Printre factorii dinamicii genetice a unei populații care încalcă starea ei de echilibru se numără: procesul de mutație, selecția, deriva genetică, migrația, izolarea.

Mutații și selecție naturală

În fiecare generație, fondul de gene al populației este completat cu noi apariții mutatii. Printre acestea, pot exista atât schimbări complet noi, cât și mutații deja existente în populație. Acest proces se numește presiune mutațională. Mărimea presiunii mutației depinde de gradul de mutabilitate al genelor individuale, de raportul dintre mutațiile directe și inverse, de eficiența sistemului de reparare și de prezența factorilor mutageni în mediu. În plus, amploarea presiunii mutaționale este afectată de măsura în care mutația afectează viabilitatea și fertilitatea individului.

Studiile arată că populațiile naturale sunt saturate cu gene mutante, care sunt în mare parte într-o stare heterozigotă. Procesul de mutație creează variabilitatea genetică primară a populației, cu care trebuie luate măsuri ulterioare. selecție naturală. În cazul unei schimbări a condițiilor externe și al unei schimbări a direcției de selecție, rezerva de mutații permite populației să se adapteze rapid la noua situație.

Eficiența selecției depinde dacă trăsătura mutantă este dominantă sau recesivă. Purificarea unei populații de la indivizi cu o mutație dominantă dăunătoare poate fi realizată într-o generație dacă purtătorul ei nu lasă în urmă urmași. În același timp, mutațiile recesive dăunătoare scapă de acțiunea selecției dacă sunt în stare heterozigotă și mai ales în cazurile în care selecția acționează în favoarea heterozigoților. Acestea din urmă au adesea un avantaj selectiv față de genotipurile homozigote datorită unei rate de reacție mai largi, care crește potențialul de adaptare al proprietarilor lor. Odată cu conservarea și reproducerea heterozigoților, probabilitatea de separare a homozigoților recesivi crește simultan. Se numește selecția în favoarea heterozigoților balansare.

Un exemplu izbitor al acestei forme de selecție este situația cu moștenirea anemiei falciforme. Această boală este răspândită în anumite părți ale Africii. Este cauzată de o mutație a genei care codifică sinteza lanțului b al hemoglobinei, în care un aminoacid (valină) este înlocuit cu altul (glutamina). Omozigoții pentru această mutație suferă de anemie severă, care duce aproape întotdeauna la moarte la o vârstă fragedă. Eritrocitele unor astfel de oameni sunt în formă de seceră. Heterozigoza pentru această mutație nu duce la anemie. Eritrocitele la heterozigoți au o formă normală, dar conțin 60% hemoglobină normală și 40% hemoglobină alterată. Acest lucru sugerează că ambele alele funcționează la heterozigoți - normali și mutanți. Deoarece homozigoții pentru alela mutantă sunt complet eliminați din reproducere, ne-am aștepta la o scădere a frecvenței genei dăunătoare în populație. Cu toate acestea, în unele triburi africane, proporția de heterozigoți pentru această genă este de 30-40%. Motivul pentru această situație este că persoanele cu genotip heterozigot sunt mai puțin susceptibile de a fi infectate cu febra dengue, ceea ce provoacă mortalitate ridicată în aceste zone, comparativ cu norma. În acest sens, selecția păstrează ambele genotipuri: normal (homozigot dominant) și heterozigot. Reproducerea de la o generație la alta a două clase genotipice diferite de indivizi dintr-o populație este denumită polimorfism echilibrat. Are o valoare adaptativă.

Există și alte forme de selecție naturală. Stabilizarea selecției păstrează norma ca variantă a genotipului care îndeplinește cel mai bine condițiile predominante, eliminând abaterile de la aceasta care apar. Această formă de selecție operează de obicei atunci când populația se află în condiții de existență relativ stabile pentru o perioadă lungă de timp. În schimb, selecția motivului păstrează o nouă trăsătură dacă mutația rezultată este benefică și oferă purtătorilor săi un anumit avantaj. Selecţie perturbatoare(ruperea) acţionează simultan în două direcţii, păstrând variantele extreme ale dezvoltării trăsăturii. Ch. Darwin a dat un exemplu tipic al acestei forme de selecție. Se referă la conservarea a două forme de insecte pe insule: înaripate și fără aripi, care trăiesc pe diferite părți ale insulei - sub vânt și fără vânt.

Principalul rezultat al activității selecției naturale se reduce la o creștere a numărului de indivizi cu trăsături, în direcția căreia se desfășoară selecția. În același timp, sunt selectate și semne legate de acestea și semne care sunt în relație corelativă cu primul. Pentru genele care controlează trăsăturile care nu sunt afectate de selecție, o populație poate fi într-o stare de echilibru pentru o perioadă lungă de timp, iar distribuția genotipurilor pentru acestea va fi apropiată de formula Hardy-Weinberg.

Selecția naturală operează pe scară largă și afectează simultan multe aspecte ale vieții organismului. Are ca scop conservarea trăsăturilor care sunt benefice pentru organism, care îi sporesc adaptabilitatea și îi conferă un avantaj față de alte organisme. În schimb, efectul selecției artificiale, care are loc în populațiile de plante cultivate și animale domestice, este mai restrâns și afectează cel mai adesea trăsături care sunt benefice pentru oameni, și nu pentru purtătorii lor.

deviere genetică

Cauzele aleatoare au o mare influență asupra structurii genotipice a populațiilor. Acestea includ: fluctuațiile în dimensiunea populației, componența pe vârstă și sex a populațiilor, calitatea și cantitatea resurselor alimentare, prezența sau absența concurenței, natura aleatorie a eșantionului care dă naștere următoarei generații etc. Modificarea genei frecvențele într-o populație din motive aleatorii pe care geneticianul american S. Wright a numit deviere genetică, iar N.P. Dubinina este un proces genetic-automat. Fluctuațiile bruște ale dimensiunii populației au un efect deosebit de vizibil asupra structurii genetice a populațiilor - valuri de populație, sau valuri de viață. S-a stabilit că în populațiile mici procesele dinamice decurg mult mai intens, iar rolul hazardului în acumularea de genotipuri individuale crește. Când o populație este redusă, unele gene mutante pot fi păstrate accidental în ea, în timp ce altele pot fi, de asemenea, eliminate aleatoriu. Odată cu o creștere ulterioară a dimensiunii populației, numărul acestor gene conservate poate crește rapid. Rata de derive este invers proporțională cu dimensiunea populației. În momentul scăderii numărului, deriva este deosebit de intensă. Cu o reducere foarte bruscă a populației, poate exista o amenințare cu dispariția acesteia. Aceasta este așa-numita situație de „gât de sticlă”. Dacă populația reușește să supraviețuiască, atunci, ca urmare a derivei genetice, frecvențele lor se vor schimba, ceea ce va afecta structura noii generații.

Procesele genetico-automate sunt deosebit de clare în izolate, când un grup de indivizi este izolat dintr-o populație mare și formează o nouă așezare. Există multe astfel de exemple în genetica populațiilor umane. Așadar, în statul Pennsylvania (SUA) trăiește o sectă de menoniți, numărând câteva mii de oameni. Căsătoriile aici sunt permise numai între membrii sectei. Izolarea a început cu trei cupluri căsătorite care s-au stabilit în America la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Acest grup de oameni se caracterizează printr-o concentrație neobișnuit de mare a genei pleiotrope, care în stare homozigotă provoacă o formă specială de nanism cu polidactilie. Aproximativ 13% dintre membrii acestei secte sunt heterozigoți pentru această mutație rară. Este probabil ca aici să fi avut loc „efectul strămoșului”: din întâmplare, unul dintre fondatorii sectei a fost heterozigot pentru această genă, iar căsătoriile strâns legate au contribuit la răspândirea acestei anomalii. În alte grupuri de menoniți împrăștiați în Statele Unite, o astfel de boală nu a fost găsită.

Migrații

Un alt motiv pentru modificarea frecvențelor genelor dintr-o populație este migrație. În timpul mișcării grupurilor de indivizi și încrucișării acestora cu membrii unei alte populații, genele sunt transferate de la o populație la alta. Efectul migrației depinde de mărimea grupului de migranți și de diferența de frecvență a genelor între populațiile care fac schimb. Dacă frecvențele inițiale ale genelor din populații sunt foarte diferite, atunci poate apărea o schimbare semnificativă a frecvențelor. Pe măsură ce migrația progresează, diferențele genetice dintre populații se stabilesc. Rezultatul final al presiunii migrațiilor este stabilirea unei anumite concentrații medii pentru fiecare mutație în întregul sistem de populații între care are loc un schimb de indivizi.

Un exemplu al rolului migrațiilor este distribuția genelor care determină grupele sanguine umane ale sistemului AB0. Europa se caracterizează prin predominanța grupului DAR, pentru Asia - grupuri LA. Motivul diferențelor, potrivit geneticienilor, constă în migrațiile mari ale populației care au avut loc de la Est la Vest în perioada de la 500 la 1500 de ani. anunț.

Izolatie

Dacă indivizii unei populații nu se încrucișează complet sau parțial cu indivizii altor populații, o astfel de populație experimentează un proces izolare. Dacă separarea este observată de-a lungul unui număr de generații, iar selecția acționează în direcții diferite în diferite populații, atunci are loc un proces de diferențiere a populațiilor. Procesul de izolare operează atât la nivelul intrapopulației, cât și la nivel interpopulațional.

Există două tipuri principale de izolație: spațială, sau mecanic, izolare și biologic izolatie. Primul tip de izolare apare fie sub influența factorilor geografici naturali (construcții montane; apariția râurilor, lacurilor și a altor corpuri de apă; erupție vulcanică etc.), fie ca urmare a activității umane (arătura terenului, drenarea mlaștinilor, plantații forestiere etc.). Una dintre consecințele izolării spațiale este formarea unei game discontinue a speciilor, care este caracteristică, în special, magpiei albastre, zibelului, broaștei comune, rogozului și loachului comun.

izolare biologicăîmpărțite în morfo-fiziologice, ecologice, etologice și genetice. Toate aceste tipuri de izolare se caracterizează prin apariția unor bariere reproductive care limitează sau exclud încrucișarea liberă.

Izolarea morfo-fiziologică apare mai ales la nivelul proceselor reproductive. La animale, este adesea asociat cu diferențe în structura organelor copulatoare, ceea ce este valabil mai ales pentru insecte și unele rozătoare. La plante, caracteristici precum dimensiunea bobul de polen, lungimea tubului polenic și coincidența perioadelor de maturare a polenului și a stigmatelor joacă un rol important.

La izolare etologică la animale, diferențele de comportament ale indivizilor în timpul perioadei de reproducere servesc drept obstacol, de exemplu, se observă curtarea nereușită a unui mascul pentru o femelă.

Izolarea mediului se poate manifesta sub diferite forme: în preferința pentru un anumit teritoriu de reproducere, în diferite perioade de maturare a celulelor germinale, rate de reproducere etc. De exemplu, la peștii marini care migrează pentru a se reproduce în râuri, în fiecare râu se formează o populație specială. . Reprezentanții acestor populații pot diferi în ceea ce privește dimensiunea, culoarea, momentul debutului pubertății și alte caracteristici legate de procesul de reproducere.

izolare genetică include diferite mecanisme. Cel mai adesea, apare din cauza încălcării cursului normal al meiozei și a formării gameților neviabile. Cauzele încălcărilor pot fi poliploidia, rearanjamentele cromozomiale, incompatibilitatea nuclearo-plasmă. Fiecare dintre aceste fenomene poate duce la limitarea panmixiei și infertilității hibrizilor și, în consecință, la limitarea procesului de combinare liberă a genelor.

Izolarea este rareori creată de un singur mecanism. De obicei, mai multe forme diferite de izolare au loc în același timp. Ele pot acționa atât în ​​stadiul care precedă fertilizării, cât și după aceasta. În acest din urmă caz, sistemul de izolație este mai puțin economic, deoarece o cantitate semnificativă de resurse energetice este irosită, de exemplu, pentru producerea de urmași sterili.

Factorii enumerați ai dinamicii genetice a populațiilor pot acționa individual și în comun. În acest din urmă caz, fie se poate observa un efect cumulativ (de exemplu, un proces de mutație + selecție), fie acțiunea unui factor poate reduce eficacitatea altuia (de exemplu, apariția migranților poate reduce efectul derivării genelor). ).

Studiul proceselor dinamice în populaţii a permis S.S. Chetverikov (1928) pentru a formula ideea homeostazia genetică. Prin homeostazie genetică, el a înțeles starea de echilibru a unei populații, capacitatea acesteia de a-și menține structura genotipică ca răspuns la acțiunea factorilor de mediu. Principalul mecanism pentru menținerea unei stări de echilibru este încrucișarea liberă a indivizilor, în chiar condițiile cărora, conform lui Chetverikov, este așezat un aparat pentru stabilizarea raporturilor numerice ale alelelor.

Procesele genetice pe care le-am luat în considerare, care au loc la nivel de populație, creează baza pentru evoluția unor grupuri sistematice mai mari: specii, genuri, familii, i.e. pentru macroevoluție. Mecanismele de micro- și macroevoluție sunt similare în multe privințe, doar amploarea schimbărilor care au loc este diferită.

În natură, fiecare specie existentă este un complex complex sau chiar un sistem de grupuri intraspecifice care includ indivizi cu caracteristici structurale, fiziologice și comportamentale specifice. O astfel de asociere intraspecifică a indivizilor este populatie.

Cuvântul „populație” provine din latinescul „populus” – oameni, populație. Prin urmare, populatie- un ansamblu de indivizi din aceeași specie care trăiesc pe un anumit teritoriu, i.e. cele care doar se încrucișează între ele. Termenul de „populație” este folosit în prezent în sensul restrâns al cuvântului atunci când se vorbește despre o grupare intraspecifică specifică care locuiește într-o anumită biogeocenoză, iar într-un sens larg, general - pentru a se referi la grupuri izolate ale unei specii, indiferent de teritoriul pe care îl ocupă. și ce informații genetice poartă.

Membrii aceleiași populații se afectează reciproc nu mai puțin decât factorii fizici ai mediului sau ai altor specii de organisme care trăiesc împreună. La populații, într-o măsură sau alta, se manifestă toate formele de relații caracteristice relațiilor interspecifice, dar cele mai pronunțate mutualiste(reciproc benefic) și competitiv. Populațiile pot fi monolitice sau constau din grupări la nivel de subpopulație - familii, clanuri, turme, turme etc. Combinarea organismelor aceleiași specii într-o populație creează proprietăți calitativ noi. În comparație cu durata de viață a unui organism individual, o populație poate exista o perioadă foarte lungă de timp.

În același timp, o populație este similară cu un organism ca biosistem, deoarece are o anumită structură, integritate, un program genetic de auto-reproducere și capacitatea de a se autoregla și de a se adapta. Interacțiunea oamenilor cu specii de organisme care se află în mediu, în mediul natural sau sub controlul economic al omului, este de obicei mediată prin populații. Este important ca multe modele de ecologie a populației să se aplice și populațiilor umane.

populatie este unitatea genetică a unei specii, ale cărei modificări sunt efectuate de evoluția speciei. Ca grup de indivizi din aceeași specie care trăiesc împreună, populația acționează ca primul macrosistem biologic supraorganism. Capacitatea de adaptare a unei populații este mult mai mare decât cea a indivizilor ei constitutivi. O populație ca unitate biologică are o anumită structură și funcții.

Structura populației caracterizată prin indivizii ei constitutivi și distribuția lor în spațiu.

Funcții de populație similare cu funcţiile altor sisteme biologice. Ele se caracterizează prin creștere, dezvoltare, capacitatea de a menține existența în condiții în continuă schimbare, adică. populaţiile au caracteristici genetice şi ecologice specifice.

Populațiile au legi care permit ca resursele limitate ale mediului să fie utilizate în acest mod pentru a se asigura că vor rămâne urmași. Populațiile multor specii au proprietăți care le permit să-și regleze numărul. Menținerea populației optime în condiții date se numește homeostazia populației.

Astfel, populațiile, ca asociații de grup, au o serie de proprietăți specifice care nu sunt inerente fiecărui individ. Principalele caracteristici ale populațiilor: număr, densitate, natalitate, mortalitate, ritm de creștere.

Populațiile se caracterizează printr-o anumită organizare. Distribuția indivizilor pe teritoriu, raportul grupurilor după sex, vârstă, caracteristicile morfologice, fiziologice, comportamentale și genetice reflectă structura populatiei. Se formează, pe de o parte, pe baza proprietăților biologice generale ale speciei și, pe de altă parte, sub influența factorilor de mediu abiotici și a populațiilor altor specii. Structura populațiilor are, așadar, un caracter adaptativ.

Posibilitățile de adaptare ale unei specii ca întreg ca sistem de populații sunt mult mai largi decât trăsăturile adaptative ale fiecărui individ particular.

Structura populației speciei

Spațiul sau suprafața ocupată de o populație poate fi diferită atât pentru specii diferite, cât și în cadrul aceleiași specii. Aria unei populații este determinată în mare măsură de mobilitatea indivizilor sau de raza activității individuale. Dacă raza activității individuale este mică, dimensiunea intervalului populației este, de obicei, mică. În funcție de dimensiunea teritoriului ocupat, se poate distinge trei tipuri de populații: elementar, ecologic și geografic (Fig. 1).

Orez. 1. Subdiviziunea spațială a populațiilor: 1, raza speciei; 2-4 - respectiv populaţii geografice, ecologice şi elementare

Există sexul, vârsta, structura genetică, spațială și ecologică a populațiilor.

Structura sexuală a populației reprezintă raportul dintre indivizi de diferite sexe din el.

Structura de vârstă a populației- raportul în componența populației de indivizi de diferite vârste, reprezentând unul sau diferiți descendenți ai uneia sau mai multor generații.

Structura genetică a populației este determinată de variabilitatea și diversitatea genotipurilor, de frecvența variațiilor genelor individuale - alele, precum și de împărțirea populației în grupuri de indivizi apropiați genetic, între care, la încrucișare, are loc un schimb constant de alele.

Structura spațială a populației - natura amplasării și repartizării membrilor individuali ai populației și a grupurilor acestora în zonă. Structura spațială a populațiilor diferă semnificativ între animalele sedentare și cele nomade sau migratoare.

Structura ecologică a populației este împărțirea oricărei populații în grupuri de indivizi care interacționează diferit cu factorii de mediu.

Fiecare specie, ocupând un anumit teritoriu ( gamă) este reprezentată pe ea printr-un sistem de populaţii. Cu cât teritoriul ocupat de o specie este disecat mai complex, cu atât există mai multe oportunități pentru izolarea populațiilor individuale. Cu toate acestea, într-o măsură mai mică, structura populației unei specii este determinată de caracteristicile sale biologice, cum ar fi mobilitatea indivizilor ei constitutivi, gradul de atașare a acestora de teritoriu și capacitatea de a depăși barierele naturale.

Izolarea populațiilor

Dacă membrii unei specii se amestecă și se amestecă în mod constant pe suprafețe vaste, o astfel de specie este caracterizată de un număr mic de populații mari. Cu abilități slab dezvoltate de mișcare, multe populații mici se formează în compoziția speciei, reflectând natura mozaic a peisajului. La plante și animale sedentare, numărul populațiilor este direct dependent de gradul de eterogenitate al mediului.

Gradul de izolare a populațiilor vecine ale speciei este diferit. În unele cazuri, ele sunt puternic separate de un teritoriu nelocuitor și clar localizate în spațiu, cum ar fi populațiile de biban și tanc din lacurile izolate.

Varianta opusă este colonizarea continuă a teritoriilor mari de către specie. În cadrul aceleiași specii, pot exista populații atât cu limite bine definite, cât și neclare, iar în cadrul unei specii, populațiile pot fi reprezentate prin grupuri de dimensiuni diferite.

Relațiile dintre populații susțin specia în ansamblu. Izolarea prea lungă și completă a populațiilor poate duce la formarea de noi specii.

Diferențele dintre populațiile individuale sunt exprimate în grade diferite. Ele pot afecta nu numai caracteristicile grupului lor, ci și caracteristicile calitative ale fiziologiei, morfologiei și comportamentului indivizilor. Aceste diferențe sunt create în principal sub influența selecției naturale, care adaptează fiecare populație la condițiile specifice ale existenței sale.

Clasificarea și structura populațiilor

Un semn obligatoriu al unei populații este capacitatea sa de a exista independent pe un anumit teritoriu pentru o perioadă nedeterminată de timp datorită reproducerii și nu afluxului de indivizi din exterior. Așezările temporare de diferite scări nu aparțin categoriei populațiilor, ci sunt considerate subdiviziuni intrapopulaționale. Din aceste poziții, specia este reprezentată nu printr-o subordonare ierarhică, ci printr-un sistem spațial de populații vecine de diferite scări și cu grade variate de conexiuni și izolare între ele.

Populațiile pot fi clasificate în funcție de structura lor spațială și de vârstă, densitate, cinetică, persistența sau schimbarea habitatului și alte criterii ecologice.

Granițele teritoriale ale populațiilor diferitelor specii nu coincid. Diversitatea populațiilor naturale se exprimă și în varietatea tipurilor structurii lor interne.

Principalii indicatori ai structurii populațiilor sunt numărul, distribuția organismelor în spațiu și raportul indivizilor de calitate diferită.

Caracteristicile individuale ale fiecărui organism depind de caracteristicile programului său ereditar (genotip) și de modul în care acest program este realizat în cursul ontogenezei. Fiecare individ are anumite dimensiuni, sex, trăsături distinctive ale morfologiei, trăsături comportamentale, propriile limite de rezistență și adaptabilitate la schimbările de mediu. Distribuția acestor trăsături într-o populație caracterizează și structura acesteia.

Structura populației nu este stabilă. Creșterea și dezvoltarea organismelor, nașterea altora noi, moartea din diverse cauze, schimbările condițiilor de mediu, creșterea sau scăderea numărului de inamici - toate acestea duc la schimbarea diferitelor relații în cadrul populației. Direcția schimbărilor ulterioare depinde în mare măsură de structura populației într-o anumită perioadă de timp.

Structura sexuală a populațiilor

Mecanismul genetic de determinare a sexului prevede împărțirea descendenților după sex într-un raport de 1: 1, așa-numitul raport de sex. Dar din aceasta nu rezultă că același raport este caracteristic populației în ansamblu. Trăsăturile legate de sex determină adesea diferențe semnificative în fiziologia, ecologia și comportamentul femeilor și bărbaților. Datorită viabilității diferite a organismelor masculine și feminine, acest raport primar diferă adesea de raportul secundar și mai ales de cel terțiar, care este caracteristic adulților. Deci, la oameni, raportul de sex secundar este de 100 fete la 106 băieți, până la vârsta de 16-18 ani acest raport este echilibrat din cauza mortalității crescute la bărbați și până la vârsta de 50 de ani este de 85 de bărbați la 100 de femei, iar până la vârsta de 80 - 50 de bărbați la 100 de femei.

Raportul de sex într-o populație se stabilește nu numai conform legilor genetice, ci și într-o anumită măsură sub influența mediului.

Structura pe vârstă a populațiilor

Ratele natalității și mortalității, dinamica populației sunt direct legate de structura de vârstă a populației. Populația este formată din indivizi de diferite vârste și sex. Pentru fiecare specie și, uneori, pentru fiecare populație din cadrul unei specii, propriile proporții ale grupelor de vârstă sunt caracteristice. În raport cu populația, de obicei disting trei epoci ecologice: pre-reproductive, reproductive și post-reproductive.

Odată cu vârsta, cerințele unui individ față de mediu și rezistența la factorii săi individuali se schimbă în mod natural și foarte semnificativ. În diferite etape ale ontogenezei, poate apărea o schimbare a habitatelor, o schimbare a tipului de nutriție, a naturii mișcării și a activității generale a organismelor.

Diferențele de vârstă ale populației cresc semnificativ eterogenitatea ei ecologică și, în consecință, rezistența acesteia la mediu. Crește probabilitatea ca, în cazul unor abateri puternice ale condițiilor de la normă, cel puțin o parte din indivizii viabili să rămână în populație, iar aceasta să-și poată continua existența.

Structura de vârstă a populațiilor are un caracter adaptativ. Se formează pe baza proprietăților biologice ale speciei, dar reflectă întotdeauna și puterea impactului factorilor de mediu.

Structura de vârstă a populațiilor la plante

La plante, structura de vârstă a cenopopulației, adică. populația unei anumite fitocenoze este determinată de raportul grupelor de vârstă. Vârsta absolută sau calendaristică a unei plante și starea ei de vârstă nu sunt concepte identice. Plantele de aceeași vârstă pot fi în diferite stări de vârstă. Vârsta sau starea ontogenetică a unui individ este stadiul ontogenezei sale, la care se caracterizează prin anumite relații cu mediul.

Structura de vârstă a cenopopulației este determinată în mare măsură de caracteristicile biologice ale speciei: frecvența rodirii, numărul de semințe produse și primordii vegetative, capacitatea primordiilor vegetative de a întineri, rata de tranziție a indivizilor de la o stare de vârstă la alta, capacitatea de a forma clone etc. Manifestarea tuturor acestor caracteristici biologice, la rândul ei, depinde de condițiile de mediu. Se modifică și cursul ontogenezei, care poate apărea la o specie în mai multe variante.

Diferitele dimensiuni ale plantelor reflectă diferite vitalitate indivizi din cadrul fiecărei grupe de vârstă. Vitalitatea unui individ se manifestă în puterea organelor sale vegetative și generatoare, care corespunde cantității de energie acumulată, și în rezistența la efectele adverse, care este determinată de capacitatea de regenerare. Vitalitatea fiecărui individ se modifică în ontogeneză de-a lungul unei curbe cu un singur vârf, crescând pe ramura ascendentă a ontogenezei și scăzând pe cea descendentă.

Multe specii de luncă, pădure, stepă atunci când sunt cultivate în pepiniere sau culturi, de ex. pe cel mai bun fundal agrotehnic, reduc ontogenia acestora.

Capacitatea de a schimba calea ontogenezei asigură adaptarea la condițiile de mediu în schimbare și extinde nișa ecologică a speciei.

Structura de vârstă a populațiilor la animale

În funcție de caracteristicile reproducerii, membrii unei populații pot aparține aceleiași generații sau altora diferite. În primul caz, toți indivizii sunt apropiați ca vârstă și trec aproximativ simultan prin etapele următoare ale ciclului de viață. Momentul reproducerii și trecerea stadiilor individuale de vârstă sunt de obicei limitate la un anumit sezon al anului. Mărimea unor astfel de populații este, de regulă, instabilă: abaterile puternice ale condițiilor de la optim în orice stadiu al ciclului de viață afectează întreaga populație simultan, provocând o mortalitate semnificativă.

La speciile cu o singură reproducere și cicluri de viață scurte, mai multe generații sunt înlocuite pe parcursul anului.

Atunci când exploatarea umană a populațiilor naturale de animale, luarea în considerare a structurii lor de vârstă este de o importanță capitală. La speciile cu un recrutare anual mare, o parte mai mare a populației poate fi îndepărtată fără amenințarea de a-i submina numărul. De exemplu, la somonul roz, care se maturizează în al doilea an de viață, este posibil să se prindă până la 50-60% dintre indivizii care depun icre fără amenințarea unei scăderi suplimentare a populației. Pentru somonul chum care se maturizează mai târziu și are o structură de vârstă mai complexă, ratele de îndepărtare dintr-o turmă matură ar trebui să fie mai mici.

O analiză a structurii de vârstă ajută la prezicerea dimensiunii populației pe parcursul vieții unui număr de generații următoare.

Spatiul ocupat de populatie ii asigura mijloacele de existenta. Fiecare teritoriu poate hrăni doar un anumit număr de indivizi. Desigur, caracterul complet al utilizării resurselor disponibile depinde nu numai de mărimea totală a populației, ci și de distribuția indivizilor în spațiu. Acest lucru se manifestă în mod clar la plantele a căror suprafață de hrănire nu poate fi mai mică de o anumită valoare limită.

În natură, o distribuție ordonată aproape uniformă a indivizilor în teritoriul ocupat se găsește ocazional. Cu toate acestea, cel mai adesea membrii populației sunt repartizați neuniform în spațiu.

În fiecare caz specific, tipul de distribuție în spațiul ocupat se dovedește a fi adaptativ, adică. permite utilizarea optimă a resurselor disponibile. Plantele dintr-o cenopopulație sunt cel mai adesea distribuite extrem de neuniform. Adesea, centrul mai dens al grupului este înconjurat de indivizi mai puțin dens distanțați.

Eterogenitatea spațială a cenopopulației este legată de natura dezvoltării clusterelor în timp.

La animale, datorită mobilității lor, metodele de ordonare a relațiilor teritoriale sunt mai diverse decât la plante.

La animalele superioare, distribuția intrapopulației este reglementată de un sistem de instincte. Ele se caracterizează printr-un comportament teritorial special - o reacție la localizarea altor membri ai populației. Cu toate acestea, viața sedentară este plină de amenințarea epuizării rapide a resurselor dacă densitatea populației este prea mare. Suprafața totală ocupată de populație este împărțită în zone separate individuale sau de grup, ceea ce realizează o utilizare ordonată a proviziilor de hrană, adăposturi naturale, zone de reproducere etc.

În ciuda izolării teritoriale a membrilor populației, comunicarea se menține între aceștia folosind un sistem de semnale diverse și contacte directe la granițele posesiunilor.

„Securizarea locului” se realizează în diverse moduri: 1) prin protejarea limitelor spațiului ocupat și prin agresiune directă față de străin; 2) comportament ritual special care demonstrează o amenințare; 3) un sistem de semnale și marcaje speciale care indică ocuparea teritoriului.

Reacția obișnuită la semnele teritoriale - evitarea - este ereditară la animale. Beneficiul biologic al acestui tip de comportament este clar. Dacă stăpânirea unui teritoriu a fost decisă numai de rezultatul unei lupte fizice, apariția fiecărui străin mai puternic ar amenința proprietarul cu pierderea teritoriului și eliminarea de la reproducere.

Suprapunerea parțială a teritoriilor individuale servește ca modalitate de a menține contactele între membrii populației. Indivizii vecini mențin adesea un sistem stabil de conexiuni reciproc avantajos: avertizare reciprocă asupra pericolului, protecție comună de inamici. Comportamentul normal al animalelor include o căutare activă a contactelor cu membrii propriei specii, care se intensifică adesea în timpul unei perioade de scădere a numărului.

Unele specii formează grupuri nomadice care nu sunt legate de un anumit teritoriu. Acesta este comportamentul multor specii de pești în timpul migrațiilor de hrănire.

Nu există distincții absolute între diferitele moduri de utilizare a teritoriului. Structura spațială a populației este foarte dinamică. Este supus unor rearanjamente sezoniere și alte rearanjamente adaptative în conformitate cu locul și timpul.

Tiparele comportamentului animal sunt subiectul unei științe speciale - etologie. Sistemul de relații dintre membrii unei populații se numește așadar structura etologică sau comportamentală a populației.

Comportamentul animalelor în raport cu ceilalți membri ai populației depinde, în primul rând, de faptul dacă un mod de viață solitar sau de grup este caracteristic speciei.

Un stil de viață solitar, în care indivizii unei populații sunt independenți și izolați unul de celălalt, este caracteristic multor specii, dar numai în anumite etape ale ciclului de viață. Existența complet solitară a organismelor nu are loc în natură, deoarece în acest caz ar fi imposibil să-și îndeplinească funcția vitală principală - reproducerea.

Cu un stil de viață de familie, se întăresc și legăturile dintre părinți și urmașii lor. Cel mai simplu tip de astfel de conexiune este grija unuia dintre părinți cu privire la ouăle depuse: paza ambreiajului, incubația, aerarea suplimentară etc. Cu un stil de viață de familie, comportamentul teritorial al animalelor este cel mai pronunțat: diverse semnale, marcaje, forme rituale de amenințare și agresiune directă asigură posesia unui teren suficient pentru creșterea urmașilor.

Asociații mai mari de animale - turme, turmeși colonii. Formarea lor se bazează pe complicarea ulterioară a relațiilor comportamentale în populații.

Viața într-un grup prin sistemele nervos și hormonal se reflectă în cursul multor procese fiziologice din corpul animalului. La indivizii izolați, nivelul metabolismului se modifică semnificativ, substanțele de rezervă sunt consumate mai repede, o serie de instincte nu se manifestă și viabilitatea generală se înrăutățește.

Efect de grup pozitiv se manifestă numai până la un anumit nivel optim de densitate a populaţiei. Dacă sunt prea multe animale, aceasta amenință pe toată lumea cu lipsa resurselor de mediu. Apoi intră în joc alte mecanisme, care duc la scăderea numărului de indivizi din grup prin divizarea, dispersarea acestuia sau scăderea natalității.

Obiective: să formeze conceptul de populație ca unitate elementară de evoluție; arata rolul variabilitatii ereditare ca unul dintre factorii evolutivi, cauzele variabilitatii speciilor.

mișcare lecţie

eu. Verificarea cunoștințelor.

1. Testare.

1) Prezența unor trăsături structurale similare ale organismelor determină

criteriu:

a) genetică;

b) morfologic;

c) fiziologice;

d) ecologic.

2) Comunitatea strămoșilor dovedește criteriul:

a) istoric;

b) morfologic;

c) genetice d) geografice.

3) Cariotipul organismelor studiază criteriul:

a) genetic:

b) fiziologic;

c) morfologic; d) istoric.

4) Influența factorilor biotici de mediu asupra organismelor are în vedere criteriul:

a) geografică; b) de mediu;

c) fiziologice;

d) istorie.

5) Distribuția speciilor în natură are în vedere criteriul:

a) ecologic;

b) geografice; c) istoric;

d) fiziologic.

6) Diferențierea speciilor în funcție de setul de enzime se realizează în conformitate cu:

a) cu criteriu morfologic;

b) criteriu fiziologic;

c) criteriul biochimic;

d) criteriul genetic.

7) capacitatea organismelor de a produce descendenți fertili

servește drept bază pentru:

a) pentru criteriu morfologic; b) criteriu fiziologic;

c) criteriul genetic;

d) criteriul ecologic.

8) Asemănarea proceselor de nutriție și respirație studiază criteriul:

a) ecologic;

b) fiziologic;

c) biochimic;

d) genetică.

9) Totalitatea factorilor de mediu sta la baza:

a) criteriu genetic;

b) criteriu geografic;

c) criteriul ecologic;

d) criteriu istoric.

2. Răspuns scris pe fișă.

Exercițiu.

Completați golurile din următoarele fraze:

1) Ansamblul factorilor de mediu în care există specia este ... criteriul speciei

2) Principalul motiv pentru izolarea unui grup de indivizi într-o populație este...

3) Indivizi din două populații ale aceleiași specii...

5) Similitudinea reactiilor organismului la influentele externe, ritmurile de dezvoltare si studii de reproducere ... criteriu

II. Învățarea de materiale noi.

1 Populații.

Organismele vii din natură, de regulă, nu trăiesc singure, ci formează grupuri mai mult sau mai puțin permanente. Există multe motive pentru formarea unor astfel de grupuri, dar principalele sunt că organismele aparținând aceleiași specii se acumulează în locurile cele mai favorabile existenței și reproducerii lor.

Se numește populație un ansamblu de indivizi din aceeași specie care locuiesc mult timp într-un anumit spațiu, se înmulțesc prin încrucișare liberă și într-o oarecare măsură izolați unul de celălalt.

Existența speciilor sub formă de populații este o consecință a eterogenității condițiilor externe. Populațiile rămân stabile în timp și spațiu, deși numărul lor poate varia de la an la an din cauza diferențelor în condițiile de reproducere și dezvoltare a organismelor. În cadrul populațiilor, există încă trupe mai mici, în care se pot uni indivizi cu comportament similar sau pe baza legăturilor familiale. Cu toate acestea, ei nu sunt capabili să se întrețină în mod durabil.

Organismele care alcătuiesc o populație sunt legate între ele în diferite moduri. Ei concurează între ei pentru anumite tipuri de resurse. Relațiile interne ale populațiilor sunt complexe și contradictorii. În cadrul fiecărei populații de organisme cu reproducere sexuală, există un schimb constant de material genetic.

Încrucișarea indivizilor din diferite populații are loc mai rar, astfel încât schimbul genetic între diferite populații este limitat. Ca rezultat, fiecare populație este caracterizată de propriul set specific de gene cu un raport al frecvențelor de apariție a diferitelor alele inerente numai acestei populații. Existența speciilor sub formă de populații crește rezistența acestora la schimbările locale ale condițiilor de viață.

2. Genetica populației.

Pe vremea lui Darwin, genetica nu exista. Ea ca știință a început să se dezvolte în secolul al XX-lea. a devenit cunoscut faptul că purtătorii variabilităţii ereditare sunt genele. Reprezentările geneticii au dat explicații aprofundate în teoria selecției naturale a lui Charles Darwin. Sinteza geneticii și darwinismul clasic a dus la nașterea geneticii populațiilor, ceea ce a făcut posibilă explicarea din noi poziții a proceselor de modificare a compoziției genetice a populațiilor, apariția de noi proprietăți ale organismelor și consolidarea lor sub influența selecției naturale. .

O populație este o colecție de organisme din aceeași specie, fiecare dintre ele având un anumit genotip. Totalitatea genotipurilor tuturor indivizilor unei populații se numește pool genetic al populației. Bogăția fondului de gene depinde de diversitatea alelică. Aceasta înseamnă că într-o populație în care nu există diversitate alelecă pentru o anumită genă, toți indivizii au un genotip identic pentru acea genă AA. Genele care au două sau mai multe variante alelice într-o populație sunt numite polimorfe. Cu două alele, există trei genotipuri (AA, Aa, aa), cu trei alele - șase genotipuri, iar apoi numărul lor crește rapid.

Bogăția fondului genetic al unei specii este determinată nu numai de diversitatea alelecă, adică de polimorfismul locilor, ci și de diversitatea combinațiilor de alele. O scădere bruscă a numărului de specii duce la o reducere a diversității alelelor și a numărului de combinații. Prin urmare, este important să se păstreze fondurile genetice ale speciilor sălbatice, pentru a preveni o epuizare bruscă. Intensitatea proceselor care au loc în populații depinde în mare măsură de nivelul diversității genetice.

Procesul de mutație este sursa variabilității ereditare. Într-o populație formată din câteva milioane de indivizi, în fiecare generație pot apărea mai multe mutații ale fiecărei gene prezente în această populație. Datorită variabilității combinative, mutațiile se răspândesc într-o populație.

Procesul de mutație în desfășurare constantă și încrucișarea liberă duc la acumularea unui număr mare de modificări calitative care nu apar în exterior (marea majoritate a mutațiilor emergente sunt recesive) în cadrul populației. Aceste fapte au fost stabilite de omul de știință rus S. S. Chetverikov.

Studiile genetice ale populațiilor naturale de plante și animale au arătat că, în ciuda omogenității lor fenotipice relative, acestea sunt saturate cu diferite mutații recesive. Cromozomii în care au apărut mutații, ca urmare a dublării în timpul diviziunii celulare, s-au răspândit treptat în rândul populațiilor. Mutațiile nu apar fenotipic atâta timp cât rămân heterozigote.

La atingerea unei concentrații suficient de mare de mutații, devine posibil ca indivizii purtători de gene alelice recesive să se încrucișeze.

În aceste cazuri, mutațiile se manifestă fenotipic și cad sub controlul direct al selecției naturale, iar aceasta este tocmai capacitatea populației de a se adapta, adică de a se adapta la noi factori - schimbările climatice, apariția unui nou prădător sau competitor, și chiar la poluarea umană.

III. Consolidare.

Lucrări de laborator

Subiect: DETECȚIA VARIABILITĂȚII LA INDIVIDI DIN ACEEAȘI SPECIE

Obiective: pentru a forma conceptul de variabilitate a organismelor, pentru a continua dezvoltarea abilităților de observare a obiectelor naturale, pentru a găsi semne de variabilitate.

Echipament: fișă care ilustrează variabilitatea organismelor (plante din 5-6 specii, 2-3 exemplare din fiecare specie, seturi de semințe, fructe, frunze etc.)

Proces de lucru

1. Comparați 2-3 plante din aceeași specie (sau organele lor individuale: frunze, semințe, fructe etc.). Găsiți semne de asemănare în structura lor. Explicați motivele asemănării indivizilor din aceeași specie.

2. Identificați semne de diferență la plantele studiate. Răspundeți la întrebarea: ce proprietăți ale organismelor provoacă diferențe între indivizii aceleiași specii? 3. Extindeți semnificația acestor proprietăți ale organismelor pentru evoluție. Ce diferențe se datorează, în opinia dumneavoastră, variabilității ereditare, care nu sunt variabilitate ereditară? Explicați cum ar fi putut apărea diferențele între indivizii aceleiași specii.

Tema pentru acasă: § 54, 55.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Găzduit la http://www.allbest.ru/

Planul de lecție de biologie

Tema: Compoziția genetică a populațiilor

genetică populație ereditară mutațională

Tip de lecție: o lecție care dezvăluie conținutul temei.

Scopul lecției: continuă să aprofundeze și să extindă cunoștințele despre populații, pentru a caracteriza conceptul de bazin genetic al populațiilor.

Sarcini:

Educational. Să formeze conceptul de genetică a populației; caracterizarea fondului genetic al unei populații; afla ca procesul de mutatie este o sursa constanta de variabilitate ereditara.

În curs de dezvoltare. Continuați să vă formați capacitatea de a observa și de a nota principalul lucru atunci când ascultați mesaje, lucrând cu materialul manual.

Educational. Continuați să vă formați o perspectivă științifică, dragoste pentru natură, cultură a muncii bazată pe păstrarea înregistrărilor într-un caiet.

Echipamente

Tabele, manual.

În timpul orelor

1. Moment organizatoric 1-2 min. Sondaj pentru teme: 1) Ce este o populație? 2) De ce există specii biologice sub formă de populații? 5-7 min.

2. Învățarea de materiale noi. 25 min.

3. Consolidarea materialului studiat. Notare.

4. Teme pentru acasă.

2. Învățarea de noi materiale

Consolidarea materialului studiat

4. Tema pentru acasă

genetica populatiei. Pe vremea lui Darwin, știința geneticii nu exista încă. A început să se dezvolte la începutul secolului al XX-lea. A devenit cunoscut faptul că purtătorii variabilității ereditare sunt genele.

Reprezentările geneticii au introdus explicații suplimentare aprofundate în teoria selecției naturale a lui Charles Darwin. Sinteza geneticii și darwinismul clasic a dus la nașterea unui domeniu special de cercetare - genetica populației, care a făcut posibilă explicarea din noi poziții a proceselor de modificare a compoziției genetice a populațiilor, apariția de noi proprietăți ale organismelor și consolidarea lor sub influenţa selecţiei naturale.

Fondului genetic. Fiecare populație este caracterizată de un anumit grup de gene, adică cantitatea totală de material genetic care este alcătuită din genotipurile indivizilor individuali.

Premisele necesare pentru procesul evolutiv sunt apariția unor modificări elementare în aparatul de ereditate - mutații, distribuția și fixarea lor în bazinele de gene ale populațiilor de organisme. Modificările direcționate în pool-urile de gene ale populațiilor sub influența diverșilor factori sunt schimbări evolutive elementare.

După cum sa menționat deja, populațiile naturale din diferite părți ale gamei unei specii sunt de obicei mai mult sau mai puțin diferite. În cadrul fiecărei populații există încrucișare liberă a indivizilor. Ca rezultat, fiecare populație este caracterizată de propriul pool de gene cu rapoarte ale diferitelor alele inerente numai acestei populații.

Procesul de mutație este o sursă constantă de variabilitate ereditară. Într-o populație formată din câteva milioane de indivizi, în fiecare generație pot apărea mai multe mutații ale fiecărei gene prezente în această populație. Datorită variabilității combinative, mutațiile se răspândesc într-o populație.

Populațiile naturale sunt saturate cu o mare varietate de mutații. Acest lucru a fost observat de omul de știință rus Sergey Sergeevich Chetverikov (1880-1959), care a descoperit că o parte semnificativă a variabilității fondului genetic este ascunsă vederii, deoarece marea majoritate a mutațiilor rezultate sunt recesive și nu apar în exterior. Mutațiile recesive par a fi „absorbite de o specie în stare heterozigotă”, deoarece majoritatea organismelor sunt heterozigote pentru multe gene. O astfel de variabilitate latentă poate fi dezvăluită în experimente cu încrucișarea unor indivizi strâns înrudiți. Cu o astfel de încrucișare, unele alele recesive care se aflau într-o stare heterozigotă și, prin urmare, latentă vor intra într-o stare homozigotă și vor putea apărea.

Variabilitatea genetică semnificativă a populațiilor naturale este ușor de detectat în cursul selecției artificiale. În selecția artificială, acei indivizi sunt selectați din populația în care orice trăsătură valoroasă din punct de vedere economic sunt cele mai pronunțate, iar acești indivizi sunt încrucișați între ei.Selecția artificială este eficientă în aproape toate cazurile când se recurge la ea. În consecință, în populații există o variabilitate genetică pentru fiecare trăsătură a unui anumit organism.

Forțele care provoacă mutații genetice funcționează aleatoriu. Probabilitatea ca un individ mutant să apară într-un mediu în care selecția îl va favoriza nu este mai mare decât într-un mediu în care aproape sigur va pieri. S.S. Chetverikov a arătat că, cu rare excepții, cele mai multe dintre mutațiile nou apărute sunt dăunătoare și, în stare homozigotă, de regulă, reduc viabilitatea indivizilor. Ele persistă în populații doar prin selecție în favoarea heterozigoților. Cu toate acestea, mutațiile care sunt dăunătoare în unele condiții pot crește viabilitatea în alte condiții. Astfel, 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 montane, unde bat vânturi puternice, astfel de insecte au avantaje față de indivizii cu aripi dezvoltate normal.

Deoarece orice populație este de obicei bine adaptată la mediul său, schimbările majore reduc de obicei această condiție, la fel cum schimbările mari accidentale ale mecanismului unui ceas (scoaterea unui arc sau adăugarea unei roți) duc la defecțiunea acestuia. Există stocuri mari de astfel de alele în populații care nu îi aduc niciun beneficiu într-un anumit loc sau la un moment dat; raman in populatie in stare heterozigota pana cand, ca urmare a schimbarii conditiilor de mediu, se dovedesc brusc a fi utile. De îndată ce se întâmplă acest lucru, frecvența lor sub influența selecției începe să crească și în cele din urmă devin principalul material genetic. Aici se află capacitatea de adaptare a populației, adică. adaptarea la noi factori - schimbările climatice, apariția unui nou prădător sau competitor și chiar poluarea umană.

Un exemplu de astfel de adaptare este evoluția speciilor de insecte rezistente la insecticide. Evenimentele se dezvoltă în toate cazurile în același mod: atunci când un nou insecticid (o otravă care acționează asupra insectelor) este introdus în practică, o cantitate mică din acesta este suficientă pentru a controla cu succes o insectă dăunătoare. În timp, concentrația insecticidului trebuie crescută până când, în cele din urmă, acesta este ineficient. Primul raport al rezistenței la insecticide la insecte a apărut în 1947 și se referă la rezistența muștelor domestice la DDT. Ulterior, rezistența la unul sau mai multe insecticide a fost găsită la cel puțin 225 de specii de insecte și alte artropode. Genele capabile să confere rezistență la insecticide par să fi fost prezente în fiecare dintre populațiile acestor specii; acţiunea lor şi a asigurat reducerea finală a eficacităţii otrăvurilor utilizate pentru combaterea dăunătorilor.

Astfel, procesul de mutație creează material pentru transformări evolutive, formând o rezervă de variabilitate ereditară în fondul genetic al fiecărei populații și specii în ansamblu. Prin menținerea unui grad ridicat de diversitate genetică în populații, oferă baza pentru funcționarea selecției naturale și a microevoluției.

Găzduit pe Allbest.ru

Documente similare

Esența și sursele variabilității genetice în populațiile naturale. Caracteristicile tipurilor combinative și mutaționale de variabilitate ereditară. Caracteristici ale variabilitatii fenotipice rezultate din influenta conditiilor de mediu.

lucrare de termen, adăugată 14.09.2011


Microevoluția ca proces de transformare a structurii genetice a populațiilor sub influența factorilor evolutivi. Unitatea elementară de evoluție și caracteristicile ei. Particularitățile populațiilor, compoziția lor genetică. Factori evolutivi elementari, mutații.

rezumat, adăugat 12.09.2013


Variabilitatea modificării - procesul de relație a organismului cu mediul; populații și linii pure; fenotip și genotip. Variabilitatea mutațională: tipuri, clasificare. Legea seriei omologice în variabilitatea ereditară, utilizare în ameliorare.

lucrare de termen, adăugată 06.09.2011


Populațiile și proprietățile lor: autoreproductibilitatea, variabilitatea genetică, fertilitatea, mortalitatea, emigrația, imigrația. Regularități și tipuri de dinamică a populației. Fertilitatea insectelor și capacitatea lor de a se reproduce reprezintă potențialul biotic.

rezumat, adăugat 08.12.2015


Diferențele de structură, reproducere și comportament ale indivizilor din cauza diferitelor condiții de mediu ale populațiilor. Numărul de indivizi din populații, schimbarea acestuia în timp. Compoziția de vârstă a populației, posibilitatea prognozării acesteia pentru următorii câțiva ani.

prezentare, adaugat 26.02.2015


Progresul ca direcție de evoluție. Dezvoltarea de la arhantropi la neoantropi. Corelații și coordonare a sistemelor și organelor în filogeneză. Procesul de mutație ca factor de microevoluție. Specializarea și rolul ei în evoluție. Regula specializării progresive.

test, adaugat 06.08.2013


Conceptul și funcțiile variabilității ca abilitatea organismelor vii de a dobândi noi caracteristici și proprietăți, semnificația acestui proces în adaptarea la condițiile de mediu în schimbare. Conceptul și natura, etapele cursului variabilității mutaționale.

prezentare, adaugat 30.11.2013


Efectuarea analizei hibridologice pe exemplul mazării. Perioada de înflorire și metoda de încrucișare. Tehnica de încrucișare în cereale (grâu și secară). Evaluarea fertilităţii plantelor prin boabe de polen. Polimorfismul genetic al populațiilor de plante.

lucrare practica, adaugata 12.05.2013


Genetica ca știință despre legile și mecanismele eredității și variabilității, dezvoltarea acesteia. Formulări moderne ale legilor lui Mendel. Descoperirea ADN-ului de către omul de știință elvețian Johann Friedrich Miescher în 1869. Proprietățile codului genetic. stadiile reproducerii virale.

prezentare, adaugat 14.08.2015


Studiul distribuției spațiale, abundenței sezoniere și dezvoltării fluturelui Mnemosyne pe teritoriul Parcului Național Nordul Rusiei. Caracterizarea structurii sexuale a populației și variabilitatea morfologică a adulților în funcție de caractere metrice.

1. Ce este selecția naturală?

Răspuns. Selecția naturală este un proces definit inițial de Charles Darwin ca conducând la supraviețuirea și reproducerea preferențială a indivizilor care sunt mai adaptați la condițiile de mediu date și au trăsături ereditare utile. În conformitate cu teoria lui Darwin și teoria sintetică modernă a evoluției, principalul material pentru selecția naturală este modificările ereditare aleatorii - recombinarea genotipurilor, mutațiile și combinațiile lor.

2. Ce este un genotip?

Răspuns. Termenul de „genotip” a fost introdus în știință de Ioganson în 1909. Genotip (genotip, din grecescul genos - gen și greșeli de tipar - amprentă, formă, model) - totalitatea genelor corpului, în sens mai larg - totalitatea tuturor factori ereditari ai organismului, precum nucleari și non-nucleari. Combinația de genomuri (seturi) unice obținute de la fiecare dintre părinți creează genotipul care stă la baza personalității genetice. Conceptele de genotip și fenotip sunt foarte importante în biologie. După cum am menționat mai sus, totalitatea tuturor genelor unui organism alcătuiește genotipul acestuia. Totalitatea tuturor semnelor unui organism (morfologice, anatomice, funcționale etc.) este fenotipul. De-a lungul vieții unui organism, fenotipul acestuia se poate schimba, dar genotipul rămâne neschimbat. Acest lucru se datorează faptului că fenotipul se formează sub influența genotipului și a condițiilor de mediu. Cuvântul genotip are două sensuri. Într-un sens larg, este totalitatea tuturor genelor unui organism dat. Dar în legătură cu experimentele de tipul pe care Mendel le-a înființat, cuvântul genotip denotă o combinație de alele care controlează o anumită trăsătură (de exemplu, organismele pot avea genotipul AA, Aa sau aa).

Astfel, genotipul este: - totalitatea caracteristicilor genetice (genomice) caracteristice unui individ dat și caracteristicile anumitor perechi de alele pe care individul le are în regiunea genomului studiat.

Întrebări după § 55

1. Care este fondul genetic al unei populații?

Răspuns. Fiecare populație este caracterizată de un anumit grup de gene, adică cantitatea totală de material genetic alcătuit din genotipurile indivizilor individuali.

Premisele necesare pentru procesul evolutiv sunt apariția unor modificări elementare în aparatul de ereditate - mutații, distribuția și fixarea lor în bazinele de gene ale populațiilor de organisme. Modificările direcționate în pool-urile de gene ale populațiilor sub influența diverșilor factori sunt schimbări evolutive elementare.

După cum sa menționat deja, populațiile naturale din diferite părți ale gamei unei specii sunt de obicei mai mult sau mai puțin diferite. În cadrul fiecărei populații există încrucișare liberă a indivizilor. Ca rezultat, fiecare populație este caracterizată de propriul pool de gene cu rapoarte ale diferitelor alele inerente numai acestei populații.

2. De ce majoritatea mutațiilor nu apar extern?

Răspuns. Populațiile naturale sunt saturate cu o mare varietate de mutații. Acest lucru a fost observat de omul de știință rus Sergey Sergeevich Chetverikov (1880–1959), care a descoperit că o parte semnificativă a variabilității fondului genetic este ascunsă vederii, deoarece marea majoritate a mutațiilor emergente sunt recesive și nu apar în exterior. Mutațiile recesive par a fi „absorbite de o specie în stare heterozigotă”, deoarece majoritatea organismelor sunt heterozigote pentru multe gene. O astfel de variabilitate latentă poate fi dezvăluită în experimente cu încrucișarea unor indivizi strâns înrudiți. Cu o astfel de încrucișare, unele alele recesive care se aflau într-o stare heterozigotă și, prin urmare, latentă vor intra într-o stare homozigotă și vor putea apărea. Variabilitatea genetică semnificativă a populațiilor naturale este ușor de detectat în cursul selecției artificiale. Cu selecția artificială, acei indivizi sunt selectați din populația în care toate trăsăturile valoroase din punct de vedere economic sunt cele mai pronunțate, iar acești indivizi sunt încrucișați între ei. Selecția artificială este eficientă în aproape toate cazurile în care se recurge la ea. În consecință, în populații există o variabilitate genetică pentru fiecare trăsătură a unui anumit organism.

3. Care este capacitatea unei populații de a se adapta (adapta) la noile condiții?

Răspuns. Deoarece orice populație este de obicei bine adaptată la mediul său, schimbările majore reduc de obicei această condiție, la fel cum schimbările mari accidentale ale mecanismului unui ceas (scoaterea unui arc sau adăugarea unei roți) duc la defecțiunea acestuia. Există stocuri mari de astfel de alele în populații care nu îi aduc niciun beneficiu într-un anumit loc sau la un moment dat; raman in populatie in stare heterozigota pana cand, ca urmare a schimbarii conditiilor de mediu, se dovedesc brusc a fi utile. De îndată ce se întâmplă acest lucru, frecvența lor sub influența selecției începe să crească și în cele din urmă devin principalul material genetic. Aceasta este tocmai capacitatea unei populații de a se adapta, adică de a se adapta la noi factori - schimbările climatice, apariția unui nou prădător sau competitor și chiar la poluarea umană.

Un exemplu de astfel de adaptare este evoluția speciilor de insecte rezistente la insecticide. Evenimentele se dezvoltă în toate cazurile în același mod: atunci când un nou insecticid (o otravă care acționează asupra insectelor) este introdus în practică, o cantitate mică din acesta este suficientă pentru a controla cu succes o insectă dăunătoare. În timp, concentrația insecticidului trebuie crescută până când, în cele din urmă, acesta este ineficient. Primul raport al rezistenței la insecticide la insecte a apărut în 1947 și se referă la rezistența muștelor domestice la DDT. Ulterior, rezistența la unul sau mai multe insecticide a fost găsită la cel puțin 225 de specii de insecte și alte artropode. Genele capabile să confere rezistență la insecticide par să fi fost prezente în fiecare dintre populațiile acestor specii; acţiunea lor şi în cele din urmă a asigurat o scădere a eficacităţii otrăvurilor folosite pentru combaterea dăunătorilor

4. Cum pot fi identificate alelele recesive?

Răspuns. Alele recesive (alele recesive, din lat. recessus - retragere) - o alela al carei fenotip nu se manifesta la heterozigoti, ci se manifesta intr-un genotip homozigot sau hemizigot pentru aceasta alela. Dacă alelele recesive sunt în stare homozigotă, atunci ele vor apărea în fenotip. Dacă trebuie să aflați dacă sunt prezenți în genotipul unui organism cu un fenotip dominant, atunci sunt utilizate încrucișări de analiză. Pentru a face acest lucru, organismul testat este încrucișat cu un purtător al unui fenotip recesiv. Dacă în urmași există indivizi recesivi, atunci organismul testat este purtătorul genei recesive.