Генетичні основи еволюції

Еволюційний процес включає мікроеволюції і макроеволюцію. Мікроеволюція – це процеси пристосувальної перебудови всередині виду, які можуть призвести до утворення нового виду. Однак будучи необхідною передумовою видоутворення, мікроеволюційні процеси не завжди їм завершуються. Найчастіше виникають пристосування, що забезпечують тривале існування виду. Мікроеволюції можна вивчати експериментальним шляхом. Елементарний еволюційний матеріал. Основним джерелом виникнення нових ознак або змін у організмів є мутації (рис. 17). Вивчення реакцій матричного синтезу ДНК і РНК показало, що за будь копіюванні неминучі помилки, отже, можливе виникнення неточних копій. Це означає, що послідовність нуклеотидів в ДНК може істотно відрізнятися від вихідної, так як утворюється вона в результаті багаторазових циклів редуплікаціі.

Як відомо, існує три види мутацій – генні, хромосомні і геномні. Генні мутації призводять до зміни якості якого-небудь білка, а значить, і ознаки. Хромосомні мутації ведуть до перебудови структури хромосом, викликають нові поєднання генів, а значить, і поява ознак. Зміни каріотипу пов’язані з геномними мутаціями. Корисні ознаки зберігаються в популяції. Через два-три покоління вони можуть зустрічатися вже у значної частини особин. Шкідливі і летальні мутації призводять до загибелі організмів. Таким чином, завдяки мутаціям може змінитися наявний ознака або виникнути новий. Ступінь його корисності чи шкідливості визначається в часі природним відбором.

Ще одне джерело виникнення нових ознак у організмів – поєднання генів в результаті статевого розмноження, т. Е. Їх комбінація.

Отже, елементарним еволюційним матеріалом є мутації і комбінації, т. Е. Два види спадкової мінливості.

Елементарна одиниця еволюції. У природі особини одного виду розподілені нерівномірно і утворюють більш-менш відособлені угруповання, між якими існують певні зв’язки. Такі внутрішньовидові угрупування називають популяціями (рис. 18).

Популяція (від лат. Populus – населення, народ) – це відносно відособлена група особин одного виду, які населяють певну територію всередині його ареалу і вільно схрещуються між собою.

Популяція володіє рядом характеристик, важливих для еволюції. У першу чергу це простір, який вона займає, або популя-ційний ареал. Величина ареалу залежить від чисельності особин і радіуса їх репродуктивної активності. Наприклад, в невеликому широколиственном лісі може існувати більш-менш велика за чисельністю популяція ліщини звичайної і відносно менша популяція конвалії травневої. У той же час якщо ліс займає великий простір, то дві групи рослин одного виду можуть бути просторово значно віддалені один від одного. Через велику відстань між ними неможливо схрещування, і ці групи в цьому випадку утворюють дві різні популяції.

У тварин, здатних переміщатися на значні відстані, ареал популяції може бути більше, ніж у рослин. Наприклад, популяція одного виду птахів змішаного лісу займає всю його територію, а равлики, що живуть в цьому ж лісі, можуть становити кілька окремих популяцій, зосереджених на рослинах, якими вони харчуються.

Вивчення природних популяцій різних організмів показало, що кожна з них є найменшою групою, здатною до еволюційних перетворень. У окремо взятої особини генотип залишається постійним протягом всього життя. Однак у популяції між особинами йде обмін генами за рахунок схрещування, в результаті чого вона стає єдиною системою із загальним генофондом – набором генів утворюють її особин. У процесі розвитку цей комплекс генів може як зберігатися в незмінності, так і оновлюватися, що призводить до появи у особин нових ознак (рис. 19). Тому тільки популяція вважається елементарною одиницею еволюції.

Елементарне еволюційне явище. У необмежено великих популяціях, що розмножуються статевим шляхом, особини мають можливість вільно схрещуватися між собою. Це явище називають панмиксии (від грец. Pan – все і mixis – змішування). В результаті схрещування відбувається обмін генами, і особини усередині популяції виявляються пов’язаними родинними узами. Чим менше популяція, тим більше таких зв’язків, оскільки зменшується можливість вільного схрещування, і навпаки, чим вона більше, тим їх менше.

Англійський математик Дж. Хард і та німецький лікар В. Вайнберг незалежно один від одного встановили, що в ідеальних популяціях діє закон генетичної рівноваги: ??співвідношення частот зустрічальності домінантного і рецесивного генів залишається незмінним з покоління в покоління.

Ідеальна популяція має наступні ознаки: необмежено велика чисельність; вільне схрещування – панмиксия; відсутність мутаційного процесу, природного добору і міграції особин. Однак цей закон носить імовірнісний характер і реалізується тільки в необмежено великих, ідеальних популяціях. У реальних популяціях ці умови не виконуються. По-перше, у природі немає необмежено великих популяцій і відсутня панмиксия. По-друге, йде постійна міграція особин з інших популяцій. І нарешті, відбуваються мутації, які в основному рецесивні і приховані в гетерозиготах. При зовнішній фенотипической однорідності популяції існує її генотипическая неоднорідність.

Посилання на основну публікацію