Концепции современного естествознания. Шпаргалки - Ирина Богданова

Расы формировались под влиянием естественного отбора и дрейфа генов. В основном наличие тех или иных черт определялось климатическими условиями. Но европейский светловолосый и светлоглазый тип ученые объясняют близкородственными браками и малым количеством самой популяции.

Этносы не являются биологическим понятием. Это социальные группы людей, которых связывает общий уровень хозяйствования, культуры, обычаев, а также язык. Большие народы могут формироваться из различных рас, перемешиваться, приобретать какие-то отличительные черты, меняться внешне на протяжении истории, но к биологическому типу этносы не имеют никакого отношения. В то же время у локализованных этносов расовые черты могут приобретать характерную специфику, и чем изолированнее ареал проживания, тем более сходными чертами будет обладать тот или иной этнос, если он не получает притока крови извне.

90. Генетические основы эволюции

Выдвинутая Дарвином теория естественного отбора была воспринята негативно не только креацинистами, но и некоторыми учеными, не отрицающими самого естественного отбора. В теории были уязвимые места, мимо которых не смогли пройти ее критики. Одним из возражений было следующее: для того, чтобы передать полезные для эволюции признаки, должны встретиться две особи, обладающие ими в равной мере, поскольку при встрече особей, одна из которых ими не обладает, родится потомство, частично обладающее такими признаками или не обладающее ими вовсе, а поскольку в реальном мире такая встреча маловероятна, полезные признаки будут разбавляться и угасать. Возражение строилось на принципах здравого смысла. Будущее показало, что основой должен служить не здравый смысл, а генетика.

Исследования по генетике появились еще при жизни Дарвина. Начало генетике положил Мендель, который открыл закон о наследовании признаков. По этому закону механизм наследования не зависит от условий, но зависит от возможных комбинаций согласно теории вероятностей. Труд Менделя был издан малым тиражом и не стал известен общественности, и только в начале XX в. законы Менделя получили научное признание, а выделенные им признаки были названы генами. Главным постулатом теории стал тезис о примате в распределении генов математической вероятности, а не условий среды. Синтетическая теория эволюции (1920-е гг.), разработанная русскими учеными (Вавилов, Четвериков, Дубинин, Тимофеев-Ресовский, Кольцов) соединила принципы генетики с теорией эволюционного скачка (новые виды создаются не путем медленной эволюции, а переходом системы к точке бифуркации, то есть революционно). Доказательства они нашли в изучении процесса мутаций. Мутации, согласно их выводу из осуществленных экспериментов, возникают в результате молекулярной перестройки наследственной структуры (ДНК) а сами перестройки происходят как под действием внешних условий, так и по математической вероятности. Изучение мутаций легло в фундамент новой науки – молекулярной генетики, а выводы из исследований – в синтетическую теорию эволюции. По этой теории мутации в природе идут постоянно, во всех популяциях, процесс эволюции происходит в результате переработки мутаций под действием естественного отбора.

91. Мутации и два типа эволюции

Синтетическая теория эволюции в русле учения о мутациях выдвинула существование двух типов эволюции – микроэволюции и макроэволюции

1.  Микроэволюция занимается проблемами онтогенеза, то есть изучением развития отдельной особи от момента зачатия до ее смерти. Возникающие мутации рассматриваются на уровне вида, популяции (особей данного вида, обладающих единым генофондом и ареалом распространения). Микроэволюция рассматривает мутации генотипические (наследственные признаки, полученные потомством от родителей на уровне ДНК); фенотипические (возникшие под влиянием среды обитания), модификационные (возникающие в организме в результате неоднородности условий существования). Главное значение имеют генотипические мутации.

2.  Макроэволюция занимается проблемами филогенеза, то есть изучением развития всего органического живого мира на протяжении всей его истории.

В ходе исследований ученые выявили, что количество мутаций зависит от качества среды обитания (чем хуже среда, тем быстрее идет мутационный процесс и действует естественный отбор генного материала). Мутации происходят на разных уровнях: геномные (связанные с изменением количества хромосом), хромосомные (связанные с изменением структуры хромосом), генные (связанные с изменением структуры генов в молекуле ДНК), последние могут быть спонтанными (ошибки репликации ДНК, укорачивание генов и т. п.) и индуцированными (связанными с действием мутагенных факторов).

Именно спонтанные и индуцированные мутации связаны с появлением генов, приводящих к смерти ( летальные гены ) при рождении потомства с уродствами (без головного мозга, печени, сердца и т. п.). Кроме летальных существуют полулетальные гены , не вызывающие гибели (наличие двух сердец, дающих повышенную работоспособность; теплой шкуры, позволяющей животным не мерзнуть) и нейтральные , не оказывающие влияния на выживаемость.

В основном летальные гены выводятся из обращения по причине смерти особи до полового созревания. Но значительная часть негативных мутаций порождает рецессивные аллели (то есть разновидности генов, которые находятся в скрытом состоянии, пока не проявятся в потомстве при встрече с аналогичным аллелем). Положительные и нейтральные мутации сохраняются в доминантных генах, которые определяют передаваемые наследственные признаки.

92. Роль мутационного процесса в эволюции

Механизм передачи полезных генов всему виду до конца не изучен, но ясно, что в процессе усложнения живых организмов это происходило в результате как медленного усовершенствования и усложнения существующего вида, так и в результате качественного скачка. Для управления процессом эволюция как живая система имеет два способа регуляции: 1) возможность быстрого роста популяции, но значительное сокращение продолжительности жизни каждого существа; 2) низкий темп воспроизводства и значительное увеличение жизни каждой особи.

Первый способ помогает быстро выявить, оттестировать и закрепить качественно новые признаки, это механизм перехода от вида к виду. Второй способ работает в условиях стабильности популяции. (Как сценарий эволюции первый способ характерен для современных развивающихся стран – войны, эпидемии, прочие катаклизмы и как результат – высокая рождаемость и очень высокая смертность; второй способ характерен для стабильного европейского и американского общества – создание повышенной комфортности жизни, благосостояние, достаток, высокая продолжительность жизни и снижение умственного потенциала нации.)

Высокая рождаемость и высокая способность к мутациям еще не гарантируют, что достигается эволюционный рост вида. Для того чтобы мутации закрепились и способствовали прогрессу, их носители должны выживать. Поэтому к первому механизму эволюции полагается дополнение: набор генов для повышенного выживания, которые в стабильных условиях «спят», а в экстремальных включаются, включая и качественно новые признаки. Включение гена дает появление новых качеств, но сокращает длительность жизни.

Эволюция происходит этапами, ее этапы связаны не с накопившимися в генах «нововведениями», а с резко меняющимися условиями жизни. Толчком, запускающим ускоренный темп развития новых признаков при быстрой смене поколений, может быть глобальная катастрофа, потепление, похолодание, эпидемии, а также активные формы кислорода, уничтожающие не приспособленные к выживанию клетки.

93. Способы передачи генетической информации

Хранение и передачу генетической информации на молекулярном уровне осуществляет молекула ДНК, упакованная в хромосомах, каждая из которых представляет собой огромную молекулу, содержащую внутри около 10000 молекул ДНК, в свою очередь, имеющую более 20000 звеньев (нуклеотидов). У человека 46 хромосом с молекулами ДНК, имеющими вид двойной спирали, состоящей из нуклеотидов, которые собраны из азотистого основания, пятиатомного сахара (дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты, но имеют разные основания: аденин, тимин, цитозин и гуанин – и располагаются в молекуле в различных последовательностях. Это материальный носитель для записи информации о качествах, присущих всей системе.

Генетическая информация может передаваться тремя способами: с помощью митоза, мейоза или биосинтеза. Митоз характерен для бесполого размножения клеток и контролирует эмбриональное развитие, рост организма, восстановление органов, тканей после повреждения и выглядит как деление родительской клетки на две идентичные дочерние клетки. Если репликация идет с ошибками, молекула ДНК исправляет ошибку, при помо щи особых ферментов отделяя неправильные участки и достраивая на их месте правильно организованные цепочки звеньев.