8.5.75. Яке значення генетики для розвитку еволюційної теорії?

Генетика має дуже важливе значення для розвитку еволюційної теорії. Так, досягнення популяційної генетики сприяли розумінню еволюційних процесів і ввійшли важливою складовою частиною в сучасне вчення про мікроеволюцію та видоутворення, тобто про генетичні перетворення, які відбуваються в популяціях і в подальшому призводять до виникнення нових видів. Велике значення генетика має і для розуміння всього історичного розвитку органічного світу. Генетикою накопичено факти і зроблено узагальнення, які є суттєвим вкладом в основні розділи еволюційного вчення: докази реальності еволюції, вчення про еволюційні фактори і з'ясування тих конкретних шляхів, якими йшла еволюція певних систематичних груп організмів.

8.5.76. Яке значення закону Харді-Вайнберга для генетики популяцій? За яких умов цей закон не діє?

Закон Харді-Вайнберга показує, що за відсутності зовнішнього тиску будь-якого фактора частоти зустрічальності алельних генів та їх сполучень у нескінченно великій популяції, де відбувається вільне схрещування (панміксія) і не відбуваються міграції особин з відмінним генотипом з інших популяцій, стабілізуються протягом однієї зміни поколінь і тривалий час залишаються стабільними. Розподіл генотипів у популяціях відрізняється від розподілу згідно з законом Харді-Вайнберга в таких випадках: внаслідок самозапилення рослин, яке веде до підвищення гомозиготності; внаслідок того, що тварини схрещуються з особинами тільки подібного або тільки протилежного генотипу; у малочисельних популяціях внаслідок дрейфу генів; тиск зовнішніх факторів, який сприяє або не сприяє тим чи іншим поєднанням алельних генів.

8.5.77. Які причини ведуть до генетичної різноманітності популяцій?

На зміну генетичної структури популяції можуть впливати такі фактори, як відсутність або обмеженість вільного схрещування між особинами (панміксії), дрейф генів, порушення ізоляції, мутаційний процес тощо. Зміна генетичної будови будь-якої популяції, що реально існує, являє собою інтегральний результат загальної дії цих факторів При спільній дії таких факторів відносне значення кожного з них може бути різним залежно від біологічних особливостей виду організмів, параметрів даної популяції, біотичних, абіотичних та антропогенних чинників середовища існування.

8.5.78 Яке значення рецесивних мутацій у генетиці популяцій?

Як видно з генетичних досліджень, природні популяції рослин і тварин при відносній фенотипній однорідності насичені різноманітними рецесивними мутаціями. Хромосоми, в яких виникли мутації, внаслідок подвоєння під час поділу клітин, поступово поширюються серед популяції. Мутації не виявляються фенотипно доти, доки організми лишаються гетерозиготними. Коли ж концентрація мутантних, алелей зростає, стає ймовірним схрещування особин, що їх несуть. У цих випадках мутації проявляються фенотипно і позначаються на життєздатності особин. Таким чином, рецесивні мутації являють собою своєрідний "резерв спадкової мінливості" популяцій (за висловом І. І. Шмальгаузена).

8.5.79. Що являють собою популяційні хвилі? Яке їх значення для еволюції?

Популяційні хвилі — це періодичні коливання чисельності особин, що складають популяцію. Першим на це явище звернув увагу видатний російський генетик та еволюціоніст С. С. Четвериков. Ці популяційні хвилі часто є причиною дрейфу генів. Популяційні хвилі можуть призводити до зміни частот зустрічальності алельних генів та їх сполучень у популяціях, причому може відбуватись швидке й різке зростання концентрацій рідкісних алелів.

8.5.80, . Що таке дрейф генів? Яке його значення в процесі еволюції? Які причини дрейфу генів?

Дрейф генів — це випадковий і не спрямований процес зміни частот зустрічальності алельних генів та їх сполучень у малочисельних популяціях, зобов'язаний випадковому сполученню пар особин при розмноженні. Отже, дрейф генів, який призводить до зміни частот зустрічальності алельних генів та їх сполучень, спричиняє і зміну генофонда популяцій. Одна з причин дрейфу генів — популяційні хвилі. Внаслідок дрейфу генів, по-перше, може зростати генетична однорідність популяції, тобто збільшується частка гомозигот; по-друге, популяції, які початково мають однорідний генофонд і існують в однакових умовах, можуть втрачати таку подібність; по-третє, у популяції можуть зберігатись сублетальні алелі, які знижують життєздатність особин; по-четверте, в популяції можуть швидко й різко зростати концентрації рідкісних генів.

8.5.81. Фокстер'єри можуть бути сліпими внаслідок впливу рецесивного алеля. Пара плідників з нормальним фенотипом мала сім нащадків, з яких двоє були сліпими. Встановіть генотип батьків, нормальних та сліпих цуценят.

Якщо із сімох народжених цуценят двоє були сліпими (генотип сліпих цуценят аа), то таке розщеплення близьке до 3:1. Це означає, що батьки були гетерозиготні за даною ознакою (генотип батьків Аа). Серед здорових цуценят приблизно третина гомозиготні по домінантному гену (генотип АА), а дві третини — гетерозиготні (генотип Аа).

8.5.82. Хутро чорно-бурої лисиці коштує значно дорожче, ніж хутро рудої. Яке треба провести схрещування, щоб від рудої самки і чорно-бурого самця за найкоротший строк одержати максимальну кількість чорно-бурих нащадків, якщо алельний ген чорно-бурого забарвлення рецесивний?

Найбільшу кількість чорно-бурих нащадків (50%) можна отримати лише при схрещуванні гетерозиготних за цим станом ознак самок з гомозиготними за рецесивним алелем самцями:

Р Аа х аа

F1 — 50% Аа, 50% аа

8.5.83. Кохінурові норки (світле забарвлення з чорним хрестом на спині) можуть бути отримані внаслідок схрещування білих норок з темними. Схрещування між собою білих норок приводить до отримання білих нащадків, а темних — до отримання темних. З яким типом успадкування ми маємо справу? На звірофермі від схрещування кохінурових норок отримали 76 білих, 168 кохінурових та 73 темних нащадків. Скільки особин і які будуть гомозиготними?

У даному випадку ми маємо справу з проміжним типом успадкування, оскільки жодний зі станів ознаки не домінує над іншими. Внаслідок схрещування білих та темних норок виникають гетерозиготні нащадки з кохінуровим забарвленням. Гомозиготними будуть білі (76 нащадків) та темні (73 нащадки) норки.

8.5.84. У баклажанів ген високого зросту домінує над геном карликового. Які генотипи батьків, якщо в нащадків виявлено розщеплення за фенотипом. 1:1?

Розщеплення за фенотипом 1:1 може спостерігатись лише тоді, коли схрещують гетерозиготні організми, з організмами, які гомозиготні за рецесивним алелем. Отже, якщо домінантну алель, який високий зріст, позначити А. а рецесивну, яка визначає низький зріст — а, то генотип батьків можна відповідно позначити як Аa та аа.

8.5.85. У самок птахів набір статевих хромосом ХY, а в самців — XX. Відомо кілька випадків перетворення курок на півнів без будь-якого спеціального впливу. Такі півні схрещуються з нормальними курками і залишають потомство. Яке воно за статтю, якщо зиготи, які не мають хоча б однієї Х-хромосоми, гинуть?

Якщо схрестити півня, що перетворився з курки, з нормальною куркою, то будемо мати таку картину:

	X	Y
X	XX	XY
Y	XY	YY

Таким чином, 1/4 нащадків будуть мати генотип YY — вони нежиттєздатні; 1/2 нащадків матимуть генотип ХY — це кури; 1/4 матиме генотип XX — це пізні.

8.5.86. У людини гемофілія успадковується як зчеплена зі статевою хромосомою рецесивна ознака. Альбінізм зумовлений аутосомним рецесивним алельним геном. В однієї подружньої пари, нормальної фенотипно за цими ознаками, народився син з обома аномаліями. Яка ймовірність того, що у другого сина в цій родині також проявляться обидві аномалії одночасно?

Умови задачі будуть такі: гемофілія — Хh,, норма — Хн,

альбінізм — а; норма — А.

Оскільки батьки фенотипно нормальні за обома ознаками, а їх син має обидві аномалії, то ми маємо справу з розщепленням цих ознак. Таким чином, генотипи батьків можуть бути такими: ХнХhАа та ХнУАа. Тобто у таких батьків можливі такі типи нащадків:

	ХhА	Хhа	YА	Yа
ХhА	ХhХhАА	ХhХhАа	ХhYАА	ХhYАа
Хhа	ХhХhАа	ХhХhаа	ХhYАа	ХhУаа
ХhА	ХhХhАА	ХhХhАа	ХhYАА	ХhУАа
Хhа	ХhХhАа	ХhХhаа	ХhУАа	ХhУаа

Отже, імовірність появи в цій родині синів з обома аномаліями становить 1/16.

8.5.87. Самці тутового шовкопряда мають набір статевих хромосом XX, самки — XV. Якщо із самки тутового шовкопряда вилучити яйцеклітини, які не пройшли мейоз, і піддати їх термообробці, то мейоз затримається, яйцеклітини залишаться диплоїдними і почнуть розвиватись без за-пліднення. Яким за статтю буде потомство тутового шовкопряда, яйцеклітини якого піддали термообробці? Яке практичне значення цього процесу?

Оскільки яйцеклітини самок ще не пройшли мейоз, то генотип такого партеногенетичного покоління буде ХY, тобто все покоління складатиметься із самок. Метод отримання партеногенетичного покоління самок розробив відомий генетик та ембріолог Б. Л. Астауров. Цей метод полягає в тому, що з незапліднених яйцеклітин, які піддають нетривалому підігріванню до +46° С, можна отримати більшу кількість цінних у практичному відношенні самок тутового шовкопряда. Тобто, так можна відтворити набір генів кожної відібраної самки, не порушуючи його схрещуванням, оскільки всі нащадки при цьому точно повторюють генотип матері. Таким чином, можна швидко і у великій кількості розмножувати цінний племінний матеріал.