Semne de organisme

Teoria pregătirii pentru Blocul 2 al OGE privind biologia: semne ale organismelor vii.

Din istorie

Noțiunile că ereditatea și variabilitatea sunt caracteristice ființelor vii s-au dezvoltat în antichitate. Sa observat că atunci când organismele se înmulțesc din generație în generație, se transmite un complex de atribute și proprietăți inerente unei anumite specii (manifestarea eredității). Cu toate acestea, este la fel de evident că există unele diferențe între indivizii aceleiași specii (manifestarea variabilității).

Cunoașterea prezenței acestor proprietăți a fost utilizată în reproducerea noilor soiuri de plante cultivate și rase de animale domestice. Pentru prima dată în agricultură, sa folosit hibridizarea, adică trecerea de organisme care diferă într-un fel unele de altele. Cu toate acestea, până la sfârșitul secolului XIX. o astfel de lucrare a fost efectuată prin încercare și eroare, deoarece mecanismele care stau la baza manifestării unor astfel de proprietăți ale organismelor nu erau cunoscute, iar ipotezele existente în acest sens erau pur speculative.

În 1866 a fost publicată lucrarea lui Gregor Mendel, cercetător ceh, "Experimente privind hibrizii de plante". modele de moștenire Ea au fost descrise în mai multe generații de specii de plante care Mendel a identificat ca urmare a numeroaselor și cu atenție executate experimente. Dar cercetările sale nu atrage atenția contemporanilor săi nu au putut să evalueze noutatea și profunzimea ideilor, înainte de nivelul general al științelor biologice la momentul respectiv. Numai în 1900, după descoperirea legilor lui Mendel și, din nou, în mod independent de către trei cercetători (G. de Vries din Olanda, K. Correns în Germania și E. Tschermak Austria) începe dezvoltarea de noi stiinte biologice - genetica, care studiaza modele ereditate și variabilitate. Gregor Mendel este pe bună dreptate considerat fondatorul acestei științe tinere, dar foarte rapid dezvoltate.

Ereditatea organismelor

Ereditatea organismelor este numită proprietatea comună a tuturor organismelor de a păstra și transmite caracteristicile structurii și funcțiilor de la strămoși la urmași.

Relația părinților cu descendenții din organisme este în principal prin reproducere. Descendenții sunt întotdeauna ca părinții și strămoșii, dar nu sunt o copie exactă.

Toată lumea știe că un stejar crește de la o ghindă, puii săi sunt scoși din ouăle unui cuc. Din semințele plantelor cultivate dintr-un anumit soi, plantele din același soi cresc. La animalele domestice, descendenții aceleiași rase își păstrează proprietățile.

De ce arată părinții părinții? În timpul lui Darwin, cauzele eredității au fost puțin studiate. În prezent, se știe că baza materială a eredității este formată din gene situate în cromozomi. Gena este o secțiune a moleculei substanței organice a ADN-ului, sub influența căreia se formează semnele. În celulele organismelor de diferite specii, există unități și zeci de cromozomi și sute de mii de gene.

Cromozomii cu gene localizate în ele sunt prezente atât în celulele sexuale cât și în celulele corpului. În timpul reproducerii sexuale, există o fuziune a celulelor sexuale masculine și feminine. În celulele embrionului, cromozomii masculi și femele se unesc, astfel încât formarea lor se produce sub influența genelor atât a mamei cât și a organismului paternal. Dezvoltarea unor trăsături este mai mult influențată de genele organismului matern, cealaltă de părintele paternal, al treilea semn că genele materne și paterne exercită o influență egală. Prin urmare, descendența, conform uneia dintre caracteristici, se dovedește a fi similară cu cea a organismului mamă, iar pe de altă parte - corpului tatălui, în a treia - să combine semnele tatălui și mamei, adică are un caracter intermediar.

Variabilitatea organismelor

Variabilitatea organismelor se numește proprietatea generală a organismelor de a dobândi semne noi - diferențele dintre indivizii din specie.

semne variabile toate organismele. Caracteristici externe și structura internă, fiziologia și comportamentul, etc. animal descendenților sau o pereche printre plante crescute din semințele fructului, este imposibil să se întâlnească indivizi complet identice. Turma de oi din aceeași rasă, fiecare animal este caracteristici diferite de abia perceptibil: dimensiunea corpului, lungimea picioarelor, capului, culoarea, lungimea și densitatea părului buclat, obiceiurile de voce. Numărul de delimitare ligule inflorescențelor Solidago (familia Asteraceae) variază de la 5 la 8. Numărul de petale Dubravnaya anemone (familia Ranunculaceae) - 6, și, uneori, 7 și 8. Plantele unei specii sau soiuri diferă unul de altul, în momentul de înflorire, maturizare fructele, gradul de rezistență la secetă etc. Datorită variabilității indivizilor, populația este eterogenă.

Darwin a distins cele două forme principale de variabilitate - non-ereditare și ereditare.

Non-ereditare sau modificări variabilitate

De mult timp, sa observat că toți indivizii unei rase, varietăți sau specii dat sub influența unei anumite cauze se schimbă într-o direcție. Soiurile de plante cultivate, în absența unor condiții în care au fost retrase de o persoană, își pierd calitățile. De exemplu, varza albă atunci când este cultivată în țările calde nu formează un cap. Se știe că prin fertilizare bună, udare, iluminare, plantele sunt îngroșate din abundență și dau fructe. Rase de cai aduse la munți sau insule, în cazul în care alimentele nu sunt hrănitoare, în cele din urmă devin ascunse. Productivitatea animalelor extrase în condiții de întreținere și îngrijire îmbunătățită este în creștere. Toate aceste modificări nu sunt ereditare, iar dacă plantele sau animalele sunt transferate în condițiile inițiale existente, caracteristicile revin la condițiile inițiale.

Cauzele variabilității non-ereditare sau variabile a organismelor în timpul lui Darwin au fost prost studiate. Până acum, sa clarificat că formarea organismului are loc atât sub influența genelor, cât și sub influența condițiilor de mediu. Aceste condiții sunt cauza variabilității non-ereditare, a modificărilor. Ele pot accelera sau încetini creșterea și dezvoltarea, schimbă culoarea florilor în plante, dar genele nu se schimbă. Datorită variabilității non-ereditare a populației, populațiile sunt adaptate la condițiile de mediu în schimbare.

Variabilitatea ereditară

În plus față de modificare, există o altă formă de variabilitate - variabilitatea ereditară a organismelor care afectează cromozomii sau genele, adică fundamentele materiale ale eredității. Modificările ereditare erau bine cunoscute lui Darwin, le-a atribuit un rol important în evoluție.

Cauzele variabilității ereditare în timpul lui Darwin au fost, de asemenea, puțin investigate. Acum se știe că schimbările ereditare sunt cauzate de schimbarea genelor sau de formarea de noi combinații ale acestora în urmași. Deci, un fel de variabilitate ereditară - o mutație - se datorează unei schimbări a genelor; un alt fel - variabilitatea combinativă - este cauzată de o nouă combinație de gene în urmașii; a treia variabilitate corelativă - se datorează faptului că aceeași genă influențează formarea nu a unuia, ci a două sau mai multe semne. Astfel, în centrul tuturor tipurilor de variabilitate ereditară se află schimbarea genei sau a agregării genelor.

Mutațiile pot fi minore și afectează o varietate de caracteristici fiziologice și morfologice ale organismului, de exemplu la animale - dimensiune, culoare, fertilitate, de sân, etc. Uneori, mutatii apar in mai multe modificări semnificative ... Astfel de modificări au fost folosite pentru a crea coada de grăsime, Merino și Karakul rase de ovine, buclate multe soiuri de plante ornamentale și copaci cu plâns și coroana piramidal. Modificările ereditare în căpșuni sunt cunoscute cu frunze simple în formă de ouă, cu flori decantectate.

Mutațiile pot apărea datorită unei varietăți de efecte. Sursa variabilității combinative în populații este de trecere. Persoanele din aceeași populație diferă oarecum unele de celelalte în genotip. Ca urmare a traversării libere, se obțin noi combinații de gene.

Modificările ereditare apărute în populație din cauza unor cauze accidentale se răspândesc treptat printre indivizi datorită traversării libere, iar populația se dovedește a fi saturată de ele. Aceste schimbări ereditare nu pot conduce la apariția unei noi populații, nici la o specie nouă, ci sunt un material necesar selecției, o condiție prealabilă pentru schimbările evolutive.

Darwin a remarcat și natura relativă a variabilității ereditare. De exemplu, membrele lungi ale animalelor sunt aproape întotdeauna însoțite de un gât alungit; la câinii fără păr există dinți subdezvoltați; Porumbeii cu pene pe picioare au degete cu degete. În varietățile de sfeclă de masă se controlează colorarea culturilor de rădăcini, pețiolele și partea inferioară a frunzelor. În faringe leului cu flori ușoare, tulpina și frunzele sunt verzi; cu corolă întunecată - tulpina și frunzele sunt întunecate. Prin urmare, alegerea unui atribut dorit ar trebui să ia în considerare posibilitatea apariției în urmași a altor semne uneori nedorite legate de acesta.

Ereditatea și variabilitatea sunt proprietăți diferite ale organismelor, care determină asemănarea și disimilaritatea puilor cu părinții și cu strămoșii mai îndepărtați. Ereditatea exprimă stabilitatea formelor organice într-o serie de generații, iar variabilitatea este capacitatea lor de a se transforma.

Darwin a subliniat în repetate rânduri necesitatea dezvoltării profunde a legilor variabilității și eredității. Ulterior au devenit obiectul studiului geneticii.