Вплив елементарних еволюцiйних факторiв на генофонди людських популяцiй
Дипломная работа - Биология
Другие дипломы по предмету Биология
го добору. Завдяки цьому вид, що складаСФться з низки популяцiй, займаСФ великий ареал, незважаючи на рiзноманiтнiсть умов у його межах.
Кожен вид, яку б кiлькiсть популяцiй вiн не включав, СФ СФдиним цiлим. Цiлiснiсть виду досягаСФться його генетичною вiдокремленiстю вiд iнших видiв. Великi популяцiСЧ чи групи сусiднiх популяцiй, що мають стiйкi морфологiчнi вiдмiнностi вiд iнших популяцiй, називають пiдвидами. Види з великими ареалами, що охоплюють територii з рiзними умовами життя, звичайно представленi декiлькома пiдвидами.
1.2 Еволюцiя i генетика
Проблема виникнення видiв СФ найважливiшою в теорiСЧ еволюцiСЧ. Вперше науковий пiдхiд до СЧСЧ вирiшення запропонував Ч. Дарвiн, який визначив основнi чинники еволюцiСЧ спадковiсть, мiнливiсть i природний добiр. За допомогою цих понять вiн пояснив i процес видоутворення. Внаслiдок географiчноСЧ iзоляцiСЧ та дiСЧ iнших елементарних еволюцiйних чинникiв особини певного виду розташовуються нерiвномiрно на зайнятiй ними територiСЧ. Таким чином, вид у природi подiляСФться на порiвняно iзольованi групи особин популяцiСЧ.
Популяцiя це група органiзмiв, що належать до одного й того самого виду i займають звичайно чiтко обмежену географiчну територiю. ПопуляцiСЧ рiзних видiв iстотно вiдрiзняються за кiлькiсним складом. Найбiльш широкi з них включають мiльйони та мiльярди особин (кiмнатна муха), невеликi популяцiСЧ налiчують всього близько сотнi членiв (лелеки).
Найважливiшим чинником, що регулюСФ чисельнiсть популяцiй, СФ наявнiсть СЧжi. Тому, маючи потенцiйну можливiсть необмеженого збiльшення, вони включають стiльки особин, скiльки може прогодуватися на зайнятiй ними територiСЧ.
В основi сучасноСЧ теорiСЧ еволюцiСЧ лежить популяцiйна генетика. Популяцiя СФ елементарною одиницею еволюцiСЧ. Гени, що дiють незалежно або спiльно з чинниками навколишнього середовища, визначають фенотипнi ознаки органiзмiв i зумовлюють мiнливiсть популяцiСЧ. Фенотипи, пристосованi до умов даного середовища або екологiчних нiш, зберiгаються в результатi природного добору. Неадаптованi фенотипи витiсняються i нарештi вимирають. Природнiй добiр впливаСФ не тiльки на виживання iстот з тим або iншим фенотипом, а й на долю СЧхнього генотипу. Тiльки тi органiзми, якi встигли народити нащадкiв, роблять внесок у майбутнСФ свого виду.
Одне з основних понять генетики частота генiв. Кожний ген може iснувати у виглядi кiлькох алелiв. Якщо ген знаходиться в популяцiСЧ у виглядi двох алелiв: домiнантного R та рецесивного r, а загальна кiлькiсть особин популяцiСЧ дорiвнюСФ N, то у такому разi N складаСФться з трьох генотипiв RR, Rr та rr. Нехай кiлькостi особин iз цими генотипами вiдповiдають числа А, В та С (А, В, С ? 1). Тодi А+В+С=N. Припустимо, що всi особини диплоСЧднi, отже загальна кiлькiсть алелiв буде 2N. Загальна кiлькiсть алелiв R, таким чином, дорiвнюСФ 2А+В, а алелiв r В+2С.
Популяцiйна генетика запозичила у теорiСЧ ймовiрностей два символи (p та q) для позначення частоти з якою домiнантнi та рецесивнi алелi зустрiчаються в данiй популяцiСЧ. Таким чином, p+q=1. Математична залежнiсть мiж частотами алелiв та генотипiв у популяцiях встановлена 1908 року англiйським математиком Дж. Гардi та нiмецьким лiкарем А. Вайнбергом незалежно один вiд одного. Ця залежнiсть дiстала назву закону Гардi-Вайнберга. Частоти домiнантного та рецесивного алелiв у данiй популяцiСЧ з поколiння в поколiння будуть залишатись постiйними за таких умов: популяцiя велика; спарення вiдбуваСФться випадково; новi мутацiСЧ не виникають; усi генотипи однаково плодючi; обмiн генами з iншими популяцiями вiдсутнiй.
Еволюцiю можна визначити як поступову змiну частот генiву популяцiСЧ, коли рiвновага, передбачена законом Гардi-Вайнберга, порушена мутацiйним процесом, вибiрковим вiдтворенням особин або дрейфом генiв (якщо популяцiя надто мала).
За таких умов генофонд популяцiСЧ змiнюСФться вiд одного поколiння до iншого. Еволюцiя у результатi природного добору означаСФ, що особини з певними ознаками залишають бiльше нащадкiв, виживають i роблять вiдповiдно бiльший внесок у подальшi поколiння. Новi спадковi змiни виникають переважно в результатi мутацiй, i якщо органiзми з новою мутацiСФю виживають i залишають у середньому бiльше життСФздатних нащадкiв, то в наступних поколiннях генофонд популяцiСЧ буде поступово змiнюватись. Як правило, виживають особини, що краще пристосованi до умов даного середовища. Вони можуть краще добувати СЧжу й турбуватися про своСЧх нащадкiв, але для еволюцiСЧ важливiше те, скiльки цих нащадкiв вiзьме участь у наступному розмноженнi. Отже, елементарним еволюцiйним матералом СФ мутацiСЧ, якi створюють новi алелi та роблять можливою появу нового фенотипу.
Проте при вiдтвореннi невеликих популяцiй iстотно впливати на склад наступних поколiнь може проста випадковiсть. Рiвновага генофонду популяцiСЧ iнодi порушуСФться без участi природного добору в результатi випадкових процесiв, визначених С. Райтом як дрейф генiв. У малих популяцiях, якi схрещуються, гетерозиготнi лукуси здатнi ставати гомозиготними за тим або iншим алелем, що визначаСФться не добором, а випадково. Це може призводити до нагромадження деяких несприятливих ознак i до подальшого вимирання всiСФСЧ групи, що володiСФ такими ознаками.
Бiологiчний змiст дрейфу генiв залишаСФться суперечним питанням i донинi. Ясно тiльки, що вiн вiдiграСФ в еволюцiСЧ одну з важливiших ролей. Багато природних популяцiй рослин i тварин подiленi на пiдгрупи i досить малi для того, щоб на них могли позначитись випадковi подiСЧ,