Рудиментарни органи и атавизми при хората. Следи от еволюция върху човешкото тяло Каудален придатък при хората

Атавизъм и рудимент. Защо да се страхуваш?

Говорейки за опасността за човешкия живот, разбира се, е по-подходящо да се използва терминът атавизъм. За разлика от рудимента, това са аномалии на човешкото развитие, някои от които (но не всички) при определени условия могат да се превърнат в нозологична форма, тоест в болест.

Те включват непрекъснато окосмяване по тялото, допълнителни двойки млечни жлези, незатваряне на предсърдната преграда на сърцето, хрилни торбички, процепи (на фона на по-ниско развит слухов апарат).

Остатъците могат да се нарекат опашните прешлени (опашната кост), ушните мускули, мигащите вентрикули на ларинкса, зъбите на мъдростта, пирамидалният мускул, апендикса на цекума (апендикс), епикантусът (трети клепач).

еволюционни грешки. Каква е причината?

Въпреки доста очевидните разлики между тези две групи черти, те имат обща генетична същност, обща еволюционна основа: органите (чертите), които са станали безполезни за тялото, не се губят за една нощ, а могат да се запазят милиони години. бавно се разрушава под натоварването на натрупващи се мутации.

Дори ако външното проявление на дадена черта е напълно загубено, фрагменти от генетичните „програми“, които са осигурили развитието на тази черта в предците, могат да останат в генома за дълго време. Един от основните и може би най-деликатният принцип на генната регулация е така нареченият пост-транскрипционен контрол.

Говорейки на общ език, всичко, което генът, отговорен за развитието на атавизъм, е „придобил“ в развиващата се клетка на ембриона, се „изчиства“. Не се генерира ненужна функция. При специални обстоятелства (мутации, екстремни ефекти върху развиващия се ембрион) тези генни програми могат да „работят“. Тогава получаваме определени аномалии в детето, които могат да се развият в смъртоносна болест (както при незатворен предсърден отвор, овален прозорец).

Рудиментите, в своята генетична същност, са практически „непобедими”. Това позволява те да бъдат открити в по-голямата част от възрастното население (например кътници, опашни прешлени, апендикс на цекума и др.). Освен това е важно да се отбележи, че тези черти като цяло не причиняват значителна вреда на индивида (и може би те са потенциална основа за развитието на полезна черта в бъдеще). Може да се предположи, че те няма да бъдат премахнати от генетичния код скоро чрез еволюция. Или изобщо няма да бъдат премахнати.

Кои са те, рудиментите?

Едно от най-известните остатъци, може би, е апендикса и концепцията за апендицит, която е неразривно свързана с него, тоест възпаление на самия този апендикс. Интересно е да се отбележи, че в общата хирургична практика операциите при апендицит са сред най-честите. Често заболяването е изпълнено с огромни усложнения под формата на перитонит (възпаление на тъканта, покриваща цялата коремна кухина), абсцес (образуване на абсцес в коремната кухина).

Неволно се замисляте за евгеника, която днес е малко забравена. До 2003 г. международният проект "Human Genome" беше успешно завършен: 99% от генома беше секвениран с точност от 99,99%. Известни са основните принципи на формиране на генетичния код. Не си ли струва да си поставите цел - да формирате по-съвършен човек, лишен от този рудимент?

Въпреки всички налични знания, отговорът вероятно ще бъде отрицателен. Апендиксът все още изпълнява някои функции - поддържане на микробиологичния баланс на червата, адекватно храносмилане, локален имунитет поради огромното количество лимфоидна тъкан в него. Някой ден, може би в близкото "еволюционно" бъдеще, човешкото тяло ще може да се справи без апендикс, но не и днес.

епикантус

Епикантусът е също толкова интересен рудиментарен човешки феномен. Това е така наречената "монголска гънка" - специална гънка във вътрешния ъгъл на окото, покриваща в по-голяма или по-малка степен слъзния туберкул.

То представлява особен интерес във връзка с географската и расова привързаност. И така, повече от 60% от азиатците имат епикантус, докато представителите на негроидната раса, европейците изобщо нямат (почти 100 процента).

Има много хипотези за това. Основната днес е т. нар. "комбинирано-адаптивна хипотеза". Основната функция на гънката е защита от вятъра и слънчевата радиация, отразена от снега. Много често присъствието му е придружено от сплескан мост на носа, повишено отлагане на мастна тъкан по лицето и в областта на горния клепач.

По този начин, тъй като е полезна характеристика при някои групи хора, епикантусът е напълно рудиментарен при други. В клиничната практика е наблюдавано, че този рудимент се открива при повече от 80% от пациентите, страдащи от синдром на Даун.

Болест или аномална характеристика?

Отделно трябва да се отбележи, че много признаци, които могат погрешно да бъдат разпознати като рудименти или атавизми, са аномалии в човешкото развитие като цяло. Това са „генетични грешки“, които нямат нищо общо с работата на гените, отговорни за нормалното развитие на органи или черти (включително нашите „еволюционни предци“).

Тази група включва - "цепна устна" (незатваряне на горната устна), "цепка на небцето" (незатваряне на средната част на небцето), "готическо небце" (висока арка на небцето) и огромен брой на други аномалии, много от които образуват нозологични форми, това е заболяване.
Към днешна дата научният свят е постигнал сериозни успехи в генетиката. Ние сме в състояние да създаваме "ин витро", макар и примитивни, но живи организми. Създайте напълно. От нулата.

И така, през 2010 г. Институтът Крейг Вентър за първи път създаде изкуствена форма на живот, Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0. Това означава ли, че днес сме готови да подобрим собствената си „порода“? Невъзможно е да се даде точен и разумен отговор. Във всеки случай трябва да бъдете изключително внимателни и винаги да имате предвид вече съществуващия опит на евгениката на 20 век.

Рудиментинаречени органи, които нямат функция или имат функция, която се отклонява от тяхната структура. Смята се, че в такива органи е възможно да се установи несъответствие между структура и функция, тоест в тези органи структурните разходи изглеждат прекомерно големи за функцията, която изпълняват. Загуба на функция или ограничаване на функционалната способност интерпретиранв рамките на еволюционната теория загуба на функцияв хода на еволюцията.

На пръв поглед е ясно, че рудиментите не могат да служат доказателстворазвитие от по-ниски към висши форми. Както и да е, зачатъците показват процес на умиранетези органи. Рудиментите са изключени като доказателство за прогресивна еволюция.

Но в крайна сметка има още един аргумент: рудиментарни органи свидетелствати против акт на сътворениетъй като при съзнателно и планирано създаване такива органи не биха могли да се случат. Затова разглеждаме въпроса за рудиментите по-подробно и предлагаме нашата интерпретация на феномена рудиментарност в рамките на модела на сътворението (за по-подробно обсъждане на тази тема вижте Junker, 1989).

Повечето от рудиментите не са загубили функциите си

Дълго време се смяташе за класически орган, който е загубил функциите си. цекулен апендикслице. Понастоящем обаче е известно, че апендиксът има защитна функция при общи заболявания и участва в контрола на бактериалната флора в цекума.

Птиците, влечугите и някои бозайници имат трети клепач, прозрачен мигаща мембрана.Предпазвайки окото, то се простира от вътрешния му ъгъл през цялата очна ябълка. . Когато птиците летят, мигателната мембрана функционира като чистачка на предното стъкло. . "Рудиментарна" мигаща мембрана при хората (фиг. . 6.15 ) изпълнява задачата да събира чужди тела, които попадат върху очната ябълка, свързва ги в ъгъла на окото в лепкава маса. От там те могат лесно да бъдат премахнати.

Опашна костчовек е необходим за укрепване на мускулите на таза, който държи вътрешните органи на малкия таз и по този начин прави възможна изправена походка. Решаващо значение за процеса на раждане е подвижността, на която опашната кост дължи произхода си в онтогенезата от гръбначния стълб.

Прикрепване на хранопровода към трахеятасъщо не е безсмислено: слузта в дихателните пътища може да бъде отстранена през хранопровода . Освен това подобна конструкция спестява място и прави възможно дишането през устата, което е изключително удобен начин при тежка настинка. Следователно не може да се разглежда като излишна структура поради филогенетичното развитие. Всички тези структури обаче са доста обясними от гледна точка на конструктивното развитие ( виж 6.5.2).

Примери от животинския свят

Ембрионален зачатъци от зъби в мустакатитекитовете, които никога не стават истински зъби, играят важна роля в образуването на челюстните кости. Същото важи и за примордиите на горните резци на преживните животни, които никога не изригват през горната челюст.

Останки от крилца от киви(ориз. 6.16) служат за регулиране на баланса. Но в този случай рудиментите са само еволюционно-теоретична концепция, тя се основава на вярването (което първо трябваше да бъде доказано), че предците на кивито някога са били способни да летят преди.

Рудиментарни кости на таза и бедрената кост на кит(ориз. 6.17) служат като точка на закрепване на мускулите на гениталните органи и мускулите на ануса и ако бъдат унищожени, съдържанието на стомаха на животните ще се сплесква под въздействието на високо хидростатично налягане на голяма дълбочина на водата. Така че в този случай не може да става дума за загуба на функционалност, защото без тези кости китовете не биха могли да се гмуркат толкова добре в дълбочина.

Остава задни крайници под формата на рогови щитове при боа и питон(„суперрудиментарни“) са много полезни при преместването на змии през клони, клони и служат като спомагателни органи по време на чифтосване.

И накрая, трябва да се посочи още един, т.нар „рудиментповедение ": когато благороден елен заплашва своите събратя, той повдига горната си устна, както правят много животни с кинжаловидни зъби. Въпреки това, такива зъби при благороден елен са твърде малки. Но тъй като заплашителни жестове са разбираеми дори без ясно видими зъби, то в В този случай няма спешна нужда да говорим за явлението рудиментарно.

Може да се твърди, че явлението загуба на функция не може да бъде доказано с абсолютна сигурност. Приведените аргументи по правило се основават на моментно невежество.

Някои рудименти възникват чрез дегенерация в рамките на един видИ в рамките на кратък период от време(дегенеративна микроеволюция). Типичен пример за това биха били "зъбите на мъдростта" на човек. Възможно е (както в модела на сътворението, така и в еволюционния модел) да се изхожда от факта, че в миналото всичките 32 човешки зъба са били редовно използвани и са били напълно функционално натоварени. Фактът, че съвременният човек не се нуждае непременно от мъдреци, може да се дължи на променените му хранителни навици. Следователно засиленото дегенеративно развитие не навреди. И тъй като с дегенеративното развитие не е настъпила структурна промяна, която заслужава да се спомене, не може да става дума за еволюция по смисъла на еволюционната доктрина. Такова дегенеративно развитие е възможно само за кратък период от време, не изисква нито милиони, нито стотици хиляди години. Това е равносилно на разглеждане на "еволюцията" за по-голяма предразположеност към заболявания или влошаване на зрението.

Атрофията на мъдреците варира от раса до раса. Монголоидната раса е особено напреднала в този процес. Откритите човешки вкаменелости имат функционално използваеми мъдреци.

Под това заглавие могат да бъдат изброени така наречените добре познати „болести на цивилизацията“, като често споменаваните примери за отслабен междупрешленен хрущял, ингвинална херния, хемороиди, разширени вени и плоски стъпала. . Това няма нищо общо с "катастрофалното планиране", както наскоро го изрази зоологът Р. Ридл (1984, стр. 192), а само с "неправилно използване". Ако техническото устройство се използва неправилно, тогава получените повреди не могат да бъдат обяснени с недостатъци в дизайна. Човек е нещо повече от устройство, но физическото му благополучие зависи и от начина му на живот.

Една проста микроеволюционна дегенерация може да обясни развитието на рудиментарни крила в бръмбари или насекоми, които живеят на острови, изложени на силни ветрове (виж фиг. раздел 3.3.3). Тук биха могли да бъдат включени и рудиментарни тичинки, открити например в Норичникова. (Scrophulariaceae).

Много рудименти в поведението могат да се обяснят с микроеволюцията. Например фактът, че кучетата се въртят, преди да заспят, се разглежда като остатък от предишно смислено поведение, за да се установи лично дали има заплаха.

Аргумент за сходство като верен аргумент

Предишният раздел не може да включва например рудиментарни тазови и бедрени кости на китове ( ориз. 6.17]. Те са. в сравнение с окончателно развитите хомоложни части от скелета на сухоземните животни, те изпълняват само някои функции. Частичната загуба на функции (според движението) се компенсира чрез специална адаптация към нетипичен за бозайниците начин на движение, който не може да бъде придобит в хода на микроеволюцията.

Този пример предоставя добра възможност за сравняване на подходи към аргументацията при опит да се обяснят рудиментарните органи в рамките на еволюционния модел и модела на сътворението. .

Аргумент вътре еволюционен модел:остатъчните тазови и бедрени кости на китовете имат функция, но тази функция не е задължителна приликаот тези структури със съответните (хомоложни) кости на сухоземни бозайници . Описаната по-горе функция може да се изпълнява и от нехомоложни структури. По този начин тази прилика показва общи връзки. Следователно, истинският аргумент в полза на родовите връзки в този случай е наличието на прилики .

В рамките на модела създаванемогат да се изведат аргументи Раздел 6. 1 (вариант на един общ план за създаване за много различни организми). Програмист, на когото е поставена задачата да прави много подобни програми, няма да започва всеки път отначало, а всеки път ще използва "неспециализираната" програма, направена в началото, като прави ненужни модификации.

Многофункционалност на рудиментарните органи

Констатацията за загуба на функционалност или несъответствие между структура и функция е необмислена стъпка и е възможна само когато връзките не са известни и взети предвид по време на цялата онтогенеза. Особено поучителни са резултатите от изследването на индивидуалното човешко развитие ( раздел 6.5.2). Че това не е изключителен случай се вижда от следния пример.

много пещерна рибаимат атрофирани очи. За обитателя на пещерата Astyanax mexicanusсъщо така е известно, че зрителният му апарат първоначално се формира нормално. След това, в хода на по-нататъшното индивидуално развитие, има обратно развитие (атрофия) на вече съществуващи отделни структури. . Този забележителен факт обаче е разбираем, тъй като очният апарат има физиологично значение за формирането на главата. Следователно окото при тези пещерни животни е очевидно много ограничено във функцията си на апарата за възприятие, но от друга страна изпълнява и формообразуваща функция в ранните етапи на развитие. Следователно редукцията е възможна само от момента, в който не е нарушена формиращата функция.

Този пример, към който биха могли да се добавят още много подобни, показва, че съотношението на частите по време на онтогенезата трябва да се вземе предвид, когато се опитваме да интерпретираме феномена на рудиментите, тъй като в процеса на онтогенезата някои структури на тялото имат определени функции ( например по време на образуването на ембрион), които е невъзможно да се наблюдават в окончателно образувания орган.

Така една и съща структура може да изпълнява различни задачи по едно и също време. Това може да се разглежда като доказателство за общ организационен принцип (вероятно "принципа на сътворението"): органите обикновено изпълняват много функции едновременно или последователно в хода на индивидуалното развитие. Само в току-що описания случай беше открит принципът, че определен орган (окото) може при определени условия на околната среда да стане остатък във връзка с една от неговите функции.

IN еволюционен моделподобни явления се тълкуват като "развитие по заобиколен път" или "рекапитулационно развитие". Ако, както многократно е показвано, има спешна физиологична необходимост от подобни "обиколни пътища", тогава това тълкуване е най-малкото неубедително. Въз основа на тези данни някои биолози стигат до извода, че феноменът на "заобикалящото развитие" трябва да се разглежда като доказателство, че именно по този път е концентриран физиологичният селекционен натиск в развитието на организмите. Ето защо някои изследователи смятат, че е напълно възможно за определени физиологични проблеми на развитието да има само един начин за формално решение, а именно, че привидно страничните пътища на развитие всъщност са „преки пътища към успеха“

атавизми

Структури, които по стечение на обстоятелствата обстоятелстваобразуван при отделни индивиди от един и същи види които имат за цел да припомнят предполагаемите по-ранни филогенетични етапи на развитие, се наричат атавизми(лат. атавус-велик прародител). В тези случаи се говори за криза в преминалите преди това исторически и родови етапи. Като примери за атавизми при хората са дадени фистули в гърлото, твърде изразена линия на косата, опашки и многозърна. .

Подобно на „рудиментите“, атавизмите не са доказателство за прогресивна еволюция. Освен това е ясно, че намаляващият аргументациявидът на атавизмите е различен непоследователност.Деформациите (малформациите) се считат само за доказателство за предполагаема филогенеза (т.е. тълкувани като атавизми), ако показват прилика с предполагаемите предци на засегнатите организми . За да бъдем последователни, би било необходимо исторически да се интерпретират всички явления на деформация, например разклонени ребра и цепнатина устна, и феноменът на шестопръстието и образуването на две глави: и появата на пети крак .

Това означава, че дори такива деформации трябва да се разглеждат като доказателство за предишни етапи на филогенетично развитие, които не могат да бъдат сигурни. Неприемливо е обаче и обратното: да се тълкува този или онзи дефект в развитието само когато се вписва в рамките на предварително изградена концепция. Следователно атавизмите не могат да се разглеждат като доказателство за филогенезата на организмите. Фактът, че някои (но само някои) деформации наподобяват други организми (предполага се, че предците на въпросните организми), поради многобройните прояви на външно сходство, не е нещо неочаквано и не заслужава специално внимание. (Атавизмите често са „гранични случаи на проявление на нормата“, вж. раздел 6.5.2.)

Пример за атавизъм при животните са допълнителните пръсти на конете ( ориз. 6.18). В този случай, вероятно в резултат на погрешен контролен сигнал, единствената структура на крака при нормални условия се формира два пъти (без видима полза). Между другото, при конете са известни само три- и четирипръсти форми, сред тях няма двупръсти (както в нашия случай).

Колко погрешно може да бъде едно атавистично тълкуване, ако се прилага последователно, се вижда от следния пример: четирикрилите плодови мухи се приемат като доказателство, че двукрилите насекоми (Дептера)произлязъл от четирикрилия. Появата на четири крила се счита за атавизъм. Но има и мутантни плодови мухи с четири люлеещи се халтери и изобщо без крила – абсурдна „конструкция“, която е абсолютно неподходяща като филогенетичен прародител.

Когато се опитваме да обясним феномена деформация като атавизъм, важи същото, което беше казано за рудиментите: всички опити за интерпретация са прибързани, докато не се разкрие основната генетична и физиологична ситуация на развитие и функционалното значение в процеса на растеж. Поради това сме изоставили спекулативните интерпретации на аномални структурни образувания.

Обратно към текста

Ориз. 6.15. Мигателната мембрана е "рудимент" на човек.

Обратно към текста

Ориз. 6.16. Киви, птица, която не може да лети, живее в австралийския регион. Начинът на живот на кивито съответства на този на дребния бозайник. Неспособни да летят, видовете птици са често срещани, особено на островите, тъй като там живеят много малко естествени врагове. (Музей на замъка Розенщайн, Щутгарт.)

Обратно към текста

Ориз. 6.17. Снимка по-горе: рудиментарни тазови кости на кашалоти, морски китове, финни китове (отгоре надолу). Финкитовете също имат зачатъци на бедрената кост. Долната снимка показва местоположението на тазовия рудимент в корема на морските китове. Изследователят на китове Арви вярва, че тазовите зачатъци на китовете не могат да бъдат наречени хомоложни на съответните тазови кости на сухоземните бозайници. Той нарича тези кости стомашни кости. (Музей на замъка Розенщайн, Щутгарт.)

Генотип и фенотип, тяхната променливост

генотип е съвкупността от всички гени на един организъм, които са неговата наследствена основа.

Фенотип - съвкупността от всички признаци и свойства на организма, които се разкриват в процеса на индивидуално развитие при дадени условия и са резултат от взаимодействието на генотипа с комплекс от фактори на вътрешната и външната среда.

Всеки вид има свой собствен уникален фенотип. Образува се в съответствие с наследствената информация, заложена в гените. Въпреки това, в зависимост от промените във външната среда, състоянието на признаците варира от организъм до организъм, което води до индивидуални различия - изменчивост.

Въз основа на изменчивостта на организмите се появява генетично разнообразие от форми. Има вариабилност на модификацията, или фенотипна, и генетична, или мутационна.

Променливостта на модификацията не предизвиква промени в генотипа, тя е свързана с реакцията на даден, един и същ генотип към промяна във външната среда: при оптимални условия се разкриват максималните възможности, присъщи на даден генотип. Променливостта на модификацията се проявява в количествени и качествени отклонения от първоначалната норма, които не се наследяват, а имат само адаптивна природа, например повишена пигментация на човешката кожа под въздействието на ултравиолетовите лъчи или развитие на мускулната система под въздействието на физически упражнения и др.

Степента на вариация на даден признак в организма, тоест границите на вариабилност на модификацията, се нарича норма на реакция. По този начин фенотипът се формира в резултат на взаимодействието на генотипа и факторите на околната среда. Фенотипните черти не се предават от родителите на потомството, наследява се само нормата на реакция, тоест естеството на реакцията към промените в условията на околната среда .

Генетичната вариабилност е комбинирана и мутационна.

Комбинативната променливост възниква в резултат на обмена на хомоложни области на хомоложни хромозоми по време на мейозата, което води до образуването на нови генни асоциации в генотипа. Възниква в резултат на три процеса: 1) независима дивергенция на хромозомите в процеса на мейоза; 2) случайното им свързване по време на оплождането; 3) обмен на участъци от хомоложни хромозоми или конюгация. .

Мутационна вариабилност (мутации). Мутациите се наричат ​​спазматични и стабилни промени в единиците на наследствеността - гени, водещи до промени в наследствените черти. Те задължително предизвикват промени в генотипа, които се наследяват от потомството и не са свързани с кръстосване и рекомбинация на гени.

Има хромозомни и генни мутации. Хромозомните мутации са свързани с промени в структурата на хромозомите. Това може да е промяна в броя на хромозомите, която е кратна или не кратна на хаплоидния набор (при растенията - полиплоидия, при хората - хетероплоидия). Пример за хетероплоидия при хората може да бъде синдромът на Даун (една допълнителна хромозома и 47 хромозоми в кариотипа), синдромът на Шерешевски-Търнър (липсва една Х хромозома, 45). Такива отклонения в човешкия кариотип са придружени от здравословно разстройство, нарушение на психиката и физиката, намаляване на жизнеността и др.

Генни мутации - засягат структурата на самия ген и водят до промяна в свойствата на тялото (хемофилия, цветна слепота, албинизъм и др.). Генните мутации се срещат както в соматичните, така и в зародишните клетки.

Мутациите, които възникват в зародишните клетки, се унаследяват. Те се наричат ​​генеративни мутации. Промените в соматичните клетки причиняват соматични мутации, които се разпространяват в тази част от тялото, която се развива от променената клетка. За видовете, които се размножават по полов път, те не са от съществено значение, за вегетативното размножаване на растенията са важни.

Генетична хетерогенност на популацията. S.S. Четвериков (1926), базиран на формулата на Харди (виж раздели 3.3 и 8.4), разглежда реалната ситуация в природата. Обикновено мутациите възникват и остават в рецесивно състояние и не нарушават общия вид на популацията; населението е наситено с мутации, „като гъба с вода“.

Генетичната хетерогенност на естествените популации, както е показано от многобройни експерименти, е тяхната основна характеристика. Поддържа се чрез мутации, процес на рекомбинация (само при форми с безполово размножаване, цялата наследствена вариабилност зависи от мутациите). Комбинаториката на наследствените черти, която се появява по време на половото размножаване, предоставя неограничени възможности за създаване на генетично разнообразие в популацията. Изчисленията показват, че в потомството от кръстосване на два индивида, които се различават само по 10 локуса, всеки от които е представен от 4 възможни алела, ще има около 10 милиарда индивида с различни генотипове. При кръстосване на индивиди, които се различават общо с 1000 локуса, всеки от които е представен с 10 алела, броят на възможните наследствени варианти (генотипи) в потомството ще бъде 10 1000, т.е. много пъти по-голям от познатия ни брой електрони във Вселената.

Тези възможности никога не се реализират, дори и в най-малка степен, дори само поради ограничения размер на всяка популация.

Генетичната хетерогенност, поддържана от процеса на мутация и кръстосване, позволява на популацията (и вида като цяло) да използва за адаптация не само нововъзникнали наследствени промени, но и тези, които са възникнали много отдавна и съществуват в популацията в латентна форма. В този смисъл хетерогенността на популациите осигурява съществуването на мобилизационен резерв от наследствена вариабилност (S.M. Gershenzon, I.I. Shmalgauzen).

Генетичното единство на популацията.Едно от най-важните заключения на популационната генетика е позицията на генетичното единство на една популация: въпреки хетерогенността на съставящите я индивиди (и може би именно поради тази хетерогенност), всяка популация е сложна генетична система в динамично равновесие. Популацията е най-малката генетична система, която може да продължи да съществува за неограничен брой поколения. При кръстосване на индивиди в рамките на една популация се появяват много мутации в потомството, включително тези, които обикновено намаляват жизнеспособността поради хомозиготизация на индивидите. Само в реална естествена популация, с достатъчен брой генетично разнообразни партньори за чифтосване, е възможно да се поддържа генетичното разнообразие на цялата система на необходимото ниво. Нито отделно лице, нито отделно семейство или група семейства (дем) притежават това свойство.

И така, основните генетични характеристики на популацията са постоянна наследствена хетерогенност, вътрешно генетично единство и динамичен баланс на отделните генотипове (алели). Тези особености определят организацията на населението като елементарна еволюционна единица.

Екологично единство на населението.Характерна особеност на населението е формирането на собствена екологична ниша. Обикновено концепцията за екологична ниша като многоизмерно пространство, образувано от всеки вид в биологичния и физическия пространствено-времеви континуум (Дж. Хътчинсън) се използва само за вида. Но тъй като в рамките на един вид не може да има две популации, които да са идентични във всичките си характеристики, признаването на факта, че всяка популация трябва да има своя собствена екологична характеристика, характерна само за себе си, т.е. да заема определено място в екологичното хиперпространство

Механизми на междувидова изолация

Концепцията за биологичен вид предполага съществуването на междувидова репродуктивна изолация - тоест такава изолация, която предотвратява кръстосването на индивиди, принадлежащи към различни видове. Репродуктивната изолация осигурява не само съвместното съществуване на много близки видове, но и тяхната еволюционна независимост.

Разграничаване на първична и вторична изолация. Първичната изолация става без участието на естествения подбор; тази форма на изолация е случайна и непредсказуема. Вторичната изолация възниква под влияние на комплекс от елементарни еволюционни фактори; тази форма на изолация възниква естествено и е предвидима.

Най-простата форма на междувидова изолация е пространствена , или географски изолация. Видовете не могат да се кръстосват, тъй като популациите от различни видове са пространствено изолирани една от друга. Според степента на пространствена изолация се разграничават алопатрични, съседно-симпатрични и биотично-симпатрични популации.

Географски райони алопатрични популацииизобщо не се припокриват (примери: бизон и бизон, чакал и койот). Географски райони съседни симпатрични популациидокосване; такава степен на пространствена изолация е характерна за заместни (заместващи) видове (примери: бял заек и европейски заек). Географски райони биотично-симпатрични популациисе припокриват в по-голяма или по-малка степен (примери за района на Брянск: съвместното съществуване на четири вида жаби, пет вида чучулиги, три вида лястовици, девет вида синигери, шест вида овесарки, шест вида пепелянки, пет вида дроздове, четири вида пепелянки, пет вида мишки, шест вида полевки).

Биотично-симпатричните популации могат да се кръстосват помежду си, за да образуват междувидови хибриди. Но тогава, поради постоянното образуване на хибриди и тяхното обратно кръстосване с родителски форми, чистите видове трябва рано или късно да изчезнат напълно. В действителност обаче това не се случва, което показва наличието на различни механизми, които ефективно предотвратяват междувидовата хибридизация в естествени условия, формирани с участието на специфични форми на естествен подбор, известни като „процеси на Уолъс“. (Ето защо еколого-географските кръстосвания между видове, които не контактуват в естествени условия, са най-успешни.)

Обикновено се разграничават три групи изолиращи механизми: предкопулационни, презиготични и постзиготни. В същото време презиготните и постзиготичните изолационни механизми често се комбинират под общото наименование „пост-копулационни механизми“.

Нека разгледаме основните механизми на междувидова репродуктивна изолация, които осигуряват еволюционната независимост на различните видове: НОИ IN.

аз. Предкопулационни механизми - предотвратяване на копулация (чифтосване при животни или опрашване в растения). В този случай не се елиминират нито бащини, нито майчини гамети (и съответните гени).

Предкопулационна изолация може да бъде първичен(случайно) или втори(образувани под влияние на естествения подбор в полза на най-висока плодовитост и оцеляване). Прекопулационните механизми включват следните форми на междувидова изолация:

1. Пространствена географска изолация. Видове НОИ INса напълно алопатрични, което означава, че техните географски обхвати не се припокриват. (Тази форма на изолация за територията на Брянска област е ирелевантна поради липсата на непреодолими пространствени бариери (планински вериги, пустини и др.)

2. Пространствено-биотопна изолация. Видове НОИ INса съседно-симпатрични, тоест живеят на една и съща територия, но са част от различни биоценози. В този случай разстоянието между биоценозите надвишава радиуса на репродуктивна активност (например радиуса на пренос на цветен прашец и семена в растенията). Тази форма на изолация е възможна например между задължителни алувиални заливни низини и облигатни горски блатни видове. Тази бариера обаче не е непреодолима поради трансгресията на заливно-алувиални видове в горски блатни ценози.

3. сезонна изолация. Видове НОИ INса биотично-симпатрични, тоест намират се в една и съща ценоза, но се размножават (цъфтят) по различно време. Въпреки това, сезонната изолация е възможна само за видове с много ранно или много късно размножаване (цъфтеж). За повечето видове сезонната изолация е без значение; някои биотично-симпатрични видове се размножават едновременно, но в природата не образуват хибриди, а успешно се кръстосват в лабораторни условия.

4. Етологична изолация. Играе важна роля при животните; често поради различия в ритуалите за чифтосване между видовете НОИ IN. При биоопрашените растения има изолация поради различия в поведението на животни-опрашители, които предпочитат един или друг вид цветя; тази форма на изолация е от значение за специализацията на опрашителите.

5. Механична изолация. Поради различията в структурата на репродуктивните органи на видовете НОИ IN, например, копулационни органи при животни или единици за опрашване в растения (цветя, съцветия). Тази изолационна бариера не е непреодолима: например цветовете на различни растителни видове често се посещават от едни и същи опрашители (например пчели), което гарантира (поне на пръв поглед) равновероятността както на вътрешновидовата, така и на междувидовата ксеногамия.

II. Презиготни механизми - предотвратяване на оплождането. В същото време се случва елиминиране на бащините гамети(гени), но майчините гамети (гени) се запазват. Презиготната изолация може да бъде и двете първичен, и втори.

При животните механизмите на презиготна изолация обикновено се свързват със смъртта на бащините гамети. Например при насекомите се наблюдава смъртта на мъжки гамети в гениталните канали на осеменени женски поради имунологични реакции.

Презиготичните механизми в растенията включват:

1. Смърт на мъжки гаметофити от чужд вид: непокълване на поленови зърна върху близалцето на плодника, загиване на поленови тръбички в стила или в яйцеклетката, загиване на сперматозоиди в поленовите тръби или в ембрионалната торбичка.

2. Неконкурентоспособност на прашеца на чужд вид спрямо прашеца на собствения му вид, когато те съвместно попаднат върху близалцето на плодника.

III. Постзиготни механизми - предотвратяване на трансфера на гени на родителски видове към следващите поколения чрез хибриди. Тази форма на междувидова изолация може да възникне между хибриди от първо поколение, хибриди от второ поколение и сред обратно кръстосване (обратно кръстосване). Посткопулационната изолация води до смърт на гамети; образуван на случаен принцип. Най-често срещаните постзиготни механизми включват следните форми:

1. Неспособност или намалена годност на хибридите в сравнение с родителските видове (или просто невъзможност).

1.1. Пълен доконституционен, или морфофизиологично увреждане. Означава абсолютната невъзможност за развитие на хибриди дори при контролирани условия. Свързан с невъзможността за нормална морфогенеза поради несъвместимост на родителските геноми. Включва смъртта на зиготи, ембриони, разсад, млади и девствени индивиди.

1.2. Намалена конституционна годност. Изразява се в поява на морфози и терати (деформации), намаляване на преживяемостта. Намалената конституционна годност до голяма степен определя всички други форми на увреждане.

1.3. Неспособност за адаптиране към абиотични (физико-химични) фактори на местообитанието. Тя се различава от конституционната непригодност по това, че е възможно да се създадат условия, при които хибридите, които не са адаптирани в естествената среда, ще се развиват нормално. Например при растенията естествените ограничаващи фактори за хибридите включват: недостатъчна влага, липса на светлина, липса на определени елементи на минерално хранене, движение на околната среда (вятър, валежи), промени в температурата и влажността, недостатъчна продължителност на вегетационния период. На практика елиминирането на неблагоприятните ефекти на физичните и химичните фактори означава покълване на хибридни семена върху филтърна хартия във влажна камера, отглеждане на разсад в торфено-хумусни саксии в затворена земя, ранно производство на хибриди при контролирани условия ( докато имат време да се подготвят за зимуване), първото зимуване в затворена земя.

1.4. Неспособност за адаптиране към биотичните фактори на местообитаниетоособено устойчивост на вредители и болести.

1.5. Неконкурентоспособност(на първо място, неконкурентоспособност по отношение на родителски или близки видове). В нарушените местообитания, в антропогенните ландшафти и в периферията на екологичните ниши (за растенията, по периферията на едафо-фитоценотичните зони) тази форма на непригодност играе по-малка роля.

2. Пълно или частично намаляване на плодовитостта на хибридите (безплодие).

2.1. Пълно (конституционно) безплодие- се състои в невъзможността за сексуално размножаване при каквито и да е условия. При растенията се среща с пълно отсъствие на цветя или образуване на грозни цветя (например при междувидова хибридизация във върби).

2.2. Намалена плодовитост- например намаляване на броя на цветята в растенията.

2.3. Сегрегационен стерилитет- нарушение на нормалната сегрегация на хромозомите по време на мейоза. В резултат на това нормалната гаметогенеза (спорогенеза) е невъзможна. Сред животните такава стерилност се наблюдава при мулета (хибриди кон и магаре), нар (хибриди на едногърба и двугърба камили), кидус (хибриди на самур и куница), маншети (хибриди на кафяв заек и бял заек).

2.4. Етологично-репродуктивно уврежданехибриди при животни. Състои се в нарушение на репродуктивното поведение, например девиантно поведение по време на ухажване, при изграждане на гнезда, при отглеждане на потомство.

Например при различни видове папагали влюбени птици (род Агапорнис) се наблюдава различно поведение по време на изграждане на гнездо: индивиди от един и същи вид ( А. персоната) носят парчета строителен материал в човките си, докато представители на друг вид ( А. розеиколис) поставете ги под перата. Междувидови хибриди ( Ф 1 ) показаха смесен тип поведение: отначало птиците се опитаха да сложат строителния материал в перата, след това го извадиха, взеха го в човката си и след това всичко започна отначало.

Подобни междинни форми на поведение са установени в демонстративното поведение на чинките и в характера на звуковите сигнали на щурците.

Така че по отношение на симпатричните видове е възможно съществуването на голямо разнообразие от изолиращи бариери, които предотвратяват пълното им смесване (вторична интерградация). В същото време нито една от тези бариери (разбира се, с изключение на пълната конституционна неспособност на хибридите) не е непреодолима. Следователно сходството между различните видове може да бъде следствие не само от сближаване в сходни местообитания, но и резултат от хоризонтален , или страничен генен трансфер (генен поток).

Биоразнообразие

Биоразнообразието е съвкупността от различни живи организми, изменчивостта между тях и екологичните комплекси, от които са част, което включва разнообразие във видовете, между видовете и екосистемите.

Биологичното разнообразие е един от най-важните биологични ресурси.

Биологичният ресурс е генетичен материал, организми или части от тях или екосистеми, използвани или потенциално полезни за човечеството, включително естествения баланс в и между екосистемите.

Съществуват следните нива на биологично разнообразие:

алфа разнообразието е броят на видовете в дадена общност;

бета разнообразие - броят на общностите в определен район;

гама разнообразие - общият брой видове и съобщества в определен район;

омега-разнообразие - глобално разнообразие (брой видове и общности в обширни области).

Въпреки това, всички форми на разнообразие се основават на генетично вътрешновидово (вътрепопулационно и междупопулационно) разнообразие.

Изграждане на устойчиви екосистеми

Стабилността на една система в най-простия случай се определя от адитивната стабилност на нейните структурни компоненти. Основните показатели за устойчивост на отделните растения включват: зимна издръжливост, устойчивост на транспирационни загуби през зимно-пролетния период, устойчивост на пъпки, цветя и яйчници на замръзване, устойчивост на липса или излишък на топлина, слънчева радиация и съкратен вегетационен период ; устойчивост на топлина и суша; съответствие между ритмите на преминаване на фенофазите и сезонните промени в условията на околната среда; устойчивост на определени стойности на pH, концентрации на сол; устойчивост на вредители и болести; баланс на фотосинтезата и репродуктивните процеси. В същото време средата около организмите постепенно се променя - проблемът с изменението на климата вече се превръща в глобален, политически проблем. Например, през последните 50 години (в сравнение с 1940–1960) в централна Русия средната годишна температура на въздуха се е увеличила с 1,2 °C, докато относителната влажност е намаляла с 3%. Тези промени са още по-силно изразени през зимно-пролетния период: температурата на въздуха през януари, февруари и март се повишава с 4,4 °C, а влажността през март и април намалява с 10%. Такива промени в температурата и влажността значително увеличават транспирационните загуби на дървесните растения през зимно-пролетния период.

За съжаление, сегашното ниво на развитие на науката не ни позволява напълно да предвидим промените в околната среда, които ще настъпят дори в близко бъдеще, и да предвидим не само изменението на климата, но и появата на нови вредители, патогени, конкуренти, и т.н. Следователно единственият надежден начин за повишаване на стабилността и производителността на природните екосистеми е повишаването на нивото на хетерогенност, генетична хетерогенност на компонентите на екосистемата. Такива хетерогенни екосистеми осигуряват възможност за непрекъснато и неизчерпаемо управление на природата, тъй като в генетично хетерогенните системи съществуват компенсаторни взаимодействия на индивиди с различни характеристики на растеж и развитие, чувствителност към динамиката на факторите на околната среда. По отношение на вредители и болести, такава хетерогенна екосистема се характеризира с колективен групов имунитет, който се определя от взаимодействието на много структурни и функционални характеристики на отделните биотипове (екотипове, изоагенти).

За създаване на разнородни изкуствени насаждения (насаждения) се използват вегетативно размножени растения клонирани смеси , или поликлонални композиции - по определен начин подбрани комбинации от разсад, принадлежащи към различни клонирани сортове. Освен това всеки клонинг трябва да има характеристики, които другите клонинги нямат. Най-важната такава характеристика е ритъм на развитие на издънките . От своя страна ритмите на развитие на леторастите се определят от видовата и индивидуалната специфика на генетично детерминираните програми на онтогенезата.

По този начин, за да се създадат поликлонални композиции, е необходимо да се идентифицират сред дивите растения (или в колекционните насаждения) вътрешновидови групи, които стабилно се различават по набор от признаци. В същото време основното не е силата на различията, а тяхното постоянство, т.е. способността да съществува през поколенията (поне при вегетативно размножаване) при определени условия на отглеждане.

Като такова вътрешновидово групиране обикновено се появява формата(морфиране). За съжаление много често този термин се третира доста свободно, като се наричат ​​и форми, и екотипове, и сортове (вариации), и изоагенти (форми в тесния смисъл на думата), и биотипове; в микросистематиката формата се разглежда като вътрешновидова таксономична категория (форма).

При изолирането на формите на първо място се обръща внимание на морфологичните особености. В същото време при различни растителни видове, поради паралелна променливост, се разграничават форми с едно и също име, които се различават по конфигурация на листата (типично вулгарис, широколистни латифолия, ангустифолия angustifolia, дребнолистна парвифолия, копиевиден lancifolia, елипсовидна елипсовидна, закръглено яйцевидно crassifolia, закръглена ротондни данни; някои видове листни плочи получават специални имена, напр. orbiculata- широко овални, сърцевидни в основата и заострени в горната част), според цвета на листата (монохромни concolor, многоцветни обезцветяване, зелено viridis, гълъб глаукофила, лъскава великолепен, сребрист argentea), по конфигурация на короната (сферична sphaerica, плач pendula, пирамидална pyramidalis); на различни сортове (култивари) обикновено се приписва ранг f. култс подробно описание на морфологията.

При по-подробно описание на формите се използват различни морфометрични показатели, които при дървесните растения включват: сила на растеж (по-специално годишно увеличение на диаметъра на ствола), вид на разклоняване, ъгъл на разклоняване, дължина на междувъзлията, интензитет на разклоняване и издънки дължина, размер на листата. Тези показатели се разкриват чрез директно наблюдение, лесно се дигитализират и поддават на математическа обработка с помощта на методите на вариационната статистика, които позволяват да се оцени генетичната обусловеност на чертите.

Известно е, че полиплоидията е широко разпространена сред растенията. Следователно идентифицирането на вътрешновидови (вътрепопулационни) групи, които се различават по брой на хромозомите, може да направи възможно недвусмисленото описание на нивото на разнообразие. За определяне на броя на хромозомите се използват различни цитогенетични методи, по-специално директен брой хромозомив делящите се клетки. Това обаче не винаги е възможно, така че броят на хромозомите често се определя чрез индиректни методи, напр. палинометричен метод(според размера на поленовите зърна).

Всички тези показатели обаче са статични, те не отразяват процеса на реализация на генетичната информация. В същото време е известно, че всяка черта се формира в хода на морфогенезата. Въз основа на анализа на морфогенезата се прави селекция онтобиоморфи според сезонните промени в хабитуса на растенията, фенобиоморфи. Когато се използват динамични показатели за разнообразие, наборът от гени на даден организъм може да се разглежда като програма за неговата онтогенеза (индивидуално развитие), и в частни случаи като програма за морфогенеза (оформяне).

Обещанието на този подход е показано в трудовете на C. Waddington, N.P. Кренке и други класици на естествените науки.

Наследствен полиморфизъм на естествените популации. генетично натоварване.Процесът на видообразуване с участието на такъв фактор като естествен подбор създава разнообразие от форми на живот, адаптирани към условията на живот. Сред различните генотипове, които възникват във всяко поколение поради резерва от наследствена вариабилност и рекомбинация на алели, само ограничен брой определя максималната адаптивност към конкретна среда. Може да се предположи, че диференциалното възпроизвеждане на тези генотипове в крайна сметка ще доведе до факта, че генофондовете на популациите ще бъдат представени само от "успешни" алели и техните комбинации. В резултат на това ще има избледняване на наследствената вариабилност и повишаване на нивото на хомозиготност на генотипите. Това обаче не се случва, тъй като процесът на мутация продължава и естественият подбор поддържа хетерозиготите, т.к. те гасят вредния ефект на рецесивните алели. Повечето организми са силно хетерозиготни. Освен това индивидите са хетерозиготни за различни локуси, което увеличава общата хетерозиготност на популацията.

Наличието в популация на няколко равновесни съвместно съществуващи генотипа в концентрация над 1% в най-рядката форма (нивото на наследствено разнообразие, за което е достатъчен процес на мутация) се нарича полиморфизъм.Наследственият полиморфизъм се създава от мутации и комбинирана вариабилност. Той се поддържа от естествения подбор и е адаптивен (преходен) и стабилен (балансиран).

Адаптивен полиморфизъмвъзниква, ако при различни, но редовно променящи се условия на живот селекцията благоприятства различни генотипове.

Балансиран полиморфизъмвъзниква, когато селекцията благоприятства хетерозиготите пред рецесивните и доминантните хомозиготи. В някои случаи балансираният полиморфизъм е кръгъл (вж. Фигура 1.4, стр. 14).

Феноменът на селективното предимство на хетерозиготите се нарича свръхдоминиране.Механизмът на положителна селекция на хетерозиготите е различен.

Поради разнообразието от фактори на околната среда, естественият подбор действа едновременно в много посоки. В този случай крайният резултат зависи от съотношението на интензивността на различни селекционни вектори.По този начин, в някои региони на земното кълбо, високата честота на полулеталния алел на сърповидноклетъчната анемия се подкрепя от преференциалното оцеляване на хетерозиготни организми в условия на висока честота на тропическа малария. Крайният резултат от естествения подбор в една популация зависи от припокриването на много селекция и контраселекция вектори. Благодарение на това се постига едновременно стабилизиране на генофонда и поддържане на наследственото разнообразие.

Балансираният полиморфизъм придава редица ценни свойства на популацията, което определя нейното биологично значение. Генетично хетерогенна популация развива по-широк спектър от условия на живот, използвайки по-пълно местообитанието. В неговия генофонд се натрупва по-голямо количество резервна наследствена вариабилност. В резултат на това той придобива еволюционна гъвкавост и може, променяйки се в една или друга посока, да компенсира колебанията на околната среда в хода на историческото развитие.

В генетично полиморфна популация организми от генотипове се раждат от поколение на поколение, чиято годност не е еднаква. Във всеки момент от времето жизнеспособността на такава популация е под нивото, което би било постигнато, ако съдържа само най-„успешните“ генотипове. Количеството, с което годността на реалната популация се различава от годността на идеалната популация от „най-добрите“ възможни генотипове с даден генофонд, се нарича генетичен товар.Това е вид заплащане за екологична и еволюционна гъвкавост. Генетичното натоварване е неизбежна последица от генетичния полиморфизъм.

Балансираният генетичен полиморфизъм, вътрешновидовото разнообразие, екологичните раси и вероятно подвидовете са сред причините за еволюционната неизменност на видовете (Северцов А.С., 2003). Наличието на две или повече морфи с балансиран полиморфизъм, всяка от които е адаптирана в собствената си подниша на видовата екологична ниша, показва, че качествено различни адаптивни стратегии на морфите осигуряват тяхната еднаква годност. При промяна на екологичната ситуация една от тези морфи получава предимство за сметка на други (други) морфи. Техният брой се поддържа или увеличава не само поради запазване на годността, но и поради ресурсите, освободени при намаляването на броя или изчезването на онези морфи, за които тази промяна в околната среда е пагубна.

Пример е историята на полиморфизма на московската популация от неантропни скални гълъби. Колумбия ливия(Обухова, 1987). Полиморфизмът на популациите на този вид е представен от непрекъсната серия от морфи, които се различават по цвят на оперението: от сиво (шисто-сиво), което се счита за оригинално, до черно (меланистично). Има два вида меланизация на перата. В един случай меланинът се концентрира в краищата на скритите пера, образувайки черни петна. Тъй като тези петна се увеличават, те се сливат в плътен черен цвят. Тази по-често срещана форма на меланизация се дължи на силния Black ген и 5-6 гени с малък фенотипен ефект. В друг случай, меланинът е дифузно разпределен върху ветрилото на перата. Следователно междинните морфи изглеждат повече или по-малко сажди или мръсни, при по-тежка меланизация стават черни. Този тип меланизация се определя от силния Dack ген, а също и от 5-6 слаб гени (Обухова, Креславски, 1984).

Преди Великата отечествена война в Москва преобладава сивата морфология. Меланистите бяха малко на брой. По време на войната московската популация от гълъби почти напълно изчезна или беше унищожена. След войната броят на гълъбите се възстановява бавно до 1957 г., когато във връзка със Световния фестивал на младежта и студентите „птицата на света“ започва да покровителства и храни. С увеличаването на населението се увеличава и делът на меланистични морфи. До края на 60-те години на ХХ век. делът на меланистите и междинните морфи е около 80%.

Промените в съотношението на морфите се дължат на различия в тяхното поведение. Сивият морф е по-активен, лети по-далеч в търсене на храна и активно охранява своите гнездови територии. Меланистите са пасивни. Техните гнезда в таваните могат да бъдат разположени близо едно до друго. Междинните морфи също са междинни по активност. При условията на неограничени хранителни ресурси, осигурени от сметища и подхранване и ограничени места за гнездене в панелни къщи, сивата морфа не може да се конкурира с масата меланисти и междинни морфи и е изтласкана в тавански помещения, неудобни за гнездене, където има ниска плътност. направи възможно опазването на местата за гнездене. По този начин промените в екологичната ситуация водят до промени в честотите на морфите. Единият от тях (сив с малък размер на популацията), а след това другият (меланистичен с голямо изобилие) печели предимство, но като цяло видът запазва своята стабилност и не се променя. Тя ще съществува дори ако някой от морфите умре.

Анализ на цветния полиморфизъм на мъжките на пъстра мухоловка води до подобни резултати. Ficedula hypoleuca(Гринков, 2000), Беломорски коремоноги (Сергиевски, 1987).

Екологичните раси са също толкова важни за поддържането на еволюционния застой, колкото морфите на балансирания полиморфизъм. Пример са екологичните раси на върбовия листен бръмбар, Lochmea caprea(Coleoptera, Chrysomelidae), на Звенигородская биологични станции Московски държавен университет, следван от Михеев (1985). Едно от двете състезания захранва листа широколистни върби, предимно кози и уши върби, трепетликата е допълнително фуражно растение. Друга раса храни основно листа пухкава бреза, допълнително фуражно растение - брадавица бреза. Обменът в рамките на всяка от расите между бръмбарите, хранещи се с основните и допълнителните растения, е около 40%. Обменът между расите на върба и бреза е 0,3-5%, въпреки че тези дървета в редица нарушени фитоценози са в контакт с клони. Факт е, че ларвите и възрастните на върба раса, с принудени хранене листа от бреза умират в 100% от случаите. Напротив, бръмбарите и техните ларви от расата на бреза се хранят с листа от върба, без да навредят на себе си. Така расите са изолирани както екологично, така и генетично. Твърдата връзка с фуражните растения означава, че брезовите бръмбари в тази област са ограничени до определен етап на последователност - дребнолистна гора. Върбовите бръмбари са ограничени във влажни местообитания, където е нарушен нормалният ход на сукцесия - горски ръбове, квартали на населени места и др. Когато етапът на последователност се промени, популациите на расата на брезата или ще се преместят, или ще изчезнат. Разпространението на бръмбарите от зимуването е около 4 км. Същото ще се случи и с популациите на върбовата раса при намаляване на влагата или при повишаване на антропогенния натиск. Изчезването на която и да е от расите обаче няма да означава изчезване на вида, а мозайка биотопи гарантира устойчивото съществуване на всяка една от расите. Вероятно подобни разсъждения могат да бъдат приложени към географските раси - подвидове (A.S. Severtsov, 2003).

По този начин популационният полиморфизъм осигурява стабилността на популацията като цяло при промяна на екологичната ситуация, а също така е един от механизмите за стабилност на вида в еволюционното време.

. Биоразнообразие . Генетичен полиморфизъм на популациите като основа на биологичното разнообразие. Проблемът за опазване на биоразнообразието

Биологичното разнообразие се отнася до всички „много различни живи организми, изменчивостта между тях и екологичните комплекси, от които са част, което включва разнообразието във видовете, между видовете и екосистемите“; в същото време трябва да се прави разлика между глобално и местно разнообразие. Биологичното разнообразие е един от най-важните биологични ресурси (биологичният ресурс се счита за „генетичния материал, организми или части от тях или екосистеми, използвани или потенциално полезни за човечеството, включително естествения баланс в рамките на и между екосистемите“).

Съществуват следните видове биологично разнообразие: алфа, бета, гама и генетично разнообразие. α-разнообразие се разбира като видово разнообразие, β-разнообразие е разнообразието на съобществата на определена територия; γ-разнообразието е интегрален индикатор, който включва α- и β-разнообразие. Тези видове биоразнообразие обаче се основават на генетично (вътрешновидово, вътрешнопопулационно) разнообразие.

Наличието на два или повече алела (и съответно генотипове) в популацията се нарича генетичен полиморфизъм. Условно се приема, че честотата на най-редкия алел в полиморфизма трябва да бъде най-малко 1% (0,01). Наличието на генетичен полиморфизъм е предпоставка за опазване на биоразнообразието.

Идеите за необходимостта от запазване на генетичния полиморфизъм в естествените популации са формулирани още през 20-те години на миналия век. наши изявени сънародници. Николай Иванович Вавилов създава учението за изходния материал, обосновава необходимостта от създаване на хранилища на световния генофонд от култивирани растения. Александър Сергеевич Серебровски създаде самата доктрина за генофонда. Концепцията за "генофонд" включва генетичното разнообразие на вид, който се е развил в хода на неговата еволюция или селекция и е осигурил неговите адаптивни и продуктивни възможности. Сергей Сергеевич Четвериков положи основите на изследването и методите за оценка на генетичната хетерогенност на популациите на диви растителни и животински видове.

Глобалните екологични проблеми ескалират след Втората световна война. За решаването им през 1948 г. е създадена Международен съюз за опазване на природата и природните ресурси(IUCN). Основната задача на IUCN беше да компилира Червени книги– списъци на редки и застрашени видове. През 1963-1966г първият Международна червена книга. През 1980 г. излиза четвъртото му издание. През 1978-1984г. е публикувана Червената книга на СССР, а през 1985 г. - Червената книга на Руската федерация.

Но човечеството осъзна сериозността на този проблем едва през последната четвърт на 20 век. Преди малко повече от тридесет години (1972 г.) в Стокхолм се състоя първата конференция на ООН за околната среда на човека. На този форум бяха очертани общите принципи на международното сътрудничество в областта на опазването на природата. Въз основа на решенията на Стокхолмската конференция бяха формулирани съвременни принципи за опазване на жизнената среда.

Първият принцип е принципът на универсалната връзка в дивата природа: загубата на една връзка в сложна верига от трофични и други връзки в природата може да доведе до непредвидени резултати. Този принцип се основава на класическите идеи за съществуването на причинно-следствени връзки между елементите на биологичните системи на свръхорганизма, като много от тези връзки водят до образуването на различни вериги, мрежи и пирамиди.

Оттук следва принципът на потенциалната полезност на всеки компонент на живата природа : невъзможно е да се предвиди какво значение ще има този или онзи вид за човечеството в бъдеще . В общественото съзнание разграничението на видовете на „полезни“ и „вредни“ губи смисъла си, утвърждава се идеята, че „вредният или плевелният вид е просто организъм, който не е на мястото си“.

Базиран на принципите на универсалната връзка и потенциалната полезност на всеки компонент на живата природа се формира концепцията за ненамеса в процесите, протичащи в естествените екосистеми: „Не знаем защо товаще, така че е най-добре да го оставим така, както е." Перфектният начин за спестяване статус кворазгледа създаването на защитени територии с абсолютен резервен режим. Практиката на опазването обаче показа, че съвременните екосистеми вече са загубили способността си да се възстановяват естествено и за тяхното запазване е необходима активна човешка намеса.

В резултат на това преходът от концепцията за ненамеса и запазване на статуквото към концепция за устойчиво развитие обществото и биосферата. Концепцията за устойчиво развитие предполага повишаване на екологичния и ресурсен потенциал на природните екосистеми, създаване на устойчиви контролирани екосистеми, задоволяване на потребностите на обществото от природни ресурси на базата на научно обосновано рационално, устойчиво и многоцелево управление на природата, опазване, опазване и възпроизводство на всички компоненти на екосистемите.

По-нататъшното развитие на концепцията за устойчиво развитие неизбежно доведе до принципът на необходимостта от опазване на биологичното разнообразие : само разнообразната и разнообразна жива природа е стабилна и високопродуктивна . Принципът за необходимостта от запазване на биологичното разнообразие е в пълно съответствие с основните принципи на биоетиката: „всяка форма на живот е уникална и неповторима“, „всяка форма на живот има право на съществуване“, „това, което не е създадено от нас, не трябва да бъдат унищожени от нас“. В същото време стойността на генотипа се определя не от неговата полезност за човек, а от неговата уникалност. По този начин беше признато, че "запазването на генофонда е отговорност за по-нататъшната еволюция" (Frankel, XIII International Genetic Progress at Berkeley, 1974). Сваминатан (Индия) идентифицира три нива на отговорност за опазването на генофонда: професионална, политическа и обществена.

През 1980 г. Световната стратегия за опазване е разработена от Международния съюз за опазване на природата и природните ресурси. В материалите на Световната стратегия се отбелязва, че един от глобалните екологични проблеми е проблемът с храненето: 500 милиона души са системно недохранени. По-трудно е да се вземе предвид броят на хората, които не получават адекватно хранене, балансирано по протеини, витамини и микроелементи.

Световната стратегия формулира приоритетните задачи на опазването на природата:

– поддържане на основните екологични процеси в екосистемите.

– Опазване на генетичното разнообразие.

– Дългосрочно устойчиво използване на видове и екосистеми.

През 1992 г. в Рио де Жанейро на Конференцията на ООН по околна среда и развитие (UNCED) бяха приети редица документи, подписани от представители на 179 държави:

– Програма за действие: Дневен ред 21.

– Декларация на принципите за горите.

– Конвенция на ООН за изменението на климата.

– Конвенция за биологичното разнообразие.

В материалите на Конвенцията за биологичното разнообразие се отбелязва, че „...разнообразието е важно за еволюцията и опазването на животоподдържащите системи на биосферата“. За да се опазят системите за поддържане на живота на биосферата, е необходимо да се запазят всички форми на биологично разнообразие: „Страните, които се присъединяват към Конвенцията, трябва да определят компонентите на биологичното разнообразие, ... контролни дейности, които могат да имат вредно въздействие върху биологичното разнообразие "

На конференцията на UNCED беше признато, че намаляването на биологичното разнообразие е една от основните причини за прогресивната деградация на природните екосистеми. Няма съмнение, че само ако се поддържа оптимално ниво на разнообразие, е възможно да се създадат екосистеми, които са устойчиви на екстремни въздействия на физични и химични фактори, вредители и болести.

През 1995 г. в София на конференция на европейските министри на околната среда е приета Общоевропейската стратегия за опазване на биологичното и ландшафтно разнообразие. Изброяваме принципите на Паневропейската стратегия за опазване на биологичното и ландшафтно разнообразие на природата:

– Опазване на най-уязвимите екосистеми.

– Опазване и възстановяване на нарушени екосистеми.

– Опазване на територии с най-високо видово разнообразие.

– Опазване на референтни природни комплекси.

Спирането на производителността на изкуствените екосистеми е свързано и с ниските нива на биоразнообразие, като в момента се отглеждат само 150 вида културни растения и 20 вида домашни животни. В същото време ниското ниво на глобално разнообразие се съчетава с ниско ниво на местно разнообразие, с доминиране на монокултури или културни ротации с кратък период на ротация. Стремежът към еднообразие в сортовете растения и породите животни доведе до рязко стесняване на генетичното разнообразие. Последица от намаляването на разнообразието е намаляването на устойчивостта към екстремни физични и химични фактори на околната среда и в още по-голяма степен на вредители и болести.

Многобройни проучвания показват, че единственият надежден начин за повишаване на стабилността и производителността на природните екосистеми е повишаването на нивото на тяхната хетерогенност, тъй като в генетично хетерогенните системи има компенсаторни взаимодействия на индивиди с различни характеристики на растеж и развитие, чувствителност към динамиката. фактори на околната среда, болести и вредители. Именно хетерогенните насаждения предоставят възможност за непрекъснато и неизчерпаемо управление на природата.

Следователно е необходимо по-широко използване на вида и вътрешновидовия (генетичен) потенциал на възможно най-голям брой видове, подходящи за отглеждане при контролирани условия. Цялото разнообразие от материал, който трябва да бъде запазен, включва следните категории организми: разновидности и породи, които в момента се култивират и отглеждат; сортове и породи, които са излезли от производство, но са с голяма генетична и селекционна стойност по индивидуални параметри; местни сортове и местни породи; диви роднини на културни растения и домашни животни; диви видове животински растения, които са перспективни за въвеждане в културата и опитомяване; експериментално създадени генетични линии.

Естествено, за да се реши набор от задачи, свързани с проблемите на биологичното разнообразие, е необходимо първо да се разработят критерии за оценка на биологичното разнообразие, да се идентифицира и оцени нивото на разнообразие в конкретни екосистеми (природно-териториални комплекси), да се разработят препоръки за опазване и засилване на идентифицираното разнообразие, за тестване и прилагане на тези препоръки за агропромишленото производство.

Уши за чуване. Очи да се види. Нос за дишане и миризма. И т.н. Въпреки това, предназначението на някои части от човешкото тяло не е лесно за обяснение. Защо, например, имате нужда от опашна кост, косми по краката?

Преди Чарлз Дарвин учените сериозно вярваха, че рудиментите са „направени за симетрия“ или „за да завършат схемата на природата“. Дарвин, от друга страна, даде по-логично обяснение: органите, които не помагат, но не пречат особено на процеса на естествения подбор, постепенно се израждат. Между другото, рудиментите послужиха като едно от доказателствата на теорията на еволюцията.

Ако всички хора, без изключение, имат рудименти, тогава атавизмите са съдбата на елита. Говорим за характеристики, които са напълно загубени в процеса на еволюция (например опашка или гъста линия на косата по цялото тяло, като животинска козина). Учените обясняват появата на атавизми с факта, че техните гени не изчезват напълно в хода на еволюцията, а само губят своята активност и могат да се проявят при определени условия. В стари времена хората с атавизми се отклоняваха или ги показваха за пари на панаири: „Побързайте да видите невероятен човек-звяр и опашато дете!“ Днес всички разбират, че атавизмът не прави човека по-нисък. В същото време такива хора често прибягват до услугите на пластични хирурзи.

Рудиментите и атавизмите са интересни и полезни за биолозите. Разглеждайки ги, може да се проследи пътя на еволюцията. Теоретично рудиментите и атавизмите могат да бъдат от полза за човечеството като вид: наличието на „допълнителни“ записи в генотипа прави вида по-гъвкав при адаптиране към променящите се условия. Защо обаче имаме нужда от нискофункционални или дори напълно безполезни органи за обикновен човек? От някаква полза ли са или просто проблем?

Рудименти

Терминът "рудимент" в този смисъл е широко използван в руската научна литература, въпреки факта, че е обратното на първоначалното му значение на латински. В английската литература наред с него се използва и по-адекватният термин vestige, произлизащ от лат. vestigium - следа (в буквалния и преносен смисъл на думата). Също така на руски език е препоръчително да се използва терминът рудимент за обозначаване на орган, който е намалял и/или опростен в хода на еволюцията, за да не се бърка с рудимент - орган, който все още не е достигнал окончателния си размер и структура.

Анализът на Чарлз Дарвин на рудиментарни (тоест рудиментарни) органи и части от тялото до голяма степен допринесе за формирането на доказателствена база за произхода на човека от други представители на животинския свят.

През 19 век учените преброяват около 180 рудимента. Те включват органи, които в момента са признати за жизненоважни: менискуси на коляното, щитовидна жлеза, тимус и епифизна жлеза. Днес списъкът с рудименти е значително намален. Противниците на еволюционната теория твърдят, че човек няма нито един ненужен орган. Повечето учени обаче са съгласни, че някои органи до голяма степен са загубили функция, което позволява да се приписват на рудименти.

Човекът, за разлика от маймуните, не се нуждае от опашка. Той не е. Остава обаче частта от гръбначния стълб, която поддържа опашката – това е опашната кост. Опашната кост е изградена от четири до пет малки прешлена под сакрума. При възрастен тези прешлени се сливат в една, неактивна структура.

Повечето хора не мислят за опашната си кост. Този рудимент не помага, но не пречи на живота. При жените по време на раждане опашната кост се сгъва назад, пропускайки плода. Въпреки това, понякога опашната кост, като е богато инервирана, става източник на много неприятна болка. Те се появяват, когато е прекомерно наведен напред поради индивидуални структурни особености или нараняване. Какво е характерно: болката се появява след продължително седене, особено на мек стол. Обикновено, за да се премахне болката, е достатъчно да се посъветва пациентите да седят на твърда повърхност (в този случай опората отива към седалищните бугри, а не към опашната кост) и да преминат курс на физиотерапия. В редки случаи, когато консервативното лечение не помага, е необходимо хирургично отстраняване на опашната кост.

Какво да правим с апендикса, за да не предизвиква притеснения? Понастоящем профилактичното отстраняване на апендикса се счита за неоправдано: води до намаляване на имунитета, освен това, като всяка операция на коремната кухина, може да причини образуване на сраствания. Остава да живеем с апендикс и да се надяваме, че няма да се възпали. Между другото, италиански учени са доказали, че кърменето намалява риска от апендицит: при период на хранене от 4 до 7 месеца рискът се намалява с 10%, а при период на хранене над 7 месеца - почти 2 пъти!

Млечните жлези при мъжете

При хормонални нарушения (например като страничен ефект от приема на някои лекарства или поради алкохолизъм) гърдите на мъжете могат да се увеличат и дори да отделят мляко. Лечението се състои в премахване на причината, която е причинила нарушението.

Ракът на гърдата е възможен и при мъжете, въпреки че се среща 100 пъти по-рядко, отколкото при жените и има много по-малко социално значение. Мъжете, като правило, забелязват промени в размера на гърдите по-рано от жените, така че лечението е навременно. Да, и козметичният ефект от отстраняването на гърдите при мъжете е от по-малко психологическо значение.

телесно окосмяване

Мъдреци

ушни мускули

Единственият плюс на този рудимент е, че ушните мускули могат да се използват за естествен лифтинг на лицето с акупресура.

Тази анатомична структура дължи името си на факта, че Чарлз Дарвин я споменава в своя труд "Произходът на човека и сексуалният подбор" като пример за рудимент. В същото време самият Дарвин го нарече върха на Woolner в чест на английския скулптор Томас Woolner, който обърна внимание на наличието на тази формация, докато работи върху скулптурата на Puck.

Генът за туберкула на Дарвин е автозомно доминантен, но има непълна пенетрантност (тоест, не всеки с гена ще има туберкула).

атавизми

Говорим за атавизми и рудименти - тези понятия често съжителстват помежду си, понякога предизвикват объркване и имат различен характер. Най-простият и може би най-известният пример, в който и двете понятия съществуват едновременно, се отнася до, така да се каже, долната част на човешкото тяло. Опашната кост, краят на гръбначния стълб, в който няколко прешлена са сраснали заедно, се признава за рудиментарен. Това е рудиментът на опашката. Както знаете, много гръбначни имат опашка, но за нас, хомо сапиенс, тя изглежда е безполезна. Въпреки това, по някаква причина природата е запазила останките от този някога функционален орган за човека. Бебетата с истинска опашка са изключително редки, но все пак се раждат. Понякога това е просто издатина, пълна с мастна тъкан, понякога опашката съдържа трансформирани прешлени, а собственикът й дори е в състояние да премести неочакваното си придобиване. В този случай можем да говорим за атавизъм, за проявление във фенотипа на орган, който е бил при далечни предци, но е отсъствал при най-близките.

И така, рудиментът е норма, атавизмът е отклонението. Живите същества с атавистични отклонения понякога изглеждат плашещи и поради това, а също и поради рядкостта на явлението, те представляват голям интерес за широката публика. Но еволюционните учени се интересуват още повече от атавизмите, именно защото тези „грозотии“ дават интересни улики за историята на живота на Земята.

Очите на къртиците, живеещи под земята, както и тези на протей - земноводни, които живеят във вода в тъмни пещери, са рудименти. Ползите от тях са малко, което не може да се каже за крилата на щраус. Те играят ролята на аеродинамични кормила при бягане и се използват за защита. Женските предпазват пилетата от парещите слънчеви лъчи с крилата си.

Тайната, скрита в яйцето

Нито една от съвременните птици няма зъби. По-точно, така: има птици, например някои видове гъски, които имат редица малки остри израстъци в клюна си. Но, както казват биолозите, тези „зъби“ не са хомоложни на истинските зъби, а са точно израстъци, които помагат да се задържи, например, хлъзгава риба в човката. В същото време предците на птиците трябва да са имали зъби, защото са потомци на тероподи, хищни динозаври. Известни са и останките на изкопаеми птици, в които има зъби. Не е ясно защо (може би поради промяна в вида на храната или за да направи тялото по-леко за полет) естественият подбор е лишил птиците от зъби и може да се предположи, че в генома на съвременните пернати гени, отговорни за образуване на зъби, те вече не са напуснали. Но това се оказа невярно. Нещо повече, много преди човечеството да знае нещо за гените, в началото на 19-ти век френският зоолог Етиен Жофроа Сент-Илер изрази предположението, че съвременните птици могат да растат като зъби. Той наблюдава някои израстъци върху човката на ембриони на папагали. Това откритие предизвика съмнения и слухове и в крайна сметка беше забравено.

А преди почти десет години, през 2006 г., американският биолог Матю Харис от Университета на Уисконсин забеляза израстъци, наподобяващи зъби в края на човката на пилешки ембрион. Ембрионът беше засегнат от смъртоносната генетична мутация на талпид 2 и нямаше шанс да оцелее, за да се излюпи от яйцето. През този кратък живот обаче в човката на пропадналото пиле са се развили два вида тъкани, от които се образуват зъби. Строителният материал за такива тъкани не е кодиран от гените на съвременните птици - тази способност е загубена от предците на птиците преди десетки милиони години. Ембрионалните зъби на пилешки ембрион не приличаха на тъпоострените кътници на бозайниците - те имаха заострена конична форма, точно като при крокодилите, които, подобно на динозаврите и птиците, са включени в групата на архозаврите. Между другото, те се опитаха да отглеждат кътници при пилета и успешно, когато гените, отговорни за развитието на зъбите при мишки, бяха въведени в генома на пилето чрез генно инженерство. Но зъбите на ембриона, които Харис изследва, се появиха без никаква външна намеса. Тъканите на „зъбите“ са възникнали благодарение на чисто пилешки гени. Това означава, че тези гени, които не са се появили във фенотипа, са спяли някъде в дълбините на генома и само една фатална мутация ги е събудила. За да потвърди предположението си, Харис провежда експеримент с вече излюпени пилета. Той ги заразява с генетично модифициран вирус, който имитира молекулярните сигнали, които възникват при мутация на талпид 2. Експериментът дава резултати: на човката на пилетата се появяват за кратко зъби, които след това изчезват безследно в тъканта на пилетата. клюн. Работата на Харис може да се счита за доказателство за факта, че атавистични черти са резултат от нарушения в развитието на ембриона, които събуждат дълго мълчаливи гени, и най-важното е, че гените за отдавна изгубени черти могат да продължат да бъдат в генома почти 100 милиона години след като еволюцията е унищожила тези черти. Защо това се случва не е точно известно. Според една хипотеза "безшумните" гени може да не са напълно безшумни. Гените имат свойството на плейотропност - това е способността едновременно да влияят не на една, а на няколко фенотипни черти. В този случай една от функциите може да бъде блокирана от друг ген, докато останалите остават напълно „работещи“.

Боа и питоните имат така наречените анални шпори - единични нокти, които са остатък от задните крака. Известни са случаи на поява на атавистични крайници при змии.

Странна жизненост

Почти случайно научихме за зъбите пилета и направихме откритието - всичко това се дължи на факта, че, както вече споменахме, мутацията убива ембриона още преди да се роди. Но е ясно, че мутациите или други промени, които оживяват древните гени, може да не са толкова фатални. Иначе как да си обясня много по-известните случаи на атавизми, открити при доста жизнеспособни същества? Съвсем съвместими с живота са такива атавизми, наблюдавани при хората, като многопръсти (полидактилия) на ръцете и краката и многозърна, които се срещат и при висшите примати. Полидактилията е характерна за коне, които при нормално развитие ходят на един пръст, чийто нокът се е превърнал в копито. Но за древните предци на коня многопръстите са били норма.

Има изолирани случаи, когато атавизмът е довел до голям еволюционен обрат в живота на организмите. Кърлежите от семейство Crotonidae атавистично се връщат към половото размножаване, докато техните предци се размножават чрез партеногенеза. Нещо подобно се случи с косматия ястреб (Hieracium pilosella), тревисто растение от семейство Сложноцветни. Не всички, които в зоологията се наричат ​​четириноги (тетраподи), всъщност са четириноги. Например змиите и китоподобните произлизат от земните предци и също са включени в суперкласа тетраподи. Змиите са загубили напълно крайниците си, при китоподобните предните крайници са се превърнали в перки, а задните крайници практически са изчезнали. Но появата на атавистични крайници се забелязва както при змии, така и при китоподобни. Има случаи, когато двойка задни перки е открита в делфини, а четириногите, сякаш са възстановени.

Остатъчните тазови кости на някои китоподобни отдавна са загубили първоначалната си функция, но тяхната безполезност е поставена под въпрос. Този рудимент не само напомня, че китовете са еволюирали от тетраподи, но също така играе важна роля в процеса на размножаване.

Повече кости - повече потомство

Нещо друго обаче ни напомня за тетраподита при китовете и тук преминаваме към областта на рудиментите. Факт е, че при някои видове китоподобни са запазени рудименти на тазовите кости. Тези кости вече не са свързани с гръбначния стълб, а следователно и със скелета като цяло. Но какво накара природата да запази информация за тях в генния код и да я предаде на наследствеността? Това е основната загадка на цялото явление, наречено рудиментация. Според съвременните научни представи не винаги е възможно да се говори за рудиментите като за излишни или безполезни органи и структури. Най-вероятно една от причините за тяхното запазване е именно в това, че еволюцията е намерила нова, нехарактерна досега употреба на рудиментите. През 2014 г. американски изследователи от Университета на Южна Каролина публикуваха интересна статия в списание Evolution. Учените изследвали размера на тазовите кости на китовете и стигнали до заключението, че тези размери корелират с размера на пениса, а мускулите на пениса са прикрепени само към рудиментарните тазови кости. По този начин размерът на пениса на кита зависи от размера на костта, а големият пенис предопределя успеха при размножаването.

Същото е и с човешката опашна кост, която беше спомената в началото на статията. Въпреки рудиментарния си произход, тази част на гръбначния стълб има много функции. По-специално, мускулите, участващи в управлението на пикочно-половата система, както и част от сноповете на gluteus maximus, са прикрепени към него.

Апендиксът е апендикс на цекума, който понякога причинява много проблеми на човек, като се възпалява и причинява необходимост от хирургическа интервенция. При тревопасните животни той е със значителни размери и е „предназначен“ да служи като своеобразен биореактор за ферментация на целулоза, която е структурният материал на растителните клетки, но се усвоява слабо. В човешкото тяло апендиксът няма такава функция, но има друга. Чревният придатък е своеобразен разсадник за E. coli, където оригиналната флора на цекума се запазва непокътната и се размножава. Отстраняването на апендикса води до влошаване на състоянието на микрофлората, за възстановяването на която е необходимо да се използват лекарства. Той също така играе роля в имунната система на тялото.

Много по-трудно е да се види ползата от такива рудименти, като например ушни мускули или мъдреци. Или очите на бенките - тези органи на зрението са рудиментарни и не виждат нищо, но могат да станат „порти“ на инфекцията. Въпреки това очевидно не си струва да бързате да обявявате нещо в природата за излишно.

Според теорията на еволюцията хората са еволюирали от маймуни. В продължение на милиони години, поради този процес, външният вид, характерът, умствените способности на Homo Sapiens се променят, отдалечавайки го от неговите предци. Ерата на технологичния прогрес изведе човешкия вид до най-високата степен на еволюционно развитие. Наличието на общи предци с животинския свят е сега представени под формата на рудименти, примери за които ще бъдат разгледани в този материал.

Във връзка с

Характеристика

Остатъчни органи- определени части на тялото, загубили първоначалното си значение в хода на еволюционното развитие. Преди това те изпълняваха водещите функции на тялото, сега носят второстепенни. Те се полагат в началния етап на ембрионалното формиране, не се развиват напълно. Рудиментите се запазват през целия живот на индивида. Функцията, която са изпълнявали по време на стандартното развитие, е значително отслабена при техните предци, загубена. Съвременният свят не може напълно да обясни същността на наличието на такива недоразвити органи във физиологичната структура.

Остатъчните органи са основният пример за доказателство за еволюцията от Чарлз Дарвин, който прекара много години в наблюдение на животинския свят, преди да стигне до революционно заключение.

Такива части на тялото са директно потвърждават семейните връзкимежду изчезнали и съвременни представители на планетата, помагайки да се установи пътя на историческото развитие на организмите. Естественият подбор, който служи като основа, премахва ненужните характеристики, подобрявайки други.

Примери за рудиментисред животинския свят:

• фибула на птиците;
• наличието на очи при подземни бозайници;
• остатъчни тазобедрени кости, частична линия на косата на китоподобните.

Зачатъци на човека

ДА СЕ зачатъци на човекавключват следното:

• опашна кост;
• мъдреци;
• пирамидален мускул на корема;
• апендикс;
• ушни мускули;
• епикантус;
• мигащ стомах.

Важно!Примери за рудименти при различни хора са често срещани. Няколко племена и раси имат подобни органи, характерни само за техния вид. Всеки пример за рудименти при хората може да бъде идентифициран и описан подробно, за да се внесе яснота в разглежданата тема.

Видове основни рудименти

Опашна костпредставлява долната част на гръбначния стълб, включваща няколко слети прешлена. Функцията на предната част на органа служи за закрепване на връзки и мускули.

Благодарение на него има правилно, равномерно натоварване на таза. Опашната кост е пример за рудиментарна опашка в съвременния човек, която е служила като център на равновесие.

Мъдреци -това са най-закъснелите и упорити костни образувания на устната кухина. Първоначалната функция беше спомагателен процес на дъвчене на твърда, твърда храна.

Съвременната храна на хората включва повече термично обработени продукти, поради което в хода на еволюцията органът атрофира. Разположени последни поред, зъбите на мъдростта често излизат при хора в съзнателна възраст. Често срещано явление е липсата на "осмици", частично изригване.

вентрикула на Морган- сдвоени сакуларни вдлъбнатини, разположени в дясната и лявата част на ларинкса. Органите помагат за създаването на резонансен глас. Очевидно те са помогнали на предците си да възпроизвеждат определени звуци, да предпазват ларинкса.

Приложение- червеобразен придатък на цекума. Помогна на далечни предци да усвоят грубата храна. Понастоящем функциите му са намалели, но е запазена важна роля, която се състои в концентриране на фокуса на образуването на полезни микроорганизми. Наличието на този орган при хората има значително отрицателно качество - възможността за възпаление. В този случай тя трябва да бъде отстранена хирургично. Микрофлората след операцията почти не се възстановява, инфекциозните заболявания зачестяват.

ушни мускулисъщо принадлежат към рудиментарните характеристики около човешкото ухо. Древните предци са имали способността да движат ушите си, подобрявайки слуха, необходимо за избягване на срещи с хищници.

Внимание!Силно не се препоръчва умишлено да се отървете от някои от изброените органи, тъй като те все още изпълняват второстепенни функции.

Остатъчни органи на определени раси

Epicanthus - рудиментарен вертикално разширениегорната гънка на окото. Точните причини и функционалните характеристики на този орган не са напълно известни. Има предположения, че кожната гънка предпазва очите от атмосферните влияния. Характерно за бушмените.

Пирамидният мускул на корема продължава списъка на рудиментарните органи, представляващи триъгълната форма на мускулната тъкан. Основната функция е да разтегне бялата линия на корема.

стеатопигия - натрупване на мазнинив горните части на дупето. Има резервна роля, като гърбица на камила. Характерно е за някои африкански племена, въпреки че това е рудимент или патология, която не е напълно изяснена.

Човешки атавизми и разлики от рудименти

Има особени външни признаци на връзката на човешкия вид с животинския свят. Атавизмът е знак, който присъстваше сред предците,но не присъства в сегашния си вид.

Тези, които го кодират, упорстват, продължавайки да предават свойствата му на следващото поколение. Те могат да бъдат наречени "спящи", те се събуждат само при раждането на индивид с атавистична черта. Това се случва при загуба на генетичен контрол или при външна стимулация.

Основната разлика между атавизмае проява на признаци при единични индивиди. Човешкият индивид по време на ембрионалното развитие частично преминава пътя на далечните предци. Ембрионите в определени седмици имат хриле и израстъци под формата на опашка. Ако тези признаци се задържат по време на раждане при дете, тогава те представляват атавизъм.

Атавизми и рудименти служат като доказателствотеория на еволюцията, но ако първите характеристики на функцията липсват, то вторите носят определена полезна стойност. Някои видове това явление могат да донесат заплаха за здравето или да нарушат някои жизнени процеси. Някои все още мислят по темата: нормата ли е апендикса под формата на рудиментарен орган или атавизъм.

Внимание!Много атавистични признаци се отстраняват лесно хирургично, което улеснява живота на потребителя.

Примери за атавизми

Много хора все още бъркат атавизмите и рудиментите, препращайки един към друг. Първите имат два вида знаци:

• физиологичен;
• рефлекс.

Примерите за човешки атавизъм трябва да бъдат внимателно проучени, за да стане разликата по-ясна.

Ако хората нямат външни признаци на едни или други, това не означава, че гените за признаците отсъстват, като имат способността да се проявяват в бъдеще.

Атавизмите са изключително редки сред населението и се появяват само в случаите, когато древните гени на предците неочаквано се появяват при хората.

Ето най-често срещаните и очевидни видове човешки атавизъм, които съставляват следния списък:

• прекомерна окосмяване;
• стърчаща опашка;
• цепнатина на устната;
• полинипиларност при хора;
• втори ред зъби;
• хълцане
• хващателен рефлекс при новородени.

Тези характеристики изясняват спора на мнозина за това дали мъдреците, скрити или изникнали, са остатък или атавизъм. Те са характерни за много видове, но не всички излизат. Ако зъбите на мъдростта или други рудиментарни части на тялото бяха открити само в единични екземпляри, тогава би било възможно отнасят ги към атавизъм.

Изучаваме какви са зачатъците, примери

12 рудимента при хората

Изход

Homo Sapiens е сложен организъм с разнообразна система от жизнена дейност, която се променя милиони години еволюция. Всеки има примери за техния тип. Основната разлика между атавизма и рудиментарните части на тялото е, че само няколко ги притежават и човек лесно може да живее без тях.