Plačiai žinoma Hugo de Vries (N. de Vries) evoliucijos mutacijų teorija, sukurta 1901-1903 m. Ilgą laiką tyrinėdamas Oenothera genties ir kitų augalų kintamumą, de Vries atrado atsitiktinį Linėjos rūšių individų, turinčių neįprastą naują bruožą, reiškinį, kuris nuolat perduodamas palikuonims per neribotą kartų skaičių. Šiam reiškiniui apibūdinti jis pasiūlė terminą „mutacija“, kuris tapo elementaria genetikos sąvoka. Nereikia nė sakyti, kad genetinis terminas „mutacija“ neturi nieko bendra su Waagen mutacija – sąvoka, kuri anksčiau buvo įtraukta į paleontologiją.
Užregistravęs pastovių mutantinių formų atsiradimą, de Vries gavo pagrindą įprastas Linėjaus rūšis arba taksonomų rūšis laikyti monotipinių, genetiškai toliau neskaidomų elementarių rūšių (jordanonų), besiskiriančių viena nuo kitos vienu paveldimu požymiu, mišiniais. Remdamasis būtent tokių elementarių rūšių transformacijomis, de Vries sukūrė savo mutacinę evoliucijos teoriją.
Remiantis šia teorija, evoliucinės transformacijos vyksta šuoliais. Kartkartėmis, pabudusios gamtos „kūrybinės jėgos“ įtakoje, viena ar kita rūšis, iki tol ilgą laiką buvusi nepakitusi, patiria mutaciją ir beveik staiga virsta nauja rūšimi, kuri dabar iš karto ir tokiam laikui, kaip ir jo pirmtakas, tampa nuolatine. Poilsio periodai, trunkantys tūkstančius metų, kaitaliojasi su mutacijų laikotarpiais, kurie, lyginant su pirmaisiais, atrodo tik akimirkos.
De Vries pažymi, kad mutacijos, taigi ir naujų rūšių formavimasis, „nepriklauso nuo gyvenimo sąlygų“ (Vries de, 1904, p. 199). Speciacija taip pat vyksta nepriklausomai nuo natūralios atrankos. „Tam, anot jo, „nereikia nei kelių kartų, nei kovos už būvį, nei beverčių individų pašalinimo, nei atrankos“ (ten pat, p. 196).
Kova už būvį gamtoje vyksta, tačiau ji vyksta ne tarp tos pačios rūšies individų, kaip tikėjo Darvinas, o tarp skirtingų rūšių. Tuo pačiu metu kova už būvį, priešingai nei Darvino požiūriu, rūšių įvairovę ne didina, o mažina, naikindama negyvybingas formas. Taigi H. de Vries'as sumažino sudėtingą specifikacijos ir evoliucijos procesą iki vienintelio veiksnio – „rūšinio kintamumo“ (Zavadsky, 1973, p. 274) – ir taip išgelbėjo savo oponentus nuo ilgos jo koncepcijos kritikos.
Ryžiai. 3. Specifikacijos schema (po: de Vries. 1904)
De Vriesas aiškiai pademonstravo savo sprogstamosios specifikacijos koncepciją scheminio šeimos medžio pavidalu (3 pav.), išoriškai labai primenantį kabombos dumblius, gerai žinomus akvariumininkams. Tai ilgas, kartais išsišakojęs siūlas, sudarantis vienodais atstumais vienas nuo kito esančių suktukų masę. Kiekviena sraigto atšaka yra rūšis arba porūšis, turintis pradžią ir pabaigą, o kiekviena gijos grandis tarp gretimų sraigių yra nepakitusi pirminės rūšies būsena. Kiekvienas sraigtas atitinka mutacijos periodą, tačiau visas medis atstovauja genčiai.
Šis „de Vries“ nėra ribojamas. Jis priduria, kad piešinį būtų galima panašiai tęsti žemyn „iki seniausių gyvų būtybių“, ir toliau rašo: „Brėžinyje... mes kylame nuo rūšies iki sambūrio (Oenothera lamarckiana), nuo sambūrio į pogrupius (Onagra ir Euoenothera). ), taigi ir gentims (Oenothera). Pošeimos, šeimos ir visos aukštesnės sistemos atitiktų senesnius sprogimus. Jei visa sistema mums būtų žinoma be spragų ir genealoginis medis apibrėžimui būtų įprastos dvilypės lentelės pavidalu, tai kiekvienas išsišakojimas mums reikštų sprogimo vietą...“ (Fries de, 1904. P. . 192).
Palyginus de Vries specifikacijų schemą su Darvino divergencijos diagrama, pamatysime, kad jos, kaip ir abiejų mokslininkų supraspecifinės evoliucijos metodų interpretacija, yra iš esmės panašios. Abiem atvejais naujos formos susidaro atsišakojus nuo anksčiau buvusio vienintelio protėvio. Tiesa, pagal Darvino diagramą išsišakojimas yra dvilypis, nes tarpinės formos išnyksta; de Vriese jis yra vėduoklės formos (skraigtuotas), nes tarpinės formos, kaip ir pirminė, išsaugomos nesant tarprūšinės kovos. Tačiau šie skirtumai nėra tokie esminiai. Kitas skirtumas yra daug svarbesnis. Darvinui naujų rūšių gimimas yra sklandus procesas, vykstantis lėtai ir palaipsniui, de Vries – staigus ir staigus.
Ryžiai. 4. Darvino diagramos fragmentas (tik A) (iš: Skovron, 1987)
Tačiau suprasdami supraspecifinės evoliucijos būdus, de Vries ir Darwin yra vieningi. Abiem atvejais aukštesnių taksonų susidarymas yra laipsniško pokyčių kaupimosi rezultatas, taigi ir laiko klausimas. Pasak de Vries, kiekvienas pagrindinis evoliucijos žingsnis susideda iš mutacijų serijos. De Vriesas, kaip ir Darvinas, nedaro kokybinio skirtumo tarp specifikacijos ir didelio masto evoliucijos procesų.
Labai supaprastindamas progresyvų vystymąsi, susijusį su „organizacijos tobulinimu“, de Vriesas manė, kad evoliucijai įgyvendinti nuo gyvybės pradžios iki šiuolaikinių aukštesnių formų atsiranda tik keli tūkstančiai paveldimų vienetų arba evoliucinių vienetų. žingsnių, reikėjo. „Paprastai kiekvienu mutacijos periodu, – rašė de Vriesas, – organizacija žengia žingsnį į priekį. Vadinasi, kiek tokių žingsnių organizacija padarė nuo pat pradžių, tiek daug mutacijos periodų buvo“ (ten pat, p. 201–202).
Atsižvelgiant į gyvybės Žemėje trukmę, lygią 24 milijonams metų, o mutacijų periodų skaičių lygus 6000, de Vries nustatė, kad vidutinė ramybės fazės trukmė tarp mutacijos periodų turėtų būti 4000 metų (pagal de Vriesą, tai yra „labai grubus apytikslis apytikslis vertinimas“). Šie skaičiai apibūdina sparčiausią pažangą, kurią padarė aukštesni augalai ir gyvūnai. Kalbant apie žemesniuosius, jų mutacijos periodų skaičius buvo mažas, o poilsio fazės buvo labai ilgos. De Vries tuo pat metu priduria, kad jei, sekant Darvinu, progresyvi evoliucija aiškinama mažų pokyčių atranka ir kaupimu, tai „milijonų šimtmečių nepakaks... net milijardų metų“ (Fries de, 1932, p. . 70).
Pirmoje geologijos istorijos pusėje gyvų būtybių pasaulio raida turėjo vykti kelis kartus greičiau nei vėliau. Pažanga po truputį silpo. „Atėjus žmogui, atrodo, kad tikslas buvo pasiektas, o dabar viskas vyksta taip vangiai, kad progresas, atrodo, baigėsi: mums atrodo, kad kartu su juo žengiame tik paskutinius jo žingsnius“ (Fries de, 1904). , p. 209). Atsižvelgdamas į šį grynai finalinį pobūdį, de Vries numatė cikliškumo ir evoliucijos nykimo sampratą, populiarią tarp XX amžiaus trečiojo ir ketvirtojo dešimtmečio finalininkų.
Kaip neabejotina bendra gyvųjų pažanga, susijusi su „laipsnišku savybių ir savybių skaičiaus daugėjimu“, progresyvios mutacijos, anot de Vries, įvyksta labai retai. Gamtoje regresinės („retrogresinės“) mutacijos yra daug dažnesnės, susijusios, pavyzdžiui, su bruožo praradimu, ir „... rūšių kilmė gamtoje dažniausiai vyksta retrogresyviai“ (Fries de, 1932, p. 124).
De Vries teorijoje aiškiai pateikiami du rūšiavimo būdai: 1) „grupinis specifikacijos būdas“, kai pagrindinio stiebo šone atsiranda naujų formų šakų pavidalu, kurios sudaro ratą, ir 2) „filogenetinis. “, atliekama linijomis, jungiančiomis sūkurius. Pasak de Vries, pirmasis rūšiavimo būdas užtikrina gamtos turtingumą ir įvairovę, o antrasis – „sistemai būdingą padalijimą“, tačiau jie nėra atskirti vienas nuo kito aštria linija (Vries de, 1918; Friese de, 1932, p. 118–119). Taikant šiuos rūšiavimo metodus galima nesunkiai atspėti artumą šiuolaikinėms idėjoms apie kladistinę ir filetinę specifikaciją.
Baigdamas de Vries teorijos analizę, reikia pasakyti, kad nepaisant kai kurių teiginių, palaikančių natūralios atrankos evoliucinį vaidmenį (Vries de, 1918), de Vriesas buvo apskritai antidarvinizmo, gana mechanistinio ir supaprastinto. koncepcija, kurią K.M. Zavadskis (1973) nurodė vieną iš pagrindinių genetinio antidarvinizmo atmainų. Kartu reikia pažymėti, kad būdamas nešališkas ir puikus tyrinėtojas, turintis didelę mokslinę intuiciją, de Vriesas išsakė tris pagrindinius teiginius, kurie sudarė šiuolaikinės skyrybinės pusiausvyros teorijos šerdį ir iki šiol buvo karštų diskusijų objektas. . Tai apima mutacijos periodiškumo ir specifikacijos sprogumo idėją, tarprūšinės kovos neigimą ir makroevoliucinio tarprūšinės kovos vaidmens pripažinimą, poziciją dėl daugumos naujų rūšių formavimosi dėl šoninių šakų.
Visiškai kitokio požiūrio į intraspecifinės ir supraspecifinės evoliucijos ryšį laikėsi kitas genetikas L. Keno, de Vries amžininkas.
L. Keno į evoliucijos istoriją įėjo kaip išankstinės adaptacijos teorijos autorius. Pagrindinę šios teorijos idėją Quenot išreiškė jau 1901 m. (Cuenot, 1901); kol de Vriesas nepaskelbė mutacijų teorijos, o vėliau daugelyje publikacijų suformulavo kaip išsamią doktriną (Cuenot, 1925, 1929, 1936). Nuo pat pradžių Keno manė, kad tarp aplinkos, kurioje gimsta nauja rūšis, sąlygų ir jos prisitaikymo prie jos nėra priežastinio ryšio, o rūšių organizavimo ypatumai visiškai neatsiranda veikiant Lamarko veiksniams. arba natūrali atranka. Jis lengvai priėmė mutaciją, manydamas, kad ši koncepcija ir jo paties teorija papildo viena kitą, nes, jo nuomone, per mutacijas gali susidaryti naujos struktūros. Ne be pasididžiavimo Quenot save laikė viena iš jauniausių evoliucionistų mokyklų, kurią pavadino „Mendelio, arba mutacijos, ar net ikiadaptacijos šalininku“ (Cuenot, 1921, p. 467).
Tačiau laikui bėgant Keno tapo vis aiškiau, kad nepaisant mutacijos proceso, kaip materialaus evoliucijos pagrindo, svarbos, jo galimybes riboja specifikacijos sistema. Palaipsniui jis prieina prie išvados, kad mutacijų teorija, papildyta izoliacijos veiksniu, gali patenkinamai paaiškinti Jordanonų (elementarių rūšių), geografinių rasių ir atmainų, kurios ilgainiui pasiekia rūšies lygį, atsiradimą, tačiau nieko negali duoti supratimui. tikroji (t.y. makro-) evoliucija, kuriai būdingas naujų organų ir morfologinių struktūrų atsiradimas. Atmesdamas kūrybinį atrankos vaidmenį, Queno atkakliai ieškojo kitų priežasčių, paaiškinančių šią evoliuciją plačiu mastu. Ieškodamas jų, jis vis labiau buvo linkęs į finalizmą (plačiau žr.: Nazarovas, 1984).
Matyt, lemiamą reikšmę Keno pereinant į finalizmo poziciją turėjo eksperimentinis afrikinio karpos (Phacochoerus africanus) priekinių galūnių riešo embriogenezėje tyrimas, atliktas kartu su R. Anthony (Anthony). ir Cuenot, 1939). Būtent dėl šio darbo Keno patikėjo stebuklingu sisteminiu vienos pagrindinės mutacijos poveikiu, kuri, kartu su naujo organo sukūrimu, turėjo sukelti atitinkamą maisto gamybos instinktą.
Nuo šio momento Keno užvaldo finalistinė idėja, kad sudėtingi organai, tokie kaip stuburinių akis, paukščio sparnas ar žuvies elektriniai organai, susidaro ne dėl laipsniškų nedidelių ir atsitiktinių pokyčių, sukauptų atrankos metu, o tik viskas iš karto, kaip vieno nedalomo veiksmo rezultatas, veikiamas imanentinės gyvos „embrioninės išmonės“. Tuo pačiu metu nauji organai turi turėti visišką tobulumą nuo pat jų atsiradimo momento. Griebtis darviniško paaiškinimo metodo, naudojant nedidelius patobulinimus, pasak Keno, šiuo atveju yra beprasmiška, nes kol visiškai nesusiformavę nauji organai negali funkcionuoti ir yra visiškai nenaudingi.
Iki 1940-ųjų pabaigos Keno galutinai nusivylė mutacijų teorija, apribodamas jos taikymo sritį rasėms ir specifikacijai (mikroevoliucijai). Jis taip pat atmeta išankstinio prisitaikymo teoriją. Negrįžtamai pereidamas prie finalizmo pozicijos, Queno dabar tvirtai tiki, kad didelio masto evoliucija, susijusi su organizacijos tipų formavimu, yra kontroliuojama nežinomo nematerialaus psichinio pobūdžio veiksnio ir neturi nieko bendra su evoliucija rūšies viduje. .
Genetikas ir energingas neolamarkizmo ir darvinizmo kritikas E. Guillenot taip pat patyrė panašią savo pažiūrų metamorfozę. Iš to, kas pasakyta, aišku, kad tarp pačių genetikos kūrėjų nebuvo vienybės intraspecifinės ir viršspecifinės evoliucijos varomųjų jėgų klausimu. Sunku būtų to tikėtis, nes genetika, kaip eksperimentinis mokslas, ilgą laiką išlikęs praktiškai vieninteliu hibridologinės analizės metodu, pasirodė neprieinamas tiriant supraspecifinių taksonų, kurie arba nekryžminasi, arba ne Mendelio, elgseną. Klasikinės genetikos raidos laikotarpio tyrinėtojai daugiausia užsiėmė Mendelio bruožų, būdingų intraspecifiniams poskyriams, geriausiu atveju, rūšių pasiskirstymui palikuoniuose. Todėl nenuostabu, kad jų samprotavimai apie viršspecifinės evoliucijos veiksnius (jei jie apskritai tuo domėjosi) buvo labiau pagrįsti spėlionėmis, moksline intuicija, o ne faktiniais duomenimis. Tačiau ir tokiomis sąlygomis buvo daromi spėjimai, gerokai lenkiantys to meto mokslo lygį.
Terminas „mutacija“ (iš lot. mutacija- pakeitimas) jau seniai naudojamas biologijoje, norint nurodyti bet kokius staigius pokyčius. Pavyzdžiui, vokiečių paleontologas W. Waagenas perėjimą iš vienos fosilijos formos į kitą pavadino mutacija. Retų bruožų, ypač melanistinių formų, atsiradimas tarp drugelių taip pat buvo vadinamas mutacija.
Šiuolaikinės idėjos apie mutacijas susiformavo iki XX amžiaus pradžios. Pavyzdžiui, rusų botanikas Sergejus Ivanovičius Koržinskis 1899 m evoliucinė heterogenezės teorija, remiantis idėjomis apie pagrindinį evoliucinį diskrečių (nepertraukiamų) pokyčių vaidmenį.
Tačiau garsiausias olandų botaniko Hugo (Hugo) De Vries mutacijų teorija(1901), kuris įvedė modernią genetinę mutacijos sampratą, nurodant retus bruožo variantus tėvų palikuonims, kurie neturėjo šios savybės.
De Vries sukūrė mutacijų teoriją, pagrįstą plačiai paplitusių piktžolių augalo, dvejų metų drebulės ar nakvišų stebėjimais. Oenothera biennis). Šis augalas turi keletą formų: stambiažiedis ir smulkiažiedis, žemaūgis ir milžinas. De Vries rinko sėklas iš tam tikros formos augalo, jas pasėjo ir palikuonims gavo 1 ... 2% skirtingos formos augalų. Vėliau buvo nustatyta, kad retų nakvišų požymio variantų atsiradimas nėra mutacija; toks poveikis atsiranda dėl šio augalo chromosomų aparato organizavimo ypatumų. Be to, retų bruožų variantų gali atsirasti dėl retų alelių derinių (pavyzdžiui, papūgų baltą plunksnos spalvą lemia retas derinys aabb).
Pagrindinės De Vries mutacijų teorijos nuostatos liko ištikimas iki šiol:
- Mutacijos atsiranda staiga, be jokių perėjimų.
- Sėkmė identifikuojant mutacijas priklauso nuo analizuojamų asmenų skaičiaus.
- Mutantinės formos yra gana stabilios.
- Mutacijoms būdingas diskretiškumas (nepertraukiamumas); tai kokybiniai pokyčiai, kurie nesudaro ištisinių eilučių, nėra sugrupuoti pagal vidutinį tipą (režimą).
- Tos pačios mutacijos gali kartotis.
- Mutacijos vyksta įvairiomis kryptimis, jos gali būti žalingos ir naudingos
Šiuo metu priimtas toks mutacijų apibrėžimas:
Mutacijos – tai kokybiniai genetinės medžiagos pokyčiai, lemiantys tam tikrų organizmo požymių pasikeitimą.
Mutacija yra atsitiktinis reiškinys, t.y. neįmanoma numatyti: kur, kada ir koks pokytis įvyks. Galima tik įvertinti mutacijų populiacijose tikimybę žinant tikrąjį tam tikrų mutacijų dažnį.
Genų mutacijos išreikštas atskirų DNR sekcijų struktūros pasikeitimu. Pagal pasekmes genų mutacijos skirstomos į dvi grupes:
- mutacijos be kadrų poslinkio,
- kadrų poslinkio mutacijos.
Mutacijos be kadrų poslinkio skaitymai atsiranda dėl nukleotidų porų pakeitimo, o bendras DNR ilgis nekinta. Dėl to galimas aminorūgščių pakeitimas, tačiau dėl genetinio kodo išsigimimo galima išsaugoti ir baltymo struktūrą.
Kadrų poslinkio mutacijos rodmenys (kadrų poslinkiai) atsiranda dėl nukleotidų porų įterpimo arba praradimo, o bendras DNR ilgis keičiasi. Rezultatas – visiškas baltymo struktūros pasikeitimas.
Tačiau jei po nukleotidų poros įterpimo prarandama nukleotidų pora (arba atvirkščiai), baltymų aminorūgščių sudėtis gali būti atkurta. Tada dvi mutacijos bent iš dalies kompensuoja viena kitą. Šis reiškinys vadinamas intrageninis slopinimas.
Organizmas, kurio mutacija randama visose ląstelėse, vadinamas mutantas. Taip atsitinka, jei tam tikras organizmas išsivysto iš mutantinės ląstelės (gametų, zigotų, sporų). Kai kuriais atvejais mutacija randama ne visose somatinėse kūno ląstelėse; toks organizmas vadinamas genetinė mozaika. Taip atsitinka, jei mutacijos atsiranda ontogenezės – individo vystymosi metu. Galiausiai, mutacijos gali atsirasti tik generacinės ląstelės(lytinėse ląstelėse, sporose ir lytinių ląstelių ląstelėse – sporų ir gametų pirmtakų ląstelėse). Pastaruoju atveju organizmas nėra mutantas, bet kai kurie jo palikuonys bus mutantai.
TESTAS
pagal discipliną _________________________________
Padaryta: _____________________
_______________________________
Patikrinta: ____________________
_____________________________
Permė, 2016 m
Biologija yra mokslas apie dėsnius, reguliuojančius gyvų organizmų sąveiką tarpusavyje ir su aplinka.
Mokslininkas, sukūręs pirmąją faktais pagrįstą evoliucijos teoriją, buvo puikus prancūzų gamtininkas J.-B. Lamarkas. Pagal tiriamus objektus biologija skirstoma į atskirus mokslus:
– mikrobiologija
- botanika
-zoologija
-genetika (mokslas apie svarbiausias gyvosios medžiagos savybes - paveldimumą ir
Naudojami fizikos, chemijos ir matematikos metodai ir požiūriai. Reikėtų pažymėti reikšmingus pasiekimus biochemijos, molekulinės biologijos ir biofizikos srityse. Pagal gyvosios medžiagos tyrimo lygį yra:
molekulinė biologija
citologija (ląstelių tyrimas)
histologija (audinių tyrimas)
anatomija (mokslas apie organus)
organizmų biologija
organizmų grupių (populiacijų, rūšių ir kt.) biologija .ü
Naujausi biologijos pasiekimai paskatino iš esmės naujų mokslo krypčių atsiradimą, kurios tapo savarankiškomis sekcijomis nepriklausomų disciplinų komplekse. Genų - paveldimumo struktūrinių vienetų - molekulinės struktūros atradimas buvo pagrindas sukurti genų inžineriją - metodų rinkinį, kuriuo organizmai sukuriami su naujais (įskaitant ir tuos, kurių gamtoje nėra) paveldimų savybių deriniais ir savybių. Šiuolaikinės biologijos laimėjimų praktinis pritaikymas jau dabar leidžia gauti pramoniniu požiūriu reikšmingus kiekius žmogui būtinų biologiškai aktyvių medžiagų (antibiotikų; kasos insulino hormono; interferono – medžiagos, išskirtos iš leukocitų ir vartojamos įvairioms infekcinėms ligoms gydyti ir gydyti). gripo profilaktikai).
Studijų metodai dalijasi:
į objektyvų ir subjektyvų.
Lyginamasis metodas (XVIII) – per palyginimą, tirti organizmų ir jų dalių panašumus ir skirtumus. Sistema buvo pagrįsta jos principais, buvo sukurta ląstelių teorija. Jo taikymas prisidėjo prie evoliucinių idėjų įtvirtinimo biologijoje ir daugelyje mokslų.
Stebėjimo metodas leidžia analizuoti ir apibūdinti biologinius reiškinius. Kalbant apie stebėjimo metodą, aprašomas aprašomasis metodas. Faktų rinkimas ir aprašymas buvo pagrindinis tyrimo metodas ankstyvuoju biologijos raidos laikotarpiu, tačiau neprarado savo reikšmės ir šiandien.
Eksperimentinis- sukurtas kryptingai kuriant situaciją, padedančią tirti laukinės gamtos savybes ir reiškinius. Leidžia tyrinėti atskirai ir pasiekti tam tikras sąlygas. Giliau nei kiti metodai, įsiskverbimas į esmę.
Stebėjimai ir eksperimentai yra pagrindiniai (fiziologiniai) eksperimentai.
Istorinis- išsiaiškina organizmų atsiradimo ir vystymosi dėsningumus, jų sandaros ir veiklos formavimąsi.
Modeliavimas– modernus metodas – proceso ar reiškinio tyrimas atkuriant jo paties ar esmines savybes modelio pavidalu. Eksperimento su modeliu pranašumas yra tas, kad modeliuojant galima atkurti tokias kraštutines pozicijas, kurių kartais nepavyksta atkurti pačiame objekte. Pavyzdžiui, remiantis modeliavimu galima išsiaiškinti atominio karo pasekmes biosferai.
instrumentinė fiziologija- specialių prietaisų pagalba galima laiku aptikti ligas, netinkamą organizmo funkcionavimą.
Ūminiai eksperimentai – chirurginės intervencijos ir organų izoliacija buvo leista tirti organizmo funkcijas ir pokyčius.
Biologijos reikšmė žmonėms yra didžiulė. Paveldimumo ir kintamumo dėsnių išmanymo dėka žemės ūkyje buvo pasiekta didelė sėkmė kuriant naujas labai produktyvias naminių gyvulių veisles ir kultūrinių augalų veisles. Išvesta šimtai javų, ankštinių augalų, aliejinių augalų ir kitų kultūrų veislių,
mutacijų teorija. Mutacijų tipai
Mutacijų kintamumas
Mutacijos yra paveldimi genotipinės medžiagos pokyčiai. Jie apibūdinami kaip reti, atsitiktiniai, nerežisuoti įvykiai. Dauguma mutacijų sukelia įvairius normalaus vystymosi sutrikimus, kai kurie iš jų yra mirtini, tačiau tuo pačiu metu daugelis mutacijų yra natūralios atrankos ir biologinės evoliucijos šaltinis.
Mutacijų dažnis didėja veikiant tam tikriems veiksniams – mutagenams, galintiems pakeisti paveldimąją medžiagą. Pagal savo pobūdį mutagenai skirstomi į fizinius (jonizuojanti spinduliuotė, UV spinduliuotė ir kt.), cheminius (daug įvairių junginių), biologinius (virusai, mobilūs genetiniai elementai, kai kurie fermentai). Mutagenų skirstymas į endogeninius ir egzogeninius yra gana sąlyginis. Taigi jonizuojanti spinduliuotė, be pirminio DNR pažeidimo, ląstelėje formuoja nestabilius jonus (laisvuosius radikalus), kurie gali sukelti antrinį genetinės medžiagos pažeidimą. Daugelis fizinių ir cheminių mutagenų taip pat yra kancerogenai, t.y. sukelti piktybinių ląstelių augimą.
Mutacijos greitis atitinka Biometrijoje naudojamą Puasono skirstinį, kai vieno įvykio tikimybė yra labai maža, tačiau imtis, kurioje įvykis gali įvykti, yra didelė. Vieno geno mutacijų tikimybė gana maža, tačiau organizme genų skaičius didelis, o populiacijos genofonde – didžiulis.
Literatūroje galima rasti įvairių mutacijų: pasireiškimu heterozigote (dominuojantis, recesyvinis), jonizuojančiu veiksniu (spontaniškas, sukeltas), lokalizacija (generatyvinis, somatinis), fenotipiniu pasireiškimu (biocheminis, morfologinis, elgesio, mirtinas, ir tt).
Mutacijos klasifikuojamos pagal genomo pokyčio pobūdį. Pagal šį rodiklį išskiriamos 4 mutacijų grupės.
Genas – atskirų genų DNR nukleotidų sudėties pokyčiai.
Chromosominės (aberacijos) – chromosomų struktūros pokyčiai.
Genominis – chromosomų skaičiaus pokyčiai.
Citoplazminiai – nebranduolinių genų pokyčiai.
mutacijų teorija
Mutacijų teorija arba, tiksliau, mutacijų teorija, yra vienas iš genetikos pagrindų. Ji atsirado netrukus po to, kai G. De Vries (1901-1903) darbuose buvo atrasti G. Mendelio dėsniai. Dar anksčiau rusų botanikas S.I. Koržinskis (1899) veikale „Heterogenezė ir evoliucija“. Teisinga kalbėti apie Korženevskio - De Vrieso, kuris didžiąją savo gyvenimo dalį skyrė augalų mutacinio kintamumo problemos tyrinėjimui, mutacijų teoriją.
Iš pradžių mutacijų teorija buvo sutelkta tik į fenotipinį paveldimų pokyčių pasireiškimą, praktiškai nenagrinėdama jų pasireiškimo mechanizmo. Remiantis G. De Vries apibrėžimu, mutacija yra staigus, pertraukiamas paveldimo požymio pasikeitimas. Iki šiol, nepaisant daugybės bandymų, nėra glausto mutacijos apibrėžimo, geresnio už tą, kurį pateikė G. De Vries, nors jis nėra be trūkumų.
Pagrindinės G. De Vries mutacijų teorijos nuostatos yra šios:
1. Mutacijos atsiranda staiga kaip atskiri bruožų pokyčiai.
2. Naujos formos yra stabilios.
3. Skirtingai nuo nepaveldimų pokyčių, mutacijos nesudaro ištisinių serijų, jos nėra sugrupuotos pagal jokį vidutinį tipą. Jie atspindi kokybinius pokyčius.
4. Mutacijos pasireiškia įvairiai ir gali būti naudingos ir žalingos.
5. Tikimybė aptikti mutaciją priklauso nuo tirtų individų skaičiaus.
6. Panašios mutacijos gali kartotis.
Kaip ir daugelis ankstyvojo laikotarpio genetikų, G. De Vries klaidingai manė, kad dėl mutacijų iškart gali atsirasti naujų rūšių, t.y. apeinant natūralią atranką.
G. De Vries sukūrė savo mutacijų teoriją, remdamasis eksperimentais su įvairiomis Oenothera rūšimis. Tiesą sakant, jis negavo mutacijų, bet stebėjo kombinuoto kintamumo rezultatą, nes formos, su kuriomis jis dirbo, buvo sudėtingos heterozigotos perkėlimui.
Griežto mutacijų atsiradimo įrodymo garbė priklauso W. Johansenui, tyrinėjusiam grynųjų (savidulkių) pupų ir miežių linijų paveldėjimą. Jo gautas rezultatas buvo susijęs su kiekybine savybe – sėklų mase. Tokių savybių išmatuotos vertės būtinai skiriasi, pasiskirstant pagal tam tikrą vidutinę vertę. Tokių bruožų mutacinį pokytį atrado W. Johannsen (1908-1913). Pats šis faktas jau pateikia vieną iš G. De Vries nuostatų (3 punktas, G. De Vries mutacijų teorija).
Vienaip ar kitaip, tačiau hipotezė apie staigių paveldimų pakitimų – mutacijų galimybę, apie kurią amžių sandūroje diskutavo daugelis genetikų (tarp jų ir W. Batsonas), sulaukė eksperimentinio patvirtinimo.
Didžiausias kintamumo tyrimo darbų apibendrinimas XX amžiaus pradžioje. tapo homologinių eilučių dėsniu pagal paveldimą N.I. Vavilovas, kurį jis suformulavo 1920 metais pranešime III visos Rusijos veislininkystės kongrese Saratove. Pagal šį dėsnį artimoms organizmų rūšims ir gentims būdinga panaši paveldimo kintamumo serija. Kuo arčiau taksonomiškai laikomi organizmai, tuo didesnis panašumas pastebimas jų kintamumo eilėje (spektre). Šio įstatymo galiojimas N.I. Vavilovas iliustravo ant didžiulės botaninės medžiagos.
Teisė N.I. Vavilova randa patvirtinimą tirdama gyvūnų ir mikroorganizmų kintamumą ir ne tik visų organizmų, bet ir atskirų struktūrų lygmeniu. Akivaizdu, kad N.I. Vavilovas yra vienas iš mokslo laimėjimų, paskatinusių šiuolaikines idėjas apie daugelio biologinių struktūrų ir funkcijų universalumą.
Teisė N.I. Vavilova turi didelę reikšmę veisimo praktikai, nes ji numato tam tikrų kultūrinių augalų ir gyvūnų formų paiešką. Žinant vienos ar kelių artimai giminingų rūšių kintamumo pobūdį, galima tikslingai ieškoti formų, kurios dar nežinomos tam tikrame organizme, bet jau atrastos jo taksonominėse giminėse.
Mutacijų klasifikacija
„mutacijos“ sąvokų apibrėžimo sunkumus geriausiai iliustruoja jos tipų klasifikacija.
Yra keletas tokios klasifikacijos principų.
A. Pagal genomo pokyčio pobūdį:
1. Genominės mutacijos – chromosomų skaičiaus pokytis.
2. Chromosomų mutacijos arba chromosomų persitvarkymai – tai chromosomų struktūros pokyčiai.
3. Genų mutacijos – genų pasikeitimas.
B. Pasireiškus heterozigote:
1. Dominuojančios mutacijos.
2. Recesinės mutacijos.
B. Nukrypstant nuo normos arba vadinamojo laukinio tipo:
1. Tiesioginės mutacijos.
2. Reversijos. Kartais kalbama apie nugaros mutacijas, tačiau akivaizdu, kad jos yra tik reversijų pogrupis, nes vadinamosios slopinančios mutacijos iš tikrųjų yra plačiai paplitusios.
D. Priklausomai nuo priežasčių, sukeliančių mutacijas:
1. Spontaniškas, atsirandantis be aiškios priežasties, t.y. be jokios skatinančios eksperimentatoriaus įtakos.
2. Sukeltos mutacijos.
Tik šie keturi genetinės medžiagos pokyčių klasifikavimo būdai yra pakankamai griežti ir turi visuotinę reikšmę. Kiekvienas šių klasifikavimo metodų metodas atspindi tam tikrą reikšmingą bet kokių organizmų: eukariotų, prokariotų ir jų virusų mutacijų atsiradimo ar pasireiškimo aspektą.
Yra konkretesnių mutacijų klasifikavimo metodų:
D. Pagal lokalizaciją ląstelėje:
1. Branduolinė.
2. Citoplazminis. Šiuo atveju dažniausiai numanomos nebranduolinių genų mutacijos.
E. Dėl paveldėjimo galimybės:
1. Generacinė, atsiranda lytinėse ląstelėse.
2. Somatiniai, atsirandantys somatinėse ląstelėse.
Akivaizdu, kad paskutiniai du mutacijų klasifikavimo būdai yra taikomi eukariotams, o mutacijų svarstymas jų atsiradimo somatinėse ar lytinėse ląstelėse požiūriu yra svarbus tik daugialąsčiams eukariotams.
Labai dažnai mutacijos klasifikuojamos pagal jų fenotipinį pasireiškimą, t.y. priklausomai nuo besikeičiančios savybės. Tada atsižvelgiama į mirtinas, morfologines, biochemines, elgesio, atsparumo ar jautrumo mutacijas žalingiems veiksniams ir pan.
Apskritai galime pasakyti, kad mutacijos yra paveldimi genetinės medžiagos pokyčiai. Jų išvaizda vertinama pagal ženklų pokyčius. Visų pirma, tai taikoma genų mutacijoms. Chromosomų ir genominės mutacijos taip pat išreiškiamos pasikeitus bruožų paveldėjimo pobūdžiui.
mutacijų teorija
mutacijų teorija arba mutacijų teorija– genetikos skyrius, kuris padeda pagrindus genetiniam kintamumui ir evoliucijai.
atsiradimas
Mutacijų teorija yra vienas iš genetikos pagrindų. Jis atsirado netrukus po to, kai XX amžiaus pradžioje T. Morganas iš naujo atrado Mendelio įstatymus. Galima manyti, kad jis beveik vienu metu kilo olando De Vries (1903) ir naminio botaniko S. I. Koržinskio (1899) galvose. Tačiau pirmenybė pirmumo ir didesnio pradinių nuostatų sutapimo atžvilgiu priklauso rusų mokslininkui. Pagrindinės evoliucinės reikšmės diskretiškam kintamumui pripažinimas ir natūralios atrankos vaidmens neigimas Koržinskio ir De Vries teorijose buvo susijęs su tuo metu neišsprendžiamumu Charleso Darwino evoliuciniame mokyme tarp svarbaus mažųjų vaidmens. nukrypimai ir jų „absorbcija“ kirtimų metu (žr. Jenkino košmarą) .
Pagrindiniai klausimai
Pagrindinės Koržinskio-De Vrieso mutacijų teorijos nuostatos gali būti sumažintos iki šių punktų:
- Mutacijos yra staigios, kaip atskiri bruožų pokyčiai
- Naujos formos yra tvarios
- Skirtingai nuo nepaveldimų pokyčių, mutacijos nesudaro ištisinių serijų, jos nesigrupuoja aplink jokį vidutinį tipą. Jie reprezentuoja kokybinius pokyčių šuolius.
- Mutacijos pasireiškia įvairiais būdais ir gali būti naudingos ir žalingos.
- Tikimybė aptikti mutacijas priklauso nuo tiriamų asmenų skaičiaus
- Panašios mutacijos gali atsirasti daugiau nei vieną kartą
H. De Vries tyrimai buvo atlikti su įvairiomis Oenothera rūšimis, kurios eksperimento metu mutacijų neišskyrė, tačiau parodė sudėtingą kombinacinį kintamumą, nes šios formos buvo sudėtingos heterozigotos translokacijoms.
Griežtas mutacijų atsiradimo įrodymas priklauso W. Johannsenui, remiantis eksperimentais su savidulkiomis pupų ir miežių linijomis – buvo ištirtos sėklų masės, šio požymio mutacinį pokytį atrado W. Johannsenas (1908-1913). ). Pažymėtina, kad net ir turint mutacinį pobūdį, sėklų masė buvo paskirstyta, palyginti su kai kuriomis vidutinėmis vertėmis, todėl kilo abejonių dėl trečiojo mutacijos teorijos taško.
Pastabos
Wikimedia fondas. 2010 m.
Pažiūrėkite, kas yra „mutacijų teorija“ kituose žodynuose:
Teigia, kad iš dviejų kintamumo kategorijų, nuolatinio ir nenutrūkstamojo (diskrečiojo), paveldimas tik diskretinis kintamumas. Goll. botanikas X. De Vries 1901 1903. Osn. M. t. nuostatos: mutacija atsiranda staiga... Biologinis enciklopedinis žodynas
mutacijų teorija- * mutacijų teorija * mutacijų teorija yra teorija, pagrįsta tik atskirų (mutacinių) organizmo genomo pokyčių paveldimumo pripažinimu. M. t. sukūrė G. de Vries 1901–1903 m. Kai kurios jo nuostatos (kurios peržiūros ... ... Genetika. enciklopedinis žodynas
Jis atsirado atradus paveldimų organizmų savybių ir savybių pokyčių mutacijas. Remiantis mutacijų teorija (rusų mokslininkas S. I. Koržinskis, 1899 m., olandas H. De Vriesas, 1901 m., 1903 m.), staigios, staigios mutacijos yra lemiamas veiksnys ... Didysis enciklopedinis žodynas
Jis atsirado atradus paveldimų organizmų savybių ir savybių pokyčių mutacijas. Remiantis mutacijų teorija (rusų mokslininkas S. I. Koržinskis, 1899, olandas X. De Vries, 1901 03), aštrios, staigios mutacijos yra lemiamos ... ... enciklopedinis žodynas
Mutacijų teorija Teoriją, pagrįstą tik atskirų (mutacinių) kūno pokyčių paveldimumo pripažinimu, 1901 03 sukūrė H. De Vries; nemažai M.t. (rūšių sukūrimas dėl mutacijų be atrankos ir kt.), ... ... Molekulinė biologija ir genetika. Žodynas.
mutacijų teorija- EMBRIOGENEZĖS MUTACIJOS TEORIJA. PAGRINDINĖS MUTACIJOS TEORIJOS NUOSTATOS - 1. Mutacijos atsiranda staiga, staigiai, be jokių perėjimų ir nesudaro ištisinių serijų. 2. Mutacijos yra paveldimos. 3. Jie yra nekryptiniai, t.y. ... Bendroji embriologija: terminų žodynas
XX amžiaus pradžioje sukurta kintamumo ir evoliucijos teorija. H. De Vries. Anot M. t., iš dviejų kintamumo kategorijų – nuolatinio ir su pertrūkiais (diskrečiuoju) – tik pastaroji yra paveldima; Norėdamas tai nurodyti, De Vriesas įvedė terminą mutacijos. Didžioji sovietinė enciklopedija
Rūšių kilmės teorija, pateikta pradžioje. 20 amžiaus H. de Vries, pagal kurią naujos rūšys iš senų atsiranda staiga, per didelius paveldimus mutacijų pokyčius. Naujas svetimžodžių žodynas. pateikė EdwART, 2009 m. Rusų kalbos svetimžodžių žodynas
Atsirado dėl paveldimų mutacijų atradimo. organizmų savybių ir savybių pokyčiai. Pasak M.t. (X. De Vries, 1901-03), staigios, staigios mutacijos yra lemiamas evoliucijos veiksnys, iš karto vedantis prie naujų rūšių atsiradimo; natūralus pasirinkimas... ... Gamtos mokslai. enciklopedinis žodynas
Šio straipsnio stilius nėra enciklopedinis ar pažeidžiantis rusų kalbos normas. Straipsnį reikėtų taisyti pagal Vikipedijos stilistikos taisykles. Kancerogenezės mutacijų teorija yra doktrina, pagal kurią piktybinių navikų atsiradimo priežastis ... Wikipedia
Knygos
- Įvadas į zoologijos ir lyginamosios anatomijos studijas Menzbiras M.A. Skaitytojams siūloma išskirtinio rusų zoologo, SSRS mokslų akademijos akademiko M.A. Menzbiro (1855-1935) knyga, kurioje yra įvadinis zoologijos ir lyginamosios anatomijos kursas... .
mutacijų teorija arba mutacijų teorija– genetikos skyrius, kuris padeda pagrindus genetiniam kintamumui ir evoliucijai.
atsiradimas
Mutacijų teorija yra vienas iš genetikos pagrindų. Jis atsirado netrukus po Mendelio įstatymų XX amžiaus pradžioje. Galima manyti, kad jis beveik vienu metu kilo olando Hugo de Vries (1903) ir buitinio botaniko S. I. Koržinskio (1899) galvose. Tačiau pirmenybė pirmumo ir didesnio pradinių nuostatų sutapimo atžvilgiu priklauso rusų mokslininkui. Pagrindinės evoliucinės reikšmės diskretiškam kintamumui pripažinimas ir natūralios atrankos vaidmens neigimas Koržinskio ir De Vries teorijose buvo susijęs su tuo metu neišsprendžiamumu Charleso Darwino evoliuciniame mokyme tarp svarbaus mažųjų vaidmens. nukrypimai ir jų „įsisavinimas“ kirtimų metu (žr. Jenkino košmarą ir Evoliucinės doktrinos istoriją#Darvinizmo krizė).
Pagrindiniai klausimai
Pagrindinės Koržinskio-De Vrieso mutacijų teorijos nuostatos gali būti sumažintos iki šių punktų:
- Mutacijos yra staigios, kaip atskiri bruožų pokyčiai
- Naujos formos yra tvarios
- Skirtingai nuo nepaveldimų pokyčių, mutacijos nesudaro ištisinių serijų, jos nesigrupuoja aplink jokį vidutinį tipą. Jie reprezentuoja kokybinius pokyčių šuolius.
- Mutacijos pasireiškia įvairiais būdais ir gali būti naudingos ir žalingos.
- Tikimybė aptikti mutacijas priklauso nuo tiriamų asmenų skaičiaus
- Panašios mutacijos gali atsirasti daugiau nei vieną kartą
H. De Vries tyrimai buvo atlikti su įvairiomis Oenothera rūšimis, kurios eksperimento metu mutacijų neišskyrė, tačiau parodė sudėtingą kombinacinį kintamumą, nes šios formos buvo sudėtingos heterozigotos translokacijoms.
Griežtas mutacijų atsiradimo įrodymas priklauso W. Johannsenui, remiantis eksperimentais su savidulkiomis pupų ir miežių linijomis – buvo ištirtos sėklų masės, šio požymio mutacinį pokytį atrado W. Johannsenas (1908-1913). ). Pažymėtina, kad net ir turint mutacinį pobūdį, sėklų masė buvo pasiskirstyta pagal kai kurias vidutines vertes, todėl kilo abejonių dėl trečiojo mutacijos teorijos taško.
Parašykite apžvalgą apie straipsnį "Mutacijų teorija"
Pastabos
taip pat žr
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ištrauka, apibūdinanti mutacijų teoriją
- Taip, tu - tu, - tarė ji, su džiaugsmu tardama šį žodį tau, - kitas reikalas. Geresnis, dosnesnis, geresnis už tave, aš nepažįstu žmogaus ir negaliu būti. Jei tavęs nebūtų tada ir net dabar, nežinau, kas man būtų nutikę, nes... - staiga jos akyse pasipylė ašaros; ji apsisuko, pakėlė natas prie akių, pradėjo dainuoti ir grįžo vaikščioti po salę.Tuo pat metu iš svetainės išbėgo Petja.
Petja dabar buvo gražus, rausvas penkiolikos metų berniukas storomis raudonomis lūpomis, kaip Nataša. Jis ruošėsi universitetui, bet pastaruoju metu su savo bendražygiu Obolenskiu slapta nusprendė, kad eis pas husarus.
Petya išbėgo pas savo bendravardį pasikalbėti apie atvejį.
Prašė jo pasidomėti, ar bus priimtas į husarus.
Pjeras vaikščiojo po svetainę, neklausydamas Petios.
Petja patraukė jam už rankos, kad atkreiptų į save dėmesį.
- Na, koks mano reikalas, Piotrai Kiriličiau. Dėl Dievo meilės! Viena viltis tau, - pasakė Petya.
„O taip, jūsų reikalas. Tada husaruose? Pasakysiu, pasakysiu. Aš tau viską papasakosiu.
- Na, mon cher, ar gavai manifestą? – paklausė senasis grafas. – O grafienė buvo mišiose pas Razumovskius, išgirdo naują maldą. Labai gerai, sako ji.
- Supratau, - atsakė Pjeras. - Rytoj suverenas bus... Neeilinis bajorų susirinkimas ir, sakoma, dešimt tūkstančių už komplektą. Taip, sveikinu.
– Taip, taip, ačiū Dievui. Na, o kaip su armija?
Mūsiškiai vėl atsitraukė. Sako, jau netoli Smolensko, - atsakė Pierre'as.
- Dieve mano, mano Dieve! grafas pasakė. – Kur manifestas?
- Kreipkitės! O taip! Pierre'as pradėjo ieškoti kišenėse popierių ir jų nerado. Toliau plasnodamas kišenes, pabučiavo grafienės ranką, kai ji įžengė į vidų, ir neramiai apsidairė, akivaizdžiai laukdamas Natašos, kuri nebedainavo, bet į svetainę taip pat neatėjo.
„Dieve, aš nežinau, kur jį turiu“, - sakė jis.
„Na, jis visada viską praras“, - sakė grafienė. Nataša įėjo suminkštėjusiu, susijaudinusiu veidu ir atsisėdo tyliai žiūrėdama į Pjerą. Vos įėjus į kambarį, Pierre'o veidas, anksčiau buvęs drumstas, švytėjo, ir jis, toliau ieškodamas popierių, kelis kartus pažvelgė į ją.
– Dieve, išsikraustysiu, pamiršau namie. Tikrai…
Na, pavėluosite vakarieniauti.
- O ir kučeris išėjo.
Tačiau Sonya, nuėjusi į salę ieškoti popierių, rado juos Pierre'o skrybėlėje, kur jis atsargiai padėjo juos už pamušalo. Pierre'as norėjo skaityti.
- Ne, po vakarienės, - tarė senasis grafas, matyt, numatęs didelį malonumą iš šio skaitymo.
Vakarienės metu, kurios metu jie gėrė šampaną dėl naujojo Šv. Jurgio riterio sveikatos, Shinshin papasakojo miesto naujienas apie senosios gruzinų princesės ligą, kad Metivier dingo iš Maskvos ir kad į Rostopčiną buvo atvežtas kažkoks vokietis. ir paskelbė jam, kad tai pievagrybiai (kaip sakė pats grafas Rastopchinas), ir kaip grafas Rostopchinas liepė paleisti pievagrybį, sakydamas žmonėms, kad tai ne pievagrybis, o tiesiog senas vokiškas grybas.