
- •Доказательства роли днк в передаче наследственной информации. Опыты Гриффитса , Эвери , Мак-Леода и Мак-Карти. Трансформация.
- •Доказательства роли днк в передаче наследственной информации. Опыты Херши и Чейз.
- •Структура нуклеиновых кислот. Нуклеотиды, их разновидности.
- •Пространственная конфигурация молекулы днк. Модель Уотсона и Крика. В и z формы днк.
- •5. Способы репликации днк: консервативный, полуконсервативный, дисперсионный. Опыты Мезельсон и Сталь.
- •6. Направление репликации днк. Образование репликативной вилки. Точка ori.
- •7. Инициация репликации. Факторы инициации. Ферменты репликации.
- •8. Элонгация репликации. Днк - топоизомераза, днк - затравка, днк - полимераза.
- •9. Элонгация репликации. Лидирующая и отстающая цепи. Фрагменты Оказаки. Рнк - затравка.
- •10. Транскрипция днк у прокариот. Кодирующая и антикодирующая цепи днк.
- •12. Инициация транскрипции. Промотор, стартовая точка.
- •22. Гистоны. Структура нуклеосом.
- •23. Уровни упаковки хромосом эукариот. Конденсация хроматина.
- •24. Приготовление хромосомных препаратов. Использование колхицина. Гипотония, фиксация и окрашивание.
- •26. Дифференциальное окрашивание хромосом, применение этого метода.
- •27. Классификация мутаций по изменению силы и направленности действия мутантного аллеля.
- •28. Геномные мутации. Полиплоидии и анеуплоидии, причины их возникновения.
- •29. Структурные перестройки хромосом: виды, механизмы образования. Делеции, дупликации, инверсии, инсерции, транслокации.
- •30. Генные мутации: транзиции, трансверсии, сдвиг рамки считывания, нонсенс -, миссенс - и сейсменс - мутации.
- •39. Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями половых хромосом: синдром Шерешевского - Тернера, синдром Кляйнфельтера, полисомии по х и у- хромосомам.
- •46.Пренатальная диагностика. Методы: уз, амниоцентез, биопсия ворсин хориона. Показания к пренатальной диагностике.
- •47.Близнецовый метод. Типы близнецов. Диагностика зиготности близнецов. Конкордантность и дискордантность. Соотношение наследственности и среды в формировании признака.
- •Картирование с использованием транслокаций и делеций
- •Картирование генов у человека: метод днк-зондов.
- •61. Взаимодействие неаллельных генов. Полимерия, ее виды.
- •Теория Ламарка
- •79. Предмет антропологии, ее задачи и методы.
- •79. Предмет антропологии, ее задачи и методы.
- •80. Конституциональные варианты человека в норме по Сиго.
- •81. Конституциональные варианты человека в норме по э.Кречмеру.
- •82. Конституциональные варианты человека в норме по в.Н.Шевкуненко и а.М.Геселевич.
- •83. Конституциональные варианты человека в норме по Шелдону.
- •84. Доказательства животного происхождения человека.
- •85. Место человека в системе классификации в системе животного мира. Морфо-физиологические отличия человека от приматов.
- •86. Палеонтологические данные о происхождении приматов и человека.
- •87. Древнейшие люди - архантропы.
- •88. Древние люди - палеоантропы.
- •89. Неоантропы.
- •90. Расы - как выражение генетического полиморфизма человечества.
- •Компоненты биогеоценоза.
- •98. Адаптивные экологические типы человека. Тропический адаптивный тип. Горный адаптивный тип.
61. Взаимодействие неаллельных генов. Полимерия, ее виды.
— один из видов взаимодействия неаллельных генов, при котором на проявление количественного признака оказывают влияние одновременно несколько генов. При этом, чем больше в генотипе оказывается доминантных генов, обусловливающих этот признак, тем ярче этот признак выражается. Так, у человека количество пигмента меланина в коже (и, следовательно, цвет кожи) определяется тремя неаллельными генами: А1, А2, А3. Наибольшее количество меланина образуется в том случае, когда в генотипе все три аллеля находятся в гомозиготном доминантном состоянии: А1А1А2А2А3А3. В этом случае будет наблюдаться темно-коричневый цвет кожи, характерный для представителей негроидной расы. Самому светлому цвету кожи, характерному для европеоидов, соответствует генотип а1а1а2а2а3а3 (все три аллеля в гомозиготном рецессивном состоянии). Промежуточные варианты будут определять различную интенсивность пигментации, при этом чем больше доминантов окажется в генотипе, тем темнее будет кожа. Так, например, человек с генотипом А1а1А2А2А3а3 будет иметь более темную кожу, чем человек с генотипом А1а1А2а2А3а3. Полимерный механизм определяет также наследование многих хозяйственно цепных количественных признаков животных и растений: содержание сахара в корнеплодах свеклы, содержание витаминов в плодах и овощах, длина колоса злаков, длина початка кукурузы, плодовитость животных, молочность скота, яйценоскость кур и др.
Полимерное взаимодействие неаллельных генов может быть кумулятивным и некумулятивным. При кумулятивной (накопительной) полимерии степень проявления признака зависит от суммарного действия нескольких генов. Чем больше доминантных аллелей генов, тем сильнее выражен тот или иной признак. Расщепление в F2 по фенотипу при дигибридном скрещивании происходит в соотношении 1:4:6:4:1, а в целом соответствует третьей, пятой (при дигибридном скрещивании), седьмой (при тригибридном скрещивании) и т.п. строчкам в треугольнике Паскаля.
При некумулятивной полимерии признак проявляется при наличии хотя бы одного из доминантных аллелей полимерных генов. Количество доминантных аллелей не влияет на степень выраженности признака. Расщепление в F2 по фенотипу при дигибридном скрещивании — 15:1
62. Хромосомная теория наследственности. Полное и неполное сцепление генов.
Основные положенияхромосомной теории наследственности:
Гены находятся в хромосомах. Каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов. Число групп сцепления у каждого вида равно гаплоидному набору хромосом.
Каждый ген в хромосоме занимает отдельное место (локус). Гены в хромосомах расположены линейно.
Между гомологичными хромосомами происходит обмен аллельными генами.
Расстояние между генами в хромосоме пропорционально проценту кроссинговера между ними.
63 Зигота, морула и формирование бластулы.
Зигота— диплоидная (содержащая полный двойной набор хромосом) клетка, образующаяся в результате оплодотворения (слияния яйцеклетки и сперматозоида). Зигота является тотипотентной (то есть, способной породить любую другую) клеткой. Термин ввёл немецкий ботаник Э. Страсбургер. При объединении отцовского и материнского наборов хромосом в новой клетке зиготе, потомство рождается, обогащенное наследственной информацией. Само развитие происходит, с появлением у него новых признаков. Организм, развившийся из зиготы, содержит две хромосомы в диплоидном наборе, каждая пара из них одинакова по внутреннему строению, форме, имеет гены, управляющие появлением однородных признаков.
Развитие зиготы Зигота либо непосредственно после оплодотворения приступает к развитию, либо одевается плотной оболочкой и на некоторое время превращается в покоящуюся спору (часто называется зигоспорой) - характерно для многих грибов и водорослей.
У человека первое митотическое деление зиготы происходит спустя примерно 30 часов после оплодотворения, что обусловлено сложными процессами подготовки к первому акту дробления. Клетки, образовавшиеся в результате дробления зиготы называют бластомерами. Первые деления зиготы называют «дроблениями» потому, что клетка именно дробится: дочерние клетки после каждого деления становятся всё мельче, а между делениями отсутствует стадия клеточного роста.
Мо́рула— это стадия раннего эмбрионального развития зародыша, которая начинается с завершением дробления зиготы. Клетки морулы делятся гомобластически. После нескольких делений клетки зародыша формируют шаровидную структуру, напоминающий ягоду шелковицы. Бластомеры, клетки морулы, секретируют серозную жидкость, заполняющую внутреннюю часть этого конгломерата, и формируют в нем полость.В таком состоянии бластулы – являют собой примитивный организм, схожий по форме с полым шаром, прикрепляющимся к стенкам матки.
Зигота делится очень быстро, клетки уменьшаются в размерах и не успевают расти. Поэтому зародыш не увеличивается в объеме. Клетки, образующиеся в результате дробления зиготы, называются бластомерами, а перетяжки, отделяющие их друг от друга, называются бороздами дробления. Дробление зависит от количества и местоположения желтка в яйцеклетке. При небольшом содержании желтка дробится вся зигота, при значительном количестве дробится только часть зиготы, свободная от желтка. В связи с этим яйцеклетки разделяют на голобластические (дробящиеся полностью) и меробластические (с частичным дроблением). Следовательно, дробление зависит от количества желтка и с учетом ряда признаков подразделяется: по полноте охвата процессом материала зиготы на полное и неполное; по отношению размеров образующихся бластомеров на равномерное и неравномерное и по согласованности делений бластомеров – синхронное и асинхронное. Количество бластомеров после каждого деления увеличивается кратно двум (2; 4; 16; 32 и т.д.). В результате такого дробления образуется шарообразный зародыш, который называется бластулой. Клетки, которые образуют стенку бластулы, называют бластодермой, а полость внутри бластоцелью. Анимальная часть бластулы называется – крышей, а вегетативная часть – дном бластулы.
64. Гаструляция. Типы гаструл.
После образования бластулы или морулы в результате перемещения клеточного материала образуется двухслойный зародыш или гаструла (gaster – желудок). Процесс, который приводит к образованию гаструлы, называется гаструляцией. Характерной особенностью гаструляциеи эмбрионального развития является интенсивное перемещение клеток, в результате которого будущие зачатки тканей перемещаются в места, предназначенные для них в соответствии с планом структурной организации организма. В процессе гаструляции возникают клеточные слои, которые называются зародышевыми листками. Вначале образуется два зародышевых листка. Наружный из них получил название эктодермы (ectos – вне, derma – кожа), а внутренний – энтодермы (entos – внутри). У позвоночных животных в процессе гаструляции образуется и третий, средний зародышевый листок – мезодерма (mesos – средний). Мезодерма образуется всегда позже экто- и энтодермы, поэтому ее называют вторичным зародышевым листком, а экто- и энтодерму – первичными зародышевыми листками. Эти зародышевые листки вследствие дальнейшего развития дают начало эмбриональным зачаткам, из которых будут образовываться различные ткани и органы.
Типы гаструляции
При гаструляции продолжаются изменения, начавшиеся на стадии бластулы, и поэтому разным типам бластул соответствуют и различные типы гаструляции. Переход из бластулы в гаструлу может осуществляться 4-мя основными способами: инвагинацией, иммиграцией, деляминацией и эпиболией.
Инвагинация или впячивание наблюдается в случае целобластулы. Это наиболее простой способ гаструляции, при котором вегетативная часть впячивается в бластоцель. Вначале появляется небольшое углубление в вегетативном полюсе бластулы. Затем клетки вегетативного полюса все больше и больше впячиваются в полость бластоцеля. В последующем эти клетки доходят до внутренней стороны анимального полюса. Первичная полость, бластоцель, при этом вытесняется и видна только с двух сторон гаструлы в местах изгиба клеток. Зародыш принимает куполообразную форму и становится двухслойным. Его стенка состоит из наружного листка – эктодермы и внутреннего – энтодермы. В результате гаструляции образуется новая полость – гастроцель или полость первичной кишки. Она сообщается с внешней средой с помощью кольцеобразного отверстия – бластопора или первичного рта. Края бластопора называются губами. Различают спинную, брюшную и две боковых губы бластопора.
По последующей судьбе бластопора всех животных разделяют на две большие группы: первично- и вторичноротых. К первичноротым относят животных, у которых бластопор остается постоянным или дефинитивным ртом у взрослой особи (черви, моллюски, членистоногие). У других животных (иглокожие, хордовые) бластопор или превращается в заднепроходное отверстие, или зарастает, а ротовое отверстие возникает заново на переднем конце тела зародыша. Таких животных называют вторичноротыми.
Иммиграция или вселение является наиболее примитивной формой гаструляции. При этом способе происходит перемещение отдельных клеток или группы клеток из бластодермы в бластоцель с образованием энтодермы. Если вселение клеток в бластоцель происходит лишь со стороны одного полюса бластулы, то такая иммиграция называется униполярной, а с различных участков бластулы – мультиполярной. Униполярная иммиграция свойственна некоторым гидроидным полипам, медузам и гидромедузам. В то время, как мультиполярная иммиграция является более редким явлением и наблюдается у некоторых гидромедуз. При иммиграции внутренний зародышевый листок – энтодерма может образовываться сразу в процессе проникновения клеток в полость бластоцеля. В других случаях клетки могут заполнять полость сплошной массой, а затем выстраиваться упорядоченно возле эктодермы и образовывать энтодерму. В последнем случае гастроцель появляется позднее.
Деляминация или расслаивание сводится к расщеплению стенки бластулы. Клетки, которые отделяются внутрь, образуют энтодерму, а наружные – эктодерму. Такой способ гаструляции наблюдается у многих беспозвоночных и высших позвоночных животных.
У некоторых животных в связи с увеличением количества желтка в яйцеклетке и уменьшением полости бластоцеля гаструляция только путем инвагинации становится невозможной. Тогда гаструляция происходит способом эпиболии или обрастания. Этот способ состоит в том, что мелкие анимальные клетки усиленно делятся и обрастают вокруг более крупных вегетативных. Мелкие клетки образуют эктодерму, а клетки вегетативного полюса формируют энтодерму. Такой способ гаструляции наблюдается у круглоротых и земноводных.
65. Основные этапы эмбриогенеза. Зародышевые листки и их производные. Гисто - и органогенез.
Оплодотворение – слияние мужской и женской клетки с образованием зиготы, в которой находится диплоидный набор хромосом.
Дробление – митотическое деление зиготы, в результате которого образуется однослойный многоклеточный зародыш – бластула. Ее клетки – бластомеры. Их размеры не достигают материнских. Слой бластомеров образует стенку – бластодерму. В процессе деления между клетками образуется полость – бластоцель.
Гаструляция – образование двух, а затем трехслойного зародыша. В основе гаструляции лежат три процесса: деление клеток, их миграция и дифференцировка. Образуется экто-, эндо-, и мезодерма.
Обособление основных эмбриональных зачатков и их дифференцировка.
Гисто- и органогенез.
Производные зародышевой эктодермы.
Кожная эктодерма. Из кожной эктодермы образуется многослойный плоский ороговевающий эпителий кожи (эпидермис), многослойный плоский неороговевающий эпителий (эпителий слизистых оболочек ротовой полости и пищевода, роговицы и др).
Перихордальная пластинка. Из нее образуется однослойный многорядный мерцательный эпителий слизистой оболочки дыхательных путей.
Нервная трубка и нервные гребень. Из них образуется нервная ткань, мозговое вещество надпочечников и эпителиальные элементы внутреннего уха.
Производные энтодермы:
Эпителий кишечного типа, который образует однослойный однорядный призматический эпителий слизистой желудочно-кишечного тракта.
Железистый эпителий печени и поджелудочной железы.
Производные мезодермы:
Сомиты: дерматом, который образует соединительную ткань дермы, склеротом, который образует хрящевую и костную ткань, и миотом, который образует поперечно-полосатую скелетную мышечную ткань.
Нефротом. Формирует однослойный эпителий почек, однослойный эпителий гонад и семявыносящих путей, переходный эпителий мочевыводящих путей.
Спланхнотом. Его висцеральный лист дает миоэпикардиальную пластинку. Мезадерма образует однослойный эпителий – мезотелий, а также кору надпочечников.
Производные мезенхимы.
Эндотелий – однослойный плоский эпителий сосудов.
Кровь, лимфа и органы кроветворения.
Соединительная ткань.
Гладко-мышечная ткань.
Нейроглия.
66. Провизорные органы. Анамнии и амниоты.
Провизорные органы (нем. provisorisch — предварительный, временный) — временные органы зародышей и личинок многоклеточных животных, функционирующие только в эмбриональный или личиночный период развития. Могут выполнять функции, специфические для зародыша или личинки, или основные функции организма до формирования аналогичных дефинитивных (окончательных) органов, свойственных для взрослого организма.
Примеры провизорных органов: хорион, амнион, желточный мешок, аллантоис и серозная оболочка и другие.
Амнион — временный орган, обеспечивающий водную среду для развития зародыша. В эмбриогенезе человека он появляется на второй стадии гаструляции сначала как небольшой пузырек, дном которого является первичная эктодерма (эпибласт) зародыша
Амниотическая оболочка образует стенку резервуара, заполненного амниотической жидкостью, в которой находится плод.
Основная функция амниотической оболочки — выработка околоплодных вод, обеспечивающих среду для развивающегося организма и предохраняющих его от механического повреждения. Эпителий амниона, обращенный в его полость, не только выде¬ляет околоплодные воды, но и принимает участие в обратном всасывании их. В амниотической жидкости поддерживаются до конца беременности необхо¬димый состав и концентрация солей. Амнион выполняет также защитную фун¬кцию, предупреждая попадание в плод вредоносных агентов.
67 Генетическая структура популяции. Популяция. Дем. Изолят. Механизмы нарушения равновесия генов в популяции.
Любая популяция представляет собой непрерывный поток поколений благодаря обмену генами, который происходит в результате скрещивания особей друг с другом. Признаки, появившиеся в ходе независимого комбинирования генов, определяют формирование фенотипа организмов и обусловливают изменчивость в популяции. В ходе естественного отбора адаптивные фенотипы сохраняются, а неадаптивные исчезают. Так формируется генетическая реакция всей популяции, которая определяет выживание данного вида. Только те особи популяции, которые выжили и оставили потомство, вносят вклад в будущее своего вида.
Популяция включает огромное количество разнообразных генов, которые образуют ее генофонд. Каждый ген может существовать в нескольких формахназываемых аллелями. Число особей в конкретной популяции, несущих определенный аллель, определяет частоту данного аллеля. Например, частота рецессивного аллеля отсутствия пигментации кожи (альбинизма) человека составляет 1 % (или 0,01), а доминантного аллеля, определяющего нормальную пигментацию кожи, 99 % (или 0,99). Если обозначить символом р частоту доминантного аллеля, а символом q — рецессивного аллеля, то
р + q = 1, т.е. 0,99 + 0,01 = 1.
Зная частоту одного аллеля, по этому уравнению легко определить частоту другого.
Если известны частоты отдельных аллелей в генофонде популяции, можно рассчитать и частоты контролируемых аллелями одного гена генотипов.
ПОПУЛЯЦИЯ, совокупность особей одного вида с общим генофондом. в течение большого числа поколений населяющая определённое пространство или объём (водный) с относительно однородными условиями обитания и относительно обособленная (изолированная) от других совокупностей этого вида. Особи популяции свободно скрещиваются между собой. В составе вида, занимающего определённый ареал, может быть одна (редко), несколько или много популяций. Подходящие для жизни места обитания хоть и встречаются часто в пределах ареала вида, но, как правило, не покрывают весь ареал, напр., двудомная крапива распространена широко, но встречается только во влажных тенистых местах с плодородными почвами. Бабочка капустная белянка и её гусеницы встречаются там, где выращивается капуста, – на огородах и полях, а поселения европейского крота, хорошо заметные по выбросам земли, можно увидеть на лесных опушках и лугах.
Популяция представляет собой не хаотическое скопление особей, а устойчивое, имеющее определённую структуру образование. Особи популяции различаются по возрасту, полу, генотипу. но тесно связаны между собой. Большинство связей направлено на воспроизводство популяции, что определяется, прежде всего, взаимоотношениями между полами и возрастными группами. Длительное устойчивое существование популяции зависит от численности особей в ней. Однако численность для каждого вида различна, напр., численность популяции африканского слона может быть в несколько десятков особей, а атлантической сельди – в несколько тысяч. Численность популяции постоянно колеблется, но популяция не может длительно существовать, если её численность будет ниже некоторого предела, характерного для каждого вида. Внутри популяции случайное свободное скрещивание и «перемешивание» генофонда осуществляется легче и чаще, чем между различными территориально разобщёнными популяциями. Поэтому генотипическое сходство внутри популяции гораздо выше, чем за её пределами. Оно нарушается при возникновении у отдельных особей наследственных изменений (мутаций), которые в результате свободного скрещивания распространяются в популяции, что ведёт к её генетической гетерогенности (разнородности) и создаёт условия для действия естественного отбора. Таким образом, эволюционный процесс начинается с элементарных генетических событий в популяциях – микроэволюций. которые лежат в основе макроэволюционных процессов.
68 Закон Харди - Вайнберга, его значение.
1908 г. – английский математик Харди и немецкий врач Вайнберг независимо друг от друга открыли закон равновесного состояния популяций:
Относительные доли генотипов остаются в популяции неизменными из поколения в поколение при условии, что популяция бесконечно велика, панмиктична и в ней отсутствует вероятность мутаций.
Популяция 1: АА = p
Популяция 2: аа = q
p + q = 1
AA x aa => AA = p2
2 AA x aa => Aa = 2pq
aa x aa => aa = q2
Таким образом в F1 образуются соотношение генотипов p2 : 2pq : q2
В F2 :
Тип брака |
Частота брака |
потомки |
АА |
Аа |
аа |
АА х АА |
p4 |
p4 |
- |
- |
|
АА х Аа |
2(p2+2pq)=4p3q |
2p3q |
2p3q |
|
|
АА х аа |
2p2q2 |
- |
4p2q2 |
- |
|
Аа х Аа |
4p2q2 |
p2q2 |
2p2q2 |
p2q2 |
|
Аа х аа |
4pq3 |
- |
2pq3 |
2pq3 |
|
аа х аа |
q4 |
- |
- |
q4 |
AA = p4 + 2p3q + p2q2 = p2 (p2 + 2pq + q2) = p2
Aa = 2p3q + 4p2q2 + 2p2q2 + 2pq3 = 2pq(p2 + 2pq + q2) = 2pq
aa = p2q2 + 2pq3 + q4 = q2 (p2 + 2pq + q2) = q2
(p +q)2 = (p2 + 2pq + q2) = 1
p – частота доминантного аллеля
q – частота рецессивного аллеля
p2 – частота генотипов доминантных гомозигот
q2 – частота генотипов рецессивных гомозигот
2pq – частота генотипов гетерозигот
Равновесие по одному аутосомному аллелю наступает через одно поколение и может сохраняться долгое время, если нет вмешательств в структуре популяции. Равновесие может устанавливаться по двум локусам, но это требует большего времени.
Закон Харди – Вайнберга применяют для анализа популяций с медико-генетической точки зрения, чтобы определить распространенность патологических генов, определить частоту гетерозигот (при появлении детей с рецессивной патологией), для проверки некоторых гипотез, выявить действующие на популяцию факторы естественного отбора.
69 Генетический груз, его биологическая сущность. Генетический полиморфизм.
Для характеристики популяции существенно понятие генетического груза – L. Под этим термином понимают отношение разницы между фактической средней приспособленностью популяции и наибольшей приспособленностью одного из генотипов, имеющихся в популяции, к наибольшей приспособленности:
Иначе говоря, фактическая средняя приспособленность популяции ниже той, которая была бы, если бы вся популяция состояла только из наиболее приспособленных генотипов. Менее приспособленные генотипы составляют как бы груз, который тянет популяцию вниз. В то же время из поколения в поколение протекает эволюция популяции в сторону ослабления влияния генетического груза.
Генетический груз слагается из многих величин. В популяции постоянно происходит расщепление на генотипы A1A1, A1A2 и A2A2, неодинаковые по своей приспособленности и поэтому подвергающиеся действию того или иного типа отбора. При большей приспособленности гетерозигот (сверхдоминирование) от них постоянно выщепляются гомозиготы с более низкой приспособленностью. Этот компонент генетического груза можно назвать сегрегационным грузом (Ls).
В результате мутационного процесса в популяции накапливаются мутантные гены. За счет их также снижается средняя приспособленность популяции (мутационный груз Lm).
За счет повышения доли гомозигот при инбридинге создается инбредный груз (Li), также уменьшающий среднюю приспособленность популяции, иногда очень резко (инбредная депрессия).
Порой говорят также об эволюционном грузе (Le), имея в виду случаи, когда протекает интенсивный, но еще далекий от завершения отбор в пользу одного аллеля.
В популяционных системах, способных к обмену носителями генетической информации, возникает проблема элиминации этих носителей (в первую очередь, диплоидных), оказавшихся не на своем месте. В результате генотипы, адаптированные к одной нише, погибают, оказавшись в смежной нише. Это явление называется генетическим грузом, вносимым особями, оказавшимися «не на месте».
М. Кимура выдвинул принцип минимальности генетического груза, смысл которого заключается в том, что в процессе эволюции происходит изменение всех генетических параметров таким образом, чтобы генетический груз был минимальным.
ВНОСИМЫЙ ГРУЗ
Этот груз создается в связи с присутствием в генофонде в результате мутаций и иммиграции худших аллелей. Естественный отбор быстро сократил бы этот груз, если бы он постоянно не пополнялся, и если бы многие из этих генов не имели временной защиты.
Мутационный груз (mutational load). Этот груз создается за счет непрерывно возникающих вредных мутаций и был мастерски описан Мёллером (1950а). Холдейн (1937) показал, что величина приспособленности популяции понижается в степени, грубо говоря, равной сумме частот всех мутаций.
Иммиграционный груз (immigration load). Иммиграционный груз создается включением в данный генофонд посторонних генов, которые в новой генотипической среде понижают приспособленность. Были ли эти гены полезными или вредными в их прежней среде – не играет роли.
Компенсация груза у человека (Ли, 1953; Левонтин, 1953) и сходные редкие явления приводят к возобновлению притока вредных генов в генофонд следующего поколения, и, быть может, их правильнее отнести к категории вносимого груза.
СБАЛАНСИРОВАННЫЙ ГРУЗ
Частота худших генотипов, образуемых некоторыми локусами, слишком высока, чтобы ее можно было отнести за счет вносимого груза. Кроу (1948), Лернер (1954), Добржанский (1955Ь, 1959а) и Уоллес (1958) привлекли внимание к другому источнику таких вариантов, названному Добржанским «сбалансированным грузом». Этот груз обусловлен тем, что отбор благоприятствует балансу между разными аллелями или эпистатическими генами, которые путем рекомбинаций и выщепления дают в каждом поколении худшие генотипы. Здесь вновь можно различать несколько подтипов. Сбалансированный груз создается с помощью многих защитных механизмов, обсуждавшихся в этой главе, таких, как приспособление к гетерогенности среды (эффект Людвига), селективное преимущество редких генотипов, гены, способствующие энергичному расселению, гены, ответственные за гетерогамию, и другие. (Гены, обусловливающие сдвиг в соотношениях при расщеплении, также, вероятно, должны быть по определению включены в эту группу.) В сущности, каждый механизм, способствующий накоплению наследственной изменчивости (см. начало), создает свой собственный генетический груз.
Наиболее хорошо известны следующие типы сбалансированного груза:
1) Груз, создаваемый невыгодностью гомозизот. Этот груз создается выщеплением вредных гомозигот по локусам, по которым приспособленность гетерозиготы выше, чем приспособленность одной из гомозигот. В каждом случае сбалансированного полиморфизма всегда создается такой груз.
2. Груз несовместимости. У млекопитающих этот груз представляет собой результат вредного антигенного взаимодействия между эмбрионом и матерью вследствие несовместимости их генотипов. Вероятность гибели человеческого эмбриона с группой крови А или В приблизительно на 10% выше в случае, если его мать имеет группу крови 0, чем, если она имеет ту же группу, что и эмбрион. Смертность в эмбриональном периоде, вызываемая несовместимостью в локусе АВ0, составляет приблизительно 2,4% (Кроу и Мортон, 1960). Эта смертность быстро привела бы к элиминации сравнительно более редких генов, если бы она не компенсировалась другими факторами, вероятно, селективным преимуществом гетерозигот.
3. Груз, создаваемый гетерогенностью внешних условий. Эта форма генетического груза сходна с иммиграционным грузом. [Данный вопрос разобран в работе В.Гранта (1991). В популяционных системах, способных к обмену носителями генетической информации, возникает проблема элиминации этих носителей (в первую очередь, диплоидных), оказавшихся не на своем месте. В результате генотипы, адаптированные к одной нише, погибают, оказавшись в смежной нише. Это явление называется генетическим грузом, вносимым особями, оказавшимися «не на месте».
#70,71