Съвременната теория за биологичната еволюция като синтез на дарвинизма и популационната генетика
Синтетичната теория на еволюцията (STE),илинеодарвинизмъте съвременна еволюционна теория, която е синтез на различни дисциплини, предимно генетика и дарвинизъм. STE също се основава на палеонтологията, таксономията, молекулярната биология и други.
Тласък за развитието на синтетичната теория дава хипотезата за рецесивността на новите гени. На езика на генетиката от втората половина на 20-ти век тази хипотеза приема, че във всяка възпроизвеждаща се група организми, по време на узряването на гаметите, в резултат на грешки в репликацията на ДНК, постоянно възникват мутации - нови варианти на гени.
За да се осъществи еволюция, са необходимитри процеса :
● мутационни, генериращи нови варианти на гени с ниска фенотипна експресия;
● рекомбинация, създаване на нови фенотипове на индивиди;
● селекция, която определя съответствието на тези фенотипове с дадено местообитание или условия на растеж.
Основни положения :
● материал за еволюцията са мутационната и рекомбинационната изменчивост;
● естественият подбор се разглежда като основна причина за развитието на адаптациите, видообразуването и произхода на надвидовите таксони;
● генетичният дрейф и принципът на основателя са причините за формирането на неутрални черти;
● видът е система от популации, репродуктивно изолирани от популациите на други видове, като всеки вид е екологично изолиран;
● видообразуването се състои в появата на генетични изолиращи механизми и се извършва главно в условия на географска изолация.
Така синтетичната теория на еволюцията може да се характеризира като теория на органичнатаеволюция чрез естествен подбор на черти, определени генетично.
94. Биологичен вид, реалност и динамичност на съществуването му, критерии. Генофонд (алелен пул) на вида.
В съвременната биологиявид е набор от популации от индивиди, които имат наследствено сходство на морфологични, физиологични и биохимични характеристики, свободно се кръстосват и дават плодовито потомство, адаптирани към определени условия на живот и заемащи определена територия (област).
Практическото използване на понятието "вид" често е трудно. Това се дължи надинамизма на видовете, проявяващ се във вътрешновидова променливост, "размиване" на границите на ареала, образуването и разпадането на вътрешновидови групи с различни размери и състави (популации, раси, подвидове). Динамичността на видовете е следствие от действието на елементарни еволюционни фактори.
Критерии за преглед - набор от определени характеристики, които са характерни само за един вид.
● Морфологично. Сходството на външната и вътрешната структура на индивиди от един и същи вид.
● Физиологични. Сходството на всички жизнени процеси и преди всичко на възпроизводството. Представители на различни видове като правило не се кръстосват или потомството им е стерилно
● Биохимичен. Видова специфика на протеини и нуклеинови киселини
● Генетичен. Всеки вид се характеризира със специфичен, уникален набор от хромозоми, тяхната структура и диференцирано оцветяване.
● Еколого-географски. Местообитание и непосредствено местообитание - екологична ниша. Всеки вид има свое местообитание и ареал на разпространение.
Генофонд - съвкупността от всички гени или генотипове в популация или група от популации на видорганизми. Генофондът на достатъчно голяма популация, в която се извършва свободно кръстосване на организми, има определена цялост и стабилност. В същото време, ако една популация е изложена на действието на елементарни фактори на еволюцията (мутации, изолация, естествен подбор и др.), този баланс се нарушава. С течение на времето една постоянна промяна в генните честоти (микроеволюция) може да доведе до видообразуване.
95.Вижте структурата. Популациите са основните съставни единици на вида. Популационни характеристики: морфологични, екологични, генетични. Генофонд (алелен пул) на популацията.
Биологични видове - съвкупността от всички раси - съставлява сложна биологична макросистема, най-важната популационна система в природата и в еволюционната биология. Видът има сложна вътрешна популационна структура, която осигурява адаптация към оптимално използване на различни условия в ареала на вида. Високата степен на адаптация и адаптивност на вида се осигурява от мутационна, комбинирана и модификационна променливост. На базата на комбинираната изменчивост се формира структурата на популацията и полиморфизма
Всички видове са съставени от популации.Популация - елементарна структурна единица на вида, форма на неговото съществуване при дадени условия. Видовете самонотипни и политипни. Монотипните видове се състоят само от 3 популации, дори с една. Но има малко такива видове и те заемат малка площ (например полярна мечка в Арктика. Повечето от видовете са политипни. Политипните видове заемат значителна площ и освен популациите се състоят от подвидове.
Популацията е съвкупност от индивиди от един и същи вид, дълго време (много поколения) обитаващи част от ареала на вида, свободнокръстосват се (panmixia) и са относително изолирани от други популации на същия вид.
Морфо-физиологични характеристики на популацията. Популациите на един и същи вид се характеризират с общи морфологични и физиологични особености и в същото време се различават помежду си статистически - честотата на срещане на определени характеристики.
Екологични характеристики на популациите. Екологично популациите се характеризират с размер (ареал, изобилие), възрастов и полов състав и динамика.
Генетичната структура на популацията се характеризира с качествения състав на гените и определени честоти на алелите и генотипите.
Генофонд (алелен пул) на популацията. Генофондът на популацията е разнообразието от елементарни наследствени черти в съвкупността от индивиди, които съставляват популацията. Генофондът на местната популация съдържа освен мономорфни и различни полиморфни гени. Една популация може да придобие нов алел в резултат на мутация, възникнала в даден индивид, или в резултат на миграцията на носител на този алел от друга популация. Този процес се наричагенетичен дрейф.
96. Идеални и реални популации. Законът за постоянството на генетичната структура на идеалните популации (закон на Харди-Вайнберг), използването му за изчисляване на генетичната структура на реални популации и човешки популации.
Законът на Харди-Вайнберг е разпоредба на популационната генетика, която гласи, че популациите с безкрайно голям размер, в които естественият подбор не работи, няма процес на мутация, няма обмен на индивиди с други популации, не се случва дрейф на гени, всички кръстосвания са случайни - честотите на генотипа за всеки ген (ако има два алела на този ген в популацията) ще се поддържат постоянни от поколениена поколение.
Уравнение на закона на Харди-Вайнберг:
Къде е делът на хомозиготите за един от алелите; p е честотата на този алел; — дял на хомозиготите за алтернативния алел; q е честотата на съответния алел; 2pq е делът на хетерозиготите.
За три алела с честоти p, g, r, освен това (p + q + r = 1), равновесната честота на генотипите се определя от формулата на квадрата на тринома = (p + q + r) ^ 2 = p ^ 2 + q ^ 2 + r ^ 2 + 2pq + 2pr + 2qr.
Една идеална популация, популация, която е описана от уравнението на Харди-Вайнберг (p + q) ^ 2, е в състояние на генетично равновесие (генетична съвместна мобилност). В такава популация генофондът не се променя от поколение на поколение, няма генетична променливост и еволюционният процес не се случва.
Реална популация е популация, която не може да бъде описана с уравнението на Харди-Вайнберг.
Законът на Харди-Вайнберг е теоретичен по природа, но се използва широко в популационната генетика като основа на популационно-статистическия метод в математическото изследване на еволюционни проблеми. В медицинските генетични изследвания, без никакви допълнителни методи, ви позволява да установите честотата на рецесивен патологичен алел, честотата на хетерозиготите - носители на този алел, генетичната структура на популацията. За да направите това, трябва да знаете часа на рецесивните хомозиготи q2 Тъй като това е единственият генотип, който може да бъде разпознат по неговия фенотип.