Anong batas ang bumalangkas kay N at Vavilov. Batas ng homologous na serye ng namamana na pagkakaiba-iba

Ang batas, na natuklasan ng natitirang siyentipikong Ruso na si N. I. Vavilov, ay ang pinakamakapangyarihang stimulator para sa pagpili ng mga bagong species ng halaman at hayop na kapaki-pakinabang sa mga tao. Kahit sa kasalukuyang panahon, ang regularidad na ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pag-aaral ng mga proseso ng ebolusyon at pagbuo ng isang acclimatization base. Ang mga resulta ng pananaliksik ni Vavilov ay mahalaga din para sa interpretasyon ng iba't ibang biogeographic phenomena.

Ang Kakanyahan ng Batas

Sa madaling sabi, ang batas ng homological series ay ang mga sumusunod: ang spectra ng variability sa mga kaugnay na uri ng halaman ay magkapareho sa isa't isa (madalas ito ay isang mahigpit na nakapirming bilang ng ilang mga variation). Iniharap ni Vavilov ang kanyang mga ideya sa III Selection Congress, na ginanap noong 1920 sa Saratov. Upang ipakita ang pagpapatakbo ng batas ng homologous series, nakolekta niya ang buong hanay ng mga namamana na katangian ng mga nilinang halaman, inayos ang mga ito sa isang talahanayan at inihambing ang mga varieties at subspecies na kilala sa oras na iyon.

pag-aaral ng halaman

Kasama ng mga cereal, itinuturing din ni Vavilov ang mga munggo. Sa maraming kaso, natagpuan ang paralelismo. Sa kabila ng katotohanan na ang bawat pamilya ay may iba't ibang mga phenotypic na character, mayroon silang sariling mga katangian, anyo ng pagpapahayag. Halimbawa, ang kulay ng mga buto ng halos anumang nilinang na halaman ay mula sa pinakamaliwanag hanggang itim. Sa mga nilinang halaman na mahusay na pinag-aralan ng mga mananaliksik, hanggang sa ilang daang katangian ang natagpuan. Sa iba, na sa oras na iyon ay hindi gaanong pinag-aralan o mga ligaw na kamag-anak ng mga nilinang halaman, mas kaunting mga palatandaan ang naobserbahan.

Mga heyograpikong sentro ng pamamahagi ng mga species

Ang batayan para sa pagtuklas ng batas ng homological series ay ang materyal na nakolekta ni Vavilov sa panahon ng kanyang ekspedisyon sa mga bansa ng Africa, Asia, Europe at America. Ang unang palagay na mayroong ilang mga heograpikal na sentro kung saan nagmula ang mga biological species ay ginawa ng Swiss scientist na si A. Decandol. Ayon sa kanyang mga ideya, sa sandaling sakop ng mga species na ito ang malalaking teritoryo, kung minsan ay buong kontinente. Gayunpaman, ito ay si Vavilov na siyang mananaliksik na nakapag-aral ng pagkakaiba-iba ng mga halaman sa isang siyentipikong batayan. Gumamit siya ng paraan na tinatawag na differential. Ang buong koleksyon na nakolekta ng mananaliksik sa panahon ng mga ekspedisyon ay sumailalim sa isang masusing pagsusuri gamit ang morphological at genetic na pamamaraan. Kaya posible na matukoy ang pangwakas na lugar ng konsentrasyon ng pagkakaiba-iba ng mga anyo at tampok.

mapa ng halaman

Sa mga paglalakbay na ito, hindi nalilito ang siyentipiko sa iba't ibang uri ng halaman. Inilapat niya ang lahat ng impormasyon gamit ang mga kulay na lapis sa mga mapa, pagkatapos ay isinalin ang materyal sa isang eskematiko na anyo. Kaya, natuklasan niya na sa buong planeta mayroon lamang ilang mga sentro ng pagkakaiba-iba ng mga nakatanim na halaman. Direktang ipinakita ng siyentipiko sa tulong ng mga mapa kung paano "kumakalat" ang mga species mula sa mga sentrong ito patungo sa ibang mga heograpikal na rehiyon. Ang ilan sa kanila ay pumunta sa isang maikling distansya. Sinakop ng iba ang buong mundo, gaya ng nangyari sa trigo at mga gisantes.

Mga kahihinatnan

Ayon sa batas ng homological variability, lahat ng genetically close plant varieties ay may humigit-kumulang pantay na serye ng hereditary variability. Kasabay nito, inamin ng siyentipiko na kahit na ang mga panlabas na katulad na mga palatandaan ay maaaring magkaroon ng ibang namamana na batayan. Dahil sa katotohanan na ang bawat isa sa mga gene ay may kakayahang mag-mutate sa iba't ibang direksyon at ang prosesong ito ay maaaring magpatuloy nang walang tiyak na direksyon, ginawa ni Vavilov ang pagpapalagay na ang bilang ng mga mutation ng gene sa mga kaugnay na species ay halos pareho. Ang batas ng homological series ni N. I. Vavilov ay sumasalamin sa pangkalahatang mga pattern ng mga proseso ng mutation ng gene, pati na rin ang pagbuo ng iba't ibang mga organismo. Ito ang pangunahing batayan para sa pag-aaral ng biological species.

Ipinakita din ni Vavilov ang corollary na sumunod mula sa batas ng homologous series. Ito ay parang ganito: ang namamana na pagkakaiba-iba sa halos lahat ng mga species ng halaman ay nag-iiba nang magkatulad. Kung mas malapit ang mga species sa isa't isa, mas makikita ang homology ng mga character na ito. Ngayon ang batas na ito ay pangkalahatang inilalapat sa pagpili ng mga pananim na pang-agrikultura, pati na rin ang mga hayop. Ang pagtuklas ng batas ng homologous na serye ay isa sa mga pinakadakilang tagumpay ng siyentipiko, na nagdala sa kanya ng katanyagan sa buong mundo.

Pinagmulan ng halaman

Ang siyentipiko ay lumikha ng isang teorya tungkol sa pinagmulan ng mga nilinang na halaman sa malalayong lugar ng mundo sa iba't ibang prehistoric na panahon. Ayon sa batas ng homologous na serye ni Vavilov, ang mga kaugnay na species ng halaman at hayop ay nagpapakita ng magkatulad na pagkakaiba-iba sa pagkakaiba-iba ng katangian. Ang papel na ginagampanan ng batas na ito sa pag-aani at pag-aalaga ng hayop ay maihahambing sa papel na ginampanan ng talahanayan ni D. Mendeleev ng mga pana-panahong elemento sa kimika. Gamit ang kanyang pagtuklas, dumating si Vavilov sa konklusyon tungkol sa kung aling mga teritoryo ang pangunahing pinagmumulan ng ilang uri ng mga halaman.

Utang ng mundo ang pinagmulan ng bigas, dawa, mga hubad na anyo ng oats, at maraming uri ng puno ng mansanas sa rehiyong Sino-Japanese. Gayundin, ang mga teritoryo ng rehiyong ito ay tahanan ng mga mahahalagang uri ng plum, oriental persimmons.
niyog at tubo - Indonesian-Indochinese center.
Sa tulong ng batas ng homological series of variability, napatunayan ni Vavilov ang malaking kahalagahan ng Hindustan Peninsula sa pagpapaunlad ng produksyon ng pananim. Ang mga teritoryong ito ay tahanan ng ilang uri ng beans, eggplants, cucumber.
Sa teritoryo ng rehiyon ng Gitnang Asya, ang mga walnut, almendras, pistachios ay tradisyonal na lumaki. Natuklasan ni Vavilov na ang teritoryong ito ay ang lugar ng kapanganakan ng mga sibuyas, pati na rin ang mga pangunahing uri ng mga karot. Noong sinaunang panahon, ang mga aprikot ay lumago. Ang isa sa mga pinakamahusay sa mundo ay mga melon, na pinalaki sa mga teritoryo ng Gitnang Asya.
Ang mga ubas ay unang lumitaw sa mga teritoryo ng Mediterranean. Ang proseso ng ebolusyon ng trigo, flax, iba't ibang uri ng oats ay naganap din dito. Ang medyo tipikal na elemento ng Mediterranean flora ay ang puno ng oliba. Dito rin nagsimula ang paglilinang ng lupine, clover at flax.
Ang Flora ng kontinente ng Australia ay nagbigay sa mundo ng eucalyptus, acacia, cotton.
Ang rehiyon ng Africa ay ang lugar ng kapanganakan ng lahat ng uri ng mga pakwan.
Sa mga teritoryo ng European-Siberian, ang mga sugar beet, mga puno ng mansanas ng Siberia, at mga ubas sa kagubatan ay nilinang.
Ang South America ay ang lugar ng kapanganakan ng cotton. Ang teritoryo ng Andes ay tahanan din ng ilang uri ng mga kamatis. Sa mga teritoryo ng sinaunang Mexico, lumago ang mais at ilang uri ng beans. Dito rin nagmula ang tabako.
Sa mga teritoryo ng Africa, ginamit ng sinaunang tao sa una lamang ang mga lokal na species ng halaman. Ang itim na kontinente ay ang lugar ng kapanganakan ng kape. Unang lumitaw ang trigo sa Ethiopia.

Gamit ang batas ng homological series of variability, matutukoy ng isang scientist ang sentro ng pinagmulan ng mga halaman sa pamamagitan ng mga katangiang iyon na katulad ng mga anyo ng species mula sa ibang heograpikal na lugar. Bilang karagdagan sa kinakailangang iba't ibang mga flora, upang makabuo ng isang malaking sentro ng magkakaibang mga nilinang halaman, kailangan din ang isang sibilisasyong pang-agrikultura. Kaya naisip ni N. I. Vavilov.

domestication ng mga hayop

Salamat sa pagtuklas ng batas ng homologous na serye ng namamana na pagkakaiba-iba, naging posible na matuklasan ang mga lugar kung saan naganap ang domestication ng mga hayop sa unang pagkakataon. Ito ay pinaniniwalaan na nangyari ito sa tatlong paraan. Ito ang rapprochement ng tao at hayop; sapilitang domestication ng mga kabataang indibidwal; domestication ng mga matatanda. Ang mga teritoryo kung saan naganap ang domestication ng mga ligaw na hayop ay malamang na matatagpuan sa mga tirahan ng kanilang mga ligaw na kamag-anak.

Pag-amin sa iba't ibang panahon

Ito ay pinaniniwalaan na ang aso ay pinaamo noong panahon ng Mesolithic. Ang tao ay nagsimulang magparami ng mga baboy at kambing sa panahon ng Neolitiko, at ilang sandali pa ay napaamo ang mga ligaw na kabayo. Gayunpaman, ang tanong kung sino ang mga ninuno ng mga modernong alagang hayop ay hindi pa rin malinaw. Ito ay pinaniniwalaan na ang mga ninuno ng mga baka ay mga paglilibot, mga kabayo - mga tarpan at Przhevalsky na mga kabayo, domestic goose - ligaw na kulay-abo na gansa. Ngayon ang proseso ng domestication ng mga hayop ay hindi matatawag na kumpleto. Halimbawa, ang mga arctic fox at wild fox ay nasa proseso ng pagpapaamo.

Kahalagahan ng batas ng homologous series

Sa tulong ng batas na ito, hindi lamang maitatag ng isa ang pinagmulan ng ilang mga species ng halaman at ang mga sentro ng domestication ng mga hayop. Pinapayagan ka nitong hulaan ang hitsura ng mga mutasyon sa pamamagitan ng paghahambing ng mga pattern ng mutation sa iba pang mga uri. Gayundin, gamit ang batas na ito, posible na mahulaan ang pagkakaiba-iba ng isang katangian, ang posibilidad ng paglitaw ng mga bagong mutasyon sa pamamagitan ng pagkakatulad sa mga genetic na abnormalidad na natagpuan sa iba pang mga species na may kaugnayan sa halaman na ito.

Batas ng homologous na serye

Ang pagproseso ng malawak na materyal ng mga obserbasyon at mga eksperimento, isang detalyadong pag-aaral ng pagkakaiba-iba ng maraming mga species ng Linnaean (Linneons), isang malaking halaga ng mga bagong katotohanan na nakuha pangunahin mula sa pag-aaral ng mga nilinang halaman at kanilang mga ligaw na kamag-anak, pinapayagan ang N.I. Vavilov upang tipunin ang lahat ng kilalang mga halimbawa ng parallel variability at bumuo ng isang pangkalahatang batas, na tinawag niyang "Law of homological series in hereditary variability" (1920), na iniulat niya sa Third All-Russian Congress of Breeders, na ginanap sa Saratov. Noong 1921 N.I. Si Vavilov ay ipinadala sa Amerika upang dumalo sa International Congress on Agriculture, kung saan naghatid siya ng isang ulat sa batas ng homologous series. Ang batas ng parallel variability ng malapit na nauugnay na genera at species, na itinatag ni N.I. Si Vavilov at nauugnay sa isang karaniwang pinagmulan, ang pagbuo ng ebolusyonaryong mga turo ni Charles Darwin, ay nararapat na pinahahalagahan ng agham ng mundo. Ito ay pinaghihinalaang ng madla bilang ang pinakamalaking kaganapan sa mundo biological science, na nagbubukas ng pinakamalawak na abot-tanaw para sa pagsasanay.

Ang batas ng homological series, una sa lahat, ay nagtatatag ng mga pundasyon ng taxonomy ng malaking iba't ibang mga anyo ng halaman na kung saan ang organikong mundo ay napakayaman, ay nagpapahintulot sa breeder na makakuha ng isang malinaw na ideya ng lugar ng bawat isa, kahit na ang pinakamaliit, sistematikong yunit sa mundo ng halaman at husgahan ang posibleng pagkakaiba-iba ng pinagmulang materyal para sa pagpili.

Ang mga pangunahing probisyon ng batas ng homological series ay ang mga sumusunod.

"isa. Ang mga species at genera na malapit sa genetic ay nailalarawan sa pamamagitan ng magkatulad na serye ng namamana na pagkakaiba-iba na may ganoong kaayusan na, alam ang bilang ng mga anyo sa loob ng isang species, maaaring mahulaan ng isa ang paglitaw ng mga parallel na anyo sa ibang mga species at genera. Ang mas malapit na genera at linneon ay genetically na matatagpuan sa pangkalahatang sistema, mas kumpleto ang pagkakatulad sa serye ng kanilang pagkakaiba-iba.

2. Ang buong pamilya ng mga halaman ay karaniwang nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na cycle ng pagkakaiba-iba na dumadaan sa lahat ng genera at species na bumubuo sa pamilya.

Kahit na sa III All-Russian Congress on Selection (Saratov, Hunyo 1920), kung saan ang N.I. Iniulat ni Vavilov ang kanyang pagtuklas sa unang pagkakataon, kinilala ng lahat ng mga kalahok ng kongreso na "tulad ng periodic table (periodic system)" ang batas ng homological series ay magbibigay-daan sa paghula sa pagkakaroon, mga katangian at istraktura ng hindi pa kilalang mga anyo at species ng mga halaman at hayop. , at lubos na pinahahalagahan ang siyentipiko at praktikal na kahalagahan ng batas na ito. Ginagawang posible ng mga modernong pag-unlad sa molecular cell biology na maunawaan ang mekanismo ng pagkakaroon ng homological variability sa magkatulad na mga organismo - ano nga ba ang batayan para sa pagkakatulad ng hinaharap na mga anyo at species sa mga umiiral na - at upang makabuluhang synthesize ang mga bagong anyo ng mga halaman na hindi matatagpuan sa kalikasan. Ngayon ay isang bagong nilalaman ang ipinapasok sa batas ni Vavilov, tulad ng pagdating ng quantum theory na nagbigay ng bago, mas malalim na nilalaman sa periodic system ni Mendeleev.

Ang doktrina ng mga sentro ng pinagmulan ng mga nilinang halaman

Sa kalagitnaan ng 20s, ang pag-aaral ng heograpikal na pamamahagi at intraspecific na pagkakaiba-iba ng iba't ibang mga pananim na pang-agrikultura, na isinagawa ng N.I. Si Vavilov at sa ilalim ng kanyang pamumuno, pinahintulutan si Nikolai Ivanovich na magbalangkas ng mga ideya tungkol sa mga heograpikal na sentro ng pinagmulan ng mga nilinang halaman. Ang aklat na "Centers of Origin of Cultivated Plants" ay nai-publish noong 1926. Ang malalim na theoretically substantiated na ideya ng mga sentro ng pinagmulan ay nagbigay ng siyentipikong batayan para sa mga naka-target na paghahanap para sa mga halaman na kapaki-pakinabang sa mga tao, at malawakang ginagamit para sa mga praktikal na layunin.

Hindi gaanong mahalaga para sa agham ng mundo ang pagtuturo ni N.I. Vavilov tungkol sa mga sentro ng pinagmulan ng mga nilinang halaman at tungkol sa mga pattern ng heograpiya sa pamamahagi ng kanilang mga namamana na katangian (unang inilathala noong 1926 at 1927). Sa mga klasikong gawang ito, ang N.I. Si Vavilov sa unang pagkakataon ay nagpakita ng isang maayos na larawan ng konsentrasyon ng isang malaking kayamanan ng mga anyo ng mga nilinang halaman sa ilang mga pangunahing sentro ng kanilang pinagmulan at nilapitan ang solusyon ng problema ng pinagmulan ng mga nilinang halaman sa isang ganap na bagong paraan. Kung bago sa kanya ang mga botanist-geographer (Alphonse de Candol at iba pa) ay naghanap "sa pangkalahatan" para sa tinubuang-bayan ng trigo, pagkatapos ay hinanap ni Vavilov ang mga sentro ng pinagmulan ng mga indibidwal na species, mga grupo ng mga species ng trigo sa iba't ibang mga rehiyon ng mundo. Kasabay nito, lalong mahalaga na kilalanin ang mga lugar ng natural na pamamahagi (mga saklaw) ng mga varieties ng species na ito at upang matukoy ang sentro ng pinakamalaking pagkakaiba-iba ng mga anyo nito (botanical-geographical na pamamaraan).

Upang maitatag ang heograpikal na pamamahagi ng mga varieties at lahi ng mga nilinang halaman at ang kanilang mga ligaw na kamag-anak, N.I. Pinag-aralan ni Vavilov ang mga sentro ng pinaka sinaunang kultura ng agrikultura, ang simula kung saan nakita niya sa bulubunduking mga rehiyon ng Ethiopia, Kanluran at Gitnang Asya, China, India, sa Andes ng Timog Amerika, at hindi sa malawak na mga lambak ng malalaking ilog - ang Nile, Ganges, Tigris at Euphrates, gaya ng naunang inaangkin ng mga siyentipiko. . Ang mga resulta ng kasunod na arkeolohikong pananaliksik ay sumusuporta sa hypothesis na ito.

Upang mahanap ang mga sentro ng pagkakaiba-iba at kayamanan ng mga anyo ng halaman, N.I. Inayos ni Vavilov, ayon sa isang tiyak na plano na naaayon sa kanyang mga teoretikal na pagtuklas (homologous series at mga sentro ng pinagmulan ng mga nilinang halaman), maraming mga ekspedisyon, na noong 1922-1933. bumisita sa 60 bansa sa mundo, gayundin sa 140 rehiyon ng ating bansa. Bilang resulta, isang mahalagang pondo ng mga mapagkukunan ng halaman sa mundo ang nakolekta, na may bilang na higit sa 250,000 mga sample. Ang nakolektang pinakamayamang koleksyon ay maingat na pinag-aralan gamit ang mga paraan ng pagpili, genetika, kimika, morpolohiya, taxonomy at sa mga heograpikal na pananim. Nakatago pa rin ito sa VIR at ginagamit ng mga breeders natin at ng mga dayuhan.

Paglikha ng N.I. Vavilov ng modernong doktrina ng pagpili

Ang sistematikong pag-aaral ng mga mapagkukunan ng halaman sa mundo ng pinakamahalagang nilinang mga halaman ay radikal na nagbago sa ideya ng varietal at komposisyon ng mga species ng kahit na ang mga mahusay na pinag-aralan na mga pananim tulad ng trigo, rye, mais, koton, gisantes, flax at patatas. Sa mga species at maraming uri ng mga nilinang halaman na ito na dinala mula sa mga ekspedisyon, halos kalahati ay naging bago, hindi pa kilala sa agham. Ang pagtuklas ng mga bagong species at varieties ng patatas ay ganap na nagbago sa nakaraang ideya ng pinagmulang materyal para sa pagpili nito. Batay sa materyal na nakolekta ng mga ekspedisyon ng N.I. Si Vavilov at ang kanyang mga kasosyo, ang buong pag-aanak ng cotton ay nakabatay, at ang pagbuo ng mga mahalumigmig na subtropika sa USSR ay itinayo.

Batay sa mga resulta ng isang detalyadong at pangmatagalang pag-aaral ng varietal wealth na nakolekta ng mga ekspedisyon, mga differential na mapa ng heograpikal na lokalisasyon ng mga varieties ng trigo, oats, barley, rye, mais, millet, flax, peas, lentils, beans, beans, chickpeas, chinka, patatas at iba pang mga halaman ay pinagsama-sama. Sa mga mapa na ito, posible na makita kung saan ang pangunahing pagkakaiba-iba ng varietal ng mga halaman na ito ay puro, ibig sabihin, kung saan dapat iguhit ang mapagkukunang materyal para sa pagpili ng isang naibigay na pananim. Kahit na para sa mga sinaunang halaman tulad ng trigo, barley, mais, at bulak, na matagal nang naninirahan sa buong mundo, posible na maitatag nang may mahusay na katumpakan ang mga pangunahing lugar ng potensyal na pangunahing uri ng hayop. Bilang karagdagan, ang pagkakaisa ng mga lugar ng pangunahing morphogenesis ay itinatag para sa maraming mga species at kahit na genera. Ang heograpikal na pag-aaral ay humantong sa pagtatatag ng buong kultural na independiyenteng mga flora na tiyak sa mga indibidwal na rehiyon.

Ang pag-aaral ng mga mapagkukunan ng halaman sa mundo ay nagpapahintulot sa N.I. Vavilov upang ganap na makabisado ang pinagmumulan ng materyal para sa gawaing pagpili sa ating bansa, at ibinalik niya at nilutas ang problema ng pinagmumulan ng materyal para sa pananaliksik sa genetiko at pagpili. Binuo niya ang mga siyentipikong pundasyon ng pag-aanak: ang doktrina ng pinagmulang materyal, ang botanikal at heograpikal na batayan ng kaalaman sa halaman, mga pamamaraan ng pag-aanak para sa mga katangiang pang-ekonomiya na kinasasangkutan ng hybridization, incubation, atbp., ang kahalagahan ng malayong interspecific at intergeneric hybridization. Ang lahat ng mga gawang ito ay hindi nawala ang kanilang siyentipiko at praktikal na kahalagahan sa kasalukuyang panahon.

Ang botanikal at heograpikal na pag-aaral ng isang malaking bilang ng mga nilinang halaman ay humantong sa intraspecific taxonomy ng mga nilinang halaman, bilang isang resulta kung saan ang mga gawa ng N.I. Vavilov "Linnean species bilang isang sistema" at "Ang doktrina ng pinagmulan ng mga nilinang halaman pagkatapos ng Darwin".

Ang mga mutasyon na natural na nangyayari nang hindi nakakaapekto sa katawan ng iba't ibang mga kadahilanan ay tinatawag kusang-loob. Ang pangunahing tampok ng pagpapakita ng mga kusang mutasyon ay ang genetically close species at genera ay nailalarawan sa pagkakaroon ng magkatulad na anyo ng variability. Ang pattern ng pagkakaroon ng homologous series sa hereditary variability ay itinatag ng natitirang geneticist at breeder, Academician N.I. Vavilov (1920). Nalaman niya na ang mga homologous na serye ay umiiral hindi lamang sa mga antas ng species at genus sa mga halaman, ngunit maaari ding matagpuan sa mga mammal at tao.

Ang esensya ng batas ay iyon genetically close genera at species ay nailalarawan sa pamamagitan ng homologous (katulad) na serye sa namamana na pagkakaiba-iba. Ang magkatulad na pagkakaiba-iba ng genotypic ay batay sa isang katulad na genotype sa mga malapit na nauugnay na anyo (ibig sabihin, isang set ng mga gene, ang kanilang posisyon sa homologous loci). Samakatuwid, ang pag-alam sa mga anyo ng pagkakaiba-iba, halimbawa, ang isang bilang ng mga mutasyon sa mga species sa loob ng parehong genus, maaaring ipalagay ng isa ang pagkakaroon ng parehong mutasyon sa iba pang mga species ng isang partikular na genus o pamilya. Mga katulad na mutasyon sa genetically related species N.I. Tinawag ni Vavilov ang homologous na serye sa namamana na pagkakaiba-iba. Mga halimbawa:

1) ang mga kinatawan ng pamilya ng cereal ay may katulad na genotype. Ang mga katulad na mutasyon ay sinusunod sa loob ng genera ng pamilyang ito (trigo, rye, oats, atbp.). Kabilang dito ang mga sumusunod: hubad na butil, awnless, tuluyan, iba't ibang pagkakapare-pareho at kulay ng butil, atbp. Ang walang awnless na mga anyo ng trigo, rye, oats, at kanin ay karaniwan lalo na;

2) ang mga katulad na mutasyon ay nangyayari sa mga tao at mammal: short-toed (tupa, tao), albinism (daga, aso, tao), diabetes mellitus (daga, tao), katarata (aso, kabayo, tao), pagkabingi (aso, pusa , tao) ) at iba pa.

Ang batas ng homological series ng hereditary variability ay unibersal. Ginagamit ng medikal na genetika ang batas na ito upang pag-aralan ang mga sakit sa mga hayop at bumuo ng mga paggamot para sa kanila sa mga tao. Napagtibay na ang mga oncogenic na virus ay naipapasa sa pamamagitan ng mga selulang mikrobyo, na nagsasama sa kanilang genome. Kasabay nito, ang mga supling ay nagkakaroon ng mga komorbididad na katulad ng sa mga magulang. Ang DNA nucleotide sequence ay pinag-aralan sa maraming malapit na nauugnay na species, at ang antas ng pagkakatulad ay higit sa 90%. Nangangahulugan ito na ang parehong uri ng mutasyon ay maaaring asahan sa mga kaugnay na species.

Ang batas ay may malawak na aplikasyon sa pagpaparami ng halaman. Ang pag-alam sa likas na katangian ng namamana na mga pagbabago sa ilang mga varieties, posible na mahulaan ang mga katulad na pagbabago sa mga kaugnay na varieties sa pamamagitan ng pagkilos sa kanila gamit ang mutagens o paggamit ng gene therapy. Sa ganitong paraan, maaaring maisagawa ang mga kapaki-pakinabang na pagbabago sa kanila.

Pagbabago ng pagbabago(ayon kay Ch. Darwin - isang tiyak na pagkakaiba-iba) - ay isang pagbabago sa phenotype sa ilalim ng impluwensya ng mga kadahilanan sa kapaligiran na hindi minana, at ang genotype ay nananatiling hindi nagbabago.

Ang mga pagbabago sa phenotype sa ilalim ng impluwensya ng mga kadahilanan sa kapaligiran sa genetically identical na mga indibidwal ay tinatawag mga pagbabago. Ang mga pagbabago ay tinatawag na pagbabago sa antas ng pagpapahayag ng isang katangian. Ang hitsura ng mga pagbabago ay dahil sa ang katunayan na ang mga kadahilanan sa kapaligiran (temperatura, liwanag, kahalumigmigan, atbp.) Ay nakakaapekto sa aktibidad ng mga enzyme at, sa loob ng ilang mga limitasyon, binabago ang kurso ng mga biochemical na reaksyon. Ang pagkakaiba-iba ng pagbabago ay likas na adaptive, kabaligtaran sa pagkakaiba-iba ng mutational.

Mga halimbawa ng pagbabago:

1) ang arrowhead ay may 3 uri ng mga dahon, na naiiba sa hugis, depende sa pagkilos ng kadahilanan sa kapaligiran: hugis-arrow, na matatagpuan sa itaas ng tubig, hugis-itlog - sa ibabaw ng tubig, linear - nahuhulog sa tubig;

2) sa isang Himalayan rabbit, bilang kapalit ng ahit na puting lana, kapag inilagay ito sa mga bagong kondisyon (temperatura 2 C), lumalaki ang itim na buhok;

3) kapag gumagamit ng ilang uri ng feed, ang timbang ng katawan at ang ani ng gatas ng mga baka ay tumataas nang malaki;

4) ang mga dahon ng liryo ng lambak sa mga luad na lupa ay malawak, madilim na berde, at sa mahihirap na mabuhangin na mga lupa ay makitid at maputla ang kulay;

5) Ang mga halamang dandelion ay inilipat sa mataas na lugar sa kabundukan, o sa mga lugar na may malamig na klima, hindi umabot sa normal na laki, at lumalaking dwarf.

6) na may labis na nilalaman ng potasa sa lupa, ang paglago ng halaman ay tumataas, at kung mayroong maraming bakal sa lupa, pagkatapos ay lumilitaw ang isang brownish tint sa mga puting petals.

Mga katangian ng mod:

1) ang mga pagbabago ay maaaring mangyari sa isang buong grupo ng mga indibidwal, dahil ito ay mga pagbabago sa grupo sa kalubhaan ng mga palatandaan;

2) ang mga pagbabago ay sapat, i.e. tumutugma sa uri at tagal ng pagkakalantad sa isang tiyak na kadahilanan sa kapaligiran (temperatura, liwanag, kahalumigmigan ng lupa, atbp.);

3) ang mga pagbabago ay bumubuo ng isang serye ng pagkakaiba-iba, samakatuwid ang mga ito ay tinutukoy bilang dami ng mga pagbabago sa mga tampok;

4) ang mga pagbabago ay nababaligtad sa loob ng isang henerasyon, i.e. na may pagbabago sa mga panlabas na kondisyon sa mga indibidwal, ang antas ng pagpapahayag ng mga palatandaan ay nagbabago. Halimbawa, sa mga baka na may pagbabago sa pagpapakain, maaaring magbago ang ani ng gatas, sa mga tao, sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet rays, lumilitaw ang isang tan, freckles, atbp.;

5) ang mga pagbabago ay hindi minana;

6) ang mga pagbabago ay likas na adaptive (adaptive), ibig sabihin, bilang tugon sa mga pagbabago sa mga kondisyon sa kapaligiran, ang mga indibidwal ay nagpapakita ng mga pagbabagong phenotypic na nakakatulong sa kanilang kaligtasan. Halimbawa, ang mga alagang daga ay umaangkop sa mga lason; ang mga liyebre ay nagbabago ng pana-panahong kulay;

7) ay pinagsama-sama sa average na halaga.

Sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na kapaligiran, sa isang mas malaking lawak, ang haba at hugis ng mga dahon, taas, timbang, atbp.

Gayunpaman, sa ilalim ng impluwensya ng kapaligiran, ang mga palatandaan ay maaaring magbago sa loob ng ilang mga limitasyon. bilis ng reaksyon ay ang upper at lower bounds kung saan maaaring magbago ang attribute. Ang mga limitasyong ito, kung saan maaaring magbago ang phenotype, ay tinutukoy ng genotype. Halimbawa 1: ang ani ng gatas mula sa isang baka ay 4000–5000 l / taon. Ipinapahiwatig nito na ang pagkakaiba-iba ng katangiang ito ay sinusunod sa loob ng naturang mga limitasyon, at ang rate ng reaksyon ay 4000–5000 L/taon. Halimbawa 2: kung ang taas ng tangkay ng isang matangkad na uri ng oat ay nag-iiba mula 110 hanggang 130 cm, kung gayon ang rate ng reaksyon ng katangiang ito ay 110-130 cm.

Ang iba't ibang mga palatandaan ay may iba't ibang mga pamantayan ng reaksyon - malawak at makitid. Malawak na rate ng reaksyon- haba ng dahon, timbang ng katawan, ani ng gatas ng mga baka, atbp. Makitid na rate ng reaksyon- ang taba na nilalaman ng gatas, ang kulay ng mga buto, bulaklak, prutas, atbp. Ang mga quantitative sign ay may malawak na rate ng reaksyon, at ang mga qualitative ay may makitid na rate ng reaksyon.

Pagsusuri ng istatistika ng pagkakaiba-iba ng pagbabago sa halimbawa ng bilang ng mga spikelet sa isang tainga ng trigo

Dahil ang pagbabago ay isang quantitative na pagbabago sa isang katangian, posibleng magsagawa ng istatistikal na pagsusuri ng pagbabago ng pagbabago at makuha ang average na halaga ng pagbabago ng pagbabago, o isang serye ng variation. Serye ng pagkakaiba-iba pagkakaiba-iba ng katangian (i.e., ang bilang ng mga spikelet sa mga tainga) - ang pag-aayos sa isang hilera ng mga tainga ayon sa pagtaas ng bilang ng mga spikelet. Ang variational series ay binubuo ng magkakahiwalay na variant (variations). Kung bibilangin natin ang bilang ng mga indibidwal na variant sa serye ng variation, makikita natin na hindi pareho ang dalas ng paglitaw ng mga ito. Mga Pagpipilian ( mga pagkakaiba-iba) ay ang bilang ng mga spikelet sa mga tainga ng trigo (iisang pagpapahayag ng katangian). Kadalasan, ang mga average na tagapagpahiwatig ng serye ng pagkakaiba-iba ay matatagpuan (ang bilang ng mga spikelet ay nag-iiba mula 14 hanggang 20). Halimbawa, sa 100 tainga, kailangan mong matukoy ang dalas ng paglitaw ng iba't ibang mga opsyon. Ayon sa mga resulta ng mga kalkulasyon, makikita na kadalasang mayroong mga spike na may average na bilang ng mga spikelet (16–18):

Ipinapakita sa itaas na row ang mga opsyon, mula sa pinakamaliit hanggang sa pinakamalaki. Ang ilalim na hilera ay ang dalas ng paglitaw ng bawat opsyon.

Ang pamamahagi ng isang variant sa isang serye ng variation ay maaaring ipakita nang biswal gamit ang isang graph. Ang graphical na pagpapahayag ng pagkakaiba-iba ng isang katangian ay tinatawag kurba ng pagkakaiba-iba, na sumasalamin sa mga limitasyon ng pagkakaiba-iba at ang dalas ng paglitaw ng mga partikular na pagkakaiba-iba ng katangian (Larawan 36) .

kanin. 36 . Variation curve ng bilang ng mga spikelet sa isang tainga ng trigo

Upang matukoy ang average na halaga ng pagkakaiba-iba ng pagbabago ng mga tainga ng trigo, kinakailangang isaalang-alang ang mga sumusunod na parameter:

Ang P ay ang bilang ng mga spikelet na may tiyak na bilang ng mga spikelet (ang dalas ng paglitaw ng katangian);

n ay ang kabuuang bilang ng mga pagpipilian sa serye;

Ang V ay ang bilang ng mga spikelet sa isang tainga (mga opsyon na bumubuo ng variational series);

M - ang average na halaga ng pagkakaiba-iba ng pagbabago, o ang ibig sabihin ng aritmetika ng serye ng pagkakaiba-iba ng mga tainga ng trigo ay tinutukoy ng formula:

M=––––––––––– (average na halaga ng pagbabago sa pagbabago)

2x14+7x15+22x16+32x17+24x18+8x19+5x20

M=––––––––––––––––––––––––––––––––––––––= = 17, 1 .

Ang average na halaga ng pagbabago sa pagbabago ay may praktikal na aplikasyon sa paglutas ng problema sa pagtaas ng produktibidad ng mga halaman at hayop sa agrikultura.

MUTATIONAL VARIABILITY

Plano

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga mutasyon at pagbabago.

Pag-uuri ng mutation.

Batas ng N.I. Vavilov

Mga mutasyon. Ang konsepto ng mutation. mutagenic na mga kadahilanan.

Mutation - Ito ay biglaan, paulit-ulit, natural o artipisyal na mga pagbabago sa genetic na materyal na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng mutagenic na mga kadahilanan .

Mga uri ng mutagenic na kadahilanan:

PERO) pisikal– radiation, temperatura, electromagnetic radiation.

B) mga kadahilanan ng kemikal - mga sangkap na nagdudulot ng pagkalason sa katawan: alkohol, nikotina, formalin.

AT) biyolohikal- mga virus, bakterya.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga mutasyon at pagbabago

Pag-uuri ng mutation

Mayroong ilang mga klasipikasyon ng mutasyon.

I Pag-uuri ng mga mutasyon ayon sa halaga: kapaki-pakinabang, nakakapinsala, neutral.

Kapaki-pakinabang Ang mga mutasyon ay humahantong sa pagtaas ng resistensya ng organismo at ang materyal para sa natural at artipisyal na pagpili.

Mapanganib na mutasyon bawasan ang posibilidad na mabuhay at humantong sa pag-unlad ng mga namamana na sakit: hemophilia, sickle cell anemia.

II Pag-uuri ng mga mutasyon ayon sa lokalisasyon o lugar ng paglitaw: somatic at generative.

Somatic bumangon sa mga selula ng katawan at nakakaapekto lamang sa bahagi ng katawan, habang ang mga indibidwal ng mosaic ay bubuo: iba't ibang mga mata, kulay ng buhok. Ang mga mutasyon na ito ay minana lamang sa panahon ng vegetative propagation (sa mga currant).

Generative – nangyayari sa mga cell ng mikrobyo o sa mga cell kung saan nabuo ang mga gametes. Nahahati sila sa nuclear at extranuclear (mitochondrial, plastid).

III Mga mutasyon ayon sa likas na katangian ng pagbabago sa genotype: chromosomal, genomic, gene.

Genetic (o punto) hindi nakikita sa ilalim ng mikroskopyo, ay nauugnay sa isang pagbabago sa istraktura ng gene. Ang mga mutasyon na ito ay resulta ng pagkawala ng isang nucleotide, ang pagpasok o pagpapalit ng isang nucleotide para sa isa pa. Ang mga mutasyon na ito ay humahantong sa mga sakit sa gene: pagkabulag ng kulay, phenylketonuria.

Chromosomal (perestroika) nauugnay sa mga pagbabago sa istruktura ng mga chromosome. Maaaring mangyari:

Pagtanggal: - pagkawala ng isang chromosome segment;

Pagdoble - pagdoble ng isang chromosome segment;

Pagbabaligtad - pag-ikot ng isang bahagi ng chromosome ng 180 0 ;

Pagsasalin - pagpapalitan ng mga segment ng nonhomologous chromosome at pagsasanib dalawang non-homologous chromosome sa isa.

Mga sanhi ng chromosomal mutations: ang paglitaw ng dalawa o higit pang mga chromosome break at ang kanilang kasunod na koneksyon, ngunit sa maling pagkakasunud-sunod.

Genomic mutasyon humantong sa isang pagbabago sa bilang ng mga chromosome. Makilala heteroploidy at polyploidy.

heteroploidy nauugnay sa isang pagbabago sa bilang ng mga chromosome, sa ilang mga chromosome - 1.2.3. Mga sanhi: walang paghihiwalay ng mga chromosome sa meiosis:

- Monosomy - pagbaba sa bilang ng mga chromosome ng 1 chromosome. Ang pangkalahatang formula ng chromosome set ay 2n-1.

- Trisonomy - isang pagtaas sa bilang ng mga chromosome ng 1. Ang pangkalahatang formula ay 2n + 1 (47 chromosome Clanfaiter's syndrome; trisonomy ng 21 pares ng chromosomes - Down's syndrome (mga palatandaan ng maraming congenital malformations na nagpapababa sa viability ng katawan at may kapansanan sa pag-unlad ng kaisipan) .

Polyploidy - maraming pagbabago sa bilang ng mga chromosome. Sa mga organismo ng polyploid, ang haploid (n) na hanay ng mga chromosome sa mga cell ay paulit-ulit hindi 2 beses, tulad ng sa mga diploid, ngunit 4-6 beses, kung minsan higit pa - hanggang sa 10-12 beses.

Ang paglitaw ng polyploid ay nauugnay sa isang paglabag sa mitosis o meiosis. Sa partikular, ang hindi paghihiwalay ng mga homologous chromosome sa panahon ng meiosis ay humahantong sa pagbuo ng mga gametes na may mas mataas na bilang ng mga chromosome. Sa mga diploid na organismo, ang prosesong ito ay maaaring makabuo ng diploid (2n) gametes.

Malawak itong matatagpuan sa mga nilinang halaman: bakwit, mirasol, atbp., Pati na rin sa mga ligaw na halaman.

Ang batas ng N.I. Vavilov (ang batas ng homologous na serye ng namamana na pagkakaiba-iba).

/ Mula noong sinaunang panahon, naobserbahan ng mga mananaliksik ang pagkakaroon ng magkatulad na mga karakter sa iba't ibang species at genera ng parehong pamilya, halimbawa, mga melon na mukhang mga pipino, o mga pakwan na mukhang mga melon. Ang mga katotohanang ito ay naging batayan ng batas ng homologous na serye sa namamana na pagkakaiba-iba.

Maramihang allelism. Parallel variability. Ang isang gene ay maaaring nasa higit sa dalawang estado. Ang iba't ibang mga alleles para sa isang solong gene ay tinatawag maramihang allelism. Ang iba't ibang mga allele ay tumutukoy sa iba't ibang antas ng parehong katangian. Ang mas maraming mga alleles na dinadala ng mga indibidwal ng mga populasyon, mas plastic ang species, mas mahusay na inangkop ito sa pagbabago ng mga kondisyon sa kapaligiran.

Maramihang allelism ang pinagbabatayan parallel variability - isang kababalaghan kung saan lumilitaw ang magkatulad na mga karakter sa iba't ibang species at genera ng parehong pamilya. Ni-systematize ni N.I. Vavilov ang mga katotohanan ng parallel variability./

Inihambing ni N.I. Vavilov ang mga species ng pamilya Zlaki. Nalaman niya na kung ang malambot na trigo ay may mga anyo ng taglamig at tagsibol, na may awn at walang awn, kung gayon ang parehong mga anyo ay kinakailangang matatagpuan sa durum na trigo. Bukod dito, ang komposisyon ng mga tampok. Kung saan ang mga anyo ay nagkakaiba sa loob ng mga species at genus, madalas itong nagiging pareho sa ibang genera. Halimbawa, ang mga anyo ng rye at barley ay inuulit ang mga anyo ng iba't ibang uri ng trigo, habang bumubuo ng parehong parallel o homologous na serye ng namamana na pagkakaiba-iba.

Ang systematization ng mga katotohanan ay nagpapahintulot sa N.I. Vavilov na bumalangkas law of homologous series in hereditary variability (1920): ang mga species at genera na malapit sa genetic ay nailalarawan sa pamamagitan ng magkatulad na serye ng namamana na pagkakaiba-iba na may ganoong regularidad. Na, sa pag-alam ng isang bilang ng mga anyo sa loob ng isang species, posible na mahulaan ang paghahanap ng mga parallel na anyo sa iba pang mga species at genera.

Ang homology ng mga namamana na katangian ng malapit na magkakaugnay na species at genera ay ipinaliwanag ng homology ng kanilang mga gene, dahil nagmula sila sa parehong magulang na species. Bilang karagdagan, ang proseso ng mutation sa genetically close species ay nagpapatuloy nang katulad. Samakatuwid, mayroon silang magkatulad na serye ng mga recessive alleles at, bilang isang resulta, mga parallel na katangian.

Nagmula sa batas ni Vavilov: bawat species ay may ilang mga hangganan ng mutational variability. Walang proseso ng mutation ang maaaring humantong sa mga pagbabago na lampas sa spectrum ng namamana na pagkakaiba-iba ng species. Kaya, sa mga mammal, ang mga mutasyon ay maaaring magbago ng kulay ng amerikana mula sa itim hanggang kayumanggi, pula, puti, guhitan, pagtutuklas ay maaaring mangyari, ngunit ang hitsura ng isang berdeng kulay ay hindi kasama.