Datorită studiului proceselor genetice într-o populație de organisme vii, teoria evoluționistă a fost dezvoltată în continuare. O mare contribuție la genetica populației a adus omul de știință rus S.S. Chetverikov. El a atras atenția asupra saturației populațiilor naturale cu mutații recesive, precum și asupra fluctuațiilor frecvenței genelor în populații în funcție de acțiunea factorilor de mediu și a fundamentat poziția conform căreia aceste două fenomene sunt cheia înțelegerii proceselor evolutive.

Într-adevăr, procesul de mutație este o sursă de variabilitate ereditară care acționează constant. Genele mută la o anumită frecvență. Se estimează că, în medie, un gamet din 10 mii - 1 milion de gameți poartă o mutație nou apărută la un anumit locus. Deoarece multe gene suferă mutații simultan, 10-15% dintre gameți poartă anumite alele mutante. Prin urmare, populațiile naturale sunt saturate cu o mare varietate de mutații. Datorită variabilității combinative, mutațiile pot fi distribuite pe scară largă în populații. Majoritatea organismelor sunt heterozigote pentru multe gene. S-ar putea presupune că, ca urmare a reproducerii sexuale, organisme homozigote vor fi crescute în mod constant printre descendenți, iar proporția de heterozigoți ar trebui să scadă constant. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă. Cert este că, în marea majoritate a cazurilor, organismele heterozigote sunt mai bine adaptate decât cele homozigote.

Să revenim la exemplul fluturelui moliei de mesteacăn. S-ar părea că fluturii de culoare deschisă, homozigoți pentru alela recesivă (aa), care trăiesc într-o pădure cu trunchiuri de mesteacăn întunecate, ar trebui să fie distruși rapid de inamici, iar fluturii de culoare închisă, homozigoți pentru alela dominantă (AD) ar trebui să devină. singura formă în aceste condiţii de viaţă. Dar pentru o lungă perioadă de timp în pădurile de mesteacăn funingină din sudul Angliei se găsesc în mod constant fluturi ușoare de molie de mesteacăn. S-a dovedit că omizile homozigote pentru alela dominantă nu digeră frunzele de mesteacăn acoperite cu funingine și funingine, în timp ce omizile heterozigote cresc mult mai bine cu acest aliment. Prin urmare, flexibilitatea biochimică mai mare a organismelor heterozigote duce la o mai bună supraviețuire a acestora și acționează selecția în favoarea heterozigoților.

Astfel, deși majoritatea mutațiilor în aceste condiții specifice sunt dăunătoare, iar în starea homozigotă, mutațiile tind să reducă viabilitatea indivizilor, ele persistă în populații datorită selecției în favoarea heterozigoților. Pentru a înțelege transformările evolutive, este important să ne amintim că mutațiile care sunt dăunătoare într-un mediu pot crește viabilitatea în alte condiții de mediu. Pe lângă exemplele de mai sus, pot fi subliniate următoarele. O mutație care provoacă subdezvoltarea sau absența completă a aripilor la insecte este cu siguranță dăunătoare în condiții normale, iar indivizii fără aripi sunt rapid înlocuiți cu cei normali. Dar pe insulele oceanice și trecătorile muntoase, unde bat vânturi puternice, astfel de insecte au un avantaj față de indivizii cu aripi dezvoltate normal.

Astfel, procesul de mutație este sursa rezervei de variabilitate ereditară a populațiilor. Prin menținerea unui grad ridicat de diversitate genetică în populații, oferă baza pentru funcționarea selecției naturale.

Revizuiți întrebările și temele

Ce tipare genetice populației a făcut biologul rus S.S. Chetverikov?

Care este frecvența de mutație a unei gene specifice în condițiile naturale ale existenței indivizilor?

Care este motivul heterozigozității populațiilor naturale?

Care este rolul evolutiv al mutațiilor?

Mai multe despre subiect Capitolul 16. MICROEVOLUȚIE. 141. ROLUL EVOLUȚIONAR AL MUTAȚIILOR:

1. PROGRAMUL DE DEZVOLTARE EVOLUTIONARĂ Mintea Universală are un program de dezvoltare evolutivă, care este încorporat în mintea noastră la nivel subconștient.

ATENŢIE!!! ACEST MATERIAL A FOST REVIZUT, ADĂUGAT ȘI INCLUS ÎN CARTEA „Creație sau Evoluție? Câți ani are Pământul? VĂ RUGĂM PENTRU A CITIRE PAGINA -->

Conștienți de lipsa de dovezi și de argumentele împotriva evoluției dintre specii, neo-darwiniștii au prezentat o nouă teorie - „Selecția naturală plus mutația”. Adică, sursa schimbărilor evolutive, în opinia lor, sunt mutații aleatorii, în urma cărora indivizii neviabile sunt distruși de mecanismul selecției naturale, iar cei de succes trăiesc și progresează mai departe. Și așa se întâmplă evoluția. Cu toate acestea, această teorie este complet greșită. Pentru că mutația, ca și selecția naturală, nu contribuie la evoluția interspecifică.

Mutația este distrugerea ADN-ului deja existent, care poate fi cauzată de radiații sau alte influențe externe. Mutațiile modifică locația nucleotidelor care alcătuiesc molecula de ADN, provocând consecințe negative. Nu există un singur caz dovedit în care o mutație a jucat un rol pozitiv prin îmbunătățirea oricărui organism. Poate provoca doar fenomene anormale, de exemplu, creșterea unui picior din spate sau a unei urechi din abdomen. Orice mutant pierde întotdeauna ceva necesar pentru continuarea vieții și dezvoltării cu drepturi depline. Ca rezultat al mutației, noi informații nu pot fi adăugate la molecula de ADN. Astfel, mutațiile nu sunt capabile să introducă nimic nou în conținutul genetic al celulei, ceea ce înseamnă că nici în esență nu pot da naștere la evoluție „verticală”. Adică, o mutație nu va face un nou gen - un fluture dintr-o viespe. Chiar și sub control în laborator, este imposibil să se creeze o creație nouă, mai bună, cu ajutorul mutației. De șaizeci de ani, geneticienii din întreaga lume au schimbat genele muștelor pentru a dovedi teoria evoluției. Dar încă nu a fost crescută o nouă specie și nici măcar un singur individ mai viabil. Muștele care au suferit mutații fie au murit imediat, fie au fost mutilate, fie au devenit sterile.

ROLUL MUTAȚIEI ÎN EVOLUȚIE. SELECȚIE NATURALĂ

Metoda radiocarbonului este greșită

Câmpul magnetic al Pământului slăbește

Straturi „perforate”.

Eroziunea solului la nivelul inițial

Luna are mai puțin de 10.000 de ani

Creșterea populației corespunde epocii biblice a Pământului

Luna aproape de Pământ

Inelele de gheață arată nu ani

Reciful de corali crește de mai puțin de 5.000 de ani

Dinozaurii sunt martori de încredere

Toți oamenii sunt descendenți din aceeași pereche

Civilizații și scriere mai vechi de 5.000 de ani

Straturile Pământului nu au propria lor datare. Straturi geologice. Scara geologică

Lipsa dovezilor științifice. Kent Hovind

Datorită studiului proceselor genetice într-o populație de organisme vii, teoria evoluționistă a primit un nou impuls și o dezvoltare ulterioară. Omul de știință rus S. Chetverikov a adus o mare contribuție la genetica populației. El a atras atenția asupra saturației populațiilor naturale cu mutații recesive, precum și asupra fluctuațiilor frecvenței genelor în populații, în funcție de acțiunea factorilor de mediu, și a fundamentat poziția conform căreia aceste două fenomene sunt cheia înțelegerii proceselor evolutive.

Într-adevăr, procesul de mutație este o sursă de variabilitate ereditară care acționează constant. Genele mută la o anumită frecvență. Se estimează că, în medie, un gamet din 10 mii - 1 milion de gameți poartă o mutație nou apărută la un anumit locus. Deoarece mulți gameți suferă mutații simultan, 10-15% dintre gameți poartă anumite alele mutaționale. Prin urmare, populațiile naturale sunt saturate cu o mare varietate de mutații. Datorită variabilității combinative, mutațiile pot fi distribuite pe scară largă în populații. Majoritatea organismelor sunt heterozigote pentru multe gene. S-ar putea presupune că, ca urmare a reproducerii sexuale, organismele homozigote s-ar remarca în mod constant printre descendenți, iar proporția heterozigoților ar trebui să scadă constant. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă. Cert este că, în marea majoritate a cazurilor, organismele heterozigote sunt mai bine adaptate decât cele homozigote.

În exemplul cu fluturele, molia mesteacănului, s-ar părea că fluturii de culoare deschisă, homozigoți pentru alela recesivă (aa), care trăiesc într-o pădure cu trunchi de mesteacăn închis, ar trebui distruși rapid de inamici și fluturii de culoare închisă homozigoți pt. alela dominantă ar trebui să devină singura formă în aceste condiţii de habitat.(AA). Dar pentru o lungă perioadă de timp în pădurile de mesteacăn funingină din sudul Angliei se găsesc în mod constant fluturi ușoare de molie de mesteacăn. S-a dovedit că omizile homozigote pentru alela dominantă nu digeră frunzele de mesteacăn acoperite cu funingine și funingine, în timp ce omizile heterozigote cresc mult mai bine cu acest aliment. Prin urmare, flexibilitatea biochimică mai mare a organismelor heterozigote duce la o mai bună supraviețuire a acestora și acționează selecția în favoarea heterozigoților.

Astfel, deși majoritatea mutațiilor în aceste condiții specifice sunt dăunătoare, iar în starea homozigotă, mutațiile tind să reducă viabilitatea indivizilor, ele persistă în populații datorită selecției în favoarea heterozigoților.

Pentru a înțelege transformările evolutive, este important să ne amintim că mutațiile care sunt dăunătoare într-un mediu pot crește viabilitatea în alte condiții de mediu. Pe lângă exemplele de mai sus, pot fi subliniate următoarele. O mutație care provoacă subdezvoltarea sau absența completă a aripilor la insecte este cu siguranță dăunătoare în condiții normale, iar indivizii fără aripi sunt rapid înlocuiți cu cei normali. Dar pe întinderile oceanice și trecătorii de munte, unde bat vânturi puternice, astfel de insecte au un avantaj față de indivizii cu aripi dezvoltate normal.

Astfel, procesul de mutație este sursa rezervei de variabilitate ereditară a populațiilor. Prin menținerea unui grad ridicat de diversitate genetică în populații, oferă baza pentru funcționarea selecției naturale.

Procese genetice în populații

În diferite populații ale aceleiași specii, frecvența genelor mutaționale nu este aceeași. Practic nu există două populații cu o frecvență perfectă de apariție a trăsăturilor mutaționale. Aceste diferențe se pot datora faptului că populațiile trăiesc în condiții de mediu inegale. O modificare direcționată a frecvenței genelor în populații se datorează acțiunii selecției naturale. Dar chiar și în apropiere, populațiile învecinate pot diferi unele de altele la fel de semnificativ ca și cele aflate la distanță. Acest lucru se explică prin faptul că în populații o serie de procese duc la o schimbare aleatorie nedirecționată a frecvenței genelor sau, cu alte cuvinte, a structurii lor genetice.

De exemplu, în timpul migrației animalelor sau plantelor, o parte nesemnificativă a populației originale apare într-un nou habitat. Rezervorul de gene al populației nou formate este inevitabil mai mic decât grupul de gene al populației părinte, iar frecvența genelor din aceasta va diferi semnificativ de frecvența genelor populației originale. Genele, rare până acum, se răspândesc rapid printr-o nouă populație prin reproducere sexuală. În același timp, genele răspândite pot fi absente dacă nu se aflau în genotipul fondatorilor noii populații.

Alt exemplu. Dezastre naturale - incendii de pădure sau stepă, inundații etc. - provoacă moartea masivă, inevitabilă, a organismelor vii, în special a formelor inactive: plante, ciuperci, moluște, amfibieni etc. Indivizii care au scăpat de moarte rămân în viață datorită purului hazard. În populația care a supraviețuit catastrofei se înregistrează o scădere a numărului. În acest caz, frecvențele alelelor vor fi diferite decât în ​​populația originală. În urma scăderii numărului, începe reproducerea în masă, începutul căreia este dat de grupul rămas, nu numeros. Compoziția genetică a acestui grup determină structura genetică a întregii populații în perioada de glorie. În acest caz, unele mutații pot dispărea complet, în timp ce concentrația altora poate crește brusc brusc.

În biocenoză se observă adesea fluctuații periodice ale numărului de populații asociate cu relații precum „prădător – pradă”. Reproducerea crescută a pradălor prădătorilor pe baza creșterii resurselor alimentare duce, la rândul său, la creșterea reproducerii prădătorilor. Creșterea numărului de prădători provoacă distrugerea în masă a victimelor acestora. Lipsa resurselor alimentare duce la scăderea numărului de prădători și la restabilirea dimensiunii populațiilor de pradă. Aceste fluctuații ale populației se numesc valuri de populație. Ele modifică frecvența genelor în populații, care este semnificația lor evolutivă.

Restrângerea schimbului de gene între ele duce și la modificări ale frecvenței genelor în populații, datorită izolării spațiale. Râurile servesc ca o barieră pentru speciile terestre, munții și altitudinile izolează populațiile de câmpie. Fiecare dintre populațiile izolate are caracteristici specifice asociate condițiilor de viață. O consecință importantă a izolării este încrucișarea strâns legată - consangvinizarea. Datorită consangvinizării, alelele recesive, răspândite într-o populație, apar în stare homozigotă, ceea ce reduce viabilitatea organismelor. La populațiile umane, izolate cu un grad ridicat de consangvinizare se găsesc în zonele muntoase și pe insule. Izolarea anumitor grupuri de populație din motive caste, religioase, rasiale și de altă natură și-a păstrat, de asemenea, semnificația.

Semnificația evolutivă a diferitelor forme de izolare este aceea că perpetuează și întărește diferențele genetice dintre populații și că părțile divizate ale unei populații sau specii sunt supuse unor presiuni de selecție inegale.

Astfel, modificările frecvenței genelor cauzate de diverși factori de mediu servesc drept bază pentru apariția diferențelor între populații și determină ulterior transformarea lor în specii noi. Prin urmare, modificările populațiilor în cursul selecției naturale se numesc microevoluție.

întrebări de testare

1. Lucrarea lui S. Chetverikov în domeniul geneticii populațiilor.

2. Rolul evolutiv al mutaţiilor.

3. Procesul de mutație este sursa rezervei de variabilitate ereditară a populațiilor.

4. Modificări ale frecvenței genelor într-o populație.

5. Ce este microevoluția?

O mutație este o schimbare persistentă a genotipului care are loc datorită influenței factorilor externi și interni. Strămoșul termenului este Hugo de Vries, un botanist și genetician olandez. Procesul prin care apar mutațiile se numește mutageneză. În articolul de astăzi, vom atinge subiectul mutației și vom vorbi despre rolul mutației în procesul evolutiv.

Cauzele fenomenului

Se caracterizează prin două calități - spontaneitatea și inducția. Aspectul se caracterizează prin spontaneitate și apare în orice stadiu de dezvoltare a organismului. În ceea ce privește mediul înconjurător, acesta ar trebui să fie natural.

Tipul de mutație indus este o modificare ereditară a genomului care apare din cauza expunerii la diferiți mutageni. Organismele sunt plasate fie în condiții create artificial (experimentale), fie în condiții de mediu nefavorabile.

Celulele vii percep mutageneza ca un proces natural pentru ele. Principalele procese responsabile de mutație includ: replicarea și repararea afectată a ADN-ului, procesul transcripțional și recombinarea genetică.

Mutageneză și modelele sale

Abordările științifice speciale ajută la explicarea și înțelegerea naturii și mecanismelor apariției mutațiilor. Modificările polimerazei se bazează pe teoria unei dependențe directe și unice a mutațiilor de erorile polimerului ADN. În modelele de mutageneză pentru tatuatori propuse de doi biologi cunoscuți, a fost mai întâi ridicată ideea că stratul principal de mutații constă în posibilitatea ca bazele ADN-ului să fie localizate în diferite forme de tatuator.

Clasificarea timpurie a mutațiilor

Geneticianul Meller a creat o clasificare a mutațiilor bazată pe tipurile de modificări în funcționarea genelor. Ca urmare, au apărut următoarele tipuri:

1. Amorf. În timpul mutației, gena își pierde aproape toate funcțiile. Un exemplu de mutație este schimbarea în Drosophila.
2. Hipomorf. Alelele modificate continuă să acționeze conform aceluiași scenariu ca și cele sălbatice. Sinteza produsului proteic se realizează într-o cantitate mai mică.
3. Antimorfic. Schimbarea trăsăturii mutante. Exemple de mutație sunt unele boabe de porumb - devin violet în loc de violet.
4. neomorf.

Clasificarea tardivă a mutațiilor

În cărțile științifice moderne de referință se menționează o clasificare formală, care se bazează pe schimbări care au loc în diferite structuri. Pe baza acestei diviziuni, se disting următoarele mutații:

1. genomic.
2. Cromozomiale.
3. Genetic.

Modificările cromozomilor sunt asociate cu mutații genomice, al căror număr total nu se corelează cu setul de halogeni.

Mutațiile cromozomiale sunt atribuite rearanjarii cromozomilor individuali în număr mare. În acest caz, materialul genetic pierde o parte sau, dimpotrivă, o dublează.

În ceea ce privește mutația genei, aceasta modifică doar puțin structura ADN-ului genei, spre deosebire de alte specii, dar apariția ei se întâmplă mult mai des.

În cadrul speciei de gene se distinge o altă subspecie, numită mutație punctuală. Inlocuieste o baza azotata cu alta.

De asemenea, se întâmplă ca nocivitatea mutațiilor să fie înlocuită treptat de utilitate. Impulsul pentru astfel de schimbări este condițiile în continuă schimbare pentru existența organismelor. Deci, ce rol joacă mutațiile?

Luați ca exemplu selecția naturală, un proces evolutiv binecunoscut care depinde în mare măsură de variabilitate. Să luăm în considerare rolul evolutiv al unei mutații folosind exemplul mutanților melanistici (indivizi cu o culoare închisă), care au fost descoperiți de oamenii de știință englezi din secolul al XIV-lea în timp ce studiau moliile de mesteacăn. Pe lângă fluturi, care erau pictați în culori de obicei deschise, s-au găsit și alți indivizi a căror culoare era mult mai închisă. Motivul unei diferențe atât de puternice a fost gena mutantă.

Faptul este că habitatul obișnuit pentru astfel de fluturi sunt copacii, pe trunchiurile cărora lichenul crește abundent. Revoluția industrială care a predominat în primii ani, împreună cu poluarea severă a straturilor atmosferice, a dus la moartea lichenilor. Pe trunchiurile cândva ușoare a apărut funingine, care a interferat cu camuflajul natural.Toate acestea au dus la faptul că indivizii al căror habitat erau zonele industriale și-au schimbat culoarea morfologiei de la deschis la întuneric. Un astfel de rol evolutiv al mutației a ajutat mulți fluturi să supraviețuiască, în timp ce rudele lor echitabile nu atât de reușite au devenit victime ale atacurilor păsărilor de pradă.

Schimbări similare au loc într-o mare varietate de specii din întreaga lume. Apariția unor astfel de trăsături utile, care stau la baza rolului evolutiv al mutației, duce la faptul că selecția naturală dă naștere la noi subspecii și specii printre organismele vii. Mutația are loc tot timpul, deoarece este o capacitate naturală a genelor noastre.

Mai multe informații despre mutație pot fi găsite în manualele de biologie și literatura științifică de specialitate.

1. Completează propoziţia.

Prioritatea în studiul proceselor genetice în populație îi aparține remarcabilului om de știință rus S. S. Chetvertikov.

2. Răspundeți care este rolul evolutiv al mutațiilor.

Procesul de mutație este sursa rezervei de variabilitate ereditară a populațiilor. Prin menținerea unui grad ridicat de diversitate genetică în populații, oferă baza pentru funcționarea selecției naturale.

3. Observațiile populațiilor naturale arată că majoritatea organismelor sunt heterozigote pentru multe gene. Dați o explicație pentru acest fenomen.

Majoritatea organismelor sunt heterozigote pentru multe gene, adică în celulele lor, cromozomii perechi poartă diferite forme ale aceleiași gene. Cel mai adesea, astfel de organisme sunt mai bine adaptate mediului decât cele homozigote.

4. Explicați motivul (motivele) diferențelor în structura genetică a populațiilor aceleiași specii.

Există diferențe genetice între populații, deoarece acestea trăiesc adesea în habitate diferite. O modificare direcționată a frecvenței genelor se datorează acțiunii selecției naturale. În plus, chiar dacă populațiile sunt situate aproape una de alta, în populații apar procese care duc la o schimbare nedirecționată, aleatorie, a frecvenței genelor, adică a structurii genetice.

5. Dați definiția fondului genetic al unei populații (specii).

Baza genetică a populației este totalitatea tuturor genelor dintr-o populație.

6. Scrieți care este rezerva de variabilitate ereditară și care este semnificația ei biologică.

Rezervă de variabilitate ereditară este un proces de mutație.

Semnificația sa biologică- mutațiile creează baza diversității genetice a populațiilor, care mai târziu pot forma noi specii. Adică, mutațiile pot duce la speciație.

7. Extindeți sensul afirmației: „Unele mutații dăunătoare au o semnificație evolutivă pozitivă”. Dă un exemplu.

În unele condiții neobișnuite, mutațiile ajută la supraviețuire și oferă un avantaj față de alți indivizi. De exemplu, la unele specii de insecte, se observă o mutație în care aripile nu se dezvoltă. În condiții normale, acest lucru este dăunător, dar pe insule și trecători de munte, unde bat vânturi puternice, absența aripilor permite insectelor să existe în mod normal.

8. Alegeți dintre opțiunile de mai jos răspunsul corect la întrebare și subliniați-l.

Care (care) dintre următorii factori este (sunt) factorul furnizor (factorii furnizori) a eterogenității genetice a populației?

Răspuns: izolare, proces de mutație, selecție naturală, valuri de populație, migrație.

9. Completează propoziţia.

Un factor evolutiv care întărește și consolidează diferențele genetice dintre populații este izolarea.