Механизмы Механизмы эволюционного процессаэволюционного процесса

Роль изменчивости в эволюционном Роль изменчивости в эволюционном процессепроцессе

Мутационная Мутационная изменчивостьизменчивость

Мутационная изменчивость — Мутационная изменчивость — изменчивость, вызванная действием на изменчивость, вызванная действием на организм мутагенов, вследствие чего организм мутагенов, вследствие чего возникают мутации возникают мутации 

Изучением мутаций занимается генетика - Изучением мутаций занимается генетика - наука о наследственности и её наука о наследственности и её изменчивости. изменчивости. Она получила развитие в ХХ Она получила развитие в ХХ веке, после того, как исследователи обратили веке, после того, как исследователи обратили внимание на законы Г.Менделя, открытые в внимание на законы Г.Менделя, открытые в 1865 году.1865 году.

Название «генетика» быо предложено Название «генетика» быо предложено английским ученым У.Бэтсоном. В 1906 году.английским ученым У.Бэтсоном. В 1906 году.

Великие ученые-генетики

Еще в античности предпринимались попытки Еще в античности предпринимались попытки понять природу передачи наследственных понять природу передачи наследственных признаков от родителей к детямпризнаков от родителей к детям. . Размышления на эту тему встречаются в Размышления на эту тему встречаются в сочинениях Гиппократа, Аристотеля и других сочинениях Гиппократа, Аристотеля и других мыслителей. В XVII -XVIII гг., когда биологи мыслителей. В XVII -XVIII гг., когда биологи начали искать с каким началом - мужским или начали искать с каким началом - мужским или с женским - связанна тайна оплодотворения, с женским - связанна тайна оплодотворения, споры о природе наследственности споры о природе наследственности возобновились с новой силой.возобновились с новой силой.

Мутационная изменчивость Мутационная изменчивость связана с процессом образования связана с процессом образования мутаций. Мутации – это внезапные мутаций. Мутации – это внезапные скачкообразные стойкие скачкообразные стойкие изменения в структуре генотипа.изменения в структуре генотипа.

Виды мутационной Виды мутационной изменчивостиизменчивости

Выделяют положительные, Выделяют положительные, отрицательные и нейтральные мутации. отрицательные и нейтральные мутации. Эта классификация связана с оценкой Эта классификация связана с оценкой жизнеспособности образовавшегося жизнеспособности образовавшегося мутанта. По изменению генотипа, мутанта. По изменению генотипа,

мутации бывают мутации бывают генныегенные, , хромосомныехромосомные и и геномныегеномные..

ГеномныеГеномные: — : — полиплоидизация (образование  (образование организмов или клеток, геном которых организмов или клеток, геном которых представлен более чем двумя (3n, 4n, 6n представлен более чем двумя (3n, 4n, 6n и т. д.) наборами хромосом) и т. д.) наборами хромосом) и анеуплоидия (гетероплоидия) — изменение и анеуплоидия (гетероплоидия) — изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному числа хромосом, не кратное гаплоидному набору.набору.

При При хромосомных мутацияххромосомных мутациях происходят  происходят крупные перестройки структуры отдельных крупные перестройки структуры отдельных хромосом. В этом случае наблюдаются потеря хромосом. В этом случае наблюдаются потеря (делеция) или удвоение части (дупликация) (делеция) или удвоение части (дупликация) генетического материала одной или генетического материала одной или нескольких хромосом, изменение ориентации нескольких хромосом, изменение ориентации сегментов хромосом в отдельных хромосомах сегментов хромосом в отдельных хромосомах (инверсия), а также перенос части (инверсия), а также перенос части генетического материала с одной хромосомы генетического материала с одной хромосомы на другую (транслокация) (крайний случай — на другую (транслокация) (крайний случай — объединение целых хромосом.объединение целых хромосом.

На На генномгенном уровне изменения первичной  уровне изменения первичной структуры ДНК генов под действием мутаций структуры ДНК генов под действием мутаций менее значительны, чем при хромосомных менее значительны, чем при хромосомных мутациях, однако генные мутации мутациях, однако генные мутации встречаются более часто. В результате генных встречаются более часто. В результате генных мутаций происходят замены, делеции и мутаций происходят замены, делеции и вставки одного или нескольких нуклеотидов, вставки одного или нескольких нуклеотидов, транслокации, дупликации и инверсии транслокации, дупликации и инверсии различных частей гена.различных частей гена.

Комбинаторная Комбинаторная изменчивостьизменчивость

Возникает при перекомбинации Возникает при перекомбинации (перемешивании) генов отца и матери. (перемешивании) генов отца и матери. Является разновидностью наследственной Является разновидностью наследственной изменчивости, только не передается по изменчивости, только не передается по наследству в полной мере. наследству в полной мере.

Источниками комбинаторной изменчивости Источниками комбинаторной изменчивости являются: кроссинговер при мейозе, являются: кроссинговер при мейозе, независимое расхождение хромосом при независимое расхождение хромосом при мейозе, случайное слияние гамет при мейозе, случайное слияние гамет при оплодотворении. оплодотворении.

Это очень важное свойство, оказывающее Это очень важное свойство, оказывающее огромное значение на потомство.огромное значение на потомство.

В процессе эволюции приспособленность В процессе эволюции приспособленность живых существ росла с помощью живых существ росла с помощью естественного отбора. естественного отбора. Этот термин Этот термин популяризировал Чарльз Дарвин – известный популяризировал Чарльз Дарвин – известный английский ученый, изучивший механизм английский ученый, изучивший механизм эволюции.эволюции.

Виды отбораВиды отбора Направленный отборНаправленный отбор — изменения  — изменения

среднего значения признака в течение среднего значения признака в течение долгого времени, например увеличение долгого времени, например увеличение размеров тела;размеров тела;

Дизруптивный отборДизруптивный отбор — отбор на  — отбор на крайние значения признака и против крайние значения признака и против средних значений, например, большие и средних значений, например, большие и маленькие размеры тела;маленькие размеры тела;

Стабилизирующий отборСтабилизирующий отбор — отбор  — отбор против крайних значений признака, что против крайних значений признака, что приводит к приводит к уменьшению дисперсии признака.уменьшению дисперсии признака.

Кроме того, в процессе эволюции все живые Кроме того, в процессе эволюции все живые существа ведут борьбу за существование. Это существа ведут борьбу за существование. Это борьба за территорию, пищу, воду, самок и др. борьба за территорию, пищу, воду, самок и др. Важно, что в ходе такой борьбы погибают Важно, что в ходе такой борьбы погибают более слабые существа, и потомство выходит более слабые существа, и потомство выходит сильным и здоровым.сильным и здоровым.

Внутривидовая борьба - самая Внутривидовая борьба - самая ожесточеннаяожесточенная

Дрейф геновДрейф генов   явление ненаправленного изменения явление ненаправленного изменения

частот аллельных вариантов генов в популяцичастот аллельных вариантов генов в популяции, обусловленное случайными и, обусловленное случайными статистическими причинами. статистическими причинами.

Первые работы по изучению случайных Первые работы по изучению случайных процессов в популяциях были проведены в процессов в популяциях были проведены в начале 1930-х годов Сьюэлом начале 1930-х годов Сьюэлом Райтом в США, Роналдом Фишером в Англии, а Райтом в США, Роналдом Фишером в Англии, а также В. В. Лисовским, также В. В. Лисовским, М. А. Кузнецовым, Н. П. Дубининым и Д. Д. РоМ. А. Кузнецовым, Н. П. Дубининым и Д. Д. Ромашовым в СССР. машовым в СССР.

Роналд ФишерРоналд Фишер Н. П. ДубининН. П. Дубинин Сьюэл РайтСьюэл Райт

Эксперименты РайтаЭксперименты Райта В пробирки с кормом были помещены по две В пробирки с кормом были помещены по две

самки и по два самца мух самки и по два самца мух дрозофил, гетерозиготных по гену А. Через дрозофил, гетерозиготных по гену А. Через несколько поколений оказалось, что в несколько поколений оказалось, что в некоторых популяциях все особи стали некоторых популяциях все особи стали гомозиготными по мутантному аллелю (а), в гомозиготными по мутантному аллелю (а), в других популяциях он был вовсе утрачен, и, других популяциях он был вовсе утрачен, и, наконец, часть популяций содержала как наконец, часть популяций содержала как нормальный, так и мутантный аллель.нормальный, так и мутантный аллель.

Популяционные волныПопуляционные волны У быстро размножающихся видов наблюдается У быстро размножающихся видов наблюдается

периодическое чере дование быстрых периодическое чере дование быстрых подъемов численности и резких спадов. подъемов численности и резких спадов. Популяционные волны играют большую роль в Популяционные волны играют большую роль в ходе микроэволюции. С возрастанием ходе микроэволюции. С возрастанием численности популяции увеличивается численности популяции увеличивается вероятность появления новых мутаций и их вероятность появления новых мутаций и их ком бинаций. Если в среднем один мутант ком бинаций. Если в среднем один мутант появляется на 10 тыс. появляется на 10 тыс.

Причины изменения популяцииПричины изменения популяции

Наличие пищи. Рано или Наличие пищи. Рано или поздно количество еды поздно количество еды становится недостаточнымстановится недостаточным

Хищники. При росте числа Хищники. При росте числа «жетрв», хищникам «жетрв», хищникам становится легче охотится, становится легче охотится, их число растет)их число растет)

Абиотические факторы. Засухи, Абиотические факторы. Засухи, наводнения и другие природные наводнения и другие природные явления также могут оказать явления также могут оказать большое влияниебольшое влияние

Иногда антропогенные Иногда антропогенные факторы. Охота или факторы. Охота или другая хоз. другая хоз. Деятельность человека Деятельность человека тоже может оказать тоже может оказать влияниевлияние

Впервые на это явление обратил внимание и Впервые на это явление обратил внимание и ввел термин (1905г) С. С. Четвериков, ввел термин (1905г) С. С. Четвериков, выдающийся русский и советский выдающийся русский и советский биолог, генетик-эволюционист. биолог, генетик-эволюционист.

ИзоляцииИзоляции исключение или затруднение свободного исключение или затруднение свободного

скрещивания между особями одного вида. скрещивания между особями одного вида. Оказывает значительное влияние на Оказывает значительное влияние на видообразованиевидообразование

Географическая изоляцияГеографическая изоляция — обособление  — обособление определенной популяции от других популяций определенной популяции от других популяций того же вида каким-либо труднопреодолимым того же вида каким-либо труднопреодолимым

географическим препятствием.географическим препятствием. Препятствует Препятствует скрещиванию и обмену ген. Информацией скрещиванию и обмену ген. Информацией между представителями одного вида.между представителями одного вида.

Пример: возникновение препятствия, Пример: возникновение препятствия, которое разделило ареал обитания вида которое разделило ареал обитания вида (появление или разлив реки)(появление или разлив реки)

Репродуктивная изоляцияРепродуктивная изоляция в эволюционной  в эволюционной биологии — это механизмы, биологии — это механизмы, предотвращающие предотвращающие обмен генов между популяциями. обмен генов между популяциями. Разделение генофондов популяций в Разделение генофондов популяций в некоторых случаях ведет к образованию новых некоторых случаях ведет к образованию новых видов.  Может возникнуть из-за видов.  Может возникнуть из-за невозможности скрещивания особейневозможности скрещивания особей

ИтогИтог

Все представленные выше процессы Все представленные выше процессы оказывают значительное влияние на оказывают значительное влияние на изменение видов и ход эволюции. Всё это изменение видов и ход эволюции. Всё это происходило всегда и происходит сейчас. происходило всегда и происходит сейчас. Природа меняется, человеку это нужно Природа меняется, человеку это нужно учитывать и уважать еёучитывать и уважать её