Теоретическая часть занятия

В основе диалектико-материалистического мировоззрения на окружающий человека мир лежит идея развития. Ее утверждение в биологии в середине XIX века в виде эволюционной теории Ч. Дарвина ознаменовало качественно новый этап в изучении и оценке живой природы. Синтез дарвинизма и генетики в ХХ столетии позволил вскрыть глубинные механизмы эволюционного процесса, обогатил теорию эволюции и современную биологию в целом новым арсеналом фактов, отражающих его закономерности. Знание этих закономерностей составляет современную научную основу для понимания процессов и анализа развития органического мира.

I. Основные методы изучения эволюционного процесса: палеонтологические, биогеографические, морфологические, эмбриологические, экологические, генетические, биохимические, иммунологические, компьютерное моделирование эволюции.

II. Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина. Факторы эволюции: интенсивность размножения, борьба за существование, изменчивость, наследственность, естественный отбор, дивергенция, вымирание промежуточных форм. Естественно-научное значение теории Ч. Дарвина.

III. Синтетическая теория эволюции (Четвериков С.С., Фишер Р.А., Шмальгаузен И.И., Тимофеев-Ресовский Н.В.).

IV. Учение о микроэволюции.

1. Популяция – элементарная эволюционная единица, её характеристики (экологические и генетические).

2. Элементарные эволюционные факторы: мутационный процесс и генетическая комбинаторика, популяционные волны, изоляция. Естественный отбор – основная движущая и направляющая сила эволюции. Формы естественного отбора и его творческая роль.

3. Элементарное эволюционное явление – изменение генетического состава популяции.

V. Видообразование – результат микроэволюции. Способы и пути видообразования. Определение понятия «вид». Критерии и структура вида.

VI. Популяционная структура человечества. Демографические показатели, их значение для медико-генетической оценки популяций. Роль системы браков в распределении аллелей в популяциях.

VII. Особенности действия элементарных эволюционных факторов в человеческих популяциях.

1. Мутационный процесс и генетическая комбинаторика – механизмы формирования генетической гетерогенности популяций. Мутационный груз, его биологическая сущность и значение для медицины.

2. Волны численности – фактор изменения генофонда популяций человека.

3. Территориальные и социальные формы изоляции. Понятие дема, изолята. Особенности их генофондов. Генетико-автоматические процессы в изолированных популяциях.

4. Специфика действия естественного отбора в человеческих популяциях.

Отбор против гомо- и гетерозигот.

VIII. Генетический полиморфизм – основа межпопуляционной и внутрипопуляционной изменчивости человека. Значение генетического разнообразия для установления предрасположенности к различным заболеваниям, чувствительности к лекарственным препаратам.

IX. Макроэволюция – эволюция таксонов надвидового порядка.

1. Элементарные формы филогенеза: филетическая и дивергентная эволюции.

2. Формы соотносительной эволюции: конвергенция и параллелизм.

3. Направления эволюции групп: аллогенез и идиоадаптации; арогенез и ароморфозы.

4. Морфофизиологический и биологический прогресс и регресс, их основные критерии.

5. Эмпирические правила эволюции групп, их генетические основы.

Существует ряд правил эволюции групп: правило прогрессивной специализации; правило необратимости эволюции; правило происхождения новых групп организмов от неспециализированных предков.

Филогенез - историческое развитие любой биологической системы. Эволюционные изменения органов в филогенезе тесно сочетаются с их изменениями в онтогенезе, так как филогенез представляет собой цепь генетически связанных между собой циклов индивидуального развития.

Филогенез – исторический ряд прошедших отбор онтогенезов, связанных между собой по принципу ПРЕДОК – ПОТОМОК (И. И. Шмальгаузен).

ОНТОГЕНЕЗ = ФИЛОГЕНЕЗ

Связь между онтогенезом и филогенезом проявляется в рекапитуляциях (от лат. recapitulatio — повторение) – повторении у зародышей в процессе онтогенеза признаков их предков по филогенезу.

Законы К. Бэра (1828 г):

1. Закон зародышевого сходства – на ранних этапах эмбриогенеза зародыши различных групп животных (в пределах типа) сходны между собой.

2. Закон эмбриональной дивергенции – в процессе эмбриогенеза (на поздних стадиях) возникает расхождение признаков зародышей разных систематических групп.

3. Закон последовательности появления признаков – в процессе эмбриогенеза признаки разного систематического ранга появляются последовательно друг за другом: типа, класса, отряда, рода вида, индивидуума.

Для человека в эмбриогенезе также характерно появление структур, функций, биохимических реакций, которые были у его хордовых предков – рекапитуляции. В онтогенезе человека обычно не проявляются структуры взрослых рыб, амфибий и рептилий, а только их личинок. Причем на ранних стадиях развития рекапитуляция проявляется более полно, чем на поздних.

При нарушениях эмбриогенеза у взрослых людей могут появиться признаки, которые присутствовали у их далеких предков – атавизмы. Если они снижают жизнеспособность, то называются атавистическими (или анцестрастральными от anĉetre) пороками.

Атавизм – рекапитуляция без последующей редукции (у взрослой особи орган развивается в полном объеме как у предка по филогенезу).

Атавизмы возникают из-за:

• недоразвития органов (гипоплазия диафрагмы, расщепление твердого неба – «волчья пасть», и др.);

• персистирования (сохранения) эмбриональных структур (незаращение боталлова протока, боковые свищи шеи, свищи пупка и др.);

• нарушения перемещения органов в онтогенезе (тазовое расположение органов, крипторхизм и др.).

Рудимент – рекапитуляция с последующей редукцией органа, утратившего в процессе филогенеза функциональное значение.

Биогенетический закон – Ф. Мюллер (1864) и Э. Геккель (1866): онтогенез всякого организма есть краткое и быстрое повторение филогенеза данного вида.

Но эволюционное развитие не является простым повторением черт строения предков, а предполагает изменения в ходе формирования органов и систем. Это:

1. Палингенезы – признаки зародышевого сходства (закладка жаберных щелей, хорды, 2-х камерного сердца у зародышей наземных позвоночных).

2. Ценогенезы – эмбриоадаптации, приспособительные признаки зародышей, не сохраняющиеся у взрослых форм (зародышевые оболочки наземных позвоночных: амнион, хорион, аллантоис).

А. Н. Северцов (1911—1939) показал, что рекапитуляция характерна лишь для отдельных органов (а не для целых стадий развития всего организма, как полагал Э. Геккель) при их эволюционных преобразованиях по способу анаболии.