Geneettinen kriteeri toimii tietylle lajille ominaisella kromosomijoukolla: kromosomien lukumäärällä ja niiden rakenteen ominaisuuksilla. Tämä kriteeri on melko luotettava, mutta ei ehdoton, koska Kromosomipoikkeavuudet (mutaatiot) voivat olla yleisiä lajin sisällä.[ ...]

Geenirahasto on kaikentyyppisten elävien olentojen kokonaisuus, joilla on tiettyjä perinnöllisiä taipumuksia. Jokainen laji on ainutlaatuinen. Se tallentaa fylogeneettisen kehityksen tietoa, jonka purkaminen on poikkeuksellisen tärkeää sekä tieteellisesti että käytännöllisesti. Ainakin yhden lajin katoaminen on suuri menetys tieteelle ja käytännölle.[ ...]

Maisemakompleksien dynamiikan geneettiset tyypit. Maisemadynamiikan ilmenemismuodot johtuvat useiden termien summasta, mutta jälkimmäisistä voidaan aina erottaa johtava tekijä ja erottaa sen geneettiset tyypit jo sen perusteella.[ ...]

Geenipankki - siementen, jäädytettyjen kudosten, kasvien ja eläinten sukusolujen varastointi, joka soveltuu elävien organismien - niiden lajien, lajikkeiden ja rotujen - myöhempään lisääntymiseen; erityisesti viljeltyjen kasvien ja niiden luonnonvaraisten sukulaisten siemenet. Acad. N. I. Vavilov ja All-Union Institute of Plant Industry (VIR) työntekijät lukuisissa tutkimusmatkoissa, jotka kattoivat kaikki maanosat 40-luvulla. ainutlaatuinen kokoelma maailman kasvivaroja kerättiin 250 tuhannesta näytteestä, joista 36 tuhatta vehnää, 10 tuhatta - maissia, 23 tuhatta rehunäytettä jne. D. N. I. Vavilov kirjoitti jo vuonna 1939 keskeneräisen kirjan "Viisi maanosaa" käsikirjoituksessa (se julkaistiin vasta vuonna 1987): "Viljettyjen kasvien lajikkeiden parantamiseksi on oltava tarvittava "rakennusmateriaali", oltava lajeja , lajikkeita, käytä niitä vastaavilla alueilla suoraan viljelyyn tai ota niistä arvokkaimmat ominaisuudet risteyttämällä ".[ ...]

Homo sapiens -lajin geneettinen tietokanta ihmisen genomin DNA-nukleotidiparien lukumäärällä arvioituna on 7109 . Suunnilleen sama on keskimääräinen signaaliinformaation määrä yhden aikuisen pitkäaikaismuistissa - noin 8109 bittiä. Suurin osa näistä tiedoista on sama valtaosalle samaan aikaan asuvista ihmisistä. Siksi annetun luvun kertominen ihmisten lukumäärällä olisi väärin. Mukaan V.G. Gorshkovin (1995) mukaan vain 0,01 %:lla (6105) ihmisistä voi olla ainutlaatuisia ristiriitoja. Siten ihmisten pitkäaikaismuistissa oleva signaaliinformaation kokonaiskanta, joka ilmeisesti osuu yhteen sivilisaation kulttuurisen ja teknisen tiedon määrän kanssa, on 8 109 6 ■ 105 5 1015 bittiä. Kirjat ja tietokoneet eivät käytännössä lisää tätä varausta (niihin tallennetut tiedot eivät ole kuolleet vain, jos ne sisältyvät elävien ihmisten muistiin), mutta ne lisäävät suuresti sen käytön saatavuutta ja tehokkuutta. Kaiken tietotekniikan muistikapasiteettiin mahtuu sekä sivilisaation kulttuurinen ja tekninen tieto että koko eliöstön geneettinen informaatio.[ ...]

Ihminen lajina, joka pohjimmiltaan eroaa kaikista aiemmista lajeista, syntyi evoluutioprosessissa kaikille eläville olennoille yhteisten lakien vaikutuksesta biosfäärissä olevien organismien evoluutioprosessissa tehdyn perustavanlaatuisen geneettisesti kiinteän löydön seurauksena. Tällaiset kardinaalit löydöt, jotka johtivat pohjimmiltaan uusien lajien syntymiseen, tapahtuivat jo ennen ihmisen syntyä. Siten syntyi monisoluisia organismeja, selkärankaisia, homoiotermisiä eläimiä, joilla oli vakio ruumiinlämpö.[ ...]

Molekyyligeneettisellä tasolla saasteiden, ionisoivan ja ultraviolettisäteilyn vaikutukset ovat erityisen herkkiä. Ne aiheuttavat geneettisten järjestelmien, solurakenteen rikkoutumisen ja estävät entsyymijärjestelmien toimintaa. Kaikki tämä johtaa ihmisten, eläinten ja kasvien sairauksiin, sortoon ja jopa lajien, elävien organismien tuhoutumiseen.[ ...]

Ottaen huomioon ihmisen ilmoitetut geneettiset ominaisuudet ja se, että hän miehitti sellaisia ​​tiloja, joissa ympäristövaikutukset ovat monessa suhteessa päinvastaisia, voidaan todeta, että ihminen, toisin kuin eläimet, asetti lajin laajimman ekologisen markkinaraon olosuhteisiin, joille on ominaista yleinen suuntautuminen. mukautuksista.[ ...]

Kukaan ei kiellä Homo sapiens -lajin sosiaalista kehitystä. Mutta monet kiistävät hänen nykyaikaisen biologisen edistymisensä. Tämän perustana on kaukaisten esi-isiemme morfologinen samankaltaisuus elävien ihmisten kanssa. Oletetaan, että geneettisesti ihmiskunta on ollut pohjimmiltaan homogeeninen kymmeniä tuhansia vuosia, eikä ihmispopulaatioiden valintatekijöillä ole juurikaan vaikutusta. Molemmat väitteet vaikuttavat erittäin kyseenalaisilta. Ihmisten rodullinen ja mukautuva erilaistuminen1, joka on jatkunut koko Homo sapiens -lajin olemassaolon ajan, osoittaa pikemminkin päinvastaista. Lajin geneettinen eheys lisääntymiskyvyn kannalta ja henkisten voimavarojen oletettu tuhatvuotinen stabiilisuus (myös todisteita vaativa hypoteesi, josta ei voida saada suoria todisteita2, koska kaukaisia ​​esi-isiä on mahdotonta herättää henkiin) ei vielä tarkoita sen muuttumattomuus. Mitä tulee valintaan äärimmäisen mutaatiopaineen olosuhteissa, tässä kohtaa usein yksinkertaistettu, biologinen, karkea lähestymistapa ihmiseen. Ilmeisesti hienovaraisemmalla ja monipuolisemmalla analyysillä on etuja, kun otetaan huomioon vaihtelevuuden todelliset rajoitukset, mutta ei myöskään jätetä huomiotta biologinen mekanismi, jota on vaikea saada kiinni "kuvatussa muodossa" sosiaalisten kerrostumien alla. Pitkän rodun muodostumisprosessin jälkeen on nyt käynnissä päinvastainen - rotujen yhdistäminen. Se ei kuitenkaan ole mitenkään niin yksinkertainen, konfliktiton ja nopea kuin se usein yksinkertaistetusti hyväksytään.[ ...]

KChO:ssa kvaternaarien esiintymien geneettiset tyypit, niiden ikä ja litologinen koostumus on ilmoitettu värein. KCHO:n maisema-indikoiva tulkinta mahdollistaa niiden avulla tunnistaa maisemia, paikkatyyppejä sekä saada tietoa reljeefistä, sedimenttien litologisesta koostumuksesta ja metsäolosuhteista. KCHO:n yhteinen analyysi OK:n, metsäkarttojen ja metsityssuunnitelmien kanssa mahdollistaa maisemakartoinnissa tarvittavien indikaattoritaulukoiden kokoamisen (taulukko 10).[ ...]

Suurin rikkaus geneettisistä resursseista on keskittynyt trooppisiin metsiin, trooppisten merien rannikkovesille, koralliriuttavyöhykkeille, ts. jossa sijaitsevat pääasiassa taloudellisesti heikot kehitysmaat. Ja näitä resursseja käyttävät geenilaboratoriot ja bioteknologialaitokset kuuluvat kehittyneiden maiden vauraille yrityksille. Koska biologisen monimuotoisuuden säilyttämisen maailmanlaajuinen ongelma liittyy monien geneettisten muotojen sukupuuttoon kuolemisen uhkaan, kehitysmaat pitävät oikeudenmukaisena siirtää osa bioteknologiayritysten voitoista niille suojelutoimenpiteitä varten tai siirtää niille etuoikeutetusti, uudet teknologiat ja niiden pohjalta luodut materiaalit, jotka ovat välttämättömiä luonnonympäristön suojelemiseksi, ympäristö, bioindikaattorit ja biologiset tuholaistorjuntamenetelmät maataloudessa.[ ...]

Kahden läheisesti sukua olevan lajin levinneisyysalueet menevät päällekkäin. Niissä levinneisyysalueen osissa, joissa esiintyy vain yksi laji, sen populaatiot ovat samankaltaisia ​​kuin toisen lajin populaatiot, joten niitä on joskus jopa vaikea erottaa toisistaan. Päällekkäisyyden alueella, jossa molemmat lajit esiintyvät yhdessä, niiden populaatiot eroavat toisistaan ​​enemmän ja ovat helposti erotettavissa, eli "siirretty" toistensa suhteen yhdellä tai useammalla merkillä. Nämä merkit voivat olla morfologisia, ekologisia tai fysiologisia; oletetaan, että ne ovat geneettisesti määrättyjä.[ ...]

Ihmiskunta biologisena lajina on planeetan elävän aineen kudoksessa. Tämän muodostelman yhtenäisyyden aste, siinä olevien lajien keskinäisen kytköksen syvyys ei ole vielä tarpeeksi selvä. Saatavilla olevat epäsuorat todisteet viittaavat keskinäiseen riippuvuuteen. Esimerkiksi influenssavirukset, joiden muodot eivät ole patogeenisiä ihmisille, kiertävät laajalti eläinten keskuudessa3. Geneettiset rekombinaatiot johtavat samoihin muutoksiin viruksessa ja taudin lähes samanaikaiseen puhkeamiseen ympäri maailmaa, vaikka viruksen luonnolliset säiliöt ovat erittäin monipuoliset (luonnonvaraiset ja kotieläimet ja nisäkkäät), ja ihmisten välinen kosketus on usein täysin suljettu pois. . 1800-luvun englantilainen epidemiologi Charles Creighton syytti influenssapandemioiden samanaikaisuudesta jotakin globaalia "miasmaa"4. Influenssapandemia-aikaa on yritetty yhdistää varsin menestyksekkäästi auringon aktiivisuuden lisääntymiseen: 1917, 1928, 1937, 1947, 1957, 1968 ja 1980-81 olivat samanaikaisesti korkean auringon aktiivisuuden ja influenssapandemioiden vuosia5. Influenssaaalto nousi myös auringon aktiivisuuden lisääntymisen aikana vuosina 1990-1991. Nyt ne kuitenkin seuraavat lähes joka vuosi.[ ...]

Elämä maapallolla on samantyyppistä siinä mielessä, että minkä tahansa organismin, minkä tahansa biologisen lajin geneettinen koodi koostuu samankaltaisista orgaanisista yhdisteistä. Näistä yhtäläisyyksistä huolimatta elämä maapallolla on huomattavan monimuotoista. Tiedemiehet tuntevat nykyään noin 2 miljoonaa biologista lajia, joista 20 % on kasveja ja 80 % eläimiä.[ ...]

Siitä huolimatta, jopa saman lajin sisällä, eri paikoista peräisin olevien populaatioiden välillä on usein eroja lämpötilavaikutusten reaktioiden luonteessa, eikä näitä eroja voida useinkaan lukea kokonaan totuttelun syyksi; pikemminkin ne ovat ilmentymiä geneettisistä eroista (kuva 2.9). Siksi olisi virheellistä olettaa, että tällä lajilla on tietty yhtenäinen vaste lämpötilaan. Maantieteellisten erojen vaikutus ei kuitenkaan yleensä ole niin suuri [mahdollisia syitä tähän on käsitelty Wallacen (1960) työssä], ja useimmille lajeille on mahdollista osoittaa niiden ominaiset lämpötilareaktiot. Tämä seikka rajoittaa lämpötilojen vaihteluväliä, jossa näiden lajien yksilöt voivat elää, ja siten rajoittaa niiden elinympäristöjen määrää.[ ...]

Pääominaisuuksien kehitysasteen mukaan erotetaan maaperän geneettiset tyypit. Joten esimerkiksi tavalliset chernozemit jaetaan humuspitoisuuden mukaan keski- ja matalahumusisiin lajeihin.[ ...]

Tunteiden ohjelma voi olla monimutkainen, mutta se on geneettisesti kiinteä, yksiselitteinen ja muuttumaton kullekin lajille. Sitä ei voida korjata ulkoisten olosuhteiden vaikutuksesta. Lisäksi eläimillä on ekstrageneettinen muisti, joka säilyy yksilön koko elämän ajan, mutta jota ei välitetä seuraaville sukupolville. Tämän tyyppiseen muistiin kuuluvat refleksit ja imprinting (varhaisessa iässä muistiin painettu tieto: muuttolintujen syntymäalueen koordinaattien muistaminen, ihmisten puhe jne.).[ ...]

Minkä tahansa, jopa kaikkein hyödyttömimmän ensisilmäyksellä lajin menettäminen merkitsee planeetan geneettisen rahaston peruuttamatonta köyhtymistä.[ ...]

Ihmisen asema on erilainen, sillä se on ainoa laji biosfäärissä, jonka tarpeet kasvavat loputtomasti sivilisaation kehittyessä. Ihmisen lajin geneettiset tarpeet, jotka on ohjelmoitu genomiin, pysyvät käytännössä ennallaan. Tämän ihmisen tarpeiden osan muutosnopeus, kuten kaikissa muissakin lajeissa, määräytyy evoluutionopeuden mukaan.[ ...]

Rikkivetykontaminaation vyöhykkeillä (ja H28 voi olla niissä liuoksen ja kaasun muodossa) tapahtuu reaktio H28:n ja liuenneiden suolojen ja metallien välillä. Sen seurauksena muodostuu niukkaliukoisia sulfideja. Näin muodostuu rikkivetysulkuja. Tällaisten esteiden maailmanlaajuinen jakautuminen ja geneettinen monimuotoisuus biosfäärissä mahdollistaa rikkivetyesteiden yhdistämisen suhteessa kiviin (sedimentteihin), joihin ne muodostuvat ja joihin sulfidit laskeutuvat. Tällä lähestymistavalla on mahdollista erottaa sedimentti-diageneettinen rikkivety ja epigeneettiset esteet biosfäärissä. Niiden lisäksi voidaan puhua magmaattisesta esteestä, joka menee biosfäärin ulkopuolelle. Tällaisella alajaolla on myös tietty geokemiallinen merkitys: näille esteille muodostuneiden sulfidien rikin isotooppisessa koostumuksessa on joitain eroja.[ ...]

Mutageenit vaikuttavat kaikkein arvokkaimpiin elävän aineen evoluution synnyttämiin asioihin – ihmisen geneettiseen ohjelmaan sekä kaikenlaisten biosfäärissä asuvien eläinten, kasvien, bakteerien ja virusten populaatioiden geenipooleihin.[ ...]

Maisema-alueet ovat maiseman suurimmat morfologiset osat. Ne koostuvat geneettisesti ja dynaamisesti konjugoituneista alueista, jotka yhdistyvät mesomuotojen kompleksiin, suurien muotojen sisällä (suurten jokien tulvatasangot, pienten jokilaaksojen pohjat, yksittäiset kohdat suurista jokien terassit , muinaiset valuma-aukot, koostumukseltaan homogeeniset toistuvia tyyppejä, tasankojen eristyneitä alueita, reunojen rajoittamia laavatasankoja, eroosion leikkaamia tasankojen porrastettuja rinteitä, kaltevia kumulatiivisia veden peittämiä tasankoja, ympäröivien harjanteiden eristämiä jne.) [...]

ERITYISEN ELINIKÄ on keskimääräinen enimmäis-ikä, jonka tietyn lajin yksilöt saavuttavat suotuisimmissa olemassaolon olosuhteissa, eli sitä rajoittavat vain yksilön geneettiset ominaisuudet.[ ...]

Yksinkertaisesti sanottuna saarten eläimistöllä ja kasvistolla on kaksi erityistä ominaisuutta; saarilla on vähemmän lajeja kuin vastaavilla samankokoisilla manneralueilla; lisäksi monet saaren lajeista poikkeavat hieman tai jopa merkittävästi mantereen lähimmässä vastaavassa osassa asuvista. Tähän on kaksi tärkeintä syytä. Ensinnäkin saaren eläimistö ja kasvisto rajoittuvat muotoihin, joiden esi-isät onnistuivat pääsemään tälle saarelle; tämän rajoituksen voimakkuus määräytyy luonnollisesti saaren etäisyyden mantereesta tai muista saarista, ja se on erilainen eri organismiryhmille riippuen näiden organismien kyvystä asettua. Toiseksi, samasta eristyneisyydestä johtuen saariväestön evoluutiomuutosnopeus voi olla riittävä voittamaan geneettisen materiaalin vaihdon seuraukset mantereen vanhempien kanssa.[ ...]

Voidaan siis sanoa, että nyky-ihmisellä on osa elämälle tarpeellista genomista menneiden sukupolvien kulttuuriperinnön muodossa. Toisin kuin geneettinen perintö (geneettinen informaatio), joka on luotettavasti suojattu lajin normaalissa genomissa, niin kauan kuin yksilöitä on riittävästi lisääntymiseen, kulttuuriperintö (kulttuuritieto) on melko haavoittuvaa ja voi kadota eliniän aikana. lajista.[ ...]

Ainutlaatuinen ominaisuus, joka on luontainen vain henkilölle, on kyky käyttää tietoa, jota ei ole kiinnitetty geneettiseen ohjelmaan. Kaikki tunnetut organismit, paitsi ihmiset, sisältävät genomissaan kaiken olemassaolon edellyttämän tiedon ympäristöstä. Yksikään eläin ei välitä jälkeläisilleen harjoittelun aikana opittuja taitoja. Kaikki organismin ekstrageneettiseen muistiin kertynyt tieto säilyy vain yhden yksilön eliniän aikana. Tämä tilanne estää eläintä välittämästä vääriä tai tarpeettomia tietoja seuraaville sukupolville.[ ...]

Ihmisasutusta seurasi rodun ja etnisen monimuotoisuuden synty, kansojen synty. Homo sapiensin varhaisten edustajien korkeaa geneettistä sopeutumiskykyä täydensi merkittävästi epätavallisen lisääntyneet mukautuvan käyttäytymisen mahdollisuudet. Taidot mikroympäristön, tulen, vaatteiden, asuntojen optimointiin, entistä kehittyneempien työkalujen valmistukseen ja käyttöön, ts. teknogeneesin alkaminen vaikutti erilaisten luonnonvyöhykkeiden kehittymiseen ja erilaisiin stereotypioihin luonnonvarojen käytöstä. Syntyneistä etnisistä ryhmistä tuli pohjimmiltaan Homo sapiens -lajin olemassaolon ekologisia ja maantieteellisiä elämänmuotoja (JI.H. Gumilyov, 1990).[ ...]

Demoekologian eli populaatioekologian tutkimuskohde on väestö. Se määritellään ryhmäksi saman lajin organismeja (jonka sisällä yksilöt voivat vaihtaa geneettistä tietoa), jotka vievät tietyn tilan ja toimivat osana bioottista yhteisöä. Väestölle on ominaista useita piirteitä; heidän ainoa kantajansa on ryhmä, mutta eivät tämän ryhmän yksilöt. Populaation tärkein ominaisuus on tiheys, eli yksilöiden lukumäärä tiettyyn tilayksikköön.[ ...]

Kuten tiedät, organismien perinnöllinen tieto on keskittynyt sukusoluihin erityisissä muodostelmissa - kromosomeissa nukleiinihappojen muodossa (DNA ja RNA). Näiden happojen molekyylejä tai niiden yksittäisiä osia kutsutaan geeneiksi. Kaikkien perinnöllisiä ominaisuuksia määrittävien geenien kokonaisuus on genotyyppi, ja kaikki yksilöt, jotka tallentavat ja perivät tämän tiedon jälkeläisille, on geneettinen rahasto tai geenipooli.[ ...]

Bioturvallisuuden ja biologisen monimuotoisuuden säilyttämisen kannalta tärkeitä ovat myös ennaltaehkäisevät toimenpiteet, joilla estetään geneettisen tiedon siirtyminen kotimaisista muodoista luonnonvaraisiin lajeihin ja vähennetään harvinaisten ja uhanalaisten lajien geenipoolin geneettisen saastumisen riskiä.[ ...]

Erittäin tärkeä tehtävä on säilyttää kasvilajien monimuotoisuus geenipoolina. Siinä tapauksessa, että kaikki kasvilajien suojeluun liittyvät reservit on käytetty loppuun, luodaan erityisiä varastoja - geenipankkeja, joissa lajien geenipooli varastoidaan siementen muodossa.[ ...]

Erityisen kiinnostavaa on biosfäärin ja teknosfäärin energia- ja informaatiopotentiaalin vertailu. Saatavilla olevien arvioiden mukaan (Gorshkov, 1987, 1995) geneettisen informaation varasto biosfäärin koko eliöstössä on noin 1015 bittiä. Tämä arvo saatiin biosfäärin lajien lukumäärän 107 ja yhden lajin genomin keskimääräisen informaatiomäärän tulona, ​​jonka voidaan katsoa osuvan yhteen lukuisimman lajiryhmän - hyönteisten - genomin tiedon kanssa. , jonka luokka on 108 bittiä. Lajinsisäinen geneettinen monimuotoisuus ei lisää arviota, koska se sisältää pääasiassa genomin hajoamismuutoksia.[ ...]

Erilaisia ​​ympäristökohteita ovat yksittäiset luonnonkohteet: maa, pohjamaa, vesi, metsät, ei-metsäkasvillisuus, ilmakehä, luonto, geenirahasto, luonnonmaisemat, luonnonvarat ja luonnonkompleksit. Useat luonnonkohteet ja luonnonvarat toimivat luonnonkokonaisuuksissa yhdellä alueella. Ja vaikka koko luonto on vain yksi jatkuva luonnon monimutkaisuus, laki kuitenkin erottaa sen itsenäiseksi ympäristönsuojelun kohteeksi, joka ei tarkoita mitä tahansa luonnonkohteiden yhdistelmää, vaan vain erityisen suojeltuja alueita: luonnonsuojelualueita, villieläinten suojelualueita, kansalliset luonnonpuistot, elävän ja elottoman luonnon muistomerkit, metsäpuistot, tyypilliset tai harvinaiset maisemat. Kaikki luonnon tärkeimmät kohteet ovat erityisen suojeltuja.[ ...]

HYÖDYYS (ORGANISMIT) on ehdollinen käsite, jota käytetään joskus arvioimaan kasvien ja eläinten roolia luonnossa ja ihmisten taloudessa. Luonnossa ei ole "hyödyllisiä" eikä "haitallisia" lajeja, on olemassa läheinen evoluution ehdollinen organismien keskinäinen sopivuus, jossa jokainen laji osoittautuu "hyödylliseksi", jolla on tietty rooli ekosysteemeissä ja on ainutlaatuisen kantaja. geneettistä tietoa.[ ...]

Osana biokologista (sanitaarista ja hygieenistä) seurantaa kiinnitetään paljon huomiota ihmispopulaatioiden synnynnäisten epämuodostumien kasvun ja biosfäärisaasteiden, ensisijaisesti mutageenisten, geneettisten seurausten dynamiikkaan. Niiden ekologista vaaraa on vaikea yliarvioida, koska, kuten D. P. Nikitin ja Yu. V. korostavat; Novikov (1980), "mutageenit vaikuttavat arvokkaimpiin elävän aineen evoluution synnyttämiin asioihin - ihmisen geneettiseen ohjelmaan sekä kaikenlaisten biosfäärissä asuvien eläinten, kasvien, bakteerien ja virusten populaatioiden geenipooleihin." ...]

Yksi selkeimmistä esimerkkeistä saarten lajittelusta on Havaijin saarilla elävät Drosophila-suvun hedelmäkärpäset. Tämä esimerkki on epäilemättä geneettisesti parhaiten tutkittu. Havaijin saariketju - vulkaanista alkuperää (kuva 1.7); se muodostui vähitellen viimeisten 40 miljoonan vuoden aikana, kun Tyynenmeren litosfäärilevyn keskiosa siirtyi vähitellen luoteeseen ja kulki magmakammion yli (niin Niihaun saari on Havaijin saarista vanhin ja Havaiji nuorin) . Havaijin hedelmäkärpästen monimuotoisuus on hämmästyttävää: Drosophila-suvun lajia on ilmeisesti maailmanlaajuisesti noin 1 500, mutta näistä vähintään 500 tavataan yksinomaan Havaijin saarilla. Tämä monimuotoisuus johtuu ilmeisesti ainakin osittain siitä tosiasiasta, että Havaiji on täynnä "saaria saarilla": monissa paikoissa laavavirrat ovat eristäneet kasvillisuusosia (tällaisia ​​isolaatteja kutsutaan nimellä "kipuka"). ]

On ymmärrettävä, että eläinmaailma ei ole vain tärkeä osa luonnon ekologista järjestelmää ja samalla arvokkain biologinen resurssi. On myös erittäin tärkeää, että kaikenlaiset eläimet muodostavat planeetan geneettisen rahaston, ne kaikki ovat tarpeellisia ja hyödyllisiä. Luonnossa ei ole lapsipuolia, kuten ei ole ehdottoman hyödyllisiä ja ehdottoman haitallisia eläimiä. Kaikki riippuu heidän lukumäärästään, elinoloistaan ​​ja monista muista tekijöistä. Yksi 100 tuhannen eri kärpäslajin lajikkeista, huonekärpäs, on useiden tarttuvien tautien kantaja. Samaan aikaan kärpäset ruokkivat valtavaa määrää eläimiä (pieniä lintuja, rupikonnaa, hämähäkkejä, liskoja jne.). Vain muutamat lajit (punkit, jyrsijät, tuholaiset jne.) ovat tiukan valvonnan alaisia.[ ...]

Bioturvallisuuden kannalta on myös olennaista alustavasti perustella ja ennakoida mahdolliset seuraukset, erityisesti tietylle alueelle nasaalisten kasvi- ja eläinlajien tulo ja totuttelu. Tästä on positiivisia esimerkkejä. Esimerkiksi soopelikannan elvyttäminen taiga-vyöhykkeellä, biisonipopulaatiot Venäjän ja Kaukasuksen eurooppalaisen osan keskustassa jne. Tahattoman leviämisen ekologiset ja geneettiset seuraukset ovat vähemmän ennakoitavissa. Esimerkiksi entisen Neuvostoliiton karanteenipalvelun virallisten tietojen mukaan miljoonan tuodun kasvilastin, noin 600 mahdollisen taudinaiheuttajalajin (virukset, bakteerit, sienet) ja yli 1 000 eri lajien tutkimisen tuloksena. hyönteisiä (pääasiassa tuholaisia) löydettiin niistä.[ ..]

Suuri määrä synnynnäisiä epämuodostumia johtuu useiden geenien mutaatioista. Nämä ovat polygeenisiä eli monitekijäisiä sairauksia, jotka ovat seurausta geneettisten ja ympäristötekijöiden monimutkaisesta vuorovaikutuksesta. Ne esiintyvät perinnöllisen alttiuden muodossa ja toteutuvat tietyissä olosuhteissa tietyssä iässä. Näitä ovat sellaiset laajalle levinneet sairaudet, kuten diabetes mellitus, verenpainetauti, sepelvaltimon vajaatoiminta, ateroskleroosi, liikalihavuus, keuhkoastma, skitsofrenia, glaukooma, reuma, maha- ja pohjukaissuolihaavat, kihti, jotkin syövän muodot ja muut sairaudet. G. Harrisin (1973) kaavio, jossa selitetään geneettisten ja ympäristötekijöiden suhdetta monitekijäisten sairauksien kehittymiseen, on esitetty kuvassa. 5.8.[ ...]

Luonnonvarojen (ensinkin kasviston ja eläimistön) hyödyntäminen johtaa siihen, että niiden runsauden palautumisnopeus jää jäljessä hyödyntämisnopeudesta (eli biomassan poistamisesta ja geenirahaston ehtymisestä). Siten ehtyvät resurssit, toipumiskyvystä huolimatta, muuttuvat loppuun kuluneiksi. Viimeisten 370 vuoden aikana joidenkin lähteiden mukaan 130 lintulajia ja nisäkäslajia on kadonnut maan pinnalta, ja satoja lajeja on merkitty punaiseen kirjaan - surulliseen luetteloon uhanalaisista lajeista. Samaan aikaan joidenkin lajien lukumäärä on nyt vain satoja pareja tai jopa kymmeniä yksilöitä. Monet ovat säilyneet vain eläintarhoissa.[ ...]

Elinympäristönsuojelu- ja terveydenhuoltojärjestelmät vastustavat pohjimmiltaan luonnollista valintaa ihmispopulaatioissa. Valinta toimii kuitenkin erityisesti synnytystä edeltävällä tasolla (esimerkiksi varhaisten spontaanien aborttien muodossa, jotka voivat jäädä huomaamatta). Mikä tahansa sairaus vähentää onnistuneen uran, perheen ja täyden geneettisen panoksen mahdollisuuksia seuraavalle sukupolvelle. Koska ihmiset ovat eriarvoisia vastustuskyvyn suhteen erityisille ja yleisille vaikutuksille, valinta suosii vakaampaa heidän henkilökohtaisista ominaisuuksistaan ​​riippumatta ja mitä aktiivisemmin, sitä enemmän ympäristön saastumista. Nämä prosessit eivät vain vähennä ihmisten monimuotoisuutta (3 tuhatta vuotta sitten vaaleatukkaiset akhaialaiset taistelivat Vähä-Aasian tummatukkaisten heimojen kanssa; nyt todelliset blondit ovat harvinaisia ​​jopa skandinaavisten keskuudessa, kreikkalaisista puhumattakaan), vaan myös pese pois populaatiosta harvinaiset geenit, jotka edistävät yhteiskunnallisesti arvokkaiden ominaisuuksien kehittymistä, jos ne eivät ole yhteydessä geneettisiin saastumisresistenssitekijöihin.[ ...]

Tasaisilla kumulatiivisilla tasangoilla 180x180 mm:n kehysmuodolla otetut kuvat ovat erityisen arvokkaita. Korkeudeltaan 4-5-kertainen kohokuvion liioitteleminen mahdollistaa selkeästi erottelemaan korkeudeltaan merkityksettömiä geneettisiä kohokuvioita, nähdä suon NTC:n pinnan muodon ja metsien korkeuserot. Vuoristomaisemissa kameroiden polttovälin tulisi olla noin 200 mm samalla kehysformaatilla. Kasvillisuuden kuvan parantamiseksi kesävalokuvat ovat toivottavia infrakromaattisille ja spektrosonaalisille filmeille ja syksyn, talven ja alkukevään valokuvat pankromaattisille filmeille.[ ...]

Geneesin palauttaminen auttaa lisäämään PTK-rakenteen paljastamisen luotettavuutta ja täydellisyyttä (Kireev, 1973; 1977). Tiettyjen maisemafaasiatyyppien geneesin selvittäminen auttaa arvioimaan nykyistä rakennetta ja luonnonominaisuuksia jo maisematietolähteiden tulkintaprosessissa. Joten esimerkiksi segmentin muodostumisen tietyssä vaiheessa voimakkaimman sedimentaation (alluviaaliset sedimenttien laskeumat) seurauksena, joka tapahtuu tulvan huipun aikana, rannikon maisemaan muodostuu rannikon mäntymetsien facies. Usolka-Biryusan tasango Angaran alueen eteläosassa. Muodostumis- ja syntyolosuhteet määräävät tämän tyyppisten faasien fysikaaliset ominaisuudet ja ekologiset tilat. Kanavan lähellä oleva sijainti, maksimikorkeus matalan vedenpinnan yläpuolella, yhtä suuri kuin tulva-aallon korkeus, suuret virtausnopeudet määräävät tulvan hiekkakoostumuksen, kerrostumisen, väylän puoleisen rinteen jyrkkyyden ja loivan rinteen kohti segmentin keskustaa. Siksi rannikon harjujen maille on ominaista köyhyys, kuivuus, lyhytaikaiset tulvat, alhainen suolapitoisuus, liikkuvuus ja voimakas sedimentaatio. Tällaisten järjestelmien yhdistelmä sopii parhaiten mäntymetsien kehitykseen rannikon harjuilla. Rannikkovallien maat kynnetään usein kauralle, joka ei vaadi merkittävää maavarallisuutta.[ ...]

Kaikille näille rajoittaville mekanismeille organismit vastustavat esisopeutumismahdollisuuksia. Esisopeutumisen periaate on, että organismit miehittävät aina uusia ekologisia markkinarakoja (kun niitä syntyy), koska niissä on geneettisen esisopeutumisen ominaisuuksia. Se koostuu siitä, että kyky sopeutua organismeihin on "alkuvaiheessa" luontainen eikä liity suoraan niiden vuorovaikutukseen ympäristön kanssa. Tämä kyky johtuu geneettisen koodin käytännön ehtymättömyydestä ja siten minkä tahansa organismin genotyypin tiedosta. Vähimmäismäärällä alleelia geenimuunnelmien määrä on 1050. Tässä lajikkeessa on aina mukautumisvaihtoehtoja. Jos ne loppuvat yhdelle lajille ja se kuolee pois, löytyy kaksinkertainen laji ja ekologinen markkinarako täyttyy. Ekologisten markkinarakojen muodostumisaika voi olla erilainen. Joskus se tapahtuu systemaattisesti lähes välittömästi (eri vuosien ajan), joskus hitaasti.[ ...]

Kuten on monta kertaa korostettu, organismit eivät ole ympäristön fyysisten olosuhteiden orjia; ne mukautuvat ja muuttavat ympäristön olosuhteita siten, että ne heikentävät lämpötilan, valon, veden ja muiden fysikaalisten tekijöiden rajoittavaa vaikutusta. Tällainen tekijäkompensointi on erityisen tehokasta yhteisötasolla, mutta se on mahdollista myös lajitasolla. Laajat, joilla on laaja maantieteellinen levinneisyys, muodostavat lähes aina paikallisesti mukautuneita populaatioita, joita kutsutaan ekotyypeiksi. Niiden optimi ja toleranssirajat vastaavat paikallisia olosuhteita. Kompensaatioon suhteessa lämpötilagradientin, valon ja muiden tekijöiden eri osiin voi liittyä geneettisten rotujen ilmaantuminen (morfologisten ilmenemismuotojen kanssa tai ilman) tai se voi olla yksinkertaisesti fysiologista sopeutumista. Kätevä menetelmä testata, liittyykö ekotyyppien syntymiseen geneettistä kiinnittymistä, on vastavuoroinen transplantaatio. Esimerkiksi MacMillan (1956) havaitsi, että samaan lajiin kuuluvat ja kaikilta ulkoisilta ominaisuuksiltaan identtiset viljat reagoivat eri tavalla valoon, kun ne istutettiin koepalstoihin maantieteellisen alueen eri alueilta. Kussakin tapauksessa ne säilyttivät alkuperäiseen alueeseen (kasvu- ja lisääntymisaikaan) mukautetun kausittaisen syklisyyden. Sovelletussa ekologiassa jätettiin usein huomioimatta mahdollisuus paikallisten linjojen piirteiden geneettiseen kiinnittymiseen, minkä seurauksena eläinten ja kasvien tuonti päättyi usein epäonnistumiseen, koska paikallisiin olosuhteisiin mukautuneiden linjojen sijaan käytettiin yksilöitä syrjäisiltä alueilta. Paikallisen tai kausittaisen gradientin tekijöiden kompensointiin voi liittyä myös geneettisten rotujen ilmaantuminen, mutta se saavutetaan usein elinten fysiologisen mukautumisen tai entsyymi-substraatti-suhteiden muutosten kautta solutasolla. Somero (1969) esimerkiksi huomauttaa, että lyhytaikainen lämpötilakompensaatio perustuu entsyymin substraatin affiniteetin käänteiseen riippuvuuteen lämpötilasta, kun taas pitkäaikainen evolutionaarinen sopeutuminen muuttaa itse tätä affiniteettia. Eläimillä, varsinkin suurilla, joilla on hyvin kehittynyt liikuntakyky, tekijäkompensaatio on mahdollista mukautuvan käyttäytymisen ansiosta - ne välttävät paikallisen olosuhteen äärimmäisyyksiä.[ ...]

Näitä olosuhteita muuttaa myös itse biosysteemi muodostaen oman olemassaolonsa bioympäristön. V.I. Vernadsky - E.S. on muotoillut tämän biosysteemien ominaisuuden maksimibiogeenisen energian (entropian) lain muodossa, samalla kun se kehittyy rationaalisesti, mutta se lisää sen vaikutusta ympäristöön. Paine kasvaa, kunnes sitä rajoittavat tiukasti ulkoiset tekijät (superjärjestelmät tai muut saman hierarkiatason kilpailevat järjestelmät) tai tapahtuu evoluutioekologinen katastrofi. Se voi koostua siitä, että ekosysteemi korkeamman superjärjestelmän muuttumisen jälkeen labiilimpana muodostelmana on jo muuttunut, kun taas geneettisen konservatiivisuuden alainen laji pysyy muuttumattomana. Tämä johtaa pitkään sarjaan ristiriitoja, jotka johtavat poikkeavaan ilmiöön: lajin oman elinympäristön tuhoutumiseen (lajin toimintaa ekosysteemissä säätelevä palaute ei toimi ja populaatiomekanismit ovat osittain epäjärjestyneet). Tässä tapauksessa biosysteemi tuhoutuu: laji kuolee sukupuuttoon, biokenoosi tuhoutuu ja muuttuu laadullisesti.[ ...]

Joskus on hyödyllistä tehdä ero katastrofien ja katastrofien välillä. Ensinnäkin sopia, että otamme huomioon tapahtumia, jotka tapahtuvat populaatioiden elämässä riittävän usein aiheuttamaan valintapaineita ja johtamaan evolutionaarisiin muutoksiin. Katastrofien seurauksena väestö voi hankkia uusia kiinteistöjä, ja seuraavan kerran vastaavanlaisen tilanteen sattuessa reagoida siihen eri tavalla tai jopa olla kärsimättä ollenkaan. Sitä vastoin me kutsumme häiriötä katastrofiksi, jos on liian harvinaista, että populaatiot säilyttävät "geneettisen muistin" siitä, kun se tapahtuu uudelleen. Washington, USA), sen rinteillä elävät kasvit ja eläimet eivät todennäköisesti kärsi vähemmän kuin 18. toukokuuta 1980 tapahtuneen purkauksen aikana (Baross et al., 1982). Toisaalta Uuden Englannin metsiä kaavia hurrikaaneja havaitaan riittävän usein, jotta niitä voidaan kutsua katastrofeiksi, ei katastrofeiksi. Niiden ekologinen (ja mahdollisesti evoluutionaalinen) seuraus on se, että täällä tyypillisellä metsälajilla, Weymouth-mäntyllä (Pinus strobus), on kaikki peräkkäisyyden pioneerivaiheiden lajien ominaisuudet - nopea kypsyminen, tehokas siementen leviäminen jne.[ .. .]

BRC:n kokonaisuus muodostaa biologisen (bioottisen) syklin, joka on perusta elämän toiminnalle ja kehitykselle planeetan mittakaavassa. Biologinen kiertokulku on elämän kierteisen kehityksen prosessi, jossa elävä koko ajan ikään kuin ylittää suljetun syklin luoden uusia muotoja, jotka sisältyvät kiertokulkuun, ja eräänlaisena organisaation muotona. biosfääri spiraalirakenteen ansiosta varmistaa sekä elämän jatkuvuuden että sen asteittaisen kehityksen. Biologisessa kierrossa aineen häviäminen on minimaalista, tietoa häviää lajien kuoleman ja peruuttamattomien geneettisten uudelleenjärjestelyjen myötä, energiakiertoja hallitsee yksisuuntainen energiavirta tuotantokasveista, jota seuraa sen poistuminen kuluttajien kautta maan lähelle ja ulkoavaruudessa, kun taas energian kiertokerroin hajottajilta tuottajille ei ylitä 0,24 %.[ ...]

Teoreettisesta näkökulmasta jokainen yllä olevista metsänmuodostusprosessin vaiheista edustaa eräänlaista biogeosenoosia, koska yhdyskuntien fytokenologisen koostumuksen muutokseen liittyy muutoksia biogeosenoosin muissa komponenteissa sekä niiden välisissä toiminnallisissa suhteissa. , joka muuttaa aineenvaihduntaprosessien ominaisuuksia. Siten V. N. Sukachevin käsitystä noudattaen, että metsätyyppi on metsäbiogeosenoosityyppi, jonka yksittäisiä kehitysvaiheita voitaisiin pitää erillisinä metsätyypeinä. Ei kuitenkaan ole tarkoituksenmukaista jakaa yhtä metsänmuodostusprosessia, joka kattaa yhden metsikön kehitysajan, useisiin metsätyyppeihin. Kolesnikovin metsätypologian geneettisen suunnan sekä Melekhovin dynaamisen typologian, jonka käsitteitä pidämme oikeudenmukaisina sekä teoreettisesta että käytännön näkökulmasta, näkökulmasta kaikki metsikön kehitysvaiheet kuuluvat samaan tyyppiin. metsästä. Tässä tapauksessa on tarpeen määrittää diagnostiset ominaisuudet, jotka auttavat määrittämään tarkasti yksittäisten biogeosenoosien, yksittäisten metsäalueiden kuulumisen eri ikävaiheissa tietyntyyppisiin metsään. Tällaisia ​​merkkejä on, vaikka ne eivät aina ole ilmeisiä. Kuten edellä mainittiin, myös raivauksilla, raiteiden hallitsevien kasvien varjossa, säilytetään myös metsälajeja. Tämä näkyy selvästi taulukossa. 2, joka osoittaa, että monet metsälajit säilyvät metsän muodostumisprosessin kaikissa vaiheissa, joskaan ei kaikilla alueilla. Niiden projektiivinen peitto kuitenkin pienenee ja niistä tulee vähemmän näkyviä.[ ...]

Vanhimpia hominideja edustivat Australopithecus (kaksijalkaiset apinat), Homo habilis ja Homo erectus, joiden muodostuminen kattoi ajanjakson noin 1,5-2 miljoonaa vuotta sitten. Sitten syntyi (noin 500 tuhatta vuotta) ryhmät - arkkitroopit (Pithecanthropus, Sinanthropus, Heidelbergin mies), jotka Afrikan lisäksi asettuivat Kaakkois-Aasiaan ja Eurooppaan. Noin 250 tuhatta vuotta sitten syntyi uusi haara - paleoantroopit (neandertalilaiset), jotka asettivat koko vanhan maailman. Noin noin 40 tuhatta vuotta sitten syntyi ei-antroopit - Homo sapiens (. Homo sapiens), jonka varhaisia ​​edustajia kutsuttiin Cro-Magnonsiksi. Nykyaikaisen ihmistyypin synty ja kehitys liittyi ilmeisesti suuriin uudelleenjärjestelyihin planeettamme biosfäärissä. Tämän seurauksena ihmisellä - yhtenä eläinkunnan lajeista - alkoi olla erittäin kehittyneet aivot, monimutkainen sosiaalinen organisaatio ja työtoiminta. Kuten I. T. Frolov (1985) kirjoittaa: "Ihminen ... on biososiaalinen olento, joka on geneettisesti sukua muihin elämänmuotoihin, mutta erotettu niistä kyvyn tuottaa työvälineitä, jolla on artikuloitu puhe ja tietoisuus, luova toiminta ja moraalinen itsetietoisuus."

Lajin geneettistä (sytogeneettistä) kriteeriä muiden ohella käytetään systemaattisten alkeisryhmien erottamiseen ja lajin tilan analysointiin. Tässä artikkelissa tarkastelemme kriteerin ominaisuuksia sekä vaikeuksia, joita sitä käyttävä tutkija voi kohdata.

Mikä on näkymä

Biologian eri aloilla laji määritellään omalla tavallaan. Evoluutionäkökulmasta voidaan sanoa, että laji on kokoelma yksilöitä, joilla on samankaltaisuus ulkoisessa rakenteessa ja sisäisessä organisaatiossa, fysiologisissa ja biokemiallisissa prosesseissa, jotka kykenevät rajattomasti risteytymään, jättämään hedelmällisiä jälkeläisiä ja jotka ovat geneettisesti eristettyjä samanlaisista ryhmistä.

Laji voi edustaa yhtä tai useampaa populaatiota, ja sen mukaisesti sillä voi olla koko tai erillinen levinneisyysalue (elinympäristö / vesialue)

Lajien nimikkeistö

Jokaisella tyypillä on oma nimi. Binäärinimikkeistön sääntöjen mukaisesti se koostuu kahdesta sanasta: substantiivista ja adjektiivista. Substantiivi on yleisnimi ja adjektiivi on erityinen nimi. Esimerkiksi nimessä "Dandelion officinalis" laji "officinalis" on yksi "Dandelion"-suvun kasvien edustajista.

Sukuun kuuluvien lajien yksilöillä on joitain eroja ulkonäön, fysiologian ja ekologisten mieltymysten suhteen. Mutta jos ne ovat liian samankaltaisia, niin niiden lajisidonnaisuus määräytyy lajin geneettisen kriteerin perusteella karyotyyppien analyysin perusteella.

Miksi laji tarvitsee kriteerejä?

Carl Linnaeus, joka oli ensimmäinen, joka antoi nykyaikaiset nimet ja kuvaili monenlaisia ​​eläviä organismeja, piti niitä muuttumattomina ja muuttumattomina. Toisin sanoen kaikki yksilöt vastaavat yhtä lajikuvaa, ja mahdolliset poikkeamat siitä ovat virhe laji-idean toteutusmuodossa.

1800-luvun ensimmäisestä puoliskosta lähtien Charles Darwin ja hänen seuraajansa ovat perustelleet täysin erilaista käsitystä lajista. Sen mukaan laji on vaihteleva, heterogeeninen ja sisältää siirtymämuotoja. Lajin pysyvyys on suhteellista, se riippuu ympäristöolosuhteiden vaihtelusta. Lajin olemassaolon perusyksikkö on populaatio. Se on lisääntymiskykyisesti eristetty ja vastaa lajin geneettistä kriteeriä.

Koska saman lajin yksilöt ovat heterogeenisiä, tutkijoiden voi olla vaikeaa määrittää organismien lajikohtaisuutta tai jakaa niitä systemaattisten ryhmien kesken.

Morfologiset ja geneettiset fysiologiset, maantieteelliset, ekologiset, käyttäytymis- (etologiset) - kaikki nämä ovat lajien välisten erojen komplekseja. Ne määrittävät systemaattisten ryhmien eristäytymisen, niiden lisääntymisen diskreettisyyden. Ja niiden avulla on mahdollista erottaa lajit toisista, määrittää niiden suhteen ja asema biologisessa järjestelmässä.

Lajin geneettisen kriteerin ominaisuudet

Tämän ominaisuuden ydin on, että kaikilla saman lajin yksilöillä on sama karyotyyppi.

Karyotyyppi on eräänlainen kehon kromosomaalinen "passi", se määräytyy kehon kypsissä somaattisissa soluissa olevien kromosomien lukumäärän, niiden koon ja rakenteellisten ominaisuuksien perusteella:

• kromosomien käsivarsien pituuden suhde;
• sentromeerien sijainti niissä;
• toissijaisten supisteiden ja satelliittien läsnäolo.

Eri lajeihin kuuluvat yksilöt eivät voi risteytyä. Vaikka on mahdollista tuottaa jälkeläisiä, kuten aasin ja hevosen, tiikerin ja leijonan kanssa, lajien väliset hybridit eivät ole tuottelias. Tämä johtuu siitä, että genotyypin puolikkaat eivät ole samat ja kromosomien välistä konjugaatiota ei voi tapahtua, joten sukusoluja ei muodostu.

Kuvassa: muuli on aasin ja tamman steriili hybridi.

Tutkimuskohde - karyotyyppi

Ihmisen karyotyyppiä edustaa 46 kromosomia. Useimmissa tutkituissa lajeissa kromosomeja muodostavien yksittäisten DNA-molekyylien lukumäärä ytimessä on 12–50. Mutta poikkeuksiakin on. Hedelmäkärpäsen Drosophilan soluytimissä on 8 kromosomia, ja perhosperheen pienellä edustajalla Lysandra on diploidinen kromosomisarja 380.

Kondensoituneiden kromosomien elektronimikroskooppikuva, jonka avulla voidaan arvioida niiden muoto ja koko, heijastaa karyotyyppiä. Karyotyypin analyysi osana geneettisen kriteerin tutkimusta sekä karyotyyppien vertailu keskenään auttaa määrittämään organismilajit.

Kun kaksi lajia on yksi

Yleistä on, että ne eivät ole absoluuttisia. Tämä tarkoittaa, että vain yhden niistä käyttäminen ei välttämättä riitä tarkkaan määritykseen. Organismit, jotka ovat ulkoisesti erottumattomia toisistaan, voivat olla eri lajien edustajia. Tässä morfologinen kriteeri tulee avuksi geneettiselle kriteerille. Kaksosesimerkkejä:

1. Tähän mennessä tunnetaan kaksi musta rottalajia, jotka aiemmin määriteltiin yhdeksi niiden ulkoisen identiteetin vuoksi.
2. On olemassa ainakin 15 malariahyttyslajia, jotka voidaan erottaa vain toisistaan
3. Pohjois-Amerikassa löydettiin 17 sirkkalajia, joilla on geneettisiä eroja, mutta jotka ovat fenotyyppisesti sukua yhdelle lajille.
4. Uskotaan, että kaikkien lintulajien joukossa on 5% kaksosia, joiden tunnistamiseksi on tarpeen soveltaa geneettistä kriteeriä.
5. Vuorieläinten taksonomian hämmennys poistui karyologisen analyysin ansiosta. Kolme erilaista karyotyyppiä on tunnistettu (2n = 54 mufloneille, 56 argalille ja argalille ja 58 kromosomia urialeille).

Yhdellä mustien rottien lajeista on 42 kromosomia, toisen karyotyyppiä edustaa 38 DNA-molekyyliä.

Kun yksi näkymä on kuin kaksi

Lajiryhmille, joilla on laaja levinneisyysalue ja yksilöiden lukumäärä, kun niissä toimii maantieteellinen eristäytyminen tai yksilöillä on laaja ekologinen valenssi, on tyypillistä eri karyotyyppisten yksilöiden läsnäolo. Tällainen ilmiö on toinen muunnelma poikkeuksista lajin geneettisessä kriteerissä.

Esimerkit kromosomaalisista ja genomista polymorfismista ovat yleisiä kaloissa:

• kirjolohen kromosomien lukumäärä vaihtelee välillä 58 - 64;
• kaksi karyomorfia, joissa oli 52 ja 54 kromosomia, löydettiin Valkomeren silakasta;
• 50 kromosomin diploidisella sarjalla eri populaatioiden edustajilla on 100 (tetraploidit), 150 (heksaploidit), 200 (oktaploidit) kromosomia.

Polyploidisia muotoja löytyy sekä kasveista (vuohenpaju) että hyönteisistä (kärskät). Talohiirillä ja gerbiileillä voi olla eri määrä kromosomeja, joka ei ole diploidijoukon kerrannainen.

Kaksoset karyotyypin mukaan

Eri luokkien ja tyyppien edustajilla voi olla karyotyyppejä, joissa on sama määrä kromosomeja. Tällaisia ​​yhteensattumia on paljon enemmän samojen perheiden ja sukujen edustajien keskuudessa:

1. Gorillalla, orangutaanilla ja simpansseilla on 48 kromosomin karyotyyppi. Ulkonäöltään eroja ei määritetä, tässä sinun on verrattava nukleotidien järjestystä.
2. Pohjois-Amerikan ja Euroopan biisonin karyotyypeissä on merkityksettömiä eroja. Molemmilla on 60 kromosomia diploidisessa sarjassa. Ne luokitellaan samaan lajiin, jos analyysi tehdään vain geneettisten kriteerien perusteella.
3. Esimerkkejä geneettisistä kaksosista löytyy myös kasveista, erityisesti perheistä. Pajuista on mahdollista saada jopa lajien välisiä hybridejä.

Tällaisten lajien geneettisen materiaalin hienovaraisten erojen tunnistamiseksi on tarpeen määrittää geenien sekvenssit ja järjestys, jossa ne on sisällytetty.

Mutaatioiden vaikutus kriteerin analyysiin

Karyotyyppisten kromosomien lukumäärä voi muuttua genomisten mutaatioiden - aneuploidia tai euploidia - seurauksena.

Aneuploidiassa karyotyyppiin ilmestyy yksi tai useampi lisäkromosomi, ja kromosomeja voi myös olla pienempi määrä kuin täysimittaisella yksilöllä. Syynä tähän rikkomukseen on kromosomien hajoamattomuus sukusolujen muodostumisvaiheessa.

Kuvassa on esimerkki aneuploidiasta ihmisillä (Downin oireyhtymä).

Tsygootit, joilla on pienempi määrä kromosomeja, eivät pääsääntöisesti etene pilkkoutumiseen. Ja polysomiset organismit (joilla on "ylimääräisiä" kromosomeja) voivat hyvinkin olla elinkelpoisia. Trisomian (2n+1) tai pentasomian (2n+3) tapauksessa pariton määrä kromosomeja osoittaa poikkeavuuden. Tetrasomia (2n + 2) voi johtaa todelliseen virheeseen määritettäessä lajia geneettisten kriteerien perusteella.

Karyotyypin lisääntyminen – polyploidia – voi myös johtaa tutkijaa harhaan, kun mutanttikaryotyyppi on useiden diploidisten kromosomisarjojen summa.

Kriteerin monimutkaisuus: vaikeasti havaittava DNA

Kiertyneen DNA-juosteen halkaisija on 2 nm. Geneettinen kriteeri määrittää karyotyypin solunjakautumista edeltävänä aikana, jolloin ohuet DNA-molekyylit toistuvasti kiertyvät (tiivistyvät) ja edustavat tiheitä sauvamaisia ​​rakenteita - kromosomeja. Kromosomin paksuus on keskimäärin 700 nm.

Koulujen ja yliopistojen laboratoriot on yleensä varustettu pienellä suurennuksella (8-100) olevilla mikroskoopeilla, joista ei ole mahdollista nähdä karyotyypin yksityiskohtia. Lisäksi valomikroskoopin erotuskyky mahdollistaa millä tahansa, jopa suurimmalla suurennuksella, nähdä kohteita, jotka ovat vähintään puolet lyhimmän valoaallon pituudesta. Pienin aallonpituus on violettien aaltojen (400 nm). Tämä tarkoittaa, että pienin valomikroskoopissa näkyvä kohde on 200 nm alkaen.

Osoittautuu, että värjätty dekondensoitunut kromatiini näyttää sameilta alueilta ja kromosomit näkyvät ilman yksityiskohtia. Elektronimikroskoopilla, jonka resoluutio on 0,5 nm, voit selvästi nähdä ja verrata erilaisia ​​karyotyyppejä. Kun otetaan huomioon rihmamaisen DNA:n paksuus (2 nm), se on selvästi erotettavissa tällaisen laitteen alla.

Sytogeneettinen kriteeri koulussa

Edellä kuvatuista syistä mikrovalmisteiden käyttö laboratoriotyössä lajin geneettisen kriteerin mukaan ei ole tarkoituksenmukaista. Tehtävissä voit käyttää elektronimikroskoopilla saatuja valokuvia kromosomeista. Valokuvassa työskentelyn helpottamiseksi yksittäiset kromosomit yhdistetään homologisiksi pareiksi ja järjestetään järjestykseen. Tällaista järjestelmää kutsutaan karyogrammiksi.

Laboratoriotyön näytetehtävä

Harjoittele. Harkitse annettuja valokuvia karyotyypeistä, vertaa niitä ja päättele, että yksilöt kuuluvat yhteen tai kahteen lajiin.

Valokuvia karyotyypeistä vertailua varten laboratoriotyössä.

Työskentely tehtävän parissa. Laske kromosomien kokonaismäärä kussakin karyotyyppikuvassa. Jos ne täsmäävät, vertaa niitä ulkonäöltään. Jos karyogrammia ei esitetä, etsi molemmista kuvista keskipituisista kromosomeista lyhin ja pisin, vertaa niitä sentromeerien koon ja sijainnin mukaan. Tee johtopäätös karyotyyppien erosta/samankaltaisuudesta.

Vastaukset tehtävään:

1. Jos kromosomien lukumäärä, koko ja muoto täsmäävät, niin ne kaksi yksilöä, joiden geneettinen materiaali esitetään tutkittavaksi, kuuluvat samaan lajiin.
2. Jos kromosomien lukumäärä eroaa kertoimella kaksi ja molemmista valokuvista löytyy samankokoisia ja -muotoisia kromosomeja, yksilöt ovat todennäköisesti saman lajin edustajia. Nämä ovat diploidisia ja tetraploidisia karyotyyppejä.
3. Jos kromosomien lukumäärä ei ole sama (poikkeaa yhdellä tai kahdella), mutta yleensä molempien karyotyyppien kromosomien muoto ja koko ovat samat, puhutaan saman lajin normaaleista ja mutanteista muodoista (ilmiö aneuploidia).
4. Kriteeri luokittelee esitellyt yksilöt kahteen eri lajiin, koska kromosomeja on eri määrä sekä koon ja muodon ominaisuudet eivät täsmää.

Johtopäätöksessä on ilmoitettava, onko yksilöiden lajisidonnaisuus mahdollista määrittää geneettisen kriteerin (ja vain sen) perusteella.

Vastaus: se on mahdotonta, koska kaikki lajikriteerit, mukaan lukien geneettiset, sisältävät poikkeuksia ja voivat antaa virheellisen tuloksen määrityksestä. Tarkkuus voidaan taata vain käyttämällä tiettyä tyyppikriteeriä.

Näytä- joukko yksilöitä, joilla on perinnöllisesti samankaltaisia ​​morfologisia, fysiologisia ja biologisia ominaisuuksia, jotka risteytyvät vapaasti ja tuottavat jälkeläisiä tiettyihin elinolosuhteisiin ja jotka asuvat tietyllä alueella luonnossa.

Lajit ovat pysyviä geneettisiä järjestelmiä, koska luonnossa ne on erotettu toisistaan ​​useiden esteiden avulla.

Laji on yksi tärkeimmistä elävien olentojen järjestäytymismuodoista. Joskus on kuitenkin vaikeaa määrittää, kuuluvatko nämä yksilöt samaan lajiin vai eivät. Siksi sen päättämiseksi, kuuluvatko yksilöt tähän lajiin, käytetään useita kriteerejä:

Morfologinen kriteeri- pääkriteeri, joka perustuu eläin- tai kasvilajien välisiin ulkoisiin eroihin. Tämän kriteerin avulla voidaan erottaa organismit, jotka erottuvat selvästi ulkoisista tai sisäisistä morfologisista ominaisuuksista. Mutta on huomattava, että hyvin usein lajien välillä on hyvin hienovaraisia ​​eroja, jotka voidaan paljastaa vain näiden organismien pitkällä tutkimuksella.

Maantieteellinen kriteeri- perustuu siihen tosiasiaan, että jokainen laji elää tietyssä tilassa (). Alue on lajin levinneisyyden maantieteellisiä rajoja, joiden koko, muoto ja sijainti eroavat muiden lajien alueista. Tämä kriteeri ei kuitenkaan ole riittävän yleinen kolmesta syystä. Ensinnäkin monien lajien levinneisyysalueet ovat maantieteellisesti samat, ja toiseksi on olemassa kosmopoliittisia lajeja, joiden levinneisyysalue kattaa lähes koko planeetan (miekkavalas). Kolmanneksi eräissä nopeasti leviävissä lajeissa (varpus, kotikärpäs jne.) levinneisyysalue muuttaa rajojaan niin nopeasti, ettei sitä voida määrittää.

Ympäristökriteeri- olettaa, että jokaiselle lajille on ominaista tietyntyyppinen ravinto, elinympäristö, ajoitus, ts. sillä on tietty markkinarako.
Etologinen kriteeri - piilee tosiasiassa, että joidenkin lajien eläinten käyttäytyminen eroaa toisten käyttäytymisestä.

Geneettinen kriteeri- sisältää lajin pääominaisuuden - sen eristyneisyyden muista. Eri lajien eläimet ja kasvit eivät juuri koskaan risteydy. Lajia ei tietenkään voida täysin eristää läheisten lajien geenivirrasta, mutta samalla se säilyttää pysyvän geneettisen koostumuksen pitkään. Selkeimmät lajien väliset rajat ovat juuri geneettisestä näkökulmasta katsottuna.

Fysiologinen ja biokemiallinen kriteeri- Tämä kriteeri ei voi toimia luotettavana tapana erottaa lajit toisistaan, koska tärkeimmät biokemialliset prosessit etenevät samanlaisissa organismiryhmissä samalla tavalla. Ja jokaisessa lajissa on suuri määrä mukautuksia tiettyihin elinolosuhteisiin muuttamalla fysiologisten ja biokemiallisten prosessien kulkua.
Yhden kriteerin mukaan on mahdotonta erottaa lajeja tarkasti toisistaan. On mahdollista määrittää, kuuluuko yksilö tiettyyn lajiin vain kaikkien tai useimpien kriteerien yhdistelmän perusteella. Tietyn alueen miehittäviä ja keskenään vapaasti risteytyviä yksilöitä kutsutaan populaatioksi.

väestö- joukko saman lajin yksilöitä, jotka asuvat tietyllä alueella ja vaihtavat geneettistä materiaalia. Populaation kaikkien yksilöiden geenien kokonaisuutta kutsutaan populaation geenipooliksi. Jokaisessa sukupolvessa yksittäiset yksilöt osallistuvat enemmän tai vähemmän koko geenipooliin, riippuen heidän mukautumisarvostaan. Populaatioon sisältyvien organismien heterogeenisyys luo edellytykset toiminnalle, joten populaatiota pidetään pienimpänä evoluutioyksikkönä, josta lajin muutos alkaa -. Populaatio on siis yliorganismien kaava elämän järjestämiselle. Väestö ei ole täysin eristetty ryhmä. Joskus eri populaatioiden yksilöiden välillä tapahtuu risteytymistä. Jos populaatio osoittautuu täysin maantieteellisesti tai ekologisesti eristetyksi muista, se voi synnyttää uuden alalajin ja sen jälkeen lajin.

Jokainen eläin- tai kasvipopulaatio koostuu eri sukupuolista ja eri ikäisistä yksilöistä. Näiden yksilöiden lukumäärän suhde voi vaihdella vuodenajasta ja luonnonoloista riippuen. Populaation koon määrää sen muodostavien organismien syntyneiden ja kuolleiden suhde. Jos nämä indikaattorit ovat riittävän pitkään samat, väestön koko ei muutu. Ympäristötekijät, vuorovaikutus muiden populaatioiden kanssa voivat muuttaa väestön kokoa.

1. Genetiikka tieteenä, sen aihe, tehtävät ja menetelmät. Kehityksen virstanpylväät .

Genetiikka- tieteenala, joka tutkii organismien perinnöllisyyden ja vaihtelun mekanismeja ja malleja sekä näiden prosessien hallintamenetelmiä.

Genetiikan aiheena on organismien perinnöllisyys ja vaihtelevuus.

Genetiikan tehtävät seuraa vakiintuneita yleisiä perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden lakeja. Näihin tehtäviin kuuluu tutkimus:

1) mekanismit geneettisen tiedon tallentamiseksi ja siirtämiseksi emomuodoista lapsimuotoihin;

2) mekanismi tämän tiedon toteuttamiseksi organismien merkkien ja ominaisuuksien muodossa niiden yksilöllisen kehityksen prosessissa geenien ja ympäristöolosuhteiden vaikutuksen alaisena;

3) kaikkien elävien olentojen vaihtelutyypit, syyt ja mekanismit;

4) perinnöllisyys-, vaihtelu- ja valintaprosessien suhde orgaanisen maailman evoluutiota ohjaavina tekijöinä.

Genetiikka on myös perusta useiden tärkeiden käytännön ongelmien ratkaisemiselle. Nämä sisältävät:

1) tehokkaimpien hybridisaatiotyyppien ja valintamenetelmien valinta;

2) perinnöllisten ominaisuuksien kehittymisen hallinta, jotta saavutetaan henkilön kannalta merkittävimmät tulokset;

3) elävien organismien perinnöllisesti muunnettujen muotojen keinotekoinen tuotanto;

4) toimenpiteiden kehittäminen luonnonvaraisten eläinten suojelemiseksi eri ympäristötekijöiden haitallisilta mutageenisilta vaikutuksilta ja menetelmien kehittäminen ihmisten perinnöllisten tautien, maatalouskasvien ja eläinten tuholaisten torjumiseksi;

5) geenitekniikan menetelmien kehittäminen erittäin tehokkaiden biologisesti aktiivisten yhdisteiden tuottajien saamiseksi sekä pohjimmiltaan uusien tekniikoiden luominen mikro-organismien, kasvien ja eläinten jalostukseen.

Genetiikan kohteita ovat virukset, bakteerit, sienet, kasvit, eläimet ja ihmiset.

Geneettiset menetelmät:

Genetiikan kehityksen päävaiheet.

1900-luvun alkuun asti. Tiedemiesten yritykset selittää perinnöllisyyteen ja vaihteluun liittyviä ilmiöitä olivat enimmäkseen spekulatiivisia. Vähitellen kerättiin paljon tietoa erilaisten piirteiden siirtymisestä vanhemmilta jälkeläisille. Tuon ajan biologeilla ei kuitenkaan ollut selkeitä käsityksiä periytymismalleista. Poikkeuksena oli itävaltalaisen luonnontieteilijän G. Mendelin työ.

G. Mendel loi kokeissaan eri hernelajikkeilla tärkeimmät ominaisuuksien periytymismallit, jotka muodostivat nykyaikaisen genetiikan perustan. G. Mendel esitteli tutkimuksensa tuloksia artikkelissa, joka julkaistiin vuonna 1865 Proceedings of the Society of Naturalists in Brnossa. G. Mendelin kokeet olivat kuitenkin tuon ajan tutkimustason edellä, joten tämä artikkeli ei herättänyt aikalaisten huomiota ja pysyi lunastamattomana 35 vuotta, vuoteen 1900 asti. Tänä vuonna kolme kasvitieteilijää - G. De Vries Holland, K. Korrens Saksassa ja E. Chermak Itävallassa, jotka itsenäisesti suorittivat kasvien hybridisaatiokokeita, löysivät G. Mendelin unohdetun artikkelin ja löysivät tutkimustulosten samankaltaisuuden G. Mendelin saamien tulosten kanssa. Vuotta 1900 pidetään genetiikan syntymävuotena.

Ensimmäinen taso genetiikan kehitykselle (1900-1912) on tunnusomaista perinnöllisyyslakien hyväksyminen erityyppisillä kasveilla ja eläimillä tehdyissä hybridologisissa kokeissa. Vuonna 1906 englantilainen tiedemies W. Watson ehdotti tärkeitä geneettisiä termejä "geeni", "genetiikka". Vuonna 1909 tanskalainen geneetikko W. Johannsen toi tieteeseen käsitteet "genotyyppi", "fenotyyppi".

Toinen vaihe genetiikan kehitys (noin 1912-1925) liittyy perinnöllisyyden kromosomiteorian luomiseen ja hyväksymiseen, jonka luomisessa johtava rooli kuuluu amerikkalaiselle tiedemiehelle T. Morganille ja hänen opiskelijoilleen.

Kolmas vaihe genetiikan kehitys (1925 - 1940) liittyy mutaatioiden keinotekoiseen tuottamiseen - perinnöllisiin muutoksiin geeneissä tai kromosomeissa. Vuonna 1925 venäläiset tutkijat G. A. Nadson ja G. S. Filippov havaitsivat ensimmäistä kertaa, että tunkeutuva säteily aiheuttaa mutaatioita geeneissä ja kromosomeissa. Samalla luotiin geneettisiä ja matemaattisia menetelmiä populaatioissa tapahtuvien prosessien tutkimiseen. S. S. Chetverikov antoi perustavanlaatuisen panoksen populaatioiden genetiikkaan.

varten moderni näyttämö 1950-luvun puolivälissä alkaneelle genetiikan kehitykselle on ominaista geneettisten ilmiöiden tutkimukset molekyylitasolla. Tätä vaihetta leimasivat erinomaiset löydöt: DNA-mallin luominen, geenin olemuksen määrittäminen ja geneettisen koodin dekoodaus. Vuonna 1969 ensimmäinen suhteellisen pieni ja yksinkertainen geeni syntetisoitiin kemiallisin keinoin kehon ulkopuolella. Jonkin ajan kuluttua tutkijat onnistuivat viemään halutun geenin soluun ja siten muuttamaan sen perinnöllisyyttä haluttuun suuntaan.

2. Genetiikan peruskäsitteet

Perinnöllisyys - tämä on kaikkien elävien olentojen olennainen ominaisuus säilyttää ja siirtää useiden sukupolvien aikana lajille tai populaatiolle ominaisia ​​rakenteen, toiminnan ja kehityksen piirteitä.

Perinnöllisyys takaa elämänmuotojen pysyvyyden ja monimuotoisuuden ja on taustalla perinnöllisten taipumusten siirtymiselle, jotka ovat vastuussa organismin ominaisuuksien ja ominaisuuksien muodostumisesta.

Vaihtuvuus - ontogeneesiprosessissa olevien organismien kyky hankkia uusia piirteitä ja menettää vanhoja.

Vaihtelu ilmenee siinä, että missä tahansa sukupolvessa yksittäiset yksilöt eroavat jollain tavalla sekä toisistaan ​​että vanhemmistaan.

Gene DNA-molekyylin alue, joka on vastuussa tietystä ominaisuudesta.

Genotyyppi on organismin kaikkien geenien kokonaisuus, jotka ovat sen perinnöllinen perusta.

Fenotyyppi - organismin kaikkien merkkien ja ominaisuuksien kokonaisuus, jotka paljastuvat yksilön kehitysprosessissa tietyissä olosuhteissa ja ovat tulosta genotyypin vuorovaikutuksesta sisäisen ja ulkoisen ympäristön tekijöiden kompleksin kanssa.

alleeliset geenit - saman geenin eri muodot, jotka ovat samassa paikassa (lokuksessa) homologisissa kromosomeissa ja määrittävät saman ominaisuuden vaihtoehtoisia tiloja.

valta-asema - yhden geenin alleelien välinen suhde, jossa yksi niistä estää toisen ilmentymisen.

resessiivisyys - yhden vastakkaisen (vaihtoehtoisen) merkin parin puuttuminen (ei-ilmeneminen) heterotsygoottisessa organismissa.

Homotsygoottisuus - diploidisen organismin tila, jossa homologisista kromosomeista löytyy identtisiä geenialleeleja.

Heterotsygoottisuus Diploidisen organismin tila, jossa homologiset kromosomit sisältävät erilaisia ​​geenialleeleja.

Hemitsygoottisuus - geenin tila, jossa sen alleeli puuttuu kokonaan homologisesta kromosomista.

3. Ominaisuuden periytymisen päätyypit.

Monogeeninen (tämän tyyppinen perinnöllisyys, kun yksi geeni hallitsee perinnöllistä ominaisuutta)

1. Autosomaalinen

   1. Dominoiva (voidaan jäljittää joka sukupolvessa; sairailla vanhemmilla on sairas lapsi; sekä miehet että naiset ovat sairaita; periytymistodennäköisyys on 50-100%)

      Resessiivinen (ei joka sukupolvessa; ilmenee terveiden vanhempien jälkeläisissä; esiintyy sekä miehillä että naisilla; periytymistodennäköisyys on 25-50-100%)

Genosomaalinen

1. X-kytketty dominantti (samanlainen kuin autosomaalinen dominantti, mutta urokset välittävät ominaisuuden vain tyttärilleen)

   X-kytketty resessiivinen (ei joka sukupolvella; enimmäkseen miehet ovat sairaita; terveillä vanhemmilla 25 % todennäköisyydellä - sairaat pojat; sairaat tytöt, jos isä on sairas ja äiti kantaja)

   Y-sidottu (hollantilainen) (jokaisessa sukupolvessa; miehet sairastuvat; kaikki sairaan isän pojat ovat sairaita; perintötodennäköisyys on 100% kaikilla miehillä)

Polygeeninen

4. Monohybridiristeys. Mendelin ensimmäinen ja toinen laki, niiden sytologiset perusteet.

Monohybridi kutsutaan risteytykseksi, jossa vanhempainmuodot eroavat toisistaan ​​yhdellä vastakkaisten, vaihtoehtoisten hahmojen parilla.

Mendelin ensimmäinen laki(Ensimmäisen sukupolven hybridien yhtenäisyyden laki):

"Ristettaessa homotsygoottisia yksilöitä, jotka on analysoitu yhden vaihtoehtoisten ominaisuuksien suhteen, havaitaan ensimmäisen sukupolven hybridien yhtenäisyys sekä fenotyypin että genotyypin suhteen."

Mendelin toinen laki(Ominaisuuden jakamisen laki):

"Ristettäessä ensimmäisen sukupolven hybridejä, analysoituna yhdellä vaihtoehtoisten ominaisuuksien parilla, havaitaan jakautuminen fenotyypin 3:1, genotyypin 1:2:1 mukaan"

Mendelin kokeissa hybridien ensimmäinen sukupolvi saatiin risteyttämällä puhdaslinjaisia ​​(homotsygoottisia) emokasveja vaihtoehtoisilla ominaisuuksilla (AA x aa). Ne muodostavat haploidisia sukusoluja A ja a. Näin ollen hedelmöityksen jälkeen ensimmäisen sukupolven hybridikasvi on heterotsygoottinen (Aa), jossa ilmenee vain hallitseva (siemenen keltainen väri) ominaisuus, eli se on yhtenäinen, identtinen fenotyypiltään.

Toinen hybridisukupolvi saatiin risteyttämällä ensimmäisen sukupolven (Aa) hybridikasveja keskenään, joista kukin muodostaa kahdentyyppisiä sukusoluja: A ja a. Yhtä todennäköinen sukusolujen yhdistelmä ensimmäisen sukupolven yksilöiden hedelmöityksen aikana antaa jakautumisen toisen sukupolven hybrideissä suhteessa: fenotyypin mukaan 3 osaa kasveja, joilla on hallitseva ominaisuus (keltainen jyvä) ja 1 osa kasveja, joilla on resessiivinen ominaisuus (vihreäjyväinen), genotyypin mukaan - 1 AA: 2 Aa: 1 aa .

Genetiikka- tiede perinnöllisyyden ja vaihtelevuuden laeista. Genetiikan "syntymisajankohdaksi" voidaan katsoa vuotta 1900, jolloin G. De Vries Hollannissa, K. Correns Saksassa ja E. Cermak Itävallassa "löysivät itsenäisesti" G. Mendelin vuonna 1999 vahvistamat ominaisuuksien periytymislait. 1865.

Perinnöllisyys- eliöiden ominaisuus siirtää ominaisuuksiaan sukupolvelta toiselle.

Vaihtuvuus- eliöiden ominaisuus hankkia uusia ominaisuuksia vanhempiinsa verrattuna. Laajassa merkityksessä vaihtelulla tarkoitetaan saman lajin yksilöiden välisiä eroja.

merkki- mikä tahansa rakenteen piirre, mikä tahansa kehon ominaisuus. Ominaisuuden kehittyminen riippuu sekä muiden geenien läsnäolosta että ympäristöolosuhteista, ominaisuuksien muodostuminen tapahtuu yksilön yksilöllisen kehityksen aikana. Siksi jokaisella yksilöllä on joukko piirteitä, jotka ovat ominaisia ​​vain hänelle.

Fenotyyppi- kehon kaikkien ulkoisten ja sisäisten merkkien kokonaisuus.

Gene- toiminnallisesti jakamaton geneettisen materiaalin yksikkö, DNA-molekyylin osa, joka koodaa polypeptidin primäärirakennetta, kuljetus- tai ribosomaalisen RNA:n molekyyli. Laajassa mielessä geeni on DNA:n osa, joka määrittää mahdollisuuden kehittää erillinen perusominaisuus.

Genotyyppi on organismin geenien kokonaisuus.

Locus geenin sijainti kromosomissa.

alleeliset geenit- geenit, jotka sijaitsevat homologisten kromosomien identtisissä lokuksissa.

Homotsygootti Organismi, jolla on saman molekyylimuodon alleelisia geenejä.

heterotsygootti- organismi, jolla on eri molekyylimuotoisia alleelisia geenejä; tässä tapauksessa yksi geeneistä on hallitseva, toinen on resessiivinen.

resessiivinen geeni- alleeli, joka määrittää piirteen kehittymisen vain homotsygoottisessa tilassa; tällaista ominaisuutta kutsutaan resessiiviseksi.

hallitseva geeni- alleeli, joka määrittää ominaisuuden kehittymisen ei vain homotsygoottisessa, vaan myös heterotsygoottisessa tilassa; tällaista ominaisuutta kutsutaan hallitsevaksi.

Geneettiset menetelmät

Pääasiallinen on hybridologinen menetelmä- Ristijärjestelmä, jonka avulla voit jäljittää piirteiden periytymismalleja useiden sukupolvien aikana. Ensimmäiseksi kehitti ja käytti G. Mendel. Menetelmän tunnusmerkit: 1) kohdennettu valinta vanhemmista, jotka eroavat yhden, kahden, kolmen jne. vastakkaisen (vaihtoehtoisen) stabiilin piirteen parin suhteen; 2) hybridien ominaisuuksien periytymisen tiukka määrällinen kirjanpito; 3) kunkin vanhemman jälkeläisten yksilöllinen arviointi useissa sukupolvissa.

Ristikkäisyyttä, jossa analysoidaan yhden vaihtoehtoisten ominaisuuksien periytymistä, kutsutaan monohybridi, kaksi paria - dihybridi, useita pareja - polyhybridi. Vaihtoehtoiset merkit ymmärretään minkä tahansa merkin erilaisina arvoina, esimerkiksi merkki on herneiden väri, vaihtoehtoiset merkit ovat keltaisia, vihreitä herneitä.

Hybridologisen menetelmän lisäksi genetiikassa käytetään: sukututkimus- sukutaulujen kokoaminen ja analysointi; sytogeneettinen- kromosomien tutkimus; kaksos- kaksosten tutkimus; väestötilastollinen menetelmä on populaatioiden geneettisen rakenteen tutkimus.

Geneettinen symboliikka

G. Mendelin ehdotus, käytetään risteytysten tulosten kirjaamiseen: P - vanhemmat; F - jälkeläinen, numero kirjaimen alapuolella tai välittömästi sen jälkeen osoittaa sukupolven sarjanumeron (F 1 - ensimmäisen sukupolven hybridit - vanhempien suorat jälkeläiset, F 2 - toisen sukupolven hybridit - syntyvät risteytyksen seurauksena F 1 -hybridit keskenään); × - risteyskuvake; G - uros; E - nainen; A - hallitseva geeni, a - resessiivinen geeni; AA on homotsygoottinen dominantti, aa on homotsygoottinen resessiivinen, Aa on heterotsygoottinen.

Ensimmäisen sukupolven hybridien yhtenäisyyslaki tai Mendelin ensimmäinen laki

Mendelin työn menestystä edesauttoi onnistunut risteytyskohteen valinta - eri hernelajikkeet. Herneiden ominaisuudet: 1) suhteellisen helppo kasvattaa ja niillä on lyhyt kehitysjakso; 2) hänellä on useita jälkeläisiä; 3) siinä on suuri määrä hyvin merkittyjä vaihtoehtoisia merkkejä (terän väri - valkoinen tai punainen; sirkkalehtien väri - vihreä tai keltainen; siemenen muoto - ryppyinen tai sileä; palkojen väri - keltainen tai vihreä; palkon muoto - pyöristetty tai supistuva; kukat tai hedelmät - koko varren pituudella tai sen yläosassa; varren korkeus - pitkä tai lyhyt); 4) on itsepölyttäjä, minkä seurauksena sillä on suuri määrä puhtaita linjoja, jotka säilyttävät ominaisuutensa vakaasti sukupolvelta toiselle.

Mendel teki kokeita eri hernelajikkeiden risteyttämisestä kahdeksan vuoden ajan vuodesta 1854 alkaen. 8. helmikuuta 1865 G. Mendel puhui Brunnin luonnontieteilijöiden seuran kokouksessa raportilla "Kasvihybridien kokeet", jossa hänen työnsä tuloksista tehtiin yhteenveto.

Mendelin kokeet harkittiin huolellisesti. Jos hänen edeltäjänsä yrittivät tutkia useiden piirteiden periytymismalleja kerralla, Mendel aloitti tutkimuksensa tutkimalla vain yhden vaihtoehtoisen piirteen periytymistä.

Mendel otti hernelajikkeita, joissa oli keltaisia ​​ja vihreitä siemeniä, ja ristipölytti ne keinotekoisesti: hän poisti heteet yhdestä lajikkeesta ja pölytti ne toisen lajikkeen siitepölyllä. Ensimmäisen sukupolven hybrideillä oli keltaiset siemenet. Samanlainen kuva havaittiin risteyksissä, joissa tutkittiin muiden ominaisuuksien periytymistä: risteytettäessä kasveja, joilla oli sileä ja ryppyinen siemenmuoto, kaikki syntyneiden hybridien siemenet olivat sileitä, punakukkaisten kasvien risteyttämisestä valkokukkaisten kasvien kanssa kaikki saadut siemenet olivat punakukkaisia. Mendel tuli siihen tulokseen, että ensimmäisen sukupolven hybrideissä vain yksi jokaisesta vaihtoehtoisten piirteiden parista ilmestyy, ja toinen ikään kuin katoaa. Mendel kutsui ensimmäisen sukupolven hybrideissä esiintyvää ominaisuutta hallitsevaksi, ja tukahdutettu ominaisuus on resessiivinen.

klo homotsygoottisten yksilöiden monohybridiristeytys Hybrideillä on erilaisia ​​vaihtoehtoisten ominaisuuksien arvoja, ja ne ovat genotyypiltään ja fenotyypiltään samanlaisia.

Mendelin yhtenäisyyslain geneettinen kaavio

(A - herneiden keltainen väri ja - herneiden vihreä väri)

Splitting-laki tai Mendelin toinen laki

G. Mendel mahdollisti ensimmäisen sukupolven hybridien itsepölytyksen. Näin saaduilla toisen sukupolven hybrideillä ei ollut vain hallitsevaa, vaan myös resessiivistä ominaisuutta. Kokeiden tulokset on esitetty taulukossa.

merkkejä	Hallitseva		resessiivinen		Kaikki yhteensä
	Määrä	%	Määrä	%
siemenen muoto	5474	74,74	1850	25,26	7324
Sirkkalehtien väritys	6022	75,06	2001	24,94	8023
Siemenkuoren väritys	705	75,90	224	24,10	929
pavun muoto	882	74,68	299	25,32	1181
papujen väritys	428	73,79	152	26,21	580
kukka-asetelma	651	75,87	207	24,13	858
varren korkeus	787	73,96	277	26,04	1064
Kaikki yhteensä:	14949	74,90	5010	25,10	19959

Taulukon tietojen analysointi mahdollisti seuraavat johtopäätökset:

1. hybridien yhtenäisyyttä toisessa sukupolvessa ei havaita: joillakin hybrideillä on yksi (dominoiva), toisilla - toinen (resessiivinen) ominaisuus vaihtoehtoisesta parista;
2. hallitsevan ominaisuuden sisältävien hybridien määrä on noin kolme kertaa enemmän kuin resessiivisen ominaisuuden omaavia hybridejä;
3. resessiivinen ominaisuus ensimmäisen sukupolven hybrideissä ei katoa, vaan vain tukahdutetaan ja ilmenee toisessa hybridisukupolvessa.

Ilmiötä, jossa osa toisen sukupolven hybrideistä on hallitsevia ja osa resessiivisiä, kutsutaan jakaminen. Lisäksi hybrideissä havaittu jakautuminen ei ole satunnaista, vaan noudattaa tiettyjä kvantitatiivisia malleja. Tämän perusteella Mendel teki toisen johtopäätöksen: kun ensimmäisen sukupolven hybridit risteytetään jälkeläisissä, merkit jaetaan tietyssä numerosuhteessa.

klo heterotsygoottisten yksilöiden monohybridiristeytys hybrideissä tapahtuu jakautumista fenotyypin mukaan suhteessa 3:1, genotyypin mukaan 1:2:1.

Mendelin halkeamislain geneettinen järjestelmä

(A - herneiden keltainen väri ja - herneiden vihreä väri):

Sukusolujen puhtauden laki

Vuodesta 1854 alkaen kahdeksan vuoden ajan Mendel suoritti kokeita hernekasvien risteyttämisestä. Hän havaitsi, että eri hernelajikkeiden risteyttämisen seurauksena ensimmäisen sukupolven hybrideillä on sama fenotyyppi ja toisen sukupolven hybrideillä merkit jakautuvat tietyissä suhteissa. Tämän ilmiön selittämiseksi Mendel teki joukon oletuksia, joita kutsutaan "sukusolujen puhtaushypoteesiksi" tai "sukusolun puhtauden laiksi". Mendel ehdotti seuraavaa:

1. jotkin erilliset perinnölliset tekijät ovat vastuussa piirteiden muodostumisesta;
2. organismit sisältävät kaksi tekijää, jotka määräävät ominaisuuden kehittymisen;
3. sukusolujen muodostumisen aikana vain yksi tekijäparista tulee jokaiseen;
4. kun uros- ja naaraspuoliset sukusolut sulautuvat yhteen, nämä perinnölliset tekijät eivät sekoitu (pysyvät puhtaina).

Vuonna 1909 W. Johansen kutsuu näitä perinnöllisiä tekijöitä geeneiksi, ja vuonna 1912 T. Morgan osoittaa, että ne sijaitsevat kromosomeissa.

Todistaakseen olettamuksiaan G. Mendel käytti ylitystä, jota nykyään kutsutaan analysoimiseksi ( analysoida ristiä- tuntemattoman genotyypin organismin risteyttäminen resessiivisen organismin kanssa homotsygoottisen organismin kanssa). Ehkä Mendel perusteli seuraavasti: "Jos olettamukseni ovat oikeat, risteyttämisen seurauksena F 1 -lajikkeen kanssa, jolla on resessiivinen ominaisuus (vihreät herneet), hybridien joukossa on puoliksi vihreitä ja puoliksi keltaisia ​​herneitä." Kuten alla olevasta geneettisestä kaaviosta voidaan nähdä, hän todellakin jakoi 1:1 ja oli vakuuttunut olettamustensa ja päätelmiensä oikeellisuudesta, mutta hänen aikalaisensa eivät ymmärtäneet häntä. Hänen Brunn Society of Naturalists -yhdistyksen kokouksessa tehty raportti "Kasvien hybridien kokeet" otettiin vastaan ​​täydellisellä hiljaisuudella.

Mendelin ensimmäisen ja toisen lain sytologiset perusteet

Mendelin aikaan sukusolujen rakennetta ja kehitystä ei tutkittu, joten hänen hypoteesinsa sukusolujen puhtaudesta on esimerkki loistavasta ennakoinnista, joka myöhemmin löysi tieteellisen vahvistuksen.

Mendelin havaitsemat dominanssi- ja hahmojen jakautumisilmiöt selittyvät tällä hetkellä kromosomien paristumisella, kromosomien poikkeavilla meioosin aikana ja niiden yhdistymisellä hedelmöittymisen aikana. Nimetään keltaisen värin määräävä geeni A:ksi ja vihreä a:ksi. Koska Mendel työskenteli puhtaiden linjojen kanssa, molemmat risteytyneet organismit ovat homotsygoottisia, eli niillä on kaksi identtistä siemenvärigeenin alleelia (vastaavasti AA ja aa). Meioosin aikana kromosomien määrä puolittuu, ja vain yksi kromosomi parista pääsee kuhunkin sukusoluun. Koska homologisissa kromosomeissa on samat alleelit, kaikki yhden organismin sukusolut sisältävät kromosomin, jossa on A-geeni ja toisessa a-geeni.

Hedelmöityksen aikana uros- ja naarassukusolut sulautuvat yhteen ja niiden kromosomit yhdistyvät yhdeksi tsygootiksi. Risteytyksen tuloksena oleva hybridi muuttuu heterotsygoottiseksi, koska sen soluilla on Aa-genotyyppi; yksi genotyypin variantti antaa yhden fenotyypin variantin - keltaiset herneet.

Hybridiorganismissa, jolla on Aa-genotyyppi meioosin aikana, kromosomit erottuvat eri soluiksi ja muodostuu kahdenlaisia ​​sukusoluja - puolet sukusoluista kantaa A-geeniä, toinen puoli kantaa a-geeniä. Hedelmöityminen on satunnainen ja yhtä todennäköinen prosessi, eli mikä tahansa siittiö voi hedelmöittää minkä tahansa munasolun. Koska muodostui kahden tyyppisiä siittiöitä ja kaksi tyyppiä munasoluja, neljä tsygoottien varianttia ovat mahdollisia. Puolet heistä on heterotsygootteja (kannattaa geenejä A ja a), 1/4 on homotsygoottisia hallitsevan ominaisuuden suhteen (kantaa kaksi geeniä A) ja 1/4 on homotsygoottisia resessiivisen ominaisuuden suhteen (kantaa geeniä a). Homotsygootit hallitseville ja heterotsygooteille antavat keltaisia ​​herneitä (3/4), homotsygootit resessiivisille - vihreitä (1/4).

Ominaisuuksien itsenäisen yhdistämisen (perinnön) laki tai Mendelin kolmas laki

Organismit eroavat toisistaan ​​monella tapaa. Sen vuoksi saatuaan yhden piirreparin periytymismallit G. Mendel siirtyi tutkimaan kahden (tai useamman) vaihtoehtoisten ominaisuusparien periytymistä. Dihybridiristeyttämiseen Mendel otti homotsygoottisia hernekasveja, jotka eroavat siementen väriltään (keltainen ja vihreä) ja siemenen muodosta (sileä ja ryppyinen). Keltainen väri (A) ja sileä muoto (B) siemenet ovat hallitsevia ominaisuuksia, vihreä väri (a) ja ryppyinen muoto (b) ovat resessiivisiä ominaisuuksia.

Ristittämällä keltaisia ​​ja sileitä siemeniä sisältävän kasvin vihreitä ja ryppyisiä siemeniä sisältävän kasvin kanssa Mendel sai yhtenäisen F 1 -hybridisukupolven keltaisilla ja sileillä siemenillä. Ensimmäisen sukupolven 15 hybridin itsepölytyksestä saatiin 556 siementä, joista 315 keltaista sileää, 101 keltaista ryppyistä, 108 vihreää sileää ja 32 vihreää ryppyistä (halkaisu 9:3:3:1).

Analysoidessaan tuloksena saatuja jälkeläisiä Mendel kiinnitti huomion siihen, että: 1) alkuperäisten lajikkeiden ominaisuuksien yhdistelmien (keltaiset sileät ja vihreät ryppyiset siemenet) ohella dihybridiristeytyksen aikana ilmaantuu uusia ominaisuuksien yhdistelmiä (keltaiset ryppyiset ja vihreät sileät siemenet); 2) jakautuminen kunkin yksittäisen ominaisuuden osalta vastaa jakautumista monohybridiristeytyksen aikana. 556 siemenestä 423 oli sileitä ja 133 ryppyisiä (suhde 3:1), 416 siementä keltaisia ​​ja 140 vihreitä (suhde 3:1). Mendel tuli siihen tulokseen, että jakautuminen yhteen piirrepariin ei liity jakautumiseen toisessa parissa. Hybridisiemenille ei ole ominaista vain emokasvien ominaisuuksien yhdistelmät (keltaiset sileät siemenet ja vihreät ryppyiset siemenet), vaan myös uusien ominaisuuksien yhdistelmien ilmaantuminen (keltaiset ryppyiset siemenet ja vihreät sileät siemenet).

Diheterotsygoottien dihybridiristeyttämisessä hybrideissä tapahtuu fenotyypin mukainen jakautuminen suhteessa 9:3:3:1, genotyypin mukaan suhteessa 4:2:2:2:2:1:1: 1:1, merkit periytyvät toisistaan ​​riippumatta ja yhdistetään kaikkiin mahdollisiin yhdistelmiin.

R	♀AABB keltainen, sileä	×	♂aabb vihreä, ryppyinen
Sukusolujen tyypit	AB		ab
F1	AaBb keltainen, sileä, 100%
P	♀ AaBb keltainen, sileä	×	♂ AaBb keltainen, sileä
Sukusolujen tyypit	AB Ab aB ab		AB Ab aB ab

Piirteiden itsenäisen yhdistelmän lain geneettinen kaavio:

Sukusolut:	♂	AB	Ab	aB	ab
♀
AB		AABB keltainen sileä	AABb keltainen sileä	AaBB keltainen sileä	AaBb keltainen sileä
Ab		AABb keltainen sileä	AAbb keltainen ryppyinen	AaBb keltainen sileä	Aabb keltainen ryppyinen
aB		AaBB keltainen sileä	AaBb keltainen sileä	aaBB vihreä sileä	aaBb vihreä sileä
ab		AaBb keltainen sileä	Aabb keltainen ryppyinen	aaBb vihreä sileä	aabb vihreä ryppyinen

Risteytystulosten analyysi fenotyypin mukaan: keltainen, sileä - 9/16, keltainen, ryppyinen - 3/16, vihreä, sileä - 3/16, vihreä, ryppyinen - 1/16. Erottelu fenotyypin mukaan 9:3:3:1.

Risteytystulosten analyysi genotyypin mukaan: AaBb - 4/16, AABb - 2/16, AaBB - 2/16, Aabb - 2/16, aaBb - 2/16, AABB - 1/16, Aabb - 1/16 , aaBB - 1/16, aabb - 1/16. Pilkkominen genotyypin mukaan 4:2:2:2:2:1:1:1:1.

Jos monohybridiristeytyksessä emoorganismit eroavat yhdellä ominaisuusparilla (keltaiset ja vihreät siemenet) ja antavat kaksi fenotyyppiä (2 1) suhteessa (3 + 1) 1 toisessa sukupolvessa, niin dihybridiristeytyksessä ne eroavat kahdella parilla. ominaisuuksista ja anna toisessa sukupolvessa neljä fenotyyppiä (2 2) suhteessa (3 + 1) 2 . On helppo laskea, kuinka monta fenotyyppiä ja missä suhteessa muodostuu toisessa sukupolvessa trihybridiristeytyksen aikana: kahdeksan fenotyyppiä (2 3) suhteessa (3 + 1) 3.

Jos genotyypin jakautuminen F 2:ssa monohybridisukupolvella oli 1: 2: 1, eli oli kolme eri genotyyppiä (3 1), niin dihybridillä muodostuu 9 eri genotyyppiä - 3 2, trihybridiristeytyksellä 3 Muodostuu 3 - 27 eri genotyyppiä.

Mendelin kolmas laki pätee vain niissä tapauksissa, joissa analysoitujen ominaisuuksien geenit ovat eri homologisissa kromosomipareissa.

Mendelin kolmannen lain sytologiset perusteet

Olkoon A keltaisen siemenvärin kehittymisestä vastuussa oleva geeni, a vihreä siemen, B sileä siemen, b ryppyinen. Ensimmäisen sukupolven hybridit, joilla on genotyyppi AaBb, risteytetään. Sukusolujen muodostumisen aikana kustakin alleelisten geenien parista vain yksi pääsee sukusoluun, kun taas kromosomien satunnaisen poikkeaman seurauksena meioosin ensimmäisessä jakautumisessa geeni A voi päästä yhteen sukusoluun geenin B tai geenin b kanssa, ja geeni a - geenin B kanssa tai geenin b kanssa. Siten jokainen organismi muodostaa neljä erilaista sukusolua samassa määrässä (25% kutakin): AB, Ab, aB, ab. Hedelmöityksen aikana jokainen neljästä siittiötyypistä voi hedelmöittää minkä tahansa neljästä munatyypistä. Hedelmöityksen seurauksena yhdeksän genotyyppiluokkaa on mahdollista, mikä antaa neljä fenotyyppiluokkaa.

Mene luennot №16"Seksuaalisesti lisääntyvien monisoluisten eläinten ontogeneesi"

Mene luennot №18"Linkoitettu perintö"