Э В О Л Ю Ц И ОН Н О Е У Ч Е Н И Е - раздел Биология, Биология – наука, изучающая закономерности возникновения и развития жизни на Земле
Современные Представления Об Эволюционном Процессе. ...
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЭВОЛЮЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ.
УЧЕНИЕ О МИКРОЭВОЛЮЦИИ.
ОСОБЕННОСТИ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ФАКТОРОВ В ЧЕЛОВЕЧЕСКИХ ПОПУЛЯЦИЯХ
Врачи должны иметь представление об основных закономерностях эволюционного процесса, во-первых, потому, что человек принадлежит как вид к царству животных и структуры и функции его органов и систем являются результатом длительного исторического развития предшествующих форм. Именно исходя из филогенетического принципа врачи должны объяснять возникновение у человека многих пороков развития. Во-вторых, эволюция человека как вида продолжается и сегодня. Человек никогда не освободится от власти законов эволюции. Поэтому очень важно предвидеть направления эволюционных изменений человека и учитывать их в практической деятельности.
Термин «эволюция» имеет очень широкое применение и в переводе на русский означает «развертывание». В биологии впервые был предложен швейцарским натуралистом Шарлем Бонне в 1762 году.
Биологическая эволюция – необратимый и закономерный процесс исторического развития живой природы. Результатом эволюции в природе является:
- возникновение видов;
- исчезновение видов;
- адаптация видов;
- преобразование биогеоценозов;
- изменение биосферы в целом.
Эволюция – постоянный процесс достижения соответствия между биологическими системами и изменяющимися условиями внешней среды.
Наука, изучающая закономерности эволюции, называется эволюционным учением, или эволюционной биологией.
Эволюционное учение имеет свою историю развития, которую можно разделить на два этапа: додарвиновский (до 1859 г.) и последарвиновский (после 1859 г.)
В 1859 году вышла в свет книга Ч. Дарвина «Происхождение видов», в которой он впервые изложил научно обоснованную теорию эволюции.
Последарвиновский этап развития эволюции, в свою очередь, делится на три периода:
I – 1859 - 1900 гг. – период утверждения идей дарвинизма;
II – 1900 г. - начало 20-х годов – кризис дарвинизма;
III – конец 20-х годов - настоящее время – слияние дарвинизма и генетики и формирование синтетической теории эволюции.
Синтетическая теория эволюции – это объяснение и дальнейшее развитие положений дарвинизма на основе данных, полученных генетикой, популяционной экологией, биогеографией, систематикой, эволюционной морфологией с помощью методов математического моделирования и постановки экспериментов.
Начало слиянию генетики и дарвинизма положил русский генетик С.С. Четвериков в 1924 году в своей работе «О некоторых моментах эволюционного учения с точки зрения современной генетики». В создании синтетической теории эволюции приняли участие около пятидесяти ученых с мировыми именами: Н.И. Вавилов, И.И. Шмальгаузен, А.Н. Северцов, Н.П. Дубинин, Д.К. Беляев, К.М. Завадский, А.С. Серебровский, Н.В. Тимофеев-Ресовский, Р. Фишер, Э. Майр, С. Райт, Т. Добжанский и др.
Дж. Хаксли в 1942 году издал книгу «Эволюция: современный синтез», что послужило названием современного учения об эволюции – синтетическая теория эволюции. В основном синтетическая теория эволюции сформировалась в 40-х годах, однако продолжает развиваться и в настоящее время. Имеется еще немало нерешенных проблем.
В эволюционном учении выделяют две части:
- учение о микроэволюции;
- учение о макроэволюции.
Макроэволюция – изучает закономерности эволюции надвидовых таксонов, которая протекает на больших территориях и на протяжении больших отрезков времени.
Микроэволюция – изучает эволюционные события, протекающие внутри вида.
Основные законы макроэволюции были изучены еще во времена Ч.Дарвина. Микроэволюция – наиболее развивающаяся сейчас часть эволюционного учения.
Микроэволюция
включает описание элементарной эволюционной единицы, элементарного эволюционного явления, элементарного эволюционного материала и элементарных эволюционных факторов. Рассмотрение этих элементов во взаимодействии дает возможность представить изначальные механизмы эволюционного процесса.
Элементарная эволюционная единица –
это популяция.
Популяция – форма существования вида.
Популяцией называется совокупность особей одного вида, длительно населяющих определенное пространство и свободно скрещивающихся между собой.
Популяция выступает как целостная единица с точки зрения морфологии, экологии и генетики.
Морфологическая характеристика: популяции одного вида отличаются друг от друга по морфологическим признакам.
Экологическая характеристика: популяции разных видов отличаются ареалом, численностью, половым и возрастным составом.
Генетическая характеристика: все природные популяции представляют собой гетерогенную смесь генотипов – АА, Аа, аа.
Соотношение этих генотипов соответствует закону Харди-Вайнберга:
p2AA + 2pqAa + q2aa = 1.
Элементарное эволюционное явление
Действие факторов внешней среды на популяцию будет изменять соотношение генотипов. Длительное изменение популяционного генофонда – элементарное эволюционное явление. Элементарное эволюционное явление еще не является эволюционным процессом, но без него эволюция не протекает.
Элементарный эволюционный материал
В качестве элементарного эволюционного материала признаются мутации. Это "кирпичики", из которых строится эволюционный процесс. Чтобы выступать в качестве элементарного эволюционного материала, мутации должны отвечать следующим требованиям:
1) с достаточной частотой постоянно возникать в популяциях;
2) затрагивать все свойства и признаки организма;
3) в разных концентрациях встречаться в природных популяциях.
Для того, чтобы возникло элементарное эволюционное явление, необходимо, чтобы на элементарный эволюционный материал подействовали элементарные эволюционные факторы.
Элементарные эволюционные факторы:
мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор, дрейф генов.
Мутационный процесс
ведет к изменению частоты встречаемости генов одной аллельной пары. Мутационный процесс как элементарный эволюционный фактор характеризуется:
- неопределенностью действия,
- ненаправленностью действия,
- выступает в роли поставщика элементарного эволюционного материала.
Популяционные волны –
колебания численности особей в популяциях. Они могут быть: периодические (сезонные – изменение численности насекомых) и непериодические – зависят от действия каких-либо факторов (стихийные бедствия, вспышки численности видов в новых районах и т.д.). Механизм действия популяционных волн сходен с мутационным процессом: неопределенность, ненаправленность, поставщики элементарного эволюционного материала.
Изоляция –
возникновение любых барьеров, нарушающих панмиксию. Изоляция бывает пространственной и биологической.
При пространственной изолирующие барьеры находятся вне популяции: горы, водные преграды и т.п.
Биологическая изоляция обеспечивается двумя группами механизмов:
1) устраняющие скрещивание (разное поведение, разные сроки брачного периода, разная экология и т.п., особенности строения половых органов);
2) скрещивание происходит, но потомство отсутствует или оно бесплодно (гибель зигот).
Изоляция как элементарный эволюционный фактор сходна с двумя предыдущими факторами своей неопределенностью и ненаправленностью, однако не является поставщиком эволюционного материала, а лишь усиливает и закрепляет первоначально возникшие стадии генотипической дифференцировки.
Естественный отбор –
единственный элементарный эволюционный фактор, обладающий направленностью действия.
Естеств.
отбор
Рис. Схема микроэволюционного процесса.
Ч.Дарвин определял естественный отбор как переживание наиболее приспособленных особей. С точки зрения синтетической теории эволюции естественный отбор – избирательное воспроизведение разных генотипов. Естественный отбор подразделяется на движущий, стабилизирующий и дизруптивный.
Образование двух новых видов – превращение популяций из открытых систем в закрытые.
Различают три способа видообразования:
дивергентное филетическое конвергентное
Кроме того, видообразование бывает аллопатрическим (новый вид возникает на периферии ареала старого вида) и симпатрическим – новый вид возникает в пределах ареала исходного вида.
Особенности действия элементарных эволюционных факторов
в человеческих популяциях
Популяция людей – группа людей, занимающих общую территорию и свободно вступающих в брак.
Популяция численностью 1500-4000 человек – дем, менее 1500 человек – изолят.
Особенности мутационного процесса
В последнее время давление мутационного процесса на генофонд человеческих популяций усиливается, что связано с загрязнением окружающей среды мутагенными факторами (химические, ионизирующая радиация, аварии на АЭС). Увеличение частоты мутаций ведет к увеличению частоты наследственных заболеваний.
Особенности действия изоляции
На ранних этапах становления человека в человеческих популяциях изолирующими барьерами являлись географические преграды (горы, моря и океаны). В настоящее время в качестве изолирующих барьеров выступают социальные факторы: культура, религия, язык, экономический уклад, национальные обычаи и т.п. Они оказались очень стойкими.
Действие изоляции на протяжении длительного времени привело к морфологическим различиям отдельных популяций людей.
Примеры.
1. Африканские племена бушмены выделяются своеобразным строением ушной раковины.
2. Народность на Камчатке коряки отличается широким углом нижней челюсти.
3. Народность на острове Хоккайдо (Япония) айны характеризуется исключительным развитием бороды у мужчин.
Особенности популяционных волн
Основная тенденция в изменении численности населения Земли – это увеличение:
неолит (6,5-8,5 тысяч лет назад) – 5 млн. человек;
начало новой эры – 200 млн. человек;
1989 год – 5,1 млрд. людей;
2000 год – 6 млрд. людей.
Вместе с тем в истории развития любой популяции имели место как резкие подъемы, так и спады численности – популяционные волны. Чаще всего причинами резкого сокращения численности являлись войны и эпидемии особо опасных инфекций (чума).
Особенности действия естественного отбора
В человеческих популяциях действует стабилизирующая форма естественного отбора, направленная на сохранение генофонда популяций. Стабилизирующий отбор может быть как положительным, так и отрицательным.
Положительный естественный отбор направлен на сохранение особей, отрицательный – на устранение из популяции особей с нежелательным генотипом.
Отрицательный отбор в свою очередь может быть направлен против гетерозигот и против гомозигот.
Примером отрицательного отбора, направленного против гетерозигот, может служить наследование Rh-фактора. Rh-фактор контролируется тремя доминантными тесно сцепленными генами, поэтому их можно условно принять за один.
D – ген, определяющий Rh-фактор
d – ген, не определяющий Rh-фактор
Среди европейцев Rh-фактор имеют 85% населения. Они называются резус-положительными. В семье, где мать Rh-отрицательна, а отец Rh-положителен, ребенок будет Rh-положительным:
Р ♀ dd ♂ DD
F1 Dd
При нарушении целостности плаценты эритроциты плода попадают в кровь матери, в организме которой будут вырабатываться антитела против чужеродного белка. Однако первая беременность, как правило, заканчивается рождением здорового ребенка.
При повторной беременности антитела проникают через плаценту в организм плода и развивается гемолитическая болезнь новорожденного, которая без оказания помощи ведет к гибели ребенка. Таким образом, из популяции устраняется гетерозиготная особь.
Примером отрицательного отбора, направленного против гомозигот, служит наследование серповидноклеточной анемии. Индивидуумы с генотипом SS умирают в раннем детском возрасте. Следовательно, из популяции удаляются сразу два патологических гена.
Однако в популяции, наряду с отрицательным отбором, направленным против гомозигот, действует положительный отбор, направленный на сохранение гетерозигот Ss. Гетерозиготы Ss в 14 раз реже болеют малярией, поэтому естественный отбор сохранит такие особи.
Положительный отбор, направленный против отрицательного отбора, называется контротбор.
+ Ss → - SS
Генофонд любой популяции – результат длительных и сложных взаимодействий элементарных эволюционных факторов (мутационного процесса, дрейфа генов, популяционных волн, изоляции, естественного отбора). В связи с этим все природные популяции генетически полиморфны.
Генетический полиморфизм – наличие в популяции нескольких генетических форм в состоянии длительного равновесия.
Генетический полиморфизм бывает адаптационный и балансированный.
Адаптационный (приспособительный). Пример: у виноградной улитки часть особей популяции, обитающая на песчаных почвах, имеет белый вход в раковину, а другая часть – красный цвет, они обитают на глинистой почве. У двухточечной божьей коровки есть красные и черные особи. Красные хорошо переносят зиму, а черные хорошо размножаются летом.
Балансированный – гетерозиготный – отбор благоприятствует сохранению гетерозиготных особей. Имеет большой биологический смысл – обеспечивает выживаемость особей в изменяющихся условиях окружающей среды, создает резерв наследственной изменчивости. Приспособленность любой реальной популяции всегда хуже приспособленности идеальной популяции, которая состояла бы только из нужных в данный момент генотипов. Разность между приспособленностью идеальной и реальной популяций называется генетическим грузом. Различают генетический груз мутационный (обусловлен мутациями в данном поколении) и сегрегационный (обусловлен мутациями, которые передались от предков).
В медицине наблюдаются следующие проявления генетического полиморфизма:
1) неравномерное распределение заболеваний на планете;
2) различная тяжесть течения заболеваний;
3) неодинаковая предрасположенность к наследственным заболеваниям.
Для человеческих популяций также характерен генетический груз. Он эквивалентен числу рецессивных генов, которые в гомозиготном состоянии ведут к гибели индивидуума до наступления репродуктивного периода. У отдельных людей число таких генов колеблется от 3 до 8.
Наличие генетического груза ведет к тому, что в каждом поколении 50% зигот не дают потомства:
15% – гибнут до рождения,
3% – гибнут при рождении,
2% – гибнут сразу после рождения,
3% – не достигают половой зрелости,
20% – не вступают в брак,
10% – бездетны.
Как видим, генетический груз в человеческих популяциях не имеет того биологического смысла, как в природных популяциях животных, однако перешел к человеку по наследству.
Все темы данного раздела:
Молекулярно-генетический уровень
На этом уровне наблюдается удивительное однообразие структур и явлений. Белки всех живых организмов построены из 20 одних и тех же аминокислот. Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), углеводы и липиды та
Наиболее общие методы, используемые в биологии
· Описательный (самый древний). Состоит в описании существующих проявлений жизни, собирании фактов.
· Сравнительный.
Место биологии в системе подготовки врача
Врач, академик И.В. Давыдовский писал: «Медицина, взятая в плане общей теории, – это прежде всего биология». Такое утверждение основано на следующем.
1. Развитие медицины во многом связано
Г Е Н Е Т И К А
Генетика – наука, которая изучает закономерности наследственности и изменчивости.
Наследственность –свойство всех живых организмов передавать особе
Структурно-функциональные уровни организации наследственного материала
В наследственной структуре клетки и организма в целом выделяют три уровня организации генетического материала: генный, хромосомный и геномный.
Хромосомный уровень
Все гены в клетке объединены в группы и располагаются в хромосомах в линейном порядке. Каждая хромосома уникальна по набору входящих в нее генов. В состав хромосом входят ДНК, белки (гистоновые и н
Геномный уровень
Геном – совокупность всех генов, находящихся в гаплоидном наборе хромосом. При оплодотворении два генома родительских гамет сливаются и образуют генотип.
Молекулярные основы наследственности
Ген как элементарная единица наследственной информации выполняет определенные функции и обладает определенными свойствами.
Функции генов:
· хранение наследственно
Транскрипция
Транскрипция –процесс переписывания информации с молекулы ДНК на и-РНК. Протекает в ядре.
Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных нитей. Каждая нить предста
Процессинг
Процессинг включает целый ряд преобразований и-РНК, необходимых для ее нормального функционирования:
1. Образование колпачка (КЭПа) на фосфатном конце.
Инициация
И-РНК своим кэпированным (фосфатным) концом отыскивает малую субъединицу рибосомы. Лидирующая последовательность соединяется с рибосомальной РНК. При этом стартовый кодон АУГ попадает в недостроенн
Терминация
Терминация наступает тогда, когда в аминоацильный центр поступает один из трех кодонов-терминаторов – УАА, УАГ, УГА. Таким триплетам не соответствует ни одна аминокислота, поэтому они называются ещ
Регуляция экспрессии генов
Регуляция генной активности в клетках может происходить на всех этапах экспрессии – от репликации ДНК до посттрансляционных процессов. Рассмотрим регуляцию на уровне транскрипции.
Разновидности генов
Наряду с приведенной ранее функциональной классификацией генов существуют и другие их разновидности: псевдогены, онкогены и мобильные гены.
Псев
Качественная и количественная специфика проявления генов в признаки
Генотип – это совокупность всех генов в диплоидном наборе хромосом.
Фенотип– совокупность всех внешних и внутренних признаков и свойств орг
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ
Генотип – это не простая сумма генов, а сложная система взаимодействующих между собой дискретных единиц наследственной информации. Так, у крупного рогатого скота признак окраски шерсти контролирует
Полное доминирование
При полном доминировании действие одного гена (одного аллеля) из аллельной пары полностью скрывает присутствие в генотипе другого гена (аллеля). Фенотипически проявляемый ген называется
Неполное доминирование
Неполное доминирование имеет место в том случае, когда доминантный ген (аллель) не полностью скрывает присутствие в генотипе рецессивного гена (аллеля), и у гетерозигот наблюдается промежуточный
Кодоминирование
Кодоминирование – проявление в гетерозиготном состоянии признаков, кодируемых обоими аллельными генами.
Примеры: гены нормального и серповидноклеточного гемоглобина; наследование у
Межаллельная комплементация
Межаллельная комплементация – вид взаимодействия аллельных генов, при котором возможно формирование нормального признака у организма, гетерозиготного по двум мутантным аллелям этого гена.
Аллельное исключение
Аллельное исключение – вид взаимодействия аллельных генов, при котором в разных клетках одного и того же организма фенотипически проявляются разные аллели. В результате возникает мозаициз
Комплементарное взаимодействие
Комплементарным называется такой вид взаимодействия неаллельных генов, при котором действие гена из одной аллельной пары дополняется действием гена из другой аллельной пары,
Эпистаз
Эпистаз - такой вид взаимодействия неаллельных генов, при котором действие гена из одной аллельной пары подавляется действием гена из другой аллельной пары.
Различают две формы эпи
Полимерия
Полимерия - такой вид взаимодействия неаллельных генов, при котором несколько неаллельных генов определяют один и тот же признак, усиливая его проявление. Это явление противоположно плейотр
Эффект положения
Эффект положения – вид взаимодействия неаллельных генов, обусловленный местом положения гена в генотипе.
Пример – наследование белка Rh-фактора (резус-фактора). У 85% европе
ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ СЦЕПЛЕННЫХ ПРИЗНАКОВ
Согласно III закону Менделя, наследование по каждой паре признаков идет независимо друг от друга. Но этот закон справедлив лишь для случая, когда неаллельные гены расположены в н
Генетика пола
В природе существует три типа определения пола:
· прогамный,
· эпигамный,
· сингамны
Формирование пола в онтогенезе
Процесс формирования пола в онтогенезе длителен и проходит несколько этапов или уровней. У человека можно выделить четыре уровня:
1. Хромосомн
Сцепленных с полом
У человека известно несколько сотен признаков, гены которых расположены в половых хромосомах. Наследование этих признаков имеет свои особенности.
У млекопитающих и у челове
Сцепленными с полом называются такие признаки, гены которых расположены в негомологичных участках половых хромосом.
Примеры заболеваний человека, гены которых расположены в половых хромосомах:
· гомологичный участок (I): геморрагический диатез, пигментная ксеродерма, общая цветов
ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ
Цитоплазматической называется наследственность, обусловленная молекулами ДНК или РНК, находящимися в цитоплазме автономно или в составе
Центриолярная наследственность
Примеры признаков, передающихся через центриоли, пока не установлены.
В цитоплазме бактерий автономно расположены небольшие кольцевые молекулы ДНК – плазмиды. Выдел
ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Изменчивость – свойство живых организмов изменять как саму наследственную информацию, полученную от родителей, так и процесс ее реализации
Генные мутации
В основе генных мутаций лежит изменение в строении молекулы ДНК. Все они могут быть объединены в три группы.
1. Замена одних азотистых оснований на другие. Например, при дезаминировании (ц
Хромосомные мутации
В основе хромосомных мутаций лежат изменения в строении хромосом. Они подразделяются на внутри- и межхромосомные.
·
Геномные мутации
В основе лежит изменение числа хромосом. Различают два вида таких мутаций:
· полиплоидия - увеличение числа хромосом на величину, кратную гаплоидному набору;
Хромосомные болезни человека
Встречаются в 1% случаев среди всех новорожденных, в 7% - среди мертворожденных и в 42% самопроизвольных выкидышей.
В настоящее время описано более 100 х
Гетерохромосомные болезни
Синдром Шерешевского-Тернера – 45, X (моносомия по половой хромосоме).
Пол – женский. Частота – 7 случаев на 10000 новорожденных девочек.
Низкий рост,
Аутосомные болезни
Синдром Дауна – 47, XY + 21 или 47, XX + 21(трисомия по 21-й паре хромосом).
Частота – 15 случаев на 10000 новорожденных обоих
Причины и частота возникновения мутаций
Спонтанные мутации – это мутации, которые возникают без видимых причин. Они широко распространены в природе. У каждого вида все свойства и признаки организма подвержены спон
Физические факторы
· Ионизирующие излучения – рентгеновское, альфа-, бета-, гамма-лучи и поток нейтронов.
Под действием ионизирующего излучения в клетках образуются ионы Н+, ОН-
Химические факторы
Сегодня известны десятки и сотни тысяч химических веществ, вызывающих мутации. Приведем некоторые из них:
– колхицин, митотический яд – разрушает веретено и останавливает деление кл
Различия в действии ионизирующей радиации и химических мутагенов
Химические мутагены обладают определенной специфичностью действия (можно предвидеть, какие именно гены будут мутировать). Ионизирующая же радиация действует неспецифически. С другой стороны, она об
SOS-репарация.
Световая дорепликативная репарация – устраняет повреждения, возникшие под действием ультрафиолетовых лучей. Протекает только на свету. Ультрафиолетовые лучи вызывают образовани
ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ
Популяция является формой существования любого вида. Популяция - это совокупность особей одного вида, достаточно длительное время существующая на одной территории, внутри
Дрейф генов
В малочисленных популяциях закон Харди-Вайнберга не действует. Там имеет место явление дрейфа генов. Под дрейфом генов понимают случайное изменение частоты встречаемости
Генеалогический метод
Генеалогический метод, или метод сбора и анализа родословной, является основным в практике медико-генетического консультирования. Применяется с конца Х1Х века, разработан и внедрен в практику знаме
Признаки, характерные для родословной при аутосомно-рецессивном типе наследования
1. Наличие больных детей у здоровых родителей.
2. Накопление пораженных лиц в одном поколении (наследование по горизонтали).
3. Одинаковая частота поражения мужчин и женщин.
Близнецовый метод
Метод предложен в конце Х1Х века Ф.Гальтоном.
Близнецы рождаются в одном случае из 84 родов. Из них 1/3 приходится на рождение монозиготных близнецов, 2/3 – на дизиготных.
Моно
Цитогенетический метод
Включает два основных вида исследования:
1) изучение хромосомного набора в соматических клетках организма человека, т.е. кариотипа;
2) определение полового хроматина.
Биохимический метод
Метод основан на знании принципов реализации гена в признак: ген – фермент – биохимическая реакция – признак. О наличии нормального или мутантного гена можно судить по ферментам или продуктам биохи
Методы генетики соматических клеток
Целью данной группы методов является изучение процессов наследственности и изменчивости соматических клеток, что позволяет судить о генетических закономерностях организма в целом. Соматические клет
Популяционно-статистический метод
Метод заключается в изучении генетических закономерностей в популяции. Теоретической основой данного метода является основной закон генетики популяций – закон Харди-Вайнберга.
Метод позвол
Методы моделирования
Различают два вида моделирования: биологическое и математическое.
Теоретической основой для биологического моделирования является закон гомологических рядов наследственной из
Хромосомные болезни.
А. Аутосомные синдромы:
- анеуплоидии;
- хромосомные аберрации.
Б. Гетерохромосомные синдромы:
- анеуплоидии;
Прегаметический уровень
Осуществляется:
1.Санитарный контроль за производством – исключение влияния на организм мутагенов.
2.Освобождение женщин детородного возраста от работы на вредном производстве.
Презиготический уровень
Важнейшим элементом этого уровня профилактики является медико-генетическое консультирование (МГК) населения.
МГК населения ставит своей целью информировать семью о степени возможного ри
Пренатальный уровень
Заключается в проведении пренатальной (дородовой) диагностики.
Пренатальная диагностика – это комплекс мероприятий, который осуществляется с целью определения наследственной патологии у пл
Принципы лечения наследственных заболеваний
Различают следующие виды лечения.
1. Симптоматическое (воздействие на симптомы болезни).
2. Патогенетическое (воздействие на механи
Гисто- и органогенез.
1. Зигота – одноклеточная стадия развития зародыша. Образуется в результате слияния отцовской и материнской гамет. Имеет диплоидный набор хромосом, анимальный и вегетативный по
Типы дробления и типы бластул
Полное Неполное
Провизорные органы
Жизнедеятельность зародыша в эмбриональный период обеспечивается провизорными органами.
У водных животных провизорным органом является желточный мешок, выполняющий кроветворн
Механизмы регуляции эмбриогенеза
Регуляция эмбриогенеза осуществляется на всех уровнях биологической организации организма: надклеточном, клеточном и молекулярно-генетическом.
Надклеточный уровень.
РОСТ И РАЗВИТИЕ
Постэмбриональный период начинается с момента рождения (у млекопитающих) или с выхода из яйцевых или зародышевых оболочек и заканчивается смертью. Организм получает питательные вещества в этот пери
Рост и развитие организма
Одной из наиболее характерных черт онтогенеза является увеличение размеров развивающегося организма, т.е. рост. В основе роста лежит увеличение числа клеток, их размеров и накопление межклеточного
Нейро-эндокринная регуляция роста и развития
Нервные клетки беспозвоночных и позвоночных животных вырабатывают нейросекрет (нейрогормоны), а эндокринные железы – гормоны. Деятельность эндокринных желез, имеющих отношение к росту и развитию (г
Биологические аспекты старения
Продолжительность жизни у разных видов неодинакова и варьирует в диапазоне от нескольких минут (бактерии) до нескольких тысячелетий (дубы, баобабы). Ученых давно интересует вопрос: от чего зависит
Факторы, влияющие на продолжительность жизни человека
Биологические: · генотип (68% долгожителей г. Киева имели родителей долгожителей; японские ученые обнаружили в хромосоме №1 ген старения; разность
Биологические аспекты старения
Старение – комплекс морфофизиологических и биохимических изменений, наблюдающихся во всех органах и тканях организма и ведущих к его разрушению.
Процесс старени
Гипотезы (теории) старения
Теория И.И. Мечникова. Он считал, что старение – процесс патологический. В основе лежит отравление нервных клеток кишечными ядами (индол, крезол, фенол, скатол), которые образуются в
Основные направления борьбы с преждевременным старением
По данным Всемирной организации здравоохранения, здоровье человека (равно как и продолжительность жизни) зависит от следующих факторов:
· наследственность – 20%,
· состояние окруж
Формы репаративной регенерации
· Гомоморфоз – на месте отторгнутого органа восстанавливается точно такой же.
Например, у тритона после удаления конечности через некоторое время вырастет новая ко
Способы репаративной регенерации
· Эпиморфоз – достройка недостающей части до целого. От раневой поверхности постепенно отрастает недостающая часть тела. Пример: восстановление конечности у тритона.
Факторы, определяющие репаративные способности разных видов
· Уровень биологической организации вида:
чем выше уровень биологической организации вида, тем хуже выражена его
способность к регенерации (1-е
Особей одного вида
· Возраст – чем моложе организм, тем он лучше регенерирует (2-е правило регенерации Ч. Дарвина).
· Частота повреждений в онтогенезе – чем чаще орган повреждается в ходе индив
Регуляция восстановительных процессов
Регуляция восстановительных процессов осуществляется на всех уровнях биологической организации организма. Выделяют следующие виды регуляторных механизмов:
· внутриклеточные и внутриткан
Методы локального воздействия на регенерирующий орган
Физические. В качестве стимулятора используют механическое повреждение, электрический ток (переменный или постоянный), ультразвук, излучение лазера, магнитные поля и т. д. Русский ученый Л.В
Методы общего воздействия на организм
С этой целью используются различные биологически активные вещества, лекарственные препараты, диета. Так, применение фетальной сыворотки в эксперименте ускоряло процесс сращения трубчатых ко
Понятие о гомеостазе. Общие закономерности регуляции гомеостаза в живых организмах
Гомеостаз – постоянство внутренней среды живых организмов, которое они поддерживают несмотря на изменение условий окружающей среды.
Гуморальная регуляция
(обеспечивается выделением в кровь гормонов):
– реакция наступает медленно;
– реакция длительна;
– реакция носит разлитой характер.
Таким образом
Повышение потребления воды
снижение осмотического давления плазмы
задняя доля гипофиза
Биологические ритмы
Все живые организмы наряду с пространственной организацией имеют временную характеристику. Деятельность всех систем организма представлена в виде отдельных замкнутых циклов, наприме
Суточные биоритмы
Наиболее хорошо изучены. Наблюдаются у всех живых организмов – от простейших до человека. Они обусловлены сменой дня и ночи (вращение Земли вокруг своей оси). Многие суточные ритмы закрепились в ге
Лунные биоритмы
Длительность лунного цикла составляет 28 суток. Эти биоритмы наиболее выражены у обитателей морей и океанов. Закрепились в генотипе и передаются по наследству. Приурочены преимущественно к фазам лу
Годичные (сезонные) ритмы
Обусловлены вращением Земли вокруг Солнца. Размножение, рост, линька, миграции, перелеты птиц – связаны с временами года. Многие из них передаются по наследству. Годичные ритмы, закрепившиеся в ген
Приливно-отливные ритмы
Характерны для организмов, обитающих в прибрежной зоне морей и океанов. За сутки наблюдается два прилива и два отлива. Дважды в месяц приливы достигают максимальной величины – сигизийные приливы
Солнечные ритмы
Обусловлены изменением солнечной активности. Различают три вида солнечных ритмов:
– продолжительность периода – 11,1 года;
– продолжительность периода – 80-90 лет;
– прод
Медицинское значение хронобиологии
1. Суточные ритмы должны учитываться при назначении сильнодействующих лекарств. Одна и та же доза в разное время суток действует по-разному. Например, оптимальное время приема аспирина в 8 часов ут
ЗАКОНОМЕРНОСТИ МАКРОЭВОЛЮЦИИ
Понятием макроэволюция обозначают происхождение надвидовых таксонов (рода, семейства, отряда, класса, типа). В самом широком смысле макроэволюцией можно назв
Эволюция групп организмов
1. Направления эволюции:
- аллогенез;
- арогенез.
Аллогенез – развитие группы в пр
А) первичные б) вторичные
Эволюция эволюция
Филетическая эволюция – это изменения, происходящие в одном филогенетическом стволе, эволюционирующем во времени. Без таких изменений не может протекать никакой эволюционный
Современная лошадь.
Дивергентная эволюция – это образование из одной предковой группы двух и более новых групп. Прекрасным примером дивергенции может служить многообразие видов вьюрков на Галапаго
Целостность онтогенеза
Особь всегда развивается как единое целое. Структурная и функциональная целостность особи основана на взаимосвязи и взаимодействии онтогенетических дифференцировок. Эволюция жизни сопровождалась по
Эмбрионизация онтогенеза
Эмбрионизация онтогенеза – это возникновение в процессе эволюции способности к прохождению части стадий развития под защитой материнского организма или специальных (яйцевых)
Соотношение онтогенеза и филогенеза
Онтогенез – повторение филогенеза
Впервые взаимосвязь онтогенеза и филогенеза раскрыл К. Бэр в ряде положений, которым Ч. Дарвин дал обобщенное на
Эволюция органов и функций
Существует две предпосылки для эволюционного преобразования органов:
· полифункциональность органа;
· способность к количественным изменениям функций.
Способы пре
Эволюционный прогресс
Прогресс – это не просто новое, а лучшее. Проблема эволюционного прогресса – одна из наиболее сложных в эволюционной теории. Ч. Дарвин, установив общие причины эволюции, не сумел с
Э К О Л О ГИ Я
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ ЭКОЛОГИИ
Экология – наука, изучающая исторически сложившиеся взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой.
Биотические факторы
Различают следующие разновидности взаимоотношений между живыми организмами.
Конкуренция – может возникать между особями одного вида за пищу, территорию, между половыми
ПАРАЗИТИЗМ
Паразитизм широко распространен в природе. Из почти 1,5 миллионов видов животных паразитический образ жизни ведут 60 тыс. видов, в том числе около 500 видов паразитируют у человека. Они могут локал
Адаптации к паразитизму
Переход к паразитическому образу жизни сопровождается появлением у паразитов ряда адаптаций, облегчающих их существование, развитие и размножение в специфических условиях организма
Взаимоотношения между хозяином и паразитом
Рассматривая сочетание «паразит – хозяин», важно помнить, что каждый член этой пары, с одной стороны, воздействует на своего партнера, а с другой стороны, испытывает на себе обратно
Происхождение паразитизма
Паразитизм – это вторичное явление, которое имеет разнообразное происхождение. Паразиты произошли от свободноживущих форм. Главные пути, ведущие к возникновению паразитизма, можно свести к следующи
Процесс возникновения и распространения инфекционных и паразитарных болезней среди людей называют эпидемическим процессом.
Для понимания хода эпидемического процесса необходимо выявить источник возбудителя болезни и механизм его передачи от зараженного организма к здоровому. Источником возбудителя паразитарного заболев
Способы передачи возбудителя
1. Алиментарный– возбудитель попадает в организм хозяина через рот с водой, с пищей.
2. Перкутанный – активное проникновение возбудит
Гонотрофический цикл и гонотрофическая гармония
Большинство переносчиков представлено кровососущими членистоногими (насекомыми и клещами). Кровососание характерно для самок, которые выпивают определенное количество крови, необход
Трансовариальная и трансфазовая передача возбудителя
Иногда после получения самкой возбудителя он может попадать в цитоплазму отложенных ею яиц, и личинки, развивающиеся из этих яиц, будут нести в себе возбудителя определенного заболевания. Такая пер
Учение о природной очаговости зооантропонозов
Основная заслуга в создании учения о природной очаговости принадлежит академику Е.Н. Павловскому.Природно-очаговыми заболеваниями называются болезни, которые распространя
Постоянный временный ложный
Первичный очаг – это очаг, который исторически сложился в результате длительной совместной эволюции всех составляющих его компонентов. Первичные очаги возникли много тысяч л
Природная очаговость нетрансмиссивных болезней
В природе независимо от человека циркулируют возбудители ряда других зооантропонозов, передающихся от одного организма к другому нетрансмиссивным путем. Например, существуют природн
Профилактика паразитарных заболеваний
Профилактические мероприятия можно подразделить на три группы:
- направленные на обезвреживание или устранение источника инвазии;
- проводимые с целью разрыва путе
Профилактические мероприятия, направленные на второе звено
эпидемического процесса – механизм передачи возбудителя
Поскольку передача заразного начала от больного к здоровому человеку происходит через внешнюю
Общие принципы борьбы с природно-очаговыми заболеваниями
Проведение мероприятий по борьбе с природно-очаговыми болезнями в каждом отдельном случае должно исходить из анализа конкретной экологической обстановки. Основная цель мероприятий –
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ
Несмотря на разнообразие факторов, в их действии и ответных реакциях организма есть общие закономерности.
1. Закон оптимума: Каждый фактор имеет строго определен
Ответные реакции организма на действие факторов среды носят индивидуальный, половой и возрастной характер.
Примеры: яйцо аскариды нуждается в кислороде, но на взрослого паразита он действует как яд, что нередко используется для лечения заболевания.
Личинки комаров развиваются в воде, а взрослые
И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ СУЩЕСТВОВАНИЯ
Все организмы и факторы среды на Земле в конечном счете находятся в тесной или отдаленной связи между собой. Но так как земная поверхность неоднородна, возникли более или менее разг
Абиотические факторы среды.
2.Продуценты – автотрофные организмы (растения, фото- и хемосинтезирующие бактерии).
3. Консументы – гетеротрофные организмы (животные).
Закономерности существования экологических систем
1. Круговорот веществ. Он предполагает прохождение одних и тех же химических элементов по цепям питания и возвращение в экотоп:
ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА
Экология человека – наука о взаимоотношениях человека с окружающей средой.
Предметом изучения экологии человека являются антропоэкосистемы – экосист
Особенности человека как объекта экологического воздействия
· Человек – космополит, он расселился по всему Земному шару, имеет самый широкий ареал распространения и подвергается воздействию разнообразных экологических факторов. В ходе антропогенеза это прив
Особенности человека как экологического фактора
· Человек оказывает осознанное, целенаправленное воздействие на окружающую среду (конечно, не всегда разумное). Ф.Энгельс писал: “Животное только пользуется внешней природой и производит в ней изме
Пустынный.
Арктический адаптивныйтип характеризуется комплексом приспособлений людей к низкой температуре, высокой влажности, кислородной недостаточности, питанию преимущественно животной
УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ
Понятие биосферы было сформулировано в начале XIX века Ж.Б. Ламарком без употребления самого термина. Термин «биосфера» введен австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 году для обознач
Границы биосферы
В литосфере живые организмы проникают на глубину 4-5 км, распространению организмов вглубь литосферы препятствует высокая температура земных недр, превышающая 100°С.
В гидросфере они засел
Концепции в изучении биосферы
Термодинамическая концепция, в соответствии с которой биосфера рассматривается как термодинамическая оболочка с температурой от +50° до -50° и давлением около одной атмосфер
Состав биосферы
По В.И.Вернадскому, вещество биосферы состоит из семи разнообразных, но геологически взаимосвязанных частей.
· Живое вещество – совокупность всех живых организмов,
Функции живого вещества в биосфере
1. Газовая функция обусловливает миграцию газов и их превращения, обеспечивает газовый состав биосферы. Преобладающая масса газов на Земле имеет биогенное происхождение. В п
Геологический и биологический круговороты
В биосфере происходит глобальный (большой, или геологический) круговорот веществ, который существовал и до появления первых живых организмов. В него вовлечены самые разнообразные химические элемент
Эволюция биосферы
Биосфера появилась с зарождением первых живых организмов примерно 3,5 млрд. лет назад. В ходе развития жизни она изменялась. Этапы эволюции биосферы можно выделить с учетом характеристики типа экос
Ноосфера
Высшим этапом развития биосферы является ноосфера – этап разумного регулирования взаимоотношений между человеком и природой. Этот термин ввел в 1927 году французский философ Э. Леруа. Он считал, чт
БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК
Биосфера для человека является и средой обитания, и источником природных ресурсов.
Природные ресурсы – природные объекты и явления, кото
Изменение состава биосферы, круговорота и баланса составляющих ее веществ.
· Атмосферные изменения связаны с загрязнением атмосферы: химическим (смоги, кислотные дожди), механическим (пыль), тепловым (парниковый эффект), разрушением озонового экрана.
Ежегодно выб
Изменение флоры и фауны планеты.
хозяйственная деятельность человека ведет к значительным негативным последствиям:
· нарушается целостность растительного покрова,
· вырубаются леса,
· ухудшается состояни
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
Неограниченное использование природных ресурсов и свободное удаление отходов в окружающую среду привело к тому, что во многих странах практически не осталось ненарушенных естественных экосистем,
Парниковый эффект
Под образным выражением «парниковый эффект» подразумевается следующее геофизическое явление. Солнечная радиация, падая на Землю, трансформируется, 30% её отражается в космическое пространство, оста
Разрушение озонового экрана
Наряду с видимым светом Солнце излучает также ультрафиолетовые волны. Особую опасность представляет их коротковолновая часть – жесткое ультрафиолетовое излучение. Все живое на
Кислотные дожди
Кислотные дожди – это атмосферные осадки, рН которых ниже 5,5. Закисление осадков происходит вследствие попадания в атмосферу оксидов серы и азота. Источники SO2 в основном связаны с про
Снабжение населения Земли пресной водой
Вода – самое распространенное на Земле вещество. Гидросфера содержит 1,4 млрд. км3 воды, а воды суши составляют только 90 млн. км3.
Моря и океаны занимают около 71% п
Проблема обеспечения населения продуктами питания
Как одну из самых острых, человечество воспринимает проблему голода. Основным источником продуктов питания для людей является сельское хозяйство. Главной производительной силой земледелия служат пл
Международные и российские программы по изучению и рациональному использованию ресурсов биосферы
Международное научное сообщество серьезно относится к изменениям в биосфере. Для изучения мировых ресурсов биосферы в 1964 году была принята Международная биологическая программа
Статья 58
"Каждый обязан охранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам."
На территории Российской федерации действует также Закон об охране окру
Принципы и правила охраны природы
1. Все явления природы имеют для человека множественное значение и должны оцениваться с разных точек зрения. К каждому явлению необходимо подходить с учетом интересов различных
Охрана атмосферы
1. Предупреждение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, установка пылеулавливающих и газоочистных сооружений.
2. Создание и внедрение безотходных технологий, при которых полностью иск
Охрана водных ресурсов
1. Бережное расходование воды при орошении полей (обычно потери составляют около 25% (фильтрация, испарение):
· надежная гидроизоляция дна и стенок каналов;
· использование дождев
Использование и охрана недр
Недра – верхняя часть земной коры, в которой добывают полезные ископаемые.
Большинство полезных ископаемых относится к невозобновимым природным ресурсам, и их запас уменьшается по мере исп
Охрана животных
Для сохранения редких и исчезающих видов организуют заповедники, заказники, животных расселяют в районы их былого распространения, подкармливают, создают укрытия и искусственные гнездовья, охраняют
Новости и инфо для студентов