|
Реферат: Наследственность и изменчивость (Биология)
| |
|ВОСТОЧНЫЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ, ГУМАТИНИТАРНЫХ НАУК, |
| |
|УПРАВЛЕНИЯ И ПРАВА. |
| |
| |
|Факультет педагогики |
| |
|и психологии |
| |
|ПиМДО |
| |
|Кафедра |
| |
| |
| |
| |
|Наследственность и изменчивость. |
| |
| |
| |
|Реферат по КСЕ |
| |
|Пожидаевой Юлии |
| |
|Владиславовны |
| |
|Группа № |
| |
|Преподаватель |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|2003 год. |
| |
Содержание:
1.Введение.
2. Наследственность.
3. Изменчивость.
1. К.Линней.
2. Ламаркизм.
3. Катастрофизм.
4. Унифоризм. Актуалистический метод.
5. Дарвинова революция.
3. Заключение.
4. Эволюционные факторы.
5. Библиография.
Введение
В природе постоянно происходит колебание численности популяций: число
особей в популяции то сокращается, то увеличивается. Эти процессы сменяют
друг друга более или менее регулярно, поэтому их называют волнами жизни или
популяционными волнами. В одних случаях они связаны с сезоном года (у
многих насекомых, у однолетних растений). В других случаях волны
наблюдаются через более длительные сроки и связаны с колебаниями
климатических условий или урожаев кормов (массовое размножение белок,
зайцев, мышей, насекомых). Иногда причиной изменения численности популяций
являются лесной пожар, наводнение, очень сильные морозы или засухи.
Волны эти совершенно случайно и резко изменяют в популяции концентрации
редко встречающихся генов и генотипов. В период спада волн одни гены и
генотипы могут исчезнуть полностью, притом случайно и независимо от их
биологической ценности. А другие также случайно останутся и при том новом
нарастании численности популяции резко повысят свою концентрацию.
Популяционные волны, как и мутационный процесс, поставляют случайный,
ненаправленный наследственный материал для борьбы за существование и
естественного отбора.
Дарвин отметил соотносительный характер наследственной изменчивости:
длинные конечности животных почти всегда сопровождаются удлиненной шеей, у
бесшерстных собак наблюдаются недоразвитые зубы.
Связан с тем, что один и тот же ген оказывает влияние на формирование не
одного, а двух и более признаков. В основе всех видов наследственной
изменчивости лежит изменение гена или совокупности генов. Поэтому, проводя
отбор по одному, нужному признаку, следует учитывать возможность появления
в потомстве других, иногда нежелательных признаков, соотносительно с ним
связанных.
Неопределенная изменчивость, которая затрагивает хромосомы или гены, т.е.
материальные основы наследственности, она обусловлена изменением генов или
образованием новых комбинаций их в потомстве.
- мутации – обусловлены изменением генов
- комбинативная – вызван новой комбинацией генов в потомстве
- соотносительная – связана с тем, что один и тот же ген оказывает влияние
на формирование не одного, а двух и более признаков.
Наследственность и изменчивость, – разные свойства организмов,
обусловливающие сходство и несходство потомства с родителями и с более
отдаленными предками. Наследственность выражает устойчивость органических
форм в ряду поколений, а изменчивость – их способность к преобразованию.
Дивергенция (от ср. - век. Лат. Диверго – отклоняюсь), расхождение
признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе
эволюции. Результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного
Е.О. Понятие дивергенция введено Дарвином для объяснения многообразия
сортов культурных р-нтй, пород домашних ж-ных и биолиг. Видов
В неопределенную изменчивость входит мутация, а мутация – это элемент.
Эволюционным материалом.
Наследственность
Революция в генетике была подготовлена всем ходом могущественного
развития цдей и методов мендилизма и хромосомной теории наследственности.
Уже в недрах этой теории было показано, что существуют явления
трансформаций у бактерий; что хромосомы - это комплексные компоненты,
состоящие из белка и нуклеиновой кислоты. Молекулярная генетика - это
истинное детище всего XX века, которое на новом уровне впитало в себя
прогрессивные итоги развития хромосомной теории наследственности, теории
мутации, теории гена, методов цитологии и генетического анализа. На путях
молекулярных иследований в течении последних 20 лет генетика претерпела
поистене революционные изменения. Она является одной из самых блестящих
участниц в общей революции современного естествознания. Благодаря ее
развитию появилась новая концепция о сущестности жизни, в практику вошли
новые могущественные методы управления и познания наследственности,
оказавшие влияние на сельское хозяйство, медицину и производство.
Основным в этой революции было раскрытие молекулярных основ
наследственности. Оказалось, что сравнительно простые молекулы
дизоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) несут в своей структуре запись
генетической информации. Эти открытия создали единую платформу генетиков,
физиков и химиков в анализе проблем наследственности. Оказалось, что
генетическая информация действует в клетке по принципам управляющих систем,
что ввело в генетику во многих случаях язык и логику кибернетики.
Вопреки старым воззрениям на всеобъемлющую роль белка как основу
жизни, эти открытия показали, что в основе приемственности жизни лежат
молекулы нуклеиновых кислот. Под их влиянием в каждой клетке формируются
специфические белки. Управляющий аппарат клетки собран в ее ядре, точнее -
в хромосомах, из линейных наборов генов. Каждый ген, являющийся
элементарной единицей наследственности, вместе с тем представляет собой
сложный микромир в виде химической структуры, свойственной определенному
отрезку молекулы ДНК.
Таким образом современная генетика открывает перед человеком
сокровенные глубины организации и функций жизни. Как всякие великие
открытия, хромосомная теория наследственности, теория гена и мутаций
(учения о формах изменчивости генов и хромосом) оказывали глубокое влияние
на жизнь. Развитие физико-химической сущности явления наследственности
неразрывно связано с выяснением материальных основ всех явлений жизни. В
явлении жизни нет ничего кроме атомов и молекул, однако форма их движения
качественно специфична. Наследственность не автономное, независимое
свойство, оно неотделимо от проявления свойств клетки в целом.
Взаимодействие молекул ДНК, белков и РНК лежит в основе жизнедеятельности
клетки и ее воспроизведения. Поскольку явление наследственности, в общем
смысле этого понятия, есть воспроизведение по поколениям сходного типа
обмена веществ, очевидно, что общим субстратом наследственности является
клетка в целом.
Явление наследственности в целом необусловлено исключительно
генами и хромосомами, которые представляют собой все же только элементы
более сложной системы - клетки. Это не умаляет роли генов и ДНК, в них
записана генетическая информация, т. е. возможность воспроизведения
определенного типа обмена веществ. Однако реализация этой возможности, т.
е. процессы развития особи или процессы жизнедеятельности клетки,
базируется целостной саморегулирующейся системе в виде клетки или
организма. В настоящее время в качестве первоочередной встает задача,
выяснить, как осуществляется высший синтез физических и химических форм
движения, появление которого знаменовало собой возникновение жизни и
наследственности. Явление жизни нельзя свести к химии и физике, ибо жизнь -
это особая форма движения материи. Однако ясно, что сущность этой особой
формы движения материи не может быть принята без знания природы простых
форм, которые входят в него уже как бы в "снятом виде". Поэтому проблема
физических и химических основ наследственности является ныне одной из
центральных в генетике. Ее разработка должна заложить основы для решения
проблем наследственности во всей сложности ее биологического содержания.
Совершенно ясно, что важнейшие вопросы философского материализма связаны с
разработкой этой проблемы. Материалистическая постановка решающих вопросов
наследственности не мыслима без признания того, что явление
наследственности материально обусловлено, что в клетке которая образует
поколение, должны иметься определенные материальные вещества и структуры,
физические и химические формы движения которых благодаря их специфическому
взаимодействию создают явление наследственности.
В свете сказанного вполне понятно то значение, которое имеет
полная физико-химическая расшифровка строения биологически важных молекул.
Несколько лет назад впервые химическими средствами вне организма была
синтезирована белковая молекула - гормон инсулин, управляющий углеводным
обменом в организме человека. Недавно была расшифрована физическая
структура двух белков - дыхательных пигментов крови и мышц - гемоглобина и
миоглобина. Для молекулы фермента лизоцина физики открыли пространственное
расположение каждого из тысячи атомов, участвующих в построении его
молекул. Установлено место в молекуле, ответственное за каталитический
эффект этого биологического катализатора, недопускающего проникновения
вирусов в клетку.
После этих событий, связанных с раскрытием природы генетического
кода и генетических механизмов в синтезе белков, впервые удалось дать
полный химический анализ и формулы строения молекулы транспортной РНК. Все
эти открытия, включая замечательный факт, что синтез молекул ДНК идет под
координирующим влиянием затравки (матричной ДНК), показывает, какой
серьезный шаг сделала генетическая биохимия к созданию прототипа живого.
Поистине фантастические горизонты открываются на путях синтеза
генов в искуственных условиях, которые осуществлены в исследованиях Г.
Корана и его группы ученых-последователей. Другим выдающимся открытием
послужила разработка условий для искусственного самоудвоения ДНК в
бесклеточной системе. Было установлено, что молекулы ДНК (по крайней мере у
вирусов и бактерий) сущесвуют в форме замкнутого кольца и в таком виде
служат матрицей для ДНК-полимеразы.
Изменчивость
Ч. Дарвин о причинах эволюции животного мира (наследственность,
изменчивость, естественный отбор). Ч.Дарвин в своей работе «Происхождение
видов путем естественного отбора, вешедшей в 1859 году, раскрыл главные
движущие силы эволюции растений и животных - это изменчивость,
наследственность и отбор.
Изменчивостью называют общее свойство организмов приобретать новые
признаки - различия между особями в пределах вида. Изменчивы все признаки
организмов: внешнего и внутреннего строения, физиологические, поведения,
повадок и др. В потомстве одной пары животных невозможно встретить
совершенно одинаковых особей. В стаде овец одной породы каждое животное
отличается еле уловимыми особенностями: размерами тела, длиной ног,
головы, окраской, длиной и плотностью завитка шерсти, голосом, повадками.
Дарвин совершенно правильно различал 2 формы изменчивости:
ненаследственную и наследственную. Наследственностью называют общее
свойство всех организмов сохранять и передовать признаки строения и
функций от предков к потомству. Например, цыплята, выведенные в инкубаторе
из яиц яйценосных кур, будут яйценоскими.
Давно было замечено, что особи данной породы, сорта или вида под влиянием
определенных причин изменяются в одном направлении. Причиной служит
непосредственное влияние факторов внешней среды. Эта изменчивость не
затрагивает наследственную основу организма, т.е. его генотип. Но
существует еще наследственная изменчивость, связанная с изменением генов
или целых хромосом и их участков. Это свойство является наследственным и
передается в ряду поколений. Им Дарвин придавал особенно большое
значение, т.к. эта форма изменчивости дает материал для искусственного и
естественного отбора.
На основании многочисленных наблюдений Дарвин пришел к выводу, что в
природе происходит отбор изменений, передающихся по наследству. Так,
хищники, охотящиеся на растительноядных животных, прежде всего уничтожают
слабых особей. В процессе такого отбора из поколения в поколение выживают
те особи, которые быстрее бегают, более выносливы. Лучше сохраняются и те
из них, чья окраска более соответствует фону. С другой стороны,
растительноядные животные влияют на отбор среди хищников (тот, кто не
поймает добычу, остается голодным). Если животное какого-либо вида
интенсивно размножаются и занимают большую территорию, отбор может идти в
разных направлениях. Так, клест-сосновник и клест-еловик произошли от
одного вида птиц, благодаря тому, что их предки при расселении оказались в
разных условиях. Выживание наиболее приспособленных к условиям жизни
животных Дарвин назвал естественным отбором. Он доказал, что все
многообразие видов в природе и все приспособления животных к условиям
жизни - результат естественного отбора. Дарвин различал 2 формы отбора:
стабилизирующий и движущий.
К.Линней
В плеяде выдающихся биологов XVIII в. звезды первой величины – Ж. Бюффон
(1707 –1788) и К. Линней (1707 – 1778). В своем творчестве они воплощают
разные исследовательские традиции, которые для них были и различными
жизненными ориентирами. Бюффон в 36-томной “Естественной истории” одним из
первых в развернутой форме излагал концепцию трансформизма (ограниченная
изменчивость видов и происхождение видов в пределах относительно узких
подразделений (от одного единого предка) под влиянием среды); он
догадывался о роли искусственного отбора, как предшественник Ж. Сент-Илера
сформулировал идею единства живой природы и единства плана строения живых
существ (на основе представления о биологическом атомизме).
Своей искусственной классификацией К. Линней подытожил (в этой единственно
возможной тогда форме) длительный исторический период эмпирического
накопления биологических знаний (он описал свыше 10 тыс. видов растений и
свыше 4 тыс. видов животных). Вместе с тем, К. Линней осознавал
ограниченность задачи создания искусственной системы и ее возможности. По
его мнению, естественная система есть идеал, к которому должна стремиться
ботаника и зоология. Историческая заслуга К. Линнея в том, что он через
создание искусственной системы подвел биологическое познание к
необходимости рассмотрения колоссального эмпирического материала с позиций
глубинных, общих теоретических принципов (“естественный метод”), поставил
задачу его научно-теоретической рационализации. В XVIII в. идеи
естественной классификации развивались Б. Жюсье (1699--1777), который
рассадил растения в соответствии со своими представлениями об их родстве в
ботаническом саду Трианона, И. Гартнером (1732 – 1791) и М. Адансоном (1726
–1806) и др. Первые естественные системы не опирались на представление об
историческом развитии организмов, а предполагали лишь некоторое “сродство”.
Но сама постановка вопроса о “естественном сродстве” толкала на выявление
объективных закономерностей единого плана строения живого. Начиная с
середины XVIII в. получили очень широкое распространение концепции
трансформизма. Их было множество, и различались они представлениями о том,
какие таксоны и каким образом могут претерпевать качественные
преобразования. Наиболее распространенной была точка зрения, в соответствии
с которой виды остаются неизменными, а разновидности могут изменяться.
Допущение изменчивости видов в ограниченных пределах под воздействием
внешних условий, гибридизации и пр. характерно для целой плеяды
трансформистов XVIII в. Трансформизм – это полуэмпирическая позиция,
построенная на основе обобщения большого числа фактов, свидетельствовавших
о наличии глубинных взаимосвязей между видами, родами и другими таксонами.
Но сущность этих глубинных взаимосвязей пока еще не была понята. “Выход” на
познание такой сущности и означал переход от трансформизма к эволюционизму.
Для перехода от представления о трансформации видов к идее эволюции,
исторического развития видов необходимо было, во-первых, процесс
образования видов “обратить” в историю, увидеть созидающе конструктивную
роль фактора времени в историческом развитии организмов; во-вторых,
выработать представление о возможности порождения качественно нового в
таком историческом развитии. Переход от трансформизма к эволюционизму
осуществился в биологии на рубеже XVIII– XIX вв. В ходе конкретизации идеи
развития было построено ряд важных теоретических гипотез, развивавших
различные принципы, подходы к теории эволюции. К самым значительны и
относительно завершенным гипотезам следует отнести: ламаркизм, катастрофизм
и униформизм.
Ламаркизм
Ж.-Б. Ламарк (1744-1809), ботаник при королевском ботаническом саде, был
первым, кто предложил развернутую концепцию эволюции органического мира.
Ламарк очень остро осознавал необходимость обобщающей теории развития
органических форм; необходимость решительного разрыва со схоластикой и
верой в авторитеты; ориентации на познание объективных закономерностей
органических систем. Определенную роль сыграл и научный элитаризм, который
позволял Ламарку, боровшемуся в одиночку за свои идеи, отгораживать себя от
устаревших точек зрения, стандартов, норм, критериев, креационистского
невежества своего времени и др. Основной предпосылкой этой концепции явился
весь тот колоссальный эмпирический материал, который был накоплен в
биологии к началу XIX в., систематизирован в искусственных системах,
начатках естественной систематики. Кроме того, Ламарк существенно расширил
этот материал за счет введения зоологии беспозвоночных, которая до него
должным образом не оценивалась как источник для эволюционистских обобщений.
Ламарк настойчиво подчеркивает важность времени как фактора эволюции
органических форм. Во-вторых, он последовательно проводит представление о
развитии органических форм как естественном процессе восхождения их от
высших к низшим. В-третьих, его учение содержит качественно новые моменты в
понимании роли среды в развитии органических форм. Если до Ламарка
господствовало представление о том, что среда – это либо вредный для
организма фактор, либо, в лучшем случае, нейтральный, то после Ламарка
среду стали понимать как условие эволюции органических форм.
Творческий синтез всех этих эмпирических и теоретических компонентов привел
Ламарка к формулированию гипотезы эволюции, базирующейся на следующих
принципах:
принцип градации (стремление к совершенству, к повышению организации);
принцип прямого приспособления к условиям внешней среды, который, в свою
очередь, конкретизировался в двух законах:
1. изменения органов под влиянием продолжительного упражнения сообразно
новым потребностям и привычкам;
2. наследования приобретенных изменений новым поколением.
В соответствии с этой теорией ныне существующие виды живых существ
произошли от ранее живших путем приспособления, обусловленного их
стремлением лучше гармонизировать с окружающей средой. Так, например,
жираф, видя растущие на высоком дереве листья, вытягивал свою шею, и это
вытягивание было унаследовано его потомками. Несмотря на все свои колебания
Ламарк стремился материалистически трактовать факторы эволюции.
И хотя эволюционная концепция Ламарка казалась его современникам надуманной
и мало кем разделялась, тем не менее она носила новаторский характер, была
первой обстоятельной попыткой решения проблемы эволюции органических форм.
В начале XIX в. наука далеко еще не располагала достаточным материалом для
того, чтобы ответить на вопрос о происхождении видов иначе, как
предвосхищая будущее, пророчествуя о нем. Первым таким “пророком” и явился
Ж.Б. Ламарк.
Катастрофизм
По иному пути пошла конкретизация идеи развития в учении катастрофизма (Ж.
Кювье, Л. Агассис, дОрбиньи, А. Седжвик, У. Букланд и др.). Идея
биологической эволюции в катастрофизме выступала как производная от более
общей идеи развития глобальных геологических процессов. Если Ламарк
старался своей деистической позицией подальше отодвинуть роль божественного
“творчества”, отгородить органический мир от вмешательства творца, то
катастрофисты, наоборот, приближают бога к природе, в свою концепцию
непосредственно вводят представление о прямом божественном вмешательстве в
ход природных процессов. Катастрофизм есть такая разновидность гипотез
органической эволюции, в которой прогресс органических форм объясняется
через признание неизменяемости отдельных биологических видов. В этом,
пожалуй, главное своеобразие данной концепции.
Теоретическим ядром катастрофизма являлся принцип разграничения действующих
в настоящее время и действовавших в прошлом сил и законов природы. Силы,
действовавшие в прошлом, качественно отличаются от тех, которые действуют
сейчас. В отдаленные времена действовали мощные, взрывные, катастрофические
силы, прерывавшие спокойное течение геологических и биологических
процессов. Мощность таких сил настолько велика, что их природа не может
быть установлена средствами научного анализа. Наука может судить не о
причинах этих сил, а лишь об их последствиях. Таким образом, катастрофизм
выступает как феноменологическая
концепция. Главный принцип катастрофизма раскрывался в представлениях о
внезапности катастроф, о крайне неравномерной скорости процессов
преобразования поверхности Земли, о том, что история Земли есть процесс
периодической смены одного типа геологических изменений другим, причем
между сменяющими друг друга периодами нет никакой закономерной,
преемственной связи, как нет ее между факторами, вызывающими эти процессы.
По отношению к органической эволюции эти положения конкретизировались в
двух принципах коренных качественных изменений органического мира в
результате катастроф; прогрессивного восхождения органических форм после
очередной катастрофы. С точки зрения Ж. Кювье, те незначительные изменения,
которые имели место в периоды между катастрофами, не могли привести к
качественному преобразованию видов. Только в периоды катастроф, мировых
пертурбаций исчезают одни виды животных и растений и появляются другие,
качественно новые. Творцы теории катастрофизма исходили из
мировоззренческих представлений о единстве геологических и биологических
аспектов эволюции; непротиворечивости научных и религиозных представлений,
вплоть до подчинения задач научного исследования обоснованию религиозных
догм. В основе катастрофизма - допущение существования скачков, перерывов
постепенности в развитии. К концепции катастрофизма в нашей литературе
долгое время относились снисходительно, как к чему-то наивному, устаревшему
и полностью ошибочному. Тем не менее значение этой концепции в истории
геологии, палеонтологии, биологии велико. Катастрофизм способствовал
развитию стратиграфии, связыванию истории развития геологического и
биологического миров, введению представления о неравномерности темпов
преобразования поверхности Земли, выделению качественного своеобразия
определенных периодов в истории Земли, исследованию закономерностей
повышения уровня организации видов в рамках общих ароморфозов и др. Не
потеряло своего значения в исторической геологии и палеонтологии и само
понятие “катастрофа”. Современная наука также не отрицает геологических
катастроф.
Униформизм. Актуалистический метод.
Следующей обстоятельно разработанной в первой половине XIX в. концепцией
развития был униформизм (Дж. Геттон, Ч. Лайель, М. В. Ломоносов, К. Гофф,
Дж. Пэдж и др.) Если катастрофизм вводил в теорию развития Земли
супранатуральные факторы и отказывался от научного исследования
закономерностей и причин древних геологических процессов, то униформизм,
наоборот, выдвигает принцип познаваемости истории Земли и органического
мира. Униформисты выступали против катастрофизма прежде всего по линии
критики неопределенности представления о причинах катастроф. Ядром
униформизма являлся актуалистический метод, который по замыслу его
основоположников (прежде всего Ч. Лайеля) должен был быть ключом для
познания древних геологических процессов. Актуалистический метод
предполагал преемственность прошлого и настоящего, тождественность
современных геологических процессов с древними процессами. По характеру
современных геологических процессов можно с определенной степенью
приближения описать закономерности древних процессов, в том числе и
образование горных пород. Пропагандируя всемогущество актуалистического
метода, Ч. Лайель писал, что с его помощью человек становится способным “не
только исчислять миры, рассеянные за пределами нашего слабого зрения, но
даже проследить события бесчисленных веков, предшествовавших созданию
человека и проникнуть в сокровенные тайны океана или внутренностей земного
шара” (Лайель Ч. Основные начала геологии. Спб.,1866, ч.1, с.229).. Вместе
с тем, актуалистический метод систематически применяется Лайелем лишь к
неживой природе, а в области органических процессов Лайель делал серьезные
уступки катастрофизму, допуская возможность актов божественного творения
органических форм. Униформизм опирался на следующие теоретические принципы:
однообразие действующих факторов и законов природы, их неизменяемость на
протяжении истории Земли; непрерывность действия факторов и законов,
отсутствие всяческих переворотов, скачков в истории Земли; суммирование
мелких отклонений в течение громадных периодов времени; потенциальная
обратимость явлений и отрицание прогресса в развитии Но унифирмизм, однако,
являлся достаточно ограниченной теорией развития. Униформизм свел развитие
к цикличности и не видел в нем необратимости; с точки зрения униформистов
Земля не развивается в определенном направлении, она просто изменяется
случайным, бессвязным образом.
Дарвинова революция
И ламаркизм, и катастрофизм, и униформизм - гипотезы, которые выступали
необходимыми звеньями в цепи развития предпосылок теории естественного
отбора, промежуточными формами конкретизации идеи эволюции. Эмпирические
предпосылки эволюционной теории порождались всем ходом развития
палеонтологии, эмбриологии, сравнительной анатомии, систематики,
физиологии, биогеографии других наук во второй половине XVIII – первой
половине - XIX в. Свое концентрированное выражение они находят прежде всего
в систематике растительного и животного мира. Большое значение для
утверждения теории развития имела идея единства растительного и животного
миров. М. Шлейдену и Т. Шванну в 30-е годы ХIХ века удалось разработать
клеточную теорию, в соответствии с которой образование клеток является
универсальным принципом развития любого (и растительного и животного)
организма; клетка является неотъемлемой элементарной основой любого
организма. Сам Ч. Дарвин опирался на колоссальный эмпирический материал,
собранный как предшественниками, так и им самим в ходе его путешествий, и
прежде всего кругосветного путешествия на корабле “Бигль”. Основные
эмпирические обобщения, наталкивающие на идею эволюции органических форм,
приведены Дарвином в работе “Происхождение видов”. Ч. Дарвин с юных лет был
ознакомлен с эволюционными представлениями, неоднократно сталкивался с
высокими оценками эволюционных идей. Кроме того, Ч. Дарвин в своем
творчестве опирался на представление (сформировавшееся в недрах
униформизма) о полной познаваемости закономерностей развития природы,
возможности их объяснения на основе доступных для наблюдения сил, факторов,
процессов. В творчестве Дарвина всегда были сильны антикреационистские и
антителеологические воззрения; он отрицательно относился к антропоцентризму
и был нацелен на рассмотрение происхождения человека как части, звена
единого эволюционного процесса. Предпосылкой, заимствованной из другой
области знания и сыгравшей определенную роль в выработке принципов
селекционной теории эволюции, явилось положение (сформулированное
Мальтусом) о существовании объективной закономерности, в соответствии с
которой имеет место потенциальная возможность размножения особей каждого
вида в геометрической прогрессии. Дарвинова теории отбора опиралась на
следующие принципы: принцип борьбы за существование;
принцип наследственности и изменчивости;
принцип естественного отбора.
Теория Дарвина строится на придании принципиального значения таким давно
известным до него фактам, как наследственность и изменчивость. Дарвин
понимал, что непосредственно связывать наследственность, изменчивость и
приспособляемость нельзя. В цепь “наследственность – изменчивость” Дарвин
вводил два посредствующих звена. Первое звено связано с понятием “борьба за
существование”, отражающим тот факт, что каждый вид производит больше, чем
выживает особей до взрослого состояния; среднее количество взрослых особей
находится примерно на одном уровне; каждая особь в течение своей
жизнедеятельности вступает в множество отношений с биотическими и
абиотическими факторами среды (отношения между организмами в популяции,
между популяциями в биогеоценозах, с абиотическими факторами среды и др.).
Дарвин разграничивает два вида изменчивости – определенная и
неопределенная. Определенная изменчивость (в современной терминологии –
адаптивная модификация)– способность всех особей одного и того же вида в
определенных условиях внешней среды одинаковым образом реагировать на эти
условия (климат, пищу и др.). По современным представлениям адаптивные
модификации не наследуются и потом не могут поставлять материал для
органической эволюции. (Дарвин допускал, что определенная изменчивость в
некоторых исключительных случаях может такой материал доставлять.)
Неопределенная изменчивость (в современной терминологии – мутация)
предполагает существование изменений в организме, которые происходят в
самых различных направлениях. Неопределенная изменчивость в отличие от
определенной носит наследственный характер, и незначительные отличия в
первом поколении усиливаются в последующих. Неопределенная изменчивость
тоже связана с изменениями окружающей среды, но уже не непосредственно, как
это характерно для адаптивных модификаций, а опосредовано. Дарвин
подчеркивал, что решающую роль в эволюции играют именно неопределенные
изменения. Неопределенная изменчивость связана обычно с вредными и
нейтральными мутациями, но среди них встречаются и такие мутации, которые в
определенных условиях оказываются перспективными, способствуют
органическому прогрессу. Дарвин не ставил вопроса о конкретной природе
неопределенной
изменчивости. В этом проявлялась его интуиция гениального исследователя,
понимающего, что время еще не созрело для понимания неопределенной
изменчивости. (Высказанные им соображения о “пангенезисе” носили откровенно
натурфилософский характер, что было ясно и самому Дарвину.) Второе
посредствующее звено, отличающее теорию эволюции Дарвина от ламаркизма,
состоит в представлении о естественном отборе как механизме, который
позволяет осуществлять выбраковку ненужных форм и образование новых видов.
Успехи селекционной практики (главной стороной которой является сохранение
особей с полезными, с точки зрения человека, свойствами, укрепление этих
свойств из поколения в поколение, осуществлявшееся в процессе ведомого
человеком искусственного отбора) послужили той главной эмпирической базой,
которая привела к появлению теории Дарвина. Прямых доказательств
естественного отбора у Дарвина не было; вывод о существовании естественного
отбора он делал по аналогии с отбором искусственным. Тезис о естественном
отборе является ведущим принципом дарвиновой теории, тем оселком, который
позволяет разграничить дарвинистские и недарвинистские трактовки природы
эволюционного процесса. В нем отражается одна из фундаментальных черт
живого – диалектика взаимодействия органической системы и среды.
Заключение.
Познание – это обобщение фактов в несколько этапов, уровней (наблюдение,
суждение, умозаключение, принципы, теория). Основой познания является
наблюдение. Начинаясь с наблюдения, оно продолжается на уровне мыслительных
процедур. К таким процедурам относятся: описание (как с помощью терминов
языка (естественного), так и наглядным образом – с помощью рисунков, схем и
др.); систематизация на основе определенных выделенных признаков объектов
(высшей формой систематизации является классификация, когда выбор признаков
связан с выделением существенных сторон объекта); сравнение, позволяющее
выявлять законы объекта путем сопоставления существенных характеристик
объекта (высокая эффективность метода сравнения вызвала к жизни такие
науки, как сравнительная анатомия, сравнительная морфология, сравнительная
физиология, сравнительная систематика и др.).
Таким образом, классическая биология (как и классические физика и
астрономия) в своих методологических установках исходила преимущественно из
эмпирического обоснования знания (единственной содержательной основой
знания признавался чувственный опыт в виде наблюдения). Эксперимент в
классической биологии еще не рассматривался как важный метод эмпирического
познания органических объектов. Классическая биология – это биология по
преимуществу наблюдательная. Внедрение метода эксперимента в основные
отрасли биологии, в том числе и в теорию эволюции,– заслуга ХХ в. Факт
нарушения реальной картины объекта в процессе микроскопического
исследования осознавался, но при этом биологи исходили из такого
представления, что внесенными в ходе подготовки к наблюдению и самого
наблюдения изменениями картины объекта можно либо пренебречь, либо внести
на них поправку и тем самым свести их к нулю. Методологические установки
классической биологии допускали следующие отношения между знанием и
объектом познания:
а) однозначное соответствие каждого элемента теории определенному элементу
объекта (органического мира);
б) наглядность биологических образов и представлений, понятий;
в) отсутствие ссылки на условия познания в результате исследования.
Эволюционные факторы:
1. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ, свойство организмов повторять в ряду поколений сходные
типы обмена в-в и индивид. развития в целом. Обеспечивается
самовоспроизведением материальных единиц Н. - генов, локализованных в
специфич. структурах ядра клетки (хромосомах) и цитоплазмы. Вместе с
изменчивостью Н. обеспечивает пстоянство и многообразие форм жизни и лежит
в основе эволюции живой природы.
2. ИЗМЕНЧИВОСТЬ- разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей
любой степени родства. Присуща всем живым организмам. Различают
Изменчивость: наследств. и ненаследств.; индивидуальную и групповую,
качеств. и количеств., направленную и ненаправленную. Наследств.
Изменчивость обусловлена возникновением мутаций, ненаследств. -
воздействием факторов внеш. среды. Явления наследственности и изменчивости
лежат в основе эволюции.
3. БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ - одно из осн. понятий в теории эволюции Ч.
Дарвина, которое он употреблял для обозначения отношений между организмами,
а также между организмами и абиотич. условиями, приводящих к гибели менее
приспособленных и выживанию наиболее приспособленных особей, т. е. к
естеств. отбору. Сложность проблемы и метафорич. характер термина породили
его различ. толкования и даже исключение этого понятия из эволюц. биологии
нек-рыми совр. дарвинистами. Делались попытки учение о борьбе за сущ.
переносить на человеческое об-во (социальный дарвинизм).
4. ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР- процесс выживания и воспроизведения организмов,
наиб. приспособленных к условиям среды, и гибели в ходе эволюции
неприспособленных. Е. О. - следствие борьбы за существование;
обусловливает, относит. целесообразность строения и функций организмов;
творч. роль Е. О. выражается в преобразовании популяций, приводящем к
появлению новых видов. Е. О. как осн. движущий фактор ист. развития живой
природы открыт Ч. Дарвином.
5. ПРИСПОСОБЛЕННОСТЬ (адаптация, целесообразность) ее столько много
(строение теля, окраска, поведение, забота о потомстве и т.д.), что
практически изучить не возможно, до Дарвина эту проблему решали с позиции
креацнизма, изначальна и неизменна.
6. ПОПУЛЯЦИОННЫЕ ВОЛНЫ (волны жизни) - периодические или непериодические
колебания численности видов всех живых организмов, как правило, действует
избирательно, случайно уничтожают особи, благодаря чему редкий генотип
может сделаться обычным, и подхвачен Е.О.
7. ИЗОЛЯЦИЯ (от франц. isolation - отделение, разобщение), возникновение
барьеров (терр. - механич., экологич., поведение., физиол. - морфол.,
генетич.), препятствующих свободному скрещиванию организмов; одна из причин
разобщения и углубления различий между близкими формами и образования новых
видов.
8. МУТАЦИИ (от лат. mutatio - изменение, перемена), возникающие естественно
или вызываемые искусственно изменения наследств. свойств организма в
результате перестроек и нарушений в генетич. материале организма -
хромосомах и генах. М.- основа наследств. изменчивости в живой природе.
Библиография
1. Ламарк Ж.-Б. Аналитическое деление человеческих знаний. - Избр.
Произведения в 2-х томах. Т. 2.,с. 670..
2. Ч.Дарвин «Происхождение видов путем естественного отбора»
3. Лайель Ч. Основные начала геологии. Спб.,1866, ч.1, с.229
Реферат на тему: Наследственность и среда
1.Изменчивость организма и её значение
Генетика изучает не только наследственность, но и изменчивость
организмов. Изменчивостью называют способность живых организмов приобретать
новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости, организмы могут
приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания. Различают два
типа изменчивости: наследственную, или генотипическую и ненаследственную,
или фенотипическую, - изменчивость, при которой изменений генотипа не
происходит.
Изменчивость организмов имеет определяющее значение в эволюционном
прогрессе, так как без изменчивости нет развития. Но для того, чтобы этим
процессом управлять, необходимо иметь более полное представление о том, как
возникают изменения. По этой причине приходится неоднократно сравнивать,
сопоставлять и на основе добытых фактов делать соответствующие обобщения.
В этой связи необходимо еще раз вернуться к экспериментам С. Лурия и
М. Дельбрюка и проанализировать выводы, сделанным ими. Следует еще раз
напомнить о сути эксперимента, которая заключается в том, что в результате
воздействия на бактериальную культуру того или иного лекарственного
препарата ранее чувствительная к этому препарату культура приобретает к
нему устойчивость.
Из предыдущей главы известно, что выводы, сделанные М. Дельбрюком и С.
Лурия, а впоследствии подтвержденные Д. и Э. Леденбергами, согласовали
исключительной важности явление живой материи с дарвиновской концепцией
"случайного" мутирования.
В этом важном процессе развития живого "случайность" истолковывается,
как обычное свойство живых организмов делать ошибки. Человек, например,
способен в своей деятельности допускать многочисленные неточности. Особенно
это проявляется в незрелом возрасте и при плохой трудовой подготовке.
Следуя этим сравнениям, выходит, что ген способен допускать ошибки так
же, как и ребенок, решая задачи. В результате таких ошибок нарушается
обычная структура генома и "случайно" возникает мутация, способная когда-то
в будущем пригодиться клетке или организму.
Получается, что, по теории Дарвина, изменения возникают
преждевременно, про запас.
А. Нейфах, в уже вышеназванной статье, аргументирует это явление
следующим образом: "Сама редкость процесса говорит о его случайности".
Далее он продолжает, а по существу пытается обосновать доказательство
концепции "случайности" дарвиновской теории. "Но почему все-таки происходит
движение тех или других генов, хотя бы редкое и случайное?" И поясняет это
следующим образом. "Точно пока не ясно". Вот, собственно, и вся наука в
вопросах изменчивости у приверженцев дарвиновской "случайности".
Анализируя эти выводы, нетрудно понять, что объяснять на этой основе
эволюционное развитие жизни на Земле, мягко говоря, не серьезно. Но
неодарвинисты, когда их за такую несерьезность начинают критиковать,
ссылаются на результаты опыта с фагом и бактериями, результаты которых, по
их мнению, подтверждают "случайность" мутаций.
Но сейчас, когда существует другая точка зрения, когда известен
механизм возникновения функционально-структурных модификаций, когда их
возникновение обосновано с позиций новейших достижений молекулярной
биологии, вопросы изменчивости необходимо рассматривать под этим углом
зрения.
Для этого необходимо в опытах С. Лурия и М. Дельбрюка обратить
внимание на одну деталь. "Если концентрация частиц фага на поверхности
чашки с питательным агаром 1010, а концентрация клеток бактерии 105, то
после инкубации такой чашки поверхность агара остается чистой".
Это значит, что бактерий не спасают никакие заранее возникшие мутации,
способные обеспечивать их выживание. Бактерии гибнут все. Но если на агар,
содержащий 1010 частиц фага, высеять не 105, а 109 клеток бактерий, то на
поверхности появляется небольшое количество бактерий.
В данном случае соотношение концентрации изменилось, хотя и не
абсолютно, но в пользу бактерий, и часть бактериальных клеток выживает.
Объяснить это явление возможно только с помощью функционально-структурных
модификаций, которые дифференцируют бактериальные клетки на функционально
активные и функционально пассивные.
Такая же дифференциация имеет место и среди вирусов. Когда
концентрация в пользу вирусов, то они справляются со всеми бактериями. Но
стоит повысить концентрацию в пользу бактерий, как среди них найдутся
такие, которые способны изменить свой метаболизм и выжить. Это происходит
не потому, что они приобрели заранее преждевременную мутацию, которую
теперь "отбирает" фактор среды - вирус, а поточу, что бактериальная клетка
примерно в тысячу раз крупнее частицы фага. И если в эту клетку проникает
большее количество фаговых частиц, то она гибнет. А если одна, да еще и
ослабленная, (это тоже следует допускать, так как среди вирусов есть такая
же функционально-структурная дифференциация), то метаболизм бактерии
справится с таким фагом.
Происходит это следующим образом. При внедрении фага в бактериальную
клетку, он синтезирует свою ДНК и использует для этого бактериальный
строительный материал, которого не хватает для синтеза бактериальной ДНК.
Уменьшение или увеличение концентрации того или иного вещества меняет
клеточную среду.
В изменившейся среде метаболизм бактериальной клетки перестраивается
на ускоренный синтез строительного материала, необходимого для синтеза
молекул ДНК фага и бактерии. И если измененный метаболизм бактериальной
клетки способен обеспечить этот синтез, то она выживает.
Полученный от бактерии клон клеток способен выжить и в более высокой
концентрации фага. И совсем неважно, соприкасались они ранее с фагом или
нет. Клетки полученного клона будут и дальше наращивать свою устойчивость,
если медленно наращивать концентрацию фага. Это и есть тот случай, который
показывает, как идет "обучение" в поколениях, и возрастание
приспособленности к агенту. Но если концентрацию фага резко увеличить, то
погибнут все клетки бактерий.
Этот пример показывает, как идет адаптация организмов на основе
функционально-структурных модификаций к различным, даже сильнодействующим
факторам среды. Эту особенность организма использовали с давних времен.
Короли, например, не желая быть отравленными ядами, принимали их,
начиная с небольших доз, чтобы приученный к ядам организм мог справиться с
большими дозами. По этой причине в Австралии не удалось справиться с
кроликами, которые наносят большой вред сельскому хозяйству и природе
материка. Заражение их сильнодействующими вирусами привело к тому, что
более 97 процентов кроликов погибло. Оставшиеся 3 процента выжили по
причине того, что смогли функционально справиться с вирусами.
Это произошло потому, что функционально-структурные модификации
дифференцируют на более сильных и слабых кроликов и вирусов. Имеет место
вероятность проникновения ослабленного вируса в более сильный организм
кролика. А дальше идет "обучение", то есть перестроение метаболизма клеток
хозяина, направленное на борьбу с проникшим в организм агентом.
С каждым поколением выживаемость будет возрастать, а способность
кроликов к быстрому размножению обеспечивает ускоренное создание популяции,
устойчивой к данному вирусу.
В природе таких примеров немало, особенно сейчас, когда в сельском
хозяйстве начали широко применять ядохимикаты. В итоге самые
сильнодействующие яды не могут уничтожить вредителей, обладающих
способностью к массовому размножению. За одно лето они воспроизводят
несколько поколений и очень быстро передают потомству функционально-
структурные приобретения.
С подобными возможностями не может сравниться химическая
промышленность ни одной, даже самой развитой страны мира. Она не в
состоянии за один сезон создавать несколько поколений химических препаратов
с еще более сильнодействующими характеристиками.
В результате соревнование идет в пользу вредителей. Они успевают
приобретать противоядие даже к самым сильнодействующим ядам. Где-то на
окраине поля вредитель получил меньшую дозу яда и выжил, но с уже
запущенным механизмом приспособления. На его потомство уже не будет
действовать и более сильная доза. Так человек и проиграл химическую войну с
букашками.
Из этого следует сделать вывод, что живые организмы на любое
химическое действие способны вырабатывать биологическую защиту. Например,
вещество метотрексат оказывает сильное действие на быстро-делящиеся клетки
за счет подавления работы фермента.
Если в культуру клеток вводить концентрацию метотрексата, которая
рассчитана на гибель 99 процентов клеток, то выжившие клетки через
несколько поколений начнут выдерживать повышенную дозу. Таким образом,
можно получать линии клеток, которые нормально себя чувствуют и
размножаются в таких высоких концентрациях метотрексата, при которых клетки
исходного клана погибают быстро и все без исключения.
Обнаружен и механизм такой устойчивости. Оказывается, клон выживших
клеток синтезирует в сотни и тысячи раз больше фермента, на который
действует метотрексат. Механизм такого резкого усиления синтеза известен и
ведет он к возникновению функционально-структурных модификаций, которые
повышают устойчивость организма к самым сильнодействующим факторам среды.
Это происходит при одном условии. Если этот фактор дает организму
время для перестроения метаболизма своих клеток, то клетки, а
соответственно и организм, приобретают устойчивость к нему. Например, на
действие кохицина (препарата, получаемого из некоторых растений, который в
клетках разрушает основы клеточного скелета - микротрубочки, необходимые
при клеточном делении) клетки становятся устойчивыми к нему благодаря тому,
что кохицин в них почти не проникает. Эти клетки способны выдерживать дозу
в 500-800 раз выше той, что блокирует деление обычных клеток.
Все клетки имеют постоянно усиливающийся механизм защиты от
проникновения ненужных веществ из окружающей среды. В клетках эту функцию
выполняет клеточная мембрана. Оказывается, она свою функцию может увеличить
в сотни раз за счет синтеза особого белка, которого в сотни раз становится
больше, чем в обычных клетках.
Но всякое изменение синтеза сопряжено с изменением в геноме. А это
происходит только тогда, когда действующий фактор среды "требует" усиления
ответной реакции, то есть функции. Подтверждением данной схемы
существующего в природе механизма изменчивости служит клонально-
селекционная теория. Потребовалось около 100 лет, чтобы выработать такую
теорию, которая объясняет образование антител, защищающих организм от
вторжения чужеродных частиц.
Мы опускаем весь ход исследований по этому вопросу, об этом можно
прочитать в журнале "В мире науки" № 10, 1987 г., а используем лишь
конечный результат данных исследований, которые легли в основу клонально-
селекционной теории. Суть их заключается в том, что антиген, связывающий
участок антитела, является продуктом не менее, чем пяти генов, в каждом из
которых имеются вариабельные участки.
В ходе дифференцировки лимфоцитов эти гены рекомбинируют и для каждой
клетки создается их уникальное сочетание. Это сочетание и определяет
специфичность антител, производимых данной клеткой. Происходит она под
влиянием стимуляции антигеном и усиленным размножением клона клеток,
специфичных к данному чужеродному агенту. В результате в кровь
выбрасываются антитела, способные вступить с ним в борьбу. Если организм
функционально способен обеспечить достаточный выброс специфических
антител, то он справляется с инфекцией и выживает, а если нет, то гибнет.
Подобные явления происходят и с растительными организмами. Судьба
растения, пораженного инфекцией, зависит от того, насколько быстро оно
сумеет обнаружить присутствие в своих тканях болезнетворных микроорганизмов
и включить защитные системы. Но что заставляет растение бить тревогу? Ведь
не может же оно "знать в лицо" всех своих многочисленных врагов.
Оказывается, в этом нет нужды.
Растения возбуждаются, соприкасаясь с особыми веществами, получившими
название элиситоры, которые принадлежат микроорганизму, находятся на его
поверхности и первыми вступают в контакт с растениями, вызывая реакцию
сверхчувствительности. Спустя несколько часов растения образуют
фитоалексины. Выяснилось также, что если удается на некоторое время
задержать гибель поверхностных клеток растения, то на это же время
переносится и начало синтеза фитоалексинов. И наоборот, если гибель клеток
ускорить, ускоряется и выработка антибиотических веществ. Значит, сами
элиситоры вызывают лишь реакцию сверхчувствительности, а уже погибающие
клетки передают сигнал, приводящий растение в состояние боевой готовности.
Было и открыто вещество, выделяемое умирающими клетками, которое и
является носителем сигнала. И чем больше послано сигналов с призывом о
помощи, тем больше будет выработано фитоалексинов. Растение, вырабатывая
антибиотики, становится способным во всеоружии встретить проникновение в
свои ткани возможных агрессоров.
Если искусственно обработать растение слабым раствором элиситора, то
происходит при этом перестройка растительных клеток и растение значительно
быстрее реагирует на агрессию. Вот какими возможностями обладает живая
материя, и возникают эти возможности не случайно, а закономерно. Организмы
раскручивают свой потенциал во времени и в постоянно меняющихся условиях
среды.
Все это приобретено в процессе развития жизни на Земле, в процессе ее
эволюции. Поэтому неудивительно, что жизнь достигла таких высот в своем
совершенствовании. Но этот процесс не закончился. Он идет, и будет
продолжаться до тех пор, пока будут условия для развития жизни на Земле. В
этой связи, человек, как высшее творение природы, должен поставить перед
собой задачу не только раскрыть секреты развития природы, но и использовать
их в своей практической деятельности. Главное здесь - не ждать "слепого
случая"; а вдруг что-то произойдет, и нам крупно повезет. Это утопия.
Утопистами можно называть и тех, кто отстаивает и проповедует эту точку
зрения.
Случайное и бесцельное, то есть без всякого на то основания, появление
мутаций, появление их неопределенного множества и без определенного
значения ведет к тому, что роль среды сводится только к отбору тех из них,
которые необходимы в данных условиях. Без условий среды, как видим, и здесь
не обходится, но роль ее совершенно иная. Среда здесь не "мастер", а
"палач". Природа не "мастерская", а "похоронное бюро". Строить на этих
концепциях эволюционную теорию - абсурд. Доказательством этого вывода
являются и недавно полученные экспериментальные данные в школе
здравоохранения Гарвардского университета
Наконец-то получены данные, которые поставили под сомнение
фундаментальный принцип современной биологии - представление о случайности
возникновения мутаций.
Д. Кейрнс и его коллеги заявили, что методика классических
экспериментов С. Лурия и М. Дельбрюка не позволяла обнаружить
дополнительные мутации, возникающие в ответ на новую потребность.
Кейрнс с сотрудниками повторил опыты Лурия и Дельбрюка. Помимо
ожидаемых предшествующих мутантов, они обнаружили и такие, которые
образовались в ответ на новый внешний фактор. В их опытах - это присутствие
лактозы.
С традиционной точки зрения появление подобных экстрамутаций не
объясняется. Это и позволило Кейрнсу сделать очень важное заявление.
"Поразительно, сколь малообоснованным было общепринятое мнение".
Подобные результаты получены и другими экспериментаторами. Например,
Б. Холл из Коннектикутского университета обнаружил, что частота одной
полезной мутации в условиях 'жесткой селекции повышается в 50 раз. По
мнению Холла, такие факты свидетельствуют, что клетки каким-то образом
могут распознавать, какая мутация была бы выигрышной и увеличивать
вероятность ее возникновения.
Механизм возникновения функционально-структурных модификаций Холлу и
Кейрнсу не известен, поэтому они делают вывод, что природа этой
поразительной способности на сегодняшний день совершенно неизвестна.
В этих условиях мы уже сейчас должны осмыслить свою теоретическую и
практическую деятельность с новых позиций, чтобы не допускать ошибок и в
своей социальной деятельности. Для этого необходимо сопоставить все то, что
человечеству уже удалось сделать и, прежде всего, в сравнении с
существующими теориями эволюции доказать значение функционально-структурных
модификаций в эволюционном процессе.
2. Роль генетики и окружающей среды в изменчивости признаков.
Большую роль в формировании признаков организмов играет среда его
обитания. Каждый организм развивается и обитает в определенной среде,
испытывая на себе действие ее факторов, способных изменять морфологические
и физиологические свойства организмов, т.е. их фенотип. Изменчивость
организмов, возникающая под влиянием факторов внешней среды и не
затрагивающая генотипа, называется модификационной.
• Модификационная изменчивость называется фенотипической, так как под
влияние внешней среды происходит изменение фенотипа, генотип остается
неизменным. Классическим примером изменчивости признаков под действием
факторов внешней среды является разнолистность у стрелолиста: погруженные в
воду листья имеют лентовидную форму, листья, плавающие на поверхности воды,
- округлую, а находящиеся в воздушной среде, - стреловидные. Если же все
растение оказывается полностью погруженным в воду, его листья только
лентовидные. Под действием ультрафиолетовых лучей у людей (если они не
альбиносы) воз-никает загар в результате накопления в коже меланина, причем
у разных людей интенсивность окраски ко-жи различна. Если же человек лишен
действия ультрафиолетовых лучей, изменение окраски кожи у него не
происходит.
• Модификационная изменчивость носит групповой характер, то есть все
особи одного вида, помещенные в одинаковые условия, приобретают сходные
признаки. Например, если сосуд с эвгленами зелеными поместить в темноту, то
все они утратят зеленую окраску, если же вновь выставить на свет - все
опять станут зелеными.
• Модификационная изменчивость является определенной, то есть всегда
соответствует факторам, которые ее вызывают. Так, ультрафиолетовые лучи
изменяют окраску кожи человека (так как усиливается синтез пигмента), но не
изменяют пропорций тела, а усиленные физические нагрузки влияют на степень
развития мышц, а не на цвет кожи.
Однако не следует забывать, что развитие любого признака определяется,
прежде всего, генотипом. Вместе с тем, гены определяют возможность развития
признака, а его появление и степень выраженности во многом определяется
условиями среды. Так, зеленая окраска растений зависит не только от генов,
контролирующих синтез хлорофилла, но и от наличия света. При отсутствии
света хлорофилл не синтезируется.
Несмотря на то, что под влиянием условий внешней среды признаки могут
изменяться, эта изменчивость не беспредельна. Даже в случае нормального
развития признака степень его выраженности различна. Так, на поле пшеницы
можно обнаружить растения с крупными колосьями (20 см и более) и очень
мелкими (3-4 см). Это объясняется тем, что генотип определяет определенные
границы, в пределах которых может происходить изменение признака. Степень
варьирования признака, или пределы модификационной изменчивости, называют
нормой реакции | |
