Генетика и эволюция

НОУ ВПО вологодский институт бизнеса

Кафедра ________________________________________

Фамилия, инициалы преподавателя _____________________

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

__________________________________________________________________

(наименование дисциплины)

Номер (вариант) ______

Выполнил студент _____ курса

Специальности _____________

                                                                     группы ________

__________________________________________________________________

(фамилия, имя, отчество студента)

__________________________________________________________________

(индекс, домашний адрес, телефон)

Вологда

2011

Тема: 16 "Генетика и эволюция".

 

План

    Введение………………………………………………...………....……..3 – 4 стр.

1. Эволюционные воззрения Ламарка……………………..............………….4 стр.

2. Теория эволюции Чарльза Дарвина…………………………….….……5 – 8 стр.

3. Исследования Грегори Менделя

  3.1  Принципы теории наследствования Грегори Менделя……..…..…..8 –9 стр.

  3.2 Доминантность наследственных признаков………...………...……9 – 10 стр.

3.3 Значение работ Грегори Менделя для развития генетики ………10 – 13 стр.

4. Эволюция полигенных систем……………………………………… .13 – 14 стр.

5. Генетический дрейф……………………………………………...……14 – 15 стр.

  Заключение………………………………………………………..…….16 – 17 стр.

   Словарь терминов………………………………………………………17 – 18 стр.

   Список использованной литературы……………………………………….19 стр.

   Введение
   Генетика — область биологии, изучающая наследственность и изменчи­вость— свойства, присущие всем живым организмам. Бесконечное разнооб­разие видов растений, животных и микроорганизмов поддерживается тем, что каждый вид сохраняет в ряду поколений характерные для него черты: на холодном Севере и в жарких странах корова всегда рождает теленка, курица выводит цыплят, а пшеница воспроизводит пшеницу. При этом живые суще­ства индивидуальны: все люди разные, все кошки чем-то отличаются друг от друга, и даже колоски пшеницы, если присмотреться к ним повнимательнее, имеют свои особенности. Два эти важнейшие свойства живых существ — быть похожими на своих родителей и отличаться от них — и составляют суть понятий «наследственность» и «изменчивость».

   Истоки генетики, как и любой другой науки, следует искать в практике. С тех пор как люди занялись разведением животных и растений, они стали по­нимать, что признаки потомков зависят от свойств их родителей. Человек всегда стремился управлять живой природой: структурно-функциональной организацией живых существ, их индивидуальным развитием, адаптацией к окружающей среде, регуляцией численности и т. д. Отбирая и скрещивая лучших особей, человек из поколения в поколение создавал породы живот­ных и сорта растений с улучшенными свойствами. Бурное развитие племен­ного дела и растениеводства во второй половине 20 в. породило повышенный интерес к анализу феномена наследственности. В то время считали, что ма­териальный субстрат наследственности — это гомогенное вещество, а на­следственные субстанции родительских форм смешиваются у потомства по­добно тому, как смешиваются друг с другом взаиморастворимые жидкости. Считалось также, что у животных и человека вещество наследственности ка­ким-то образом связано с кровью: выражения «полукровка», «чистокровный» и др. сохранились до наших дней.

   Преемственность признаков между поколениями, обеспечивается процессом оплодотворения. Человеком давно отмечены три явления, относящиеся к на­следственности: во-первых, сходство признаков потомков и родителей; во-вторых, отличия некоторых (иногда многих) признаков потомков от соответ­ствующих родительских признаков; в-третьих, возникновение в потомстве признаков, которые были лишь у далеких предков. Генетика ближе всего по­дошла к решению этих задач, вскрыв многие закономерности наследственно­сти и изменчивости живых организмов и поставив их на службу человече­скому обществу. Этим объясняется ключевое положение генетики среди дру­гих биологических дисциплин.

   Первые идеи о механизме наследственности высказали еще древнегреческие ученые Демокрит, Гиппократ, Платон, Аристотель. Автор первой научной теории эволюции Ж.-Б. Ламарк воспользовался идеями древнегреческих уче­ных для объяснения постулированного им на рубеже XVIII-XIX вв. принципа передачи приобретенных в течение жизни индивидуума новых признаков по­томству. Ч. Дарвин выдвинул теорию пангенезиса, объяснявшую наследова­ние приобретенных признаков. Коллеги и современники не обратили внима­ния на результаты работы настоятеля монастыря в Брно Грегора Менделя по скрещиванию гороха. Никто из тех, кто слушал доклад Менделя на заседании Общества естествоиспытателей и врачей в 1865, не сумел разгадать в каких-то «странных» количественных соотношениях, обнаруженных Менделем при анализе гибридов гороха, фундаментальные биологические законы, а в чело­веке, открывшем их, основателя новой науки — генетики. По свидетельству А.Е. Гайсиновича, до конца XIX в. ее цитировали всего пять раз, и только один ученый — русский ботаник И.О. Шмальгаузен — оценил всю важность этой работы. По свидетельству А.Е. Гайсиновича, до конца XIX в. ее цитиро­вали всего пять раз, и только один ученый — русский ботаник И.О. Шмальгаузен — оценил всю важность этой работы. После 35 лет забве­ния работа Менделя была оценена по достоинству, а его имя вошло в исто­рию науки. В начале XX столетия законы, открытые им, были переоткрыты практически одновременно и независимо друг от друга учеными К. Коррен­сом, Э. Чермаком и К. де Фризом. Значимость этих открытий сразу стала очевидна научному сообществу начала 1900-х годов; их признание было свя­зано с определенными успехами цитологии и формированием гипотезы ядерной наследственности. Законы наследственности, открытые Г. Менде­лем, заложили основы становления генетики как самостоятельной науки.

   1. Эволюционные воззрения Ламарка.
   Одним из первых ученых, занимавшихся исследованиями теории эволюции, был французский биолог Жан Батист Ламарк (1774-1829) придерживавшийся взгляда, что виды постепенно изменяются, порождая новые, т. е. эволюцио­нируют. Значительный вклад Ламарка в биологическую мысль состоял в том, что он привел убедительные (для своего времени) аргументы в поддержку теории эволюции, выступив противником теории независимого и неизмен­ного развития видов, утверждавшей, что с течением времени наблюдаются слабые отклонения от нормальных форм, но, в конце концов, эти уклонив­шиеся формы возвращаются к прежнему состоянию, что не может привести к возникновению новых видов.
    Ламарк выдвинул гипотезу о факторах, контролирующих эволюционные из­менения. Ламарк предполагал, что живые существа обладают способностью постепенно в течение многих поколений изменяться от простой структуры или организации к более сложной и совершенной. Также он заметил, что часто используемые органы, как правило, имеют тенденцию увеличиваться в размере и выглядят более развитыми по сравнению с теми, которые менее упражняются. Ученый предположил, что изменения, приобретенные орга­низмом в течение жизни, могут наследоваться потомством в определенной степени. Удивительно тонкую и сложную структуру органов, обеспечиваю­щих приспособленность к выполнению специфических функций, он объяс­нял изменениями, накапливаемыми в поколениях в результате наследования этих "приобретенных признаков".
   Заслуга Ламарка состояла в том, что он строго придерживался эволюционной теории в то время, когда многие его коллеги твердо верили в создание опре­деленных видов путем отдельных актов творения. Тем более, механизм на­следования имел, вероятно, для него второстепенное значение по сравнению с главной целью - убедить всех своих противников в существовании про­цесса эволюции.

   2. Теория эволюции Чарльза Дарвина.
   Ученым, совершившим переворот в развитии эволюционной теории, явля­ется Чарльз Дарвин. Дарвин вывел новую концепцию эволюции. Дарвинов­ская концепция эволюции признает существование такой групповой измен­чивости, которая приобретается организмами под действием определенных факторов, считает, что только случайные индивидуальные изменения, оказы­вающиеся полезными, могут передаваться по наследству и тем самым влиять на процесс дальнейшей эволюции.
   Вот несколько слов Чарльза Дарвина в обоснование своей гипотезы естест­венного отбора: "Можно ли сомневаться, учитывая борьбу каждой особи за существование, что любое малое изменение в стремлении, привычках или инстинктах, способствующее лучшей приспособленности организма к новым условиям, скажется на его силе и благополучии. В борьбе за существование оно дает больше шансов выжить, и те потомки, которые унаследовали это изменение, пусть даже очень малое, имеют больше преимуществ. Ежегодно появляется больше потомков, чем их может выжить. В течение жизни поко­ления самый малый выигрыш в балансе укажет, кто должен погибнуть и кто выживет. Пусть такое действие отбора, с одной стороны, и гибель особей, с другой, продолжаются в течение тысяч поколений".
   Одним из важнейших аспектов теории Дарвина было ограничение полового отбора от других форм отбора. Дарвин отмечал, что у животных, имеющих два пола, существуют признаки, которые не способствуют выживанию особи и могут быть даже вредными для нее. В особенности это относится к самцам. Если самец имеет такое строение или поведение, способствующее спарива­нию с ним самки в присутствии конкурента, то этот признак дает ему пре­имущества перед конкурентом оставить больше потомства. Данный признак, по мнению Дарвина, будет развиваться, и совершенствоваться с течением времени, так как любые вариации, усиливающие его, дадут обладателю но­вые преимущества, и он оставит больше потомства, чем его менее удачливый соперник. В дальнейшем развитие признака прекращается лишь тогда, когда его половые преимущества точно уравновешиваются механическими, физио­логическими и другими недостатками, или, по словам самого Дарвина, когда половой отбор уравновешивается равным ему и противоположным по на­правлению естественным отбором. Таким образом, Дарвин объяснил разви­тие многих вторичных половых признаков, таких, как красивые перья у рай­ских птиц и хвостовые перья у павлина, наличие которых объяснить иначе невозможно.
   В результате своих исследований Дарвин вывел основные принципы своей эволюционной теории:
1) Первый из них постулирует о том, что изменчивость является неотъемле­мой частью всего живого.
В природе не существуют два совершенно одинаковых, тождественных орга­низма. Мы все тщательнее и глубже изучаем природу и убеждаемся во все­общем, универсальном характере изменчивости. Например, на первый взгляд может показаться, что все деревья в сосновом бору одинаковые, но более внимательное изучение может некоторые различия между ними. Одна из со­сен дает более крупные семена, другая - в состоянии лучше переносить за­суху, у третей - повышенное содержание хлорофилла в иголках и т. д. В оп­ределенных условиях это незначительное, на первый взгляд, различие может стать тем решающим изменением, которое и определит, останется ли орга­низм в живых или нет. Дарвин различает два типа изменчивости:
- "индивидуальная" или "неопределенная" изменчивость, т. е. передающаяся по наследству;
- "определенная" или "групповая" - подверженная той группе организмов, которые оказываются под воздействием определенного фактора внешней среды.
2) Второй принцип теории Дарвина состоит в раскрытии внутреннего проти­воречия в развитии живой природы. С одной стороны все виды организмов имеют тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, а с другой - выживает и достигает зрелости лишь небольшая часть потомства.
Чарльз Дарвин характеризует этот принцип как "борьбу за существование". Под этим термином Дарвин подразумевает различные отношения между ор­ганизмами, начиная от сотрудничества внутри вида против неблагоприятных условий окружающей среды, заканчивая конкуренцией между организмами.
3) Третьим принципом называется принцип естественного отбора, играющий фундаментальную роль во всех эволюционных теориях.
   С помощью этого принципа Дарвин объясняет, почему из большого количе­ства организмов выживают и развиваются лишь небольшое количество осо­бей. Чарльз Дарвин писал: "Выражаясь метафорически, можно сказать, что естественный отбор ежедневно и ежечасно расследует по всему свету мель­чайшие изменения, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышно и невидимо, где бы и когда ни представился к тому случай, над усовершенствованием каждого органического существа в связи с условиями его жизни, органическими и неорганическими".
   Самым слабым местом в теории Дарвина были его представления о наслед­ственности. Неясным оставалось тот факт, каким образом изменения, связан­ные со случайным появлением полезных изменений могут сохраняться в по­томстве и передаваться следующему поколению. Таким образом, теория Дарвина нуждалась в доработке и обосновании с учетом других биологиче­ских дисциплин, а в частности - генетики.
   Дарвин понимал, что для создания теории эволюции необходимо знание за­конов наследственности. Ко времени издания "Происхождения видов" Дар­вина науке ничего не было известно о наследовании признаков. Согласно взглядам Дарвина на наследственность считалось, что некое вещество, обра­зуемое каждым из родителей, необратимо смешивается в потомстве, что и определяет развитие определенных признаков у последующих поколений. Исходя из этого считалось, что внук имеет смешанную наследственность. Состоящую на одну четверть из вещества (или " крови"), полученного от деда и бабки.  И только Грегори Мендель заложил основы современной теории наследственности, или как её называют сейчас, генетики.

   3. Исследования Грегори Менделя.
   3.1. Принципы теории наследственности Грегори Менделя.
   По Менделю наследственность объединяет пять основных принципов, два из которых он сформулировал в виде законов.
1) Наследственность дискретна, и за исключением половых хромосом, вклад каждого из родителей в свое потомство равноценен. Материал, определяю­щий наследственные свойства, передается потомству сперматозоидом и яй­цеклеткой и не смешивается. Наследственный материал представляет собой набор дискретных частиц, называемый генами. Гены - это гигантские моле­кулы, определяющие своим строением и взаимодействием с другими анало­гичными молекулами природу наследственных признаков.
2) Наследственные признаки не "загрязняют" друг друга. Гены, полученные потомством от родителей, составляют пары, причем таких пар в организме может быть тысячи. Гены передаются в том же виде, в котором они сущест­вовали у предков.
3) При скрещивании двух чистопородных организмов, различающихся по паре контрастирующих признаков, первое поколение, как правило, обладает признаками одного из родителей. Таким образом, исходные (дедовские) формы вновь выявляются во втором поколении, или, как сейчас говорят, вы­щепляются. Это первый закон Менделя, подтверждающий вышеизложенное второе положение, называемый законом расщепления.
4) Если скрестить организмы, различающиеся по двум или большему числу пар контрастирующих признаков, то во втором поколении эти признаки рас­пределяются совершенно независимо друг от друга. Это правило получило название закон независимого распределения.
5) Пятым принципом теории наследственности Менделя доказывалась ис­ключительная стабильность генов. Гены редко претерпевают изменения (му­тируют) с образованием разнообразных форм (мутантов). Эти изменения мо­гут вызывать появление новых наследственных признаков. Из 50 000 тысяч половых клеток только одна из них будет нести мутационное изменение по какому-либо гену. Значительная часть половых клеток будет нести, по край­ней мере, одну новую мутацию.
   3.2. Доминантность наследственных признаков.
   Прежде чем говорить о доминантности, следует раскрыть следующие поня­тия: аллели, гомозиготы, гетерозиготы.
   Гены, контролирующие наследственные свойства, заключены в хромосомах. Хромосомы парные, поэтому каждый ген в клетке представлен дважды, по одному в каждой хромосоме и в том же месте хромосомы. Гены, располо­женные в одном и том же месте хромосомы называются алломорфами (алле­лями). Они могут быть одинаковыми, а могут различаться. Организм, имею­щий пару одинаковых аллельных генов, называется гомозиготным. Орга­низм, несущий два различных алломорфа, называется гетерозиготным.
Мендель работал с двумя чистыми линиями гороха: одна из которых с зеле­ными семенами gg, а другая с желтыми GG. (gg - рецессивный признак зеле­ных семян, GG - доминантный признак желтых семян). По внешнему виду образуется два вида типа семян в отношении 3 желтых к 1 зеленому. Фено­типом называется совокупность признаков, которыми обладает организм, а генетический состав, определяющий эти признаки, называется генотипом. В менделевском скрещивании имеется только два разных фенотипа во втором поколении в отношении 3 желтых к 1 зеленому, но три генотипа в отношении 1GG: 2Gg:1gg.
   При скрещивании из двух чистых линий, различающих признаков, можно определить доминантность одного из признаков по расщеплению во втором поколении. Если один из признаков доминирует, то мы получим два фено­типа в отношении 3: 1, где особей с доминантным признаком большинство. Но при отсутствии доминантности будет расщепление в отношении 1: 2: 1, где большинство гетерозигот.

   3.3. Значение работ Грегори Менделя для развития генетики.

В 1863 г. Мендель закончил эксперименты и в 1865 г. на двух заседаниях Брюннского общества естествоиспытателей доложил результаты своей ра­боты. В 1866 г. в трудах общества вышла его статья «Опыты над раститель­ными гибридами», которая заложила основы генетики как самостоятельной науки. Это редкий в истории знаний случай, когда одна статья знаменует со­бой рождение новой научной дисциплины. Работы по гибридизации растений и изучению наследования признаков в потомстве гибридов проводились де­сятилетия до Менделя в разных странах и селекционерами, и ботаниками. Были замечены и описаны факты доминирования, расщепления и комбини­рования признаков, особенно в опытах французского ботаника Ш. Нодена. Даже Дарвин, скрещивая разновидности львиного зева, отличные по струк­туре цветка, получил во втором поколении соотношение форм, близкое к из­вестному менделевскому расщеплению 3:1, но увидел в этом лишь «каприз­ную игру сил наследственности». Разнообразие взятых в опыты видов и форм растений увеличивало количество высказываний, но уменьшало их обосно­ванность. Смысл или «душа фактов» (выражение Анри Пуанкаре) оставались до Менделя туманными.

   Совсем иные следствия вытекали из семилетней работы Менделя, по праву составляющей фундамент генетики. Во-первых, он создал научные прин­ципы описания и исследования гибридов и их потомства (какие формы брать в скрещивание, как вести анализ в первом и втором поколении). Мендель разработал и применил алгебраическую систему символов и обозначений признаков, что представляло собой важное концептуальное нововведение. Во-вторых, Мендель сформулировал два основных принципа, или закона на­следования признаков в ряду поколений, позволяющие делать предсказания. Наконец, Мендель в неявной форме высказал идею дискретности и бинарно­сти наследственных задатков: каждый признак контролируется материнской и отцовской парой задатков (или генов, как их потом стали называть), кото­рые через родительские половые клетки передаются гибридам и никуда не исчезают. Задатки признаков не влияют друг на друга, но расходятся при об­разовании половых клеток и затем свободно комбинируются у потомков (за­коны расщепления и комбинирования признаков). Парность задатков, пар­ность хромосом, двойная спираль ДНК — вот логическое следствие и маги­стральный путь развития генетики ХХ века на основе идей Менделя.

   Название новой науки — генетика (лат. «относящийся к происхожде-нию, рождению») — было предложено в 1906 г. английским ученым В. Бэтсоном. Датчанин В. Иоганнсен в 1909 г. утвердил в биологической литературе такие принципиально важные понятия, как ген (греч. «род, рождение, происхожде­ние»), генотип и фенотип. На этом этапе истории генетики была принята и получила дальнейшее развитие менделевская, по существу умозрительная, концепция гена как материальной единицы наследственности, ответственной за передачу отдельных признаков в ряду поколений организмов. Тогда же голландский ученый Г. де Фриз (1901) выдвинул теорию изменчивости, ос­нованную на представлении о скачкообразности изменений наследственных свойств в результате мутаций.

   Законы генетики, открытые Менделем и плеядой его последователей, описы­вают передачу признаков от родителей к детям. Объединение двух гаплоид­ных гамет при оплодотворении приводит к образованию диплоидной зиготы, которая развивается во взрослый организм.

   Гены — это определенные фрагменты ДНК; они организованы в хромосомы, находящиеся в ядре клетки. Каждый вид растений или животных имеет оп­ределенное число хромосом. У диплоидных организмов число хромосом парное, две хромосомы каждой пары называются гомологичными. Скажем, человек имеет 23 пары хромосом, при этом один гомолог каждой хромосомы получен от матери, а другой — от отца. Имеются и внеядерные гены (в мито­хондриях, а у растений — еще и в хлоропластах). Были составлены первые генетические карты хромосом плодовой мушки дрозофилы, ставшей к тому времени основным объектом генетики. На многие годы она стала излюблен­ным объектом генетических исследований. Усилиями генетиков разных стран на ней были открыты фундаментальные генетические явления. Было установлено, что гены расположены в хромосомах линейно и их распределе­ние у потомков зависит от процессов мейоза; что гены, расположенные в од­ной и той же хромосоме, наследуются совместно (сцепление генов) и под­вержены рекомбинации (кроссинговер). Открыты гены, локализованные в половых хромосомах, установлен характер их наследования, выявлены гене­тические основы определения пола. Обнаружено также, что гены не явля­ются неизменными, а подвержены мутациям; что ген — сложная структура и имеется много форм (аллелей) одного и того же гена. . Затем объектом более скрупулезных генетических исследований стали микроорганизмы, на кото­рых стали изучать молекулярные механизмы наследственности. Так, на ки­шечной палочке Escheriсhia coli было открыто явление бактериальной транс­формации — включение ДНК, принадлежащей клетке донора, в клетку реци­пиента — и впервые доказано, что именно ДНК является носителем генов. Была открыта структура ДНК, расшифрован генетический код, выявлены мо­лекулярные механизмы мутаций, рекомбинации, геномных перестроек, ис­следованы регуляция активности гена, явление перемещения элементов ге­нома и т.д. Наряду с указанными модельными организмами генетические ис­следования велись на множестве других видов, и универсальность основных генетических механизмов и методов их изучения была показана для всех ор­ганизмов — от вирусов до человека.

   Хромосомная теория наследственности прочно опиралась не только на гене­тические данные, но и на наблюдения о поведении хромосом и особенности передачи наследственной информации, которые определяются внутрикле­точными процессами: митозом и мейозом, о роли ядра в наследственности.

   Законы Менделя имеют универсальный характер для всех диплоидных орга­низмов, размножающихся половым путем. Успехи генетики в значительной мере определяются тем, что она опирается на собственный метод — гибри­дологический анализ, основы которого заложил Мендель. Знание и примене­ние законов Менделя имеет огромное значение в медико-генетическом кон­сультировании и определении генотипа фенотипически «здоровых» людей, родственники которых страдали наследственными заболеваниями, а также в выяснении степени риска развития этих заболеваний у родственников боль­ных.

   4. Эволюция полигенных систем.
Гены, каждый из которых сам по себе дает незначительный кумулятивный эффект, а в сумме котролируют непрерывную изменчивость, называют поли­генами. Особенно много занимался исследованиями в этой области англий­ский ученый К. Мазер. Между генами с сильным действием (главными ге­нами) и генами со слабым действием (полигенами) нет абсолютного разли­чия, потому что гены могут вызывать также промежуточные эффекты. Кроме того, гены, оказывающие сильное действие на одни признаки, могут оказы­вать слабое действие на другие.
В любых условиях ненаправленные изменения признака лишь по случайно­сти могут оказаться благоприятными. Современный уровень развития гене­тики показывает, что чем сильнее изменение, тем больше вероятность, что оно окажется вредным. Поэтому большинство эволюционных изменений должно быть вызвано накоплением многих изменений.
Исходя из того, что одни гены влияют на проявление других, в процессе от­бора в организме вырабатывается сбалансированная система генов, называе­мая генным комплексом.
   В одной и той же хромосоме находятся гены, контролирующие различные признаки. Поэтому при проведении опыта по отбору какого-либо признака отбирают не только новые комбинации полигенов, влияющих на этот при­знак, но также аллели других локусов, которые влияют на другие признаки, но расположены в другой хромосоме. Это означает то, что в прессе отбора изменяются не только те признаки, по которым ведут отбор, но также и дру­гие. Несмотря на то, что отбор иногда бывает очень интенсивным, эволюция обычно протекает медленно. Это объясняется двумя обстоятельствами. Во-первых, организмы обычно хорошо приспособлены к среде в результате ес­тественного отбора, так что любое изменение признаков большей части не­благоприятно. Во-вторых, если даже происходит такое изменение в среде, что выражение признака становится неоптимальным, любое его изменение будет затруднено вследствии нарушения всей сбалансированной системы по­лигенов. После того как какой-либо признак изменится под действием от­бора, то, прежде чем будет достигнут дальнейший прогресс, многие другие признаки также должны стать приспособленными.
   В процессе эволюции вырабатывается определенный генетический комплекс, обеспечивающий фенотипическую пластичность. Каждый признак развива­ется в результате взаимодействия среды и генотипа. Различные условия бу­дут по-разному влиять на выражение признака, как, например, на вес семян или рост человека. Значит, будут отбираться те гены или генные комбина­ции, которые во взаимодействии с данными условиями дадут приспособлен­ный фенотип. Таким образом, создается устойчивый генный комплекс, обес­печивающий приспособление к любым условиям среды, с которым может столкнуться организм и где еще не шел естественный отбор.
   5. Генетический дрейф.
   Кроме естественного отбора, существует еще один фактор, который может способствовать повышению концентрации мутантного гена в популяции и даже полностью вытеснить его нормальный аллеломорф.
   Биолог С. Райт исследовал этот случайный процесс (генетический дрейф) при помощи математических моделей и применил этот принцип к изучению проблем эволюции. При постоянных условиях генетический дрейф имеет решающее значение в очень маленьких популяциях, следовательно, популя­ция становится гомозиготной по многим генам и генетическая изменчивость уменьшается. Также он полагал, что вследствие дрейфа в популяции могут возникнуть вредные наследственные признаки, в результате чего такая попу­ляция может погибнуть и не внести свой вклад в эволюцию вида. С другой стороны, в очень больших популяциях решающим фактором является отбор, поэтому генетическая изменчивость в популяции снова будет незначительна. Популяция постепенно хорошо приспосабливается к условиям окружающей среды, но дальнейшие эволюционные изменения зависят от появления новых благоприятных мутаций. Такие мутации происходят медленно, поэтому эво­люция в больших популяциях идет медленно. В популяциях промежуточной величины генетическая изменчивость повышена, новые выгодные комбина­ции генов образуются случайно, и эволюция идет быстрее, чем двух других описанных выше случаях популяциях.
   Также следует помнить, что, когда один аллель теряется из популяции, он может вновь появиться только благодаря определенной мутации. Но в слу­чае, если вид разделен на ряд популяций, в одних из которых потерян один аллель, а в других другой, то утерянный из данной популяции ген может поя­виться в ней благодаря миграции из другой популяции, где есть данный ген. Вот таким образом сохранится генетическая изменчивость. Исходя из этого Райт, предположил, что наиболее быстрые эволюционные изменения будут происходить у видов, подразделенных на многочисленные популяции раз­личной величины, причем между популяциями возможна некоторая мигра­ция.
   Райт соглашался с тем, что естественный отбор - один из важнейших факто­ров эволюции, однако генетический дрейф, по его мнению, также является существенным фактором, определяющим длительные эволюционные изме­нения внутри вида, и что многие признаки, отличающие один вид от другого, возникли путем дрейфа генов и были безразличны или даже вредны по сво­ему влиянию на жизнеспособность организмов.
   По поводу теории генетического дрейфа разгорались споры между учеными - биологами. Например, Т. Добжанский считал, что не имеет смысла ставить вопрос, какой фактор играет большую роль - генетический дрейф или естест­венный отбор. Эти факторы взаимодействуют между собой. Возможны две ситуации:
1) Если в эволюции каких-либо видов главенствующее положение занимает отбор, то в этом случае будет наблюдаться или направленное изменение час­тот генов, или стабильное состояние, определяемое условиями окружающей среды.
2) Когда же на протяжении длительного периода времени более важен дрейф, то тогда направленные эволюционные изменения не будут связаны с природ­ными условиями и даже возникшие незначительные неблагоприятные при­знаки могут широко распространиться в популяции.
   В целом же генетический дрейф исследован еще недостаточно хорошо и оп­ределенного, единого мнения об этом факторе еще в науке не сложилось.
  

   Заключение

   Опыты Менделя послужили основой для развития современной генетики — науки, изучающей два основных свойства организма — наследственность и изменчивость. Ему удалось выявить закономерности наследования благодаря принципиально новым методическим подходам. Благодаря этим подходам (выбору качественно различающихся признаков), который лег в основу всех последующих генетических исследований, Мендель показал, что признаки родителей не смешиваются у потомков, а передаются из поколения в поколе­ние неизменными. Эти приемы исследования составили принципиально но­вый, гибридологический метод изучения наследования, ставший основой дальнейших исследований в генетике.

   На основе генетических исследований возникли новые области знания (мо­лекулярная биология, молекулярная генетика), соответствующие биотехно­логии (такие, как генная инженерия) и методы (например, полимеразная цеп­ная реакция), позволяющие выделять и синтезировать нуклеотидные после­довательности, встраивать их в геном, получать гибридные ДНК со свойст­вами, не существовавшими в природе. Получены многие препараты, без ко­торых уже немыслима медицина(генная инженерия). Разработаны принципы выведения трансгенных растений и животных, обладающих признаками раз­ных видов. Стало возможным характеризовать особей по многим полиморф­ным ДНК-маркерам: микросателлитам, нуклеотидным последовательностям и др. Большинство молекулярно-биологических методов не требуют гибри­дологического анализа. Однако при исследовании признаков, анализе марке­ров и картировании генов этот классический метод генетики все еще необхо­дим.

   Как и любая другая наука, генетика была и остается оружием недобросовест­ных ученых и политиков. Такая ее ветвь, как евгеника, согласно которой раз­витие человека полностью определяется его генотипом, послужила основой для создания в 1930—1960-е годы расовых теорий и программ стерилизации. Напротив, отрицание роли генов и принятие идеи о доминирующей роли среды привело к прекращению генетических исследований в СССР с конца 1940-х до середины 1960-х годов. Сейчас возникают экологические и этиче­ские проблемы в связи с работами по созданию «химер» — трансгенных рас­тений и животных, «копированию» животных путем пересадки клеточного ядра в оплодотворенную яйцеклетку, генетической «паспортизации» людей и т.п. В ведущих державах мира принимаются законы, ставящие целью предот­вратить нежелательные последствия таких работ.

   Современная генетика обеспечила новые возможности для исследования дея­тельности организма: с помощью индуцированных мутаций можно выклю­чать и включать почти любые физиологические процессы, прерывать био­синтез белков в клетке, изменять морфогенез, останавливать развитие на оп­ределенной стадии. Мы теперь можем глубже исследовать популяционные и эволюционные процессы (популяционная генетика), изучать наследственные болезни, проблему раковых заболеваний и многое другое. В последние годы бурное развитие молекулярно-биологических подходов и методов позволило генетикам не только расшифровать геномы многих организмов, но и конст­руировать живые существа с заданными свойствами. Таким образом, гене­тика открывает пути моделирования биологических процессов и способст­вует тому, что биология после длительного периода дробления на отдельные дисциплины вступает в эпоху объединения и синтеза знаний.

   Словарь терминов.
   Аллели – гены, расположенные в одном и том же месте хромосомы.
   Вид- совокупность живых организмов, населяющих определенную экологи­ческую нишу, имеющая общность строения и физиологии и составляющая цельную генетическую систему.
    Гаметы – женские и мужские половые клетки, обеспечивающие при слиянии развитие новой особи и передачу наследственных признаков от родителей к потомкам.
   Гены – это гигантские молекулы, определяющие своим строением и взаимо­действием с другими аналогичными молекулами природу наследственных признаков.
   ДНК – (кратко) носитель определенной генетической информации, опреде­ленные участки которой соответствуют определенным генам.
   Локус – определенный участок на хромосоме.
   Хромосома – структурный элемент ядра клетки, в котором заключена наслед­ственная информация организма.

   Митоз — это процесс распределения хромосом по дочерним клеткам в ходе клеточного деления. В результате митоза каждая хромосома родительской клетки удваивается, и идентичные копии расходятся по дочерним клеткам; при этом наследственная информация полностью передается от одной клетки к двум дочерним. Так происходит деление клеток в онтогенезе, т.е. процессе индивидуального развития.

   Мейоз — это специфическая форма клеточного деления, которая имеет место только при образовании половых клеток, или гамет (сперматозоидов и яйце­клеток). В отличие от митоза, число хромосом в ходе мейоза уменьшается вдвое; в каждую дочернюю клетку попадает лишь одна из двух гомологич­ных хромосом каждой пары, так что в половине дочерних клеток присутст­вует один гомолог, в другой половине — другой; при этом хромосомы рас­пределяются в гаметах независимо друг от друга. (Гены митохондрий и хло­ропластов не следуют закону равного распределения при делении.) При слиянии двух гаплоидных гамет (оплодотворении) вновь восстанавливается число хромосом — образуется диплоидная зигота, которая от каждого из ро­дителей получила по одинарному набору хромосом.

Список литературы

1. Шеппард Ф. М. Естественный отбор и наследственность.- М.: Просвеще­ние, 1970.
2. Резник С. Раскрывшаяся тайна бытия. - М.: Знание, 1976.

3. Рузавин Г. И. Концепции современного естествознания. -М.: Юнити, 2000.

4. Ровинский Р.Е. Развивающаяся Вселенная. – М., 1995.
5. Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернин Л.С. Общая генетика: Учеб. - М.: Высш. шк., 1985. - 448с.

6. Гайсинович А.Е. Зарождение и развитие генетики. - М.: Высш. шк., 1988. - С.14.

7. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. - М.: Владос, 2000. - 512с.

8. Концепции современного естествознания / Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. — М.: ЮНИТИ, 2000.-203с.

9. Сойфер В.Н. Власть и наука: История разгрома генетики в СССР. – М.: Ла­зурь, 1993. 

10. Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.Л. Психогенетика: Учеб. / Под ред. И.В. Равич-Щербо. - М.: Аспект-Пресс, 2000. - 447с.

11. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Курс лекций. - М.: Проект, 2002.- 336с.

12. Каперников С.Х. Концепции современного естествознания: учебник для вузов. – М.: Академический проект, 2002.– 640с.

19