Природний відбір і генетичне спадкування

Ключову роль в еволюційній теорії грає природний відбір. Його суть полягає в тому, що найбільш пристосовані особини краще виживають і приносять більше нащадків, ніж менш пристосовані. Помітимо, що сам по собі природний відбір ще не забезпечує розвиток біологічного виду. Тому дуже важливо вивчити, яким чином відбувається спадкування, тобто як властивості нащадку залежать від властивостей батьків.

Основний закон спадкування інтуїтивно зрозумілий кожному - він полягає в тому, що нащадки схожі на батьків. Зокрема, нащадки більш пристосованих батьків будуть, швидше за все, одними з найбільш пристосованих у своєму поколінні. Щоб зрозуміти, на чому заснована ця подібність, нам буде потрібно небагато поглибитися в побудову природної клітини - у світ генів і хромосом.

Майже в кожній клітині будь-якої особини є набір хромосом, що несуть інформацію про цю особину. Основна частина хромосоми - нитка ДНК, що визначає, які хімічні реакції будуть відбуватися в даній клітині, як вона буде розвиватися і які функції виконувати.

Ген - це відрізок ланцюга ДНК, відповідальний за визначену властивість особини, наприклад за колір очей, тип волосся, колір шкіри і т.д. Вся сукупність генетичних ознак людини кодується за допомогою приблизно 60 тис. генів, довжина яких складає більш 90 млн. нуклеотидів.

Розрізняють два види клітин: статеві (такі, як сперматозоїд і яйцеклітина) і соматичні. В кожній соматичній клітині людини міститься 46 хромосом. Ці 46 хромосом - насправді 23 пари, причому в кожній парі одна з хромосом отримана від батька, а друга - від матері. Парні хромосоми відповідають за однакові ознаки - наприклад, батьківська хромосома може містити ген чорного кольору око, а парна їй материнська - ген голубого кольору. Існують визначені закони, що керують участю тих чи інших генів у розвитку особини. Зокрема, у нашому прикладі нащадок буде чорнооким, оскільки ген блакитних очей є "слабким" (рецесивним) і подавляється геном будь-якого іншого кольору.

В статевих клітинах хромосом тільки 23, і вони непарні. При заплідненні відбувається злиття чоловічої і жіночої статевих клітин і утворюється клітина зародка, що містить саме 46 хромосом. Які властивості нащадок одержить від батька, а які - від матері? Це залежить від того, які саме статеві клітини брали участь у заплідненні. Справа в тім, що процес вироблення статевих клітин (так званий мейоз) в організмі піддається випадкам, завдяки яким нащадки все-таки багато в чому відрізняються від своїх батьків. При мейозі, зокрема, відбуваються наступне: парні хромосоми соматичної клітини зближаються впритул, потім їхні нитки ДНК розриваються в декількох випадкових місцях і хромосоми обмінюються своїми частинами (рис. 1).

Рис.1. Умовна схема кросинговеру

Цей процес забезпечує появу нових варіантів хромосом і зветься "кросинговер". Кожна з нових хромосом з'явиться потім всередині однієї з статевих клітин, і її генетична інформація може реалізуватись в нащадках даної особини.

Другий важливий фактор, що впливає на спадковість, - це мутації, що виражаються в зміні деяких ділянок ДНК. Мутації також випадкові і можуть бути викликані різними зовнішніми факторами, такими, як радіоактивне випромінювання. Якщо мутація відбулася в статевій клітині, то змінений ген може передатися нащадку і проявитися у вигляді успадкованої хвороби або в інших нових властивостях нащадка. Вважається, що саме мутації є причиною появи нових біологічних видів, а кросинговер визначає вже змінність всередині виду (наприклад, генетичні розходження між людьми).

Подібні статті

Структурно-функціональні особливості легень у людини на етапах онтогенезу
Актуальність роботи полягає в тому, що ми, спираючись на порівняльний та еволюційний підхід до питання будови та функції органів дихальної системи (і особливо легень), прагнули дати максимально чіткі вікові характеристики будови і функції ...

Бета-каротин принцип застосування, культивування мікроорганізмів, аналіз становища і перспектив у виробництві
Огляд літератури дипломного проекту узагальнює наявну на теперішній день інформацію про β-каротин, принцип його застосування, культивування мікроорганізмів, приводить аналіз становища і перспектив у виробництві β-каротину. Те ...