Primeri atavizmov pri ljudeh s fotografijami, atavizmi pri živalih. Kaj je Kaj je atavizem primeri

ATAVIZEM ATAVIZEM

(iz latinščine atavus - prednik), pojav v posameznih organizmih določene vrste značilnosti, ki so obstajale v daljnih prednikih, vendar so bile v procesu evolucije izgubljene. Primeri A.: triprst v modern. konji, razvoj se bo dopolnil, pari mlečnih žlez (polimastija), rep, dlaka po celem telesu (hipertrihoza) pri ljudeh. Pojav A. v ontogenezi posameznika je razložen z dejstvom, da so geni (in morfogenetski sistemi), odgovorni za to lastnost, ohranjeni v evoluciji določene vrste, vendar njihovo delovanje med normalnim razvojem blokirajo drugi geni ( represorji). Po mnogih generacijah v ontogenezi je odd. posamezniki glede na različne razlogov je mogoče učinek blokade odstraniti in se simptom znova pojavi. Včasih se A. pojavi med regeneracijo organov, ki jih je posameznik izgubil. A. lahko opazimo tudi med zaostalostjo - ontogenetsko zamudo. razvoj k.-l. znak v zgodnjih fazah. Za razliko od atavističnega zametki struktur so prisotni pri vseh posameznikih vrste.

.(Vir: “Biološki enciklopedični slovar.” Glavni urednik M. S. Gilyarov; Uredniški odbor: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin in drugi - 2. izd., popravljeno - M.: Sov. Enciklopedija, 1986.)

Pojav v organizmih značilnosti, značilnih za njihove daljne prednike. Tipični primeri atavizma: repni prirastek, dodatne mlečne žleze, pojav goste dlake na človeškem telesu, pa tudi triprste noge pri sodobnih konjih. Geni, odgovorni za to lastnost, se lahko iz različnih razlogov pojavijo po več generacijah v ontogeneza posameznikov, saj se ohranijo v evoluciji dane vrste, vendar se med normalnim razvojem ne pojavijo zaradi blokiranja s supresivnimi geni. Za razliko od atavizmov, vestigialni organi najdemo pri vseh posameznikih te vrste.

.(Vir: "Biologija. Sodobna ilustrirana enciklopedija." Glavni urednik A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)

Poglejte, kaj je "ATAVIZEM" v drugih slovarjih:

- (lat. atavismus, od atavis prednik). Zakon dednosti, zaradi katerega včasih lastnosti daljnih prednikov odmevajo v kasnejših generacijah. Slovar tujih besed, vključenih v ruski jezik. Chudinov A.N., 1910. ATAVIZEM lat.... ... Slovar tujih besed ruskega jezika

Arhaizem, anahronizem, relikvija, riganje, reverzija Slovar ruskih sinonimov. atavizem glej relikt Slovar sinonimov ruskega jezika. Praktični vodnik. M.: Ruski jezik. Z. E. Aleksandrova ... Slovar sinonimov

atavizem- a, m. atavisme m., nem. Atavizem. 1. Pojav pri potomcih značilnosti bolj ali manj oddaljenih prednikov (na primer pojav črt pri konju, vrnitev k tipu zebre). Pavlenkov 1911. Ko je bila dejanska stran sodne preiskave končana... dne... ... Zgodovinski slovar galicizmov ruskega jezika

ATAVIZEM- (iz latinščine atavus pra-praded), pojav znakov, ki so bili odsotni neposredno od staršev danega posameznika, vendar so obstajali v njegovem b. ali m. daljni predniki. A.-jevi pojavi so igrali veliko vlogo v Darwinovi teoriji kot dokaz filetičnega... ... Velika medicinska enciklopedija

- (iz latinščine atavus oddaljeni prednik) (reverzija), pojav v posameznih organizmih značilnosti, značilnih za njihove daljne prednike (na primer triprsti pri sodobnih konjih, razvoj repnega dodatka pri ljudeh) ... Sodobna enciklopedija

- (iz latinščine atavus oddaljeni prednik) pojav v organizmih značilnosti, značilnih za njihove daljne prednike (na primer triprsti pri sodobnih konjih, razvoj repnega dodatka pri ljudeh) ... Veliki enciklopedični slovar

ATAVIZEM, vrnitev organizma k lastnostim njegovih prednikov po obdobju vsaj ene generacije, ko te lastnosti niso bile opažene. Trenutno je ta izraz izginil iz znanstvene uporabe, odkar se je vrnila dedna... ... Znanstveni in tehnični enciklopedični slovar

ATAVIZEM, atavizem, mn. ne, mož (iz latinščine atavus prednik) (znanstveni). Pojav pri potomcu neke značilnosti, ki je obstajala pri njegovih daljnih prednikih (običajno pojavi deformacije ali degeneracije). Pogosta oblika atavizma pri ljudeh je ... ... Razlagalni slovar Ušakova

ATAVIZEM, ha, mož. Prisotnost lastnosti, značilnih za njegove daljne prednike, v potomcu (običajno pojavi degeneracije, grdote). | prid. atavističen, oh, oh. Razlagalni slovar Ozhegova. S.I. Ozhegov, N.Yu. Švedova. 1949 1992 … Razlagalni slovar Ozhegov

- (iz latinščine atavus - prednik) pojav v človeku zaradi določenih razlogov lastnosti, ki so bile nekoč lastne njegovim prednikom in so jih njihovi potomci že izgubili. Lahko govorimo tudi o duševnih atavizmih. Filozofski enciklopedični slovar. 2010 … Filozofska enciklopedija

knjige

• Jean Paul-Sartre. Poti do svobode (komplet 3 knjig), Jean Paul-Sartre. Ali je absolutna svoboda mogoča – ali nam je za vedno usojeno ostati v ozkih mejah dovoljenega? Kaj je ljubezen - ponižujoč psihološki atavizem ali, nasprotno, ena najvišjih svoboščin ...

Rudimenti imenujemo organe, ki nimajo nobene funkcije ali imajo funkcijo, ki odstopa od njihove zgradbe. Menijo, da je v takšnih telesih mogoče ugotoviti neskladje med strukturo in funkcijo, to pomeni, da se v teh organih strukturni stroški zdijo pretirano veliki za funkcijo, ki jo opravljajo. Izguba funkcije ali omejitev funkcionalne sposobnosti se razlagajo v okviru evolucijske teorije kot izguba funkcije med evolucijo.

Že na prvi pogled je jasno, da zametki ne morejo služiti dokaz razvoj od nižjih k višjim oblikam. Vsekakor zametki kažejo proces umiranja teh organov. Kot dokaz postopnega razvoja so zametki izključeni.

Toda na koncu obstaja še en argument: vestigialni organi pričati in proti dejanje ustvarjanja, saj v premišljeni in načrtovani stvaritvi taki organi ne bi mogli priti. Zato podrobneje obravnavamo problematiko zametkov in ponujamo svojo interpretacijo pojava zametkov v okviru kreacijskega modela (za podrobnejšo obravnavo te teme glej Junker, 1989).

Večina rudimentov ni izgubila svojih funkcij

Dolgo časa je veljal za klasičen organ, ki je izgubil svoje funkcije. slepo črevo oseba. Zdaj pa je znano, da ima slepič zaščitno funkcijo pri pogostih boleznih in sodeluje pri nadzoru bakterijske flore v cekumu.

Ptice, plazilci in nekateri sesalci imajo tretjo veko, prozorno migajoča membrana.Ščiti oko in se razteza od njegovega notranjega kota skozi celotno zrklo . Ko ptice letijo, svetleča membrana deluje kot brisalec vetrobranskega stekla. . "Vestigialna" migajoča membrana pri ljudeh (sl. . 6.15 ) opravlja nalogo zbiranja tujkov, ki padejo na zrklo, jih v očesnem kotu veže v lepljivo maso. Od tam jih je mogoče enostavno odstraniti.

Trticačlovek mora okrepiti medenične mišice, ki podpirajo notranje organe male medenice in s tem omogočajo navpično hojo. Gibljivost, ki ji zasluga trtica nastane v ontogenezi iz hrbtenice, je ključnega pomena za proces poroda.

Pritrditev požiralnika na sapnik tudi ni brez pomena: sluz, ki se nahaja v dihalnem traktu, se lahko odstrani skozi požiralnik . Poleg tega ta struktura prihrani prostor in omogoča dihanje skozi usta, kar je izjemno priročen način za reševanje hudega izcedka iz nosu. Zato je ni mogoče obravnavati kot dodatno strukturo zaradi filogenetskega razvoja. Vse te strukture pa so povsem razumljive z vidika konstruktivnega razvoja ( glej 6.5.2).

Primeri iz živalskega sveta

Embrionalni zametki zob pri baleenu kiti, ki nikoli ne postanejo pravi zobje, igrajo pomembno vlogo pri nastanku čeljustnih kosti. Enako velja za zametke zgornjih sekalcev prežvekovalcev, ki nikoli ne izrastejo skozi zgornjo čeljust.

Ostanki kril kivija(riž. 6.16) služijo za uravnavanje ravnotežja. Vendar so zametki v tem primeru le evolucijsko-teoretski koncept, ki temelji na prepričanju (ki bi ga bilo treba najprej dokazati), da so bili predniki kivija nekoč sposobni leteti.

Ostatki kitove medenice in stegnenice(riž. 6.17) služijo kot mesto pritrditve za mišice spolnih organov in mišice anusa, in če so uničene, se bo vsebina želodca živali sploščila pod vplivom visokega hidrostatičnega tlaka na velikih globinah vode. V tem primeru torej ne more biti govora o izgubi funkcionalnosti, saj se brez teh kosti kiti ne bi mogli tako dobro potopiti v globino.

Ostanki zadnje okončine v obliki poroženelih ščitnikov pri boah in pitonih(»superrudimentarni«) so v veliko pomoč pri gibanju kač skozi vejice in veje ter služijo kot pomožni organi med parjenjem.

In na koncu je treba poimenovati še enega, t.i "rudiment vedenje": navadni jelen, ko grozi svojim sovrstnikom, dvigne zgornjo ustnico, tako kot mnoge živali, ki imajo zobe v obliki bodala. Vendar so takšni zobje pri jelenu premajhni. Ker pa so grozilne kretnje razumljive tudi brez jasnega vidni zublji, potem V tem primeru o pojavu rudimentarnosti ni nujno govoriti.

Lahko trdimo, da pojava izgube funkcije ni mogoče dokazati z absolutno gotovostjo. Predstavljeni argumenti praviloma temeljijo na trenutni nevednosti.

Nekateri zametki nastanejo s degeneracija znotraj ene vrste in v kratkem času(degenerativna mikroevolucija). Tipičen primer tega bi bili človekovi "modrostni zobje". Predpostavimo lahko (tako v modelu kreacije kot v evolucijskem modelu), da je bilo v preteklosti vseh 32 človeških zob redno uporabljenih in popolnoma funkcionalnih. Da sodobni človek ne potrebuje nujno modrostnih zob, je lahko posledica njegovih spremenjenih prehranjevalnih navad. Zato povečan degenerativni razvoj ni povzročil škode. In ker z degenerativnim razvojem ni prišlo do omembe vredne strukturne spremembe, o evoluciji v smislu evolucijskega nauka ne more biti govora. Takšen degenerativni razvoj je možen le v kratkem času, ne zahteva več milijonov ali sto tisoč let. To je enakovredno obravnavanju "evolucije" kot večje nagnjenosti k boleznim ali poslabšanju vida.

Atrofija modrostnih zob se med različnimi rasami razlikuje. Mongoloidna rasa je še posebej daleč v tem procesu. Odkriti človeški fosili vsebujejo funkcionalne modrostne zobe.

Ta naslov lahko našteje tudi tako imenovane znane "civilizacijske bolezni", kot so pogosto omenjeni primeri oslabljenega medvretenčnega hrustanca, dimeljske kile, hemoroidov, krčnih žil in ploskih stopal. . To nima nobene zveze s »katastrofalnim načrtovanjem«, kot je pred kratkim rekel zoolog R. Riedl (1984, str. 192), ampak le z »zlorabo«. Če se tehnična naprava uporablja nepravilno, potem okvar, ki se pojavijo, ni mogoče razložiti z napakami v zasnovi. Človek je več kot naprava, njegovo fizično počutje je odvisno tudi od njegovega življenjskega sloga.

Enostavna mikroevolucijska degeneracija bi lahko pojasnila pojav rudimentalnih kril pri zemeljskih hroščih ali žuželkah, ki živijo na otokih, ki so izpostavljeni močnim sunkom vetra (glej sliko 2). razdelek 3.3.3). To bi lahko vključevalo tudi rudimentarne prašnike, ki jih najdemo na primer pri Norichinaceae (Scrophulariaceae).

Številne zametke vedenja je mogoče pojasniti z mikroevolucijo. Na primer, dejstvo, da se psi vrtijo okoli sebe, preden zaspijo, je videti kot ostanek starega, smiselnega vedenja, da bi osebno ugotovili, ali obstaja grožnja.

Argument podobnosti kot pravi argument

Prejšnji razdelek ni mogel vključiti na primer rudimentarnih medeničnih in stegneničnih kosti kitov ( riž. 6.17]. Oni. v primerjavi s končno razvitimi homolognimi deli skeleta kopenskih živali opravljajo le nekaj funkcij. Delna izguba funkcij (v skladu z gibanjem) se kompenzira s posebno prilagoditvijo na način gibanja, netipično za sesalce, ki ga ni mogoče pridobiti med mikroevolucijo.

Ta primer ponuja dobro priložnost za primerjavo pristopov k argumentaciji, ko poskušamo razložiti vestigialne organe v okviru evolucijskega modela in modela stvarjenja. .

Znotraj argumentacije evolucijski model: rudimentne medenične in stegnenične kosti kitov imajo funkcijo, vendar niso potrebne za to funkcijo podobnost te strukture z ustreznimi (homolognimi) kostmi kopenskih sesalcev . Zgoraj opisano funkcijo lahko opravljajo tudi nehomologne strukture. Tako ta podobnost kaže na generična razmerja. Tako je pravi argument v prid generičnih odnosov v tem primeru prisotnost podobnosti .

Znotraj modela ustvarjanje argument je mogoče narediti iz razdelek 6. 1 (različica enega splošnega načrta stvarjenja za veliko različnih organizmov). Programer, ki ima nalogo izdelati veliko podobnih programov, ne bo vsakič začel od samega začetka, ampak bo vsakič uporabil »nespecializiran« program, ki je bil izdelan na začetku, in vnesel nepotrebne modifikacije.

Večnamenskost vestigialnih organov

Izjava o izgubi funkcionalnosti ali neskladju med zgradbo in funkcijo je prenagljen korak in je mogoč le, če niso znani in upoštevani odnosi v celotni ontogenezi. Posebej poučni so rezultati preučevanja individualnega človekovega razvoja ( razdelek 6.5.2). Naslednji primer kaže, da ne gre za izjemen primer.

Mnogi jamske ribe imajo atrofirane oči. O jamskem prebivalcu Astyanax mexicanus znano je tudi, da je njegov vidni aparat sprva oblikovan normalno. Nato v nadaljnjem individualnem razvoju pride do obratnega razvoja (atrofije) obstoječih posameznih struktur . To izjemno dejstvo pa je razumljivo, saj ima očesni aparat fiziološki pomen pri oblikovanju glave. Oko je torej pri teh jamskih živalih očitno zelo omejeno v svoji funkciji zaznavnega aparata, vendar v zgodnjih fazah razvoja opravlja tudi oblikotvorno funkcijo. Zato je zmanjšanje možno šele od trenutka, ko formativna funkcija ni kršena.

Ta primer, ki bi mu lahko dodali še veliko podobnih, kaže, da je treba pri interpretaciji pojava zametkov upoštevati razmerje med deli v ontogenezi, saj imajo v procesu ontogeneze nekatere strukture telesa določene funkcije ( na primer med nastajanjem zarodka), ki jih v končno oblikovanem organu ni mogoče opaziti.

Ista struktura lahko tako opravlja različne naloge hkrati. To lahko razumemo kot dokaz splošnega organizacijskega principa (verjetno "načela ustvarjanja"): organi med individualnim razvojem težijo k opravljanju številnih funkcij hkrati ali zaporedno. Šele v pravkar opisanem primeru je bil odkrit princip, po katerem lahko določen organ (oko) pod določenimi okoljskimi pogoji postane ostanek ene od funkcij, ki jih opravlja.

IN evolucijski model Takšni pojavi se razlagajo kot "razvoj po krožni poti" ali "rekapitulacijski razvoj". Če, kot je bilo že večkrat dokazano, obstaja nujna fiziološka potreba po takšnih »obvozih«, potem je ta razlaga vsaj neprepričljiva. Na podlagi teh podatkov so nekateri biologi prišli do zaključka, da je treba pojav »krožne poti razvoja« obravnavati kot dokaz, da je na tej poti koncentriran fiziološki selekcijski pritisk v razvoju organizmov. Nekateri raziskovalci zato menijo, da je povsem možno, da za nekatere fiziološke probleme razvoja obstaja samo ena pot formalne rešitve, in sicer: navidez stranpoti razvoja so v resnici »bližnjice do uspeha«.

Atavizmi

Strukture, ki po naključju okoliščine nastala iz ločeni posamezniki iste vrste in ki so namenjeni spominjanju na domnevne zgodnejše filogenetske stopnje razvoja, se imenujejo atavizme(lat. atavus - praprednik). V teh primerih govorijo o krizi v preteklih zgodovinskih in generičnih fazah. Primeri atavizmov pri ljudeh so fistule v grlu, čezmerna rast las, čop in več bradavic. .

Tako kot »rudimenti« tudi atavizmi niso dokaz v prid progresivne evolucije. Poleg tega je jasno očitno, da danost argumentacijo videz atavizmov je drugačen nedoslednost. Deformacije (malformacije) se obravnavajo le kot dokaz predlagane filogenije (to je razloženo kot atavizmi), če kažejo podobnosti z domnevnimi predniki organizmov, ki jih ta pojav prizadene. . Če bi bili dosledni, bi morali zgodovinsko razlagati vse pojave deformacije, na primer razvejana rebra, razcep ustnice, pojav šestprstnih prstov in nastanek dveh glav: in pojav peta noga .

To pomeni, da je treba tudi take deformacije jemati kot dokaz predhodno prehojenih stopenj filogenetskega razvoja, kar pa zagotovo ne more biti. Nesprejemljivo pa je tudi nasprotno: interpretirati določeno razvojno napako le, če se prilega okvirom vnaprej izdelanega koncepta. Zato atavizmov ne moremo obravnavati kot dokaz filogenetike organizmov. Dejstvo, da so nekatere (vendar le nekatere) deformacije podobne drugim organizmom (domnevno prednikom obravnavanih organizmov), zaradi številnih manifestacij zunanje podobnosti, ni nepričakovano ali vredno posebne pozornosti. (Atavizmi so pogosto "mejni primeri manifestacije norme", glej. Oddelek 6.5.2.)

Primer atavizma pri živalih so dodatni prsti pri konjih ( riž. 6.18). V tem primeru se je verjetno zaradi napačnega kontrolnega signala dvakrat oblikovala edina struktura noge v normalnih pogojih (brez kakršne koli vidne koristi). Mimogrede, med konji so znane samo tri- in štiriprste oblike, dvoprstih oblik med njimi ni (kot v našem primeru).

Kako zmotna je lahko atavistična razlaga, če jo uporabljamo dosledno, dokazuje naslednji primer: štirikrile vinske mušice so vzete kot dokaz, da dvokrile žuželke (Deptera) izhajajo iz štirikrilih ptic. Videz štirih kril se šteje za atavizem. Obstajajo pa tudi mutirane vinske mušice s štirimi nihajočimi povodci in sploh brez kril - absurdna "konstrukcija", ki je popolnoma neprimerna kot filogenetski prednik.

Ko poskušamo fenomen deformacije razložiti kot atavizem, velja isto, kar je bilo rečeno za rudimente: vsi poskusi interpretacije so prenagljeni, dokler se ne razkrijejo osnovni genetski in fiziološki položaj razvoja in funkcionalni pomen v procesu rasti. Zato smo opustili špekulativne interpretacije nenormalnih strukturnih tvorb.

Nazaj na besedilo

riž. 6.15. Svetleča membrana je človeški "rudiment".

Nazaj na besedilo

riž. 6.16. Kivi, neleteča ptica, ki izvira iz avstralske regije. Življenjski slog kivija se ujema z življenjskim slogom majhnega sesalca. Neleteče vrste ptic so pogoste predvsem na otokih, saj tam živi zelo malo naravnih sovražnikov. (Muzej gradu Rosenstein, Stuttgart.)

Nazaj na besedilo

riž. 6.17. Slika zgoraj: rudimentarne medenične kosti kitov sejalov, sej kitov, kitov plavutatih (od zgoraj navzdol). Fin kiti imajo tudi femoralne zametke. Spodnja slika prikazuje lokacijo medeničnega rudimenta v trebuhu sejkitov. Raziskovalec kitov Arvey verjame, da medeničnih zametkov kitov ni mogoče imenovati homolognih ustreznim medeničnim kostem kopenskih sesalcev. Te kosti imenuje želodčne kosti. (Muzej gradu Rosenstein, Stuttgart.)

Genotip in fenotip, njuna variabilnost

Genotip - to je celota vseh genov organizma, ki so njegova dedna osnova.

Fenotip - celota vseh znakov in lastnosti organizma, ki se odkrijejo v procesu individualnega razvoja v danih pogojih in so posledica interakcije genotipa s kompleksom dejavnikov notranjega in zunanjega okolja.

Vsaka biološka vrsta ima svoj edinstven fenotip. Oblikuje se v skladu z dednimi informacijami, ki jih vsebujejo geni. Glede na spremembe v zunanjem okolju pa se stanje lastnosti od organizma do organizma spreminja, posledica pa so individualne razlike – variabilnost.

Na podlagi variabilnosti organizmov se pojavi genetska raznolikost oblik. Razlikujemo med modifikacijsko ali fenotipsko in genetsko ali mutacijsko variabilnost.

Spreminjanje variabilnosti ne povzroča sprememb v genotipu; povezano je z reakcijo danega, enega in istega genotipa na spremembe v zunanjem okolju: v optimalnih pogojih se razkrijejo največje zmožnosti, ki so del določenega genotipa. Variabilnost modifikacije se kaže v kvantitativnih in kvalitativnih odstopanjih od prvotne norme, ki niso podedovane, ampak so le prilagoditvene narave, na primer povečana pigmentacija človeške kože pod vplivom ultravijoličnih žarkov ali razvoj mišičnega sistema pod vplivom telesne vadbe itd.

Stopnjo variabilnosti lastnosti v organizmu, to je meje modifikacijske variabilnosti, imenujemo norma reakcije. Tako se fenotip oblikuje kot posledica interakcije genotipa in okoljskih dejavnikov.Fenotipske značilnosti se ne prenašajo od staršev do potomcev, podeduje se le norma reakcije, to je narava odziva na spremembe okoljskih razmer.

Genetska variabilnost je lahko kombinirana in mutacijska.

Kombinacijska variabilnost nastane kot posledica izmenjave homolognih območij homolognih kromosomov v procesu mejoze, kar povzroči nastanek novih genskih asociacij v genotipu. Nastane kot posledica treh procesov: 1) neodvisne divergence kromosomov med mejozo; 2) njihova naključna povezava med oploditvijo; 3) izmenjava odsekov homolognih kromosomov ali konjugacije. .

Mutacijska variabilnost (mutacije). Mutacije so nenadne in stabilne spremembe enot dednosti - genov, ki povzročijo spremembe dednih lastnosti. Nujno povzročijo spremembe v genotipu, ki jih podedujejo potomci in niso povezane s križanjem in rekombinacijo genov.

Obstajajo kromosomske in genske mutacije. Kromosomske mutacije so povezane s spremembami v strukturi kromosomov. To je lahko sprememba števila kromosomov, ki je večkratnik ali nekratnik haploidnega niza (pri rastlinah - poliploidija, pri ljudeh - heteroploidija). Primer heteroploidije pri ljudeh je lahko Downov sindrom (en dodatni kromosom in 47 kromosomov v kariotipu), Shereshevsky-Turnerjev sindrom (manjka en kromosom X, 45). Takšna odstopanja v kariotipu osebe spremljajo zdravstvene motnje, duševne in telesne motnje, zmanjšana vitalnost itd.

Genske mutacije vplivajo na strukturo samega gena in povzročajo spremembe v lastnostih telesa (hemofilija, barvna slepota, albinizem itd.). Genske mutacije se pojavljajo tako v somatskih kot v zarodnih celicah.

Mutacije, ki se pojavijo v zarodnih celicah, so podedovane. Imenujejo se generativne mutacije. Spremembe somatskih celic povzročijo somatske mutacije, ki se razširijo na tisti del telesa, ki se razvije iz spremenjene celice. Za vrste, ki se razmnožujejo spolno, niso bistveni, za vegetativno razmnoževanje rastlin pa so pomembni.

Genetska heterogenost populacije. S.S. Četverikov (1926) je na podlagi Hardyjeve formule (glej razdelka 3.3 in 8.4) upošteval realno stanje v naravi. Mutacije običajno nastanejo in ostanejo v recesivnem stanju ter ne motijo ​​splošnega videza populacije; prebivalstvo je nasičeno z mutacijami, »kot goba z vodo«.

Genetska heterogenost naravnih populacij je, kot so pokazali številni poskusi, njihova najpomembnejša lastnost. Ohranja se z mutacijami, procesom rekombinacije (samo pri oblikah z nespolnim razmnoževanjem je vsa dedna variabilnost odvisna od mutacij). Kombinatorika dednih lastnosti, ki se pojavljajo pri spolnem razmnoževanju, daje neomejene možnosti za ustvarjanje genetske raznolikosti v populaciji. Izračuni kažejo, da bodo potomci križanja dveh osebkov, ki se razlikujeta le v 10 lokusih, od katerih je vsak predstavljen s 4 možnimi aleli, vsebovali približno 10 milijard osebkov z različnimi genotipi. Pri križanju osebkov, ki se razlikujejo v skupno 1000 lokusih, od katerih je vsak predstavljen z 10 aleli, bo število možnih dednih variant (genotipov) pri potomcih 10 1000, tj. bo mnogokrat preseglo število elektronov v znanem vesolju.

Te potencialne priložnosti niso nikoli uresničene niti v nepomembnem obsegu, že zaradi omejene velikosti katere koli populacije.

Genetska heterogenost, ki jo ohranja proces mutacije in križanja, omogoča populaciji (in vrsti kot celoti), da za prilagajanje uporabi ne le novonastale dedne spremembe, temveč tudi tiste, ki so nastale že zdavnaj in v populaciji obstajajo latentno. oblika. V tem smislu heterogenost populacij zagotavlja obstoj mobilizacijske rezerve dedne variabilnosti (Glej Gershenzon, I.I. Shmalgauzen).

Genetska enotnost populacije. Eden najpomembnejših zaključkov populacijske genetike je trditev o genetski enotnosti populacije: kljub heterogenosti osebkov, ki jih sestavljajo (ali morda prav zaradi te heterogenosti), je vsaka populacija kompleksen genetski sistem, ki je v dinamičnem ravnovesju. Populacija je genetski sistem minimalne velikosti, ki lahko obstaja neomejeno število generacij. Ko se posamezniki križajo znotraj populacije, se v potomcih sprosti veliko mutacij, vključno s tistimi, ki običajno zmanjšajo sposobnost preživetja zaradi homozigotizacije posameznikov. Le v pravi naravni populaciji z zadostnim številom genetsko raznolikih paritvenih partnerjev je mogoče ohranjati genetsko pestrost celotnega sistema kot celote na zahtevani ravni. Te lastnine nima niti posameznik niti ločena družina ali skupina družin (dem).

Glavne genetske značilnosti populacije so torej stalna dedna heterogenost, notranja genetska enotnost in dinamično ravnovesje posameznih genotipov (alelov). Te značilnosti določajo organizacijo prebivalstva kot elementarne evolucijske enote.

Ekološka enotnost prebivalstva. Posebnost populacije je oblikovanje lastne ekološke niše. Značilno je, da je bil koncept ekološke niše kot večdimenzionalnega prostora, ki ga oblikuje vsaka vrsta v biološkem in fizičnem prostorsko-časovnem kontinuumu (J. Hutchinson), uporabljen samo za vrsto. Ker pa znotraj vrste ne moreta obstajati dve populaciji, ki sta si v vseh svojih značilnostih enaki, je neizogibno priznati dejstvo, da mora imeti vsaka populacija svojo edinstveno ekološko značilnost, to je, da zavzema točno določeno mesto v ekološkem hiperprostoru.

Mehanizmi medvrstne izolacije

Koncept biološke vrste predpostavlja obstoj medvrstne reproduktivne izolacije - to je izolacije, ki posameznikom, ki pripadajo različnim vrstam, preprečuje križanje. Reproduktivna izolacija ne zagotavlja samo sobivanja številnih sorodnih vrst, temveč tudi njihovo evolucijsko neodvisnost.

Razlikujemo med primarno in sekundarno izolacijo. Primarna izolacija poteka brez sodelovanja naravne selekcije; ta oblika izolacije je naključna in nepredvidljiva. Sekundarna izolacija se pojavi pod vplivom kompleksa elementarnih evolucijskih dejavnikov; ta oblika izolacije se pojavi naravno in je predvidljiva.

Najenostavnejša oblika medvrstne izolacije je prostorski , oz geografski izolacija. Vrste se ne morejo križati, ker so populacije različnih vrst med seboj prostorsko izolirane. Glede na stopnjo prostorske izolacije ločimo alopatrične, sosednje-simpatrične in biotsko-simpatrične populacije.

Geografski obsegi alopatrične populacije se sploh ne prekrivajo (primeri: bizon in bizon, šakal in kojot). Geografski obsegi sosednje simpatrične populacije dotik; ta stopnja prostorske izoliranosti je značilna za vikarne (nadomestne) vrste (primera: zajec beli in rjavi zajec). Geografski obsegi biotsko-simpatrične populacije se v večji ali manjši meri prekrivajo (primeri za regijo Bryansk: sobivanje štirih vrst žab, petih vrst škrjancev, treh vrst lastovk, devetih vrst sinic, šestih vrst strnadov, šestih vrst penic, petih vrst kos, štiri vrste penic, pet vrst miši, šest vrst voluharjev).

Biotsko simpatične populacije se lahko med seboj križajo in tvorijo medvrstne hibride. Toda zaradi nenehnega nastajanja hibridov in njihovih povratnih križanj s starševskimi oblikami morajo čiste vrste prej ali slej popolnoma izginiti. Vendar se v resnici to ne zgodi, kar kaže na obstoj različnih mehanizmov, ki učinkovito preprečujejo medvrstno hibridizacijo v naravnih razmerah, ki so nastale s sodelovanjem posebnih oblik naravne selekcije, znanih kot »Wallaceovi procesi«. (Zato so najbolj uspešna ekološko-geografska križanja med vrstami, ki v naravnih razmerah ne pridejo v stik.)

Običajno ločimo tri skupine izolacijskih mehanizmov: precopulatory, prezigotic in postzigotic. Hkrati se predzigotski in postzigotski izolacijski mehanizmi pogosto združujejo pod splošnim imenom "postkopulacijski mehanizmi".

Razmislimo o glavnih mehanizmih medvrstne reproduktivne izolacije, ki zagotavljajo evolucijsko neodvisnost različnih vrst: A in IN.

jaz. Predkopulacijski mehanizmi – preprečiti kopulacijo (parjenje pri živalih ali opraševanje pri rastlinah). V tem primeru se ne odstranijo niti očetove niti materine gamete (in ustrezni geni).

Predkopulacijska izolacija je lahko primarni(naključno) oz sekundarni(nastala pod vplivom naravne selekcije v korist največje plodnosti in preživetja). Predkopulacijski mehanizmi vključujejo naslednje oblike medvrstne izolacije:

1. Prostorsko-geografska izolacija. Vrste A in IN so popolnoma alopatrične, kar pomeni, da se njihova geografska območja ne prekrivajo. (Ta oblika izolacije za ozemlje regije Bryansk je nepomembna zaradi odsotnosti nepremostljivih prostorskih ovir (gorovja, puščave itd.).)

2. Prostorsko-biotopska izolacija. Vrste A in IN so sosednje-simpatične, to pomeni, da živijo na istem ozemlju, vendar so del različnih biocenoz. V tem primeru razdalja med biocenozami presega polmer reproduktivne dejavnosti (na primer polmer prenosa cvetnega prahu in semen v rastlinah). Ta oblika izolacije je možna na primer med obvezno-aluvialno-poplavnimi in obvezno-gozdno-močvirskimi vrstami. Ta ovira pa ni nepremostljiva zaradi transgresije poplavno-aluvialnih vrst v gozdno-močvirnate cenoze.

3. Sezonska izolacija. Vrste A in IN so biotsko simpatrični, kar pomeni, da se nahajajo v isti cenozi, vendar se razmnožujejo (cvetijo) ob različnih časih. Vendar pa je sezonska izolacija možna samo za vrste z zelo zgodnjim ali zelo poznim razmnoževanjem (cvetenjem). Za večino vrst je sezonska izolacija nepomembna; Nekatere biotsko simpatrične vrste se razmnožujejo sočasno, vendar v naravi ne tvorijo križancev, ampak se uspešno križajo v laboratorijskih pogojih.

4. Etološka izolacija. Ima pomembno vlogo pri živalih; pogosto zaradi razlik v paritvenih ritualih med vrstami A in IN. Pri biotsko oprašenih rastlinah obstaja izolacija zaradi razlik v obnašanju živalskih opraševalcev, ki imajo raje eno ali drugo vrsto cvetov; ta oblika izolacije je pomembna za specializacijo opraševalcev.

5. Mehanska izolacija. Vzrok za to so razlike v strukturi reproduktivnih organov vrst A in IN, na primer kopulacijski organi pri živalih ali opraševalne enote pri rastlinah (cvetovi, socvetja). Ta izolacijska ovira ni nepremostljiva: na primer, cvetove različnih rastlinskih vrst pogosto obiščejo isti opraševalci (na primer čebele), zaradi česar sta (vsaj na prvi pogled) enako verjetni tako znotrajvrstna kot medvrstna ksenogamija.

II. Prezigotski mehanizmi – preprečiti oploditev. To se zgodi izločanje očetovskih gamet(geni), vendar se materinske gamete (geni) ohranijo. Prezigotska izolacija je lahko podobna primarni, torej sekundarni.

Pri živalih so mehanizmi predzigotske izolacije običajno povezani s smrtjo očetovskih gamet. Na primer, pri žuželkah opazimo smrt moških spolnih celic v genitalnih kanalih osemenjenih samic zaradi imunoloških reakcij.

Prezigotski mehanizmi v rastlinah vključujejo:

1. Odmrt moških gametofitov tuje vrste: nekalitev pelodnih zrn na stigmi, odmiranje pelodnih cevk v slogu ali jajčni celici, odmiranje semenčic v pelodnih cevkah ali v zarodni vrečki.

2. Nekonkurenčnost peloda tuje vrste glede na pelod lastne vrste, ko se združita na peclje pestiča.

III. Postzigotski mehanizmi – preprečiti prenos genov s starševske vrste na naslednje generacije prek hibridov. Ta oblika medvrstne izolacije se lahko pojavi med hibridi prve generacije, hibridi druge generacije in med povratnimi križanci (potomci povratnih križancev). Postkopulacijska izolacija vodi do smrti gameta; se oblikuje naključno. Najpogostejši postzigotski mehanizmi vključujejo naslednje oblike:

1. Neprilagodljivost ali zmanjšana sposobnost hibridov v primerjavi s starševskimi vrstami (ali preprosto neprilagodljivost).

1.1. Polno doneinstitucionalni, oz morfofiziološka neprilagodljivost. Pomeni absolutno nezmožnost razvoja hibridov tudi v nadzorovanih pogojih. Povezan z nezmožnostjo normalne morfogeneze zaradi nezdružljivosti starševskih genomov. Vključuje smrt zigote, zarodkov, kalčkov, mladoletnih in deviških osebkov.

1.2. Zmanjšana ustavna sposobnost. Izraža se v pojavu morfoz in terat (deformacij), zmanjšanem preživetju. Zmanjšana konstitucionalna sposobnost v veliki meri določa vse druge oblike neprilagojenosti.

1.3. Neprilagojenost na abiotske (fizikalno-kemične) dejavnike habitata. Od konstitucionalne neprilagojenosti se razlikuje po tem, da je mogoče ustvariti pogoje, v katerih se bodo hibridi, ki so v naravnem okolju neprilagojeni, normalno razvijali. Na primer, pri rastlinah so naravni omejevalni dejavniki za hibride: nezadostna vlaga, pomanjkanje svetlobe, pomanjkanje nekaterih elementov mineralne prehrane, gibanje okolja (veter, padavine), spremembe temperature in vlažnosti ter nezadostno trajanje rastne sezone. V praksi odpravljanje škodljivih učinkov fizikalno-kemijskih dejavnikov pomeni kalitev hibridnih semen na filtrirnem papirju v vlažni komori, gojenje sadik v šotno-humusnih lončkih v zaprtih tleh, zgodnjo pridelavo hibridov v kontroliranih pogojih (hkrati imajo čas za pripravo). za prezimovanje), prvo prezimovanje v zaprtih tleh.

1.4. Pomanjkanje prilagajanja biotskim dejavnikom habitata, zlasti nestabilnost na škodljivce in bolezni.

1.5. Pomanjkanje konkurenčnosti(predvsem nekonkurenčnost v odnosu do starševskih ali sorodnih vrst). V motenih habitatih, v antropogenih krajinah in na obrobju ekoloških niš (pri rastlinah - na obrobju edafo-fitocenotskih območij) ima ta oblika neprilagodljivosti manjšo vlogo.

2. Popolno ali delno zmanjšanje plodnosti hibridov (neplodnost).

2.1. Popolna (ustavna) neplodnost– je nezmožnost spolnega razmnoževanja pod kakršnimi koli pogoji. Pri rastlinah se pojavi v popolni odsotnosti cvetov ali nastanku grdih cvetov (na primer med medvrstno hibridizacijo pri vrbah).

2.2. Zmanjšanje plodnosti– na primer zmanjšanje števila cvetov v rastlinah.

2.3. Segregacijska sterilnost– motnje normalne segregacije kromosomov med mejozo. Posledično se normalna gametogeneza (sporogeneza) izkaže za nemogočo. Med živalmi podobno neplodnost opažamo pri mulah (križanci konja in osla), narsih (križanci enogrbe in dvogrbe kamele), kidusih (hibridi sobolja in kune), tumakih (hibridi rjave kamele). zajec in planinski zajec).

2.4. Etološka in reproduktivna neprilagojenost hibridi pri živalih. Sestoji iz kršitve reproduktivnega vedenja, na primer deviantnega vedenja med dvorjenjem, pri gradnji gnezd, pri hranjenju potomcev.

Na primer pri različnih vrstah zaljubljenih ptic (rod Agapornis) pri gradnji gnezda opazimo različno vedenje: posamezniki iste vrste ( A. personata) v kljunu nosijo koščke gradbenega materiala in predstavnike druge vrste ( A. roseikolis) jih vtaknite pod perje. Medvrstni hibridi ( F 1 ) je razkrilo mešano vedenje: sprva so ptice poskušale dati gradbeni material v perje, nato so ga vzele ven, vzele v kljun, nato pa se je vse začelo znova.

Podobne vmesne oblike vedenja so bile ugotovljene v demonstrativnem vedenju ščinkavcev in v naravi zvočnih signalov čričkov.

Torej je v zvezi s simpatičnimi vrstami možen obstoj najrazličnejših izolacijskih ovir, ki preprečujejo njihovo popolno mešanje (sekundarna intergradacija). Hkrati pa nobena od teh ovir (seveda z izjemo popolne konstitucionalne neprilagodljivosti hibridov) ni nepremostljiva. Zato je podobnost med različnimi vrstami lahko posledica ne le konvergence v podobnih habitatih, temveč tudi rezultat vodoravno , oz lateralni prenos genov (pretok genov).

Biološka raznovrstnost

Biološka raznovrstnost je celotna raznolikost različnih živih organizmov, spremenljivost med njimi in ekoloških kompleksov, katerih del so, kar vključuje raznovrstnost znotraj vrst, med vrstami in ekosistemi.

Biološka raznovrstnost je eden najpomembnejših bioloških virov.

Biološki vir je genski material, organizmi ali njihovi deli ali ekosistemi, ki se uporabljajo ali so potencialno uporabni za človeštvo, vključno z naravnim ravnovesjem znotraj in med ekosistemi.

Ločimo naslednje stopnje biološke raznovrstnosti:

alfa raznolikost – število vrst v skupnosti;

beta raznolikost – število skupnosti na določenem ozemlju;

gama raznovrstnost - skupno število vrst in združb na določenem ozemlju;

omega raznolikost – globalna raznolikost (število vrst in združb na velikih območjih).

Osnova vseh oblik pestrosti pa je genetska intraspecifična (znotrajpopulacijska in medpopulacijska) pestrost.

Ustvarjanje trajnostnih ekosistemov

Stabilnost sistema je v najpreprostejšem primeru določena z aditivno stabilnostjo njegovih strukturnih komponent. Glavni kazalniki odpornosti posameznih rastlin vključujejo: zimsko odpornost, odpornost na transpiracijske izgube v zimsko-pomladnem obdobju, odpornost popkov, cvetov in jajčnikov proti zmrzali, odpornost na pomanjkanje ali presežek toplote, sončno sevanje in skrajšano rast. sezona; odpornost na vročino in sušo; ujemanje med ritmi fenofaz in sezonskimi spremembami okoljskih razmer; odpornost na določene pH vrednosti, koncentracije soli; odpornost proti škodljivcem in boleznim; ravnovesje fotosinteze in reproduktivnih procesov. Hkrati se postopoma spreminja okolje, ki obkroža organizme – problem podnebnih sprememb postaja že globalni, politični problem. Na primer, v zadnjih 50 letih (v primerjavi z leti 1940–1960) se je v osrednji Rusiji povprečna letna temperatura zraka povečala za 1,2 °C, relativna vlažnost pa se je zmanjšala za 3 %. Te spremembe so še bolj izrazite v zimsko-pomladnem obdobju: temperatura zraka se je v januarju, februarju in marcu zvišala za 4,4 °C, vlažnost v marcu in aprilu pa se je znižala za 10 %. Takšne spremembe temperature in vlažnosti močno povečajo transpiracijske izgube lesnatih rastlin v zimsko-pomladnem obdobju.

Na žalost trenutna stopnja razvoja znanosti ne omogoča, da bi v celoti predvideli okoljske spremembe, ki se bodo zgodile tudi v bližnji prihodnosti, in predvideti ne le podnebne spremembe, temveč tudi pojav novih škodljivcev, povzročiteljev bolezni, konkurentov itd. Zato je edini zanesljiv način za povečanje trajnosti in produktivnosti naravnih ekosistemov povečanje stopnje heterogenosti, genetske heterogenosti komponent ekosistema. Takšni heterogeni ekosistemi zagotavljajo možnost kontinuirane in trajnostne rabe narave, saj v genetsko heterogenih sistemih nastajajo kompenzatorne interakcije osebkov z različnimi lastnostmi rasti in razvoja ter občutljivostjo na dinamiko dejavnikov okolja. V odnosu do škodljivcev in bolezni je za tako heterogen ekosistem značilna kolektivna skupinska imunost, ki jo določa interakcija številnih strukturnih in funkcionalnih značilnosti posameznih biotipov (ekotipov, izoreaktantov).

Za ustvarjanje heterogenih umetnih nasadov (nasadov) vegetativno razmnoženih rastlin, klonske mešanice , oz poliklonske sestave – posebej izbrane kombinacije sadik različnih sort-klonov. Poleg tega mora imeti vsak klon značilnosti, ki jih drugi kloni nimajo. Najpomembnejša lastnost je ritem razvoja poganjkov . Po drugi strani pa so ritmi razvoja poganjkov določeni z vrsto in individualno specifičnostjo genetsko določenih programov ontogeneze.

Tako je za ustvarjanje poliklonskih sestavkov potrebno identificirati intraspecifične skupine med divjimi rastlinami (ali v zbirčnih nasadih), ki se dosledno razlikujejo v nizu značilnosti. V tem primeru glavna stvar ni moč razlik, temveč njihova konstantnost, tj. sposobnost obstoja več generacij (vsaj med vegetativnim razmnoževanjem) pod določenimi rastnimi pogoji.

Takšna intraspecifična skupina se običajno pojavi kot oblika(preoblikovanje). Na žalost se ta izraz zelo pogosto uporablja precej ohlapno, tako da se imenujejo ekotipi, varietete (variacije), izoreaktanti (oblike v ožjem pomenu besede) in biotipi; v mikrosistematiki je oblika obravnavana kot znotrajvrstna taksonomska kategorija (forma).

Pri prepoznavanju oblik bodite najprej pozorni na morfološke značilnosti. Hkrati se pri različnih rastlinskih vrstah zaradi vzporedne variabilnosti razlikujejo oblike istega imena, ki se razlikujejo po konfiguraciji listov (tipične vulgaris, širokolistna latifolia, ozkolistni angustifolia, drobnolistni parvifolia, suličasto lancifolia, eliptične eliptična, zaokroženo jajčasta crassifolia, zaokrožen rotundata; Nekatere vrste listnih plošč dobijo posebna imena, npr. orbiculata– široko ovalne, srčaste na dnu in zašiljene na vrhu), glede na barvo listov (enobarvne concolor, barvita razbarvati, zelena viridis, siva glaucophylla, sijoče splendens, srebrna argentea), glede na konfiguracijo krošnje (sferična sphaerica, jok pendula, piramidasto pyramidalis); različnim kultivarjem (sortam) se običajno dodeli rang f. culta s podrobnim opisom morfologije.

Za podrobnejši opis oblik se uporabljajo različni morfometrični kazalniki, ki pri lesnatih rastlinah vključujejo: rastno silo (zlasti letno povečanje premera debla), vrsto razvejanosti, kot razvejanosti, dolžino internodijev, intenzivnost. razvejanost in dolžina poganjkov, velikost listov. Ti indikatorji so identificirani z neposrednim opazovanjem, so enostavno digitalizirani in primerni za matematično obdelavo z metodami variacijske statistike, ki omogočajo oceno genetske pogojenosti lastnosti.

Znano je, da je poliploidija med rastlinami zelo razširjena. Zato je identifikacija intraspecifičnih (znotrajpopulacijskih) skupin, ki se razlikujejo po številu kromosomov, bi lahko omogočil nedvoumen opis stopnje raznolikosti. Za določanje števila kromosomov se uporabljajo različne citogenetske metode, zlasti neposredno štetje kromosomov v celicah, ki se delijo. Vendar to ni vedno mogoče, zato se kromosomska števila pogosto določajo s posrednimi metodami, npr. palinometrična metoda(glede na velikost pelodnih zrn).

Vendar so vsi našteti kazalniki statični in ne odražajo procesa implementacije genetske informacije. Hkrati je znano, da se vsaka lastnost oblikuje med morfogenezo. Na podlagi analize morfogeneze se naredi selekcija ontobiomorf, glede na sezonske spremembe habitusa rastlin pa jih ločimo fenobiomorfi. Pri uporabi dinamičnih indikatorjev raznolikosti lahko nabor genov organizma obravnavamo kot program njegove ontogeneze (individualni razvoj), v posebnih primerih pa kot program morfogeneze (formiranje oblike).

Obet tega pristopa je bil prikazan v delih K. Waddingtona, N.P. Krenke in drugi klasiki naravoslovja.

Dedni polimorfizem naravnih populacij. Genetska obremenitev. Proces speciacije s sodelovanjem dejavnikov, kot je naravna selekcija, ustvarja raznolikost živih oblik, prilagojenih življenjskim razmeram. Med različnimi genotipi, ki nastanejo v vsaki generaciji zaradi rezerve dedne variabilnosti in rekombinacije alelov, le omejeno število določa največjo prilagodljivost določenemu okolju. Lahko se domneva, da bo diferencialna reprodukcija teh genotipov na koncu privedla do dejstva, da bodo genske sklade populacij predstavljali le "uspešni" aleli in njihove kombinacije. Posledično bo prišlo do oslabitve dedne variabilnosti in povečanja stopnje homozigotnosti genotipov. Vendar se to ne zgodi, saj se proces mutacije nadaljuje in naravna selekcija ohranja heterozigote, ker blažijo škodljiv učinek recesivnih alelov. Večina organizmov je zelo heterozigotnih. Poleg tega so posamezniki heterozigotni na različnih lokusih, kar povečuje celotno heterozigotnost populacije.

Prisotnost v populaciji več ravnovesnih soobstoječih genotipov v koncentraciji, ki presega 1 % v najredkejši obliki (raven dedne raznolikosti, za vzdrževanje katere zadostuje proces mutacije) se imenuje polimorfizem. Dedni polimorfizem nastane zaradi mutacij in kombinacijske variabilnosti. Podprta je z naravno selekcijo in je lahko prilagodljiva (prehodna) ali stabilna (uravnotežena).

Prilagoditveni polimorfizem se pojavi, če v različnih, a redno spreminjajočih se življenjskih razmerah selekcija daje prednost različnim genotipom.

Uravnotežen polimorfizem se zgodi, ko je selekcija naklonjena heterozigotom pred recesivnimi in dominantnimi homozigoti. V nekaterih primerih je uravnotežen polimorfizem ciklična selekcija (glej sliko 1.4, str. 14).

Pojav selektivne prednosti heterozigotov se imenuje nadvlado. Mehanizem pozitivne selekcije heterozigotov je drugačen.

Zaradi raznolikosti okoljskih dejavnikov deluje naravna selekcija hkrati v več smereh. V tem primeru je končni rezultat odvisen od razmerja intenzivnosti različnih selekcijski vektorji. Tako je na nekaterih območjih sveta visoka frekvenca semi-letalnega alela srpastocelične anemije podprta s prednostnim preživetjem heterozigotnih organizmov v pogojih visoke incidence tropske malarije. Končni rezultat naravne selekcije v populaciji je odvisen od superpozicije številnih vektorjev selekcije in protiselekcije. Zahvaljujoč temu se doseže stabilizacija genskega sklada in ohranjanje dedne raznolikosti.

Uravnotežen polimorfizem daje populaciji številne dragocene lastnosti, ki določajo njen biološki pomen. Gensko raznolika populacija obvladuje širši spekter življenjskih pogojev in bolj polno uporablja habitat. V njegovem genskem skladu se kopiči večji obseg rezervne dedne variabilnosti. Posledično pridobi evolucijsko prožnost in lahko s spreminjanjem v eno ali drugo smer kompenzira okoljska nihanja v teku zgodovinskega razvoja.

V genetsko polimorfni populaciji se iz generacije v generacijo rojevajo organizmi genotipov, katerih primernost je različna. V vsakem trenutku je sposobnost preživetja takšne populacije pod ravnjo, ki bi jo dosegli, če bi bili v njej prisotni le najuspešnejši genotipi. Količina, za katero se sposobnost dejanske populacije razlikuje od sposobnosti idealne populacije »najboljših« genotipov, ki so možni glede na dani genski sklad, se imenuje genetska obremenitev. Je neke vrste plačilo za ekološko in evolucijsko prilagodljivost. Genetska obremenitev je neizogibna posledica genetskega polimorfizma.

Uravnotežen genetski polimorfizem, intraspecifična raznolikost, ekološke rase in verjetno podvrste so nekateri od razlogov za evolucijsko stalnost vrst (Severtsov A.S., 2003). Obstoj dveh ali več morfov uravnoteženega polimorfizma, od katerih je vsaka prilagojena v svoji podniši ekološke niše vrste, kaže, da kvalitativno različne adaptivne strategije morfov zagotavljajo njihovo enako primernost. Ko se ekološka situacija spremeni, nekateri od teh morfov pridobijo prednost v škodo drugih morfov. Njihovo število se ohranja ali povečuje ne le zaradi ohranjanja sposobnosti, ampak tudi zaradi virov, ki se sprostijo, ko se zmanjša ali izumre število tistih oblik, za katere je ta okoljska sprememba škodljiva.

Primer je zgodovina polimorfizma moskovske populacije inantropskih skalnih golobov Kolumbija Libija(Obukhova, 1987). Polimorfizem populacij te vrste je predstavljen z neprekinjenim nizom morfov, ki se razlikujejo po barvi perja: od sive (skrilasto sive), ki velja za prvotno, do črne (melanistične). Obstajata dve vrsti melanizacije perja. V enem primeru se melanin koncentrira na koncih pokrovov in tvori črne pege. Ko se te pege povečajo, se združijo v enobarvno črno barvo. Ta pogostejša oblika melanizacije je posledica močnega črnega gena in 5-6 geni s šibkim fenotipskim učinkom. V drugem primeru je melanin difuzno porazdeljen po celotni mreži perja. Zato so vmesne oblike videti bolj ali manj sajaste ali umazane, ob močnejši melanizaciji postanejo črne. To vrsto melanizacije določa močan gen Dack in tudi 5-6 šibkih geni (Obukhova, Kreslavsky, 1984).

Pred veliko domovinsko vojno je v Moskvi prevladoval sivi morf. Melanistov je bilo malo. Med vojno je moskovska populacija golobov skoraj popolnoma izumrla ali pa je bila uničena. Po vojni se je število golobov počasi obnavljalo do leta 1957, ko so v zvezi s svetovnim festivalom mladine in študentov začeli skrbeti in hraniti »ptico miru«. Ko se je število prebivalcev povečevalo, je začel naraščati delež melanističnih oblik. Do konca 60. let 20. stoletja. delež melanistov in vmesnih oblik je bil približno 80 %.

Spremembe v razmerju morfov so bile posledica razlik v njihovem obnašanju. Modri ​​morph je bolj aktiven, leti dlje v iskanju hrane in aktivno varuje svoja gnezdišča. Melanisti so pasivni. Njihova gnezda na podstrešjih se lahko nahajajo blizu drug drugega. Vmesne oblike so tudi vmesne po aktivnosti. V razmerah neomejenih virov hrane, ki jih zagotavljajo odlagališča smeti in hranjenje ter omejena gnezdišča v panelnih hišah, modri morf ni mogel tekmovati z množico melanistov in vmesnih morfov in je bil prisiljen na podstrešja, neprimerna za gnezdenje, kjer je nizka gostota uspela mogoče zaščititi gnezdišča. Tako spremembe v ekološki situaciji vodijo do sprememb v frekvencah morfov. Ena od njiju (sivo-siva z majhno populacijo), nato druga (melanistična z visoko populacijo) dobi prednost, vendar na splošno vrsta ohranja svojo stabilnost in se ne spreminja. Obstajala bo tudi, če bo katera od morfov izumrla.

Analize barvnega polimorfizma pri samcih pegastih muholovk vodijo do podobnih rezultatov. Ficedula hypoleuca(Grinkov, 2000), Belomorski polži (Sergievsky, 1987).

Ekološke rase so enako pomembne za ohranjanje evolucijske staze kot oblike uravnoteženega polimorfizma. Primer so ekološke rase vrbovega hrošča, Lochmea caprea(Coleoptera, Chrysomelidae), na Zvenigorodskaya biološke postaje Moskovska državna univerza, študiral Mikheev (1985). Ena od obeh ras poje listi širokolistne vrbe, predvsem kozja vrba in dolgouha vrba; trepetlika je dodatna krmna rastlina. Druga rasa večinoma poje listi puhasta breza, dodatna hrana – bradavičasta breza. Izmenjava znotraj vsake rase med hrošči, ki se hranijo z glavnimi in dodatnimi rastlinami, je približno 40%. Izmenjava med vrstami vrbe in breze je 0,3-5%, čeprav imajo ta drevesa v številnih motenih fitocenozah veje v stiku. Dejstvo je, da ličinke in odrasli vrbe rasejo, ko so prisiljeni hranjenje brezovi listi odmrejo v 100% primerov. Nasprotno, hrošči in njihove ličinke brezove rase se hranijo z listi vrbe brez škode za sebe. Tako so rase izolirane tako ekološko kot genetsko. Tesna povezanost z gostiteljskimi rastlinami pomeni, da so brezovi hrošči na določenem območju omejeni na določeno stopnjo nasledstva – drobnolistni gozd. Vrbov hrošč je omejen na mokrotna rastišča, kjer je normalen potek sukcesije moten – gozdni robovi, obrobja vasi itd. Ko se stopnja nasledstva spremeni, se bo populacija breze preselila ali izumrla. Let hroščev iz prezimovališča je približno 4 km. Enako se bo zgodilo s populacijami vrbovke, ko se vlaga zmanjša ali ko se poveča antropogeni pritisk. Vendar pa izumrtje katere od ras ne bo pomenilo izumrtja vrste, ampak mozaik biotopov zagotavlja trajnostni obstoj vsake rase. Verjetno je podobno razmišljanje mogoče uporabiti za geografske rase - podvrste (A.S. Severtsov, 2003).

Tako populacijski polimorfizem zagotavlja stabilnost populacije kot celote, ko se okoljske razmere spremenijo, in je tudi eden od mehanizmov stabilnosti vrste v evolucijskem času.

. Biološka raznovrstnost . Genetski polimorfizem populacij kot osnova biološke pestrosti. Problem ohranjanja biotske raznovrstnosti

Biološka raznovrstnost se nanaša na vse "številne različne žive organizme, spremenljivost med njimi in ekološke komplekse, katerih del so, kar vključuje raznovrstnost znotraj vrst, med vrstami in ekosistemi"; V tem primeru je treba razlikovati med globalno in lokalno raznolikostjo. Biološka raznovrstnost je eden najpomembnejših bioloških virov (biološki vir je opredeljen kot »genski material, organizmi ali njihovi deli ali ekosistemi, ki se uporabljajo ali so potencialno uporabni za človeštvo, vključno z naravnim ravnovesjem znotraj in med ekosistemi«).

Ločimo naslednje vrste biološke raznovrstnosti: alfa, beta, gama in genska raznovrstnost. α-diverziteto razumemo kot vrstno pestrost, β-diverziteto pa pestrost združb na določenem območju; γ-diverziteta je integralni indikator, ki vključuje α- in β-diverziteto. Osnova naštetih tipov biodiverzitete pa je genetska (znotrajvrstna, znotrajpopulacijska) pestrost.

Imenuje se prisotnost dveh ali več alelov (in s tem genotipov) v populaciji genetski polimorfizem. Običajno velja, da mora biti pogostost najredkejšega alela v polimorfizmu najmanj 1 % (0,01). Obstoj genetskega polimorfizma je predpogoj za ohranjanje biotske raznovrstnosti.

Ideje o potrebi po ohranitvi genetskega polimorfizma v naravnih populacijah so bile oblikovane že v dvajsetih letih prejšnjega stoletja. naši izjemni rojaki. Nikolaj Ivanovič Vavilov je ustvaril doktrino izvornega materiala in utemeljil potrebo po ustvarjanju skladišč svetovnega genskega sklada kulturnih rastlin. Aleksander Sergejevič Serebrovski je ustvaril samo doktrino genskega bazena. Koncept »genskega sklada« je vključeval genetsko raznovrstnost vrste, ki se je razvila med njeno evolucijo ali selekcijo in zagotovila njene prilagoditvene in proizvodne sposobnosti. Sergej Sergejevič Četverikov je postavil temelje doktrine in metod za oceno genetske heterogenosti populacij divjih vrst rastlin in živali.

Globalni okoljski problemi so se po drugi svetovni vojni še poslabšali. Za njihovo rešitev je bila leta 1948 ustanovljena Mednarodna zveza za ohranjanje narave in naravnih virov(IUCN). Primarna naloga IUCN je bila sestaviti Rdeče knjige– sezname redkih in ogroženih vrst. V letih 1963-1966. prvi je bil objavljen Mednarodna rdeča knjiga. Njegova četrta izdaja je izšla leta 1980. V letih 1978-1984. Objavljena je Rdeča knjiga ZSSR, leta 1985 pa Rdeča knjiga Ruske federacije.

Resnosti tega problema pa je človeštvo spoznalo šele v zadnji četrtini 20. stoletja. Pred dobrimi tridesetimi leti (1972) je v Stockholmu potekala prva konferenca ZN o človekovem okolju. Na tem forumu so bila začrtana splošna načela mednarodnega sodelovanja na področju ohranjanja narave. Na podlagi sklepov stockholmske konference so bila oblikovana sodobna načela ohranjanja življenjskega okolja.

Prvo načelo je načelo univerzalne povezanosti v živi naravi: izguba enega člena v zapleteni verigi trofičnih in drugih povezav v naravi lahko povzroči nepredvidene rezultate. To načelo temelji na klasičnih idejah o obstoju vzročno-posledičnih odnosov med elementi nadorganizmskih bioloških sistemov, mnoge od teh povezav pa vodijo v oblikovanje različnih verig, mrež in piramid.

Iz tega izhaja načelo potencialne uporabnosti vsake sestavine žive narave : nemogoče je predvideti, kakšen pomen bo ta ali ona vrsta imela za človeštvo v prihodnosti . V javni zavesti izgublja pomen razlikovanje med vrstami na »koristne« in »škodljive«, uveljavlja se ideja, da je »škodljiva ali plevelna vrsta le organizem, ki ni na mestu«.

Temelji na načelih univerzalne povezanosti in potencialne uporabnosti vsake sestavine žive narave oblikuje se koncept nevmešavanja v procese, ki se dogajajo v naravnih ekosistemih: »Ne vemo, zakaj to bo vodil, zato je bolje pustiti vse, kot je.« Idealen način za varčevanje stanje quo obravnavana je bila vzpostavitev zavarovanih območij z režimom absolutnega rezervata. Vendar pa je praksa ohranjanja pokazala, da so sodobni ekosistemi že izgubili sposobnost naravnega samozdravljenja in njihovo ohranjanje zahteva aktivno človekovo posredovanje.

Posledica tega je prehod od koncepta neposredovanja in ohranjanja obstoječega stanja k koncepte trajnostnega razvoja družba in biosfera. Koncept trajnostnega razvoja pomeni povečevanje ekološkega in virskega potenciala naravnih ekosistemov, ustvarjanje trajnostnih nadzorovanih ekosistemov, zadovoljevanje potreb družbe po naravnih virih na podlagi znanstveno utemeljenega racionalnega, trajnostnega in večnamenskega upravljanja z okoljem, ohranjanje, varstvo in razmnoževanje vseh sestavine ekosistemov.

Nadaljnji razvoj koncepta trajnostnega razvoja je neizogibno vodil do načelo nujnosti ohranjanja biološke raznovrstnosti : le raznolika in pestra živa narava se izkaže za trajnostno in visoko produktivno . Načelo potrebe po ohranjanju biološke raznovrstnosti je popolnoma skladno z osnovnimi načeli bioetike: »vsaka oblika življenja je edinstvena in neponovljiva«, »vsaka oblika življenja ima pravico do obstoja«, »kar nismo ustvarili mi, bi moralo da ga ne uničimo." Poleg tega vrednost genotipa ni določena z njegovo uporabnostjo za ljudi, temveč z njegovo edinstvenostjo. Tako je bilo priznano, da je "ohranjanje genskega sklada odgovornost za nadaljnjo evolucijo" (Frankel, XIII International Genetic Progress at Berkeley, 1974). Swaminathan (Indija) je identificiral tri ravni odgovornosti za ohranjanje genskega sklada: strokovno, politično in družbeno.

Leta 1980 je Mednarodna zveza za ohranjanje narave in naravnih virov razvila Svetovno strategijo ohranjanja. V gradivu Svetovne strategije je zapisano, da je eden od globalnih okoljskih problemov problem prehrane: 500 milijonov ljudi je sistematično podhranjenih. Težje je upoštevati število ljudi, ki ne prejemajo ustrezne prehrane, uravnotežene z beljakovinami, vitamini in mikroelementi.

Svetovna strategija je oblikovala prednostne cilje ohranjanja narave:

– ohranjanje glavnih ekoloških procesov v ekosistemih.

– Ohranjanje genske raznovrstnosti.

– Dolgoročna trajnostna raba vrst in ekosistemov.

Leta 1992 so bili v Riu de Janeiru na konferenci Združenih narodov o okolju in razvoju (UNCED) sprejeti številni dokumenti, ki so jih podpisali predstavniki 179 držav:

– Akcijski program: Agenda za 21. stoletje.

– Izjava o načelih o gozdovih.

– Konvencija ZN o spremembi podnebja.

– Konvencija o biološki raznovrstnosti.

Gradivo Konvencije o biološki raznovrstnosti ugotavlja, da je "...raznolikost pomembna za razvoj in ohranjanje sistemov za vzdrževanje življenja v biosferi." Za ohranitev sistemov za vzdrževanje življenja v biosferi je nujno ohranjanje vseh oblik biološke raznovrstnosti: »Države, ki pristopijo h konvenciji, morajo identificirati sestavine biološke raznovrstnosti, ... nadzorovati dejavnosti, ki lahko škodljivo vplivajo na biotsko raznovrstnost. .”

Na konferenci UNCED je bilo ugotovljeno, da je upadanje stopnje biološke raznovrstnosti eden glavnih razlogov za progresivno propadanje naravnih ekosistemov. Nobenega dvoma ni, da je le ob ohranjanju optimalne stopnje pestrosti mogoče ustvariti ekosisteme, ki so odporni na ekstremne vplive fizikalnih in kemičnih dejavnikov, škodljivcev in bolezni.

Leta 1995 je bila v Sofiji na konferenci evropskih ministrov za okolje sprejeta Vseevropska strategija za ohranjanje biološke in krajinske raznovrstnosti. Naj naštejemo načela vseevropske strategije ohranjanja biološke in krajinske raznovrstnosti:

– Zaščita najbolj ranljivih ekosistemov.

– Zaščita in obnova poškodovanih ekosistemov.

– Varstvo območij z največjo vrstno pestrostjo.

– Ohranjanje referenčnih naravnih kompleksov.

Prenehanje rasti produktivnosti umetnih ekosistemov je povezano tudi z nizko stopnjo biotske raznovrstnosti: trenutno se goji le 150 vrst kulturnih rastlin in vzreja 20 vrst domačih živali. Hkrati se nizka stopnja globalne pestrosti kombinira z nizko stopnjo lokalne pestrosti, s prevlado monokulture ali kolobarjenja s kratkim kolobarjenjem. Prizadevanje za poenotenje sort rastlin in pasem živali je privedlo do močnega zožitve genetske raznovrstnosti. Posledica zmanjšanja pestrosti je zmanjšanje odpornosti na ekstremne fizikalne in kemične dejavnike okolja, v še večji meri pa na škodljivce in bolezni.

Številne študije so dokazale, da je edini zanesljiv način za povečanje stabilnosti in produktivnosti naravnih ekosistemov povečanje stopnje njihove heterogenosti, saj v genetsko heterogenih sistemih kompenzacijske interakcije osebkov z različnimi značilnostmi rasti in razvoja, občutljivostjo na dinamiko okolja dejavniki, bolezni in škodljivci. Prav heterogene zasaditve dajejo možnost kontinuirane in trajnostne rabe narave.

Posledično je potrebna širša uporaba vrstnega in intraspecifičnega (genetskega) potenciala čim več vrst, primernih za gojenje v kontroliranih pogojih. Celotna raznolikost materiala, ki ga je treba ohraniti, vključuje naslednje kategorije organizmov: sorte in pasme, ki se trenutno gojijo in gojijo; sorte in pasme, ki so bile opuščene, vendar imajo po določenih parametrih veliko genetsko in plemensko vrednost; lokalne sorte in avtohtone pasme; divji sorodniki kulturnih rastlin in domačih živali; divje živalske rastlinske vrste, ki so perspektivne za vnos v kulturo in udomačitev; eksperimentalno ustvarjene genetske linije.

Za rešitev niza problemov, povezanih s problematiko biološke raznovrstnosti, je seveda treba najprej razviti merila za ocenjevanje biotske raznovrstnosti, opredeliti in ovrednotiti stopnjo raznovrstnosti v posameznih ekosistemih (naravno-teritorialnih kompleksih), razviti priporočila za ohranjanje in povečanje ugotovljene raznolikosti, testiranje in izvajanje teh priporočil za agroindustrijsko proizvodnjo.

Enega glavnih dokazov teorije evolucije lahko opazujete na lastne oči, saj se pojavljajo precej pogosto in so bile v tem času dobro preučene. Znake, ki se pojavijo pri posamezniku in ne ustrezajo trenutno razširjeni vrsti, imenujemo atavizmi. Atavizmi- gre za sledi, ki so se ohranile zaradi dejstva, da so bile nekoč naravne za posameznika na nižji stopnji razvoja. Sčasoma je posameznik izboljšal svoje funkcionalne in zunanje lastnosti ter se postopoma znebil nepotrebnih lastnosti. Vendar so se v genetskem kodu ohranile sledi posameznika starega vzorca, zato možnost atavizma ni izjema, temveč dokumentirano dejstvo.

Atavizmi so pri posamezniku prisotni od rojstva in se ne morejo oblikovati skozi čas. Pogosto je to dedna lastnost, ki se jasno izrazi ob neposrednem stiku.

Atavizmi. Brainstorm

Vestigialni organi

Poleg atavizmov, ki so v bistvu izraziti znaki posameznika na prejšnji stopnji razvoja, obstajajo tudi zametki. V bistvu so nerazviti in neuporabljeni organi telesa. Kljub odsotnosti velike funkcionalne obremenitve se vestigialni organi štejejo za znake normalnega videza vsakega bitja. Lahko rečemo le, da bo sčasoma potreba po njih izginila, njihovo nastajanje pa bo prenehalo kot nepotrebno. Atavizmi in zametki so dve plati istega vprašanja o delovanju in.

Atavizmi v teoretični evoluciji

Charles Darwin, utemeljitelj teorije evolucije, je menil, da so atavizmi in ostanki glavni znak, da so se ljudje in druga bitja sčasoma razvili v druge vrste. Njene zagovornike je ideja o iskanju takšnih nedelujočih organov tako prevzela, da so jih v človeškem telesu identificirali okoli dvesto. Na tej točki so bile njihove teorije ovržene z dokazi, da ima večina organov svoj funkcionalni namen. Vendar to ne izključuje dejstva, da je genetska nagnjenost k nastanku atavizmov in zametkov lastna vsakemu organizmu.

Atavizmi. Poljudna znanost z Anno Urmantseva

Atavizmi pri živalih

Obstaja veliko precej osupljivih primerov atavizmov, ki se najpogosteje pojavljajo, da bi presodili njihovo pravilnost. V živalskem svetu obstajajo atavizmi- Nič nenavadnega. Primeri atavizmov vključujejo krila neletečih ptic, kot so pingvini, noji in kiviji. Atavizem, opažen pri konjih, lahko imenujemo dodatni prst, ki so ga podedovali od svojih prednikov. Vendar pa lahko te atavizme imenujemo uspešni, saj so našli svojo uporabo v pogojih preživetja in pomagali bitjem pri prilagajanju na spreminjajoče se razmere.

Človeški atavizmi

Situacija z atavizmi je veliko bolj zapletena. Atavizme človeško telo zaznava kot del svojega telesa in ne povzročajo nepotrebnih nevšečnosti, v vsakdanjem življenju pa lahko postanejo moteč dejavnik.

Med najbolj izrazitimi primeri atavizmov so naslednji:

• podaljšana trtica, znana tudi kot repni izrastek, se je pojavila kot posledica dejstva, da ima človek po Darwinovi teoriji skupne korenine z opico, ki je prav tako imela rep;
• gosti lasje - obilje las na telesu in obrazu razkrije v človeku znake njegovih prednikov, ki so jim omogočili obstoj v različnih podnebnih razmerah. Sčasoma se je ta pokrov začel zmanjševati, vendar se je v nekaterih primerih preoblikoval v atavizem. Izraža se v odvečni poraščenosti na obrazu (ženska brada) in telesu (gosti, dolgi lasje);
• dodatni par bradavic - prisotnost treh parov bradavic na telesu kaže na izvor človeka kot sesalca. Ti organi pogosto ne delujejo, čeprav obstajajo primeri, ko dodatne mlečne žleze delujejo skupaj z glavnimi.

Razlika med rudimenti in atavizmi pri ljudeh

Pasje srce - atavizem

Vestigialni organi veljajo za naravno lastnost posameznika, čeprav je njihova uporaba omejena. Obstaja več funkcionalnih zametkov, ki pa niso atavizmi v polnem pomenu besede. Značilni so za vsakega predstavnika človeštva:

• slepič - kljub mitu, da je za ljudi najbolj neuporaben, opravlja nekatere funkcije, zlasti odstrani majhno količino encimov, ki so za telo neuporabni;
• modrostni zobje - pojavijo se pri ljudeh kot posledica dejstva, da je imelo telo v preteklosti potrebo po menjavi zob zaradi prehitre uporabe le-teh. Takšni zobje so bili nadomeščeni z novimi, vendar po predpisani kodi telo še vedno poskuša reproducirati njihovo prisotnost;
• Trtica je ostanek repa, vendar ga ne moremo imenovati popolnoma neuporabnega. Prisoten je pri vseh pripadnikih človeške vrste in je norma.
• Ušesne mišice so tudi obvezna norma, vendar ne opravljajo funkcij, koristnih za telo.

Pojav atavizmov

Vzroki za nastanek atavizmov se skrivajo v najkompleksnejši genetski kodi, ki so jo ustvarili milijoni posameznikovih prednikov. Sčasoma se je posameznik razvil v nove oblike, vendar ni izgubil inherentnih podatkov, ki so ostali iz preteklih generacij. Ko se srečata dva posameznika, od katerih ima vsaka izrazito nagnjenost k oblikovanju atavističnih in rudimentarnih organov, rojstvo otroka s polnimi znaki atavizma ni redkost. Vendar pa verjetnost, da naletimo na nosilce s tako močnimi kromosomskimi sklopi, ki bodo privedli do pojava atavizmov, ni velika. Atavizem velja za redko, a redno anomalijo pri posameznikih katere koli vrste, zato je preučevanje atavizmov uspešen korak.

Atavizmi in rudimenti, katerih primeri bodo obravnavani v našem članku, so neizpodbitni dokazi evolucijske teorije razvoja živih organizmov. Kaj ti pojmi pomenijo in kakšen je pomen njihovega odkritja za sodobno znanost?

Dokazi evolucije

Evolucija je razvoj vseh živih bitij od enostavnega do zapletenega. To pomeni, da so se organizmi sčasoma zamenjali. Vsaka naslednja generacija je imela naprednejše strukturne značilnosti, ki so določale njihovo prilagajanje novim življenjskim razmeram. To pomeni, da morajo imeti organizmi, ki pripadajo različnim sistematskim enotam, podobne lastnosti.

Na primer, prednje okončine ptic so sestavljene iz enakih delov. To so rama, podlaket in roka. Ker pa so ptice prilagojene za letenje, se ta okončina spremeni v krila, pri vodnih prebivalcih pa v plavuti.Takšni organi se imenujejo homologni.

Drug dokaz teorije evolucije so analogije. Torej, tako žuželke kot netopirji imajo krila. Toda v prvem so derivati ​​epitelnega tkiva, v drugem pa predstavljajo gubo kože med sprednjimi in zadnjimi okončinami. Ti organi imajo različen izvor, vendar imajo skupne strukturne in funkcionalne značilnosti. Ta pojav je nastal kot posledica razhajanja značilnosti ali razhajanja.

Atavizmi in rudimenti, katerih primere preučuje primerjalna anatomija, so tudi neposreden dokaz medsebojne povezanosti vseh živih bitij.

Kaj je rudiment?

Nekateri organi naj bi bili »rudimentarno razviti«. To pomeni, da ni dovolj za popolno izvajanje predvidenih funkcij. Pravzaprav se organi, ki so v procesu evolucije izgubili svoj prvotni pomen, imenujejo rudimenti. Po eni strani so do neke mere razviti, po drugi strani pa so v fazi izumiranja. Tipični primeri zametkov so spremembe v obliki ušesne školjke in stopnja razvoja mišic, ki jo obdajajo. Naši predniki so morali vsako minuto poslušati približevanje nevarnosti ali dolgo pričakovanega plena. Zato je bila oblika lupine ostrejša, mišice pa so zagotavljale njeno gibanje. Za sodobnega človeka zmožnost premikanja ušes verjetno ne bo uporabna v vsakdanjem življenju. Zato je posameznike s takšnimi veščinami mogoče najti zelo redko.

Primeri rudimentov pri ljudeh in živalih

Pri živalih pogosto najdemo nezadostno razvite organe, ki so lastni prednikom. Primeri zametkov so prisotnost kokciksa pri ljudeh, ki je ostanek repne hrbtenice, pa tudi modrostnih zob, potrebnih za žvečenje grobe in nepredelane hrane. Na tej stopnji teh delov telesa praktično ne uporabljamo. Slepič je ostanek, ki smo ga ljudje domnevno podedovali od rastlinojedih živali. Ta del prebavnega sistema izloča encime in sodeluje pri prebavnih procesih, vendar je v primerjavi s svojimi predniki bistveno skrajšan. Za primerjavo: pri človeku je njegova povprečna dolžina približno 10 cm, pri ovci ali kameli pa več metrov.

Seznam človeških začetkov se nadaljuje s tretjo veko. Pri plazilcih ta struktura vlaži in čisti zunanjo membrano očesa. Pri ljudeh je nepremična, majhna, zgornje funkcije pa opravlja zgornja veka. Brazgotina na zgornjem nebu osebe je tudi rudiment - to so rudimenti naslednje vrste zob, ki jih oseba ne potrebuje.

Začetki živali so zadnje okončine kitov, skrite v telesu, in povodci dvokrilnih žuželk, ki so spremenjeni par kril. Toda okončine kač sploh niso razvite, saj je zaradi posebnosti njihovega mišično-skeletnega sistema potreba po njih popolnoma odsotna.

Zametki: fotografije rastlin

Rastline imajo tudi vestigialne organe. Na primer, plevel pšenične trave ima dobro razvito koreniko, ki je podzemni poganjek s podolgovatimi internodiji. Na njem so jasno vidne majhne luske, ki so vestigialni listi. Ker pod zemljo ne bodo mogli opravljati svoje glavne funkcije - izvajati fotosintezo, ni potrebe po njihovem razvoju. Rudiment je tudi zametek pestiča v obliki gomolja v staminalnem cvetu kumar.

Kaj so atavizmi?

Še en dokaz evolucije so atavizmi. Lahko rečemo, da je ta koncept nasprotje rudimentov. Atavizmi so manifestacija lastnosti, značilnih za njihove daljne prednike, pri posameznih posameznikih. Njihova prisotnost kaže tudi na določeno stopnjo sorodstva v več generacijah. V zgodnjih fazah razvoja zarodka obstaja tako rep kot škržne vrečke. Če embriogeneza poteka pravilno, se te strukture nehajo razvijati. Če je razvojni proces moten, se lahko posamezniki rodijo s strukturnimi značilnostmi, ki so zanje nenavadne. Zato repati deček in dvoživka nista samo fantazija.

Človeški atavizmi

Poleg videza repa so značilni atavizmi pri ljudeh prekomerna poraščenost telesa. Včasih znatno presega normo. Znani so primeri, ko so dlake pokrivale celotno človeško telo, razen dlani in podplatov. Pojav dodatnih mlečnih žlez na telesu se prav tako šteje za atavizem in se lahko pojavi pri ženskah in moških. Ta lastnost je podedovana od sesalcev, ki so rodili veliko otrok. Hkrati je bilo treba nahraniti vse hkrati. Oseba nima takšne potrebe.

Druga vrsta zob je tudi lastnost naših daljnih prednikov. Na primer, morski pes jih ima več vrst. To je potrebno, da lahko plenilci učinkovito ujamejo in zadržijo plen. Obstaja mnenje, da se mikrocefalija lahko šteje tudi za atavizem. To je genetska bolezen, ki povzroči zmanjšanje velikosti možganov in lobanje. Hkrati ostanejo vsa ostala telesna razmerja normalna. To pomeni duševno zaostalost.

Človek kaže nekatere znake živali v obliki refleksov. Na primer, kolcanje je tipična značilnost starodavnih dvoživk. Ta reakcija je bila potrebna, da so vodo spustili skozi dihala. In kar je še posebej močno razvito pri otrocih, je manifestacija tega pri sesalcih. Prijeli so se za krzno svojih staršev, da se ne bi izgubili.

Atavizmi živali in rastlin

Primeri lastnosti prednikov pri živalih vključujejo videz dlake ali zadnjih okončin pri kitih. To je dokaz o poreklu teh živali iz izumrlih kopitarjev. Atavizmi so tudi razvoj dodatnih prstov pri sodobnih konjih, mobilnih okončinah pri kačah in pri jegličih je včasih opaziti povečanje števila prašnikov na 10. Točno toliko so imeli predniki sodobnih rastlin. Čeprav imajo sodobne vrste le 5 prašnikov.

Vzroki evolucijskih sprememb

Kot lahko vidite, se zametki in atavizmi pojavljajo pri mnogih vrstah rastlin in živali. To kaže na določeno stopnjo povezanosti med predstavniki različnih sistemskih enot znotraj istega kraljestva. Evolucijske spremembe vedno potekajo v smeri njihove kompleksnosti, zaradi česar imajo živi organizmi možnost, da se bolje prilagodijo določenim življenjskim razmeram.

Po pregledu primerov rudimentov in atavizmov smo se prepričali o splošnosti in doslednosti teorije evolucije.

Iz latinščine - pra-pra-ded) se nanaša na pojav v živih bitjih lastnosti, ki so bile značilne za njihove zelo oddaljene prednike. Značilne lastnosti so dodatne mlečne žleze, repni dodatki, gosta dlaka na človeškem telesu, pa tudi polidaktilizem pri živalih. Za pojav teh znakov so odgovorni geni, ki se lahko iz različnih razlogov aktivirajo v telesu po več generacijah.

Pri normalnem razvoju brez patologij se atavizmi ne pojavijo, saj njihove gene blokirajo drugi zdravi geni.

Darwin se je opiral na pojave atavizma in z njimi dokazoval filogenetski izvor različnih vrst. Poleg tega je znanstvenik trdil, da se atavizem manifestira kot posledica rastlin, kar ima za posledico aktivacijo genov, ki povzročajo atavizem. Sodobni genetiki in embriologi so ta koncept bistveno zožili, zato se atavizem danes pogosteje omenja izključno v poljudnoznanstveni literaturi.

Znaki atavizma

Atavistični znaki se lahko pojavijo na različne načine. Tako spontani atavizem najpogosteje opazimo, ko neka vrsta kaže lastnosti, ki so zanjo nenavadne, vendar so bile opažene pri njenih daljnih prednikih iz drugih sistemskih kategorij. Na primer, konji rodijo žrebeta s tremi prsti ali črtami ali pa se pri ljudeh razvije repu podoben privesek. Atavizem se kaže tudi v hipertrihozi, polimastiji ali kriptorhizmu, ki jih najpogosteje opazimo pri predstavnikih človeške vrste.

Za razliko od atavističnih manifestacij so osnovni znaki najdeni pri vseh predstavnikih določene vrste.

Poleg tega se pojavi atavizma pogosto manifestirajo kot posledica regeneracijskih procesov - raki lahko na primer namesto očesa zrastejo krempelj, in ko pri nekaterih vrstah krempelj izgubijo, opazimo njegovo ponovno rast, povezano s starodavnejšim filogenetski tip. Podobni primeri se pojavljajo pri pravokrilcih, katerih noge se pogosto regenerirajo v okončine, ki spominjajo na noge nižje razvitih oblik. Takšni patološki pojavi, kot so mikrocefalija, razcepljena ustnica in številni drugi znaki, ki so posledica nenormalnega intrauterinega razvoja ploda, nimajo nič skupnega z atavizmom.