61. Эволюционное учение.
а) Понятие о наследственном полиморфизме природных популяций. Масштабы и факторы формирования.
Наследственный полиморфизм природных популяций (генетический полиморфизм) — это сосуществование в пределах популяции двух или нескольких различных наследственных форм, которые находятся в динамическом равновесии в течение нескольких и даже многих поколений. Полиморфизм возникает благодаря мутациям и комбинативной изменчивости, поддерживается естественным отбором.
Масштабы полиморфизма
Уровень генетического полиморфизма варьируется в широких пределах у разных видов. Например:
Низкое разнообразие — у гепардов, которые недавно пережили «бутылочное горлышко» (экстремальное снижение численности).
Высокий полиморфизм — у ланцетника, чья численность оставалась высокой в течение долгого времени.
Факторы формирования
На формирование наследственного полиморфизма влияют, например:
Вариации давления отбора в различных условиях (например, в разные сезоны).
Повышенная относительная жизнеспособность гетерозигот — особей, несущих два разных аллеля одного локуса.
Миграции между популяциями — обмен генами, который способствует перераспределению аллелей.
Сезонная цикличность жизнедеятельности популяции также влияет на её генетическую структуру: в одни сезоны преобладают одни генотипы, в другие — другие.
б) Разновидности генетического полиморфизма (адаптационный и балансированный).
Различают наследственный и адаптационный полиморфизм. Наследственный полиморфизм создаётся мутациями и комбинативной изменчивостью. Адаптационный полиморфизм обусловлен тем, что естественный отбор благоприятствует разным генотипам из-за разнообразия условий среды в пределах ареала вида или сезонной смены условий. Например, в популяциях двухточечной божьей коровки (Adalia bipunctata) при уходе на зимовку преобладают чёрные жуки, а весной - красные особи. Это обусловлено тем, что чёрные жуки интенсивнее размножаются, а красные особи лучше переносят холод.
Разновидностью адаптационного полиморфизма является балансированный полиморфизм, возникающий в случаях, когда отбор благоприятствует гетерозиготным формам по сравнению с доминантными и рецессивными гомозиготами. В основе балансированного отбора может лежать сверхдоминирование - явление селективного преимущества гетерозигот (в том числе и над доминантными гомозиготами).
в) Биологическая сущность генетического груза и его разновидности.
Часть наследственной изменчивости популяции, которая определяет появление менее приспособленных к данным условиям особей, называется генетическим грузом. Иными словами, генетический груз — это величина, на которую приспособленность реальной популяции отличается от приспособленности идеальной для данных условий популяции, состоящей из «лучших» (при данном генофонде) генотипов. Источником генетического груза служат мутационные и сегрегационные процессы.
Различают следующие виды генетического груза:
мутационный груз - обусловлен возникновением в популяции мутантных аллелей: поскольку отбор направлен против этих аллелей, их частота в популяции невелика, и она поддерживается благодаря повторному возникновению (мутационному давлению);
сегрегационный груз - возникает в результате выщепления гетерозиготными родителями менее приспособленных гомозиготных потомков; в связи с тем, что значительная часть мутантных аллелей оказывает в гетерозиготном состоянии положительное действие (эффект сверхдоминирования), то гетерозиготы (а следовательно, и вредные мутации) могут поддерживаться в ряду поколений;
субституционный груз - возникает при изменении адаптивной ценности особей и сохраняется в популяции до тех пор, пока другой аллель не заместит потерявший адаптивную ценность первый аллель.
г) Понятие адаптации (определение, классификация и характеристика).
Адаптация — процесс приспособления, процесс возникновения признака, соответствующего условиям среды.
Приспособление – это общий биологический процесс, направленный на поддержание постоянства внутренней среды организма путем структурного и функционального равновесия, понятие, включающее филогенез, онтогенез, эволюцию, наследственность и все формы регуляции функций организма в нормальных условиях и при патологии.
С клинико-морфологических позиций все многообразие адаптационных изменений органов и тканей организма как в норме, так и при болезнях сводится к четырем основным процессам: атрофии, гипертрофии, регенерации и перестройке тканей.
Виды:
Кратковременная (срочная, «затратная»)
Долговременная (экономная, молекулярный уровень)
д) Адаптивный характер эволюционного процесса.
Адаптивный характер эволюционного процесса заключается в том, что эволюция направлена на формирование приспособлений, которые способствуют выживанию и размножению организмов в конкретных условиях среды.
Термин "адаптация" имеет три важных смысла: приспособление, процесс приспособления, приспособленность.
Приспособительная окраска — покровительственная, предостерегающая, мимикрия. Покровительственная окраска — это окраска, делающая организмы менее заметными в местах их обитания.
Предостерегающая окраска - яркая, контрастная (красная с черным, черная с желтым) окраска у животных, имеющих ядовитые или пахучие железы. Предупреждающая окраска — это сигнал опасности для хищников о несъедобности данных организмов (осы, пчелы).
Мимикрия — подражательное сходство незащищенного организма с защищенным или несъедобным. Мимикрия бейтсовская — это сходство беззащитного съедобного с несъедобным ярко окрашенным. Мюллеровская мимикрия — сходство между двумя (и более) несъедобными видами (многие виды ос сходны по окраске и форме тела).
Миметизм - внешнее сходство незащищенных животных с растениями и предметами неживой природы (морской конек похож на водоросль, яйца кулика-сороки - на гальку);
Физиологические адаптации — это функциональные адаптации (поддержание постоянной температуры, постоянства сахара в крови, выработка устойчивости к колебаниям солености, влажности). Скорость кровотока у эскимосов при охлаждении, в среднем, вдвое больше, чем у европейцев. Это приспособление позволяет эскимосам значительно легче, чем европейцам, сохранять тепловой баланс при охлаждении. Собака в покое в жаркую погоду увеличивает число дыхательных актов с 20 до 30 в минуту: частое дыхание - адаптация против жары. У кедрового стланника ветви с наступлением морозов полегают — это адаптация против сильных ветров и морозов.
Этологические адаптации — изменение поведения, направленное на выживание отдельных организмов.