биология. Вопрос 1. Общая харка живого. Фундаментальные свойства и уровни организации жизни. Биосоциальная
 Скачать 1.33 Mb.
|
|
67. Метод исследования роли наследственных и средовых факторов в развитии признаков. Формула Хольцингера. Сущность близнецового метода заключается в выявлении конкордантности (сходства) и дискордантности (различия) в группах монозиготных и дизиготных близнецов, что позволяет с помощью специальных формул оценить относительную роль наследственности и факторов среды в развитии конкретного признака. На практике чаще используют формулу Хольцингера: Н > 70% признак определяется наследственными факторами 50% < Н < 70% признак определяется и наследственными и средовыми факторами H < 50% признак определяется факторами среды ВОПРОС 68 68. Популяционно-статистический метод изучения генетики человека. Популяционно-статистический метод позволяет выявить закономерности распределения генов и генотипов в популяциях. Эта закономерность была установлена в 1908 году английским математиком Дж.Харди и немецким врачом В. Вайнбергом независимо друг от друга. Поэтому закон стали называть их именами. Закон справедлив для «идеальных популяций», отвечающих следующим требованиям: 1. размеры популяций велики 2. спаривание происходит случайным образом 3. отсутствует мутационный процесс 4. плодовитость особей с любыми генотипами одинакова 5. отсутствует миграция особей Закон Харди-Вайнберга включает два положения: 1) сумма частот аллелей одного гена в идеальных популяциях – величина постоянная p + q = 1, где р – частота доминантного аллеля, q – частота рецессивного аллеля 2) сумма частот доминантных гомозигот, гетерозигот и рецессивных гомозигот в идеальной популяции величина постоянная. p^2 + 2pq + q^2 = 1, где p^2 – частота доминантных гомозигот, 2pq - частота гетерозигот, q^2 – частота рецессивных гомозигот ВОПРОС 69 69. Современные представления о видообразовании. Элементарные эволюционные факторы и пути видообразования. Развитие эволюционного учения к настоящему времени завершилось созданием синтетической теории эволюции (СТЭ). Согласно СТЭ каждый вид образуется путем изменения вида предшественника и в свою очередь может явиться предшественником другого вида. В эволюционном процессе можно выделить два взаимозависимых процесса – микроэволюцию и макроэволюцию. При этом под микроэволюцией понимают видообразование, а под макроэволюцией – формирование группировок надвидового уровня: типов, классов, отрядов и т.д. Основные положения СТЭ: 1. Вид состоит из множества морфологически, биохимически, экологически и генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц-популяций и подвидов. 2. Обмен аллелями возможен лишь внутри вида, который представляет собой генетически целостную и замкнутую систему. 3. Материалом для эволюции служат изменения наследственности – мутации. 4. Мутационный процесс, волны численности, дрейф генов, изоляция – факторы-поставщики материала для отбора – носят случайный и ненаправленный характер. 5. Единственный направляющий фактор эволюции – естественный отбор. 6. Наименьшая эволюционная единица – популяция, а не особь. 7. Эволюция носит дивергентный характер, т.е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов. 8. Эволюция носит постепенный и длительный характер. 9. Макроэволюция, эволюция на уровне выше вида, идет лишь путем микроэволюции. 10. Эволюция не носит направленного к какой-то цели характера, она ненаправлена, но прогнозируема. Оценивая возможное влияние среды можно предсказать общее направление эволюции. Микроэволюцией называются явления и процессы, происходящие в пределах вида, в его элементарных эволюционных единицах-популяциях, и приводящие к видообразованию. Сущность микроэволюции можно представить последовательностью следующих событий: 1. изменение генофондов популяций под влиянием элементарных эволюционных факторов (ЭЭФ). 2. изменение состава популяций вследствие движущего или дизруптивного естественного отбора. 3. «закрепление» новых признаков под влиянием изоляции и действием стабилизирующего отбора. Элементарными эволюционными факторами (ЭЭФ) называют факторы, нарушающие генетическое равновесие популяций и приводящие к изменению их генофондов. К ним относят: 1. мутации (генные, хромосомные, геномные) – внезапные ненапрвленные изменения генетического материала, которые усиливают генетическую неоднородность популяций, создавая возможность для их эволюционирования в разных направлениях (дивергенции) 2. рекомбинативная наследственная изменчивость также обеспечивает возникновение генетической неоднородности популяций. Она возникает в результате новых комбинаций генов в генотипах потомков по сравнению с родительскими генотипами вследствие кроссинговера, а также независимого расхождения хромосом в анафазе I мейоза и случайной встречи гамет при оплодотворении. 3. популяционные волны – периодические и апереодические колебания численности организмов в популяциях. Резкие перепады погоды, наводнения, засухи, морозы и другие события вызывают массовую гибель или резкий подъем численности тех или иных популяций. Это приводит к резкому изменению концентрации различных генов внутри популяций. 4. изоляция – т.е. возникновение различных барьеров (географического, физиологического), ограничивающих либо исключающих свободное скрещивание исходных форм, усиливая их расчленение и закрепляя возникшие генетические и морфофизиологические разлиячия популяций. 5. дрейф генов – случайные изменения частот аллелей в генофонде небольших по численности популяций, не обусловленных их приспособительной ценностью. Дрейф генов обычно наблюдается в 3 ситуациях: при резких падениях, а затем подъемах численности (волнах жизни), при заселении новых районов небольшой группой особей (эффект основателя) и при изоляции. Все перечисленные факторы ни в отдельности, ни в совокупности не направляют эволюционный процесс. Единственным направляющим фактором выступает естественный отбор, который может быть назван «творческим». Различают следующие формы отбора: 1. по направленности: a) против гомозигот б) против гетерозигот 2. по результатам: a) стабилизирующий – сохранение в популяции среднего фенотипа (значение признака) б) движущий – изменение фенотипов в определенном направлении – усиление или ослабление средних значений. в) дизруптивный (разрывающий) – действует против особей со средними и промежуточными формами фенотипа (признака) и поддерживает несколько других фенотипов 3. по точке приложения: а) индивидуальный б) групповой Пути видообразования: 1. филитическое – это процесс, при котором новый вид образуется в результате постепенного превращения во времени одного вида в другой в результате изменений условий среды обитания во всем ареале. 2. дивергентное (истинное) – процесс, ведущий к увеличению количества видов за счет разделения первоначального единого вида на 2 или более в результате возникновения изоляционных барьеров, способствующих углублению различий между видами под воздействием естественного отбора вплоть до генетической изоляции. 3. гибридизация – процесс, в результате которого новый вид образуется путем слияния двух первоначально существующих видов. При возникновении изоляций (географических, генетических) различают 2 пути образования видов: 1. аллопатрическое (географическое) видообразование. Новый вид возникает из одной или группы смежных популяций, расположенных на периферии ареала исходного вида. При этом препятствие к скрещиванию первично обусловлено пространственной (географической) изоляцией популяций. 2. симпатрическое видообразование. Новый вид возникает внутри ареала исходного вида. Изоляция с самого начала является генетической ВОПРОС 70 70. Закономерности макроэволюции: направления и формы, эмпирические правила эволюции групп. Макроэволюцией называется процесс эволюционных преобразований надвидового масштаба, происходящих на больших пространствах на протяжении больших отрезков времени, который приводит к возникновению высших систематических групп – родов, семейств, отрядов, классов, типов, царств, империй. При формировании группировок надвидового уровня (типов, классов…) в зависимости от масштабов и направления адаптаций выделяют следующие направления эволюции: 1. аллогенез – это сохранение основных черт строения и функционирования систем органов у всех представителей таксона высокого ранга. Алогенная эволюция происходит в пределах одной адаптивной зоны. Заселение определенной зоны достигается благодаря идиоадаптациям – локальным морфофизиологическим приспособлениям к конкретным условиям обитания. 2. арогенез – это проявление новых морфофизиологических особенностей у представителей некоторых групп животных в крупном таксоне, приводящих к повышению уровня их организации и способствующих выходу в новую адаптивную зону. Такие прогрессивные морфофункциональные приобретения называются ароморфозами. 3. морфофизиологический регресс – тип эволюции, при котором переход в новую адаптивную зону сопровождается упрощением строения и физиологии организмов. Свойственен многим паразитам. Формы эволюции групп: 1. филитическая – затрагивает представителей одного таксона, который изменяется в определенном направлении как единое целое. В результате исходные группы вымирают и заменяются на промежуточные, которые также вымирают и заменяются ныне существующими (напр., эволюция лошадей) 2. дивергентная – заключается в образовании нескольких новых групп из одной предковой. Такая эволюция создает разнообразие таксонов низшего ранга в пределах более крупного таксона (например, отрядов – в классах, видов - в родах) 3. соотносительная эволюция включает 2 формы: а) конвергенция – это формирование сходных морфологических признаков у разных групп животных, не имеющих генетического родства (например, форма тела в воде у рыб) б) параллелизм – параллельное развитие в одном направлении двух родственных групп, имеющих часть генофонда общего предка и подверженных сходным адаптациям в условиях действия факторов отбора (эволюция одногорбого и двугорбого верблюдов) Успех группы организмов в эволюционном процессе оценивают как состояние биологического прогресса, критериями которого являются: 1. увеличение численности групп 2. расширение ареала 3. активизация видообразования Угасание филогенетической группы, ведущее к ее вымиранию, свидетельствует о биологическом регрессе. Эмпирические правила эволюции групп: 1. Правило необратимости эволюции. Организмы не могут вернуться к прежнему состоянию, пройденному их предками. 2. Правило прогрессивной специализации. Организмы, эволюционирующие по пути приспособления к конкретным условиям, и в дальнейшем будут продвигаться по пути углубления специализации. 3. Правило происхождения новых групп организмов от мало специализированных предков. ВОПРРОС 71 71. Характеристика первого этапа антропогенеза. Антропогенезом называется филогенез вида Homo sapiens. Положение человека в системе классификации животного мира: человек относится к царству животных, типу Хордовых, подтипу Позвоночных, разделу Челюстноротых, надклассу Четвероногих, классу Млекопитающих, подклассу Плацентарных, отряду Приматов. Различают три этапа в эволюции человека: 1. прегоминидный 2. эволюция рода Homo 3. эволюция современного человека Характеристика прегоминидного этапа: Около 30 млн лет назад на Земле появились древние приматы – парапитеки и проплиопитеки, жившие на деревьях. Их челюсти и зубы были подобны человекообразным обезьянам. Парапитеки дали начало современным гиббонам и орангутангам, а также вымершей ветви древесных обезьян – дриопитекам. Проплиопитеки в своем развитии разделились на 3 линии: одна из них привела к современной горилле, другая – к шимпанзе, третья – через других предшественников – к человеку. Другими приматами, имевшими прогрессивные черты строения, являются рамапитеки. Однако сегодня их исключают из списка прямых предков рода Homo. Самый ранний из известных двуногих гоминид обнаружен при раскопках в Кении. Останки существа, получившего прозвище Человек миллениума, но официально названного оррорин (Orrorin tugenensis), состояли из костей как минимум пяти особей. Судя по останкам скелетов, можно предположить, что он проворно лазал по деревьям, а также передвигался по земле на нижних конечностях. Строение зубов подсказывает, что данный вид питался растительной пищей. Следующим из ранних гоминид является обнаруженный на территории Эфиопии ардипитек (Ardipithecus ramidus), который жил 5,5 – 4,4 млн лет назад. Останки данного вида были обнаружены там, где предположительно произростали леса, и эти существа могли быть двуногими. Вслед за ардипитеком около 4,2 млн лет назад появился Australopithecus anamnesis. Строение костей ног позволяет предположить, что австралопитек был двуногим, однако по строению зубов и челюстей он очень схож с более поздними ископаемыми обезьянами. Обитал в сухих лесах. Его останки были найдены в Кении. Australopithecus afarensis жил в Восточной Африке 4-3 млн лет назад. Для этого вида характерны многие «обезьяньи» признаки (напр. вытянутое лицо). Но есть и много отличий от обезьян, главное из которых – хождение на двух ногах. Australopithecus africanus обитал на территории Южной Африки 3,3 – 2,5 млн лет назад. Этот вид имеет ряд прогрессивных черт по сравнению с предыдущим: более округлый череп, больший объем мозга. Однако строение конечностей примитивнее, чем у afarensis. В настоящее время нет единого мнения о том, какой из видов, afarensis или africanus, дал начало первым людям (Homo). Эволюция упомянутых выше видов австралопитеков с одной стороны привело к роду Homo, а с другой – завершилось тупиковой ветвью. Представителями боковой тупиковой ветви древних гоминид являются парантропы, или «робустные» австралопитеки. По-видимому, они перешли к растительной диете и отказались от охотничьих повадок – «грацильных» австралопитеков A. Afarensis и A. Africanus. Paranthropus aethiopicus проживал 2,7 млн лет назад в Восточной Африке. Этот вид отличается очень крупными коренными зубами. Paranthropus robustus обитал на территории Южной Африки в историческом возрасте 2 – 1,5 млн лет назад. Для этого вида характерны очень широкие, выступающие вперед скулы (это свидетельствует о мощном развитии жевательной мускулатуры), крупной лицо, плоское и круглое, без лба. P. robustus ползовался простыми орудиями труда. Paranthropus boisei проживал 2,3 – 1 млн лет назад, место обитания – Восточная Африка. Налицо черты крайней специализации к пережевыванию грубой растительной пищи. ВОПРРОС 72 72. Второй этап антропогенеза (эволюция рода Homo). По мнению Лики и его коллег, разграничительной линией между австралопитеками и «людьми» (Homo) следует считать объем мозга (свыше 600 куб.см) и главное – изготовление каменных орудий. Первые представители рода Ноmo (Homo habilis) появились на нашей планете 2,4 – 1,5 млн лет назад на территории Восточной Африки. Объем их черепа около 670 куб.см. Этот древнейший представитель рода Homo мог изготавливать примитивные каменные орудия (отсюда и название – «человек умелый»). Вид Homo rudolfensis (человек рудольфский) близкий к H. Habilis. Исторический возраст – 1,8 млн лет, место обитания – Восточная Африка. Объем черепа 775 куб.см. Имел плоское лицо. Вид Ноmo ergaster объединили в один с азиатским Homo erectus (древнейшие люди), но позже большинство ученых стали относить его к особому виду. Вид Ноmo ergaster обладал округлым черепом, сильно развитыми надбровными дугами, мелкими зубами. Считается, что представители Ноmo ergaster обеспечили широкое расселение человека по различным частям света и климатическим зонам. Homo erectus был первый ископаемый человек, обнаруженный за пределами Европы. Находка была описана под названием Pithecanthropus erectus. Похожие останки были обнаружены под Пекином. Они были описаны как Sinanthropus pekinensis. Предположили, что все эти находки, а также некоторые другие относятся к одному и тому же виду - Homo erectus. У представителей H. Erectus, живших 1,5 млн лет назад, объем головного мозга составлял 900 куб.см, позднее 1100 куб.см. Характерная особенность этого вида – очень толстые надбровные дуги и вытянутый, низкий череп. Зубы почти как у современного человека, но коренные – несколько крупнее. H. Erectus первым научился пользоваться огнем и пожирать себе подобных. Далее H. Erectus эволюционировал в Н. antecessor. Артефакты и ископаемые останки животных говорят о том, что представители этого вида были умелыми охотниками на крупных зверей. Для этого вида характерны крупные надбровные дуги, массивная нижняя челюсть без подбородка и крупные зубы, лицо относительно плоское и не выдающееся вперед. Homo heidelbergensis ( Гейдельбергский человек). К этому виду обычно относят формы переходные между H. Erectus и H. Sapiens, жившие примерно 800 до 200 тыс.лет назад. Нижняя челюсть очень похожа на человеческую, но без подбородочного выступа. Homo sapiens neandertalensis, или неандертальцы, населяли Европу и Азию 200 – 28 тыс.лет назад. Неандертальцы отличаются от современного человека более низким лбом, выступающим затылком, надбровными дугами. Объем мозга – как у современных людей или даже больше. Установлено, что они умели не только поддерживать, но и добывать огонь. Питались исключительно мясом (охота), был широко распространен каннибализм. Появились первые религиозные мистические верования: они уже хоронили своих мертвецов. |