Микроэволюция. Синтетическая теория эволюции (СТЭ). Популяционная генетика. Закон Харди-Вайнберга

Рассматривается 2 уровня протекания эволюционного процесса:

↓	↓
микроэволюция	макроэволюция
Ю.А. Филипченко (1920 г.)
эволюция на уровне ниже вида (популяций, подвидов) и завершающаяся видообразованием, нередко совершается в сроки, доступные непосредственному наблюдению.	эволюция на уровне систематических единиц выше вида, протекающая миллионы лет и не доступная непосредственному изучению.

СТЭ. Популяционная генетика

Развитие современной биологии и ее достижения в области генетики, молекулярной биологии, экологии привело к созданию синтетической теории эволюции (СТЭ), или неодарвинизма.

СТЭ – теория эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически.

На стыке классического дарвинизма и генетики возникла популяционная генетика, которая изучает действие генетических законов на популяционном уровне. Связь генетики и эволюции впервые установил С.С. Четвериков, показав, что элементарные эволюционные процессы начинаются в популяциях.

Генетическая структура популяции – это соотношение в ней различных генотипов и частот аллелей генов. Процесс эволюции – это изменение частот разных аллелей в популяциях.

Частота аллеля – фактическая доля аллеля в общей сумме аллелей данного гена.

Сумма частот всех аллелей данного гена = 1.

Вид. Его критерии и структура. Популяция. Ее характеристики

Вид – одна из основных форм организации живого.

Вид – основная категория биологической классификации.

Понятие «вид» ввел ботаник Д. Рей (XVII в.), обозначил вид (бинарная номенклатура) К. Линней, вид как этап эволюции – Ч. Дарвин.

Вид – совокупность особей, которая характеризуется:

·        происхождением от общего предка;

·        сходством морфологических, физиологических и биохимических признаков;

·        свободным скрещиванием и плодовитым потомством;

·        распространением на Земле в сходных экологических условиях.

Критерии вида

1.     Морфологический: сходство строения организмов одного вида.

2.     Физиологический: сходство жизненных процессов и возможности размножения.

3.     Генетический: сходство числа и структуры хромосом.

4.     Географический: вид занимает определенный ареал.

5.     Экологический: вид занимает свою экологическую нишу, т.е. существует только в определенных условиях.

6.     Биохимический: сходство по биохимическим параметрам (состав и структура белков и нуклеиновых кислот).

7.     Этологический: сходство в поведении.

Ни один из критериев не является абсолютным. Только учет всех критериев позволяет очертить границы каждого конкретного вида.

Доказательства эволюции органического мира

I. Палеонтологические доказательства эволюции

Типы ископаемых остатков

1.     Целые организмы (вмерзшие в лед, заключенные в янтарь).

2.     Твердые скелетные структуры (кости, раковины, зубы).

3.     Окаменелости (постепенное замещение тканей минеральными веществами, которые приносятся водой).

4.     Отпечатки организмов и их частей.

5.     Следы ног животных.

Доказательства:

1. Филогенетические ряды (В.О. Ковалевский):

– ископаемые формы, последовательно связанные друг с другом (лошади, слоны, бегемоты): филогенетический ряд лошади (5→1).

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.