Η γνώση του νόμου της ομολογικής σειράς της κληρονομικής μεταβλητότητας επιτρέπει. Ο νόμος του N.I. Vavilov (νόμος της ομόλογης σειράς κληρονομικής μεταβλητότητας)

Στις 4 Ιουνίου, έδωσε μια παρουσίαση με θέμα «Ο νόμος της ομόλογης σειράς σε κληρονομική παραλλαγή». Πρόκειται για ένα από εκείνα τα έργα που θεωρούνται θεμελιώδη και αποτελούν τη θεωρητική βάση της βιολογικής έρευνας. Η ουσία του νόμου έγκειται στο γεγονός ότι τα είδη και τα γένη που είναι γενετικά κοντά (συνδεδεμένα μεταξύ τους με ενότητα προέλευσης) χαρακτηρίζονται από παρόμοιες σειρές σε κληρονομική μεταβλητότητα. Το πάθος των μαθητών για τη μελέτη των δημητριακών και στη συνέχεια των σταυρανθών φυτών, των οσπρίων και των κολοκύθων επέτρεψε στον Βαβίλοφ και στους μαθητές του να βρουν μεταλλάξεις παρόμοιες σε συγγενικά είδη και στη συνέχεια γένη. Στον πίνακα που αναπτύχθηκε ως αποτέλεσμα των πειραμάτων, ο Βαβίλοφ σημείωσε με το σύμβολο «+» τις μεταλλάξεις των οποίων η εκδήλωση βρέθηκε σε αυτά τα είδη και οι κενοί χώροι υποδεικνύουν ότι τέτοιες μεταλλάξεις πρέπει να υπάρχουν, αλλά δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί. Ένας πίνακας με άδεια κελιά, που θα συμπληρωθεί με την περαιτέρω ανάπτυξη της επιστήμης. Έχουμε ξανασυναντήσει κάτι τέτοιο;! Φυσικά, στη χημεία, ο περίφημος περιοδικός πίνακας! Το πρότυπο των δύο νόμων έχει επιβεβαιωθεί από την επιστήμη. Γεμίζονται τα «κενά» κελιά και αυτή είναι η βάση για πρακτική επιλογή. Το σκληρό σιτάρι είναι γνωστό μόνο στην ανοιξιάτικη μορφή, αλλά σύμφωνα με το νόμο, το σκληρό σιτάρι στη χειμερινή μορφή πρέπει να υπάρχει και στη φύση. Πράγματι σύντομα ανακαλύφθηκε στα σύνορα Ιράν και Τουρκίας. Οι κολοκύθες και τα πεπόνια χαρακτηρίζονται από απλά και τμηματικά φρούτα, αλλά ένα καρπούζι αυτού του σχήματος δεν περιγράφηκε την εποχή του Βαβίλοφ. Όμως, τεμαχισμένα καρπούζια ανακαλύφθηκαν στα νοτιοανατολικά της ευρωπαϊκής Ρωσίας. Στην καλλιέργεια κυριαρχεί η καλλιέργεια τεύτλων τριών φύτρων, οι καλλιέργειες των οποίων απαιτούν ξεβοτάνισμα και αφαίρεση δύο επιπλέον βλαστών. Αλλά μεταξύ των συγγενών των τεύτλων στη φύση υπήρχαν επίσης μορφές με ένα βλαστάρι, έτσι οι επιστήμονες μπόρεσαν να δημιουργήσουν μια νέα ποικιλία τεύτλων με ένα βλαστάρι. Η απέραντη φύση των καλλιεργειών δημητριακών είναι μια μετάλλαξη που έχει αποδειχθεί ευεργετική με την εισαγωγή της μηχανικής συγκομιδής, όταν οι μηχανισμοί γίνονται λιγότερο φραγμένοι. Οι κτηνοτρόφοι, χρησιμοποιώντας τον νόμο του Βαβίλοφ, βρήκαν μορφές χωρίς σκούρα και δημιούργησαν νέες ποικιλίες δημητριακών χωρίς άμμο. Τα γεγονότα της παράλληλης μεταβλητότητας σε κοντινά και μακρινά είδη ήταν γνωστά ακόμη και στον Κάρολο Δαρβίνο. Για παράδειγμα, το ίδιο χρώμα της γούνας των τρωκτικών, ο αλμπινισμός σε εκπροσώπους διαφορετικών ομάδων του ζωικού κόσμου και των ανθρώπων (έχει περιγραφεί περίπτωση αλμπινισμού στους μαύρους), έλλειψη φτερώματος στα πτηνά, έλλειψη φολίδων στα ψάρια, παρόμοιος χρωματισμός των καρπών των καλλιεργειών φρούτων και των μούρων, της μεταβλητότητας των καλλιεργειών ρίζας, κ.λπ. Ο παραλληλισμός λόγω της μεταβλητότητας έγκειται στο γεγονός ότι οι ομόλογοι χαρακτήρες βασίζονται στην παρουσία παρόμοιων γονιδίων: όσο πιο κοντά είναι τα είδη και τα γένη γενετικά, τόσο πληρέστερη είναι η ομοιότητα στο τη σειρά της μεταβλητότητας. Εξ ου και η αιτία των ομόλογων μεταλλάξεων - η κοινή προέλευση των γονότυπων. Στη διαδικασία της εξέλιξης, η ζωντανή φύση προγραμματίστηκε σαν σύμφωνα με έναν τύπο, ανεξάρτητα από τον χρόνο προέλευσης του είδους. Ο νόμος της ομολογικής σειράς του N.I. Vavilov στην κληρονομική μεταβλητότητα δεν ήταν μόνο μια επιβεβαίωση του δόγματος του Δαρβίνου για την προέλευση των ειδών, αλλά επέκτεινε επίσης την ιδέα της κληρονομικής μεταβλητότητας. Ο Νικολάι Ιβάνοβιτς μπορεί και πάλι να διακηρύξει: «Ευχαριστώ τον Δαρβίνο!», αλλά και «Συνεχίζω τον Δαρβίνο!» Ας πάμε πίσω στο 1920. Ενδιαφέρουσες οι αναμνήσεις των αυτόπτων μαρτύρων. Η Alexandra Ivanovna Mordvinkina, η οποία ήταν παρούσα στο συνέδριο του Γεωργικού Ινστιτούτου του Σαράτοφ (αργότερα υποψήφια για τις βιολογικές επιστήμες), θυμήθηκε: «Το συνέδριο άνοιξε στο μεγαλύτερο αμφιθέατρο του πανεπιστημίου. Καμία αναφορά δεν μου έκανε στη συνέχεια τόσο έντονη εντύπωση όσο η ομιλία του Νικολάι Ιβάνοβιτς. Μιλούσε με έμπνευση, όλοι άκουγαν με κομμένη την ανάσα, νιώθαμε ότι κάτι πολύ μεγάλο, νέο στην επιστήμη άνοιγε μπροστά μας. Όταν ακούστηκαν θυελλώδη, μακροχρόνια χειροκροτήματα, ο καθηγητής Βιάτσεσλαβ Ραφαήλοβιτς Ζελένσκι είπε: «Αυτοί είναι οι βιολόγοι που χαιρετούν τον Μεντελέεφ». Τα λόγια του Nikolai Maksimovich Tulaikov έχουν αποτυπωθεί ιδιαίτερα στη μνήμη μου: «Τι μπορεί να προστεθεί σε αυτήν την έκθεση; Μπορώ να πω ένα πράγμα: η Ρωσία δεν θα χαθεί αν έχει γιους όπως ο Νικολάι Ιβάνοβιτς». Ο Nikolai Vladimirovich Timofeev-Resovsky, ένας εξαιρετικός γενετιστής που γνώριζε τον Vavilov όχι μόνο από τη δουλειά του, αλλά και προσωπικά, μίλησε εμπιστευτικά σε στενούς γνωστούς: «Ο Νικολάι Ιβάνοβιτς ήταν ένας υπέροχος άνθρωπος και ένας μεγάλος μάρτυρας, ένας εξαιρετικός κτηνοτρόφος και συλλέκτης φυτών, ένας ταξιδιώτης. ένας γενναίος και παγκόσμιος αγαπημένος, αλλά η σειρά του νόμου της ομολογίας - ο νόμος δεν είναι καθόλου ομολογική, αλλά ανάλογη σειρά, ναι, κύριε! Τι είναι η ομολογία; Αυτή είναι η ομοιότητα που βασίζεται στην κοινή προέλευση. Τι είναι η αναλογία; Η ομοιότητα των εξωτερικών χαρακτηριστικών, η οποία καθορίζεται από παρόμοιο βιότοπο, αλλά όχι από συγγένεια. Ποιος έχει δίκιο λοιπόν; Βαβίλοφ! Δεν μπορεί παρά να θαυμάσει κανείς το βάθος του βιολογικού του μυαλού! Η αλλαγή μόνο ενός όρου στον τίτλο αλλάζει την ουσία του νόμου. Σύμφωνα με το νόμο των ομολογικών σειρών, όλοι οι άνθρωποι είναι ίσοι, επειδή έχουν την ίδια βιολογική προέλευση και ανήκουν στο είδος homo sapiens, δηλαδή όλοι είναι εξίσου έξυπνοι, ικανοί και ταλαντούχοι κ.λπ., αλλά έχουν εξωτερικές διαφορές: σε ύψος, αναλογίες μεταξύ τμημάτων του σώματος κ.λπ. Σύμφωνα με το νόμο των ανάλογων σειρών, οι άνθρωποι είναι παρόμοιοι στην εμφάνιση, επειδή έχουν παρόμοιο βιότοπο, αλλά διαφορετική προέλευση. Και αυτό είναι ήδη χώρος για σοβινισμό, ρατσισμό, εθνικισμό, ακόμη και γενοκτονία. Και ο νόμος του Βαβίλοφ λέει ότι ο πυγμαίος της Αφρικής και ο μπασκετμπολίστας της Αμερικής έχουν την ίδια γενετική προέλευση και δεν μπορεί να τεθεί το ένα πάνω από το άλλο - αυτό είναι αντιεπιστημονικό! Η εγκυρότητα του παγκόσμιου βιολογικού προτύπου που ανακάλυψε ο Βαβίλοφ έχει επιβεβαιωθεί από τη σύγχρονη έρευνα όχι μόνο σε φυτά, αλλά και σε ζώα. Οι σύγχρονοι γενετιστές πιστεύουν ότι ο νόμος αποκαλύπτει απεριόριστες προοπτικές για επιστημονική γνώση, γενίκευση και πρόβλεψη» (καθηγητής M. E. Lobanov). Ένα άλλο θεμελιώδες έργο του N. I. Vavilov, “Plant Immunity to Infectious Diseases” (1919), χρονολογείται από την περίοδο Saratov. Στη σελίδα τίτλου του βιβλίου, ο Νικολάι Ιβάνοβιτς έγραψε: «Αφιερωμένο στη μνήμη του μεγάλου ερευνητή της ασυλίας Ilya Ilyich Mechnikov». Κανένας μεγάλος επιστήμονας δεν βλέπει τον εαυτό του να ξεχωρίζει στην επιστήμη. Έτσι, ο Βαβίλοφ, χάρη στον Mechnikov, αναρωτήθηκε αν τα φυτά μπορούν να έχουν προστατευτικές δυνάμεις αν τα ζώα έχουν; Αναζητώντας μια απάντηση στο ερώτημα, πραγματοποίησε έρευνα για τα δημητριακά χρησιμοποιώντας μια πρωτότυπη μέθοδο και, συνοψίζοντας την πρακτική και τη θεωρία, έθεσε τα θεμέλια μιας νέας επιστήμης - της φυτοανοσολογίας. Η εργασία είχε μια καθαρά πρακτική σημασία - να χρησιμοποιηθεί η φυσική ανοσία των φυτών ως ο πιο ορθολογικός και οικονομικός τρόπος για τον έλεγχο των παρασίτων. Ο νεαρός επιστήμονας δημιούργησε μια πρωτότυπη θεωρία για τη φυσιολογική ανοσία των φυτών σε μολυσματικές ασθένειες και η βάση της διδασκαλίας του ήταν η μελέτη της γονοτυπικής ανοσίας. Ο N.I. Vavilov μελέτησε την αντίδραση του "οικοδεσπότη" στην εισαγωγή του παρασίτου, την ιδιαιτερότητα αυτής της αντίδρασης και ανακάλυψε εάν ολόκληρη η σειρά είναι άνοση ή μόνο ορισμένα είδη αυτής της σειράς. Ο Νικολάι Ιβάνοβιτς έδωσε ιδιαίτερη σημασία στην ομαδική ανοσία, πιστεύοντας ότι κατά την αναπαραγωγή είναι σημαντικό να αναπτυχθούν ποικιλίες που να είναι ανθεκτικές όχι σε μία φυλή, αλλά σε έναν ολόκληρο πληθυσμό φυσιολογικών φυλών και τέτοια ανθεκτικά είδη πρέπει να αναζητηθούν στην πατρίδα του φυτού. Η επιστήμη αργότερα επιβεβαίωσε ότι τα άγρια ​​είδη - συγγενείς καλλιεργούμενων φυτών - έχουν φυσική ανοσία και είναι λιγότερο ευαίσθητα σε μολυσματικές ασθένειες. Είναι η εισαγωγή γονιδίων αντίστασης στα φυτά με την οποία ασχολούνται οι σύγχρονοι κτηνοτρόφοι, χρησιμοποιώντας τη θεωρία του N. I. Vavilov και μεθόδους γενετικής μηχανικής. Ο επιστήμονας ενδιαφερόταν για την ανάπτυξη θεμάτων ανοσίας σε όλη την επιστημονική του σταδιοδρομία: «The Doctrine of Plant Immunity to Infectious Diseases» (1935), «The Laws of Natural Plant Immunity to Infectious Diseases (Keys to Finding Immune Forms)» ( δημοσιεύθηκε μόλις το 1961). ). Ο ακαδημαϊκός Pyotr Mikhailovich Zhukovsky σημείωσε σωστά: «Κατά την περίοδο Σαράτοφ, αν και ήταν σύντομη (1917-1921), το αστέρι Ν. ανέβηκε. Ι. Βαβίλοφ - επιστήμονας». Ο Βαβίλοφ θα έγραφε αργότερα: «Μετανάστευσα από το Σαράτοφ τον Μάρτιο του 1921 με ολόκληρο το εργαστήριο 27 ατόμων». Εξελέγη επικεφαλής του Γραφείου Εφαρμοσμένης Βοτανικής της Αγροτικής Επιστημονικής Επιτροπής στην Πετρούπολη. Από το 1921 έως το 1929 - Καθηγητής του Τμήματος Γενετικής και Αναπαραγωγής του Γεωπονικού Ινστιτούτου του Λένινγκραντ. Το 1921, ο V.I. Lenin έστειλε δύο επιστήμονες σε ένα συνέδριο στην Αμερική, ένας από αυτούς ήταν ο N.I. Vavilov. Η έκθεση για τη γενετική έρευνα την έκανε δημοφιλή στους επιστήμονες του συνεδρίου. Στην Αμερική οι εμφανίσεις του συνοδεύτηκαν από χειροκροτήματα, παρόμοια με αυτή που ακολούθησε για τον Τσκάλοφ. «Αν όλοι οι Ρώσοι είναι έτσι, τότε πρέπει να είμαστε φίλοι μαζί τους», φώναζαν οι αμερικανικές εφημερίδες. Σε 20-30 χρόνια. Ο N.I. Vavilov εκδηλώνεται επίσης ως σημαντικός οργανωτής της επιστήμης. Στην πραγματικότητα ήταν ο δημιουργός και μόνιμος διευθυντής του All-Union Institute of Plant Growing (VIR). Το 1929, δημιουργήθηκε η All-Union Academy of Agricultural Sciences (VASKhNIL) με βάση το All-Union Institute of Experimental Agronomy, το οποίο είχε οργανωθεί προηγουμένως από τον Vavilov. Εκλέχθηκε πρώτος πρόεδρος (από το 1929 έως το 1935). Με την άμεση συμμετοχή του επιστήμονα οργανώθηκε το Ινστιτούτο Γενετικής της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ. Σε σύντομο χρονικό διάστημα, το ταλέντο του Βαβίλοφ δημιούργησε μια επιστημονική σχολή γενετιστών, η οποία έγινε η κορυφαία στον κόσμο. Όλη η αρχική δουλειά στη χώρα μας στον τομέα της γενετικής έγινε από τον ίδιο ή υπό την ηγεσία του. Στο VIR χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά η μέθοδος της πειραματικής πολυπλοειδίας και ο G. D. Karpechenko άρχισε να εργάζεται για τη χρήση της στον απομακρυσμένο υβριδισμό. Ο Βαβίλοφ επέμεινε στην έναρξη εργασιών για τη χρήση του φαινομένου της ετερογένεσης και του υβριδισμού μεταξύ των γραμμών. Σήμερα αυτό είναι το ABC της επιλογής, αλλά τότε ήταν η αρχή. Πάνω από 30 χρόνια επιστημονικής δραστηριότητας, έχουν δημοσιευτεί περίπου 400 εργασίες και άρθρα! Φαινόμενη μνήμη, εγκυκλοπαιδική γνώση, γνώση σχεδόν είκοσι γλωσσών, με επίγνωση όλων των καινοτομιών στην επιστήμη. Δούλευε 18-20 ώρες την ημέρα. Η μητέρα του τον επέπληξε: «Δεν έχεις χρόνο ούτε για ύπνο...», θυμάται ο γιος του Βαβίλοφ.

ΜΕΤΑΛΛΑΞΗ ΜΕΤΑΒΛΗΤΙΚΟΤΗΤΑ

Σχέδιο

Διαφορά μεταξύ μεταλλάξεων και τροποποιήσεων.

Ταξινόμηση μεταλλάξεων.

Νόμος του N.I.Vavilov

Μεταλλάξεις. Η έννοια της μετάλλαξης. Μεταλλαξιογόνοι παράγοντες.

Μεταλλάξεις -είναι ξαφνικές, μόνιμες, φυσικές ή τεχνητές αλλαγές στο γενετικό υλικό που συμβαίνουν υπό την επίδραση του μεταλλαξιογόνους παράγοντες .

Τύποι μεταλλαξιογόνων παραγόντων:

ΕΝΑ) φυσικός– ακτινοβολία, θερμοκρασία, ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

ΣΙ) χημικοί παράγοντες -ουσίες που προκαλούν δηλητηρίαση του σώματος: αλκοόλ, νικοτίνη, φορμαλδεΰδη.

ΣΕ) βιολογικός- ιοί, βακτήρια.

Η διαφορά μεταξύ μεταλλάξεων και τροποποιήσεων

Ταξινόμηση μεταλλάξεων

Υπάρχουν διάφορες ταξινομήσεις μεταλλάξεων.

I Ταξινόμηση μεταλλάξεων κατά σημασία: ωφέλιμη, επιβλαβής, ουδέτερη.

ΧρήσιμοςΟι μεταλλάξεις οδηγούν σε αυξημένη αντίσταση του οργανισμού και αποτελούν υλικό για φυσική και τεχνητή επιλογή.

Επιβλαβείς μεταλλάξειςμειώνουν τη ζωτικότητα και οδηγούν στην ανάπτυξη κληρονομικών ασθενειών: αιμορροφιλία, δρεπανοκυτταρική αναιμία.

II Ταξινόμηση μεταλλάξεων κατά εντοπισμό ή τόπο εμφάνισης: σωματική και γενετική.

Σωματικόςπροκύπτουν στα κύτταρα του σώματος και επηρεάζουν μόνο μέρος του σώματος, ενώ τα μωσαϊκά άτομα αναπτύσσονται: διαφορετικά μάτια, βαφή μαλλιών. Αυτές οι μεταλλάξεις κληρονομούνται μόνο κατά τον αγενή πολλαπλασιασμό (στη σταφίδα).

Γεννητικός – εμφανίζονται στα γεννητικά κύτταρα ή στα κύτταρα από τα οποία σχηματίζονται οι γαμέτες. Διακρίνονται σε πυρηνικά και εξωπυρηνικά (μιτοχονδριακά, πλαστιδικά).

III Μεταλλάξεις από τη φύση της αλλαγής γονότυπου: χρωμοσωμικές, γονιδιωματικές, γονιδιακές.

Γενετική (ή σημείο) δεν είναι ορατά στο μικροσκόπιο, σχετίζονται με αλλαγές στη δομή των γονιδίων. Αυτές οι μεταλλάξεις συμβαίνουν ως αποτέλεσμα απώλειας, εισαγωγής ή αντικατάστασης ενός νουκλεοτιδίου με ένα άλλο. Αυτές οι μεταλλάξεις οδηγούν σε γονιδιακές ασθένειες: αχρωματοψία, φαινυλκετονουρία.

Χρωμοσωμική (περεστρόικα) σχετίζεται με αλλαγές στη δομή των χρωμοσωμάτων. Τι μπορεί να συμβεί:

Διαγραφή: -απώλεια ενός τμήματος ενός χρωμοσώματος.

Διπλασιασμός -διπλασιασμός τμήματος χρωμοσώματος.

Αναστροφή -περιστροφή μέρους του χρωμοσώματος κατά 180 0.

Μετατόπιση -ανταλλαγή τμημάτων μη ομόλογων χρωμοσωμάτων και συγχώνευσηδύο μη ομόλογα χρωμοσώματα σε ένα.

Αιτίες χρωμοσωμικών μεταλλάξεων: η εμφάνιση δύο ή περισσότερων χρωμοσωμάτων που ακολουθούνται από την ένωσή τους, αλλά με λάθος σειρά.

Γονιδιωματικό μεταλλάξεις οδηγούν σε αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων. Διακρίνω ετεροπλοειδίαΚαι πολυπλοειδία.

Ετεροπλοειδία σχετίζεται με αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων, σε πολλά χρωμοσώματα – 1.2.3. Αιτίες: μη διάσπαση χρωμοσωμάτων στη μείωση:

- Μονοσωμία -μείωση του αριθμού των χρωμοσωμάτων κατά 1 χρωμόσωμα. Ο γενικός τύπος του συνόλου των χρωμοσωμάτων είναι 2n-1.

- Τρισωνία -αύξηση του αριθμού των χρωμοσωμάτων κατά 1. Γενικός τύπος 2n+1 (47 χρωμοσώματα Σύνδρομο Clanfeather; τρισονομία 21 ζευγών χρωμοσωμάτων - Σύνδρομο Down (σημάδια πολλαπλών συγγενών ανωμαλιών που μειώνουν τη ζωτικότητα του σώματος και διαταραχή της νοητικής ανάπτυξης).

Πολυπλοειδία - πολλαπλή αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων. Στους πολυπλοειδείς οργανισμούς, το απλοειδές (n) σύνολο χρωμοσωμάτων στα κύτταρα επαναλαμβάνεται όχι 2 φορές, όπως στους διπλοειδείς, αλλά 4-6 φορές, μερικές φορές πολύ περισσότερο - έως και 10-12 φορές.

Η εμφάνιση πολυπλοειδών σχετίζεται με παραβίαση της μίτωσης ή της μείωσης. Συγκεκριμένα, η μη απόκλιση των ομόλογων χρωμοσωμάτων στη μείωση οδηγεί στο σχηματισμό γαμετών με αυξημένο αριθμό χρωμοσωμάτων. Στους διπλοειδείς οργανισμούς, αυτή η διαδικασία μπορεί να παράγει διπλοειδή (2n) γαμέτες.

Βρίσκεται ευρέως σε καλλιεργούμενα φυτά: φαγόπυρο, ηλίανθο κ.λπ., καθώς και σε άγρια ​​φυτά.

Ο νόμος του N.I. Vavilov (νόμος της ομόλογης σειράς κληρονομικής μεταβλητότητας).

/ Από την αρχαιότητα, οι ερευνητές έχουν παρατηρήσει την ύπαρξη παρόμοιων χαρακτηριστικών σε διαφορετικά είδη και γένη της ίδιας οικογένειας, για παράδειγμα, πεπόνια, παρόμοια με τα αγγούρια, ή καρπούζια, παρόμοια με τα πεπόνια. Αυτά τα γεγονότα αποτέλεσαν τη βάση του νόμου της ομολογικής σειράς στην κληρονομική μεταβλητότητα./

Πολλαπλός αλληλισμός. Παράλληλη μεταβλητότητα. Ένα γονίδιο μπορεί να υπάρχει σε περισσότερες από δύο καταστάσεις. Η ποικιλομορφία των αλληλόμορφων ενός γονιδίου ονομάζεται πολλαπλός αλληλισμός. Διαφορετικά αλληλόμορφα καθορίζουν διαφορετικούς βαθμούς του ίδιου χαρακτηριστικού. Όσο περισσότερα αλληλόμορφα φέρουν τα άτομα σε έναν πληθυσμό, τόσο πιο πλαστικό είναι το είδος, τόσο καλύτερα προσαρμόζεται στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Ο πολλαπλός αλληλισμός βασίζεται παράλληλη μεταβλητότητα - φαινόμενο κατά το οποίο παρόμοιοι χαρακτήρες εμφανίζονται σε διαφορετικά είδη και γένη της ίδιας οικογένειας. Συστηματοποίησε τα γεγονότα της παράλληλης μεταβλητότητας N.I. Vavilov./

Ο N.I. Vavilov συνέκρινε είδη της οικογένειας των Δημητριακών. Ανακάλυψε ότι αν το μαλακό σιτάρι έχει χειμωνιάτικες και ανοιξιάτικες μορφές, τεντόπανο και άσπιλο, τότε οι ίδιες μορφές βρίσκονται αναγκαστικά και στο σκληρό σιτάρι. Επιπλέον, η σύνθεση των χαρακτηριστικών. Με το ποιες μορφές διαφέρουν σε ένα είδος και ένα γένος, συχνά αποδεικνύεται ότι είναι το ίδιο και σε άλλα γένη. Για παράδειγμα, οι μορφές της σίκαλης και του κριθαριού επαναλαμβάνουν τις μορφές διαφορετικών τύπων σιταριού, σχηματίζοντας την ίδια παράλληλη ή ομόλογη σειρά κληρονομικής μεταβλητότητας.

Η συστηματοποίηση των γεγονότων επέτρεψε στον N.I. Vavilov να διατυπώσει νόμος ομόλογων σειρών στην κληρονομική μεταβλητότητα (1920): είδη και γένη που είναι γενετικά κοντά χαρακτηρίζονται από παρόμοιες σειρές κληρονομικής μεταβλητότητας με τέτοια κανονικότητα. Ότι, γνωρίζοντας έναν αριθμό μορφών σε ένα είδος, μπορεί κανείς να προβλέψει την παρουσία παράλληλων μορφών σε άλλα είδη και γένη.

Η ομολογία των κληρονομικών χαρακτήρων των στενά συγγενών ειδών και γενών εξηγείται από την ομολογία των γονιδίων τους, αφού προέρχονται από το ίδιο προγονικό είδος. Επιπλέον, η διαδικασία μετάλλαξης σε γενετικά κοντινά είδη προχωρά παρόμοια. Ως εκ τούτου, αναπτύσσουν παρόμοιες σειρές υπολειπόμενων αλληλόμορφων και, ως αποτέλεσμα, παράλληλων χαρακτηριστικών.

Συμπέρασμα από το νόμο του Βαβίλοφ: κάθε είδος έχει ορισμένα όρια μεταβλητής μεταβλητότητας. Καμία διαδικασία μετάλλαξης δεν μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές που υπερβαίνουν το φάσμα της κληρονομικής μεταβλητότητας του είδους.Έτσι, στα θηλαστικά, οι μεταλλάξεις μπορούν να αλλάξουν το χρώμα του τριχώματος από μαύρο σε καφέ, κόκκινο, λευκό, μπορεί να εμφανιστούν ρίγες και κηλίδες, αλλά η εμφάνιση πράσινου χρώματος αποκλείεται.

©2015-2019 ιστότοπος
Όλα τα δικαιώματα ανήκουν στους δημιουργούς τους. Αυτός ο ιστότοπος δεν διεκδικεί την πνευματική ιδιοκτησία, αλλά παρέχει δωρεάν χρήση.
Ημερομηνία δημιουργίας σελίδας: 12-04-2016

καθιερώνει παραλληλισμό στην κληρονομικότητα και τη μεταβλητότητα των οργανισμών. Διατυπώθηκε από τον N. I. Vavilov το 1920. Κατά τη μελέτη της μεταβλητότητας των χαρακτήρων σε είδη και γένη δημητριακών και άλλων οικογενειών, ο N. I. Vavilov ανακάλυψε ότι: 1. Τα είδη και τα γένη που είναι γενετικά κοντά μεταξύ τους χαρακτηρίζονται από πανομοιότυπες σειρές κληρονομικής μεταβλητότητας με τέτοια κανονικότητα ότι γνωρίζοντας έναν αριθμό μορφών για ένα είδος, μπορεί κανείς να προβλέψει την παρουσία πανομοιότυπων μορφών σε άλλα είδη και γένη. Όσο πιο κοντά βρίσκονται τα γένη και τα Linneons στο γενικό σύστημα, τόσο πιο ολοκληρωμένη είναι η ταυτότητα στις τάξεις της μεταβλητότητάς τους. 2. Ολόκληρες οικογένειες φυτών γενικά χαρακτηρίζονται από έναν ορισμένο κύκλο μεταβλητότητας που διέρχεται από όλα τα γένη που απαρτίζουν την οικογένεια». Αν και ο νόμος αρχικά αφορούσε τη μεταβλητότητα στα φυτά, ο N.I. Vavilov επεσήμανε τη δυνατότητα εφαρμογής του στα ζώα. Θεωρητικός η βάση της ομολογίας των φαινοτυπικών σειρών. μεταβλητότητα στη σχετική ταξινομία. ομάδες είναι η ιδέα της ενότητας της καταγωγής τους μέσω της διαφοροποίησης υπό την επίδραση της φύσης. επιλογή. Αφού οι κοινοί πρόγονοι των υφιστάμενων ειδών είχαν ένα συγκεκριμένο, συγκεκριμένο σύνολο γονιδίων, τότε οι απόγονοί τους πρέπει να έχουν, με μικρές εξαιρέσεις, το ίδιο σύνολο γονιδίων. Λαμβάνοντας υπόψη ότι κάθε γονίδιο μπορεί να μεταλλάσσεται σε διαφορετικές κατευθύνσεις (πολλαπλή, αλληλισμός) και ότι η διαδικασία μετάλλαξης είναι μη κατευθυντική, είναι φυσικό να υποθέσουμε ότι το φάσμα των αλλαγών σε πανομοιότυπα γονίδια σε άτομα κοντινών ειδών θα είναι παρόμοιο. Έτσι, ο νόμος βασίζεται στην ομολογία. σειρές (3. ρ.) έγκειται παραλληλισμός γονότυπου. μεταβλητότητα σε άτομα με παρόμοιο σύνολο γονιδίων. Όντας θεωρητικός. ως βάση της συγκριτικής γενετικής, ο νόμος εξηγεί τον πολυμορφισμό των ειδών και, ως εκ τούτου, δικαιολογεί την ακεραιότητα του είδους, παρά την ύπαρξη εντός των ορίων του μορφολογικά σαφώς διακριτών μορφών. Από την άλλη πλευρά, ο νόμος φέρνει σαφήνεια στο φαινοτυπικό φαινόμενο. «ομογένεια» πληθυντικός είδη, το άκρο μπορεί να σχετίζεται με την ετεροζυγωτία τους και το φαινόμενο της κυριαρχίας, το οποίο αποκαλύπτεται κατά την ενδογαμία. 3. r., που αντικατοπτρίζει το γενικό πρότυπο της διαδικασίας μετάλλαξης και του σχηματισμού των οργανισμών, είναι βιολ. τη βάση των μεθόδων για τη σκόπιμη απόκτηση των απαραίτητων κληρονομιών και αλλαγών. Υποδεικνύει στους κτηνοτρόφους τις κατευθύνσεις της τέχνης, της επιλογής ή, όπως έγραψε ο N.I. Vavilov, «τι να ψάξουν», και οι μέθοδοι αναζήτησης μπορεί να είναι διαφορετικές: από την εύρεση των επιθυμητών μορφών στη φύση ή τον εντοπισμό τους μέσω της ενδογαμίας έως την απόκτηση αυτών των μορφών χρησιμοποιώντας μεταλλαξιογόνα. Βιοχημική μηχανισμοί 3. γ.ρ. έχουν μελετηθεί ευρέως σε διάφορα αντικείμενα - από αλλαγές στον βακτηριακό μεταβολισμό έως διεργασίες μικροβίων. σύνθεση σε κληρονομιές, ανθρώπινες ασθένειες.

Νόμος ομολογικής σειράς

Η επεξεργασία εκτεταμένου παρατηρητικού και πειραματικού υλικού, μια λεπτομερής μελέτη της μεταβλητότητας πολλών Linnaean ειδών (Linneons), ένας τεράστιος αριθμός νέων στοιχείων που προέκυψαν κυρίως από τη μελέτη των καλλιεργούμενων φυτών και των άγριων συγγενών τους, επέτρεψαν στον N.I. Ο Βαβίλοφ συγκέντρωσε όλα τα γνωστά παραδείγματα παράλληλης μεταβλητότητας και διατύπωσε έναν γενικό νόμο, τον οποίο ονόμασε «The Law of Homologous Series in Heritary Variation» (1920), τον οποίο ανέφερε στο Τρίτο Πανρωσικό Συνέδριο Εκτροφέων, που πραγματοποιήθηκε στο Saratov. Το 1921 ο Ν.Ι. Ο Βαβίλοφ στάλθηκε στην Αμερική στο Διεθνές Συνέδριο Γεωργίας, όπου έκανε μια παρουσίαση για το νόμο των ομολογικών σειρών. Ο νόμος της παράλληλης μεταβλητότητας κοντινών γενών και ειδών, που θεσπίστηκε από τον N.I. Ο Βαβίλοφ και συνδέεται με μια κοινή καταγωγή, αναπτύσσοντας τις εξελικτικές διδασκαλίες του Καρόλου Δαρβίνου, εκτιμήθηκε από την παγκόσμια επιστήμη. Έγινε αντιληπτό από το κοινό ως το μεγαλύτερο γεγονός στην παγκόσμια βιολογική επιστήμη, που ανοίγει τους ευρύτερους ορίζοντες για πρακτική.

Ο νόμος των ομόλογων σειρών, πρώτα απ 'όλα, θέτει τη βάση για τη συστηματική της τεράστιας ποικιλίας φυτικών μορφών στις οποίες ο οργανικός κόσμος είναι τόσο πλούσιος, επιτρέπει στον κτηνοτρόφο να έχει μια σαφή ιδέα για τη θέση του καθενός, ακόμη και του μικρότερη, συστηματική μονάδα στον κόσμο των φυτών και να κρίνουν την πιθανή ποικιλομορφία του αρχικού υλικού για επιλογή.

Οι κύριες διατάξεις του νόμου των ομολογικών σειρών είναι οι εξής.

"1. Τα είδη και τα γένη που είναι γενετικά κοντά χαρακτηρίζονται από παρόμοιες σειρές κληρονομικής μεταβλητότητας με τέτοια κανονικότητα που, γνωρίζοντας τη σειρά των μορφών σε ένα είδος, μπορεί κανείς να προβλέψει την παρουσία παράλληλων μορφών σε άλλα είδη και γένη. Όσο πιο κοντά βρίσκονται τα γένη και τα Linneons στο γενικό σύστημα, τόσο πιο ολοκληρωμένη είναι η ομοιότητα στη σειρά της μεταβλητότητάς τους.

2. Ολόκληρες οικογένειες φυτών γενικά χαρακτηρίζονται από έναν ορισμένο κύκλο μεταβλητότητας που διέρχεται από όλα τα γένη και τα είδη που αποτελούν τις οικογένειες».

Ακόμη και στο III Πανρωσικό Συνέδριο Επιλογής (Saratov, Ιούνιος 1920), όπου ο N.I. Ο Βαβίλοφ ανέφερε για πρώτη φορά την ανακάλυψή του, όλοι οι συμμετέχοντες στο συνέδριο αναγνώρισαν ότι «όπως ο περιοδικός πίνακας (περιοδικό σύστημα)» ο νόμος των ομολογικών σειρών θα επιτρέψει την πρόβλεψη της ύπαρξης, των ιδιοτήτων και της δομής ακόμα άγνωστων μορφών και ειδών φυτών και ζώα, και εκτίμησε ιδιαίτερα την επιστημονική και πρακτική σημασία αυτού του νόμου. Οι σύγχρονες εξελίξεις στη μοριακή κυτταρική βιολογία καθιστούν δυνατή την κατανόηση του μηχανισμού της ύπαρξης ομολογικής μεταβλητότητας σε κοντινούς οργανισμούς - σε τι ακριβώς βασίζεται η ομοιότητα των μελλοντικών μορφών και ειδών με τα υπάρχοντα - και την ουσιαστική σύνθεση νέων μορφών φυτών που δεν υπάρχουν στη φύση. Τώρα προστίθεται νέο περιεχόμενο στον νόμο του Βαβίλοφ, όπως ακριβώς η εμφάνιση της κβαντικής θεωρίας έδωσε νέο, βαθύτερο περιεχόμενο στο περιοδικό σύστημα του Μεντελέεφ.

Το δόγμα των κέντρων προέλευσης των καλλιεργούμενων φυτών

Ήδη από τα μέσα της δεκαετίας του 20, η μελέτη της γεωγραφικής κατανομής και της ενδοειδικής ποικιλότητας διαφόρων γεωργικών καλλιεργειών, που πραγματοποιήθηκε από τον Ν.Ι. Ο Βαβίλοφ και υπό την ηγεσία του, επέτρεψε στον Νικολάι Ιβάνοβιτς να διατυπώσει ιδέες για τα γεωγραφικά κέντρα προέλευσης των καλλιεργούμενων φυτών. Το βιβλίο «Centers of Origin of Cultivated Plants» εκδόθηκε το 1926. Η βαθιά θεωρητικά τεκμηριωμένη ιδέα των κέντρων προέλευσης παρείχε μια επιστημονική βάση για τη στοχευμένη αναζήτηση φυτών χρήσιμων για τον άνθρωπο και χρησιμοποιήθηκε ευρέως για πρακτικούς σκοπούς.

Εξίσου σημαντική για την παγκόσμια επιστήμη είναι η διδασκαλία του N.I. Vavilov σχετικά με τα κέντρα προέλευσης των καλλιεργούμενων φυτών και τα γεωγραφικά μοτίβα στην κατανομή των κληρονομικών χαρακτηριστικών τους (πρώτη δημοσίευση το 1926 και το 1927). Σε αυτά τα κλασικά έργα ο N.I. Ο Βαβίλοφ ήταν ο πρώτος που παρουσίασε μια συνεκτική εικόνα της συγκέντρωσης ενός τεράστιου πλούτου μορφών καλλιεργούμενων φυτών σε λίγα κύρια κέντρα της προέλευσής τους και προσέγγισε το ζήτημα της προέλευσης των καλλιεργούμενων φυτών με έναν εντελώς νέο τρόπο. Αν πριν από αυτόν οι βοτανολόγοι-γεωγράφοι (Alphonse De-Candolle και άλλοι) αναζητούσαν τη «γενική» πατρίδα του σιταριού, τότε ο Vavilov αναζητούσε κέντρα προέλευσης μεμονωμένων ειδών, ομάδες ειδών σιταριού σε διάφορες περιοχές του πλανήτη. Σε αυτή την περίπτωση, ήταν ιδιαίτερα σημαντικό να εντοπιστούν οι περιοχές φυσικής κατανομής (περιοχές) των ποικιλιών ενός δεδομένου είδους και να προσδιοριστεί το κέντρο της μεγαλύτερης ποικιλομορφίας των μορφών του (βοτανική-γεωγραφική μέθοδος).

Για τον καθορισμό της γεωγραφικής κατανομής των ποικιλιών και των φυλών των καλλιεργούμενων φυτών και των άγριων συγγενών τους, ο Ν.Ι. Ο Βαβίλοφ μελέτησε τα κέντρα του αρχαίου γεωργικού πολιτισμού, την αρχή του οποίου είδε στις ορεινές περιοχές της Αιθιοπίας, της Δυτικής και Κεντρικής Ασίας, της Κίνας, της Ινδίας, στις Άνδεις της Νότιας Αμερικής και όχι στις μεγάλες κοιλάδες μεγάλων ποταμών - τον Νείλο , Γάγγης, Τίγρης και Ευφράτης, όπως είχαν υποστηρίξει προηγουμένως οι επιστήμονες. Τα αποτελέσματα των μεταγενέστερων αρχαιολογικών ερευνών επιβεβαιώνουν αυτή την υπόθεση.

Για την εύρεση κέντρων ποικιλότητας και πλούτου φυτικών μορφών, ο Ν.Ι. Ο Βαβίλοφ οργάνωσε πολυάριθμες αποστολές σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο σχέδιο που αντιστοιχεί στις θεωρητικές του ανακαλύψεις (ομόλογες σειρές και κέντρα προέλευσης καλλιεργούμενων φυτών), οι οποίες το 1922–1933. επισκέφτηκε 60 χώρες του κόσμου, καθώς και 140 περιοχές της χώρας μας. Ως αποτέλεσμα, συγκεντρώθηκε ένα πολύτιμο ταμείο των παγκόσμιων φυτικών πόρων, που αριθμεί πάνω από 250.000 δείγματα. Η πλουσιότερη συλλογή που συλλέχτηκε μελετήθηκε προσεκτικά χρησιμοποιώντας μεθόδους επιλογής, γενετικής, χημείας, μορφολογίας, ταξινόμησης και γεωγραφικών καλλιεργειών. Αποθηκεύεται ακόμα σε VIR και χρησιμοποιείται από δικούς μας και ξένους κτηνοτρόφους.

Δημιουργία Ν.Ι. Το σύγχρονο δόγμα της επιλογής Vavilov

Η συστηματική μελέτη των παγκόσμιων φυτικών πόρων των σημαντικότερων καλλιεργούμενων φυτών άλλαξε ριζικά την κατανόηση της ποικιλιακής και ειδούς σύνθεσης ακόμη και τέτοιων καλά μελετημένων καλλιεργειών όπως το σιτάρι, η σίκαλη, το καλαμπόκι, το βαμβάκι, ο αρακάς, το λινάρι και οι πατάτες. Μεταξύ των ειδών και πολλών ποικιλιών αυτών των καλλιεργούμενων φυτών που προέρχονται από αποστολές, σχεδόν τα μισά αποδείχθηκαν νέα, άγνωστα ακόμη στην επιστήμη. Η ανακάλυψη νέων ειδών και ποικιλιών πατάτας άλλαξε εντελώς την προηγούμενη αντίληψη για το αρχικό υλικό για την επιλογή της. Με βάση το υλικό που συλλέχτηκε από αποστολές του Ν.Ι. Ο Βαβίλοφ και οι συνεργάτες του, ιδρύθηκε ολόκληρη η επιλογή βαμβακιού και χτίστηκε η ανάπτυξη των υγρών υποτροπικών στην ΕΣΣΔ.

Με βάση τα αποτελέσματα μιας λεπτομερούς και μακροχρόνιας μελέτης του ποικιλιακού πλούτου που συνέλεξαν οι αποστολές, διαφορικοί χάρτες γεωγραφικού εντοπισμού ποικιλιών σιταριού, βρώμης, κριθαριού, σίκαλης, καλαμποκιού, κεχρί, λιναριού, αρακάς, φακής, φασολιών, φασόλια, ρεβίθια, ρεβίθια, πατάτες και άλλα φυτά συγκεντρώθηκαν . Σε αυτούς τους χάρτες θα μπορούσε κανείς να δει πού συγκεντρώνεται η κύρια ποικιλιακή ποικιλότητα των ονομαζόμενων φυτών, δηλαδή πού πρέπει να ληφθεί το αρχικό υλικό για την επιλογή μιας δεδομένης καλλιέργειας. Ακόμη και για τέτοια αρχαία φυτά όπως το σιτάρι, το κριθάρι, το καλαμπόκι και το βαμβάκι, που είχαν εξαπλωθεί από καιρό σε όλη την υδρόγειο, ήταν δυνατό να καθοριστούν με μεγάλη ακρίβεια οι κύριες περιοχές του δυναμικού των πρωτογενών ειδών. Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι οι περιοχές πρωτογενούς σχηματισμού συνέπιπταν για πολλά είδη και ακόμη και γένη. Η γεωγραφική μελέτη οδήγησε στην καθιέρωση ολόκληρων πολιτιστικών ανεξάρτητων χλωρίδων ειδικά για μεμονωμένες περιοχές.

Η μελέτη των παγκόσμιων φυτικών πόρων επέτρεψε στον Ν.Ι. Ο Βαβίλοφ κατέκτησε πλήρως το αρχικό υλικό για τις εργασίες αναπαραγωγής στη χώρα μας, και έθεσε εκ νέου και έλυσε το πρόβλημα του αρχικού υλικού για τη γενετική έρευνα και την έρευνα επιλογής. Ανέπτυξε τα επιστημονικά θεμέλια της επιλογής: το δόγμα του αρχικού υλικού, τη βοτανική και γεωγραφική βάση της γνώσης των φυτών, τις μεθόδους επιλογής οικονομικών χαρακτηριστικών που περιλαμβάνουν υβριδισμό, επώαση κ.λπ., τη σημασία του απομακρυσμένου μεσοειδικού και διαγενεακού υβριδισμού. Όλες αυτές οι εργασίες δεν έχουν χάσει την επιστημονική και πρακτική τους σημασία προς το παρόν.

Η βοτανική και γεωγραφική μελέτη μεγάλου αριθμού καλλιεργούμενων φυτών οδήγησε στην ενδοειδική ταξινόμηση των καλλιεργούμενων φυτών, με αποτέλεσμα τα έργα του Ν.Ι. Βαβίλοφ «Το Λινναίο είδος ως σύστημα» και «Το δόγμα της προέλευσης των καλλιεργούμενων φυτών μετά τον Δαρβίνο».

Γονοτυπική μεταβλητότητα. Ταξινόμηση μεταλλάξεων.

Μεταβλητότητα τροποποίησης, νόρμα αντίδρασης, στατιστικά πρότυπα.

Ο ρόλος του γονότυπου και των περιβαλλοντικών συνθηκών στο σχηματισμό του φαινοτύπου.

Η μεταβλητότητα ως ιδιότητα των έμβιων όντων. Τύποι μεταβλητότητας.

Κυτταροπλασματική κληρονομικότητα.

Η μεταβλητότητα είναι μια ιδιότητα των ζωντανών όντων, που εκφράζεται στην ικανότητα να αποκτούν νέα χαρακτηριστικά ή να χάνουν τα παλιά. Υπάρχουν δύο τύποι μεταβλητότητας: η φαινοτυπική (μη κληρονομική) και η γονοτυπική (κληρονομική).

Τύποι φαινοτυπικής μεταβλητότητας:

Οντογενετική (ηλικία);

Τροποποίηση.

Τύποι γονοτυπικής μεταβλητότητας:

Συνδυαστική;

Μεταλλακτικός.

Η ανάπτυξη του φαινοτύπου ενός οργανισμού καθορίζεται από την αλληλεπίδραση της κληρονομικής βάσης του - γονότυπου - με τις περιβαλλοντικές συνθήκες (βλ. διάγραμμα).

Η έκφραση ενός γονιδίου επηρεάζεται σημαντικά από άλλα γονίδια. Η πιθανότητα ανάπτυξης ενός χαρακτηριστικού εξαρτάται επίσης από την επίδραση των ρυθμιστικών συστημάτων του σώματος, πρώτα απ 'όλα. ενδοκρινική. Τέτοια σημάδια στα κοκόρια όπως το φωτεινό φτέρωμα, μια μεγάλη χτένα, η φύση του τραγουδιού και η χροιά της φωνής οφείλονται στη δράση της ανδρικής ορμόνης του φύλου. Οι θηλυκές σεξουαλικές ορμόνες που χορηγούνται σε κοκόρια προκαλούν τη λειτουργία των γονιδίων που καθορίζουν τη σύνθεση στο συκώτι των πρωτεϊνών που αποτελούν τον κρόκο του αυγού. Κανονικά, αυτά τα γονίδια «δουλεύουν» μόνο στα κοτόπουλα. Κατά συνέπεια, το εσωτερικό περιβάλλον του οργανισμού επηρεάζει επίσης σε μεγάλο βαθμό την έκφραση των γονιδίων με τη μορφή ενός χαρακτηριστικού.

Κάθε οργανισμός αναπτύσσεται και ζει σε ορισμένες εξωτερικές συνθήκες, βιώνοντας τις επιπτώσεις περιβαλλοντικών παραγόντων - διακυμάνσεις στη θερμοκρασία, το φως, την υγρασία, την ποσότητα και την ποιότητα της τροφής και συνάπτοντας σχέσεις με άλλους οργανισμούς. Όλοι αυτοί οι παράγοντες μπορούν να αλλάξουν τις μορφολογικές και φυσιολογικές ιδιότητες των οργανισμών, δηλαδή τον φαινότυπο τους. Διάφορα σημάδια ενός οργανισμού αλλάζουν σε διάφορους βαθμούς υπό την επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος.

Όλα τα σημάδια ενός οργανισμού μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες - ποιοτικά και ποσοτικά. Ποιοτικά είναι χαρακτηριστικά που καθιερώνονται περιγραφικά (τυπολογικά). Αυτά είναι το χρώμα των λουλουδιών, το σχήμα των φρούτων, το χρώμα των ζώων, το χρώμα των ματιών και οι σεξουαλικές διαφορές. Ποσοτικά είναι τα χαρακτηριστικά που καθορίζονται με μέτρηση (αυγοπαραγωγή κοτόπουλων, γαλακτοπαραγωγή αγελάδων, βάρος σπόρων σιταριού). Πολλά ποιοτικά χαρακτηριστικά επηρεάζονται λιγότερο από τις περιβαλλοντικές συνθήκες παρά τα ποσοτικά. Αλλά και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά μπορούν επίσης να αλλάξουν. Για παράδειγμα, εάν η γούνα ενός κουνελιού ερμίνας (λευκά κουνέλια με μαύρα πόδια, ουρά και ρύγχος) ξυριστεί σε οποιοδήποτε μέρος του σώματος, το χρώμα της γούνας που αναπτύχθηκε πρόσφατα θα εξαρτηθεί από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Έτσι, εάν ξυρίσετε τις λευκές τρίχες στην πλάτη και διατηρήσετε το ζώο σε θερμοκρασία πάνω από +2 ° C, τότε θα αναπτυχθούν λευκές τρίχες σε αυτό το μέρος. Σε θερμοκρασίες αέρα κάτω από +2 °C, θα αναπτυχθεί μαύρο μαλλί αντί για λευκό. Έτσι, τα χαρακτηριστικά αναπτύσσονται ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης γονότυπου και περιβάλλοντος. Ο ίδιος γονότυπος μπορεί να δώσει διαφορετικές τιμές ενός χαρακτηριστικού υπό διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες.

Τα όρια εντός των οποίων είναι δυνατές οι αλλαγές στα χαρακτηριστικά ενός δεδομένου γονότυπου ονομάζονται κανόνας αντίδρασης. Ορισμένα γνωρίσματα (για παράδειγμα, το γαλακτώδες) έχουν πολύ ευρύ κανόνα αντίδρασης, άλλα (χρώμα τριχώματος) έχουν πολύ πιο στενό.

Δεν είναι ένα χαρακτηριστικό αυτό καθαυτό που κληρονομείται, αλλά η ικανότητα ενός οργανισμού (ο γονότυπος του), ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με αναπτυξιακές συνθήκες, να παράγει έναν συγκεκριμένο φαινότυπο, με άλλα λόγια, τον κανόνα της αντίδρασης του οργανισμού στις εξωτερικές συνθήκες κληρονομείται.

Η ποικιλία των φαινοτύπων που προκύπτουν στους οργανισμούς υπό την επίδραση των περιβαλλοντικών συνθηκών ονομάζεται μεταβλητότητα τροποποίησης. Ένα κλασικό παράδειγμα μεταβλητότητας τροποποίησης είναι η αλλαγή στο σχήμα μιας πικραλίδας που αναπτύσσεται στην πεδιάδα και στα βουνά από το ίδιο ρίζωμα (πείραμα Bonnier, 1895). Ένα παράδειγμα είναι η αιχμή βέλους του υδρόβιου φυτού, που παράγει τρία σχήματα φύλλων ανάλογα με το εξωτερικό περιβάλλον: σε σχήμα κορδέλας (βυθισμένο), σε σχήμα νεφρού (αιωρούμενο) και σε σχήμα βέλους (αναδυόμενο). Η μεταβλητότητα τροποποίησης είναι αρκετά διαδεδομένη μεταξύ των ζωντανών οργανισμών. Ο Γ. Δαρβίνος το ονόμασε μια ορισμένη μεταβλητότητα.

Για τον χαρακτηρισμό των ποσοτικών χαρακτηριστικών, χρησιμοποιείται ένα σύνολο στατιστικών δεικτών. Ένας από αυτούς τους δείκτες είναι η σειρά παραλλαγής, η οποία χαρακτηρίζει τη μεταβλητότητα ενός χαρακτηριστικού. Η μέση τιμή του υπολογίζεται με τον τύπο:

όπου X είναι το άθροισμα, v είναι η παραλλαγή, p είναι η συχνότητα εμφάνισης της παραλλαγής, n είναι ο συνολικός αριθμός παραλλαγών στη σειρά παραλλαγών.

Για να χαρακτηριστεί ο βαθμός μεταβλητότητας ενός χαρακτηριστικού, χρησιμοποιείται μια καμπύλη διακύμανσης. Για να το κάνετε αυτό, δημιουργήστε ένα γράφημα σε ένα σύστημα συντεταγμένων, σχεδιάζοντας στον άξονα x (οριζόντια) την τιμή της επιλογής v με τη σειρά της αύξησης τους, στον άξονα τεταγμένων (κάθετο) - τη συχνότητα εμφάνισης p κάθε επιλογής. Όταν συνδέουμε τα σημεία τομής, λαμβάνουμε μια καμπύλη που χαρακτηρίζει τη μεταβλητότητα του χαρακτηριστικού.

Γονοτυπική μεταβλητότητα

Η γονοτυπική ή κληρονομική μεταβλητότητα συνήθως χωρίζεται σε συνδυαστική και μεταλλακτική. Η συνδυαστική παραλλαγή είναι ένας συνδυασμός γονιδίων σε έναν γονότυπο. Για παράδειγμα, γονείς με ομάδες αίματος I και II και παιδιά με II και III:

Η απόκτηση νέων συνδυασμών γονιδίων σε έναν γονότυπο με συνδυαστική μεταβλητότητα επιτυγχάνεται ως αποτέλεσμα τριών διαδικασιών:

α) ανεξάρτητη απόκλιση των χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της μείωσης,

β) ο τυχαίος συνδυασμός τους κατά τη γονιμοποίηση,

γ) γονιδιακός ανασυνδυασμός λόγω διασταύρωσης.

Ο Δαρβίνος διαπίστωσε ότι πολλές ποικιλίες καλλιεργούμενων φυτών και φυλών ζώων δημιουργήθηκαν μέσω του υβριδισμού προϋπαρχουσών φυλών. Έδωσε μεγάλη σημασία στη συνδυαστική μεταβλητότητα, πιστεύοντας ότι, μαζί με την επιλογή, παίζει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή νέων μορφών τόσο στη φύση όσο και στην ανθρώπινη οικονομία.

Η συνδυαστική μεταβλητότητα είναι ευρέως διαδεδομένη στη φύση. Οι μικροοργανισμοί που αναπαράγονται αγενώς έχουν αναπτύξει μοναδικούς μηχανισμούς (μετασχηματισμός και μεταγωγή) που οδηγούν στην εμφάνιση συνδυαστικής μεταβλητότητας.

Η συνδυαστική παραλλαγή μπορεί ακόμη και να παίζει ρόλο στην ειδογένεση. Περιγράφονται είδη ανθοφόρων φυτών και ψαριών που συνδυάζουν τα χαρακτηριστικά δύο υφιστάμενων ειδών που συνδέονται στενά. Ωστόσο, η εμφάνιση ειδών ως αποτέλεσμα μόνο του υβριδισμού είναι ένα σπάνιο φαινόμενο.

Το φαινόμενο της ετέρωσης προσκρούει στη συνδυαστική μεταβλητότητα.

Η μεταλλακτική μεταβλητότητα δεν προκαλείται από ανασυνδυασμό γονιδίων, αλλά από παραβίαση της δομής τους. Ο Κάρολος Δαρβίνος (1859) μίλησε για την πιθανότητα μεταλλάξεων, αποκαλώντας τις αβέβαιη μεταβλητότητα ή μεμονωμένες αλλαγές. Παρατήρησε το ξαφνικό της εμφάνισής τους.

Ο όρος «μετάλλαξη» προτάθηκε το 1889 από τον G. De Friesom για να ορίσει τις αλλαγές που παρατήρησε στο δάσος των λεύκηδων. Παρατήρησε ότι αυτό το φυτό συχνά βιώνει αλλαγές. Έτσι, ένα μεταλλαγμένο έχει φύλλα και καρπούς με κόκκινες φλέβες. το άλλο έχει αισθητά πιο φαρδιά φύλλα από την αρχική του μορφή, μόνο θηλυκά άνθη,

και όχι αμφιφυλόφιλος? ο τρίτος μεταλλαγμένος έχει μέγεθος νάνου. το τέταρτο είναι ψηλό και έχει μεγάλα άνθη, καρπούς και σπόρους.

Ο De Vries, στο έργο του "Mutation Theory" (1901 - 1903), διατύπωσε τις κύριες διατάξεις της θεωρίας των μεταλλάξεων:

Η μετάλλαξη εμφανίζεται ξαφνικά.

Οι νέες φόρμες είναι αρκετά σταθερές.

Οι μεταλλάξεις είναι ποιοτικές αλλαγές.

Οι μεταλλάξεις μπορεί να είναι ωφέλιμες ή επιβλαβείς.

Οι ίδιες μεταλλάξεις μπορούν να συμβούν επανειλημμένα.

Ταξινόμηση μεταλλάξεων (βλέπε πίνακα)

Ο πρωταρχικός ρόλος ανήκει στις γενετικές μεταλλάξεις που συμβαίνουν στα γεννητικά κύτταρα. Εάν η μετάλλαξη είναι κυρίαρχη, τότε ένα νέο χαρακτηριστικό ή ιδιότητα εμφανίζεται ακόμη και σε ένα ετερόζυγο άτομο. Εάν η μετάλλαξη είναι υπολειπόμενη, τότε μπορεί να εμφανιστεί μόνο μετά από αρκετές γενιές όταν γίνει ομόζυγος. Παράδειγμα γενεσιουργής κυρίαρχης μετάλλαξης στον άνθρωπο είναι η εμφάνιση φυσαλίδων στο δέρμα των ποδιών, καταρράκτης των ματιών και βραχυφαλαγγία (κοντά δάκτυλα με ανεπάρκεια των φαλαγγών). Ένα παράδειγμα αυθόρμητης υπολειπόμενης γενετικής μετάλλαξης στους ανθρώπους είναι η αιμορροφιλία σε μεμονωμένες οικογένειες.

Οι σωματικές μεταλλάξεις είναι μεταλλάξεις που συμβαίνουν σε σωματικά κύτταρα. διατηρούνται στους απογόνους μόνο μέσω του αγενούς πολλαπλασιασμού (εμφάνιση κλαδιού με λευκά μούρα σε θάμνο φραγκοστάφυλου, λευκή τρίχα και διαφορετικά χρώματα ματιών στον άνθρωπο). Η κληρονομικότητα των σωματικών μεταλλάξεων γίνεται επί του παρόντος σημαντική για τη μελέτη των αιτιών του καρκίνου στους ανθρώπους. Θεωρείται ότι στους κακοήθεις όγκους η μετατροπή ενός φυσιολογικού κυττάρου σε καρκινικό συμβαίνει ανάλογα με τον τύπο των σωματικών μεταλλάξεων.

Το γονίδιο, ή σημειακές μεταλλάξεις, είναι η πιο κοινή κατηγορία μεταλλάξεων. Αυτές είναι κυτταρολογικά αόρατες αλλαγές στα χρωμοσώματα. Οι γονιδιακές μεταλλάξεις μπορεί να είναι είτε κυρίαρχες είτε υπολειπόμενες. Ένα παράδειγμα γονιδιακής μετάλλαξης στον άνθρωπο είναι η ραχίτιδα ανθεκτική στη βιταμίνη D, μια μεταβολική διαταραχή του αμινοξέος φαινυλαλανίνη κ.λπ.

Οι μοριακοί μηχανισμοί των γονιδιακών μεταλλάξεων εκδηλώνονται με αλλαγές στη σειρά των ζευγών νουκλεοτιδίων σε ένα μόριο νουκλεϊκού οξέος. Η ουσία των εσωτερικών αλλαγών μπορεί να περιοριστεί σε τέσσερις τύπους νουκλεοτιδικών αναδιατάξεων: α) αντικατάσταση ενός ζεύγους βάσεων σε ένα μόριο DNA. β) διαγραφή (απώλεια) ενός ζεύγους ή μιας ομάδας βάσεων σε ένα μόριο DNA. "

γ) εισαγωγή ενός ζεύγους ή μιας ομάδας ζευγών βάσεων σε ένα μόριο DNA.

δ) αναδιάταξη της θέσης των νουκλεοτιδίων μέσα σε ένα γονίδιο.

Οι αλλαγές στη μοριακή δομή ενός γονιδίου οδηγούν σε νέες μορφές αντιγραφής από αυτό των γενετικών πληροφοριών που είναι απαραίτητες για την εμφάνιση χημικών διεργασιών στο κύτταρο, γεγονός που οδηγεί τελικά στην εμφάνιση νέων ιδιοτήτων στο κύτταρο και στον οργανισμό συνολικά. Οι σημειακές μεταλλάξεις είναι οι πιο σημαντικές για την εξέλιξη. Σύμφωνα με την επίδρασή τους στη φύση των κωδικοποιημένων πολυπεπτιδίων, οι σημειακές μεταλλάξεις μπορούν να παρουσιαστούν με τη μορφή τριών κατηγοριών:

1) μεταλλάξεις που συμβαίνουν όταν ένα νουκλεοτίδιο αντικαθίσταται μέσα σε ένα κωδικόνιο, το οποίο προκαλεί την υποκατάσταση ενός λανθασμένου αμινοξέος σε μια συγκεκριμένη θέση στην πολυπεπτιδική αλυσίδα. Ο φυσιολογικός ρόλος της πρωτεΐνης αλλάζει, γεγονός που δημιουργεί ένα πεδίο για φυσική επιλογή. Αυτή είναι η κύρια κατηγορία σημειακών, ενδογονιδιακών μεταλλάξεων που εμφανίζονται μέσω φυσικής μεταλλαξιογένεσης υπό την επίδραση της ακτινοβολίας και των χημικών μεταλλαξιγόνων.

2) ανόητες μεταλλάξεις, δηλαδή η εμφάνιση τερματικών κωδικονίων μέσα σε ένα γονίδιο λόγω αλλαγών σε μεμονωμένες βάσεις εντός των κωδικονίων. Ως αποτέλεσμα, η διαδικασία μετάφρασης τελειώνει στη θέση όπου εμφανίζεται το τερματικό κωδικόνιο. Το γονίδιο αποδεικνύεται ότι είναι ικανό να κωδικοποιεί μόνο θραύσματα του πολυπεπτιδίου μέχρι το σημείο όπου εμφανίζεται το τερματικό κωδικόνιο.

3) Οι μεταλλάξεις μετατόπισης πλαισίου ανάγνωσης συμβαίνουν όταν εμφανίζονται εισαγωγές και διαγραφές μέσα σε ένα γονίδιο και ολόκληρο το σημασιολογικό περιεχόμενο του γονιδίου αλλάζει. Αυτό προκαλείται από έναν νέο συνδυασμό νουκλεοτιδίων σε τρίδυμα. Ως αποτέλεσμα, ολόκληρη η πολυπεπτιδική αλυσίδα μετά τη σημειακή μετάλλαξη αποκτά άλλα εσφαλμένα αμινοξέα.

Οι χρωμοσωμικές αναδιατάξεις συνήθως ταξινομούνται ως μεταλλάξεις, καθώς η παρουσία τους στα κύτταρα σχετίζεται με αλλαγές στις ιδιότητες αυτών των κυττάρων ή των οργανισμών που προέρχονται από αυτά τα κύτταρα. Υπάρχουν:

1) έλλειψη τμήματος του χρωμοσώματος (ανεπάρκεια και διαγραφές). Διαγραφή είναι η απώλεια (έλλειψη) του μεσαίου τμήματος ενός χρωμοσώματος λόγω της θραύσης του σε δύο σημεία. Εάν το άπω, τερματικό θραύσμα αποσπαστεί, η ανεπάρκεια ονομάζεται ανεπάρκεια. Η ανεπάρκεια είναι σπάνια, αφού μετά την καταστροφή της περιφερικής περιοχής το χρωμόσωμα είναι ανίκανο να υπάρξει περαιτέρω. Οι ελλείψεις συνήθως μειώνουν τη βιωσιμότητα και τη γονιμότητα ενός ατόμου.

2) διπλασιασμός ή πολλαπλασιασμός ορισμένων τμημάτων του χρωμοσώματος (διπλασιασμός). Ένα παράδειγμα διπλασιασμού είναι η ενίσχυση του χαρακτηριστικού Vag (μάτια σε σχήμα λωρίδας) στη Drosophila με την αύξηση του αριθμού των γονιδίων που το ελέγχουν. Το φαινόμενο του διπλασιασμού είναι σχετικά συχνό στη φύση του και του αποδίδεται ένας συγκεκριμένος εξελικτικός ρόλος.

3) αλλαγή στη γραμμική διάταξη των γονιδίων σε ένα χρωμόσωμα λόγω της αναστροφής κατά 180° μεμονωμένων τμημάτων του χρωμοσώματος (αναστροφή). Ένα ενδιαφέρον παράδειγμα αναστροφών είναι οι διαφορές στα σύνολα χρωμοσωμάτων στην οικογένεια των γατών. Όλοι οι εκπρόσωποί του έχουν 36 χρωμοσώματα, αλλά οι καρυότυποι διαφορετικών ειδών διαφέρουν στην παρουσία αναστροφών σε διαφορετικά χρωμοσώματα. Οι αναστροφές οδηγούν σε αλλαγές σε μια σειρά από μορφολογικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά του οργανισμού και μπορούν να αποτελέσουν παράγοντα βιολογικής απομόνωσης του πληθυσμού.

4) εισαγωγή - μετακίνηση θραυσμάτων χρωμοσώματος κατά μήκος του, αντικαθιστώντας τον εντοπισμό των γονιδίων.

Οι διαχρωμοσωμικές αναδιατάξεις συνδέονται με την ανταλλαγή περιοχών μεταξύ μη ομόλογων χρωμοσωμάτων. Τέτοιες ανακατατάξεις ονομάζονται μεταθέσεις. Οι σοβαρές μετατοπίσεις μπορούν να οδηγήσουν σε απότομη μείωση της βιωσιμότητας του κυττάρου και του οργανισμού συνολικά.

Οι μεταλλάξεις που επηρεάζουν το γονιδίωμα ενός κυττάρου ονομάζονται γονιδιωματικές. Μια αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων στο γονιδίωμα μπορεί να συμβεί λόγω αύξησης ή μείωσης του αριθμού απλοειδών συνόλων ή μεμονωμένων χρωμοσωμάτων. Οι οργανισμοί στους οποίους έχουν πολλαπλασιαστεί ολόκληρα απλοειδή σύνολα ονομάζονται πολυπλοειδείς. Οι οργανισμοί στους οποίους ο αριθμός των χρωμοσωμάτων δεν είναι πολλαπλάσιος του απλοειδούς αριθμού ονομάζονται ανευπλοειδείς ή ετεροπλοειδείς.

Η πολυπλοειδία είναι μια γονιδιωματική μετάλλαξη που συνίσταται σε αύξηση του αριθμού των χρωμοσωμάτων που είναι πολλαπλάσιο του απλοειδούς αριθμού. Τα κύτταρα με διαφορετικούς αριθμούς απλοειδών συνόλων χρωμοσωμάτων ονομάζονται: 3G-triploid; 4d-τετραπλοειδές κλπ. Η πολυπλοειδία οδηγεί σε αλλαγές στα χαρακτηριστικά του οργανισμού: τα κύτταρα είναι μεγάλα και έχουν αυξημένη γονιμότητα. Η πολυπλοειδία, με τη σειρά της, χωρίζεται σε αυτοπολυπλοειδία (αύξηση του αριθμού των χρωμοσωμάτων λόγω του πολλαπλασιασμού των γονιδιωμάτων ενός είδους) και αλλοπολυπλοειδία (αύξηση του αριθμού των χρωμοσωμάτων λόγω της σύντηξης γονιδιωμάτων διαφορετικών ειδών). Η πολυπλοειδία είναι γνωστή στα ζώα (κιλιάτες, στρογγυλά σκουλήκια, υδρόβια καρκινοειδή, μεταξοσκώληκες, αμφίβια). Η ανευπλοειδία, ή ετεροπλοειδία, είναι μια αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων που δεν είναι πολλαπλάσιο του απλοειδούς συνόλου των χρωμοσωμάτων (για παράδειγμα, 2n+\,2n- 1, 2n - 2, 2n + 2). Στους ανθρώπους, αυτό είναι σύνδρομο τρισωμίας στο χρωμόσωμα Χ ή στο 21ο χρωμόσωμα (σύνδρομο Down), μονοσωμία στο χρωμόσωμα Χ κ.λπ. Το φαινόμενο της ανευπλοειδίας δείχνει ότι η παραβίαση του αριθμού των χρωμοσωμάτων οδηγεί σε αλλαγή στη δομή και βιωσιμότητα του οργανισμού.

Μια αλλαγή στα πλασμογόνα (οποιαδήποτε μονάδα κυτταροπλασματικής κληρονομικότητας που αντιστοιχεί στη χρωμοσωμική κληρονομικότητα), που οδηγεί σε αλλαγή στα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητες του οργανισμού, ονομάζεται κυτταροπλασματικές μεταλλάξεις. Αυτές οι μεταλλάξεις είναι σταθερές και μεταδίδονται από γενιά σε γενιά (απώλεια οξειδάσης κυτοχρώματος στα μιτοχόνδρια ζυμομύκητα).

Σύμφωνα με την προσαρμοστική τιμή, οι μεταλλάξεις μπορούν να χωριστούν σε ωφέλιμες, επιβλαβείς (θανατηφόρες και ημιθανατηφόρες) και ουδέτερες. Αυτή η διαίρεση είναι υπό όρους. Παραδείγματα θανατηφόρων και ημι-θανατηφόρων μεταλλάξεων στον άνθρωπο: επιλοία (σύνδρομο που χαρακτηρίζεται από ανάπτυξη δέρματος, νοητική υστέρηση) και επιληψία, καθώς και παρουσία όγκων της καρδιάς, των νεφρών, αμαυρωτική ηλιθιότητα (απόθεση λιπαρών ουσιών στο κεντρικό νευρικό σύστημα, που συνοδεύεται από εκφυλισμό της εγκεφαλικής ύλης, τύφλωση).

Οι μεταλλάξεις που συμβαίνουν φυσικά χωρίς ειδική έκθεση σε ασυνήθιστους παράγοντες ονομάζονται αυθόρμητες. Τα μοτίβα της αυθόρμητης μετάλλαξης συνοψίζονται στα ακόλουθα σημεία:

1. Το επίπεδο της αυθόρμητης μετάλλαξης σε όλους σχεδόν τους ζωντανούς οργανισμούς είναι χαμηλό, αλλά η συχνότητα των μεταλλάξεων ποικίλλει μεταξύ των διαφορετικών ειδών ζώων και φυτών.

2. Διαφορετικά γονίδια στον ίδιο γονότυπο μεταλλάσσονται σε διαφορετικές συχνότητες.

3. Παρόμοια γονίδια σε διαφορετικούς γονότυπους μεταλλάσσονται με διαφορετικούς ρυθμούς. Για παράδειγμα, σε διαφορετικά εργαστηριακά στελέχη Drosophila, η συχνότητα των μεταλλάξεων στα μάτια και τα φτερά δεν είναι η ίδια. Η μετάλλαξη του αλμπινισμού είναι πιο συχνή στα τρωκτικά από ότι σε άλλα θηλαστικά.

4. Είδη και γένη που είναι γενετικά κοντά χαρακτηρίζονται από παρόμοιες σειρές κληρονομικής μεταβλητότητας με τέτοια κανονικότητα που γνωρίζοντας τη σειρά των μορφών σε ένα είδος, μπορεί κανείς να προβλέψει την παρουσία παράλληλων μορφών σε άλλα είδη και γένη. Όσο πιο κοντά βρίσκονται τα γένη και τα είδη στο γενικό σχήμα, τόσο πιο ολοκληρωμένη είναι η ομοιότητα στη σειρά της μεταβλητότητάς τους. «Ολόκληρες οικογένειες φυτών χαρακτηρίζονται γενικά από έναν ορισμένο κύκλο παραλλαγών που διέρχεται από όλα τα γένη και τα είδη που αποτελούν την οικογένεια». Η τελευταία κανονικότητα ανακαλύφθηκε από τον N.I. Vavilov το 1920. Επισήμανε ότι οι ομολογικές σειρές συχνά ξεπερνούν τα γένη και ακόμη και τις οικογένειες. Βραχυδαχτυλία έχει παρατηρηθεί σε εκπροσώπους πολλών τάξεων θηλαστικών: βοοειδή, πρόβατα, σκύλοι, άνθρωποι. Ο αλβινισμός παρατηρείται σε όλες τις κατηγορίες σπονδυλωτών. Ο νόμος των ομολογικών σειρών σχετίζεται άμεσα με τη μελέτη των κληρονομικών ασθενειών του ανθρώπου. Πολλές μεταλλάξεις που βρέθηκαν σε ζώα μπορούν να χρησιμεύσουν ως μοντέλα για κληρονομικές ανθρώπινες ασθένειες. Έτσι, οι σκύλοι έχουν αιμορροφιλία που συνδέεται με το φύλο. Ο αλμπινισμός έχει καταγραφεί σε πολλά είδη τρωκτικών, γατών, σκύλων και πουλιών. Τα ποντίκια, τα βοοειδή και τα άλογα μπορούν να χρησιμεύσουν ως μοντέλα για τη μελέτη της μυϊκής δυστροφίας. επιληψία - κουνέλια, αρουραίοι, ποντίκια. Η κληρονομική κώφωση υπάρχει σε ινδικά χοιρίδια, ποντίκια και σκύλους. Τα ποντίκια πάσχουν από κληρονομικά μεταβολικά νοσήματα (παχυσαρκία, διαβήτης).

Η επαγόμενη διαδικασία μετάλλαξης νοείται ως η εμφάνιση κληρονομικών αλλαγών υπό την επίδραση της ειδικής επίδρασης περιβαλλοντικών παραγόντων. Όλοι οι παράγοντες μεταλλαξιογένεσης μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους: φυσικούς, χημικούς και βιολογικούς. Το πιο αποτελεσματικό φυσικό μεταλλαξιογόνο είναι η ιονίζουσα ακτινοβολία. Περνώντας μέσα από κύτταρα, ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα, σωματίδια άλφα και άλλη ιονίζουσα ακτινοβολία κατά μήκος της διαδρομής τους, εκτοξεύουν ηλεκτρόνια από το εξωτερικό περίβλημα ατόμων ή μορίων, μετατρέποντάς τα σε θετικά φορτισμένα σωματίδια. Η ιονίζουσα ακτινοβολία μπορεί να έχει τόσο άμεση επίδραση στο DNA όσο και έμμεση επίδραση μέσω ιονισμένων μορίων και ατόμων άλλων ουσιών. Η δόση ακτινοβολίας μετριέται σε roentgens ή rads - τιμές που είναι κοντά σε απόλυτη τιμή. Η συχνότητα των μεταλλάξεων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη δόση ακτινοβολίας και είναι ευθέως ανάλογη με αυτήν.

Προκαλούμενες μεταλλάξεις; που προκλήθηκαν από την ακτινοβολία ελήφθησαν για πρώτη φορά πειραματικά από τους Σοβιετικούς επιστήμονες G. A. Nadson και G. S. Filippov, οι οποίοι το 1925 παρατήρησαν τη διαδικασία μετάλλαξης στη ζύμη μετά από έκθεση σε ιονίζουσα ακτινοβολία. Το 1927, ο Αμερικανός γενετιστής G. Meller έδειξε ότι οι ακτίνες Χ μπορούν να προκαλέσουν πολλές μεταλλάξεις στη Drosophila και αργότερα επιβεβαιώθηκε η μεταλλαξιογόνος δράση των ακτίνων Χ σε πολλά αντικείμενα.

Η υπεριώδης ακτινοβολία ανήκει επίσης σε φυσικούς μεταλλαξιογόνους παράγοντες. Ωστόσο, η μεταλλαξιογόνος δράση του είναι σημαντικά μικρότερη από αυτή της ιονίζουσας ακτινοβολίας. Η αυξημένη θερμοκρασία έχει ακόμη πιο αδύναμη επίδραση, η οποία για τα θερμόαιμα ζώα και τον άνθρωπο δεν έχει σχεδόν καμία σημαντική σημασία λόγω της σταθερότητας της θερμοκρασίας του σώματός τους».

Η δεύτερη ομάδα παραγόντων είναι οι χημικοί μεταλλαξιογόνοι παράγοντες. Τα χημικά μεταλλαξιογόνα προκαλούν κυρίως σημειακές ή γονιδιακές μεταλλάξεις, σε αντίθεση με τα φυσικά μεταλλαξιογόνα, τα οποία αυξάνουν πολύ την πιθανότητα χρωμοσωμικών μεταλλάξεων. Η προτεραιότητα για την ανακάλυψη χημικών μεταλλαξιγόνων ανήκει στους Σοβιετικούς ερευνητές. Το 1933 Ο V.V. Sakharov έλαβε μεταλλάξεις μέσω της δράσης του ιωδίου, το 1934 M.E. Lobashev - χρησιμοποιώντας αμμώνιο. Το 1946, ο σοβιετικός γενετιστής I. A. Rappoport ανακάλυψε την ισχυρή μεταλλαξιογόνο δράση της φορμαλίνης και της αιθυλενοϊμίνης και ο Άγγλος ερευνητής S. Auerbach ανακάλυψε την ισχυρή μεταλλαξιογόνο δράση του αερίου μουστάρδας.

Τα βιολογικά μεταλλαξιογόνα περιλαμβάνουν ιούς και τοξίνες ορισμένων οργανισμών, ιδιαίτερα μούχλας. Το 1958, ο Σοβιετικός γενετιστής S.I.Alikhanyan έδειξε ότι οι ιοί προκαλούν μεταλλάξεις στους ακτινομύκητες. Περαιτέρω, σε εγχώρια και ξένα εργαστήρια διαπιστώθηκε ότι ένας αριθμός καλά μελετημένων μεταλλάξεων σε ζώα, φυτά και ανθρώπους είναι αποτέλεσμα της δράσης των ιών.

Δεν μετατρέπεται απαραιτήτως σε μετάλλαξη κάθε βλάβη του DNA που συμβαίνει· η διόρθωση συμβαίνει συχνά με τη βοήθεια ειδικών ενζύμων. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται επανόρθωση.

Επί του παρόντος, είναι γνωστοί τρεις μηχανισμοί επιδιόρθωσης: η φωτοενεργοποίηση, η σκοτεινή επιδιόρθωση και η μετα-αντιγραφική επιδιόρθωση. Η φωτοεπανενεργοποίηση περιλαμβάνει την εξάλειψη των διμερών θυμίνης, τα οποία είναι ιδιαίτερα κοινά στο DNA υπό την επίδραση των ακτίνων UV, χρησιμοποιώντας ορατό φως. Αυτή είναι μια ενζυματική διαδικασία. Το ένζυμο, χρησιμοποιώντας φωτεινή ενέργεια, διασπά τα διμερή και έτσι αποκαθιστά τη βλάβη από την υπεριώδη ακτινοβολία στο DNA των φάγων και των βακτηρίων. Η σκοτεινή επισκευή δεν απαιτεί φως. Είναι ικανό να διορθώσει μια μεγάλη ποικιλία βλαβών στο DNA. Η σκοτεινή επιδιόρθωση συμβαίνει σε διάφορα στάδια με τη συμμετοχή πολλών ενζύμων:

Τα μόρια του πρώτου ενζύμου (ενδονουκλεάση) εξετάζουν συνεχώς το μόριο DNA, αναγνωρίζοντας τη βλάβη, το ένζυμο κόβει τον κλώνο του DNA κοντά του.

Ένα άλλο ένζυμο (επίσης μια ενδονουκλεάση ή εξωνουκλεάση) κάνει μια δεύτερη τομή σε αυτό το νήμα, αφαιρώντας την κατεστραμμένη περιοχή.

Το τρίτο ένζυμο (εξωνουκλεάση) διευρύνει σημαντικά το κενό που προκύπτει, αποκόπτοντας δεκάδες ή εκατοντάδες νουκλεοτίδια.

Ένα τέταρτο ένζυμο (πολυμεράση) επιδιορθώνει το κενό σύμφωνα με τη σειρά των νουκλεοτιδίων στη δεύτερη (μη κατεστραμμένη) αλυσίδα του DNA.

Παρατηρείται επιδιόρθωση φωτός και σκούρου πριν από την αντιγραφή των κατεστραμμένων μορίων. Εάν συμβεί αντιγραφή κατεστραμμένων μορίων, τότε τα θυγατρικά μόρια μπορούν να υποβληθούν σε μετα-αντιγραφική επισκευή. Ο μηχανισμός του δεν είναι ακόμη σαφής. Το φαινόμενο της επιδιόρθωσης του DNA είναι ευρέως διαδεδομένο από τα βακτήρια στον άνθρωπο και είναι σημαντικό για τη διατήρηση της σταθερότητας της γενετικής πληροφορίας που μεταδίδεται από γενιά σε γενιά.

Κυτταροπλασματική κληρονομικότητα

Η κληρονομικότητα, στην οποία η υλική βάση της κληρονομικότητας είναι τα στοιχεία του κυτταροπλάσματος, ονομάζεται μη χρωμοσωμική ή κυτταροπλασματική. Δεδομένου ότι στα ζώα και τα φυτά το ωάριο, και όχι το σπέρμα, είναι πλούσιο σε κυτταρόπλασμα, η κυτταροπλασματική κληρονομικότητα, σε αντίθεση με τη χρωμοσωμική κληρονομικότητα, πρέπει να συμβαίνει μέσω της μητρικής γραμμής. Οι ιδρυτές της κυτταροπλασματικής κληρονομικότητας ήταν οι γερμανοί γενετιστές K. Correns και Z. B a u r. Οι κληρονομικοί παράγοντες που εντοπίζονται στο κυτταρόπλασμα και στα οργανίδια του χαρακτηρίζονται με τον όρο πλασματότυπος.

Η εξωπυρηνική κληρονομικότητα χωρίζεται σε:

I. Στην πραγματικότητα, μη χρωμοσωμική ή κυτταροπλασματική κληρονομικότητα:

Κληρονομικότητα πλαστιδίων;

Κληρονομικότητα μέσω μιτοχονδρίων.

Κυτοπλασματική ανδρική στειρότητα.

II. Προκαθορισμός του κυτταροπλάσματος.

III. Κληρονομικότητα μέσω μόλυνσης ή εγκλεισμών (ψευδοκυτταροπλασματική κληρονομικότητα).

1. Ο φαινότυπος εξαρτάται από:

α) από τον γονότυπο·

β) από το περιβάλλον?

γ) δεν εξαρτάται από τίποτα.

δ) από τον γονότυπο και από το περιβάλλον.

2. Έχουν στενό κανόνα αντίδρασης... ζώδια.

η ποιότητα;

β) ποσοτικά.

3. Τα σημάδια της μεταβλητότητας εκφράζονται με τη μορφή μιας σειράς μεταβολών και μιας καμπύλης μεταβολής:

α) μεταλλακτική·

β) τροποποίηση.

γ) συνδυαστικό;

4. Εμφανίζεται μετάλλαξη:

α) κατά τη διέλευση·

β) κατά τη διάρκεια της διέλευσης.

γ) ξαφνικά σε DNA ή χρωμοσώματα.

5. Μεταλλάξεις:

α) πάντα υπολειπόμενο·

β) πάντα κυρίαρχη.

γ) μπορεί να είναι είτε κυρίαρχη είτε υπολειπόμενη.

6. Οι μεταλλάξεις εκδηλώνονται φαινοτυπικά:

α) σε κάθε περίπτωση·

β) σε ομόζυγο οργανισμό.

γ) σε ετερόζυγο οργανισμό.

7. Σύμφωνα με την προσαρμοστική τιμή των μεταλλάξεων, μπορούν να είναι:

α) σωματική·

β) ημιθανατηφόρα, θανατηφόρα.

γ) γονίδιο ή σημείο.

8. Οι ανόητες μεταλλάξεις είναι:

α) μεταλλάξεις που συμβαίνουν όταν ένα νουκλεοτίδιο αντικαθίσταται μέσα σε ένα κωδικόνιο.

β) την εμφάνιση τερματικών κωδικονίων μέσα στο γονίδιο.

γ) ανάγνωση μεταλλάξεων μετατόπισης πλαισίου.

9. Οι κακοήθεις όγκοι μπορεί να προκληθούν από:

α) ιοί·

β) χημικά·

γ) Ιοντίζουσα ακτινοβολία.

δ) ιοί, χημικές ουσίες και ιοντίζουσα ακτινοβολία. _

10. Η κυτταροπλασματική κληρονομικότητα πραγματοποιείται από:

α) μητρική γραμμή.

β) πατρική γραμμή.

Βιβλιογραφία

1. R.G. Zayats, I.V. Rachkovskaya et al. Βιολογία για αιτούντες. Minsk, Unipress, 2009, σελ. 578-597.

2. Λ.Ν. Πεσέτσκαγια. Βιολογία. Minsk, “Aversev”, 2007, σσ. 23-35.

3. Ν.Δ. Lisov, N.A. Lemeza et al. Biology. Minsk, “Aversev”, 2009, σσ. 33-37.

4. Ε.Ι. Shepelevich, V.M. Glushko, T.V. Maksimova. Βιολογία για μαθητές και υποψήφιους. Minsk, “UniversalPress”, 2007, σελ. 37-50.

ΔΙΑΛΕΞΗ 16. Επιλογή φυτών, ζώων και μικροοργανισμών

Αντικείμενο και στόχοι επιλογής.

Vavilov N.I. σχετικά με την προέλευση των καλλιεργούμενων φυτών.

Βασικές μέθοδοι επιλογής. Ετερόλυση, χρήση της στην αναπαραγωγή.

Μέθοδοι επιλογής και γενετική εργασία I. V. Michurina.

Επιτεύγματα στην εκτροφή φυτών και ζώων. Ποικιλίες καλλιεργούμενων φυτών που δημιουργούνται από Λευκορώσους κτηνοτρόφους.

Οι κύριες κατευθύνσεις είναι η βιοτεχνολογία (μικροβιολογική βιομηχανία, γενετική και κυτταρική μηχανική).

Επιλογή (από το λατινικό selectio - επιλογή) είναι η επιστήμη των μεθόδων για τη δημιουργία νέων και τη βελτίωση των υφιστάμενων ποικιλιών καλλιεργούμενων φυτών, φυλών οικόσιτων ζώων και στελεχών μικροοργανισμών που χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο.

Η αναπαραγωγή μιας νέας ποικιλίας ή φυλής είναι μια πολύπλοκη διαδικασία πολλαπλών σταδίων, η οποία συνίσταται στην προσεκτική επιλογή των γονικών ζευγών, στη διασταύρωση τους, στη μεθοδική επιλογή σε υβριδικούς απογόνους, στη συνέχεια στη διασταύρωση επιλεγμένων μορφών και ξανά στην επιλογή. Από αυτή την άποψη, η σύγχρονη επιστήμη της αναπαραγωγής περιλαμβάνει τις ακόλουθες κύριες ενότητες:

1. Μελέτη του αρχικού υλικού - ποικιλίας, φυλής και ποικιλότητας ειδών φυτών, ζώων και μικροοργανισμών.

2. Ανάπτυξη μεθόδων και συστημάτων υβριδισμού με βάση τα γενετικά πρότυπα κληρονομικότητας των χαρακτηριστικών και τη μεταβλητότητά τους.

3. Ανάπτυξη μεθόδων τεχνητής επιλογής.

Μια φυλή, ποικιλία ή στέλεχος είναι ένας πληθυσμός οργανισμών που δημιουργήθηκαν τεχνητά από τον άνθρωπο και έχουν ορισμένα κληρονομικά χαρακτηριστικά. Όλα τα άτομα σε μια φυλή, ποικιλία ή στέλεχος έχουν παρόμοιες, κληρονομικά σταθερές ιδιότητες, καθώς και τον ίδιο τύπο αντίδρασης σε περιβαλλοντικούς παράγοντες. Για παράδειγμα, τα κοτόπουλα Leghorn έχουν μικρό βάρος αλλά υψηλή παραγωγή αυγών.

Οι στόχοι της σύγχρονης εκτροφής είναι η αύξηση της παραγωγικότητας φυτικών ποικιλιών, φυλών οικόσιτων ζώων και στελεχών μικροοργανισμών. Σε σχέση με την εκβιομηχάνιση και την εκμηχάνιση της γεωργίας, η επιλογή στοχεύει στη δημιουργία ποικιλιών σιτηρών, ποικιλιών σταφυλιού, ντομάτας, τσαγιού και βαμβακιού, μη καταλυμάτων με βραχύ στέλεχος, κατάλληλες για μηχανική συγκομιδή. αναπαραγωγή ποικιλιών λαχανικών για καλλιέργεια σε θερμοκήπια και υδροπονία. δημιουργία φυλών ζώων για διατήρηση σε μεγάλα κτηνοτροφικά συγκροτήματα.

Η βελτίωση των φυτικών ποικιλιών, των φυλών οικόσιτων ζώων και των στελεχών μικροοργανισμών είναι αδύνατη χωρίς τη μελέτη της προέλευσης και της εξέλιξής τους. Από αυτή την άποψη, η εργασία του N.I.Vavilov σχετικά με τη μελέτη των κέντρων προέλευσης των καλλιεργούμενων φυτών έχει ιδιαίτερη σημασία. Ο Βαβίλοφ οργάνωσε μια σειρά από αποστολές, όπου συνέλεξε το πιο πολύτιμο υλικό για τη διανομή καλλιεργούμενων φυτών στον κόσμο. Ο Βαβίλοφ διαπίστωσε ότι η γενέτειρα του καλαμποκιού είναι το Μεξικό και η Κεντρική Αμερική και η γενέτειρα των πατατών είναι η Νότια Αμερική. Στο Αφγανιστάν βρήκε πολλές ποικιλίες μαλακού σίτου και στην Αιθιοπία - σκληρό σιτάρι. Ανακάλυψε και περιέγραψε 8 κέντρα προέλευσης καλλιεργούμενων φυτών:

Ινδικό (τροπικό της Νότιας Ασίας) - το κέντρο προέλευσης των ποικιλιών ρυζιού, ζαχαροκάλαμου, εσπεριδοειδών.

Κεντρικής Ασίας - μαλακό σιτάρι, όσπρια και άλλες καλλιέργειες.

Κινεζική (ή Ανατολική Ασία) - κεχρί, φαγόπυρο, σόγια, δημητριακά.

Δυτική Ασία - σιτάρι και σίκαλη, καθώς και καλλιέργεια φρούτων.

Μεσογειακή - ελιές, τριφύλλι, φακές, λάχανο, κτηνοτροφικές καλλιέργειες.

Abyssinian - σόργο, σιτάρι, κριθάρι.

Νότιο Μεξικό - βαμβάκι, καλαμπόκι, κακάο, κολοκύθα, φασόλια.

Νότια Αμερική - κέντρο πατάτας, φαρμακευτικών φυτών (θάμνος κόκας, δέντρο cinchona).

Η γνώση των φυσικών συνθηκών στην πατρίδα ενός συγκεκριμένου φυτού καθιστά δυνατό τον αποκλεισμό ορισμένων παράλογων κατευθύνσεων στην επιλογή και καθιστά δυνατή την επιλογή σε επιστημονική βάση, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιότητες τόσο των ίδιων των φυτών όσο και την επίδραση του περιβάλλοντος παράγοντες σχηματισμού τους. Η αξία του έργου του Vavilov έγκειται στο γεγονός ότι έθεσε τα θεμέλια για τη συλλογή και αποθήκευση δεξαμενών γονιδίων φυτών και δημιούργησε την πρώτη συλλογή γονιδίων στον κόσμο στο All-Union Plant Institute στο Λένινγκραντ. Αυτή η συλλογή αναπληρώνεται κάθε χρόνο με νέα δείγματα που προέρχονται από όλες τις ηπείρους και ακόμη και κατά τη διάρκεια του αποκλεισμού του Λένινγκραντ διατηρήθηκε πλήρως. Επί του παρόντος, παρέχει υλικό πηγής για κτηνοτρόφους σε όλο τον κόσμο.

Βασικές μέθοδοι επιλογής

Μέθοδοι	ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ ΖΩΩΝ	Εκτροφή φυτών
Επιλογή ζευγαριών γονέων	Με οικονομικά πολύτιμα χαρακτηριστικά και από εξωτερικό (ένα σύνολο φαινοτυπικών χαρακτηριστικών)	Ανάλογα με τον τόπο καταγωγής τους (γεωγραφικά μακρινό) ή γενετικά μακρινό (άσχετο)
Υβριδισμός: α) άσχετος (εκτροφή)	Διασταύρωση μακρινών φυλών με αντιθετικά χαρακτηριστικά για τη λήψη ετερόζυγων πληθυσμών και την εκδήλωση ετερόζης. Το αποτέλεσμα είναι άγονοι απόγονοι.	Ενδοειδική, διαειδική, διαγονιδιακή διασταύρωση που οδηγεί σε ετέρωση για τη λήψη ετερογενών πληθυσμών, καθώς και υψηλή παραγωγικότητα
β) στενά συγγενικά (inbreeding)	Διασταύρωση μεταξύ στενών συγγενών για παραγωγή ομόζυγων (καθαρών) γραμμών με επιθυμητά χαρακτηριστικά	Αυτογονιμοποίηση σε φυτά διασταυρούμενης επικονίασης με τεχνητή επίδραση για να ληφθούν ομόζυγες (καθαρές) γραμμές
Επιλογή α) μάζα	Δεν εφαρμόζεται	Κατάλληλο για φυτά διασταυρούμενης επικονίασης
β) ατομική	Η άκαμπτη ατομική επιλογή χρησιμοποιείται για οικονομικά πολύτιμα χαρακτηριστικά, αντοχή και εξωτερικό	Εφαρμόζεται σε αυτογονιμοποιούμενα φυτά, οι καθαρές γραμμές απομονώνονται - οι απόγονοι ενός αυτογονιμοποιούμενου ατόμου
Μέθοδος εξέτασης των γεννών από απογόνους	Χρησιμοποιούν τη μέθοδο της τεχνητής γονιμοποίησης από τους καλύτερους άντρες, οι ιδιότητες της οποίας ελέγχονται από πολλούς απογόνους	Δεν εφαρμόζεται
Πειραματική παραγωγή πολυπλοειδών σε	Δεν εφαρμόζεται	Χρησιμοποιείται στη γενετική και στην αναπαραγωγή για να αποκτήσει πιο παραγωγικές, παραγωγικές μορφές

Ετερόλυση, χρήση της στην αναπαραγωγή

Η υψηλότερη βιωσιμότητα και παραγωγικότητα των υβριδίων F, σε σύγκριση με τις διασταυρούμενες μορφές, εκφράζει το νόημα του φαινομένου της ετερογένεσης. "

Πίσω στα μέσα του 18ου αιώνα. Ο I. Kelreuter, ακαδημαϊκός της Ρωσικής Ακαδημίας, διάσημος βοτανολόγος, επέστησε την προσοχή στο γεγονός ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, όταν διασταυρώνονται φυτά, τα υβρίδια πρώτης γενιάς είναι πολύ πιο ισχυρά από τις μητρικές τους μορφές. Μια νέα περίοδος στη μελέτη του φαινομένου της ετέρωσης ξεκινά στη δεκαετία του '20. τον περασμένο αιώνα από τα έργα των Αμερικανών γενετιστών Schell, East, Hell, Johnson. Ως αποτέλεσμα της εργασίας τους, υβριδικές γραμμές που χαρακτηρίζονται από σοβαρή κατάθλιψη ελήφθησαν στο καλαμπόκι μέσω αυτο-γονιμοποίησης. Αλλά όταν ο Shell διέσχισε τις καταθλιπτικές γραμμές μεταξύ τους, απέκτησε απροσδόκητα πολύ ισχυρά υβρίδια F. Με αυτές τις εργασίες ξεκίνησε η ευρεία χρήση της ετερόζης στη διαδικασία αναπαραγωγής».

Οι γενετιστές έχουν προτείνει διάφορες υποθέσεις για να εξηγήσουν την ετερότητα. Η υπόθεση της κυριαρχίας αναπτύχθηκε από τον Αμερικανό γενετιστή Johnson. Βασίζεται στην αναγνώριση των επικρατών γονιδίων που δρουν ευεργετικά σε ομόζυγη ή ετερόζυγη κατάσταση:

Εάν οι διασταυρούμενες μορφές έχουν μόνο δύο κυρίαρχα γονίδια, τότε το υβρίδιο έχει τέσσερα. Αυτό καθορίζει την ετερότητα του υβριδίου, δηλαδή τα πλεονεκτήματά του έναντι των αρχικών μορφών.

Η υπόθεση της υπεροχής προτάθηκε από τους Αμερικανούς γενετιστές Schell and East. Βασίζεται στην αναγνώριση ότι το να είσαι ετερόζυγος για ένα ή πολλά γονίδια παρέχει ένα πλεονέκτημα έναντι των ομοζυγωτών για ένα ή πολλά γονίδια.

Ο σοβιετικός γενετιστής V. A. Strunnikov πρότεινε την υπόθεση ενός συμπλέγματος αντιστάθμισης γονιδίων.

Το νόημα του φαινομένου της ετερογένεσης είναι η υψηλότερη βιωσιμότητα και παραγωγικότητα των υβριδίων F σε σύγκριση με τις διασταυρούμενες μορφές.

Λόγω της επίδρασης της ετέρωσης, επιτυγχάνεται αύξηση της απόδοσης έως και 25-50% Η μείωση της ετέρωσης στη δεύτερη και τις επόμενες γενιές σχετίζεται με τον διαχωρισμό των υβριδικών απογόνων. Στην ανάπτυξη των φυτών και των ζώων, μπορούν να παρατηρηθούν επιδράσεις που μοιάζουν με ετερώσεις στην εκδήλωση, αλλά προκαλούνται όχι από γενετικούς λόγους (όχι ως αποτέλεσμα διασταύρωσης), αλλά από την επίδραση ορισμένων εξωτερικών επιρροών. Αυτή είναι η λεγόμενη φυσιολογική ετέρωση. Για παράδειγμα, για τα φυτά, έχουν διαπιστωθεί περιπτώσεις εξάλειψης των επιβλαβών συνεπειών της αυτο-γονιμοποίησης με απότομη αλλαγή στις συνθήκες καλλιέργειας. Η φύση τέτοιων επιπτώσεων δεν είναι ακόμη σαφής. Υπάρχουν τρεις τύποι ετέρωσης:

Αναπαραγωγικό (οι υβριδικοί απόγονοι είναι ανώτεροι από τις γονικές μορφές στη γονιμότητα).

Σωματικά (σε υβριδικούς απογόνους αυξάνεται η βλαστική μάζα στα φυτά και η συνταγματική δύναμη στα ζώα).

Προσαρμόσιμο (τα υβρίδια προσαρμόζονται καλύτερα στις περιβαλλοντικές συνθήκες από τις μητρικές μορφές).

Μέθοδοι επιλογής και γενετική εργασία I. V. Michurina

Μέθοδοι	Η ουσία της μεθόδου	Παραδείγματα
Βιολογικά απομακρυσμένος υβριδισμός: α) μεσοειδικός	Διασταύρωση εκπροσώπων διαφορετικών ειδών για την απόκτηση ποικιλιών με τις επιθυμητές ιδιότητες	Vladimir cherry x Winkler white cherry - Beauty of the North cherry (καλή γεύση, χειμωνιάτικη ανθεκτικότητα)
β) διαγενής	Διασταύρωση εκπροσώπων διαφορετικών γενών για την απόκτηση νέων φυτών	Cherry x bird cherry = cerapadus
Γεωγραφικά μακρινός υβριδισμός	Διασχίζοντας εκπροσώπους γεωγραφικά απομακρυσμένων περιοχών για να ενσταλάξει στο υβρίδιο τις απαραίτητες ιδιότητες (γεύση, σταθερότητα)	Wild Ussuri pear x Bere royal (Γαλλία) = Bere χειμώνα Michurina
Μέθοδοι	Η ουσία της μεθόδου	Παραδείγματα
Επιλογή	Πολλαπλά, σκληρά: σε μέγεθος, σχήμα, χειμερινή αντοχή, ανοσοποιητικές ιδιότητες, ποιότητα, γεύση φρούτων και ποιότητα διατήρησής τους	Πολλές ποικιλίες μηλιών με καλή γεύση και υψηλή απόδοση έχουν προωθηθεί στα βόρεια
Μέθοδος μέντορα	Καλλιέργεια επιθυμητών ιδιοτήτων σε ένα υβριδικό δενδρύλλιο (αυξάνοντας την κυριαρχία), για το οποίο το δενδρύλλιο εμβολιάζεται στο φυτό από τον δάσκαλο από τον οποίο θέλουν να αποκτήσουν αυτές τις ιδιότητες	Bellefleur Chinese (υβριδικό υποκείμενο) x Chinese (scion) = Bellefleur Chinese (μακροχρόνια, όψιμης ωρίμανσης ποικιλία)
Μέθοδος διαμεσολαβητή	Σε μακρινό υβριδισμό, χρησιμοποιώντας ένα άγριο είδος ως ενδιάμεσο για να ξεπεραστεί η μη διασταύρωση	Άγριο μογγολικό αμύγδαλο x άγριο ροδάκινο του Δαβίδ = μεσάζων αμύγδαλο Καλλιεργημένο ροδάκινο x μεσάζων αμύγδαλο = υβριδικό ροδάκινο (προχωρημένο βόρεια)
Έκθεση σε περιβαλλοντικές συνθήκες	Κατά την εκτροφή νεαρών υβριδίων, δόθηκε προσοχή στη μέθοδο αποθήκευσης των σπόρων, τη φύση και τον βαθμό διατροφής. έκθεση σε χαμηλές θερμοκρασίες, φτωχό σε θρεπτικά συστατικά έδαφος, συχνές μεταμοσχεύσεις
Ανάμιξη γύρης	Για να ξεπεραστεί η διαειδική ασυμβατότητα (ασυμβατότητα)	Η γύρη του μητρικού φυτού ανακατεμένη με τη γύρη του πατέρα, η δική της γύρη ερέθιζε το στίγμα και αντιλήφθηκε ξένη γύρη

Επιτυχίες της σοβιετικής επιλογής

Τα επιτεύγματα της αναπαραγωγής φυτών στην ΕΣΣΔ συνδέονται με τη χρήση γενετικών μεθόδων σε συνδυασμό με μεθόδους αναπαραγωγής. Έτσι, ο N.V. Tsin (1898-1980) και οι συνάδελφοί του, ως αποτέλεσμα απομακρυσμένου υβριδισμού και επιλογής, ανέπτυξαν υψηλής απόδοσης (έως 70 c/ha) υβρίδια σιταριού-σιταρόχορτου που ήταν ανθεκτικά στην παραμονή. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του σύνθετου υβριδισμού γεωγραφικά απομακρυσμένων μορφών που ακολουθείται από προσεκτική ατομική επιλογή για πολλές γενιές, ο P. P. Lukyanenko δημιούργησε μια σειρά από αξιόλογες ποικιλίες χειμερινού σίτου. Η ποικιλία σιταριού Bezostaya-1 έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη. Αυτή η ποικιλία έχει υψηλή απόδοση (65-70 ή περισσότερο c/ha) σε ένα ευρύ φάσμα περιβαλλοντικών συνθηκών: στον Βόρειο Καύκασο, τη νότια Ουκρανία, τη Μολδαβία, την Υπερκαυκασία, σε ορισμένες περιοχές της Κεντρικής Ασίας και του Καζακστάν, καθώς και στην Ουγγαρία , Βουλγαρία, Ρουμανία, Γιουγκοσλαβία.

Ο P. P. Lukyanenko δημιούργησε επίσης ποικιλίες σιταριού (Aurora, Caucasus), η απόδοση των οποίων φτάνει σχεδόν τα 100 c/ha. Ο V. N. Remeslov πέτυχε μεγάλη επιτυχία στην επιλογή χειμερινού σιταριού προσαρμοσμένου σε ένα ευρύ φάσμα κλιματικών και γεωγραφικών συνθηκών στο Mironovsky Institute of Wheat Breeding. Η ποικιλία Mironovskaya-808 που εκτράφηκε ήταν ζωνοποιημένη σε ολόκληρη σχεδόν την επικράτεια της Ουκρανικής ΣΣΔ, στις Δημοκρατίες της Ένωσης της Μολδαβίας και της Λευκορωσίας και σε σχεδόν 50 περιοχές της RSFSR. Αυτή η ποικιλία χαρακτηρίζεται από υψηλή παραγωγικότητα (55-60 c/ha), χειμερινή ανθεκτικότητα και καλή απόκριση στα λιπάσματα. Το 1974, ελήφθη η ποικιλία Ilyichevka (100 c/ha).

Στην επιλογή του ανοιξιάτικου σιταριού, οι μεγαλύτερες επιτυχίες σημειώθηκαν στο Ερευνητικό Ινστιτούτο Γεωργίας της Νοτιοανατολικής Ευρώπης (Saratov) από τους εξαιρετικούς κτηνοτρόφους A.P. Shekhurdin και V.N. Mamontova.

Η ποικιλία σίτου Saratovskaya-29, που εκτρέφεται από αυτούς τους κτηνοτρόφους, μαζί με την υψηλή παραγωγικότητα, χαρακτηρίζεται από εξαιρετικές ιδιότητες ψησίματος.

Ο V.S. Pustovoyt πέτυχε σημαντική επιτυχία στην εκτροφή ηλίανθων. Άρχισε να ασχολείται με την εκτροφή με ποικιλίες που περιείχαν περίπου 30% λάδι στους σπόρους. Ως αποτέλεσμα της χρήσης συνεχούς επιλογής οικογενειακών ομάδων, μπόρεσε να αποκτήσει ποικιλίες με περιεκτικότητα σε λάδι 50 τοις εκατό ή περισσότερο. Ο V. S. Pustovoit ανέπτυξε τις ποικιλίες ηλίανθου "Mayak" και "Peredovik". Χάρη στη χωροθέτηση αυτών των ποικιλιών σε ζώνες, είναι δυνατή η απόκτηση επιπλέον χιλιάδων τόνων ηλιελαίου με το ίδιο κόστος.

M.I. Xajinov στη δεκαετία του '30. τον περασμένο αιώνα ανακάλυψε το φαινόμενο της κυτταροπλασματικής ανδρικής στειρότητας. Με βάση τον υβριδισμό και την επιλογή φυτών για τον κυτταροπλασματικό παράγοντα, αναπτύχθηκαν ποικιλίες καλαμποκιού υψηλής απόδοσης.

Οι Lutkov και Zosimovich αύξησαν την περιεκτικότητα σε ζάχαρη και την απόδοση των ζαχαρότευτλων λόγω πολυπλοειδίας. Μεγάλη επιτυχία σημείωσαν και οι κτηνοτρόφοι. Με τη διασταύρωση, ο M.F. Ivanov δημιούργησε ράτσες υψηλής παραγωγικότητας (τη στέπα λευκή ουκρανική ράτσα χοίρων, η φυλή προβάτων από λεπτό μαλλί Askanian). Με βάση τον υβριδισμό άγριων προβάτων argali με πρόβατα μερινό, ακολουθούμενη από την επιλογή των ζώων του επιθυμητού τύπου και χρησιμοποιώντας ενδογαμία στο Καζακστάν, ο N.S. Baturin και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν τη φυλή argali-merino, η οποία συνδυάζει υψηλής ποιότητας μαλλί και υψηλή προσαρμοστικότητα του argali στις συνθήκες των ορεινών βοσκοτόπων. Οι μέθοδοι υβριδισμού και επιλογής αποτέλεσαν τη βάση για τη δημιουργία μιας νέας φυλής ομάδας χοίρων "Kazakh hybrid" (Ινστιτούτο Πειραματικής Βιολογίας της Καζακικής SSR). Οι χοίροι του Kemerovo και ο αγριόχοιρος χρησιμοποιήθηκαν ως αρχικές μορφές στη διαδικασία αναπαραγωγής αυτής της ομάδας φυλής.

Επιτεύγματα Λευκορώσων κτηνοτρόφων

Επιστήμονες του Λευκορωσικού Ερευνητικού Ινστιτούτου Πατάτας και Καλλιέργειας Οπωροκηπευτικών (Samokhvalovichi, περιοχή Μινσκ) από το 1925 έως το 1995. Εκτράφηκαν περίπου 50 ποικιλίες πατάτας, περισσότερες από 70 λαχανικές, 124 φρούτα και 23 ποικιλίες μούρων. Υπό την ηγεσία και την άμεση συμμετοχή του ακαδημαϊκού P.I. Alsmik, εκτράφηκαν ποικιλίες πατάτας όπως Temp, Loshitsky, Ravaristy, Ogonyok, Sadko, Novinka, Verba, Ivushka, Lasunak, Zorka κ.λπ. Υπάρχουν 12 ποικιλίες πατάτας που έχουν ζωνοποιηθεί στη δημοκρατία με δυνητική απόδοση 500-700 c/ha, ανθεκτικό σε ασθένειες και παράσιτα, με υψηλές γευστικές ιδιότητες, κατάλληλο για μεταποίηση σε ημικατεργασμένα προϊόντα διατροφής. Ο A.G. Voluznev ανέπτυξε 23 ποικιλίες μούρων. Οι πιο κοινές ποικιλίες μαύρης σταφίδας είναι η λευκορωσική γλυκιά, η καντάτα, η Minai Shmyrev, η Pamyat Vavilov. Πριγκίπισσα,

Κατιούσα, Παρτιζάνος; κόκκινη σταφίδα - Αγαπημένη? φραγκοστάφυλα - Άνοιξη, Shchedry; -φράουλες - Minskaya, Chaika.

Έχουν εκτραφεί 124 ποικιλίες οπωροφόρων φυτών, συμπεριλαμβανομένων 24 ποικιλιών μηλιών (Antey, Belorusskoe raspberry, Bananovoe, Minskoe, κ.λπ.), 8 ποικιλίες αχλαδιών (Beloruska, Maslyanistaya, Loshitskaya, κ.λπ., 15 ποικιλίες κερασιών (Loshitskaya) , Krasavitsa) και πολλοί άλλοι. Οι ιδρυτές της λευκορωσικής επιλογής οπωροφόρων καλλιεργειών είναι οι E. P. Syubarova και A. E. Syubarov. Οι κτηνοτρόφοι μήλων συνέχισαν αυτό που ξεκίνησαν - G. K. K ovalenko και E. V. Semashko, για το αχλάδι - N. I. M ikhnevich, για τα κεράσια - R. για δαμάσκηνο - V. A. Matv e e v. Οι ιδρυτές της επιλογής των κηπευτικών είναι: G. I. Artemenko και A. M. Polyanskaya (τομάτες), E. I. Chulkova (λάχανο), V. F. Devyatova (κρεμμύδια, σκόρδο). Έθεσαν και ανέπτυξαν τα θεμέλια επιστημονική επιλογή καλλιέργειες λαχανικών στη Λευκορωσία.

Οι ποικιλίες λαχανικών της λευκορωσικής επιλογής έχουν χωροθετηθεί σε ζώνες: ντομάτες ανοιχτού εδάφους - Peramoga, Excellent, Dokhodny, Ruzha, Neman. ντομάτες για θερμοκήπια φιλμ - Vezha; αγγούρια - Dolzhik, Verasen, Zarnitsa; λάχανο - Rusinovka, Yubileynaya; κρεμμύδι - Κεχριμπάρι, Vetraz; σκόρδο - Polet κ.λπ.

Επιπλέον, οι Λευκορώσοι κτηνοτρόφοι έχουν εκτρέφει και ζωνοποιήσει πολλές ποικιλίες σιτηρών και οσπρίων, βιομηχανικά και κτηνοτροφικά φυτά. Στο Ερευνητικό Ινστιτούτο Γεωργίας της Λευκορωσίας (Zhodino), ο N.D. Mukhiny εκτράφηκε την τετραπλοειδή ποικιλία χειμερινής σίκαλης Belta. Είναι συγγραφέας και συν-συγγραφέας των ποικιλιών χειμερινής σίκαλης Belorusskaya 23, Druzhba, ανοιξιάτικου σίτου Minskaya, φαγόπυρου Iskra και Yubileynaya 2. Η ποικιλία χειμερινού σίτου Berezina (74 c/ha) διακρίνεται για τις υψηλές της ιδιότητες αλευροποίησης και ψησίματος . Οι ποικιλίες χρήσης ζωοτροφών με σιτηρά περιλαμβάνουν το χειμερινό σιτάρι Nadzeya (79 c/ha). Οι ανοιξιάτικες ποικιλίες κριθαριού Zazersky 85 και Zhodinsky 5 έχουν αποδειχθεί καλά. Η κίτρινη ποικιλία λούπινου Narochansky διακρίνεται για την υψηλή ποιότητά της. Απόδοση κόκκου 27, πράσινη μάζα 536 c/ha. Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες στον κόκκο είναι 45,8%. Οι πιο διάσημες ποικιλίες ζαχαρότευτλων είναι το Belorusskaya μονόσπορο-55, το πολυυβρίδιο Belorussky-31 (που εκτράφηκε στο Ινστιτούτο Γενετικής και Κυτταρολογίας της Ακαδημίας Επιστημών της Λευκορωσίας σε συνεργασία με τον Πειραματικό Σταθμό Εκτροφής Ganusov με διασταύρωση τετραπλοειδών και διπλοειδών μορφών ζαχαρότευτλα). Η μέση απόδοση των ριζικών καλλιεργειών είναι 410-625 c/ha, η περιεκτικότητα σε ζάχαρη είναι 15,3-19,5%, η συλλογή ζάχαρης είναι 56,3-99,1 c/ha.

Κύριοι τομείς της βιοτεχνολογίας (μικροβιολογική, γενετική και κυτταρική μηχανική)

Βιοτεχνολογία είναι η χρήση ζωντανών οργανισμών και βιολογικών διεργασιών στην παραγωγή, δηλ. παραγωγή ουσιών απαραίτητων για τον άνθρωπο χρησιμοποιώντας τα επιτεύγματα της μικροβιολογίας, της βιοχημείας και της τεχνολογίας.

Η μικροβιολογική βιομηχανία, που εμφανίστηκε τη δεκαετία του '60. ΧΧ αιώνα λύνει μια σειρά από προβλήματα:

1) παρέχει στα ζώα πλήρη πρωτεΐνη ζωοτροφών.

2) χρησιμοποιώντας βιοτεχνολογία, λαμβάνονται και χρησιμοποιούνται ένζυμα (πρωτεάση, αμυλάση, πηκτινάση).

3) χρησιμοποιώντας βιοτεχνολογία, λαμβάνονται μικροβιολογικά προϊόντα - αμινοξέα, αντιβιοτικά (πενικιλίνες, κεφαλοσπορίνες, τετρακυκλίνες, ερυθρομυκίνες, στρεπτομυκίνες).

4) με τη βοήθεια μικροοργανισμών, λαμβάνονται πρόσθετες πηγές ενέργειας με τη μορφή βιοαερίου, αιθανόλης, υδρογόνου λόγω της χρήσης βιομηχανικών και γεωργικών αποβλήτων από μικρόβια.

Κυτταρική μηχανική - μέθοδοι ανάπτυξης κυττάρων σε ειδικά θρεπτικά μέσα.

Η ιστοκαλλιέργεια είναι μια κυτταρική καλλιέργεια που αναπτύσσεται υπό στείρες συνθήκες σε ειδικά μέσα. Οι κυτταρικές καλλιέργειες (ή οι καλλιέργειες ιστών) μπορούν να χρησιμεύσουν για την παραγωγή πολύτιμων ουσιών. Για παράδειγμα, μια κυτταρική καλλιέργεια του φυτού ginseng παράγει φαρμακευτικές ουσίες, όπως και ολόκληρο το φυτό.

Οι κυτταρικές καλλιέργειες χρησιμοποιούνται επίσης για υβριδισμό κυττάρων. Χρησιμοποιώντας ορισμένες ειδικές τεχνικές, είναι δυνατός ο συνδυασμός κυττάρων διαφορετικής προέλευσης από οργανισμούς για τους οποίους ο συμβατικός σεξουαλικός υβριδισμός είναι αδύνατος. Αυτό ανοίγει έναν θεμελιωδώς νέο τρόπο δημιουργίας υβριδίων που βασίζεται στο συνδυασμό σωματικών και όχι γεννητικών κυττάρων σε ένα ενιαίο σύστημα. Έχουν ήδη ληφθεί υβριδικά κύτταρα και οργανισμοί από πατάτες και ντομάτες, μηλιές και κερασιές.

Στα ζώα, η παραγωγή υβριδικών κυττάρων ανοίγει επίσης νέες προοπτικές, κυρίως για την ιατρική. Για παράδειγμα, υβρίδια έχουν ληφθεί σε καλλιέργεια μεταξύ καρκινικών κυττάρων (που διαθέτουν την ικανότητα για απεριόριστη ανάπτυξη) και ορισμένων κυττάρων αίματος - λεμφοκυττάρων. Τα υβριδώματα είναι υβρίδια καρκινικών κυττάρων και λεμφοκυττάρων. Τα λεμφοκύτταρα παράγουν ουσίες που παρέχουν ανοσία (Immunity) σε μολυσματικές ασθένειες, συμπεριλαμβανομένων των ιογενών ασθενειών. Χρησιμοποιώντας τέτοια υβριδικά κύτταρα, είναι δυνατό να ληφθούν πολύτιμες φαρμακευτικές ουσίες που αυξάνουν την αντίσταση του οργανισμού στις λοιμώξεις.

Η γενετική μηχανική είναι ένα σύνολο μεθόδων που καθιστούν δυνατή τη μεταφορά γενετικών πληροφοριών από έναν οργανισμό σε έναν άλλο σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα. Η μεταφορά γονιδίων καθιστά δυνατή την υπέρβαση των φραγμών μεταξύ των ειδών και τη μεταφορά μεμονωμένων κληρονομικών χαρακτηριστικών ενός οργανισμού σε έναν άλλο. Ο στόχος της γενετικής μηχανικής είναι "να αποκτηθούν κύτταρα (βακτηριακά) ικανά να επεξεργάζονται ορισμένες "ανθρώπινες" πρωτεΐνες σε βιομηχανική κλίμακα. Έτσι, από το 1980, η ανθρώπινη αυξητική ορμόνη - η σωματοτροπίνη - λαμβάνεται από το E. coli. Η σωματοτροπίνη είναι η μόνη θεραπεία για παιδιά που πάσχουν από νανισμό λόγω έλλειψης αυτής της ορμόνης. Πριν από την ανάπτυξη της γενετικής μηχανικής, απομονώθηκε από τους αδένες της υπόφυσης των πτωμάτων.

Από το 1982, η ινσουλίνη για τη θεραπεία του διαβήτη παράγεται σε βιομηχανική κλίμακα από το E. coli που περιέχει το γονίδιο ανθρώπινης ινσουλίνης. Πριν από αυτό, αυτό το φάρμακο δεν ήταν διαθέσιμο σε όλους τους ασθενείς.

Η πιο κοινή μέθοδος γενετικής μηχανικής είναι η μέθοδος λήψης ανασυνδυασμένων, δηλαδή, που περιέχουν ένα ξένο γονίδιο, πλασμίδια. Τα πλασμίδια είναι κυκλικά δίκλωνα μόρια DNA. Κάθε βακτήριο, εκτός από το βασικό του DNA, περιέχει πολλά διαφορετικά πλασμίδια, τα οποία ανταλλάσσει με άλλα βακτήρια. Είναι πλασμίδια που φέρουν γονίδια ανθεκτικότητας στα φάρμακα στα βακτήρια. Τα πλασμίδια χρησιμοποιούνται από γενετικούς μηχανικούς για την εισαγωγή γονιδίων από ανώτερους οργανισμούς στα βακτηριακά κύτταρα.

Το εργαλείο της γενετικής μηχανικής είναι τα ένζυμα που ανακαλύφθηκαν το 1974 - περιοριστικές ενδονουκλεάσες, ή περιοριστικά ένζυμα (κυριολεκτικά περιοριστικά). Τα περιοριστικά ένζυμα αναγνωρίζουν θέσεις (θέσεις αναγνώρισης) και εισάγουν συμμετρικά σπασίματα που βρίσκονται λοξά μεταξύ τους στους κλώνους DNA. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται κοντές μονόκλωνες «ουρές» που ονομάζονται «κολλώδη» άκρα στα άκρα κάθε θραύσματος περιορισμένου DNA.

Μέθοδοι γενετικής μηχανικής. Για να ληφθεί ένα ανασυνδυασμένο πλασμίδιο, ένα ξένο γονίδιο (για παράδειγμα, ένα ανθρώπινο γονίδιο) εισάγεται στο διαχωρισμένο πλασμίδιο. Το ένζυμο λιγάση ράβει και τα δύο κομμάτια DNA μαζί για να σχηματίσει ένα ανασυνδυασμένο πλασμίδιο, το οποίο εισάγεται στο E. coli. Όλοι οι απόγονοι αυτού του βακτηρίου ονομάζονται κλώνοι.

Η όλη διαδικασία απόκτησης τέτοιων βακτηρίων, που ονομάζεται κλωνοποίηση, αποτελείται από διαδοχικά στάδια:

1. Περιορισμός - κοπή ανθρώπινου DNA με περιοριστικό ένζυμο σε θραύσματα με «κολλώδη» άκρα.

2. Σύνδεση - συμπερίληψη θραυσμάτων ανθρώπινου DNA σε πλασμίδια λόγω «συρραφής κολλωδών άκρων» με το ένζυμο λιγκάση.

3. Μετασχηματισμός - εισαγωγή ανασυνδυασμένων πλασμιδίων σε βακτηριακά κύτταρα. Ωστόσο, τα πλασμίδια διεισδύουν μόνο σε ένα μέρος των βακτηρίων που έχουν υποστεί αγωγή. Τα μετασχηματισμένα βακτήρια, μαζί με το πλασμίδιο, αποκτούν αντοχή σε ένα συγκεκριμένο αντιβιοτικό. Αυτό τους επιτρέπει να διαχωριστούν από τα μη μετασχηματισμένα που πεθαίνουν σε ένα μέσο που περιέχει ένα αντιβιοτικό. Τα βακτήρια σπέρνονται σε ένα θρεπτικό μέσο και κάθε ένα από τα μετασχηματισμένα βακτήρια πολλαπλασιάζεται και σχηματίζει μια αποικία πολλών χιλιάδων απογόνων - έναν κλώνο.

4. Διαλογή - επιλογή μεταξύ κλώνων μετασχηματισμένων βακτηρίων αυτών που περιέχουν πλασμίδια με το επιθυμητό ανθρώπινο γονίδιο. Οι βακτηριακές αποικίες καλύπτονται με ένα ειδικό φίλτρο· όταν αφαιρεθεί, ένα αποτύπωμα των αποικιών παραμένει πάνω του. Στη συνέχεια πραγματοποιείται μοριακός υβριδισμός. Τα φίλτρα βυθίζονται σε ένα διάλυμα που περιέχει έναν ραδιενεργά επισημασμένο ανιχνευτή. Ένας ανιχνευτής είναι ένα πολυνουκλεοτίδιο συμπληρωματικό σε μέρος του επιθυμητού γονιδίου. Υβριδίζεται μόνο με εκείνα τα ανασυνδυασμένα πλασμίδια που περιέχουν το επιθυμητό γονίδιο. Μετά τον υβριδισμό, το φωτογραφικό φιλμ ακτίνων Χ τοποθετείται στο φίλτρο στο σκοτάδι και αναπτύσσεται μετά από μερικές ώρες. Η θέση των φωτιζόμενων περιοχών σας επιτρέπει να βρείτε πλασμίδια με το επιθυμητό γονίδιο.

1. Διαειδικά υβρίδια:

α) είναι άγονοι·

β) χαρακτηρίζονται από αυξημένη γονιμότητα.

γ) πάντα θηλυκό?

δ) πάντα αρσενικό.

2. Μια μέθοδος που χρησιμοποιείται στην επιλογή και δεν συνοδεύεται από αλλαγή στις γενετικές ιδιότητες των οργανισμών είναι:

α) πολυπλοειδία· β) τεχνητή μεταλλαξιογένεση.

γ) υβριδισμός. δ) κλωνοποίηση.

3. Η πατρίδα του καλαμποκιού και του ηλίανθου είναι το κέντρο προέλευσης των καλλιεργούμενων φυτών (σύμφωνα με τον N. I. Vavilov):

α) Νότια Ασία.

β) Κεντρικής Αμερικής.

γ) Αβησσυνία·

δ) Μεσογειακή.

4. Η ίδια η πολυπλοειδία ή ευπλοειδία είναι:

α) χρωμοσωμική αναδιάταξη.

β) αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων, πολλαπλάσιο του απλοειδούς αριθμού.

γ) αλλαγή της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας.

5. Για πρώτη φορά, ήταν δυνατό να αναπτυχθούν τρόποι για να ξεπεραστεί η στειρότητα των μεσοειδικών υβριδίων:

α) K. A. Timiryazev; β) M. F. Ivanov; γ) G. D. Karpechenko; δ) N. S. Butarin.

6. Ποια μορφή τεχνητής επιλογής χρησιμοποιείται στην εκτροφή ζώων:

α) μαζική?

β) ατομική;

7. Τον ΧΧ αιώνα. Στις μεθόδους επιλογής προστέθηκαν τα ακόλουθα:

α) πολυπλοειδία·

β) τεχνητή μεταλλαξιογένεση.

γ) υβριδισμός κυττάρων.

δ) πολυπλοειδία, τεχνητή μεταλλαξιογένεση και υβριδισμό κυττάρων.

8. Μια ομοιογενής ομάδα φυτών με οικονομικά πολύτιμα χαρακτηριστικά, που δημιουργήθηκε από τον άνθρωπο, ονομάζεται:

α) κλώνος·

β) φυλή?

γ) ποικιλία.

9. Η βιοτεχνολογία είναι:

α) η χρήση προϊόντων βιολογικής προέλευσης (τύρφη, άνθρακας, λάδι) για την τροφοδοσία μηχανών και μηχανισμών·

β) τη χρήση τεχνολογίας στην κτηνοτροφία και τη φυτική παραγωγή.

γ) τη χρήση ζωντανών οργανισμών και βιολογικών διεργασιών στην παραγωγή·

δ) τη χρήση ζωντανών οργανισμών ως μοντέλων κατά τη δημιουργία διαφόρων δομών και μηχανισμών.

Βιβλιογραφία

1. R.G. Zayats, I.V. Rachkovskaya et al. Βιολογία για αιτούντες. Minsk, Unipress, 2009, σελ. 674-686.

2. Λ.Ν. Πεσέτσκαγια. Βιολογία. Minsk, “Aversev”, 2007, σσ. 72-85.

3. Ε.Ι. Shepelevich, V.M. Glushko, T.V. Maksimova. Βιολογία για μαθητές και υποψήφιους. Minsk, “UniversalPress”, 2007, σ.95-104.

ΔΙΑΛΕΞΗ 17. Η προέλευση και η ανάπτυξη της ζωής στη Γη.

Εξελικτικό δόγμα του Καρόλου Δαρβίνου

Η πρώτη εξελικτική θεωρία του J. B. Lamarck.

Προϋποθέσεις για την εμφάνιση του Δαρβινισμού.

Η ουσία του εξελικτικού δόγματος του Κάρολου Δαρβίνου και η επιρροή του στις βιολογικές επιστήμες.

Συνθετική θεωρία της εξέλιξης της ζωής.

Η αξία της δημιουργίας της πρώτης ολιστικής θεωρίας για την εξέλιξη του οργανικού κόσμου ανήκει στον J. B. Lamarck (1744-1829). Οι κύριες διατάξεις αυτής της θεωρίας σκιαγραφήθηκαν από τον ίδιο στο έργο του «Φιλοσοφία της Ζωολογίας» (1809). Ο Λαμάρκ υποστήριξε τις ακόλουθες αρχές:

Οι οργανισμοί είναι μεταβλητοί.

Τα είδη (και άλλες ταξινομικές κατηγορίες) είναι προσωρινά και σταδιακά μετατρέπονται σε νέα είδη.

Η γενική τάση των ιστορικών αλλαγών στους οργανισμούς είναι η σταδιακή βελτίωση της οργάνωσής τους (διαβάθμιση), η κινητήρια δύναμη της οποίας είναι η αρχική (που ξεκίνησε από τον δημιουργό) επιθυμία για πρόοδο.

Οι οργανισμοί έχουν μια εγγενή ικανότητα να ανταποκρίνονται κατάλληλα στις αλλαγές των εξωτερικών συνθηκών.

Οι αλλαγές στους οργανισμούς που αποκτώνται κατά τη διάρκεια της ζωής ως απάντηση στις μεταβαλλόμενες συνθήκες είναι κληρονομικές.

Αξιολόγηση της θεωρίας του Λαμάρκ. Η εξαιρετική αξία του Λαμάρκ έγκειται στη δημιουργία του πρώτου εξελικτικού δόγματος. Απέρριψε την ιδέα της σταθερότητας των ειδών, αντιπαραβάλλοντάς την με την ιδέα της μεταβλητότητας των ειδών. Η διδασκαλία του υποστήριξε την ύπαρξη της εξέλιξης ως ιστορικής εξέλιξης από απλή σε σύνθετη. Για πρώτη φορά τέθηκε το ζήτημα των παραγόντων της εξέλιξης. Ο Lamarck πίστευε απόλυτα σωστά ότι οι περιβαλλοντικές συνθήκες έχουν σημαντική επίδραση στην πορεία της εξελικτικής διαδικασίας. Ήταν ένας από τους πρώτους που εκτίμησε σωστά τη σημασία του χρόνου στη διαδικασία της εξέλιξης και σημείωσε την εξαιρετική διάρκεια της ανάπτυξης της ζωής στη Γη: Ωστόσο, ο Λαμάρκ έκανε σοβαρά λάθη, πρώτα απ 'όλα, στην κατανόηση των παραγόντων της εξελικτικής διαδικασίας , συμπεραίνοντάς τους από δήθεν; η εγγενής επιθυμία για τελειότητα σε όλα τα έμβια όντα. Επίσης παρανόησε τους λόγους για την εμφάνιση της φυσικής κατάστασης, συνδέοντάς τους άμεσα με την επίδραση των περιβαλλοντικών συνθηκών.

Το εξελικτικό δόγμα του Λαμάρκ δεν ήταν αρκετά πειστικό και δεν έτυχε ευρείας αναγνώρισης μεταξύ των συγχρόνων του.

Ο Δαρβίνος περιέγραψε τις βασικές αρχές της θεωρίας το 1859 στο βιβλίο «Η προέλευση των ειδών μέσω της φυσικής επιλογής ή η διατήρηση των ευνοημένων φυλών στον αγώνα για τη ζωή». Και τα 1.250 αντίτυπα του βιβλίου πουλήθηκαν την πρώτη μέρα και λέγεται ότι η επίδρασή του στην ανθρώπινη σκέψη ήταν δεύτερη μετά τη Βίβλο. Στη συνέχεια ανέπτυξε τη θεωρία σε επόμενα έργα, «Αλλαγές στα ζώα και τα φυτά υπό την επίδραση της εξημέρωσης» (1868) και «Η κάθοδος του ανθρώπου και η σεξουαλική επιλογή» (1871). Ο Άγγλος ζωολόγος A. Wallace (1858) κατέληξε σε παρόμοια συμπεράσματα ανεξάρτητα από τον Δαρβίνο. Το όνομα «Δαρβινισμός» προτάθηκε από τον Τ. Γκεκσλ (1860).

Οι βασικές αρχές των εξελικτικών διδασκαλιών του Καρόλου Δαρβίνου:

1. Κάθε είδος είναι ικανό για απεριόριστη αναπαραγωγή.

2. Οι περιορισμένοι ζωτικοί πόροι εμποδίζουν την απεριόριστη αναπαραγωγή. Τα περισσότερα από τα άτομα πεθαίνουν στον αγώνα για ύπαρξη και δεν αφήνουν απογόνους.

3. Ο θάνατος ή η επιτυχία στον αγώνα για ύπαρξη είναι επιλεκτική. Ο Κάρολος Δαρβίνος ονόμασε την επιλεκτική επιβίωση και αναπαραγωγή των πιο προσαρμοσμένων οργανισμών φυσική επιλογή.

4. Υπό την επίδραση της φυσικής επιλογής που συμβαίνει σε διαφορετικές συνθήκες, ομάδες ατόμων του ίδιου είδους συσσωρεύουν διάφορα προσαρμοστικά χαρακτηριστικά από γενιά σε γενιά. Ομάδες ατόμων αποκτούν τόσο σημαντικές διαφορές που μετατρέπονται σε νέα είδη (η αρχή της απόκλισης των χαρακτήρων).

Με βάση τις διδασκαλίες του Δαρβίνου, διαπιστώθηκε ότι οι κινητήριες δυνάμεις της εξέλιξης του οργανικού κόσμου είναι ο αγώνας για ύπαρξη και η φυσική επιλογή που βασίζεται στην κληρονομική μεταβλητότητα και οι κινητήριες δυνάμεις της εξέλιξης των φυλών και των ποικιλιών είναι η κληρονομική μεταβλητότητα και η τεχνητή επιλογή.

Από την κληρονομικότητα, ο Δαρβίνος κατανοούσε την ικανότητα των οργανισμών να διατηρούν τα είδη, τα ποικιλιακά και τα ατομικά τους χαρακτηριστικά στους απογόνους τους και από τη μεταβλητότητα - την ικανότητα των οργανισμών να αποκτούν νέα χαρακτηριστικά υπό την επίδραση των περιβαλλοντικών συνθηκών. Διέκρινε μεταξύ οριστικής, αόριστης και σχετικής μεταβλητότητας.

Ορισμένη (ή ομαδική) μεταβλητότητα είναι η εκδήλωση παρόμοιων χαρακτηριστικών σε όλα τα άτομα υπό την επίδραση των ίδιων περιβαλλοντικών συνθηκών. Έχει πλέον διαπιστωθεί ότι αυτή η μεταβλητότητα δεν επηρεάζει τον γονότυπο των οργανισμών και ονομάζεται τροποποίηση ή φαινοταπική.

Απροσδιόριστη (ή μεμονωμένη) μεταβλητότητα είναι η εμφάνιση ατομικών διαφορών σε άτομα του ίδιου είδους. Οι ατομικές διαφορές κληρονομούνται. Πρόκειται για γενετική ή κληρονομική παραλλαγή.

Επιπλέον, ο Δαρβίνος προσδιόρισε τη συσχετιστική μεταβλητότητα, όταν μια αλλαγή σε ένα όργανο ή χαρακτηριστικό συνεπάγεται αλλαγές σε άλλα όργανα ή χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, τα μακρυπόδαρα ζώα έχουν μακρύ λαιμό. Στις ποικιλίες επιτραπέζιων τεύτλων, το χρώμα της ρίζας, των μίσχων και των φλεβών των φύλλων αλλάζει σταθερά.

Ο αγώνας για ύπαρξη σύμφωνα με τον Δαρβίνο αντιπροσωπεύει τις πολύπλοκες και ποικίλες σχέσεις των οργανισμών μεταξύ τους και της άψυχης φύσης. Υπάρχουν διάφορες μορφές αγώνα για ύπαρξη: ενδοειδική, μεσοειδική και αγώνας ενάντια σε δυσμενείς συνθήκες.

Ενδοειδικό (ανταγωνιστικό). Το αποτέλεσμα είναι η διατήρηση του πληθυσμού και των ειδών λόγω του θανάτου των αδύναμων. Νίκη ενός πιο βιώσιμου πληθυσμού έναντι ενός λιγότερο βιώσιμου πληθυσμού που καταλαμβάνει την ίδια οικολογική θέση. Παραδείγματα: ανταγωνισμός μεταξύ αρπακτικών του ίδιου πληθυσμού για θήραμα. ενδοειδικός κανιβαλισμός - καταστροφή νεαρών ζώων όταν το μέγεθος του πληθυσμού είναι υπερβολικό. Αγώνας για κυριαρχία στην ομάδα. ακόμη και ηλικιωμένο πευκοδάσος.

Έτσι, όλοι οι τύποι αγώνα για ύπαρξη οδηγούν τελικά στην επιβίωση εκείνων των οργανισμών που αποδεικνύεται ότι είναι πιο προσαρμοσμένοι σε συγκεκριμένες συνθήκες, δηλαδή στη φυσική επιλογή.

Η φυσική επιλογή είναι μια διαδικασία που συμβαίνει συνεχώς στη φύση, κατά την οποία τα πιο κατάλληλα άτομα από κάθε είδος επιβιώνουν και αφήνουν απογόνους και τα λιγότερο κατάλληλα πεθαίνουν. Απαραίτητη προϋπόθεση για τη φυσική επιλογή είναι η κληρονομική μεταβλητότητα και το άμεσο αποτέλεσμα είναι ο σχηματισμός προσαρμογών των οργανισμών σε συγκεκριμένες συνθήκες ύπαρξης. Ένα κλασικό παράδειγμα φυσικής επιλογής είναι η αλλαγή στο χρώμα του σκόρου της σημύδας. Υπάρχει κινητήρια, σταθεροποιητική και ανατρεπτική (σχίζοντας) φυσική επιλογή.

Η οδήγηση ή η επιλογή κατεύθυνσης είναι η επιλογή που ευνοεί μόνο μία κατεύθυνση μεταβολής (Εικ. 4). Περιέγραψε ο Δαρβίνος. Για παράδειγμα, η τρέχουσα εμφάνιση ομάδων αρουραίων και εντόμων που είναι ανθεκτικά στα φυτοφάρμακα. στελέχη μικροοργανισμών ανθεκτικών στα αντιβιοτικά.

Η σταθεροποιητική επιλογή είναι η επιλογή που στοχεύει στη διατήρηση ενός μέσου, προηγουμένως καθιερωμένου χαρακτηριστικού σε πληθυσμούς και στην δράση ενάντια σε εκδηλώσεις φαινοτυπικής μεταβλητότητας (Εικ. 5). Περιγράφεται από τον I.I. Shmalhausen το 1946. Για παράδειγμα, το μέγεθος και το σχήμα των λουλουδιών σε φυτά που επικονιάζονται με έντομα είναι πιο σταθερά από ό,τι σε φυτά που επικονιάζονται με τον άνεμο (η δομή των λουλουδιών των φυτών που επικονιάζονται με έντομα αντιστοιχεί στη δομή των εντόμων που επικονιάζονται). Μόνο εκείνα τα φυτά των οποίων η δομή των λουλουδιών δεν αλλάζει αφήνουν απογόνους. Τα πουλιά διατηρούν ένα μέσο μήκος φτερών.

Ρύζι. 4. Η κινητήρια μορφή της φυσικής επιλογής: A - D - διαδοχικές αλλαγές στον ρυθμό αντίδρασης υπό την πίεση της κινητήριας δύναμης της φυσικής επιλογής

Η διασπαστική ή ασυνεχής επιλογή είναι η επιλογή που ευνοεί δύο ή περισσότερες κατευθύνσεις μεταβλητότητας στους οργανισμούς. Για παράδειγμα, έντομα σε νησιά των ωκεανών (Εικ. 6). Η διασπαστική επιλογή στρέφεται ενάντια στη διατήρηση της μέσης τιμής ενός χαρακτηριστικού. Αυτή η μορφή επιλογής περιγράφηκε από τον K. Mazer (1973).

Ρύζι. 5. Σταθεροποιητική μορφή φυσικής επιλογής

Εικ: 6. Διασπαστική μορφή φυσικής επιλογής

Όλες οι μορφές φυσικής επιλογής αποτελούν έναν ενιαίο μηχανισμό που διατηρεί την ισορροπία των πληθυσμών με το περιβάλλον. Η επιλογή ξεκινά μέσα σε έναν πληθυσμό.

Η στοιχειώδης εξελισσόμενη μονάδα είναι ο πληθυσμός, αφού μόνο αυτός αντιπροσωπεύει μια οικολογική, μορφοφυσιολογική και γενετική ενότητα. Η συλλογή γονιδίων σε έναν πληθυσμό ονομάζεται γονιδιακή δεξαμενή. Σε μεγάλους πληθυσμούς, όπου δεν υπάρχουν μεταλλάξεις, επιλογή και ανάμειξη με άλλους πληθυσμούς, παρατηρείται σταθερότητα συχνοτήτων αλληλόμορφων, ομο- και ετεροζυγώτων (νόμος Hardy-Weinberg).

Όλοι οι παράγοντες που προκαλούν απόκλιση από τον νόμο Hardy-Weinberg είναι στοιχειώδεις εξελικτικοί παράγοντες. Αυτά περιλαμβάνουν: μεταλλάξεις, φυσική επιλογή, πληθυσμιακά κύματα και απομόνωση. Οι μεταλλάξεις συμβαίνουν συνεχώς σε πληθυσμούς υπό την επίδραση μεταλλαξιογόνων περιβαλλοντικών παραγόντων και προκαλούν αλλαγές στη γονιδιακή τους δεξαμενή. Τα πληθυσμιακά κύματα είναι τακτικές διακυμάνσεις στον πληθυσμό που σχετίζονται με περιοδικές αλλαγές στην ένταση των περιβαλλοντικών παραγόντων. Τα πληθυσμιακά κύματα ενισχύουν σημαντικά τη φυσική επιλογή και αλλάζουν τη συχνότητα γονίδια σε πληθυσμούς Η απομόνωση οδηγεί σε απόκλιση χαρακτήρων σε ένα είδος και εμποδίζει άτομα διαφορετικών πληθυσμών και ειδών να διασταυρωθούν μεταξύ τους. Διακρίνεται γεωγραφική, οικολογική και βιολογική απομόνωση.

Συνθετική θεωρία της εξέλιξης

Ο πρώτος που συνδύασε τα δεδομένα της γενετικής και του δαρβινισμού ήταν ο Ρώσος ζωολόγος και συγκριτικός ανατόμος N.K. Koltsov (1872-1940). Ο μαθητής και συνάδελφός του S.S. Chetverikov (1880-1959) ήταν ο πρώτος που παρείχε μια γενετική βάση για τις εξελικτικές διδασκαλίες του Δαρβίνου. Στο διάσημο έργο του S. S. Chetverikov «Σχετικά με ορισμένες πτυχές της εξελικτικής διαδικασίας από την άποψη της σύγχρονης γενετικής» (1926) αποδεικνύεται ότι υπό φυσικές συνθήκες στη φύση σε κάθε είδος υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός κληρονομικών αλλαγών που δεν εκδηλώνονται φαινοτυπικά λόγω υπολειπότητας. Το είδος είναι κορεσμένο με μεταλλάξεις, οι οποίες αποτελούν ανεξάντλητο υλικό για την εξέλιξη.

Ξεκίνησε τη δεκαετία του 20. τον περασμένο αιώνα, η ενοποίηση του Δαρβινισμού και της γενετικής συνέβαλε στην επέκταση και εμβάθυνση της σύνθεσης του Δαρβινισμού με άλλες επιστήμες. Δεκαετία 30-40 Θεωρείται ότι είναι η περίοδος διαμόρφωσης της συνθετικής θεωρίας της εξέλιξης (ΣΤΕ).

Ένας σημαντικός ρόλος στον σχηματισμό του STE ανήκει στο έργο του F. G. Dobzhansky «Genetics and the Origin of Species» (1937), το οποίο συνόψισε τη σύνθεση της γενετικής με τον Δαρβινισμό. Σημαντική συμβολή στη δημιουργία του STE είχε ο Σοβιετικός επιστήμονας I. I. Shmalgauzen (1887-1963). Διερεύνησε τη σχέση μεταξύ της οντογένεσης και της φυλογένεσης, μελέτησε τις κύριες κατευθύνσεις της εξελικτικής διαδικασίας και εντόπισε δύο μορφές φυσικής επιλογής. Έργα του είναι τα «Paths and Patterns of the Evolutionary Process» (1939), «Factors of Evolution» (1946).

(1940), με την έκδοση των βιβλίων των E. Mayr «Systematics and the Origin of Species» (1944) και J. Huxley «Evolution: A Modern Synthesis» (1942). Ο όρος «συνθετική θεωρία της εξέλιξης» οφείλει το όνομά του στον τίτλο του βιβλίου του J. Huxley «Evolution: A Modern Synthesis».

Βασικά αξιώματα του ΣΤΕ

1. Το υλικό για την εξέλιξη είναι, κατά κανόνα, πολύ μικρές, αλλά διακριτές αλλαγές στην κληρονομικότητα - μεταλλάξεις.

2. Η διαδικασία μετάλλαξης, τα κύματα αριθμών - προμηθευτές υλικού για επιλογή - είναι τυχαία και μη κατευθυνόμενα.

3. Ο μόνος παράγοντας καθοδήγησης της εξέλιξης είναι η φυσική επιλογή, που βασίζεται στη διατήρηση και συσσώρευση τυχαίων και μικρών μεταλλάξεων.

4. Η μικρότερη εξελικτική μονάδα είναι ένας πληθυσμός και όχι ένα άτομο, όπως υποτέθηκε με βάση τις ιδέες για τη δυνατότητα «κληρονομιάς επίκτητων χαρακτηριστικών». Ως εκ τούτου, ιδιαίτερη προσοχή στη μελέτη του πληθυσμού ως στοιχειώδους δομής μιας μονάδας είδους.

5. Η εξέλιξη έχει αποκλίνουσα φύση, δηλαδή, ένα ταξινομικό μπορεί να γίνει ο πρόγονος πολλών θυγατρικών ταξινομικών ταξινομήσεων, αλλά κάθε είδος έχει ένα μόνο προγονικό είδος, έναν μόνο προγονικό πληθυσμό.

6. Η εξέλιξη είναι σταδιακή και μακροπρόθεσμη. Η ειδοποίηση ως στάδιο της εξελικτικής διαδικασίας είναι η διαδοχική αντικατάσταση ενός προσωρινού πληθυσμού από μια σειρά επακόλουθων προσωρινών πληθυσμών.