· По расчетам, люди оказываются идентичными по нуклеотидным последовательностям на 99,9%. т.е. различия между людьми возникают за счет различий лишь в 1% генома.
· В ДНК человека (имеется ввиду полный недублированный (гаплоидный) нуклеотидный набор) порядка 3,2 миллиарда пар нуклеотидов.
· Первое детальное сравнение генов человека и шимпанзе показало, что цепочка ДНК у них идентична на 96%. Но есть и существенные различия, особенно в генах, отвечающих за сексуальное поведение, развитие мозга, иммунитет и обоняние. В четверг в журнале Nature международный научный консорциум опубликовал результаты исследования генома шимпанзе – животного, которое имеет наибольшее сходство с homo sapiens. Шимпанзе стал четвертым млекопитающим, геном которого полностью расшифровали ученые, после генома мыши, крысы и человека.
· Генеалогическим методом уже показано, что более 1800 морфологических, биохимических и др. признаков человека наследуется по законам Менделя. Например, тёмная окраска кожи и волос доминирует над светлой; пониженная активность или отсутствие некоторых ферментов определяется рецессивными генами, а рост, вес, уровень интеллекта и ряд др. признаков — «полимерными» генами, то есть системами из многих генов.
· Генетическая предрасположенность на 50–70% определяет интеллектуальные способности человека, на 40% – профессиональные качества и на 34% – склонность к грубому или вежливому поведению.
· 4–5% детей рождаются с теми или иными наследственными заболеваниями.
· У мужчин генетические мутации встречаются в 2 раза чаще, чем у женщин.
· Существует около 3000 генетических заболеваний, которые передаются по наследству.
· Чем старше будущая мама, тем больше вероятность рождения ребенка с генетическими заболеваниями.
· У человека 20 500 генов. Примерно таким же количеством генов может «похвастаться» горчица.
9.5. Основные идеи эволюционного учения.
Учение о естественном отборе. Каждый вид организмов стремится к безграничному размножению, но огромная часть организмов гибнет, не оставив потомства. Причины гибели - конкуренция с представителями своего же вида за корм, нападение врагов, действие неблагоприятных абиотических факторов. Следует второй вывод: в природе происходит непрерывная борьба за существование. Дарвин выделил 3 формы борьбы за существование: а) внутривидовую; б) межвидовую; в) борьбу с неживой природой - неблагоприятными условиями. В природе происходят процессы избирательного уничтожения одних особей и преимущественного размножения других, это явление Ч. Дарвин назвал естественным отбором или выживанием наиболее приспособленных.
При изменении условий внешней среды меняется направление давления отбора и полезными для выживания оказываются какие-то иные признаки по сравнению с существующими. Движущей силой изменения видов, т.е. эволюции, является естественный отбор. Материалом для отбора служит наследственная изменчивость.
В основе эволюционной теории Ч. Дарвина лежит представление о виде. Видом называется совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство
Одна из важнейших характеристик вида – его репродуктивная изоляция. Реально вид существует в виде популяций. Популяция является элементарной единицей эволюции.
Учение о микроэволюции составляет ядро современного дарвинизма.
Микроэволюция – процесс, идущий на уровне популяций. Образование нового вида – это итог микроэволюции.
В микроэволюционном процессе выделяются элементарные единицы, явления и процессы. Элементарная эволюционная единица – популяция, элементарный эволюционный материал – наследственная изменчивость, элементарные факторы эволюции: а) мутационный процесс; б) популяционные волны (волны сизни); в) изоляция; г) естественный отбор.
Мутационный процесс ведет к изменению частот отдельных аллелей (генов) в популяции и является поставщиком нового материала в популяцию. Поддерживая высокую степень генетического разнообразия популяций, он создает основу для действия естественного отбора. Многие мутации оказываются федными. Обезвреживание мутаций происходит в результате толового процесса. Безграничная изменчивость была бы вредна, но выработаны механизмы, не только увеличивающие изменчивость, но и понижающие ее.
Популяционные волны или колебание численности популяций. Действие волн жизни предполагает неизбирательное случайное уничтожение особей, благодаря чему редкий перед началом волны аллель может сделаться обычным и быть подхвачен естественным отбором. Влияние популяционных волн может быть особенно заметно в популяциях малой величины. Волны жизни – поставщики эволюционного материала.
Изоляция. Изоляция – возникновение любых барьеров, ограничивающих панмиксию. Изоляция закрепляет и усиливает начальные стадии генетической дифференцировки, без этого закрепления невозможно формообразование (видообразование). Важная характеристика – длительность изоляции. В природе существуют: пространственная и биологическая изоляции (биотопическая, этологическая, морфофизиологическая).
Естественный отбор – это единственный направленный эволюционный фактор, движущая сила эволюции. Предпосылки естественного отбора: гетерогенность особей, прогрессия размножения и давление жизни. Во всех случаях избыточная численность и экологическая предпосылка естественного отбора – борьба за существование. Объект отбора – особи или группы особей. В пределах популяции отбираются, то есть преимущественно оставляют потомство особи, обладающие какими-либо преимуществами перед другими, т.е. в процессе естественного отбора важно дифференциальное размножение особей. С позиций генетики под естественным отбором нужно понимать избирательное воспроизведение разных генотипов. Главное значение в эволюции имеет не само выживание особей, а их вклад в генофонд популяции.
Существует важное ограничение сферы действия отбора. Он не может изменить организацию вида без пользы для этого вида. Однако отбор часто ведет к созданию признаков и свойств, невыгодных для отдельной особи и полезных для популяции в целом (жало пчелы). Естественный отбор доказан экспериментально.
Основные формы естественного отбора в популяциях.
1. Стабилизирующий отбор. Это форма естественного отбора, направленного на поддержание в популяциях среднего, ранее сложившегося, значения, признака. Действует до тех пор, пока условия жизни существенно не меняются.
2. Движущий отбор. Движущей (или направленной) формой отбора принято называть отбор, способствующий сдвигу среднего значения признака или свойства. Такой отбор способствует закреплению новой нормы взамен старой, пришедшей в соответствие с изменяющимися условиями.
3. Дизруптивный отбор. Дизруптивный отбор направлен против особей со средним и промежуточным характером признаков и ведет к установлению полиморфизма в пределах популяций. Популяция как бы разрывается по данному признаку на несколько групп.
Другие, более частные формы отбора: половой, индивидуальный, групповой.
Результат действия естественного отбора – возникновение адаптации или приспособлений, например, таких как покровительственная окраска, мимикрия, предостерегающая окраска, различные средства защиты у растений и животных.
Целесообразность живой природы – результат исторического развития видов в определенных условиях. Поэтому она всегда относительна и имеет временный характер. Ни один из приспособительных признаков не обеспечивает абсолютной безопасности. Любые приспособления целесообразны только в обычной для вида обстановке. При изменении условий среды они оказываются бесполезными или даже вредными (резцы грызунов).
Преадаптации. В некоторых случаях у животных оказываются развитыми те органы или структуры, которые могут оказаться полезными для освоения новой среды обитания. Такие явления носят названия предадаптаций.
Видообразование – источник возникновения многообразия в живой природе. Видообразование – это разделение прежде единого вида на два или несколько. Основные пути и способы видообразования – аллопатрическое (географическое) и симпатрическое.
Макроэволюция. Под ней понимается эволюция организмов выше видового уровня. Гранью между микро- и макроэволюцией является этап формирования видов, видообразование. После образования вида единство и непрерывность эволюционного процесса не нарушается. На фоне непрерывно текущего микроэволюционного процесса при видообразовании происходят макроэволюционные значимые события. Одним из таких наиболее общих макроэволюционных событий может рассматриваться возникновение сложной системы форм родственных организмов, полностью биологически изолированных и образующих иерархическую систему таксонов: