Graças ao estudo de processos genéticos em uma população de organismos vivos, a teoria evolutiva foi desenvolvida. Uma grande contribuição para a genética de populações foi feita pelo cientista russo S.S. Chetverikov. Ele chamou a atenção para a saturação das populações naturais com mutações recessivas, bem como as flutuações na frequência de genes em populações dependendo da ação de fatores ambientais, e sustentou a posição de que esses dois fenômenos são a chave para entender os processos evolutivos.

De fato, o processo de mutação é uma fonte de variabilidade hereditária que atua constantemente. Os genes sofrem mutações em uma determinada frequência. Estima-se que, em média, um gameta em 10 mil - 1 milhão de gametas carrega uma mutação recém-emergida em um locus específico. Como muitos genes sofrem mutações simultaneamente, 10-15% dos gametas carregam certos alelos mutantes. Portanto, as populações naturais estão saturadas com uma grande variedade de mutações. Devido à variabilidade combinatória, as mutações podem ser amplamente distribuídas nas populações. A maioria dos organismos são heterozigotos para muitos genes. Pode-se supor que, como resultado da reprodução sexuada, organismos homozigotos serão constantemente criados entre os descendentes, e a proporção de heterozigotos deve cair constantemente. No entanto, isso não acontece. O fato é que, na grande maioria dos casos, os organismos heterozigotos são mais bem adaptados do que os homozigotos.

Vamos voltar ao exemplo da borboleta mariposa de bétula. Parece que as borboletas de cor clara, homozigotas para o alelo recessivo (aa), vivendo em uma floresta com troncos de bétula escuros, devem ser rapidamente destruídas pelos inimigos, e a única forma sob essas condições de vida deve ser borboletas de cor escura, homozigotas para o alelo dominante (AD). Mas por muito tempo nas florestas de bétulas fuliginosas do sul da Inglaterra, borboletas de mariposas de bétula leves são constantemente encontradas. Descobriu-se que as lagartas homozigotas para o alelo dominante não digerem folhas de bétula cobertas de fuligem, enquanto as lagartas heterozigotas crescem muito melhor com esse alimento. Portanto, a maior flexibilidade bioquímica dos organismos heterozigotos leva a sua melhor sobrevivência e a seleção atua em favor dos heterozigotos.

Assim, embora a maioria das mutações nessas condições específicas sejam prejudiciais, e no estado homozigoto as mutações tendam a reduzir a viabilidade dos indivíduos, elas persistem nas populações devido à seleção em favor dos heterozigotos. Para entender as transformações evolutivas, é importante lembrar que mutações que são prejudiciais em um ambiente podem aumentar a viabilidade em outras condições ambientais. Além dos exemplos acima, pode-se destacar o seguinte. Uma mutação que causa o subdesenvolvimento ou ausência completa de asas nos insetos é certamente prejudicial em condições normais, e indivíduos sem asas são rapidamente substituídos por normais. Mas em ilhas oceânicas e passagens de montanha, onde sopram ventos fortes, esses insetos têm vantagem sobre indivíduos com asas normalmente desenvolvidas.

Assim, o processo de mutação é a fonte da reserva de variabilidade hereditária das populações. Ao manter um alto grau de diversidade genética nas populações, fornece a base para a seleção natural operar.

Revisar perguntas e tarefas

Que padrões genéticos populacionais o biólogo russo S.S. Chetverikov?

Qual é a frequência de mutação de um gene específico nas condições naturais de existência dos indivíduos?

Qual é a razão para a heterozigosidade das populações naturais?

Qual é o papel evolutivo das mutações?

Mais sobre o tópico Capítulo 16. MICROEVOLUÇÃO. 141. PAPEL EVOLUTIVO DAS MUTAÇÕES:

1. O PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EVOLUTIVO A Mente Universal tem um programa de desenvolvimento evolutivo, que está embutido em nossa mente no nível subconsciente.

ATENÇÃO!!! ESTE MATERIAL FOI REVISADO, ADICIONADO E INCLUÍDO NO LIVRO “Criação ou Evolução? Qual a idade da Terra? POR FAVOR ACESSE A PÁGINA PARA LER -->

Conscientes da falta de evidências e dos argumentos contra a evolução interespécies, os neodarwinistas apresentaram uma nova teoria - "Seleção natural mais mutação". Ou seja, a fonte das mudanças evolutivas, na opinião deles, são mutações aleatórias, como resultado das quais indivíduos não viáveis ​​são destruídos pelo mecanismo da seleção natural, e os bem-sucedidos vivem e progridem ainda mais. E é assim que a evolução acontece. No entanto, esta teoria está completamente errada. Porque a mutação, como a seleção natural, não contribui para a evolução interespecífica.

A mutação é a destruição do DNA já existente, que pode ser causada por radiação ou outras influências externas. As mutações alteram a localização dos nucleotídeos que compõem a molécula de DNA, causando consequências negativas. Não há um único caso comprovado em que uma mutação tenha desempenhado um papel positivo ao melhorar qualquer organismo. Só pode causar fenômenos anormais, por exemplo, o crescimento de uma perna nas costas ou uma orelha no abdômen. Qualquer mutante sempre perde algo necessário para uma vida e desenvolvimento completos. Como resultado da mutação, novas informações não podem ser adicionadas à molécula de DNA. Assim, as mutações não são capazes de introduzir nada de novo no conteúdo genético da célula, o que significa que mesmo em essência elas não podem dar origem à evolução “vertical”. Ou seja, uma mutação não fará um novo gênero - uma borboleta de uma vespa. Mesmo sob controle em laboratório, é impossível criar uma nova e melhor criação com a ajuda da mutação. Por sessenta anos, geneticistas de todo o mundo vêm alterando os genes das moscas para provar a teoria da evolução. Mas uma nova espécie ainda não foi criada, e nem mesmo um único indivíduo mais viável. As moscas que sofreram mutação morreram imediatamente, foram mutiladas ou ficaram estéreis.

PAPEL DA MUTAÇÃO NA EVOLUÇÃO. SELEÇÃO NATURAL

O método do radiocarbono está errado

O campo magnético da Terra está enfraquecendo

Camadas "perfuradas"

Erosão do solo no nível inicial

A lua tem menos de 10.000 anos

O crescimento populacional corresponde à idade bíblica da Terra

Lua perto da Terra

Anéis de gelo não mostram anos

O recife de coral vem crescendo há menos de 5.000 anos

Os dinossauros são testemunhas confiáveis

Todos os humanos descendem do mesmo par

Civilizações e escrita com menos de 5.000 anos

As camadas da Terra não têm datação própria. Camadas geológicas. Escala geológica

Falta de evidência científica. Kent Hovind

Graças ao estudo de processos genéticos em uma população de organismos vivos, a teoria evolutiva recebeu um novo impulso e um maior desenvolvimento. O cientista russo S. Chetverikov deu uma grande contribuição à genética de populações. Ele chamou a atenção para a saturação das populações naturais com mutações recessivas, bem como as flutuações na frequência de genes nas populações, dependendo da ação de fatores ambientais, e sustentou a posição de que esses dois fenômenos são a chave para a compreensão dos processos evolutivos.

De fato, o processo de mutação é uma fonte de variabilidade hereditária que atua constantemente. Os genes sofrem mutações em uma determinada frequência. Estima-se que, em média, um gameta em 10 mil - 1 milhão de gametas carrega uma mutação recém-emergida em um locus específico. Como muitos gametas sofrem mutações simultaneamente, 10-15% dos gametas carregam certos alelos mutacionais. Portanto, as populações naturais estão saturadas com uma grande variedade de mutações. Devido à variabilidade combinatória, as mutações podem ser amplamente distribuídas nas populações. A maioria dos organismos são heterozigotos para muitos genes. Pode-se supor que, como resultado da reprodução sexuada, os organismos homozigotos se destacariam constantemente entre os descendentes, e a proporção de heterozigotos deveria cair constantemente. No entanto, isso não acontece. O fato é que, na grande maioria dos casos, os organismos heterozigotos são mais bem adaptados do que os homozigotos.

No exemplo com a borboleta, mariposa de bétula, parece que borboletas de cor clara, homozigotas para o alelo recessivo (aa), vivendo em uma floresta com troncos escuros de bétulas, devem ser rapidamente destruídas por inimigos e borboletas de cor escura homozigotas pois o alelo dominante deve se tornar a única forma nestas condições de habitat (AA). Mas por muito tempo nas florestas de bétulas fuliginosas do sul da Inglaterra, borboletas de mariposas de bétula leves são constantemente encontradas. Descobriu-se que as lagartas homozigotas para o alelo dominante não digerem folhas de bétula cobertas de fuligem, enquanto as lagartas heterozigotas crescem muito melhor com esse alimento. Portanto, a maior flexibilidade bioquímica dos organismos heterozigotos leva a sua melhor sobrevivência e a seleção atua em favor dos heterozigotos.

Assim, embora a maioria das mutações nessas condições específicas sejam prejudiciais, e no estado homozigoto, as mutações tendem a reduzir a viabilidade dos indivíduos, elas persistem nas populações devido à seleção em favor dos heterozigotos.

Para entender as transformações evolutivas, é importante lembrar que mutações que são prejudiciais em um ambiente podem aumentar a viabilidade em outras condições ambientais. Além dos exemplos acima, pode-se destacar o seguinte. Uma mutação que causa o subdesenvolvimento ou ausência completa de asas nos insetos é certamente prejudicial em condições normais, e indivíduos sem asas são rapidamente substituídos por normais. Mas nas extensões oceânicas e passagens nas montanhas, onde sopram ventos fortes, esses insetos têm uma vantagem sobre os indivíduos com asas normalmente desenvolvidas.

Assim, o processo de mutação é a fonte da reserva de variabilidade hereditária das populações. Ao manter um alto grau de diversidade genética nas populações, fornece a base para a seleção natural operar.

Processos genéticos em populações

Em diferentes populações da mesma espécie, a frequência de genes mutacionais não é a mesma. Praticamente não existem duas populações com uma frequência perfeita de ocorrência de traços mutacionais. Essas diferenças podem ser devidas ao fato de que as populações vivem em condições ambientais desiguais. Uma mudança direcionada na frequência de genes em populações é devido à ação da seleção natural. Mas mesmo localizadas próximas, as populações vizinhas podem diferir umas das outras tão significativamente quanto as localizadas distantes. Isso é explicado pelo fato de que, nas populações, vários processos levam a uma mudança aleatória não direcionada na frequência dos genes, ou, em outras palavras, em sua estrutura genética.

Por exemplo, durante a migração de animais ou plantas, uma parte insignificante da população original aparece em um novo habitat. O pool gênico da população recém-formada é inevitavelmente menor do que o pool gênico da população-mãe, e a frequência dos genes nele diferirá significativamente da frequência dos genes da população original. Os genes, até então raros, estão se espalhando rapidamente por uma nova população por meio da reprodução sexual. Ao mesmo tempo, genes disseminados podem estar ausentes se não estiverem no genótipo dos fundadores da nova população.

Outro exemplo. Desastres naturais - incêndios florestais ou de estepe, inundações, etc. - causam a morte maciça e inevitável de organismos vivos, especialmente formas inativas: plantas, fungos, moluscos, anfíbios, etc. Indivíduos que escaparam da morte permanecem vivos devido ao puro acaso. Na população que sobreviveu à catástrofe, há uma diminuição dos números. Nesse caso, as frequências alélicas serão diferentes da população original. Após o declínio dos números, começa a reprodução em massa, cujo início é dado pelo grupo restante, não numeroso. A composição genética desse grupo determina a estrutura genética de toda a população durante seu apogeu. Nesse caso, algumas mutações podem desaparecer completamente, enquanto a concentração de outras pode acidentalmente aumentar acentuadamente.

Na biocenose, flutuações periódicas no número de populações associadas a relações como "predador - presa" são frequentemente observadas. O aumento da reprodução das presas dos predadores com base no aumento dos recursos alimentares leva, por sua vez, ao aumento da reprodução dos predadores. O aumento do número de predadores provoca a destruição em massa de suas vítimas. A falta de recursos alimentares leva a uma diminuição do número de predadores e à restauração do tamanho das populações de presas. Essas flutuações populacionais são chamadas de ondas populacionais. Eles alteram a frequência dos genes nas populações, que é o seu significado evolutivo.

A restrição da troca gênica entre eles também leva a mudanças na frequência dos genes nas populações, devido ao isolamento espacial. Os rios servem de barreira às espécies terrestres, as montanhas e as elevações isolam as populações das terras baixas. Cada uma das populações isoladas tem características específicas associadas às condições de vida. Uma consequência importante do isolamento é o cruzamento intimamente relacionado - endogamia. Devido à endogamia, alelos recessivos, espalhando-se em uma população, aparecem em um estado homozigoto, o que reduz a viabilidade dos organismos. Nas populações humanas, isolados com alto grau de endogamia são encontrados em áreas montanhosas e em ilhas. O isolamento de certos grupos da população por razões de casta, religião, raça e outras também manteve seu significado.

O significado evolutivo de várias formas de isolamento é que ele perpetua e reforça as diferenças genéticas entre as populações e que as partes divididas de uma população ou espécie estão sujeitas a pressões de seleção desiguais.

Assim, mudanças na frequência de genes causadas por diversos fatores ambientais servem de base para o surgimento de diferenças entre populações e, posteriormente, determinam sua transformação em novas espécies. Portanto, as mudanças nas populações no curso da seleção natural são chamadas de microevolução.

perguntas do teste

1. O trabalho de S. Chetverikov no campo da genética de populações.

2. O papel evolutivo das mutações.

3. O processo de mutação é a fonte da reserva da variabilidade hereditária das populações.

4. Mudanças na frequência de genes em uma população.

5. O que é microevolução?

Uma mutação é uma mudança persistente no genótipo que ocorre devido à influência de fatores externos e internos. O ancestral do termo é Hugo de Vries, um botânico e geneticista holandês. O processo pelo qual as mutações ocorrem é chamado de mutagênese. No artigo de hoje, abordaremos o tema da mutação e falaremos sobre o papel da mutação no processo evolutivo.

Causas do fenômeno

É caracterizada por duas qualidades - espontaneidade e indução. A aparência é caracterizada pela espontaneidade e ocorre em qualquer estágio de desenvolvimento do organismo. Quanto ao meio ambiente, deve ser natural.

O tipo de mutação induzida é uma mudança hereditária no genoma que ocorre devido à exposição a vários mutagênicos. Os organismos são colocados em ambientes criados artificialmente (experimentais) ou em condições ambientais desfavoráveis.

As células vivas percebem a mutagênese como um processo natural para elas. Os principais processos responsáveis ​​pela mutação incluem: replicação e reparo de DNA prejudicado, processo de transcrição e recombinação genética.

Mutagênese e seus modelos

Abordagens científicas especiais ajudam a explicar e compreender a natureza e os mecanismos do aparecimento de mutações. As alterações da polimerase são baseadas na teoria de uma dependência direta e única de mutações em erros de polímeros de DNA. Nos modelos tatuadores de mutagênese propostos por dois conhecidos biólogos, surgiu pela primeira vez a ideia de que a principal camada de mutações reside na possibilidade de as bases de DNA se localizarem em diferentes formas tatuméricas.

Classificação precoce de mutações

O geneticista Meller criou uma classificação de mutações com base nos tipos de alterações no funcionamento dos genes. Como resultado, os seguintes tipos apareceram:

1. Amorfo. Durante a mutação, o gene perde quase todas as suas funções. Um exemplo de mutação é a mudança na Drosophila.
2. Hipomorfo. Os alelos alterados continuam a agir de acordo com o mesmo cenário dos selvagens. A síntese do produto proteico é realizada em menor quantidade.
3. Antimórfico. Mudança na característica mutante. Exemplos da mutação são alguns grãos de milho - eles ficam roxos em vez de roxos.
4. Neomórfico.

Classificação tardia de mutações

Nos livros científicos modernos de referência há menção a uma classificação formal, que se baseia em mudanças que ocorrem em várias estruturas. Com base nessa divisão, as seguintes mutações são distinguidas:

1. Genômico.
2. Cromossômico.
3. Genético.

Alterações nos cromossomos estão associadas a mutações genômicas, cujo número total não se correlaciona com o conjunto de halogênios.

Mutações cromossômicas são atribuídas ao rearranjo de cromossomos individuais em grande número. Nesse caso, o material genético perde uma parte ou, inversamente, a duplica.

Quanto à mutação genética, ela altera apenas ligeiramente a estrutura do DNA do gene, ao contrário de outras espécies, mas sua ocorrência acontece com muito mais frequência.

Dentro da espécie genética, outra subespécie é distinguida, chamada de mutação pontual. Substitui uma base nitrogenada por outra.

Acontece também que a nocividade das mutações é gradualmente substituída pela utilidade. O ímpeto para tais mudanças são as condições em constante mudança para a existência dos organismos. Então, que papel as mutações desempenham?

Tomemos como exemplo a seleção natural, um processo evolutivo bem conhecido que depende em grande parte da variabilidade. Consideremos o papel evolutivo de uma mutação usando o exemplo dos mutantes melanísticos (indivíduos de cor escura), que foram descobertos por cientistas ingleses do século XIV enquanto estudavam mariposas de bétula. Além das borboletas, que foram pintadas em cores tipicamente claras, foram encontrados outros indivíduos cuja cor era bem mais escura. A razão para uma diferença tão forte foi o gene mutado.

O fato é que o habitat usual para essas borboletas são árvores, nos troncos dos quais o líquen cresce abundantemente. A revolução industrial que prevaleceu nos primeiros anos, juntamente com a severa poluição das camadas atmosféricas, levou à morte dos liquens. A fuligem apareceu nos troncos outrora leves, o que interferiu na camuflagem natural, tudo isso fez com que os indivíduos cujo habitat eram áreas industriais mudassem a cor de sua metamorfose de claro para escuro. Tal papel evolutivo da mutação ajudou muitas borboletas a sobreviver, enquanto seus parentes justos não tão bem-sucedidos se tornaram vítimas de ataques de aves de rapina.

Mudanças semelhantes estão ocorrendo em uma ampla variedade de espécies ao redor do mundo. O surgimento de tais características úteis, que são a base do papel evolutivo da mutação, leva ao fato de que a seleção natural dá origem a novas subespécies e espécies entre os organismos vivos. A mutação acontece o tempo todo porque é uma habilidade natural de nossos genes.

Mais informações sobre mutação podem ser encontradas em livros didáticos de biologia e literatura científica especializada.

1. Complete a frase.

A prioridade no estudo de processos genéticos na população pertence ao destacado cientista russo S. S. Chetvertikov.

2. Responda qual é o papel evolutivo das mutações.

O processo de mutação é a fonte da reserva de variabilidade hereditária das populações. Ao manter um alto grau de diversidade genética nas populações, fornece a base para a seleção natural operar.

3. Observações de populações naturais mostram que a maioria dos organismos são heterozigotos para muitos genes. Dê uma explicação para esse fenômeno.

A maioria dos organismos são heterozigotos para muitos genes, ou seja, em suas células, os cromossomos pareados carregam diferentes formas do mesmo gene. Na maioria das vezes, esses organismos são mais bem adaptados ao ambiente do que os homozigotos.

4. Explique a(s) razão(ões) para as diferenças na estrutura genética de populações da mesma espécie.

As diferenças genéticas entre as populações existem porque muitas vezes vivem em habitats diferentes. Uma mudança direcionada na frequência dos genes se deve à ação da seleção natural. Além disso, mesmo que as populações estejam localizadas próximas umas das outras, ocorrem processos nas populações que levam a uma mudança não direcionada e aleatória na frequência dos genes, ou seja, na estrutura genética.

5. Dê a definição do pool genético de uma população (espécie).

Conjunto de genes da populaçãoé a totalidade de todos os genes em uma população.

6. Escreva qual é a reserva de variabilidade hereditária e qual é o seu significado biológico.

Reserva de variabilidade hereditáriaé um processo de mutação.

Seu significado biológico- as mutações criam a base para a diversidade genética das populações, que podem posteriormente formar novas espécies. Ou seja, as mutações podem levar à especiação.

7. Amplie o significado da afirmação: "Algumas mutações prejudiciais têm um significado evolutivo positivo." Dê um exemplo.

Em algumas condições incomuns, as mutações ajudam a sobreviver e dão vantagem sobre outros indivíduos. Por exemplo, em algumas espécies de insetos, observa-se uma mutação na qual as asas não se desenvolvem. Em condições normais, isso é prejudicial, mas em ilhas e passagens de montanha, onde sopram ventos fortes, a ausência de asas permite que os insetos existam normalmente.

8. Escolha entre as opções abaixo a resposta correta para a pergunta e sublinhe-a.

Qual (qual) dos seguintes fatores é (são) o fator fornecedor (fatores fornecedores) da heterogeneidade genética da população?

Resposta: isolamento, processo de mutação, seleção natural, ondas populacionais, migração.

9. Complete a frase.

Um fator evolutivo que reforça e consolida as diferenças genéticas entre as populações é o isolamento.