Эволюционная теория: драма в биологии

Страница 3

Основные положения СТЭ выводятся как следствия из закона Харди-Вайнберга. Известно, что понимание сущности и значения закона вызывает у школьников затруднение, хотя его математический аппарат прост и доступен всем, кто знаком с алгеброй средней школы. Важно сосредоточить внимание учащихся не только на определении закона – частоты генов и генотипов в популяции не меняются в ряду поколений, - его условиях – бесконечно большая популяция, случайное свободное скрещивание особей, отсутствие мутационного процесса, естественного отбора и других факторов, - математической модели – AA p2 + Aa 2 p + aaq2 = 1, - но и на практическом применении закона.

Процесс микроэволюции доступен непосредственному изучению, о его наличии можно судить по изменяющемуся генофонду. Генофонд описывается либо частотами аллелей, либо частотами генотипов, соотношение которых легко установить. Для этого нужно подсчитать гомозиготных носителей рецессивного признака и, пользуясь простой формулой, вычислить частоту встречаемости аллелей, доминантных гомозигот и гетерозигот. Зная соотношение генотипов и аллелей в данной популяции, можно проследить ее дальнейшую эволюционную судьбу. Например, один из 10000 человек альбинос, т.е. частота гомозигот по рецессивному аллелю (q2) составляет 0,0001. Зная, что q2 = 0, 0001, можно определить частоту аллеля альбинизма (q), доминантного аллеля нормальной пигментации (p), гомозиготного доминантного генотипа (p2), гетерозиготного генотипа (2 pq):

p2 = = 0,01 (или 1%) (1)

Поскольку p = 1 – q, то 1 – 0, 01 = 0,99; частота доминантного аллеля в популяции равна 0,99, или 99%. Нормально пигментированным людям будут соответствовать два генотипа (АА, Аа). Гомозиготный доминантный генотип будет встречаться с частотой 0,98, так как p2 = 0,992 = 0,98. Частота встречаемости гетерозигот составляет примерно 0,02, или 2%, так как

2pq = 2 x 0, 99 х х 0,01 = 0,0198 = 0,02

Важно обратить внимание на следствия, вытекающие из закона:

- рецессивные аллели присутствуют в популяции главным образом в гетерозиготном, а не в гомозиготном. Состоянии. (Как видно из рассмотренного примера, при малом числе альбиносов, 200 человек из 10000 (2%) несут аллель альбинизма в скрытом, гетерозиготном состоянии);

- в отличие от идеальной популяции на популяцию в природе оказывают давление эволюционные факторы, которые приводят к изменению ее генофонда.

В процессе дальнейшего изложения материала следствия закона Харди-Вайнберга будут углубляться, конкретизироваться. Так, при рассмотрении роли изменчивости в эволюционном процессе, что именно исходя из закона Харди-Вайнберга отечественный генетик С.С. Четвериков первым высказал мысль о значении рецессивных мутаций: они не исчезают в популяции, не растворяются в массе нормальных особей, а поглощаются свободным скрещиванием, оставаясь скрытыми в гетерозиготном состоянии в недрах вида, и проявляются фенотипически только в популяции. С работы С.С Четверикова "О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики" (1926) и начался период синтеза генетики и эволюционного учения. Ученый сделал важный вывод о насыщенности природных популяций большим количеством рецессивных мутаций. Существование такого скрытого резерва наследственной изменчивости создает возможность для эволюционных преобразований в популяции под воздействием естественного отбора.

Таким образом, мы подводим к пониманию положений синтетической теории эволюции о том, что микроэволюционные процессы начинаются в популяции; материалом для эволюции служат чаще всего рецессивные мутации.

Другое следствие закона раскрывается при изучении эволюционных факторов. Условия идеальной популяции не соблюдаются в природе. Идеальная популяция не тождественна реальной. Под давлением эволюционных факторов частоты аллелей и генотипов в популяции изменяются, и это является основой всех эволюционных преобразований. Понятие каждого конкретного фактора эволюции вводится как результат поочередной замены условий идеальной популяции на противоположные. Например, если постоянство частот аллелей и генотипов в идеальной популяции имеет силу при бесконечно большой численности особей, то в малой природной популяции случайные процессы могут привести к заметным последствиям, в частности, к изменению ее генофонда. Такое противопоставление позволяет логично перейти к рассмотрению дрейфа генов – ненаправленного случайного изменения частот аллелей в малых популяциях, одна из причин которого – популяционные волны.

И еще. В идеальной популяции все генотипы одинаково плодовиты, т.е. естественного отбора не происходит, на реальную же популяцию естественный отбор оказывает существенное давление. В связи с этим раскрывается сущность естественного отбора как направляющего эволюционного фактора, выявляются его формы, творческая роль.

Популярные статьи:

Теоретическая проблема исследования
Начало активного развития дерматологии, которое пришлось на середину XVI века, было связано с общим научным и техническим прогрессом. Еще в древности были предприняты попытки описания кожи, слизистых оболочек, о чем свидетельствуют дошедш ...

Анализ структуры калиевого канала с высоким разрешением
Структура калиевых каналов Streptomyces lividans (KCSA каналы) была изучена рентгеновской кристаллографией с разрешением 3,2А). Бактериальные каналы относятся к классу калиевых каналов, субъединицы которых вместо шести трансмембранных дом ...

Семейство Гречишные
Общие сведения о гречишных Гречишные (лат. Polygonaceae), семейство двудольных растений. Преимущественно многолетние травы, хотя имеется и несколько древовидных и кустарниковых. Свыше 1000 видов (ок. 40 родов) по всему земному шару, но п ...