с 22 разновидностями гороха, отличавшимися
друг от друга по 7 признакам (цвет, текстура семян). Свою работу Meндель
вел восемь лет, изучил 10 000 растений гороха. Все формы гороха, которые он
исследовал, были представителями чистых линий; результаты скрещивания таких
растений между собой всегда были одинаковы. Результат работы Мендель привел
в статье 1865 г., которая стала краеугольным камнем генетики. Трудно
сказать, что заслуживает большего восхищения в нем и его работе — строгость
проведения экспериментов, четкость изложения результатов, совершенное
знание экспериментального материала или знание бот его предшественников.
Коллеги и современники Менделя не смогли оценить важности сделанных им
выводов. По свидетельству А.Е. Гайсиновича, до конца XIX в. цитировали
всего пять раз, и только один ученый — русский ботаник И.Ф. Шмальгаузен -
оценил всю важность этой работы. Однако в начале XX столетия законы,
открытые им, были переоткрыты практически одновременно и независимо друг от
друга учеными К. Корренсом, Э. Чермаком К. де Фризом. 3начимость этих
открытий сразу стала очевидна научному сообществу начала 1900-х годов; их
признание было связано с определенными успехами цитологии и формированием
гипотезы ядерной наследственности.
Первый закон Менделя утверждает, что скрещивание особей, различающихся
по данному признаку (гомозиготных по разным аллелям) генетически однородное
потомство (поколение F1), все особи которого гетерозиготны. Все гибриды F1,
могут иметь при этом либо фене одного из родителей (полное доминирование),
как в опытах Менделя, либо, как было обнаружено позднее, промежуточный
фенотип (неполное доминирование). В дальнейшем выяснилось, что гибриды
первого поколения F1, могут проявить признаки обоих родителей
(кодоминирование). Этот закон основан на том, что при скрещивании,
гомозиготных по разным аллелям форм (АА и аа) все их потомки каковы по
генотипу (гетерозиготны — Аа), а значит, и по фенотипу.
Второй закон Менделя называют законом (независимого) расщепления. Суть
его состоит в следующем. Когда у организма, гетерозиготного по исследуемому
признаку, формируются половые клетки — гаметы, то одна их половина несет
один аллель данного гена, а вторая — другой. Поэтому при скрещивании таких
гибридов F1 между собой среди гибридов второго поколения F2 в определенных
соотношениях появляются особи с фенотипами, как исходных родительских форм,
так и F1.
В основе этого закона лежит закономерное поведение пары гомологичных
хромосом (с аллелями А и а), которое обеспечивает образование у гибридов F1
гамет двух типов, в результате чего среди гибридов F2 выявляются особи трех
возможных генотипов в соотношении 1АА: 2Аа: 1аа. Иными словами, «внуки»
исходных форм — двух гомозигот, фенотипически отличных друг от друга, дают
расщепление по фенотипу в соответствии со вторым законом Менделя.
Однако это соотношение может меняться в зависимости от типа
наследования. Так, в случае полного доминирования выделяются 75% особей с
доминантным и 25% с рецессивным признаком, т.е. два фенотипа в отношении
3:1. При неполном доминировании и кодоминировании 50% гибридов второго
поколения F2 имеют фенотип гибридов первого поколения и по 25% — фенотипы
исходных родительских форм, т.е. наблюдается расщепление 1:2:1.
Третий закон Менделя говорит о том, что каждая пара альтернативных
признаков ведет себя в ряду поколений независимо друг от друга, в
результате чего среди потомков первого поколения F2 в определенном
соотношении появляются особи с новыми (по сравнению с родительскими)
комбинациями признаков. Например, в случае полного доминирования при
скрещивании исходных форм, различающихся по двум признакам, в следующем
поколении F2 выявляются особи с четырьмя фенотипами в соотношении 9:3:3:1.
При этом два фенотипа имеют «родительские» сочетания признаков, а
оставшиеся два – новые. Данный закон основан на независимом поведении
(расщеплении) нескольких пар гомологичных хромосом.
Парадоксально, но в современной науке огромное внимание уделяется не
столько самому третьему закону Менделя в его исходной формулировке, сколько
исключениям из него. Закон независимого комбинирования не соблюдается в том
случае, если гены, контролирующие признаки, сцеплены, то есть располагаются
по соседству друг с другом на одной и той же хромосоме и передаются по
наследству как связанная пара элементов, а не как отдельные элементы.
Научная интуиция Менделя подсказала ему, какие признаки должны быть выбраны
для его дигибрибных экспериментов – он выбрал несцепленные признаки. Если
бы он случайно выбрал признаки, контролируемые сцепленными генами, то его
результаты были бы совсем иными, так как сцепленные признаки наследуются
независимо друг от друга.
Законы Менделя в их классической форме действуют при наличии определенных
условий:
гомозиготность исходных скрещиваемых форм;
образование гамет гибридов всех возможных типов в равных соотношениях
(обеспечивается правильным течением мейоза; одинаковой жизнеспособностью
гамет всех типов; равной вероятностью встречи любых гамет при
оплодотворении);
одинаковая жизнеспособность зигот всех типов.
Нарушение этих условий может привести либо к отсутствию расщепления во
втором поколении, либо к расщеплению в первом поколении, либо к искажению
соотношений различных генотипов и фенотипов. Законы Менделя имеют
универсальный характер для всех диплоидных организмов, размножающихся
половым способом.
Законы Менделя не универсальны, им подчиняются только относительно
немногие генетически контролируемые признаки. Оказалось, что у человека
большинство нормальных и патологических признаков детерминируются иными
генетическими механизмами, которые стали обозначать термином
«неменделевская генетика». Таких механизмов множество: хромосомные
аберрации (синдром Дауна); наследование, сцепленное с полом (цветовая
слепота); импритинг; появление новых мутаций (развитие раковых
заболеваний); экспансия (инсерция) повторяющихся нуклеотидных
последовательностей (миотоническая дистрофия); наследование количественных
признаков (сложные поведенческие характеристики).
В качестве небольшого отступления следует сказать, что с генетикой
связаны и другие ожидания человечества, которое всегда стремилось изменить
свою судьбу в лучшую сторону, преодолевая свои многочисленные проблемы,
среди которых способность к убийству себе подобных, страх смерти и голод.
Как правило, это стремление реализовывалось через насилие над собой, и чаще
над другими людьми. И вот, сравнительно недавно люди задумались, что
истинные причины несовершенства человека заключены не в окружающей среде и
других людях, а в нем самом.
На рубеже XIX и XX веков науке как таковой пророчили господство над
миром. И действительно, ХХ век знаменовался великими открытиями и
торжеством научных свершений. Это и успешные экспедиции на Луну, и
увеличение средней продолжительности жизни в два раза, а так же достижение
небывалой численности вида Homo sapiens.
Двадцатый век должен был ответить на глобальные вопросы человечества,
казалось, что еще немного и будет изобретена формула человеческого счастья,
а на самом деле, прошедшее столетие поставило больше вопросов. И
человечество ни на шаг не приблизилось к разгадке тайны человеческой души.
Именно в прошедшем веке произошли самые страшные в истории человечества
войны, унесшие жизни десятков миллионов людей. Именно наше время, время
торжества политкорректности, когда Америка «победила» апартеид, а Россия
антисемитизм, свою страшную жатву собирает терроризм. А «лицо кавказской
национальности» на улицах Москвы без помощи машины времени попадает дикое
средневековье. И именно двадцатый век так «богат» историями серийных убийц
в сытой цивилизованной Америке и Европе.
В конце двадцатого века триумфальные достижения генетики, которая
доказала, что может изменить биологическую природу в принципе всех видов
живых существ, привели к распространению надежды на то, что генетика будет
управлять не только физическим, но и психическим здоровьем человека,
судьбой всего человечества.
Наследственность и изменчивость.
Наследственность – это свойство организмов передавать потомству и
воспроизводить родительские признаки в других поколениях.
Основной путь наследования называется геномным, так как информация
передается непосредственно через гены. При зачатии материнская яйцеклетка в
десятки раз превышающая по размеру сперматозоид, передает дополнительную
информацию дочерней клетке, такое наследование называется
цитоплазматическим или митахондриальным. Открытие последнего типа
наследования принадлежит молекулярному генетику А.К. Уилсону. Он пришел к
поразительному даже для современной науки выводу, что все человечество
произошло от одной женщины, жившей в восточной Африке 200-150 тысяч лет
назад. Данные Уилсона о «митохондриальной Еве», хотя и вызвали естественное
возражение ученых, были многократно подтверждены. Итак, при рождении
ребенок получает 50% генов от матери, 50% от отца и дополнительную
информацию, хранящуюся в цитоплазме материнской яйцеклетки.
Существует еще так же эпигеномная наследственность, информация,
которая передается другими путями. Для млекопитающих характерно воздействие
на плод на эмбриональном уровне. Любая инфекция, болезнь, перенесенная
матерью, влияет на плод. Например, если мать на первых месяцах переболела
краснухой (достаточно безобидным, в общем, то заболеванием), у плода с 90%
гарантией будут наблюдаться серьезные отклонения в физическом и психическом
развитии. Или, если мать во время беременности страдает от так называемого
диабета беременных, у ребенка тоже будет нарушен глюкагоновый обмен.
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 растений, пород домашних животных и биологических видов В
неопределенную изменчивость входит мутация.
Особенности передачи наследственной информации определяются
внутриклеточными процессами: митозом и мейозом. Митоз – это процесс
распределения хромосом по дочерним кле | |
