Эволюционное учение Ч. Дарвина–А. Уоллеса. Движущие силы эволюции по Дарвину. Искусственный отбор

Теория эволюции Дарвина-Уоллеса

«Происхождение видов», 1859 г.

1.     Любым организмам свойственна изменчивость.

2.     Число потомков, рождаемых на свет (интенсивность размножения), много больше числа, которое может найти себе пропитание (ограниченность ресурсов и мест для жизни). Поэтому большая часть потомства погибает.

3.     Т.к. рождается больше особей, чем может выжить, существует борьба за существование.

4.     Наследственные изменения, облегчающие организмам выживание в определенных условиях, дают им преимущества перед другими, т.е. выживают наиболее приспособленные (естественный отбор).

5.     Выжившие особи дают начало следующим поколениям, таким образом, удачные изменения закрепляются, и в результате отдаленные потомки существенно отличаются от предков.

Итак, основными движущими силами эволюции, по Дарвину, являются:

1. Наследственная изменчивость.

2. Борьба за существование.

3. Естественный отбор.

Селекция растений. Селекция животных. Селекция микроорганизмов

Селекция – наука о выведении новых и совершенствовании существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов, соответствующих потребностям человека.

Сорт, порода, штамм – это популяции, искусственно созданные человеком, имеющие определенные наследственные особенности: комплекс морфологических и физиологических признаков, продуктивность и норму реакции.

Создатель генетических основ селекции – Н.И. Вавилов.

Основные методы селекции – гибридизация и отбор.

Этапы селекционной работы

1. Подбор родительских пар по хозяйственно-ценным

признакам и месту происхождения

Исходный материал – естественные мутации, искусственные мутации, комбинативная изменчивость.

Центры многообразия и происхождения

культурных растений

Н.И. Вавилов собрал коллекцию семян различных сортов культурных растений и установил 7 центров происхождения и многообразия культурных растений, совпадающих с очагами древних цивилизаций.

Генетика человека. Генетика и медицина

Формирование медицинской генетики началось в 30-е годы ХХ века.

Ее задачей является выявление, изучение, профилактика и лечение наследственных болезней, а также разработка путей предотвращения вредного воздействия факторов среды на наследственность человека.

Человек как объект генетических исследований имеет большую специфику, которая создает значительные трудности в изучении его наследственности и изменчивости:

 - невозможность направленных скрещиваний,

 - позднее половое созревание,

 - малочисленность потомства,

 - невозможность обеспечения одинаковых и строго контролируемых условий для развития потомков от разных браков,

 - большое число хромосом,

 - невозможность проведения прямых экспериментов.

Методы изучения наследственности человека

Генеалогический метод позволяет выяснить родственные связи и проследить наследование нормальных или патологических признаков в данной семье на основе составления родословных – генеалогии.

При составлении родословных принято пользоваться обозначениями:

Закономерности изменчивости

Изменчивость

Модификационная (ненаследственная) изменчивость

Модификационная изменчивость – изменение признаков и свойств организма, формирование фенотипа индивидуальной особи под влиянием генотипа и условий среды.

Примеры решения задач на наследование признаков, сцепленных с полом

ЗАДАЧА 1. Атрофия зрительного нерва наследуется как рецессивный признак (а), сцепленный с Х-хромосомой. В семье родители здоровы, но мать жены имела этот дефект. Составьте схему решения задачи, определите генотипы родителей, возможного потомства, пол и вероятность рождения больных детей.

РЕШЕНИЕ. Записываем доминантные и рецессивные гены в Х хромосомах: X^а– атрофия зрительного нерва, Х^А– норма. Затем составим схему. Оба родителя здоровы, но жена является носительницей гена болезни, так как ее мать  имела признак атрофии (Х^аX^а). То, что мать жены имела признак атрофии (Х^аX^а), обусловило то, что ее дочь является носительницей мутантного гена а в одной из Х хромосом   ( генотип Х^АX^а).

У каждого родителя возможно по 2 варианта гамет.

Р	(жена) ХАXа	(муж) ХАY
G	ХА, Xа	ХА, Y
F1	ХАХА девочка, здоровая (25%) ХАXа девочка, здоровая, носительница (25%) ХАY мальчик, здоровый (25%) XаY мальчик, больной атрофией (25%)

ОТВЕТ:  Вероятность рождения больных детей –  25% среди всех  детей, но это всегда мальчики(Х^аУ), следовательно, если все мальчики 100%, то только среди мальчиков вероятность составит 50%. Все остальные дети  – здоровы, т.е. все родившиеся  девочки и 50% мальчиков.

Примеры решения задач на взаимодействие аллельных генов

ЗАДАЧА 1. Родители гетерозиготны, имеют 2 и 3 группы крови. Какие группы крови можно ожидать у их детей?         

РЕШЕНИЕ. Если представить, что родители гетерозиготны, то их генотипы будут: I^АI⁰ х I^BI⁰ Запишем гаметы и генотипы детей для наглядности в решетку Пеннета:

ГАМЕТЫ	IА	I0
IB	IАIB - четвертая	IBI0 - третья
I0	IAI0 - вторая	I0I0-первая

ЗАДАЧА 2. У мальчика I группа крови, а у его сестры IV. Определить группы крови их родителей.

РЕШЕНИЕ. Если у мальчика I груши крови, то у него генотип -I⁰I⁰, если у сестры IV группа крови, то у нее генотип I^АI^B, тогда, если учесть, что один ген дети получают от папы, а другой от мамы, у родителей будут генотипы: I^А I⁰х I^B I⁰. ОТВЕТ: генотипы родителей – I^А I⁰х I^B I⁰.

ЗАДАЧА 3. Мужчина, у которого гетерозиготный резус положительный и вторая группа крови, женится на резус -отрицательной с первой группой крови женщине.  Каких детей можно ожидать от этого брака? В каком проценте случаев возможен резус-конфликт?

РЕШЕНИЕ. Обозначим гены: R –  резус-положительность, r – резус-отрицательность, I^A – ген белка А, I⁰ –  отсутствия в эритроцитах белков  А и В. Генотип мужчины –  Rr I^АI⁰ , генотип женщины – rrI⁰I⁰ .Генотипы и фенотипы детей будут:

ГАМЕТЫ	R  IА	R I0	r IА	R I0
r  I0 отца	RrIAI Резус +, II(A)	RrI0I0 Pезус +, I(0)	rrIAI0 Pезус -, II(A)	rrI0I0 Pезус -, I (0)

ОТВЕТ: резус-конфликт возникает между резус-отрицательной матерью и резус-положительным ребенком, значит вероятность резус- конфликта –  50%.

Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом

Пол – совокупность признаков и свойств организма, обеспечивающих воспроизводство.

Типы определения пола

↓	↓	↓
прогамный	эпигамный	сингамный
до оплодотворения	после оплодотворения	в момент оплодотворения
(у коловраток, динофилюса: у ♀ формируются крупные яйца, из которых – ♀, и мелкие, из которых – ♂).	зависит от условий среды (бонеллия: свободноживущие личинки – ♀, паразитирующие на взрослых ♀ – ♂).	генотипически, хромосомным набором.

1. Хромосомный набор млекопитающих, дрозофилы		♀ХХ, ♂ХУ
У человека: 23 пары хромосом
↓	↓
22 пары – аутосомы ○44А+ХХ, □44А+ХУ	23-я пара – половые: ○ХХ, □ХУ
У дрозофилы: ♀6А+ХХ, ♂6А+ХУ
2. Хромосомный набор бабочек, птиц, рептилий, некоторых рыб		♀ХУ, ♂ХХ
3. Хромосомный набор клопа протенора, кузнечика, пауков, жуков		♀ХХ, ♂ХО
4. Хромосомный набор тли		♀ХО, ♂ХХ
5. Гапло-диплоидный тип пчел, муравьев		♀2n, ♂n