Генетические основы эволюции. 1. Изменчивость. Ч. Дарвин различал определенную (ненаследственную) и неопределенную (наследственную) изменчивость В настоящее. - презентация

1 Генетические основы эволюции. 1. Изменчивость

2 Ч. Дарвин различал определенную (ненаследственную) и неопределенную (наследственную) изменчивость В настоящее время такое разделение справедливо лишь в общих чертах. По современным представлениям совершенно ненаследуемых признаков нет и быть не может: все признаки и свойства организма в той или иной степени наследственно обусловлены.

3 В общей фенотипической изменчивости среди особей популяции могут быть выделены две доли: 1. Генотипическая, или наследственная 2. Паратипическая, вызванная внешними условиями среды Наследуемость – это доля общей изменчивости, которая определяется генотипическими различиями между особями по данному признаку.

4 Возможности генотипа неизмеримы наследственная реализация каждого признака или свойства определяется не одним, а, как правило, очень многими генами (принцип полимерии в действии генов); с другой стороны, любой ген оказывает влияние не на один, а на многие признаки (принцип плейотропии в действии гена).

5 Наследуется не признак сам по себе, а норма реакции. В процессе размножения от поколения к поколению передаются не сами признаки, а код наследственной информации, определяющий лишь возможность развития будущих признаков в каком-то диапазоне.

6 Графическое изображение нормы реакции признака

7 Стрелолист обыкновенный Стрелолист обыкновенный формирует разные по форме листья при развитии на суше (А) и в воде (Б). Сигналом для развития водной формы листьев (В) служит не непосредственное действие воды, а затенение

8 Фенотип-совокупность всех внутренних и внешних структур и функций данной особи, развивающаяся как один из возможных вариантов реализации нормы реакции в определенных условиях

9 Внутрипопуляционная генетическая изменчивость слагается из разнообразных выражений нормы реакции каждой особи по всем признакам или свойствам. Показатели любого признака, который мы исследуем - это результат взаимодействия генетической программы и той среды, где происходило развитие особи.

10 2. Мутации - элементарный эволюционный материал Типы мутаций: Генные, хромосомные, геномные. Частота возникновения мутаций - от 1/ до 1/ Для разных генов она неодинакова. Степень проявления мутаций зависит от генетической среды, в которую попадает мутантный аллель. Частоты мутаций в разной среде могут изменяться

11 Влияние температуры на проявление мутации Bar у дрозофилы Мутация вызывает редукцию передних и задних фасеток глаза и зависит от температуры окружающей среды Мутация вызывает редукцию передних и задних фасеток глаза и зависит от температуры окружающей среды

12 Спектр мутантных признаков Очень обширен и разнообразен. Один и тот же мутантный ген у разных особей проявляет разную степень экспрессивности(выраженности) и пенетрантности(частоты проявления) Все признаки и свойства в той или иной степени затрагиваются мутациями

13 Генетические процессы в популяциях 1. Закон Харди-Вайнберга Позволяет рассчитывать относительную частоту генотипов и фенотипов в панкмитивной популяции: (q + (1-q)2 = q2 + 2q(1-q) + (1-q)2 при: а. n б. отсутствие отбора, миграций, конкуренции за пищу и пространство

14 Мутации в популяциях. Распространение мутации elaterii (справа) на элитрах божьей коровки (Epilachna chrysomelina)

15 2. Внутрипопуляционный полиморфизм Существование двух или более генетически различающихся форм в популяциях в состоянии длительного равновесия в таких соотношениях, что частоту даже наиболее редкой формы нельзя объяснить только повторными мутациями называется полиморфизмом

16 Адаптационный полиморфизм в берлинской популяции двухточечной божьей коровки

17 Гетерозиготный полиморфизм Гетерозиготный полиморфизм по мутации ebony, устанавливающийся в результате повышения жизнеспособности гетерозигот

18 3. Гомологическая изменчивость Существует такая изменчивость, когда у разных разновидностей и видов проявляются одинаковые признаки. В 1920 г. Н.И.Вавилов сформулировал правило гомологических рядов наследственной изменчивости: «Чем ближе между собой виды и роды, тем больше сходство в изменчивости их признаков.»

19 Пример гомологической изменчивости Гомологичные ряды изменчивости по форме колосьев у мягкой (1) и твердой (2) пшеницы и ячменя (3). Во всех случаях есть остистые и безостые формы (по Н.И. Вавилову, 1935)

20 Категории гомологической изменчивости Различают три категории такой изменчивости: полную, неполную и ложную гомологии: Полная гомология. Сходные признаки у близких видов возникают при действии одинакового измененного гена.

21 Категории гомологической изменчивости (продолжение) Неполная гомология. Один и тот же признак возникает в результате разных мутаций одного и того же гена. Ложная гомология. Определяется разными генами с одинаковым фенотипическим эффектом. Ею объясняются такие явления как аналогия и конвергенция.

22 Популяционный гомеостаз Несмотря на гетерогенность составляющих её особей, любая популяция представляет собой сложную генетическую систему, находящуюся в генетическом равновесии, в состоянии популяционного гомеостаза.

23 Пример генетического гомеостаза популяции Диапазон и тенденция изменения частоты желтой морфы прибрежной изоподы Sphaeroma rudicauda в эстуарии р. Тайн (Англия) за гг.. (по J. Heath, 1974, упрощено)