Что думал Дарвин? Учение Дарвина об изменчивости Неопределенная наследственная изменчивость

6.44. Неопределенная форма глагола, ее значение, образование и синтаксическое употребление По происхождению инфинитив – это форма дательного – местного падежа единственного числа отглагольного существительного, впоследствии утратившего остальные падежные формы и

Изменчивость

5.10. Великолепная штуковина, или Неопределенная товарная категория

Лекция № 9. Глагол. Повелительное, сослагательное наклонения, неопределенная форма. Винительный падеж, аблятивус

Лекция № 9. Глагол. Повелительное, сослагательное наклонения, неопределенная форма. Винительный падеж, аблятивус Рецепт (receptum – «взятое» от recipio, -ere – «взять», «брать») – это письменное предписание врача фармацевту, составленное по определенной форме, об изготовлении,

Первая попытка построить целостную концепцию развития органического мира была предпринята французским естествоиспытателем Ж. Б. Ламарком. В своем труде «Философия зоологии» Ламарк обобщил все биологические знания начала XIX в. Им были разработаны основы естественной систематики животных и впервые обоснована целостная теория эволюции органического мира, поступательного исторического развития растений и животных.

В основу эволюционной теории Ламарком было положено представление о развитии, постепенном и медленном, от простого к сложному, с учетом роли внешней среды в преобразовании организмов. Ламарк считал, что первые самозародившиеся организмы дали начало всему многообразию существующих ныне органических форм. К этому времени в науке уже достаточно прочно утвердилось представление о «лестнице живых существ» как последовательном ряде независимых, неизменных, созданных Творцом форм. Он видел в градации этих форм отражение истории жизни, реального процесса развития одних форм из других. Развитие от простейших до самых совершенных организмов -- главное содержание истории органического мира. Человек -- тоже часть этой истории, он развился из обезьян.

Главной причиной эволюции Ламарк считал присущее живой природе изначальное (заложенное Творцом) стремление к усложнению и самосовершенствованию своей организации. Оно проявляется во врожденной способности каждого индивида к усложнению организма. Вторым фактором эволюции он называл влияние внешней среды: пока она не изменяется, виды постоянны, как только она становится иной, виды также начинают меняться. При этом Ламарк на более высоком уровне по сравнению с предшественниками разработал проблему неограниченной изменчивости живых форм под влиянием условий существования: питания, климата, особенностей почвы, влаги, температуры и т.д. .

Исходя из уровня организации живых существ, Ламарк выделял две формы изменчивости:

• 1) прямую -- непосредственную изменчивость растений и низ ших животных под влиянием условий внешней среды;
• 2) косвенную -- изменчивость высших животных, которые имеют развитую нервную систему, воспринимающую воздействие условий существования и вырабатывающую привычки, средства самосохранения и защиты.

Показав происхождение изменчивости, Ламарк проанализировал второй фактор эволюции -- наследственность. Он отмечал, что индивидуальные изменения, если они повторяются в ряде поколений, при размножении передаются по наследству потомкам и становятся признаками вида. При этом, если одни органы животных развиваются, то другие, не вовлеченные в процесс изменений, атрофируются. Так, например, в результате упражнений у жирафа появилась длинная шея, ведь предки жирафа, питаясь листьями деревьев, тянулись за ними и в каждом поколении шея и ноги росли. Тем самым Ламарк высказал предположение, что изменения, которые растения и животные приобретают в течение жизни, наследственно закрепляются и передаются по наследству потомкам. При этом потомство продолжает развиваться в том же направлении, и один вид превращается в другой.

Ламарк полагал, что историческое развитие организмов имеет не случайный, а закономерный характер и происходит в направлении постепенного и неуклонного совершенствования, повышения общего уровня организации. Кроме того, он подробно проанализировал предпосылки эволюции и сформулировал главные направления эволюционного процесса и причины эволюции. Он также разработал проблему изменчивости видов под влиянием естественных причин, показал значение времени и условий внешней среды в эволюции, которую рассматривал как проявление общего закона развития природы. Заслугой Ламарка является и то, что он первым предложил генеалогическую классификацию животных, построенную на принципах родственности организмов, а не только их сходства.

Сущность теории Ламарка заключается в том, что животные и растения не всегда были такими, какими мы их видим теперь. Он доказал, что они развивались в силу естественных законов природы, следуя эволюции всего органического мира. Для ламаркизма характерны два основных методологических признака:

• · телеологизм как присущее организмам стремление к совершенствованию;
• · организмоцентризм -- признание организма в качестве элементарной единицы эволюции, прямо приспосабливающегося к изменению внешних условий и передающего эти изменения по наследству .

С точки зрения современной науки эти положения принципиально неверны, они опровергаются фактами и законами генетики. К тому же доказательства причин изменяемости видов, приводимые Ламарком, не были достаточно убедительными. Поэтому теория Ламарка не получила признания у современников. Но она не была и опровергнута, ее лишь забыли на некоторое время, чтобы вновь вернуться к ее идеям во второй половине XIX в., положив их в основу всех антидарвинистских концепций.

Идея постепенного и непрерывного изменения всех видов растений и животных высказывалась многими учеными задолго до Дарвина. Поэтому само понятие эволюции -- процесса длительных, постепенных, медленных изменений, в конечном итоге приводящих к коренным, качественным изменениям -- возникновению новых организмов, структур, форм и видов, проникло в науку еще в конце XVIII в. Однако именно Дарвин создал совершенно новое учение о живой природе, обобщив отдельные эволюционные идеи в одну стройную теорию эволюции. Опираясь на огромный фактический материал и практику селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных, он сформулировал основные положения своей теории, которые изложил в книге «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859).

Дарвин пришел к выводу, что в природе любой вид животных и растений стремится к размножению в геометрической прогрессии. В то же время число взрослых особей каждого вида остается относительно постоянным. Так, самка трески мечет семь миллионов икринок, из которых выживает лишь 2%. Следовательно, в природе происходит борьба за существование, в результате которой накапливаются признаки, полезные для организма и вида в целом, а также образуются новые виды и разновидности. Остальные организмы гибнут в неблагоприятных условиях среды. Таким образом, борьба за существование -- это совокупность многообразных, сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды .

Первым звеном эволюции по Ч.Дарвину выступает изменчивость (изменение и превращение организмов под действием внешней среды), которая является неотъемлемым свойством живого. Вследствие изменчивости признаков и свойств даже в потомстве одной пары родителей почти никогда не встречается одинаковых особей. Чем тщательнее и глубже изучается природа, тем больше формируется убеждение во всеобщем универсальном характере изменчивости. В природе нельзя обнаружить два совершенно одинаковых, тождественных организма. При благоприятных условиях эти различия могут не оказывать заметного влияния на развитие организмов, но при неблагоприятных каждое мельчайшее различие может стать решающим в том, останется ли этот организм в живых и даст потомство или же погибнет.

Дарвин различал два вида изменчивости: наследственную (неопределенную) и ненаследственную (определенную).

Под определенной (групповой) изменчивостью понимается сходное изменение всех особей потомства в одном направлении вследствие влияния определенных условий (изменение роста в зависимости от количества и качества пищи, изменение толщины кожи и густоты шерстяного покрова при изменении климата и т.д.).

Под неопределенной (индивидуальной) изменчивостью понимается появление разнообразных незначительных отличий у особей одного и того же вида, которыми одна особь отличается от других. В дальнейшем «неопределенные» изменения стали называть мутациями, а «определенные» -- модификациями .

Вопросы внутри параграфа: Какое свойство живых организмов называют изменчивостью?

Изменчивость – это способность организмов приобретать в процессе своего индивидуального развития новые признаки.

Стр. 127. Вопросы и задания после §

1. Что называют изменчивостью? Чем характеризуется ненаследственная изменчивость?

Изменчивость – это всеобщее свойство живого, выражающееся в способности организма существовать в различных формах (вариантах). Ненаследственная изменчивость не связана с генетическим материалом, изменения признаков затрагивает лишь фенотип и не передается следующим поколениям. Изменчивость подобного рода отражает изменения фенотипа под действием разнообразных факторов среды. Примерами ненаследственной изменчивостью могут быть загар у человека, прибавка в весе, высокий урожай на плодородной почве и пр.

2. Почему ненаследственную изменчивость Дарвин назвал определенной?

Дарвин в своей книге «Происхождение видов» называл ненаследственную изменчивость определенной, так как организмы изменяются в строго определенном направлении – под влиянием фактора внешней среды.

3. Какую изменчивость называют наследственной?

Изменчивость организмов, обусловленную изменениями в генетическом материале. различают мутационную и комбинативную наследственную изменчивость.

4. Что называют мутацией?

Мутации – это внезапные ненаправленные стойкие изменения генетического материала (структуры гена, числа и последовательности расположения генов в хромосоме, количества хромосом).

5. В результате чего может возникнуть мутация?

Мутации вызывают мутагены. Мутагены разделены на три группы:

Биологические мутагены (вирусы, бактерии, грибки)

Химические мутагены (химические вещества: растворители, кислоты, щелочи, ПАВ, БАД, нефть и пр.)

Физические мутагены (излучение, температура, давление и пр.)

6. Какие виды мутаций по характеру повреждения генотипа вам известны?

1) Генные мутации – точковые мутации затрагивают структуру гена, вследствие чего нарушается последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК. Это сама большая группа мутаций

2) Хромосомные мутации – мутации связанные с изменением структуры хромосом. Структура хромосомы изменяется при нарушении порядка расположения в ней генов:

Делеция участка хромосомы

Дупликация участка

Инверсия участка

Транслокация

3) Геномные мутации – мутации, связанные с изменением количества хромосом в геноме организма (увеличение или уменьшение).

7. Как генные мутации могут отразиться на жизнеспособности организма?

В результате генных мутаций образуются новые белки. Даже один измененный может оказать большое влияние на жизнеспособность организма. Если новый белок, появившийся при участии мутантного гена, будет сильно отличаться по своей структуре и свойствам от первоначального, организм может погибнуть.

8. Что служит основой комбинативной изменчивостью?

Это возникновение новых комбинаций в процессе мейоза и оплодотворения, а также передача генетического материала из клетки в клетку, например, при конъюгации простейших. Половое размножение обеспечивает значительное генотипическое разнообразие, и следовательно, изменчивость организмов. Братья и сестры похожи на родителей, и в тоже время каждый индивидуален, имеет свои неповторимые черты. Это объясняется тем, что родительские гены комбинировались во всевозможных сочетаниях дважды: в процессе мейоза и в результате сияния гамет. Определить какие комбинации появятся в потомстве невозможно.

9. Объясните, какую роль играет наследственная изменчивость в природе.

Наследственная изменчивость – это движущая сила эволюции, которая приводит к разнообразиям генотипов в природе. Например, расхождение признаков, – основа эволюционного процесса. Любой вид состоит из большого числа популяций, отличающихся по целому ряду признаков. Но и популяция не бывает однородной: в силу мутационной изменчивости в ней есть особи более и менее приспособленные к условиям существования. В популяциях постоянно накапливаются рецессивные, не проявляющиеся фенотипически мутации. При изменении условий существования начинается расхождение признаков. Это заключается в том, что особи с крайними проявлениями какого-либо признака будут преимущественно выживать или вымирать, не оставляя потомства. Та группа особей, которая наилучшим образом приспособлена к новым условиям, будет активно размножаться, передавая полезные наследственные признаки из поколения в поколение. Наименее приспособленные особи быстро вымрут, а особи с промежуточным значением признака будут постепенно вытесняться более приспособленными. Таким образом, возникают новые подвиды и виды.

Микроэволюция - эволюционные изменения, которые идут внутри вида и приводят к его дифференцировав, завершаясь видообразованием.

Термин микроэволюция ввел в биологию в 1938 г. русский генетик II. В. Тимофеев-Ресовский. В результате микроэволюции образуются популяции, подвиды и виды. Генофонд (лат. gems - "род, происхождение", фр. fond - "основание") - совокупность (комплекс) всех генов группы популяции или вида и изменение популяции в результате естественного отбора.

Популяция (лат. populus - "народ, население") - совокупность особей одного вида, населяющих определенное пространство, свободно скрещивающихся между собой и дающих потомство, составляющее отдельную генетическую систему. Популяция - это особи одного вида, которые в течение нескольких поколений существуют на определенной территории. Впервые термин популяция введен в науку в 1903 г. датским биологом В. Иогансеном (1857-1927).

Изменение популяции. В природе нет ни одного вида (растения и животные), численность которого не подвергалась бы изменениям в течение нескольких лет или поколений. Размеры всех популяций, численность особей в них постоянно меняются. Это связано с влиянием внешних факторов, происхождением внутри популяции элементарного эволюционного процесса. Свободное скрещивание половозрелых особей внутри популяций, устойчивое развитие в природе, экологические, генетические свойства доказывают, что популяция - это элементарная эволюционная единица.

Изменчивость и наследственность. На основании анализа материалов, собранных во время экспедиции, Ч. Дарвин выделил две формы изменчивости: определенную (групповую) и неопределенную (индивидуальную). При определенной (групповой) изменчивости все особи породы или сорта (растений) изменяются одинаковым образом под влиянием условий ухода. На активный рост культурных растений влияют плодородная почва, удобрение. Но если недостаточно влаги, минеральных веществ и почва неплодородна, то их рост замедляется. Ненаследственная изменчивость признака организма под влиянием условий внешней среды была названа Ч. Дарвиным определенной.
Определенная изменчивость связана с условиями внешней среды. Известно, что вегетативные органы (корень, стебель, листья) диких растений хорошо развиваются на плодородной почве. При хорошем уходе и кормлении животные набирают вес, изменяются. На изменение организма влияют также тепло, холод, влажность, свет, состав почвы. Например, окраска цветов примулы, выросшей при низкой температуре, отличается розовым цветом, а при высокой температуре - белым. Особое внимание селекционеры уделяли определенной изменчивости при выведении новых форм растений и животных.

Неопределенная (индивидуальная) изменчивость. Дарвин заметил, что среди особей вида существует особенная изменчивость в морфологии, поведении.

Отдельные, еле уловимые признаки изменчивости у животных в стаде или растений в поле называются неопределенной изменчивостью. Такую изменчивость могли определить только опытные селекционеры.

Главная особенность неопределенной изменчивости - наследуемость. Ч. Дарвин пришел к выводу, что только наследственная изменчивость организмов полезна и играет решающую роль в процессе эволюции. Неопределенная изменчивость, наследственные изменения в половой системе организма, возникающие под воздействием косвенных факторов окружающей среды, называются мутацией. Мутация (лат. mutatio - "изменение, перемена") - вид наследственной изменчивости, случайно возникшее стойкое изменение генотипа, затрагивающее целые хромосомы, их части или отдельные гены. Мутации связаны с преобразованием химической структуры ДНК, входящей в состав хромосом. Мутации затрагивают разнообразные стороны и функций организма. Признаки мутаций - их скачкообразный характер и наследуемость. Многие возникающие мутации неблагоприятны для организма и даже могут вызвать гибель. Большинство таких мутаций рецессивны.
Мутационная, или наследственная, изменчивость по характеру изменений генотипа делится на несколько типов:
1) генная мутация - изменение последовательности нуклеотидов в хромосомной ДНК, выпадение одних и включение других нуклеотидов меняют состав образующейся на ДНК молекулы РНК; 2) хромосомная мутация - изменение строения хромосом; 3) геномная мутация - изменение количества хромосом; 4) цитоплазматическая мутация - изменение органоидов (хлоропластов, митохондрий), имевших в своем составе молекулы ДНК. Цитоплазматическая мутация передается поколению через материнский организм, так как оплодотворенная зигота получает цитоплазму только из материнского организма.
Случаи изменения отдельных частей растения, например изменение ветвей, развившихся из какой-нибудь одной почки, Ч. Дарвин назвал почковой вариацией у растений. Например, дерево желтой сливы дало ветку, на которой росли красные сливы; черный виноград дал побег с белыми плодами. Хризантемы неоднократно давали почковые вариации с измененной окраской и формой цветков. Многие почковые вариации были получены у яблонь, груш, смородины, крыжовника, роз и др. При размножении видоизмененных побегов путем прививки они не теряли вновь приобретенных свойств. Это давало возможность использовать почковые вариации для создания новых сортов. В настоящее время это явление носит название соматической изменчивости.
Ч. Дарвин полагал, что скрещивание различных пород и сортов также способствует изменчивости. Он определил, что многие породы домашних животных получены путем скрещивания. Этот вид наследственной изменчивости в генетике называется комбинативной изменчивостью. Подробнее об этом вы уже знаете из темы "Взаимодействие генов" (10 кл.). При скрещивании кур с гороховидным и розовидным гребешками были получены в нескольких поколениях куры с ореховидными гребешками. Таким образом, на примере многих опытов Ч. Дарвин доказал, что изменчивость и наследственность - эволюционные факторы развития органического мира.

Микроэволюция. Популяция. Изменчивость. Наследственность. Определенная (групповая) изменчивость. Неопределенная (индивидуальная) изменчивость. Мутация. Генная мутация. Хромосомная мутация. Геномная мутация. Цитоплазматическая мутация. Почковая вариация. Соматическая изменчивость. Комбинативная изменчивость.

1. Микроэволюция - изменение популяции в процессе естественного отбора.
2. Популяция в ряде поколений способна к наследственной изменчивости; в природных условиях существование действительно и конкретно.
3. Изменчивость - свойство, характерное для всех живых организмов.
4. Определенная изменчивость - результат влияния внешней среды.
5. Неопределенная изменчивость наследуется.
6. Почковая вариация - это неопределенная изменчивость.
7. Назовите условия, влияющие на изменение популяции.
8. Что такое изменчивость? Приведите пример неопределенной изменчивости.
9. В чем причина отличий популяций друг от друга?
10. Чем отличается определенная изменчивость от неопределенной?
11. Докажите на примере причины ненаследуемости определенной изменчивости.
12. Когда было введено понятие "микроэволюция"?