18. Роль мутаций в эволюционном процессе

Мутации - материал эволюции. Мутация - Редкие, случайно возникающие стойкие изменения генотипа, затрагивающие весь геном (совокупность генов), целые хромосомы или их части. Конечный эффект мутации - изменение свойств белков. Мутационная изменчивость играет роль главного поставщика наследственных изменений. Именно она является первичным материалом всех эволюционных преобразований.

Таким образом, хотя большинство мутаций в данных конкретных условиях оказывается вредным и в гомозигот­ном состоянии мутации, как правило, снижают жизнеспо­собность особей, они сохраняются в популяциях благодаря отбору в пользу гетерозигот. Для понимания эволюционных преобразований важно помнить, что мутации, вредные в од­них условиях, могут повышать жизнеспособность в дру­гих условиях среды. Помимо приведенных примеров можно указать на следующий. Мутация, обусловливающая недо­развитие или полное отсутствие крыльев у насекомых, без­условно вредна в обычных условиях, и бескрылые особи быстро вытесняются нормальными. Но на океанических ост­ровах и горных перевалах, где дуют сильные ветры, такие насекомые имеют преимущество перед особями с нормально развитыми крыльями.

Таким образом, мутационный процесс — источник резер­ва наследственной изменчивости популяций. Поддержи­вая высокую степень генетического разнообразия популя­ций, он создает основу для действия естественного отбора.

19. Популяционная генетика

Популяционная генетика, или генетика популяций — наука, изучающая распределение частот аллелей и их изменение под влиянием четырех движущих сил эволюции: мутагенеза, естественного отбора, дрейфа генов и миграционного процесса. Она также принимает во внимание субпопуляционные структуры и пространственную структуру популяции. Популяционная генетика пытается объяснить адаптацию и специализацию и является одной из основных составляющих синтетической теории эволюции.

20. Генетические характеристики популяций: наследственная гетерогенность

21. Генетические характеристики популяций: внутреннее генетическое единство

22. Генетические характеристики популяций: динамическое равновесие отдельных генотипов

Частоты отдельных аллелей в генофонде позволяют вычислять генетические изменения в данной популяции и определять частоту генотипов. Математическая зависимость между частотами аллелей и генотипов в популяциях была установлена в 1908 г. независимо друг от друга английским математиком Дж. Харди и немецким врачом В. Вайнбергом. Эта зависимость получила название закон Харди – Вайнберга (равновесие Харди – Вайнберга). Закон этот гласит: «В бесконечно большой популяции из свободно скрещивающихся особей в отсутствие мутаций, избирательной миграции организмов с различными генотипами и давления естественного отбора первоначальные частоты доминантного и рецессивного аллелей сохраняются постоянными из поколения в поколение».

Из уравнения Харди – Вайнберга следует, что значительная доля имеющихся в популяции рецессивных аллелей находится у гетерозиготных носителей. Фактически гетерозиготные генотипы служат важным потенциальным источником генетической изменчивости. Это приводит к тому, что в каждом поколении из популяции может элиминироваться лишь очень малая доля рецессивных аллелей. Только те рецессивные аллели, которые находятся в гомозиготном состоянии, проявятся в фенотипе и тем самым подвергнутся селективному воздействию факторов среды и могут быть элиминированы. Многие рецессивные аллели элиминируются потому, что они неблагоприятны для фенотипа – обуславливают либо гибель организма еще до того как он успеет оставить потомство, либо «генетическую смерть», т.е. неспособность к размножению.

С другой стороны, дрейф генов имеет место в любой популяции конечной численности, с той лишь разницей, что события развиваются с гораздо меньшей скоростью, чем при численности в две особи. Генный дрейф имеет два важных последствия. Во-первых, каждая популяция теряет генетическую изменчивость со скоростью, обратно пропорциональной ее численности. Со временем какие-то аллели становятся редкими, а затем и вовсе исчезают. В конце концов, в популяции остается один-единственный аллель из имевшихся, какой именно – это дело случая. Во-вторых, если популяция разделяется на две или большее число новых независимых популяций, то дрейф генов ведет к нарастанию различий между ними: в одних популяциях остаются одни аллели, а в других – другие. Процессы, которые противодействуют потере изменчивости и генетическому расхождению популяций, – это мутации и миграции.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. Заведений.– М.: Гуманит.изд.центр ВЛАДОС,2003.– 512с.:ил.

2. Энциклопедия для детей. Том 23. Универсальный иллюстрированный энциклопедический словарь / Глав. ред. Е.А. Хлебалина, отв. ред. Д.И. Люри.– М.:Аванта+,2003.– 688с.: ил.

3. Захаров В.Б. Общая биология: Учеб. Для 10-11 кл. общеобраз. Учреждений / В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин.– 7-е изд., стереотип.– М.: Дрофа,2004.– 624 с.: ил.

4. Иоганнсен В. Л., О наследовании в популяциях и чистых линиях, М. - Л., 1935;

5. Лобашев М. Е., Генетика, Л., 1967.