Atavisma piemērs cilvēkiem ir. Vestigiālie cilvēka orgāni. Rudimentu piemēri dzīvnieku pasaulē

Rudiments sauc orgānus, kuriem nav nekādas funkcijas vai kuriem ir funkcija, kas atšķiras no to struktūras. Tiek uzskatīts, ka šādās struktūrās ir iespējams konstatēt neatbilstību starp struktūru un funkciju, tas ir, šajās struktūrās strukturālās izmaksas šķiet pārmērīgi lielas to veiktajai funkcijai. Funkciju zudums vai funkcionālo spēju ierobežojums tiek interpretēti evolūcijas teorijas ietvaros kā funkciju zudums evolūcijas laikā.

No pirmā acu uzmetiena ir skaidrs, ka rudimenti nevar kalpot pierādījums attīstība no zemākām uz augstākajām formām. Katrā ziņā rudimenti liecina mirstības processšie orgāni. Kā pierādījums progresīvai evolūcijai rudimenti ir izslēgti.

Bet galu galā ir vēl viens arguments: vestigiālie orgāni liecināt un pret radīšanas akts, tā kā pārdomātā un plānotā radīšanā šādas ērģeles nevarēja notikt. Tāpēc mēs aplūkojam rudimentu problēmas sīkāk un piedāvājam savu interpretāciju par rudimentu fenomenu radīšanas modeļa ietvaros (detalizētāku šīs tēmas iztirzājumu sk. Junker, 1989).

Lielākā daļa rudimentu nav zaudējuši savas funkcijas

Ilgu laiku tas tika uzskatīts par klasisku orgānu, kas bija zaudējis savas funkcijas. cecal apendikss persona. Taču tagad ir zināms, ka piedēklis pilda aizsargfunkciju pie izplatītām slimībām un ir iesaistīts aklajā zarnā esošās baktēriju floras kontrolē.

Putniem, rāpuļiem un dažiem zīdītājiem ir trešais plakstiņš, caurspīdīgs kaitinoša membrāna. Aizsargājot aci, tā stiepjas no tā iekšējā stūra cauri visam acs ābolam . Kad putni lido, nicinošā membrāna darbojas kā vējstikla tīrītājs. . "Vestigiālā" niktējošā membrāna cilvēkiem (att. . 6.15 ) veic uzdevumu savākt svešķermeņus, kas nokrīt uz acs ābola, tos acs kaktiņā saista adhezīvā masā. No turienes tos var viegli noņemt.

Coccyx cilvēkam ir jānostiprina iegurņa muskuļi, kas atbalsta mazā iegurņa iekšējos orgānus un tādējādi padara iespējamu vertikālu gaitu. Dzemdību procesam izšķiroša nozīme ir mobilitātei, kurai astes kaula izcelsme ir saistīta ar mugurkaula ontoģenēzi.

Barības vada piestiprināšana trahejai arī nav bezjēdzīgi: gļotas, kas atrodas elpošanas traktā, var izvadīt caur barības vadu . Turklāt šī struktūra ietaupa vietu un padara iespējamu elpošanu caur muti, kas ir ārkārtīgi ērts veids, kā tikt galā ar stiprām iesnām. Tāpēc to nevar uzskatīt par papildu struktūru filoģenētiskās attīstības dēļ. Visas šīs struktūras tomēr ir diezgan saprotamas no konstruktīvas attīstības viedokļa ( skatīt 6.5.2).

Piemēri no dzīvnieku pasaules

Embrionālais zobu rudimenti balenā vaļiem, kas nekad nekļūst par īstiem zobiem, ir liela nozīme žokļa kaulu veidošanā. Tas pats attiecas uz atgremotāju augšējo priekšzobu rudimentiem, kas nekad neizplūst caur augšējo žokli.

Kivi spārnu paliekas(rīsi. 6.16) kalpo līdzsvara regulēšanai. Tomēr šajā gadījumā rudimenti ir tikai evolūcijas teorētisks jēdziens, tas ir balstīts uz pārliecību (kas vispirms būtu jāpierāda), ka kivi senči kādreiz bija spējīgi lidot.

Vaļa iegurņa un augšstilba kaula vestigiālie kauli(rīsi. 6.17) kalpo kā piestiprināšanas vieta dzimumorgānu muskuļiem un tūpļa muskuļiem, un, tos iznīcinot, lielā ūdens dziļumā liela hidrostatiskā spiediena ietekmē dzīvnieku vēderu saturs tiks saplacināts. Tātad šajā gadījumā nevar būt runas par funkcionalitātes zudumu, jo bez šiem kauliem vaļi nespētu tik labi ienirt dziļumā.

Pārpalikumi pakaļējās ekstremitātes ragveida skavām boa un pitoniem(“superrudimentāri”) ir ļoti noderīgi čūsku kustībā pa zariem un zariem un kalpo kā palīgorgāni pārošanās laikā.

Un visbeidzot jānosauc vēl viens, tā sauktais "rudiments uzvedība": staltbriedis, apdraudot savu sugas biedru, paceļ augšlūpu, tāpat kā daudzi dzīvnieki, kuriem ir dunča formas ilkņi. Taču staltbriežiem tādi zobi ir par mazu. Bet tā kā draudoši žesti saprotami arī bez skaidri redzami ilkņi, tad Šajā gadījumā nav steidzami jārunā par rudimentāritātes fenomenu.

Var apgalvot, ka funkciju zaudēšanas fenomenu nevar pilnībā droši pierādīt. Iesniegtie argumenti, kā likums, balstās uz īslaicīgu nezināšanu.

Daži rudimenti rodas ar deģenerācija viena veida ietvaros Un īsā laika periodā(deģeneratīva mikroevolūcija). Tipisks piemērs tam būtu cilvēka "gudrības zobi". Var pieņemt (gan radīšanas modelī, gan evolūcijas modelī), ka agrāk visi 32 cilvēka zobi tika regulāri lietoti un pilnībā funkcionēja. Tas, ka mūsdienu cilvēkam nav obligāti nepieciešami gudrības zobi, var būt saistīts ar viņa mainītajiem ēšanas paradumiem. Tāpēc pastiprināta deģeneratīvā attīstība neradīja bojājumus. Un, tā kā deģeneratīvajā attīstībā nenotika nekādas strukturālas izmaiņas, ko būtu vērts pieminēt, nevar runāt par evolūciju evolūcijas doktrīnas izpratnē. Šāda deģeneratīva attīstība ir iespējama tikai īsā laika periodā, tai nav vajadzīgi miljoniem vai simtiem tūkstošu gadu. Tas ir līdzvērtīgi uzskatīt “evolūciju” par lielāku noslieci uz slimībām vai redzes pasliktināšanos.

Gudrības zobu atrofija dažādās rasēs ir atšķirīga. Mongoloīdu rase šajā procesā ir īpaši progresējusi. Atklātās cilvēka fosilijas satur funkcionālus gudrības zobus.

Šajā pozīcijā var uzskaitīt arī tā sauktās labi zināmās “civilizācijas slimības”, piemēram, bieži minētie novājinātu starpskriemeļu skrimšļu piemēri, cirkšņa trūce, hemoroīdi, varikozas vēnas un plakanās pēdas. . Tam nav nekāda sakara ar “katastrofālo plānošanu”, kā nesen izteicās zoologs R. Rīdls (1984, 192. lpp.), bet tikai ar “nepareizu izmantošanu”. Ja tehniskā ierīce tiek izmantota nepareizi, tad radušos bojājumus nevar izskaidrot ar konstrukcijas trūkumiem. Cilvēks ir vairāk nekā ierīce, viņa fiziskā labklājība ir atkarīga arī no viņa dzīvesveida.

Vienkārša mikroevolūcijas deģenerācija varētu izskaidrot novājināto spārnu parādīšanos zemes vabolēs vai kukaiņos, kas dzīvo uz salām, kas pakļautas spēcīgām vēja brāzmām (sk. sadaļa 3.3.3). Tas varētu ietvert arī rudimentārus putekšņlapas, kas atrodamas, piemēram, Norichinaceae (Scrophulariaceae).

Daudzus uzvedības rudimentus var izskaidrot ar mikroevolūciju. Piemēram, tas, ka suņi griežas apkārt pirms aizmigšanas, tiek uzskatīts par vecas, jēgpilnas uzvedības palieku, lai personīgi noskaidrotu, vai pastāv draudi.

Līdzības arguments kā patiess arguments

Iepriekšējā sadaļā nevarēja iekļaut, piemēram, vaļu rudimentāros iegurņa un augšstilba kaulus ( rīsi. 6.17]. Viņi. salīdzinot ar beidzot izstrādātajām homologajām sauszemes dzīvnieku skeleta daļām, tās pilda tikai dažas funkcijas. Daļējs funkciju zudums (saskaņā ar kustību) tiek kompensēts ar īpašu pielāgošanos zīdītājiem netipiskai pārvietošanās metodei, kas nav iegūstama mikroevolūcijas laikā.

Šis piemērs sniedz labu iespēju salīdzināt pieejas argumentācijai, mēģinot izskaidrot vestigiālos orgānus evolūcijas modeļa un radīšanas modeļa ietvaros. .

Argumentācija iekšā evolūcijas modelis: vaļu iegurņa un augšstilba kauliem ir funkcija, taču tie šai funkcijai nav nepieciešami līdzībašīs struktūras ar atbilstošajiem (homologajiem) sauszemes zīdītāju kauliem . Iepriekš aprakstīto funkciju var veikt arī nehomoloģiskās struktūras. Tādējādi šī līdzība norāda uz vispārīgām attiecībām. Tādējādi patiesais arguments par labu vispārīgām attiecībām šajā gadījumā ir līdzību klātbūtne .

Modeļa ietvaros radīšanu argumentu var izteikt no 6. sadaļa. 1 (viena vispārējā radīšanas plāna variants daudziem dažādiem organismiem). Programmētājs, kura uzdevums ir izveidot daudzas līdzīgas programmas, katru reizi nesāks no paša sākuma, bet katru reizi izmantos sākumā saražoto “nespecializēto” programmu, ieviešot nevajadzīgas modifikācijas.

Vestigiālo orgānu daudzfunkcionalitāte

Paziņojums par funkcionalitātes zudumu vai neatbilstību starp struktūru un funkciju ir nepārdomāts solis un ir iespējams tikai tad, ja attiecības visā ontoģenēzē nav zināmas un ņemtas vērā. Īpaši pamācoši ir cilvēka individuālās attīstības izpētes rezultāti ( sadaļa 6.5.2). Šis piemērs parāda, ka šis nav izņēmuma gadījums.

Daudzi alu zivis ir atrofētas acis. Par alas iemītnieku Astyanax mexicanus ir arī zināms, ka viņa redzes aparāts sākotnēji ir izveidots kā normāls. Tad tālākās individuālās attīstības gaitā notiek esošo individuālo struktūru apgrieztā attīstība (atrofija). . Tomēr šis ievērojamais fakts ir saprotams, jo acs aparātam ir fizioloģiska nozīme galvas veidošanā. Līdz ar to acs šajos alu dzīvniekos ir nepārprotami ļoti ierobežota uztveres aparāta funkcija, taču agrīnā attīstības stadijā tā veic arī formu veidojošu funkciju. Tāpēc samazināšana iespējama tikai no brīža, kad netiek pārkāpta veidojošā funkcija.

Šis piemērs, kuram varētu pievienot vēl daudzas līdzīgas, parāda, ka, mēģinot interpretēt rudimentu fenomenu, jāņem vērā daļu attiecības ontoģenēzes laikā, jo ontoģenēzes procesā dažām ķermeņa struktūrām ir noteiktas funkcijas ( piemēram, embrija veidošanās laikā), kuras nav iespējams novērot galīgi izveidotajā orgānā.

Tādējādi viena un tā pati struktūra vienlaikus var veikt dažādus uzdevumus. To var uzskatīt par pierādījumu vispārējam organizatoriskajam principam (iespējams, “radīšanas principam”): orgāni individuālās attīstības laikā mēdz veikt daudzas funkcijas vienlaicīgi vai secīgi. Tikai tikko aprakstītajā gadījumā tika atklāts princips, saskaņā ar kuru konkrēts orgāns (acs) noteiktos vides apstākļos var kļūt par kādas no tā veiktajām funkcijām palieku.

IN evolūcijas modelisŠādas parādības tiek interpretētas kā “attīstība apļveida ceļā” vai “rekapitulācijas attīstība”. Ja, kā jau vairākkārt pierādīts, šādos “apvedceļos” ir steidzama fizioloģiska vajadzība, tad šī interpretācija ir vismaz nepārliecinoša. Balstoties uz šādiem datiem, daži biologi ir nonākuši pie secinājuma, ka "attīstības apļveida ceļa" fenomens ir uzskatāms par pierādījumu tam, ka tieši šajā ceļā koncentrējas fizioloģiskās selekcijas spiediens organismu attīstībā. Tāpēc daži pētnieki uzskata, ka ir pilnīgi iespējams, ka noteiktām fizioloģiskām attīstības problēmām ir tikai viens formāla risinājuma veids, proti: šķietami sānu attīstības ceļi patiesībā ir "īsceļi uz panākumiem".

Atavisms

Struktūras, kas nejauši apstākļiem veidojas no atsevišķi vienas sugas indivīdi un kuras ir paredzētas, lai atsauktu atmiņā domājamās agrākās filoģenētiskās attīstības stadijas, tiek sauktas atavisms(lat. atavus - priekštecis). Šādos gadījumos viņi runā par krīzi iepriekš pagājušos vēsturiskos un vispārīgos posmos. Atavisma piemēri cilvēkiem ir fistulas kaklā, pārmērīga matu augšana, zirgaste un vairāki sprauslas. .

Tāpat kā “rudimenti”, arī atavismi neliecina par labu progresīvai evolūcijai. Turklāt ir skaidri redzams, ka dotais argumentācija atavismu izskats ir atšķirīgs neatbilstība. Deformācijas (malformācijas) tiek uzskatītas tikai par ierosinātās filoģenēzes pierādījumu (tas ir, interpretētas kā atavisms), ja tām ir līdzība ar šīs parādības skarto organismu domājamajiem priekštečiem. . Ja mēs būtu konsekventi, tad vēsturiski būtu jāinterpretē visas deformācijas parādības, piemēram, ribu sazarošanās un lūpas šķeltne, un sešpirkstu pirkstu parādība un divu galvu veidošanās: un piektā kāja .

Tas nozīmē, ka pat šādas deformācijas jāuzskata par liecību par iepriekš izturētiem filoģenētiskās attīstības posmiem, kas noteikti nevar būt. Tomēr nav pieļaujams arī pretējais: interpretēt konkrētu attīstības defektu tikai tad, kad tas iekļaujas iepriekš konstruētas koncepcijas ietvaros. Tāpēc atavismus nevar uzskatīt par organismu filoģenētikas pierādījumiem. Tas, ka dažas (bet tikai dažas) deformācijas līdzinās citiem organismiem (domājams, attiecīgo organismu senčiem) daudzo ārējās līdzības izpausmju dēļ nav negaidīts un nav īpašas uzmanības vērts. (Atavismi bieži ir “normas izpausmes robežgadījumi”, sk. 6.5.2.)

Dzīvnieku atavisma piemērs ir zirgu papildu pirksti ( rīsi. 6.18). Šajā gadījumā, iespējams, kļūdaina vadības signāla rezultātā, vienīgā kājas struktūra normālos apstākļos izveidojās divas reizes (bez redzama labuma). Starp citu, zirgu vidū ir zināmas tikai trīs un četru pirkstu formas, starp tiem divpirkstu formas nav sastopamas (kā mūsu gadījumā).

Cik kļūdaina var būt atavistiskā interpretācija, ja to piemēro konsekventi, pierāda šāds piemērs: četrspārnu augļu mušas tiek uzskatītas par pierādījumu tam, ka divspārnu kukaiņi (Deptera) cēlušies no četrspārnu putniem. Četru spārnu izskats tiek uzskatīts par atavismu. Bet ir arī mutācijas augļmušas ar četrām šūpojošām pavadām un vispār bez spārniem - absurda “konstrukcija”, kas absolūti nav piemērota filoģenētiskam sencim.

Mēģinot izskaidrot deformācijas fenomenu kā atavismu, attiecas tas pats, kas tika teikts par rudimentiem: visi interpretācijas mēģinājumi ir sasteigti, līdz tiek atklāta attīstības pamatā esošā ģenētiskā un fizioloģiskā situācija un funkcionālā nozīme augšanas procesā. Tāpēc mēs atteicāmies no anomālu strukturālu veidojumu spekulatīvas interpretācijas.

Atpakaļ uz tekstu

Rīsi. 6.15. Nitējošā membrāna ir cilvēka “sākotnējais pamats”.

Atpakaļ uz tekstu

Rīsi. 6.16. Kivi, nelidojošs putns, kura dzimtene ir Austrālijas reģionā. Kivi dzīvesveids atbilst maza zīdītāja dzīvesveidam. Lidojošo putnu sugas ir izplatītas īpaši salās, jo tajās dzīvo ļoti maz dabisko ienaidnieku. (Rozenšteinas pils muzejs, Štutgarte.)

Atpakaļ uz tekstu

Rīsi. 6.17. Augšējā fotoattēlā: kašalotu, seivaļu, finvaļu rudimentāri iegurņa kauli (no augšas uz leju). Finvaļiem ir arī augšstilba rudimenti. Apakšējā attēlā redzama iegurņa rudimenta atrašanās vieta sei vaļu vēderā. Vaļu pētnieks Ārvijs uzskata, ka vaļu iegurņa rudimentus nevar saukt par homologiem attiecīgajiem sauszemes zīdītāju iegurņa kauliem. Viņš šos kaulus sauc par vēdera kauliem. (Rozenšteinas pils muzejs, Štutgarte.)

Genotips un fenotips, to mainīgums

Genotips - tas ir visu organisma gēnu kopums, kas ir tā iedzimtais pamats.

Fenotips - visu organisma pazīmju un īpašību kopums, kas konkrētajos apstākļos atklājas individuālās attīstības procesā un ir genotipa mijiedarbības rezultāts ar iekšējās un ārējās vides faktoru kompleksu.

Katrai bioloģiskajai sugai ir unikāls fenotips. Tas veidojas saskaņā ar gēnos ietverto iedzimto informāciju. Taču atkarībā no ārējās vides izmaiņām pazīmju stāvoklis dažādiem organismiem atšķiras, kā rezultātā rodas individuālas atšķirības – mainīgums.

Pamatojoties uz organismu mainīgumu, parādās formu ģenētiskā daudzveidība. Izšķir modifikācijas jeb fenotipisko un ģenētisko vai mutāciju mainīgumu.

Mainīguma modificēšana neizraisa izmaiņas genotipā, tā ir saistīta ar noteikta, viena un tā paša genotipa reakciju uz ārējās vides izmaiņām: optimālos apstākļos tiek atklātas konkrētajam genotipam piemītošās maksimālās spējas. Modifikācijas mainīgums izpaužas kvantitatīvās un kvalitatīvās novirzēs no sākotnējās normas, kas nav iedzimtas, bet ir tikai adaptīva rakstura, piemēram, cilvēka ādas pastiprināta pigmentācija ultravioleto staru ietekmē vai muskuļu sistēmas attīstība to ietekmē. fiziski vingrinājumi utt.

Pazīmes variācijas pakāpi organismā, tas ir, modifikācijas mainīguma robežas, sauc par reakcijas normu. Tādējādi fenotips veidojas genotipa un vides faktoru mijiedarbības rezultātā.Fenotipiskās īpašības netiek nodotas no vecākiem uz pēcnācējiem, tiek pārmantota tikai reakcijas norma, tas ir, reakcijas raksturs uz vides apstākļu izmaiņām.

Ģenētiskā mainība var būt kombinatīva un mutācijas.

Kombinatīvā mainība rodas homologu hromosomu homologo reģionu apmaiņas rezultātā mejozes procesā, kas izraisa jaunu gēnu asociāciju veidošanos genotipā. Tas rodas trīs procesu rezultātā: 1) neatkarīga hromosomu diverģence mejozes laikā; 2) to nejauša saistība apaugļošanas laikā; 3) homologu hromosomu sekciju apmaiņa jeb konjugācija. .

Mutācijas mainīgums (mutācijas). Mutācijas ir pēkšņas un stabilas izmaiņas iedzimtības vienībās - gēnos, kas ietver izmaiņas iedzimtajās īpašībās. Tie obligāti izraisa izmaiņas genotipā, kuras pārmanto pēcnācēji un nav saistītas ar gēnu krustošanos un rekombināciju.

Ir hromosomu un gēnu mutācijas. Hromosomu mutācijas ir saistītas ar izmaiņām hromosomu struktūrā. Tās var būt izmaiņas hromosomu skaitā, kas ir daudzkārtējs vai neskaitāms haploīdo kopu (augiem - poliploīdija, cilvēkiem - heteroploidija). Heteroploidijas piemērs cilvēkiem var būt Dauna sindroms (viena papildu hromosoma un 47 hromosomas kariotipā), Šereševska-Tērnera sindroms (trūkst vienas X hromosomas, 45). Šādas novirzes cilvēka kariotipā pavada veselības traucējumi, garīgi un fiziski traucējumi, vitalitātes samazināšanās utt.

Gēnu mutācijas ietekmē paša gēna struktūru un izraisa izmaiņas ķermeņa īpašībās (hemofilija, krāsu aklums, albīnisms utt.). Gēnu mutācijas notiek gan somatiskajās, gan dzimumšūnās.

Mutācijas, kas rodas dzimumšūnās, ir iedzimtas. Tos sauc par ģeneratīvām mutācijām. Somatisko šūnu izmaiņas izraisa somatiskas mutācijas, kas izplatās uz to ķermeņa daļu, kas attīstās no izmainītās šūnas. Sugām, kas vairojas seksuāli, tās nav būtiskas, augu veģetatīvā pavairošanā tās ir svarīgas.

Populācijas ģenētiskā neviendabība. S.S. Četverikovs (1926), pamatojoties uz Hārdija formulu (sk. 3.3. un 8.4. nodaļu), aplūkoja reālo situāciju dabā. Mutācijas parasti rodas un paliek recesīvā stāvoklī un neizjauc populācijas vispārējo izskatu; populācija ir piesātināta ar mutācijām, "kā sūklis ar ūdeni".

Dabisko populāciju ģenētiskā neviendabība, kā liecina daudzi eksperimenti, ir to vissvarīgākā iezīme. To uztur mutācijas, rekombinācijas process (tikai formās ar aseksuālu reprodukciju, visa iedzimtā mainība ir atkarīga no mutācijām). Iedzimto īpašību kombinatorika, kas rodas dzimumvairošanās laikā, sniedz neierobežotas iespējas populācijas ģenētiskās daudzveidības veidošanai. Aprēķini liecina, ka pēcnācēji, krustojot divus indivīdus, kas atšķiras tikai ar 10 lokusiem, no kuriem katrs ir pārstāvēts ar 4 iespējamām alēlēm, satur aptuveni 10 miljardus īpatņu ar dažādiem genotipiem. Krustojot indivīdus, kas kopumā atšķiras ar 1000 lokusiem, no kuriem katrs ir pārstāvēts ar 10 alēlēm, iespējamo iedzimtības variantu (genotipu) skaits pēcnācējos būs 10 1000, t.i. daudzkārt pārsniegs elektronu skaitu zināmajā Visumā.

Šīs potenciālās iespējas nekad netiek realizētas pat nenozīmīgā apmērā, kaut vai tikai iedzīvotāju ierobežotā lieluma dēļ.

Ģenētiskā neviendabīgums, ko uztur mutācijas process un krustošanās, ļauj populācijai (un sugai kopumā) adaptācijai izmantot ne tikai nesen radušās iedzimtas izmaiņas, bet arī tās, kas radušās jau sen un pastāv populācijā latentā veidā. formā. Šajā ziņā populāciju neviendabīgums nodrošina iedzimtas mainīguma mobilizācijas rezerves esamību (skat. Gershenzon, I.I. Shmalgauzen).

Iedzīvotāju ģenētiskā vienotība. Viens no svarīgākajiem populācijas ģenētikas secinājumiem ir apgalvojums par populācijas ģenētisko vienotību: neskatoties uz to veidojošo indivīdu neviendabīgumu (vai varbūt tieši šīs neviendabības dēļ), jebkura populācija ir sarežģīta ģenētiskā sistēma, kas atrodas dinamiskā līdzsvarā. Populācija ir minimāla izmēra ģenētiska sistēma, kas var turpināt pastāvēt neierobežotu skaitu paaudžu. Kad indivīdi šķērso populāciju, pēcnācējos tiek atbrīvotas daudzas mutācijas, tostarp tās, kas parasti samazina dzīvotspēju indivīdu homozigotizācijas dēļ. Tikai reālā dabiskā populācijā ar pietiekamu skaitu ģenētiski daudzveidīgu pārošanās partneru ir iespējams uzturēt visas sistēmas ģenētisko daudzveidību kopumā vajadzīgajā līmenī. Šis īpašums nepieder ne indivīdam, ne atsevišķai ģimenei vai ģimeņu grupai (dem).

Tātad populācijas galvenās ģenētiskās īpašības ir nemainīga iedzimta neviendabība, iekšējā ģenētiskā vienotība un atsevišķu genotipu (alēļu) dinamiskais līdzsvars. Šīs pazīmes nosaka iedzīvotāju organizāciju kā elementāru evolūcijas vienību.

Iedzīvotāju ekoloģiskā vienotība. Iedzīvotāju īpaša iezīme ir savas ekoloģiskās nišas veidošanās. Parasti ekoloģiskās nišas kā daudzdimensionālas telpas jēdziens, ko veido katra suga bioloģiskajā un fiziskajā telpas-laika kontinuumā (Dž. Hačinsons), tika attiecināts tikai uz sugu. Taču, tā kā vienas sugas ietvaros nevar būt divas visās savās pazīmēs identiskas populācijas, ir neizbēgami jāatzīst, ka katrai populācijai ir jābūt ar savu, unikālo ekoloģisko raksturlielumu, t.i., jāieņem noteikta vieta ekoloģiskajā hipertelpā.

Starpsugu izolācijas mehānismi

Bioloģiskās sugas koncepcija paredz starpsugu reproduktīvās izolācijas esamību, tas ir, izolāciju, kas neļauj dažādām sugām piederošiem indivīdiem krustoties. Reproduktīvā izolācija nodrošina ne tikai daudzu cieši radniecīgu sugu līdzāspastāvēšanu, bet arī to evolucionāro neatkarību.

Izšķir primāro un sekundāro izolāciju. Primārā izolācija notiek bez dabiskās atlases līdzdalības; šī izolācijas forma ir nejauša un neparedzama. Sekundārā izolācija notiek elementāru evolūcijas faktoru kompleksa ietekmē; šī izolācijas forma notiek dabiski un ir paredzama.

Vienkāršākā starpsugu izolācijas forma ir telpiskā , vai ģeogrāfiski izolācija. Sugas nevar krustoties, jo dažādu sugu populācijas ir telpiski izolētas viena no otras. Pamatojoties uz telpiskās izolācijas pakāpi, izšķir alopatriskās, blakus-simpatriskās un biosimpatriskās populācijas.

Ģeogrāfiskie diapazoni alopatriskās populācijas vispār nepārklājas (piemēri: sumbri un sumbri, šakālis un koijots). Ģeogrāfiskie diapazoni blakusesošās-simpatiskās populācijas pieskāriens; šī telpiskās izolācijas pakāpe ir raksturīga vietējām (aizvietojošajām) sugām (piemēri: baltais zaķis un brūnais zaķis). Ģeogrāfiskie diapazoni biosimpātiskās populācijas lielākā vai mazākā mērā pārklājas (piemēri Brjanskas apgabalam: četru varžu sugu, piecu cīruļu sugu, trīs bezdelīgu sugu, deviņu sugu zīlīšu, sešu zīlīšu sugu, sešu zīļu sugu līdzāspastāvēšana, piecu sugu zīlīšu līdzāspastāvēšana melnie strazdi, četras straumes sugas, piecas peļu sugas, sešas straumes sugas).

Biotiski simpātiskās populācijas var krustoties savā starpā, veidojot starpsugu hibrīdus. Bet tad, pateicoties pastāvīgai hibrīdu veidošanās un to krustošanās ar vecāku formām, tīrajām sugām agrāk vai vēlāk vispār ir jāizzūd. Tomēr patiesībā tas nenotiek, kas liecina par dažādu mehānismu esamību, kas efektīvi novērš starpsugu hibridizāciju dabiskos apstākļos, kas veidojās, piedaloties specifiskām dabiskās atlases formām, kas pazīstamas kā “Wallace process”. (Tāpēc visveiksmīgākie ir ekoloģiski ģeogrāfiski krustojumi starp sugām, kuras nesaskaras dabiskos apstākļos.)

Parasti izšķir trīs izolācijas mehānismu grupas: pirmskopulācijas, prezigotiskas un postzigotiskas. Tajā pašā laikā prezigotiskie un postzigotiskie izolācijas mehānismi bieži tiek apvienoti ar vispārēju nosaukumu “postkopulācijas mehānismi”.

Apskatīsim galvenos starpsugu reproduktīvās izolācijas mehānismus, kas nodrošina dažādu sugu evolucionāro neatkarību: A Un IN.

es. Pirmskopulācijas mehānismi – novērstu pārošanos (dzīvnieku pārošanos vai augu apputeksnēšanos). Šajā gadījumā netiek izvadītas ne tēva, ne mātes gametas (un attiecīgie gēni).

Pirmskopulācijas izolācija var būt primārs(nejauši) vai sekundārais(veidojas dabiskās atlases ietekmē par labu augstākajai auglībai un izdzīvošanai). Pirmskopulācijas mehānismi ietver šādus starpsugu izolācijas veidus:

1. Telpiski ģeogrāfiskā izolācija. Veidi A Un IN ir pilnībā alopatriski, tas ir, to ģeogrāfiskie diapazoni nepārklājas. (Šī izolācijas forma Brjanskas apgabala teritorijai nav būtiska, jo nav nepārvaramu telpisku šķēršļu (kalnu grēdas, tuksneši utt.)

2. Telpiskā-biotopiskā izolācija. Veidi A Un IN ir blakus-simpatriski, tas ir, viņi dzīvo vienā teritorijā, bet ir daļa no dažādām biocenozēm. Šajā gadījumā attālums starp biocenozēm pārsniedz reproduktīvās aktivitātes rādiusu (piemēram, ziedputekšņu un sēklu pārneses rādiusu augos). Šāda izolācijas forma ir iespējama, piemēram, starp obligāto sanesu-palieņu un obligāto mežu-purvu sugām. Tomēr šī barjera nav nepārvarama, jo palieņu sanesu sugu transgresija meža-purva cenozēs.

3. Sezonālā izolācija. Veidi A Un IN ir biotiski simpatriski, tas ir, tie ir sastopami vienā cenozē, bet vairojas (zied) dažādos laikos. Tomēr sezonālā izolācija ir iespējama tikai sugām ar ļoti agru vai ļoti vēlu vairošanos (ziedēšanu). Lielākajai daļai sugu sezonālā izolācija nav svarīga; Dažas biotiski simpātiskas sugas vairojas vienlaicīgi, bet dabā neveido hibrīdus, bet veiksmīgi krustojas laboratorijas apstākļos.

4. Etoloģiskā izolācija. Spēlē nozīmīgu lomu dzīvniekiem; bieži vien tāpēc, ka sugu pārošanās rituāli atšķiras A Un IN. Biotiski apputeksnētos augos izolācija pastāv dzīvnieku apputeksnētāju uzvedības atšķirību dēļ, kas dod priekšroku vienam vai otram ziedu veidam; šī izolācijas forma ir būtiska apputeksnētāju specializācijai.

5. Mehāniskā izolācija. Izraisa atšķirības sugu reproduktīvo orgānu struktūrā A Un IN, piemēram, kopulējošos orgānus dzīvniekiem vai apputeksnēšanas vienības augos (ziedi, ziedkopas). Šī izolācijas barjera nav nepārvarama: piemēram, dažādu augu sugu ziedus bieži apmeklē vieni un tie paši apputeksnētāji (piemēram, bites), kas (vismaz no pirmā acu uzmetiena) padara vienlīdz iespējamu gan starpsugu, gan starpsugu ksenogāmiju.

II. Prezigotiskie mehānismi – novērst apaugļošanos. Tas notiek tēva dzimumšūnu likvidēšana(gēni), bet mātes gametas (gēni) tiek saglabātas. Prezigotiskā izolācija var būt līdzīga primārs, tātad sekundārais.

Dzīvniekiem prezigotiskie izolācijas mehānismi parasti ir saistīti ar tēva gametu nāvi. Piemēram, kukaiņiem imunoloģisko reakciju dēļ tiek novērota vīriešu dzimuma gametu nāve apsēklotu mātīšu dzimumorgānu kanālos.

Prezigotiskie mehānismi augos ietver:

1. Svešas sugas vīriešu dzimuma gametofītu nāve: putekšņu graudu nedīgšana uz stigmas, putekšņu caurulīšu nāve stilbā vai olšūnā, spermas nāve ziedputekšņu caurulītēs vai embrija maisiņā.

2. Svešas sugas putekšņu nekonkurētspēja attiecībā pret savas sugas ziedputekšņiem, kad tie saplūst uz sēnes stigmas.

III. Postzigotiskie mehānismi – novērstu gēnu pārnešanu no vecāku sugām uz nākamajām paaudzēm ar hibrīdu starpniecību. Šāda starpsugu izolācijas forma var rasties starp pirmās paaudzes hibrīdiem, otrās paaudzes hibrīdiem un starp krustojumiem (pēcnācēji no krustojumiem). Pēckopulācijas izolācija izraisa gametu nāvi; tiek veidota nejauši. Visizplatītākie postzigotiskie mehānismi ietver šādas formas:

1. Hibrīdu nepielāgošanās vai samazināta piemērotība salīdzinājumā ar vecāku sugām (vai vienkārši nepielāgošanās spēja).

1.1. Pilna līdzneinstitucionāls, vai morfofizioloģiskā nepielāgošanās spēja. Tas nozīmē absolūtu neiespējamību attīstīt hibrīdus pat kontrolētos apstākļos. Saistīts ar normālas morfoģenēzes neiespējamību vecāku genomu nesaderības dēļ. Ietver zigotu, embriju, stādu, mazuļu un neapstrādātu indivīdu nāvi.

1.2. Samazināta konstitucionālā piemērotība. Tas izpaužas kā morfozes un teratas (deformācijas), samazināta izdzīvošana. Samazināta konstitucionālā piemērotība lielā mērā nosaka visas citas nepareizas pielāgošanās formas.

1.3. Pielāgošanās trūkums abiotiskajiem (fizikāli ķīmiskajiem) biotopu faktoriem. No konstitucionālās nepielāgošanās tā atšķiras ar to, ka ir iespējams radīt apstākļus, kādos normāli attīstīsies hibrīdi, kas nav adaptēti dabiskajā vidē. Piemēram, augos hibrīdiem dabiskie ierobežojošie faktori ir: nepietiekams mitrums, gaismas trūkums, noteiktu minerālbarības elementu trūkums, vides kustība (vējš, nokrišņi), temperatūras un mitruma izmaiņas, kā arī nepietiekams veģetācijas perioda ilgums. Praksē fizikāli ķīmisko faktoru nelabvēlīgās ietekmes novēršana nozīmē hibrīdu sēklu diedzēšanu uz filtrpapīra mitrā kamerā, stādu audzēšanu kūdras-humusa podos slēgtā zemē, hibrīdu agrīnu ražošanu kontrolētos apstākļos (vienlaikus tiem ir laiks sagatavoties). ziemošanai), pirmā ziemošana slēgtā zemē.

1.4. Pielāgošanās trūkums biotopa biotiskajiem faktoriem jo īpaši nestabilitāte pret kaitēkļiem un slimībām.

1.5. Konkurētspējas trūkums(galvenokārt, nekonkurētspēja attiecībā uz vecāku vai radniecīgām sugām). Traucētos biotopos, antropogēnajās ainavās un ekoloģisko nišu perifērijā (augos - edafo-fitocenotisko teritoriju perifērijā) šai nepielāgošanās formai ir mazāka nozīme.

2. Hibrīdu auglības pilnīga vai daļēja samazināšanās (neauglība).

2.1. Pilnīga (konstitucionāla) neauglība– ir seksuālās vairošanās neiespējamība jebkuros apstākļos. Augos tas notiek pilnīgi bez ziedu vai neglītu ziedu veidošanās (piemēram, starpsugu hibridizācijas laikā vītolos).

2.2. Auglības samazināšanās– piemēram, ziedu skaita samazināšanās augos.

2.3. Segregācijas sterilitāte– normālas hromosomu segregācijas traucējumi meiozes laikā. Tā rezultātā normāla gametoģenēze (sporoģenēze) izrādās neiespējama. Dzīvnieku vidū līdzīga sterilitāte vērojama mūļiem (zirga un ēzeļa hibrīdi), narsiem (vienkupra un divkupru kamieļu hibrīdi), kidus (sabla un cauna hibrīdi), tumakiem (brūna hibrīdi). zaķis un kalnu zaķis).

2.4. Etoloģiskā un reproduktīvā pielāgošanās traucējumi hibrīdi dzīvniekiem. Tas sastāv no reproduktīvās uzvedības pārkāpumiem, piemēram, deviantas uzvedības pieklājības laikā, veidojot ligzdas, barojot pēcnācējus.

Piemēram, dažādās mīlas putnu sugās (ģints Agapornis) veidojot ligzdu, tiek novērota atšķirīga uzvedība: vienas sugas indivīdi ( A. personata) nēsāt knābī būvmateriālu gabalus un citas sugas pārstāvjus ( A. rozeikollis) pabāz tos zem spalvām. Starpsugu hibrīdi ( F 1 ) atklāja jauktu uzvedību: sākumā putni mēģināja spalvās iebāzt būvmateriālu, tad izņēma to ārā, ieņēma knābī, un tad viss sākās no jauna.

Līdzīgas starpposma uzvedības formas tika konstatētas žubīšu demonstratīvajā uzvedībā un crickets skaņas signālu dabā.

Tātad attiecībā uz simpātiskām sugām ir iespējama visdažādāko izolējošu barjeru esamība, kas novērš to pilnīgu sajaukšanos (sekundārā intergradācija). Tajā pašā laikā neviens no šiem šķēršļiem (protams, izņemot hibrīdu pilnīgu konstitucionālo nepielāgošanos) nav nepārvarams. Tāpēc dažādu sugu līdzība var būt ne tikai konverģences sekas līdzīgos biotopos, bet arī rezultāts horizontāli , vai sānu gēnu pārnešana (gēnu plūsma).

Bioloģiskā daudzveidība

Bioloģiskā daudzveidība ir visa dažādu dzīvo organismu daudzveidība, mainīgums starp tiem un ekoloģiskie kompleksi, kuru daļa tie ir, kas ietver daudzveidību sugu iekšienē, starp sugām un ekosistēmām.

Bioloģiskā daudzveidība ir viens no svarīgākajiem bioloģiskajiem resursiem.

Bioloģiskais resurss ir ģenētiskais materiāls, organismi vai to daļas, vai ekosistēmas, kas tiek izmantotas vai potenciāli noderīgas cilvēcei, tostarp dabiskais līdzsvars ekosistēmās un starp tām.

Izšķir šādus bioloģiskās daudzveidības līmeņus:

alfa daudzveidība – sugu skaits sabiedrībā;

beta daudzveidība – kopienu skaits noteiktā teritorijā;

gamma daudzveidība - kopējais sugu un sabiedrību skaits noteiktā teritorijā;

omega diversity – globālā daudzveidība (sugu un kopienu skaits lielās platībās).

Tomēr visu dažādības formu pamatā ir ģenētiskā intraspecifiskā (intrapopulācijas un starppopulācijas) daudzveidība.

Preambula Cilvēce vienmēr ir negatīvi ietekmējusi savu dabisko vidi. Neracionāla, izsmeļoša dabas resursu izmantošana vairākkārt ir novedusi pie seno civilizāciju nāves un pašas vēstures gaitas maiņas. Taču tikai otrās tūkstošgades beigās kļuva skaidrs, ka cilvēces un tās apkārtējās dabas mijiedarbība iegūst ieilguša globāla konflikta raksturu, kura nosaukums ir globālā vides krīze . Planētas enerģijas un izejvielu resursu izsīkšana, globālās klimata pārmaiņas, mežu izciršana, augsnes degradācija, labas kvalitātes saldūdens un barojošu pārtikas produktu trūkums un līdz ar to sociālo, ekonomisko, politisko un militāro pretrunu palielināšanās. īss globālās vides krīzes izpausmju saraksts. Jau no 20. gadsimta vidus cilvēce saprata, ka uzskaitītās problēmas ir cieši saistītas viena ar otru, ka tās nav risināmas atsevišķi pa atsevišķām valstīm: lai novērstu globālu vides katastrofu, vispusīgi sadarbojoties profesionālajām, valsts un sabiedriskām organizācijām. nepieciešams starptautiskais līmenis. Gandrīz pirms četrdesmit gadiem (1972. gadā) Stokholmā notika pirmā ANO konference par cilvēku vidi. Šajā forumā tika ieskicēti vispārīgie starptautiskās sadarbības principi dabas aizsardzības jomā. Pamatojoties uz Stokholmas konferences lēmumiem, tika formulēti mūsdienīgi dzīves vides saglabāšanas principi. Pirmais princips ir universālā savienojuma princips dzīvajā dabā: vienas saites zaudēšana sarežģītā trofisko un citu savienojumu ķēdē dabā var novest pie neparedzētiem rezultātiem. Šis princips ir balstīts uz klasiskām idejām par cēloņu un seku attiecību esamību starp supraorganismu bioloģisko sistēmu elementiem, un daudzas no šīm saiknēm noved pie dažādu ķēžu, tīklu un piramīdu veidošanās. No tā izriet katras dzīvās dabas sastāvdaļas potenciālās lietderības princips : nav iespējams paredzēt, kāda nozīme tai vai citai sugai būs cilvēcei nākotnē . Sabiedrības apziņā šķirojums starp sugām “noderīgajās” un “kaitīgajās” zaudē nozīmi, tiek apstiprināta doma, ka “kaitīga vai nezāļaina suga ir tikai nevietā organisms”. Balstīts uz universālās saiknes principiem un katras dzīvās dabas sastāvdaļas potenciālo lietderību veidojas jēdziens par neiejaukšanos dabiskajās ekosistēmās notiekošajos procesos: “Mēs nezinām, kāpēc Šis vadīs, tāpēc labāk atstāt visu, kā tas ir. Ideāls veids, kā ietaupīt statusu quo tika apsvērta aizsargājamo teritoriju izveide ar absolūto rezervju režīmu. Taču saglabāšanas prakse ir parādījusi, ka mūsdienu ekosistēmas jau ir zaudējušas dabiskās pašatveseļošanās spēju, un to saglabāšanai nepieciešama aktīva cilvēka iejaukšanās. Rezultātā pāreja no neiejaukšanās un esošās situācijas saglabāšanas jēdziena uz ilgtspējīgas attīstības koncepcijas sabiedrība un biosfēra. Ilgtspējīgas attīstības koncepcija ietver dabisko ekosistēmu ekoloģiskā un resursu potenciāla palielināšanu, ilgtspējīgu kontrolētu ekosistēmu izveidi, sabiedrības vajadzību apmierināšanu pēc dabas resursiem, pamatojoties uz zinātniski pamatotu racionālu, ilgtspējīgu un daudzpusīgu vides pārvaldību, visu saglabāšanu, aizsardzību un atražošanu. ekosistēmu sastāvdaļas. Ilgtspējīgas attīstības jēdziena tālāka attīstība neizbēgami noveda pie bioloģiskās daudzveidības saglabāšanas nepieciešamības princips : tikai daudzveidīga un daudzveidīga dzīvā daba izrādās ilgtspējīga un ļoti produktīva . Bioloģiskās daudzveidības saglabāšanas nepieciešamības princips pilnībā saskan ar bioētikas pamatprincipiem: “katra dzīvības forma ir unikāla un neatkārtojama”, “katrai dzīvības formai ir tiesības pastāvēt”, “tas, kas nav mūsu radīts, ir jārada. lai mēs netiktu iznīcināti." Turklāt genotipa vērtību nosaka nevis tā lietderība cilvēkiem, bet gan unikalitāte. Tādējādi tika atzīts, ka genofonda saglabāšana ir atbildība pirms turpmākās evolūcijas. Gandrīz pirms 20 gadiem (1992) Riodežaneiro Apvienoto Nāciju Organizācijas Vides un attīstības konferencē (UNCED) tika pieņemts vēsturisks dokuments: Konvencija par bioloģisko daudzveidību . UNCED konferencē tika atzīts, ka bioloģiskās daudzveidības līmeņa pazemināšanās ir viens no galvenajiem dabisko ekosistēmu pakāpeniskas degradācijas iemesliem. Nav šaubu, ka tikai tad, ja tiek saglabāts optimālais daudzveidības līmenis, ir iespējams izveidot ekosistēmas, kas ir izturīgas pret ārkārtēju fizisko un ķīmisko faktoru, kaitēkļu un slimību ietekmi. Mākslīgo ekosistēmu produktivitātes pieauguma apstāšanās ir saistīta arī ar zemu bioloģiskās daudzveidības līmeni: šobrīd tiek kultivētas tikai 150 kultivēto augu sugas un audzētas 20 mājdzīvnieku sugas. Tajā pašā laikā zemais globālās daudzveidības līmenis tiek apvienots ar zemu lokālās daudzveidības līmeni, dominējot monokultūrai vai augsekai ar īsu rotācijas periodu. Līdz ar to pastāv nepieciešamība pēc iespējas plašāk izmantot sugas un intraspecifisko (ģenētisko) potenciālu pēc iespējas vairākām sugām, kas piemērotas audzēšanai kontrolētos apstākļos. Likumsakarīgi, ka, lai atrisinātu ar bioloģiskās daudzveidības problēmām saistītu problēmu kopumu, vispirms ir jāizstrādā bioloģiskās daudzveidības novērtēšanas kritēriji, jānosaka un jānovērtē daudzveidības līmenis konkrētās ekosistēmās (dabiski teritoriālajos kompleksos), jāizstrādā rekomendācijas bioloģiskās daudzveidības novērtēšanai. identificētās daudzveidības saglabāšana un uzlabošana, pārbaudīt un ieviest šos ieteikumus agrorūpnieciskajai ražošanai. Ārzemēs līdzīgs darbs ir aktīvi veikts pēdējo desmitgažu laikā, un šī darba fronte risinās, aptverot arvien jaunas valstis, arvien jaunas cilvēka darbības jomas. Tajā pašā laikā tradicionālās tehnoloģijas (TT - tradicionālās tehnoloģijas) un ekstensīvās zema līmeņa tehnoloģijas (ELT - ekstensīvās zemās tehnoloģijas) dod vietu intensīvām augsta līmeņa tehnoloģijām (IHT - intensīvas augstās tehnoloģijas) ar visplašāko datortehnoloģiju izmantošanu ( CT - datortehnoloģijas). Lai identificētu intraspecifisko polimorfismu, tiek veikta olbaltumvielu izoenzīmu analīze, DNS restrikcijas enzīmu analīze, hibridizējot tās fragmentus ar radioaktīvām zondēm (RELP analīze), kā arī DNS fragmentu analīze, kas iegūta, pamatojoties uz DNS polimerizācijas ķēdes reakciju (RAPD analīze). arvien vairāk izmanto. Dažādu organismu genomu atšifrēšana, somatisko hibrīdu un ģenētiski modificētu organismu izveide ar iepriekš noteiktām īpašībām, to glabāšana un paātrināta pavairošana, izmantojot mikroklonēšanu - šis ir īss rīku saraksts no revolucionāro tehnoloģiju arsenāla (HDT — kam ir izraktas tehnoloģijas) un ļoti augstās tehnoloģijas (VHT – ļoti augstās tehnoloģijas), balstoties uz jaunākajiem mūsdienu zinātnes sasniegumiem. Konvencijas par bioloģisko daudzveidību pirmajā daļā teikts, ka "...valstīm, kas pievienojas konvencijai, ir jādefinē bioloģiskās daudzveidības sastāvdaļas." 1995. gadā Krievija ratificēja Konvenciju par bioloģisko daudzveidību un tādējādi uzņēmās saistības piedalīties UNCED konferences lēmumu īstenošanā. Saskaņā ar Konvenciju par bioloģisko daudzveidību mūsu valstī ir izstrādātas un pieņemtas bioloģiskās daudzveidības izpētes programmas. Taču darbs pie bioloģiskās daudzveidības izpētes un saglabāšanas mūsu valstī norit nepieņemami lēni. Nav cerību uz principiālām pārmaiņām sabiedrībā, kuru rezultātā situācija krasi mainīsies uz labo pusi vairāku iemeslu dēļ. Pirmkārt, bioloģiskās daudzveidības noteikšanas un saglabāšanas problēma ir saistīta ar iepriekš aprakstīto intensīvo augsto tehnoloģiju (IHT) izmantošanu, kurām, protams, ir raksturīgas augstās aprīkojuma un palīgmateriālu izmaksas, kvalificētu darbinieku izmantošana un piesaiste. lauksaimniecības un mežsaimniecības jomās. Otrkārt (vai varbūt pirmkārt), šādam darbam būtu jāsaņem atbalsts visos sociālajos līmeņos: valsts, profesionālajā un sabiedriskajā. Taču daļu darbu var paveikt jau šodien pat ar ārkārtīgi nepietiekamu finansiālo un materiālo atbalstu – izmantojot tradicionālās tehnoloģijas (TT) un plašas zema līmeņa tehnoloģijas (ELT). Turklāt nevar ignorēt starptautiskās sadarbības iespēju, izmantojot datortehnoloģijas (CT) un augstās tehnoloģijas (HT), balstoties uz augstskolu studentu un pasniedzēju intelektuālo potenciālu.

Ģenētiskā daudzveidība Ģenētisko intraspecifisko daudzveidību nosaka populāciju alēļu un genofonda struktūra. Alēļu kopums ir alēļu kopums populācijā. Lai kvantitatīvi aprakstītu alēļu pūla struktūru, tiek izmantots jēdziens “alēļu biežums”. Gēnu fonds ir genotipu kopums populācijā. Lai kvantitatīvi aprakstītu genofonda struktūru, tiek izmantots jēdziens “genotipa biežums”. Ģenētiskās daudzveidības raksturošanai izmanto šādus rādītājus: – polimorfo gēnu īpatsvars; – polimorfo gēnu alēļu frekvences; – polimorfo gēnu vidējā heterozigotitāte; – genotipu biežums. Pamatojoties uz šiem rādītājiem, tiek aprēķināti dažādi dažādības indeksi (piemēram, Shannon-Uver, Simpson). Elementārajām bioķīmiskajām pazīmēm (piemēram, pētot proteīna polimorfismu vai DNS polimorfismu), izmantojot šos rādītājus, ir salīdzinoši viegli noteikt bioloģiskās daudzveidības līmeni. Tomēr sarežģītām pazīmēm, kas tiek mantotas kompleksā veidā (piemēram, produktivitāte, izturība pret nelabvēlīgiem stresa faktoriem, attīstības ritmi), šī pieeja nav piemērojama. Tāpēc daudzveidības līmenis tiek vērtēts mazāk stingri. Tieša daudzu cilvēku interesējošo sugu genomu izpēte ir tālās nākotnes jautājums (vismaz pašreizējā molekulārās genomikas attīstības līmenī). Taču šādu sugu ģenētiskās daudzveidības noteikšana, saglabāšana, palielināšana un racionāla izmantošana ir uzdevums, kas prasa tūlītēju risinājumu. Straujā selekcijas attīstība nav saistīta ar mūsdienu metožu plašo pielietojumu (transgēnās šķirnes un šķirnes joprojām ir eksotika), bet gan ar plašu selekcijas darba apjoma paplašināšanos. Tas ir iespējams, ja šādu darbu veikšana ir ekonomiski izdevīga: rezultātus var iegūt salīdzinoši īsā laikā, un šo rezultātu ieviešanas efekts ir diezgan augsts. Kā zināms, atlase tiek veikta pēc fenotipiem. Tas nozīmē, ka noteikts fenotips slēpj atbilstošu genotipu. Atlase, pamatojoties uz alēlēm, praktiski netiek veikta (izņemot atlasi haploīdā līmenī, pašapputes veicēju atlasi un transgēno organismu atlasi). Un tad sākas jautrība: no daudzajām alēlēm, kas pastāv dabiskās, daļēji dabīgās un mākslīgās populācijās, tiek saglabātas un izmantotas tikai tās, kas ir labvēlīgas cilvēkiem, bet ne pašiem organismiem. Tad ar augstu genotipu daudzveidību var novērot zemu alēļu daudzveidības līmeni. Viens no pirmajiem audzētājiem, kas domāja par nepieciešamību saglabāt un palielināt alēļu daudzveidību, bija Nikolajs Ivanovičs Vavilovs. Pretinieki N.I. Vavilovam tika (un tiek) pārmests praktiskas izejas trūkums. Jā, N.I. Vavilovs nebija praktisks selekcionārs, kas radīja jaunus genotipus. Viņš meklēja nevis alēļu kombinācijas, bet gan pašas alēles. Un mūsu laikā būtu jādomā nevis par šķirņu un šķirņu daudzveidību, bet gan par alēļu kopu daudzveidību, kas ļauj veidot jaunas šķirnes un šķirnes. Tāpēc, veidojot kolekcijas ar pēc iespējas augstāku bioloģiskās daudzveidības līmeni, būtu jāievāc materiāls no dažādām populācijām, pat ja pašreizējā ģenētikas un selekcijas attīstības līmenī šis materiāls nav uzreiz izmantojams. Citiem vārdiem sakot, kolekcija, kas satur genotipus a1a1, a2a2 un a3a3, ir vērtīgāka nekā genotipu a1a1, a1a2, a2a2 kolekcija, lai gan ārēji (fenotipu un genotipu skaita ziņā) tie ir līdzvērtīgi. Apsverot diallālās sistēmas ( Ahh vai A-A 1 ,A 2 ,A 3 …a n) diezgan tradicionāli pēc alēļu frekvencēm var atšķirt četrus ģenētiskās daudzveidības līmeņus: – Retās alēles biežums ir 10 –6 ...10 –3. Tas ir mutācijas ātruma līmenis, zemākais alēļu daudzveidības līmenis. Atrodas tikai ļoti lielās populācijās (miljoniem īpatņu). – Reto alēļu biežums 0,001…0,1. Tas ir zems līmenis. Šīs alēles homozigotu biežums ir mazāks par 1%. – Reto alēļu biežums 0,1…0,3. Tas ir pieņemams līmenis. Šīs alēles homozigotu biežums ir mazāks par 10%. – Reto alēļu biežums 0,3...0,5. Tas ir augstākais līmenis dialleliskajā sistēmā: šīs alēles homozigotu biežums ir salīdzināms ar homozigotu un salikto heterozigotu biežumu alternatīvām alēlēm. Apsverot polialēliskās sistēmas ( A 1 , A 2 , A 3 … a n) ģenētiskās daudzveidības līmenis ir vairāk atkarīgs no alēļu skaita lokusā, nevis no šo alēļu biežuma. Ģenētiskās daudzveidības primārie mehānismi Jaunu genotipu avoti ir rekombinācija, kas rodas mejozes un dzimumvairošanās laikā, kā arī dažādu paraseksuālu procesu rezultātā. Galvenie jaunu alēļu avoti populācijā ir mutācijas process Un imigrācija jaunu alēļu nesēji. Papildu avoti ir saistīti ar sānu (horizontālu) gēnu pārnesi no vienas bioloģiskās sugas uz otru: vai nu starpsugu seksuālās hibridizācijas laikā, vai simbioģenēzes laikā, vai ar starpnieku organismu līdzdalību. Viena mutācija ir rets notikums. Stacionārā populācijā mutanta alēle var nejauši nenodot nākamajai paaudzei. Tas ir saistīts ar faktu, ka mutanta alēles zaudēšanas varbūtība L atkarīgs no pēcnācēju skaita Nģimenē: L=1 plkst N=0; L=1/2 plkst N=1; L=1/4 plkst N=2; L=1/8 plkst N=3; L=(1/2) X plkst N=X. Vidējā auglība indivīdu pāri vienāds ar 2 reproduktīvo vecumu sasniegušiem pēcnācējiem, bet faktiskā auglība sadalīts saskaņā ar Puasona likumu diapazonā no 0 līdz X. Ja pāra faktiskā auglība ir augsta, tad arī iespēja pārnest mutāciju vismaz vienam pēcnācējam ir augsta. Ja auglība ir samazināta (vai vienāda ar 0), tad mutācijas saglabāšanas varbūtība tiek samazināta (vai vienāda ar 0). Aprēķini liecina, ka no 100 jaunām mutācijām katrā nākamajā paaudzē tiks saglabāta tikai daļa no tām: Paaudzēm izdzīvojušais Tādējādi pilnīgi nejaušu faktoru ietekmē mutanta alēle pamazām izzūd (likvidējas) no populācijas. Tomēr vairāku faktoru ietekmē mutanta alēles biežums var palielināties (līdz tās fiksācijai). Migrāciju klātbūtnē samazinās ģenētiskās novirzes efektivitāte. Citiem vārdiem sakot, populācijas sistēmās ģenētiskās novirzes ietekmi var neņemt vērā. Tomēr imigrācijas laikā populācijās pastāvīgi parādās jaunas alēles (pat ja šīs alēles ir nelabvēlīgas to nesējiem). Ģenētiskās daudzveidības palielināšanas mehānismi 1. Mutācijas process (mutācijas spiediens) lielās populācijās Tā pati mutācija ar tādu pašu frekvenci q notiek katrā paaudzē (pieņemot, ka populācijas lielums ir liels: miljoniem indivīdu). Tajā pašā laikā mutanta alēle var tikt zaudēta nejaušu faktoru ietekmē (tostarp reverso mutāciju dēļ). Ja mēs neņemam vērā muguras mutācijas, tad faktiskā mutanta alēles biežums palielinās nelineāri. Mutantu alēļu biežuma atkarību no paaudzes skaita var aptuveni tuvināt ar logaritmisko funkciju. Aprēķini liecina, ka recesīvi selektīvi neitrālas mutanta alēles biežums (un tās fenotipiskās izpausmes varbūtība) palielinās aptuveni šādi: Paaudzēm q (A), × 10–6 q 2 (aa), × 10–12 Tādējādi ilgstoši pastāvošā populācijā (ar lielu skaitu) recesīvā mutanta alēles fenotipiskās izpausmes varbūtība palielinās desmitiem un simtiem reižu, jo mutācijas spiediens. Tajā pašā laikā ir jāatzīst, ka reālas populācijas pastāv ierobežotu paaudžu skaitu, tāpēc mutāciju spiediens nevar būtiski mainīt populāciju ģenētisko struktūru. 2. Ģenētiskā novirze (ģenētiski automātiski procesi) Ģenētiskā novirze ir nejaušas izmaiņas atlases neitrālu (vai pseidoneitrālu) alēļu biežumā nelielās izolētās populācijās. Mazās populācijās atsevišķu indivīdu loma ir liela, un viena indivīda nejauša nāve var izraisīt būtiskas izmaiņas alēļu baseinā. Jo mazāka ir populācija, jo lielāka iespējamība, ka alēļu biežums mainīsies nejauši. Jo zemāka ir alēles biežums, jo lielāka ir tās likvidēšanas iespējamība. Īpaši mazās populācijās (vai populācijās, kas atkārtoti samazina savu skaitu līdz kritiskajam līmenim) pilnīgi nejaušu iemeslu dēļ normālas alēles vietā var stāties mutanta alēle, t.i. notiek nejauša fiksācija mutantu alēle. Tā rezultātā samazinās ģenētiskās daudzveidības līmenis. Ģenētisko novirzi var novērot arī ģenētiskās piltuves efekta (pudeles kakla efekta) rezultātā: ja populācija kādu laiku samazinās un pēc tam palielinās (jaunas populācijas dibinātāju ietekme piemsitu, iedzīvotāju skaita atjaunošanās pēc katastrofāla skaita samazināšanās iekšāsitu). 3. Dabiskā atlase (dabisksatlase) Dabiskā izlase - ir bioloģisko procesu kopums, kas nodrošina diferenciāciju genotipu reprodukcija populācijās. Dabiskā atlase ir virzīts evolūcijas procesa faktors, evolūcijas virzītājspēks. Dabiskās atlases virzienu sauc atlases vektors. Sākotnējā (vadošā) forma ir braukšanas izvēle, kas noved pie mainīt populācijas ģenētiskā un fenotipiskā struktūra. Braukšanas selekcijas būtība ir ģenētiski determinēto uzkrāšana un nostiprināšana novirzes no sākotnējās (parastās) pazīmes versijas. (Nākotnē zīmes sākotnējā versija var kļūt par novirzi no normas.) Braukšanas atlases laikā palielinās alēļu un genotipu biežums ar maksimālu piemērotību Tādējādi braukšanas selekcija izpaužas kā stabilas un zināmā mērā virzītas alēļu (genotipu, fenotipu) frekvenču izmaiņas populācijā. Sākotnēji selekcijas laikā bioloģiskās daudzveidības līmenis palielinās, pēc tam sasniedz maksimumu un selekcijas beigu posmā samazinās. 4. Ķēdes mantojums Atlases virzošā forma iedarbojas uz dažām (ierobežojošām) pazīmēm, dažiem genotipiem un dažu gēnu alēlēm. Tomēr, ja izvēlētais gēns (piemēram, labvēlīga alēle A) ir saistīts ar selektīvi neitrālu vai pseidoneitrālu gēnu (piemēram, alēli N), tad neitrālās alēles biežums N arī mainīsies. Ir divu veidu sajūgi: īstais sajūgs un kvazi sajūgs. Patiesā saiknē atlasītās un neitrālās alēles ( A Un N) atrodas (lokalizēti) tajā pašā hromosomā. Pēc tam atlase par labu haplotipam AN veicinās alēļu biežuma palielināšanos N. Ar kvazi-savienojuma alēlēm A Un N ir lokalizētas dažādās hromosomās, bet tos savstarpēji savieno kopīgi morfoģenētiski procesi (ontoģenētiskās korelācijas). Tad, tāpat kā iepriekšējā gadījumā, selektīvi neitrālās alēles biežums N mainīšos. Mehānismi augsta līmeņa ģenētiskās daudzveidības uzturēšanai dabiskajās populācijās 1. Vienaldzīgs līdzsvars lielās populācijās Populācijās ar lielu skaitu nejauši veidota (piemēram, sašaurinājuma efekta dēļ) alelelofunda struktūra var saglabāties ilgu laiku, pat ja attiecīgā īpašība ir selekcijas neitrāla. 2. Migrācijas Migrācija ir ģenētiskās informācijas nesēju (indivīdi, sēklas, sporas) pārvietošanās no vienas populācijas uz citu. Migrāciju klātbūtnē krasi samazinās ģenētiskās novirzes un dabiskās atlases ietekme. Rezultātā: a) tiek novērsta populācijas ģenētiskās struktūras deģenerācija (netiek likvidētas alēles, genotipi un pazīmes); b) populācijā var atrast pazīmes (alēles, genotipus), kas samazina tā piemērotību. 3. Dabiskā atlase daudzveidībai Papildus virzošajai atlasei, kas maina populāciju ģenētisko struktūru, pastāv daudzas atlases formas, kas saglabā šo struktūru. 1. Atlase par labu heterozigotiem. Daudzos gadījumos heterozigoti ir labāk pielāgoti nekā jebkurš no homozigotiem (heterozes vai pārmērīgas dominēšanas fenomens). Tad populācijā ir stabilizējot atlasi dažādībai, saglabājot esošo bioloģiskās daudzveidības līmeni. 2. No frekvences atkarīga izvēle darbojas, ja fenotipa (genotipa, alēles) piemērotība ir atkarīga no tā biežuma. Vienkāršākajā gadījumā no frekvences atkarīgas atlases fenomenu nosaka intraspecifisks(intrapopulācija) konkurenci. Šajā gadījumā genotipa/fenotipa piemērotība ir apgriezti proporcionāla tā biežumam: jo retāk sastopams konkrētais genotips/fenotips, jo augstāka ir tā piemērotība. Palielinoties genotipa/fenotipa biežumam, tā piemērotība samazinās. Šīs selekcijas formas var novērot tīrā veidā, taču tās var kombinēt arī ar citām selekcijas formām, piemēram, atlasi par labu heterozigotiem kombinācijā ar radniecību (grupas atlase) vai no frekvences atkarīgo atlasi kombinācijā ar dzimumatlasi. Radu (grupu) atlase darbojas, ja grupai (ģimenei) izrādās noderīga kāda īpašība, kas ir neitrāla vai pat kaitīga konkrētam indivīdam (ar noteiktu fenotipu, genotipu, alēli). Šī atlases forma noved pie altruistisku iezīmju veidošanās. Seksuālā atlase ir dabiskās atlases veids, kas balstās uz konkurenci starp viena dzimuma indivīdiem (parasti tēviņiem), lai pāroties ar otra dzimuma indivīdiem. Šajā gadījumā genotipa (fenotipa) piemērotību vērtē nevis pēc tā izdzīvošanas, bet pēc dalības vairošanās procesā. Šis atlases veids var izraisīt tādu pazīmju rašanos un saglabāšanos, kas samazina to nesēju izdzīvošanas līmeni (konstitucionālo piemērotību). 4. Ķēdes mantojums Ja stabilizējošā atlase (vai cita veida selekcijas forma, kas veicina populācijas ģenētiskās struktūras saglabāšanu) iedarbojas uz atlasīto gēnu A, tad tiks saglabāta ne tikai noteikta šīs alēles frekvence, bet arī noteiktas ar to saistīto neitrālu alēļu frekvences.

Ilgtspējīgu ekosistēmu izveide

Sistēmas stabilitāti vienkāršākajā gadījumā nosaka tās strukturālo komponentu aditīvā stabilitāte. Galvenie atsevišķu augu izturības rādītāji ir: ziemcietība, izturība pret transpirācijas zudumiem ziemas-pavasara periodā, pumpuru, ziedu un olnīcu noturība pret salu, izturība pret siltuma trūkumu vai pārmērīgu, saules starojumu un saīsinātu augšanu. sezona; izturība pret karstumu un sausumu; atbilstība starp fenofāžu ritmiem un sezonālām vides apstākļu izmaiņām; izturība pret noteiktām pH vērtībām, sāls koncentrācija; izturība pret slimībām un kaitēkļiem; fotosintēzes un reproduktīvo procesu līdzsvars. Tajā pašā laikā organismus apņemošā vide pamazām mainās – klimata pārmaiņu problēma jau kļūst par globālu, politisku problēmu. Piemēram, pēdējo 50 gadu laikā (salīdzinot ar 1940.–1960. gadu) Krievijas vidienē gada vidējā gaisa temperatūra ir paaugstinājusies par 1,2 °C, bet relatīvais mitrums samazinājies par 3%. Šīs izmaiņas ir vēl izteiktākas ziemas-pavasara periodā: gaisa temperatūra janvārī, februārī un martā paaugstinājās par 4,4 °C, bet mitrums martā un aprīlī samazinājās par 10%. Šādas temperatūras un mitruma izmaiņas būtiski palielina kokaugu transpirācijas zudumus ziemas-pavasara periodā.

Diemžēl pašreizējais zinātnes attīstības līmenis neļauj pilnībā paredzēt vides izmaiņas, kas notiks pat tuvākajā nākotnē, un paredzēt ne tikai klimata pārmaiņas, bet arī jaunu kaitēkļu, patogēnu, konkurentu u.c. Tāpēc vienīgais Drošs veids, kā palielināt dabisko ekosistēmu ilgtspējību un produktivitāti, ir palielināt ekosistēmu komponentu neviendabīgumu, ģenētisko neviendabīgumu. Šādas neviendabīgas ekosistēmas nodrošina iespēju nepārtraukti un ilgtspējīgi izmantot dabu, jo ģenētiski neviendabīgās sistēmās rodas indivīdu ar dažādām augšanas un attīstības īpašībām un jutīgumu pret vides faktoru dinamiku kompensējoša mijiedarbība. Saistībā ar kaitēkļiem un slimībām šādai neviendabīgai ekosistēmai raksturīga kolektīva grupu imunitāte, ko nosaka daudzu atsevišķu biotipu (ekotipu, izoreaģentu) strukturālo un funkcionālo iezīmju mijiedarbība.

Veidot neviendabīgus veģetatīvi pavairoto augu mākslīgos stādījumus (plantācijas), klonu maisījumi , vai poliklonālās kompozīcijas – īpaši atlasītas dažādu šķirņu-klonu stādu kombinācijas. Turklāt katram klonam ir jābūt īpašībām, kuru nav citiem kloniem. Vissvarīgākā īpašība ir dzinumu attīstības ritms . Savukārt dzinumu attīstības ritmus nosaka ģenētiski noteiktu ontoģenēzes programmu suga un individuālā specifika.

Tādējādi, lai izveidotu poliklonālas kompozīcijas, savvaļas augos (vai kolekciju stādījumos) ir jānosaka intraspecifiskas grupas, kas konsekventi atšķiras pēc īpašību kopuma. Šajā gadījumā galvenais ir nevis atšķirību stiprums, bet gan to noturība, t.i. spēja noturēties paaudzēs (vismaz veģetatīvās pavairošanas laikā) noteiktos augšanas apstākļos.

Šāda intraspecifiska grupa parasti parādās kā formā(morfs). Diemžēl ļoti bieži šis termins tiek lietots visai brīvi, nosaucot ekotipus, šķirnes (variācijas), izoreaģentus (formas šī vārda šaurā nozīmē) un biotipus; mikrosistemātikā forma tiek uzskatīta par intraspecifisku taksonomisko kategoriju (formu).

Identificējot formas, pirmkārt, pievērsiet uzmanību morfoloģiskajām īpašībām. Tajā pašā laikā dažādās augu sugās paralēlas mainīguma dēļ izšķir viena nosaukuma formas, kas atšķiras pēc lapu konfigurācijas (tipiskas vulgaris, platlapju latifolia, šaurlapu angustifolia, mazlapu parvifolia, lancetisks lancifolia, eliptisks elliptica, noapaļots-ovāls crassifolia, noapaļots rotundata; Dažiem lapu lāpstiņu veidiem tiek doti īpaši nosaukumi, piem. orbiculata– plaši ovālas, sirds formas pie pamatnes un smailas virsotnē), atbilstoši lapu krāsai (vienkrāsaina concolor, krāsains mainīt krāsu, zaļš viridis, pelēks glaucophylla, spīdīgs splendens, Sudrabs argentija), atbilstoši vainaga konfigurācijai (sfēriska sphaerica, raud svārsta, piramīdveida pyramidalis); dažādām šķirnēm (šķirnēm) parasti tiek piešķirta pakāpe f. kults ar detalizētu morfoloģijas aprakstu.

Detalizētākam formu aprakstam tiek izmantoti dažādi morfometriskie rādītāji, kas kokaudiem ietver: augšanas spēku (it īpaši stumbra diametra ikgadējo pieaugumu), zarojuma veidu, zaru leņķi, starpmezglu garumu, intensitāti. atzarojums un dzinumu garums, lapu izmērs. Šie rādītāji tiek identificēti tiešās novērošanas ceļā, ir viegli digitalizēti un pakļaujami matemātiskai apstrādei, izmantojot variāciju statistikas metodes, kas ļauj novērtēt pazīmju ģenētisko nosacītību.

Ir zināms, ka poliploīdija ir plaši izplatīta starp augiem. Tāpēc intraspecifisku (intrapopulācijas) grupu identificēšana, kas atšķiras pēc hromosomu skaita, varētu ļaut nepārprotami aprakstīt daudzveidības līmeni. Lai noteiktu hromosomu skaitu, tiek izmantotas dažādas citoģenētiskas metodes, jo īpaši tiešā hromosomu skaitīšana dalīšanās šūnās. Tomēr tas ne vienmēr ir iespējams, tāpēc hromosomu skaitu bieži nosaka ar netiešām metodēm, piemēram, palinometriskā metode(pamatojoties uz ziedputekšņu graudu lielumu).

Tomēr visi uzskaitītie rādītāji ir statiski, tie neatspoguļo ģenētiskās informācijas ieviešanas procesu. Tajā pašā laikā ir zināms, ka jebkura iezīme veidojas morfoģenēzes laikā. Pamatojoties uz morfoģenēzes analīzi, tiek veikta atlase ontobiomorfs, un atbilstoši augu habitusa sezonālajām izmaiņām tās izšķir fenobiomorfi. Izmantojot dinamiskos daudzveidības rādītājus, organisma gēnu kopumu var uzskatīt par tā ontoģenēzes (individuālās attīstības) programmu, bet īpašos gadījumos - par morfoģenēzes (formas veidošanas) programmu.

Šīs pieejas solījums tika parādīts K. Waddington darbos, N.P. Krenke un citi dabaszinātņu klasiķi.

Dabisko populāciju iedzimtais polimorfisms. Ģenētiskā slodze. Speciācijas process, piedaloties tādiem faktoriem kā dabiskā atlase, rada dzīves apstākļiem pielāgotu dzīves formu daudzveidību. Starp dažādiem genotipiem, kas rodas katrā paaudzē iedzimtas mainīguma rezerves un alēļu rekombinācijas dēļ, tikai ierobežots skaits nosaka maksimālo pielāgošanās spēju konkrētai videi. Var pieņemt, ka šo genotipu diferenciālā pavairošana galu galā novedīs pie tā, ka populāciju gēnu kopas tiks pārstāvētas tikai ar “veiksmīgām” alēlēm un to kombinācijām. Tā rezultātā samazināsies iedzimta mainība un palielināsies genotipu homozigozitātes līmenis. Tomēr tas nenotiek, jo mutācijas process turpinās, un dabiskā atlase uztur heterozigotus, jo tie mazina recesīvo alēļu kaitīgo iedarbību. Lielākā daļa organismu ir ļoti heterozigoti. Turklāt indivīdi ir heterozigoti dažādos lokos, kas palielina kopējo populācijas heterozigotiskumu.

Vairāku līdzsvara līdzāspastāvošu genotipu klātbūtni populācijā retākajā formā koncentrācijā, kas pārsniedz 1% (iedzimtās daudzveidības līmenis, kura uzturēšanai pietiek ar mutācijas procesu) sauc. polimorfisms. Iedzimtu polimorfismu rada mutācijas un kombinētā mainīgums. To atbalsta dabiskā atlase, un tā var būt adaptīva (pārejas) vai stabila (līdzsvarota).

Adaptācijas polimorfisms rodas, ja dažādos, bet regulāri mainīgos dzīves apstākļos selekcija dod priekšroku dažādiem genotipiem.

Līdzsvarots polimorfisms rodas, ja atlase dod priekšroku heterozigotiem, nevis recesīviem un dominējošiem homozigotiem. Dažos gadījumos līdzsvarots polimorfisms ir cikliskā atlase (sk. 1.4. att. 14. lpp.).

Tiek saukts heterozigotu selektīvo priekšrocību fenomens pārsvars. Heterozigotu pozitīvās atlases mehānisms ir atšķirīgs.

Vides faktoru daudzveidības dēļ dabiskā atlase darbojas vienlaikus daudzos virzienos. Šajā gadījumā gala rezultāts ir atkarīgs no dažādu intensitātes attiecības atlases vektori. Tādējādi dažos zemeslodes apgabalos sirpjveida šūnu anēmijas pusnāvējošās alēles augsto biežumu atbalsta heterozigotu organismu preferenciālā izdzīvošana apstākļos, kad ir augsta tropiskās malārijas sastopamība. Dabiskās atlases gala rezultāts populācijā ir atkarīgs no daudzu atlases un pretselekcijas vektoru superpozīcijas. Pateicoties tam, tiek panākta gan genofonda stabilizācija, gan iedzimtas daudzveidības saglabāšana.

Līdzsvarots polimorfisms piešķir populācijai vairākas vērtīgas īpašības, kas nosaka tā bioloģisko nozīmi. Ģenētiski daudzveidīga populācija apgūst plašāku dzīves apstākļu klāstu, pilnīgāk izmantojot biotopu. Tās gēnu fondā uzkrājas lielāks apjoms iedzimtas mainīguma rezerves. Rezultātā tas iegūst evolucionāru elastību un, mainoties vienā vai otrā virzienā, var kompensēt vides svārstības vēsturiskās attīstības gaitā.

Ģenētiski polimorfā populācijā no paaudzes paaudzē dzimst genotipu organismi, kuru piemērotība ir atšķirīga. Katrā brīdī šādas populācijas dzīvotspēja ir zemāka par līmeni, kāds tiktu sasniegts, ja tajā atrastos tikai “veiksmīgākie” genotipi. Apmēru, par kādu reālas populācijas piemērotība atšķiras no ideālas “labāko” genotipu populācijas piemērotības, kas iespējama, ņemot vērā doto gēnu fondu, sauc par ģenētiskā slodze. Tā ir sava veida samaksa par ekoloģisko un evolucionāro elastību. Ģenētiskā slodze ir neizbēgamas ģenētiskā polimorfisma sekas.

Līdzsvarots ģenētiskais polimorfisms, intraspecifiskā daudzveidība, ekoloģiskās rases un, iespējams, arī pasugas ir daži no sugu evolūcijas noturības iemesliem (Severtsov A.S., 2003). Divu vai vairāku sabalansēta polimorfisma morfu esamība, no kuriem katrs ir pielāgots savā sugas ekoloģiskās nišas apakšnišā, liecina, ka kvalitatīvi atšķirīgas morfu adaptīvās stratēģijas nodrošina to līdzvērtīgu piemērotību. Mainoties ekoloģiskajai situācijai, daži no šiem morfiem iegūst priekšrocības, kaitējot citiem morfiem. To skaits tiek saglabāts vai palielināts ne tikai fiziskās sagatavotības saglabāšanas dēļ, bet arī resursu dēļ, kas tiek atbrīvoti, kad skaits samazinās vai izzūd no tiem morfiem, kuriem šīs vides izmaiņas ir kaitīgas.

Piemērs ir Maskavas inantropo akmens baložu populācijas polimorfisma vēsture Kolumbija Lībija(Obuhova, 1987). Šīs sugas populāciju polimorfismu attēlo nepārtraukta morfu virkne, kas atšķiras pēc apspalvojuma krāsas: no pelēkas (slānekļa pelēka), kas tiek uzskatīta par oriģinālu, līdz melnai (melānisma). Ir divu veidu apspalvojuma melanizācija. Vienā gadījumā melanīns koncentrējas vāku galos, veidojot melnus plankumus. Palielinoties šo plankumu izmēram, tie saplūst viendabīgā melnā krāsā. Šī biežāk sastopamā melanizācijas forma ir saistīta ar spēcīgu Black gēnu un 5.-6 gēni ar vāju fenotipisku efektu. Citā gadījumā melanīns ir difūzi izplatīts visā spalvu tīklā. Tāpēc starpposma morfi šķiet vairāk vai mazāk sodrēji vai netīri; ar spēcīgāku melanizāciju tie kļūst melni. Šo melanizācijas veidu nosaka spēcīgais Daka gēns un arī 5-6 vājie gēni (Obuhova, Kreslavskis, 1984).

Pirms Lielā Tēvijas kara Maskavā dominēja pelēkais morfs. Melanistu bija maz. Kara laikā Maskavas baložu populācija gandrīz pilnībā izmira vai tika iznīcināta. Pēc kara baložu skaits lēnām atjaunojās līdz 1957. gadam, kad saistībā ar Pasaules jauniešu un studentu festivālu sāka pieskatīt un barot “miera putnu”. Palielinoties populācijas lielumam, sāka pieaugt melānistisko morfu īpatsvars. Līdz divdesmitā gadsimta 60. gadu beigām. melanistu un starpposma morfu īpatsvars bija aptuveni 80%.

Morfu attiecības izmaiņas bija saistītas ar atšķirībām to uzvedībā. Zilais morfs ir aktīvāks, lido tālāk barības meklējumos un aktīvi sargā savas ligzdošanas teritorijas. Melānisti ir pasīvi. Viņu ligzdas bēniņos var atrasties tuvu viena otrai. Starpposma morfas ir arī vidējas aktivitātes. Neierobežotu pārtikas resursu apstākļos, ko nodrošināja atkritumu izgāztuves un barošanās un ierobežotas ligzdošanas vietas paneļu mājās, zilais morfs nespēja konkurēt ar melanistu un starpmorfu masu un tika spiests ligzdošanai neērtos bēniņos, kur to lika zemais blīvums. iespējams aizsargāt ligzdošanas vietas. Tādējādi ekoloģiskās situācijas izmaiņas izraisa izmaiņas morfu biežumā. Vai nu viens no tiem (pelēkpelēks ar mazu populācijas lielumu), tad otrs (melānisms ar lielu populāciju) iegūst priekšrocības, bet kopumā suga saglabā savu stabilitāti un nemainās. Tas pastāvēs pat tad, ja kāds no morfiem izmirs.

Krāsu polimorfisma analīze mušķērāju tēviņiem sniedz līdzīgus rezultātus. Ficedula hypoleuca(Grinkov, 2000), Baltās jūras gliemežnīcas (Sergievsky, 1987).

Ekoloģiskās sacīkstes ir tikpat svarīgas evolūcijas stāzes uzturēšanai kā līdzsvarota polimorfisma morfas. Piemērs ir vītolu lapu vaboles ekoloģiskās rases, Lochmea caprea(Coleoptera, Chrysomelidae), uz Zvenigorodskaya bioloģiskās stacijas Maskavas Valsts universitāte, studējis Mihejevs (1985). Viena no divām rasēm ēd lapas platlapju vītoli, galvenokārt kazu vītoli un garausu vītoli, apse ir papildu lopbarības augs. Cita rase pārsvarā ēd lapas pūkains bērzs, papildus barības augs – kārpainais bērzs. Apmaiņa katrā rasē starp vabolēm, kas barojas ar galvenajiem un papildu augiem, ir aptuveni 40%. Apmaiņa starp vītolu un bērzu rasēm ir 0,3-5%, lai gan šiem kokiem vairākās traucētās fitocenozēs ir saskares zari. Fakts ir tāds, ka vītolu rases kāpuri un pieaugušie, kad tiek piespiesti barošana bērzu lapas mirst 100% gadījumu. Gluži pretēji, bērzu rases vaboles un to kāpuri barojas ar vītolu lapām, nekaitējot sev. Tādējādi rases ir izolētas gan ekoloģiski, gan ģenētiski. Ciešā saikne ar saimniekaugiem nozīmē, ka bērzu vaboles noteiktā apvidū atrodas noteiktā sukcesijas stadijā – sīklapu mežā. Vītolu vaboles atrodas mitros biotopos, kur ir traucēta parastā sukcesijas gaita - mežmalās, ciematu nomalēs utt. Mainoties sukcesijas stadijai, bērzu rases populācijas vai nu pārvietosies, vai izmirs. Vaboļu lidojums no ziemošanas zonas ir aptuveni 4 km. Tas pats notiks ar vītolu rases populācijām, kad mitrums samazinās vai palielinās antropogēnais spiediens. Taču kādas no rasēm izzušana nenozīmēs sugas izzušanu, bet gan mozaīka biotopi nodrošina katras rases ilgtspējīgu pastāvēšanu. Iespējams, līdzīgu argumentāciju var attiecināt uz ģeogrāfiskām rasēm - pasugām (A.S. Severtsov, 2003).

Tādējādi populācijas polimorfisms nodrošina populācijas stabilitāti kopumā, mainoties vides situācijai, un ir arī viens no sugu stabilitātes mehānismiem evolūcijas laikā.

. Bioloģiskā daudzveidība . Populāciju ģenētiskais polimorfisms kā bioloģiskās daudzveidības pamats. Bioloģiskās daudzveidības saglabāšanas problēma

Bioloģiskā daudzveidība attiecas uz visiem "daudzajiem dažādiem dzīviem organismiem, mainīgumu starp tiem un ekoloģiskajiem kompleksiem, kuru daļa tie ir, kas ietver daudzveidību sugu iekšienē, starp sugām un ekosistēmām"; Šajā gadījumā ir jānošķir globālā un lokālā daudzveidība. Bioloģiskā daudzveidība ir viens no svarīgākajiem bioloģiskajiem resursiem (bioloģiskais resurss ir definēts kā “ģenētiskais materiāls, organismi vai to daļas, vai ekosistēmas, kas tiek izmantotas vai potenciāli noderīgas cilvēcei, ieskaitot dabisko līdzsvaru ekosistēmās un starp tām”).

Izšķir šādus bioloģiskās daudzveidības veidus: alfa, beta, gamma un ģenētisko daudzveidību. Ar α-daudzveidību saprot sugu daudzveidību, ar β-daudzveidību saprot kopienu daudzveidību noteiktā teritorijā; γ-daudzveidība ir neatņemams rādītājs, kas ietver α- un β-daudzveidību. Taču uzskaitīto bioloģiskās daudzveidības veidu pamatā ir ģenētiskā (intraspecifiskā, intrapopulācijas) daudzveidība.

Tiek saukta divu vai vairāku alēļu (un attiecīgi genotipu) klātbūtne populācijā ģenētiskais polimorfisms. Parasti tiek pieņemts, ka retākās alēles biežumam polimorfismā jābūt vismaz 1% (0,01). Ģenētiskā polimorfisma pastāvēšana ir priekšnoteikums bioloģiskās daudzveidības saglabāšanai.

Idejas par nepieciešamību saglabāt ģenētisko polimorfismu dabiskajās populācijās tika formulētas jau pagājušā gadsimta 20. gados. mūsu izcilie tautieši. Nikolajs Ivanovičs Vavilovs izveidoja izejmateriāla doktrīnu un pamatoja nepieciešamību izveidot kultivēto augu pasaules genofonda krātuves. Aleksandrs Sergejevičs Serebrovskis radīja pašu gēnu fonda doktrīnu. Jēdziens “gēnu fonds” ietvēra sugas ģenētisko daudzveidību, kas attīstījās tās evolūcijas vai atlases laikā un nodrošināja tās adaptācijas un ražošanas spējas. Sergejs Sergejevičs Četverikovs lika pamatus doktrīnai un metodēm savvaļas augu un dzīvnieku sugu populāciju ģenētiskās neviendabības novērtēšanai.

Globālās vides problēmas saasinājās pēc Otrā pasaules kara. Lai tos atrisinātu, 1948. gadā tā tika izveidota Starptautiskā dabas un dabas resursu aizsardzības savienība(IUCN). IUCN galvenais uzdevums bija apkopot Sarkanās grāmatas– reto un apdraudēto sugu saraksti. 1963.-1966.gadā. tika publicēts pirmais Starptautiskā Sarkanā grāmata. Tās ceturtais izdevums tika izdots 1980. gadā. 1978.-1984.gadā. Tiek izdota PSRS Sarkanā grāmata, bet 1985. gadā - Krievijas Federācijas Sarkanā grāmata.

Taču cilvēce šīs problēmas nopietnību saprata tikai 20. gadsimta pēdējā ceturksnī. Pirms nedaudz vairāk kā trīsdesmit gadiem (1972. gadā) Stokholmā notika pirmā ANO konference par cilvēku vidi. Šajā forumā tika ieskicēti vispārīgie starptautiskās sadarbības principi dabas aizsardzības jomā. Pamatojoties uz Stokholmas konferences lēmumiem, tika formulēti mūsdienīgi dzīves vides saglabāšanas principi.

Pirmais princips ir universālā savienojuma princips dzīvajā dabā: vienas saites zaudēšana sarežģītā trofisko un citu savienojumu ķēdē dabā var novest pie neparedzētiem rezultātiem. Šis princips ir balstīts uz klasiskām idejām par cēloņu un seku attiecību esamību starp supraorganismu bioloģisko sistēmu elementiem, un daudzas no šīm saiknēm noved pie dažādu ķēžu, tīklu un piramīdu veidošanās.

No tā izriet katras dzīvās dabas sastāvdaļas potenciālās lietderības princips : nav iespējams paredzēt, kāda nozīme tai vai citai sugai būs cilvēcei nākotnē . Sabiedrības apziņā šķirojums starp sugām “noderīgajās” un “kaitīgajās” zaudē nozīmi, tiek apstiprināta doma, ka “kaitīga vai nezāļaina suga ir tikai nevietā organisms”.

Balstīts uz universālās saiknes principiem un katras dzīvās dabas sastāvdaļas potenciālo lietderību veidojas jēdziens par neiejaukšanos dabiskajās ekosistēmās notiekošajos procesos: “Mēs nezinām, kāpēc Šis vadīs, tāpēc labāk atstāt visu, kā tas ir. Ideāls veids, kā ietaupīt statusu quo tika apsvērta aizsargājamo teritoriju izveide ar absolūto rezervju režīmu. Taču saglabāšanas prakse ir parādījusi, ka mūsdienu ekosistēmas jau ir zaudējušas dabiskās pašatveseļošanās spēju, un to saglabāšanai nepieciešama aktīva cilvēka iejaukšanās.

Rezultātā pāreja no neiejaukšanās un esošās situācijas saglabāšanas jēdziena uz ilgtspējīgas attīstības koncepcijas sabiedrība un biosfēra. Ilgtspējīgas attīstības jēdziens ietver dabisko ekosistēmu ekoloģiskā un resursu potenciāla palielināšanu, ilgtspējīgu kontrolētu ekosistēmu izveidi, sabiedrības vajadzību apmierināšanu pēc dabas resursiem, pamatojoties uz zinātniski pamatotu racionālu, ilgtspējīgu un daudzpusīgu dabas resursu izmantošanu, saglabāšanu, aizsardzību un atražošanu. no visām ekosistēmu sastāvdaļām.

Ilgtspējīgas attīstības jēdziena tālāka attīstība neizbēgami noveda pie bioloģiskās daudzveidības saglabāšanas nepieciešamības princips : tikai daudzveidīga un daudzveidīga dzīvā daba izrādās ilgtspējīga un ļoti produktīva . Bioloģiskās daudzveidības saglabāšanas nepieciešamības princips pilnībā saskan ar bioētikas pamatprincipiem: “katra dzīvības forma ir unikāla un neatkārtojama”, “katrai dzīvības formai ir tiesības pastāvēt”, “tas, kas nav mūsu radīts, ir jārada. lai mēs netiktu iznīcināti." Turklāt genotipa vērtību nosaka nevis tā lietderība cilvēkiem, bet gan unikalitāte. Tādējādi tika atzīts, ka "gēnu fonda saglabāšana ir atbildība par turpmāku evolūciju" (Frankel, XIII International Genetic Progress at Berkeley, 1974). Swaminathan (Indija) identificēja trīs atbildības līmeņus par genofonda saglabāšanu: profesionālo, politisko un sociālo.

1980. gadā Starptautiskā dabas un dabas resursu aizsardzības savienība izstrādāja Pasaules aizsardzības stratēģiju. Pasaules stratēģijas materiālos ir atzīmēts, ka viena no globālajām vides problēmām ir uztura problēma: 500 miljoni cilvēku sistemātiski cieš no nepietiekama uztura. Grūtāk ir ņemt vērā to cilvēku skaitu, kuri nesaņem atbilstošu uzturu, sabalansētu olbaltumvielu, vitamīnu un mikroelementu daudzumu.

Pasaules stratēģijā ir formulēti dabas aizsardzības prioritārie mērķi:

– galveno ekoloģisko procesu uzturēšana ekosistēmās.

– ģenētiskās daudzveidības saglabāšana.

– Sugu un ekosistēmu ilgtermiņa ilgtspējīga izmantošana.

1992. gadā Riodežaneiro Apvienoto Nāciju Organizācijas Vides un attīstības konferencē (UNCED) tika pieņemti vairāki dokumenti, kurus parakstīja 179 valstu pārstāvji:

– Rīcības programma: 21. gadsimta programma.

– Paziņojums par principiem par mežu.

– ANO Konvencija par klimata pārmaiņām.

– Konvencija par bioloģisko daudzveidību.

Bioloģiskās daudzveidības konvencijas materiālos ir atzīmēts, ka "...dažādība ir svarīga biosfēras dzīvības uzturēšanas sistēmu attīstībai un saglabāšanai." Lai saglabātu biosfēras dzīvības uzturēšanas sistēmas, nepieciešams saglabāt visu veidu bioloģisko daudzveidību: “Valstis, kuras pievienojas Konvencijai, ir jāidentificē bioloģiskās daudzveidības komponenti, ... jākontrolē darbības, kas var kaitīgi ietekmēt bioloģisko daudzveidību. ”.

UNCED konferencē tika atzīts, ka bioloģiskās daudzveidības līmeņa pazemināšanās ir viens no galvenajiem dabisko ekosistēmu pakāpeniskas degradācijas iemesliem. Nav šaubu, ka tikai tad, ja tiek saglabāts optimālais daudzveidības līmenis, ir iespējams izveidot ekosistēmas, kas ir izturīgas pret ārkārtēju fizisko un ķīmisko faktoru, kaitēkļu un slimību ietekmi.

1995. gadā Sofijā Eiropas vides ministru konferencē tika pieņemta Viseiropas stratēģija bioloģiskās un ainavu daudzveidības saglabāšanai. Uzskaitīsim Viseiropas stratēģijas bioloģiskās un ainavu daudzveidības saglabāšanai principus:

– Visneaizsargātāko ekosistēmu aizsardzība.

– Bojātu ekosistēmu aizsardzība un atjaunošana.

– To teritoriju aizsardzība, kurās ir vislielākā sugu daudzveidība.

– References dabas kompleksu saglabāšana.

Mākslīgo ekosistēmu produktivitātes pieauguma apstāšanās ir saistīta arī ar zemu bioloģiskās daudzveidības līmeni: šobrīd tiek kultivētas tikai 150 kultivēto augu sugas un audzētas 20 mājdzīvnieku sugas. Tajā pašā laikā zemais globālās daudzveidības līmenis tiek apvienots ar zemu lokālās daudzveidības līmeni, dominējot monokultūrai vai augsekai ar īsu rotācijas periodu. Tiekšanās pēc augu šķirņu un dzīvnieku šķirņu vienveidības ir izraisījusi krasu ģenētiskās daudzveidības sašaurināšanos. Daudzveidības samazināšanās sekas ir pretestības samazināšanās pret ekstremāliem fizikāliem un ķīmiskiem vides faktoriem un, vēl lielākā mērā, pret kaitēkļiem un slimībām.

Daudzi pētījumi ir pierādījuši, ka vienīgais drošais veids, kā palielināt dabisko ekosistēmu stabilitāti un produktivitāti, ir palielināt to neviendabīguma līmeni, jo ģenētiski neviendabīgās sistēmās indivīdu kompensējošā mijiedarbība ar dažādām augšanas un attīstības īpašībām, jutīgumu pret vides dinamiku. rodas faktori, slimības un kaitēkļi. Tieši neviendabīgi stādījumi nodrošina nepārtrauktas un ilgtspējīgas dabas izmantošanas iespēju.

Līdz ar to pastāv nepieciešamība pēc iespējas plašāk izmantot sugas un intraspecifisko (ģenētisko) potenciālu pēc iespējas vairākām sugām, kas piemērotas audzēšanai kontrolētos apstākļos. Visa saglabājamā materiāla daudzveidība ietver šādas organismu kategorijas: pašlaik kultivētās un audzētās šķirnes un šķirnes; šķirnes un šķirnes, kas ir izbeigtas no ražošanas, bet kurām ir liela ģenētiskā un selekcijas vērtība noteiktos parametros; vietējās šķirnes un vietējās šķirnes; kultivēto augu un mājdzīvnieku savvaļas radinieki; savvaļas dzīvnieku augu sugas, kas ir perspektīvas ieviešanai kultūrā un pieradināšanai; eksperimentāli izveidotas ģenētiskās līnijas.

Likumsakarīgi, ka, lai atrisinātu ar bioloģiskās daudzveidības problēmām saistītu problēmu kopumu, vispirms ir jāizstrādā bioloģiskās daudzveidības novērtēšanas kritēriji, jānosaka un jānovērtē daudzveidības līmenis konkrētās ekosistēmās (dabiski teritoriālajos kompleksos), jāizstrādā rekomendācijas bioloģiskās daudzveidības novērtēšanai. identificētās daudzveidības saglabāšana un uzlabošana, pārbaudīt un ieviest šos ieteikumus agrorūpnieciskajai ražošanai.

Pieejams tikai embrijiem. Funkcija, ko veica vestigiālie orgāni, kas parasti bija attīstījusies šo organismu senčos, ir ievērojami vājināta vai zaudēta. Pēdējā gadījumā rudimenti acīmredzot var veikt kādu citu funkciju. Dzīvnieku vestigiālo orgānu piemēri: putnu fibula, acis dažās alās un dzīvnieki (Proteus, kurmju žurka, kurmis), matu un iegurņa kaulu paliekas dažiem vaļveidīgajiem.

Cilvēkiem rudimenti ietver astes skriemeļus, ķermeņa apmatojumu, ausu muskuļus, balsenes Morganiskos kambarus utt.

Izskanēja viedoklis, ka cecum vermiformais aklās zarnas piedēklis (aklās zarnas piedēklis) ir rudiments un cilvēka organismā nepilda nekādas funkcijas, un bija periods, kad vermiformais apendikss tika izņemts, lai novērstu apendicīta attīstību. Tagad šī “profilaktiskā” pieeja ir atmesta.

Vestigiālie orgāni palīdz izveidot filoģenēzes ceļu; tie kalpoja kā viens no pierādījumiem Čārlzam Darvinam par cilvēka izcelsmi no dzīvniekiem.

Evolūcijas teorijas atbalstītāji R. tiek uzskatīti par vienu no " neapstrīdams"pierādījumi par cilvēka izcelsmi no dzīvniekiem.

Dažos gadījumos vestigiālie orgāni attīstās pilnībā (sk. Atavisms), piemēram, vaļveidīgajiem spuru aizmugurējais pāris; Ir zināmi gadījumi, kad piedzimst cilvēki, kuriem viss ķermenis un seja ir klāta ar matiem.

Šobrīd jautājums par rudimentāro orgānu funkciju klātbūtni un būtību indivīdu fizioloģijā nav pilnībā skaidrs.

Wikimedia fonds. 2010. gads.

Skatiet, kas ir “Rudiments” citās vārdnīcās:

- (no lat. rudimentum rudiment, pamatprincips), rudimentāri orgāni, salīdzinoši vienkāršotas, mazattīstītas (salīdzinot ar senču un radniecīgo formu homologajām struktūrām) struktūras, kas zaudējušas savu pamatdabu. nozīme organismā filoģenēzes procesā... Bioloģiskā enciklopēdiskā vārdnīca

- (lat.). Galvenā sākās. Krievu valodā iekļauto svešvārdu vārdnīca. Čudinovs A.N., 1910... Krievu valodas svešvārdu vārdnīca

rudimenti- ov, daudzskaitlis rudiments pl. Sākotnējie noteikumi, pamati. Viņi ar tiem mācīja dažus cilvēkus, kuri jauniešiem varēja iemācīt visu zinātņu pirmos atziņas (pamatus). 1724. MAN 1 16 ... Krievu valodas gallicismu vēsturiskā vārdnīca

rudimenti- DZĪVNIEKU EMBRIOLOĢIJAS VUDITMENTI – pieaugušiem dzīvniekiem nefunkcionējoši orgāni vai orgānu daļas... Vispārējā embrioloģija: terminu vārdnīca

Tas pats, kas vestigiālie orgāni...

Rudimenti (no latīņu rudimentum rudiment, pamatprincips), orgāni, kas zaudējuši savu pamata nozīmi organisma vēsturiskās attīstības procesā. Tie veidojas embrionālās attīstības laikā (sk. Embrionālā attīstība), bet ne pilnībā... ... Lielā padomju enciklopēdija

Šim terminam ir arī citas nozīmes, skatiet Rudiment. Bungu rudiments ir īpašas spēles metodes, ko bundzinieki izmanto treniņos un tieši spēlē. Tie atspoguļo noteiktas dažādu ... ... Wikipedia secības

VESTIGIĀLIE ORGĀNI- RUDIMENTĀRI ORGĀNI, orgāni, kas ir nepietiekami attīstīti. Lai gan to struktūra ir salīdzinoši vienkārša, tā joprojām ir sarežģītāka, nekā šķiet, ka to veic funkcija. R. o. nozīme. tiek atklāts, salīdzinot doto organismu ar citiem, kas ar to cieši saistīti... ... Lielā medicīnas enciklopēdija

SENĀ GRIEĶIJA- teritorija Balkānu pussalas dienvidos (skat. arī rakstus Senatne, Grieķija). DG vēsture aptver laika posmu no sākuma. II tūkstošgade pirms mūsu ēras līdz sākumam I tūkstošgade AD Ģeogrāfija un etnogrāfija Phaistos disks. XVII gadsimts BC (Arheoloģijas muzejs Heraklionā, ... Pareizticīgo enciklopēdija

Vēsturiskās mitoloģijas būtība kļūst saprotama tikai tad, ja ņem vērā grieķu primitīvās komunālās sistēmas īpatnības, kas pasauli uztvēra kā vienas milzīgas cilšu kopienas dzīvi un mītos vispārināja visu cilvēku attiecību un dabas parādību daudzveidību. G. m...... Mitoloģijas enciklopēdija

Grāmatas

• Valsts krievu muzejs. Almanahs, 237, 2009. Māksla par mākslu, Aleksandrs Borovskis, Antons Uspenskis, Jekaterina Andrejeva, Irina Karasika, Māksla atspoguļo savu teleoloģiju, vērtību sistēmu, jēgpilnos un izteiksmīgos līdzekļus u.c. no pasakainiem laikiem līdz mūsdienām. Šī pašrefleksija dažādos posmos... Kategorija: Mākslas vēsture un teorija Sērija: Viskrievijas zinātniskās pētniecības centrs, kas dokumentos un memuāros nosaukts akadēmiķa I. E. Grabara vārdā Izdevējs:, Ražotājs: Valsts Krievu muzejs, Palace Editions,
• Māksla par mākslu, Aleksandrs Borovskis, Antons Uspenskis, Jekaterina Andrejeva, Irina Karasika, Māksla atspoguļo savu teleoloģiju, vērtību sistēmu, jēgpilnos un izteiksmīgos līdzekļus utt no pasakainiem laikiem līdz pat mūsdienām. Šī vēršanās pret sevi dažādos posmos... Kategorija:

Rudiments(neattīstīti orgāni un ķermeņa daļas) - dabas evolūcijas izpausmes, pie kurām pieder, piemēram, nelidojoša putna spārni vai dziļūdens zivs acis. Šādu pārmērību esamība organismā nav attaisnojama ne ar ko, bet tiek nepārtraukti nodota no paaudzes paaudzē. Šajā rakstā ir aplūkoti cilvēka pamatprincipi un to rašanās.

Coccyx

Slavenākais cilvēka rudiments, kas palicis no senajiem senčiem, ir astes kauls(coccyx) ir trīsstūrveida kauls, kas veidojas, saplūstot 4-5 skriemeļiem. Kādreiz tas veidoja asti — orgānu līdzsvara uzturēšanai, kas kalpo arī sociālo signālu pārraidīšanai. Kad cilvēks kļuva par stāvu radību, visas šīs funkcijas tika pārnestas uz priekšējām ekstremitātēm un pazuda vajadzība pēc astes.

Tomēr agrīnās attīstības stadijās cilvēka embrijam ir šis rudiments (astes process), kas bieži tiek saglabāts. Apmēram viens no piecdesmit tūkstošiem mazuļu piedzimst ar asti, kuru var viegli noņemt, nekaitējot ķermenim.

Pielikums

Vermiforms aklās zarnas piedēklis vai pielikums(apendix vermiformis) jau sen vairs nespēlē nekādu lomu cilvēka organismā un ir kļuvis par rudimentu. Jādomā, ka tas kalpoja ilgstošai cietas pārtikas, piemēram, graudaugu, gremošanai. Otrā teorija ir tāda, ka papildinājums darbojās kā gremošanas baktēriju rezervuārs, kur tās vairojās.

Pieaugušā aklās zarnas garums svārstās no 2 līdz 20 centimetriem, bet vairumā gadījumu tā garums ir aptuveni desmit centimetri. Aklās zarnas iekaisums (apendicīts) ir ļoti izplatīta slimība, kas veido 89 procentus no visām vēdera dobuma operācijām.

Gudrības zobs

Trešie dzerokļi ( Gudrības zobi) ieguva savu vārdu tāpēc, ka tie izšķiļas daudz vēlāk nekā visi pārējie zobi, vecumā, kad cilvēks kļūst “gudrāks” - 16-30 gadi. Gudrības zobu galvenā funkcija ir košļāšana, tie kalpo ēdiena malšanai.

Taču katram trešajam cilvēkam uz Zemes tie aug nepareizi – tiem nepietiek vietas uz žokļa velves, kā rezultātā tie vai nu sāk augt uz sāniem, vai traumē kaimiņus. Šādos gadījumos gudrības zobi ir jānoņem.

C vitamīna sintēze

C vitamīna (askorbīnskābes) trūkums organismā var izraisīt skorbutu, kas var izraisīt nāvi. Tomēr cilvēks nevar patstāvīgi sintezēt C vitamīnu savos ķermeņos, atšķirībā no vairuma primātu un citu zīdītāju.

Zinātnieki jau sen ir pieņēmuši, ka cilvēkiem ir orgāns, kas ir atbildīgs par askorbīnskābes ražošanu, taču apstiprinājums tam tika atklāts tikai 1994. gadā. Tad tika atrasts šis cilvēka rudiments - pseidogēns, kas atbild par C vitamīna ražošanu, līdzīgi tam, kas atrodams jūrascūciņām. Bet mūsdienu cilvēkiem šī funkcija ir atspējota ģenētiskā līmenī.

Vomeronasālais orgāns (VNO)

Funkcionalitātes zudums VNO var uzskatīt par vienu no lielākajiem cilvēka evolūcijas zaudējumiem. Šī ožas sistēmas daļa (pazīstama arī kā Jēkabsona orgāns vai vomērs) ir atbildīga par feromonu atpazīšanu.

Feromoniem ir dominējoša loma dzīvnieku sociālajā uzvedībā. Ar viņu palīdzību mātītes piesaista tēviņus, un paši kungi iezīmē viņu pārziņā esošo teritoriju. Lielāko daļu emociju pavada feromonu izdalīšanās – bailes, dusmas, miers, kaisle. Cilvēki vairāk paļaujas uz sociālās komunikācijas verbālajiem un vizuālajiem komponentiem, tāpēc feromonu atpazīšanas loma ir kļuvusi par rudimentu.

Zosāda vai zosāda

Zosāda(cutis anserina) rodas, kad tiek aktivizēts pilomotoriskais reflekss. Galvenie šī refleksa stimulatori ir aukstums un briesmas. Šajā gadījumā muguras smadzenes uzbudina perifēros nervu galus, kas paaugstina matus.

Tātad, aukstuma gadījumā pacelti mati ļauj saglabāt vairāk siltā gaisa pārvalka iekšpusē. Ja rodas briesmas, apmatojuma palielināšanās piešķir dzīvniekam masīvāku izskatu. Cilvēkiem pilomotoriskais reflekss paliek palieka, jo evolūcijas laikā tika zaudēti biezi mati.

Vīriešu sprauslas

Viena no agrīnajām zinātniskajām teorijām ierosināja, ka ar oski vīriešiem ir pazīme par spēju barot bērnu ar krūti, kas tika zaudēta evolūcijas procesā. Tomēr vēlākie pētījumi parādīja, ka nevienam no mūsu senču tēviņiem nebija šādas ķermeņa funkcijas.

Pašlaik ir vispāratzīts, ka sprauslas veidojas tajā embrija attīstības stadijā, kad tā dzimums nav noteikts. Un tikai vēlāk, kad embrijs sāk patstāvīgi ražot hormonus, var noteikt, kurš piedzims - zēns vai meitene. tādēļ sprauslas vīriešiem paliek kā paliekas.

Evolūcijas procesā cilvēka ķermenis ir mainījies. Dažādi orgāni mainīja savu mērķi vai pazuda pavisam, jo ​​pēc tiem vairs nebija vajadzības. Tomēr arī tagad, 21. gadsimtā, gandrīz jebkurā cilvēkā varam novērot visspilgtākās evolūcijas teorijas liecības - atavismus un rudimentus. Evolūcija ir nepielūdzama, cilvēks, stāvot uz taisnām kājām, saņēma atavismu astes kaula formā. Un šādu piemēru ir daudz.

Ko cilvēks mantojis no saviem senčiem

Rudimenti un atavismi cilvēkos parasti ir slēpti, taču dažus piemērus var redzēt ar neapbruņotu aci. Piemēram, matu parādīšanās uz cilvēka ķermeņa tagad tiek uzskatīta par atavismu, jo šodien mums vairs nav nepieciešams sildīt ķermeni ar papildu matiem. Un mūsu mati ir modificēta vilna.

Paaugstināta "pinkainība" cilvēkiem ir atavisma pazīme

Tas ir raksturīgi visiem cilvēkiem, un ar to neko nevar darīt, jo tās ir vienkārši atlikušās parādības no mūsu senčiem, kuras mēs neesam lietojuši daudzus gadus, bet tās joprojām atrodas mūsu organismā, dažkārt sagādājot neērtības, bet tomēr ne pārāk. nopietni. Pieņemsim, ka šis ir pavediens, kas mūs saista ar mūsu senčiem.

Coccyx

Ir arī slēpti atavismi, piemēram, astes skriemeļu paliekas, kas tagad ir ievērojami vienkāršotas un mēs tos saucam par astes kauliem. Kādreiz cilvēku senčiem bija aste, kas nākotnē izrādījās nevajadzīga. Evolūcijas rezultātā aste ir pazudusi, bet mugurkaula daļas, kas bija atbildīgas par šo asti, joprojām pastāv, tāpēc mēs varam skaidri redzēt saikni starp cilvēkiem un primātiem. Arī mūsdienās ir vērojamas attīstības novirzes, kad bērni piedzimst ar mazu astīti.Protams, tas ir viegli atrisināms ķirurģiski, bet tas vēlreiz pierāda, ka evolūcijas teorija ir pareiza - cilvēkam bija aste.

Trešais plakstiņš

Epikants jeb trešais plakstiņš, šo rudimentu var novērot acs kaktiņā. Šobrīd šim orgānam nav īpašas nozīmes, taču savulaik trešais plakstiņš veica aizsargfunkcijas. Mūsdienās tas tiek klasificēts kā neizmantots elements.

Katram ir trešais plakstiņš, tomēr tas ir atavisms

Gudrības zobi

Rudiments, kas ir zināms gandrīz ikvienam, ir gudrības zobu izskats. Atrodas pašā zobu galā, šodien tie vairs nav iesaistīti ēdiena košļāšanas procesā, bet tomēr parādās cilvēkos. Lai gan mūsdienās ir gadījumi, kad šie zobi neparādās.

Vēl viens bezjēdzīgs orgāns - gudrības zobi

Apendicīts

Arī labi zināmais rudiments, ko sauc par apendiksu, jau ir zaudējis savu sākotnējo funkciju – līdzdalību pārtikas sagremošanā. 20. gadsimta vidū bija pat entuziasti, kas ierosināja to izgriezt jau zīdaiņa vecumā, lai nākotnē novērstu tā iekaisumu. Izrādījās, ka tas nav gluži lieks elements un cilvēka organisms tomēr saņem labumu no šī orgāna, lai arī ne tam paredzētajam mērķim. Ir daudz piemēru, ka šis orgāns joprojām var kalpot cilvēka ķermenim un nav pilnīgi bezjēdzīgs, piemēram, aste.

Kā redzat, atavismi ir dažādi, un ne vienmēr tie jāuztver kā nederīga ķermeņa daļa. Piemēram, mati, kas cilvēkam vairs nav vajadzīgi, tagad ir kļuvuši par stila un skaistuma elementu, lai gan tas ir īsts rudiments.

Ausu muskuļi

Vēl viens neizmantots elements ir ausu muskuļi. Šodien jūs varat satikt cilvēkus, kuri prot kustināt ausis, bet, kā likums, cilvēki tos ilgu laiku neizmanto. Cilvēkiem nav jākustina auss kauliņš, tāpēc arī šie muskuļi tiek klasificēti kā atavismi.

Pyramidalis muskulis

Ne visi zina par piramidālās muskuli cilvēka vēderā. Mūsdienās ķermenim tas vairs nav vajadzīgs, bet tomēr ir klāt, pārstāvot klasisku rudimentu.

Secinājums

Šādas parādības ir raksturīgas ne tikai cilvēkiem, bet arī visiem dzīvniekiem, kuri evolūcijas procesā arī zaudē daļu no saviem orgāniem, un tāpēc tie ir īpaši interesanti. Galu galā, tieši pētot šo fenomenu, tiek atklāta atšķirība starp cilvēku un viņa senčiem.

Video par vestigiālajiem orgāniem

Aste, gudrības zobi, dažādi neizmantoti muskuļi – tas viss sniedz priekšstatu par to, kā agrāk dzīvoja mūsu senči. Mūsu ķermenim vienmēr ir skaidri redzami piemēri par evolūciju.

Kā zināms, vestigiālo orgānu klātbūtne ir viens no Darvina evolūcijas teorijas pierādījumiem. Kādi orgāni tie ir?

Orgānus, kas evolūcijas attīstības laikā zaudējuši savu nozīmi, sauc par vestigiāliem. Tie veidojas pirmsdzemdību stāvoklī un paliek uz mūžu, atšķirībā no tā sauktajiem pagaidu (pagaidu) orgāniem, kas ir tikai embrijiem. Rudimenti no atavismiem atšķiras ar to, ka pirmie ir ārkārtīgi reti (cilvēkiem nepārtraukti apmatojums, papildu piena dziedzeru pāri, astes attīstība utt.), bet pēdējie ir gandrīz visiem sugas pārstāvjiem. Parunāsim par tiem – rudimentāriem cilvēka orgāniem.

Vitruvian Man, Leonadro da Vinči Flikrs

Kopumā jautājums par to, kāda ir rudimentu loma konkrēta organisma dzīvē un kas patiesībā par tādu būtu jāuzskata, fiziologiem joprojām ir diezgan grūts. Viena lieta ir skaidra: vestigiālie orgāni palīdz izsekot filoģenēzes ceļam. Rudimenti liecina par radniecību starp mūsdienu un izmirušiem organismiem. Un šie orgāni, cita starpā, ir pierādījums dabiskās atlases darbībai, kas novērš nevajadzīgu iezīmi. Kādus cilvēka orgānus var uzskatīt par rudimentiem?
Coccyx

Cilvēka astes kaula diagramma / Flickr

Šī ir mugurkaula apakšējā daļa, kas sastāv no trim vai pieciem sapludinātiem skriemeļiem. Tas nav nekas vairāk kā mūsu niecīgā aste. Neskatoties uz rudimentāro raksturu, astes kauls ir diezgan svarīgs orgāns (tāpat kā citi rudimenti, kas, lai arī ir zaudējuši lielāko daļu savas funkcionalitātes, joprojām ir ļoti noderīgi mūsu ķermenim).
Astes kaula priekšējās daļas ir nepieciešamas muskuļu un saišu piestiprināšanai, kas ir iesaistīti uroģenitālās sistēmas orgānu un resnās zarnas distālo daļu (kokcigeusa, iliococcygeus un pubococcygeus muskuļu, kas veido levator ani) funkcionēšanā. muskuļi, kā arī anopococcygeus, ir pievienoti tiem saite). Turklāt daļa no gluteus maximus muskuļa muskuļu saišķiem, kas ir atbildīgi par gūžas pagarinājumu, ir piestiprināti pie astes kaula. Mums ir nepieciešams arī astes kauls, lai pareizi sadalītu fizisko slodzi uz iegurni.

Gudrības zobi

Nepareizi augošu gudrības zobu rentgens / Flickr

Šie ir astotie zobi zobā, ko parasti dēvē par astoņu. Kā zināms, “astoņi” savu nosaukumu ieguvuši tāpēc, ka tie izšķiļas daudz vēlāk nekā citiem zobiem – vidēji vecumā no 18 līdz 25 gadiem (dažiem cilvēkiem tie neizšķiļas vispār). Gudrības zobi tiek uzskatīti par rudimentiem: savulaik tie bija nepieciešami mūsu senčiem, bet pēc tam, kad Homo sapiens uzturs būtiski mainījās (samazinājās cieto un cieto ēdienu patēriņš, cilvēki sāka ēst termiski apstrādātu pārtiku), kā arī zobu apjoms. palielinātas smadzenes (kā rezultātā dabai "nācās" samazināt Homo sapiens žokļus) - gudrības zobi apņēmīgi "atsakās" iekļauties mūsu zobos.
Šie zobu starpā šad un tad cenšas augt nejauši, tāpēc tie ļoti traucē citiem zobiem un vispārējai mutes higiēnai: nepareiza “astoņu” novietojuma dēļ starp tiem un blakus esošajiem zobiem iestrēgst ēdiens. šad un tad. Un zobu birstei nav tik viegli sasniegt gudrības zobus, tāpēc tos bieži ietekmē kariess, kas noved pie slimā zoba noņemšanas. Taču, ja gudrības zobi ir pareizi novietoti, tie var kalpot, piemēram, kā balsts tiltiem.

Pielikums

Attālais pielikums / Flickr

Vidēji cilvēkiem cecum piedēkļa garums ir aptuveni 10 cm, platums tikai 1 cm. Tomēr tas var mums sagādāt daudz nepatikšanas, un viduslaikos “zarnu slimība” bija nāves spriedums. . Apendikss palīdzēja mūsu senčiem sagremot rupjo barību un, protams, spēlēja ļoti svarīgu lomu visa organisma darbībā. Bet arī šodien šis orgāns nemaz nav tik bezjēdzīgs. Tiesa, nopietnu gremošanas funkciju tas jau sen nepilda, taču pilda aizsargfunkcijas, sekrēcijas un hormonālās funkcijas.

Ausu muskuļi

Cilvēka galvas muskuļu diagramma, ausu muskuļi ir redzami virs ausīm / Flickr

Tie ir galvas muskuļi, kas ieskauj auss kauliņu. Ausu muskuļi (vai drīzāk, kas no tiem ir palicis pāri) ir klasisks vestigiālo orgānu piemērs. Tas ir saprotams, jo cilvēki, kuri var kustināt ausis, ir diezgan reti sastopami - daudz retāk nekā cilvēki, kuriem nav astes kaula, aklās zarnas u.c. rudimentu. Funkcijas, ko ausu muskuļi pildīja mūsu senčos, ir diezgan skaidras: protams, tie palīdzēja kustināt ausis, lai labāk sadzirdētu tuvojošos plēsēju, sāncensi, radiniekus vai upuri.

Pyramidalis vēdera muskuļi

Cilvēka ķermeņa muskuļu diagramma / Flickr

Tas pieder pie vēdera zonas priekšējās muskuļu grupas, bet, salīdzinot ar taisno muskuļu, tas ir ļoti mazs, un pēc izskata tas atgādina nelielu muskuļu audu trīsstūri. Pyramidalis abdominis muskulis ir palieka. Tas ir nozīmīgs tikai marsupials. Daudziem cilvēkiem tā vispār nav. Tiem, kas ir šī muskuļa laimīgie īpašnieki, tas izstiepj tā saukto linea alba.

Epicanthus

Epicanthus - augšējā plakstiņa ādas kroka / Flickr

Šis rudiments ir raksturīgs tikai mongoloīdu rasei (vai, piemēram, Āfrikas bušmeņiem - senākajiem cilvēkiem uz planētas, kuru pēcnācēji patiesībā esam mēs visi) un ir augšējā plakstiņa ādas kroka, ko mēs redzam ar acu austrumu daļu. Starp citu, tieši pateicoties šai krokai tiek radīts “šauru” mongoloīdu acu efekts.
Epikanta cēloņi nav precīzi zināmi. Bet lielākā daļa pētnieku sliecas uz versiju, ka ādas kroka uz augšējā plakstiņa radusies dabisko cilvēku dzīves apstākļu rezultātā - piemēram, stipros aukstos apstākļos vai, gluži pretēji, tuksnešos un karstā saulē, kad epikants ir paredzēts acu aizsardzībai.