Rudimentäre Organe und Atavismen beim Menschen. Evolutionsspuren am menschlichen Körper Kaudaler Anhang beim Menschen

Atavismus und Rudiment. Warum Angst haben?

Wenn man von der Gefahr für das menschliche Leben spricht, ist es natürlich angemessener, den Begriff Atavismus zu verwenden. Im Gegensatz zu einem Rudiment sind dies Anomalien der menschlichen Entwicklung, von denen einige (aber nicht alle) unter bestimmten Bedingungen zu einer nosologischen Form, dh einer Krankheit, werden können.

Dazu gehören durchgehende Körperbehaarung, zusätzliche Brustdrüsenpaare, Nichtverschluss der Vorhofscheidewand des Herzens, Kiemensäcke, Schlitze (vor dem Hintergrund eines unterentwickelten Hörapparates).

Die Schwanzwirbel (Steißbein), Ohrmuskeln, blinkende Kehlkopfkammern, Weisheitszähne, Pyramidenmuskel, Blinddarmfortsatz (Anhang), Epikanthus (drittes Augenlid) können als Überbleibsel bezeichnet werden.

evolutionäre Fehler. Was ist der Grund?

Trotz der ziemlich offensichtlichen Unterschiede zwischen diesen beiden Gruppen von Merkmalen haben sie eine gemeinsame genetische Essenz, eine gemeinsame evolutionäre Basis: Organe (Merkmale), die für den Körper unbrauchbar geworden sind, gehen nicht über Nacht verloren, sondern können Millionen von Jahren bestehen bleiben unter der Last sich anhäufender Mutationen langsam zerstört.

Selbst wenn die äußere Manifestation eines Merkmals vollständig verloren geht, können Fragmente der genetischen „Programme“, die die Entwicklung dieses Merkmals bei Vorfahren sichergestellt haben, für lange Zeit im Genom verbleiben. Eines der wichtigsten und vielleicht heikelsten Prinzipien der Genregulation ist die sogenannte posttranskriptionelle Kontrolle.

Allgemein gesprochen wird alles, was das für die Entstehung des Atavismus verantwortliche Gen in der sich entwickelnden Zelle des Embryos „angeeignet“ hat, „aufgeräumt“. Ein unnötiges Feature wird nicht generiert. Unter besonderen Umständen (Mutationen, extreme Auswirkungen auf den sich entwickelnden Embryo) können diese Genprogramme „funktionieren“. Dann bekommen wir beim Kind bestimmte Anomalien, die sich zu einer tödlichen Krankheit entwickeln können (wie im Fall einer unverschlossenen Vorhoföffnung, eines ovalen Fensters).

Die Rudimente sind in ihrer genetischen Essenz praktisch „unbesiegbar“. Dadurch können sie in einem Großteil der erwachsenen Bevölkerung gefunden werden (z. B. Backenzähne, Steißbeinwirbel, Appendix des Blinddarms usw.). Darüber hinaus ist es wichtig zu beachten, dass diese Merkmale dem Individuum im Allgemeinen keinen signifikanten Schaden zufügen (oder vielleicht eine potenzielle Grundlage für die Entwicklung eines nützlichen Merkmals in der Zukunft darstellen). Es ist davon auszugehen, dass sie durch die Evolution so schnell nicht aus dem genetischen Code entfernt werden. Oder sie werden gar nicht entfernt.

Wer sind sie, die Rudimente?

Einer der berühmtesten Überreste ist vielleicht der Blinddarm und das damit untrennbar verbundene Konzept der Blinddarmentzündung, dh der Entzündung genau dieses Blinddarms. Interessant ist, dass in der allgemeinen chirurgischen Praxis Blinddarmoperationen zu den häufigsten gehören. Oft ist die Krankheit mit gewaltigen Komplikationen in Form von Peritonitis (Entzündung des Gewebes, das die gesamte Bauchhöhle bedeckt), Abszess (Bildung eines Abszesses in der Bauchhöhle) behaftet.

Unwillkürlich denkt man an Eugenik, die heute etwas in Vergessenheit geraten ist. Bis 2003 wurde das internationale Projekt „Human Genome“ erfolgreich abgeschlossen: 99 % des Genoms wurden mit einer Genauigkeit von 99,99 % sequenziert. Die Grundprinzipien der Bildung des genetischen Codes sind bekannt. Lohnt es sich nicht, sich ein Ziel zu setzen - eine perfektere Person ohne diesen Ansatz zu formen?

Trotz aller verfügbaren Erkenntnisse dürfte die Antwort negativ ausfallen. Der Blinddarm hat noch einige Funktionen - Aufrechterhaltung des mikrobiologischen Gleichgewichts des Darms, angemessene Verdauung, lokale Immunität aufgrund der großen Menge an lymphatischem Gewebe darin. Eines Tages, vielleicht in naher "evolutionärer" Zukunft, wird der menschliche Körper auf einen Blinddarm verzichten können, aber nicht heute.

Epikanthus

Epicanthus ist ein ebenso interessantes rudimentäres menschliches Phänomen. Dies ist die sogenannte "Mongolische Falte" - eine spezielle Falte am inneren Augenwinkel, die den Tränentuberkel mehr oder weniger bedeckt.

Es ist von besonderem Interesse im Zusammenhang mit geografischer und rassischer Bindung. So haben mehr als 60% der Asiaten Epicanthus, während die Vertreter der Negroid-Rasse die Europäer überhaupt nicht haben (fast 100 Prozent).

Dazu gibt es viele Hypothesen. Die heute wichtigste ist die sogenannte "kombiniert-adaptive Hypothese". Die Hauptfunktion der Falte ist der Schutz vor vom Schnee reflektierter Wind- und Sonnenstrahlung. Sehr oft wird sein Vorhandensein von einem abgeflachten Nasenrücken, einer erhöhten Ablagerung von Fettgewebe im Gesicht und im Bereich des oberen Augenlids begleitet.

Daher ist der Epikanthus ein nützliches Merkmal in einigen Gruppen von Menschen, während er in anderen vollständig verkümmert ist. In der klinischen Praxis wurde beobachtet, dass dieses Rudiment bei mehr als 80% der Patienten mit Down-Syndrom festgestellt wird.

Krankheit oder anomales Merkmal?

Unabhängig davon sollte beachtet werden, dass viele Anzeichen, die fälschlicherweise als Rudimente oder Atavismen erkannt werden können, Anomalien in der menschlichen Entwicklung im Allgemeinen sind. Dies sind „genetische Fehler“, die nichts mit der Arbeit der Gene zu tun haben, die für die normale Entwicklung von Organen oder Merkmalen verantwortlich sind (einschließlich unserer „evolutionären Vorfahren“).

Diese Gruppe umfasst - "Hasenlippe" (Nicht-Verschluss der Oberlippe), "Gaumenspalte" (Nicht-Verschluss des mittleren Teils des Gaumens), "Gotischer Gaumen" (hoher Gaumenbogen) und eine große Anzahl anderer Anomalien, von denen viele nosologische Formen bilden, also Krankheit.
Bis heute hat die wissenschaftliche Welt ernsthafte Erfolge in der Genetik erzielt. Wir sind in der Lage, "in vitro" zwar primitive, aber lebende Organismen zu erschaffen. Komplett erstellen. Von Grund auf neu.

So schuf das Craig Venter Institute 2010 zum ersten Mal eine künstliche Lebensform, Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0. Bedeutet das, dass wir heute bereit sind, unsere eigene „Rasse“ zu verbessern? Es ist unmöglich, eine genaue und vernünftige Antwort zu geben. Auf jeden Fall sollte man äußerst vorsichtig sein und die bereits vorhandenen Erfahrungen der Eugenik des 20. Jahrhunderts immer im Auge behalten.

Grundlagen sogenannte Organe, die keine Funktion haben oder eine Funktion haben, die von ihrer Struktur abweicht. Es wird angenommen, dass bei solchen Körpern eine Diskrepanz zwischen Struktur und Funktion festgestellt werden kann, dh dass bei diesen Körpern die strukturellen Kosten für die Funktion, die sie erfüllen, übermäßig hoch erscheinen. Funktionsverlust oder Einschränkung der Funktionsfähigkeit interpretiert innerhalb der Evolutionstheorie Verlust der Funktion im Laufe der Evolution.

Auf den ersten Blick ist klar, dass die Rudimente nicht dienen können nachweisen Entwicklung von niederen zu höheren Formen. Wie auch immer, die Rudimente zeigen Sterbeprozess diese Organe. Rudimente werden als Beweis für fortschreitende Evolution ausgeschlossen.

Aber am Ende gibt es noch ein weiteres Argument: verkümmerte Organe bezeugen und gegen Schöpfungsakt denn in einer absichtlichen und geplanten Schöpfung hätten solche Organe nicht stattfinden können. Daher betrachten wir die Frage der Rudimente ausführlicher und bieten unsere Interpretation des Phänomens des Rudimentären im Rahmen des Schöpfungsmodells an (für eine ausführlichere Diskussion dieses Themas siehe Junker, 1989).

Die meisten Rudimente haben ihre Funktionen nicht verloren

Lange Zeit galt sie als klassische Orgel, die ihre Funktion verloren hatte. Blinddarm-Anhang Person. Derzeit ist jedoch bekannt, dass der Blinddarm eine Schutzfunktion bei Allgemeinerkrankungen hat und an der Kontrolle der Bakterienflora im Caecum beteiligt ist.

Vögel, Reptilien und einige Säugetiere haben ein drittes Augenlid, ein transparentes Nickhaut. Das Auge schützend erstreckt es sich vom inneren Augenwinkel durch den gesamten Augapfel. . Beim Fliegen von Vögeln funktioniert die Nickhaut wie ein Scheibenwischer. . „rudimentäre“ Nickhaut beim Menschen (Abb. . 6.15 ) übernimmt die Aufgabe, auf den Augapfel fallende Fremdkörper aufzufangen, sie bindet sie im Augenwinkel zu einer klebrigen Masse. Von dort können sie leicht entfernt werden.

Steißbein Eine Person ist notwendig, um die Beckenmuskulatur zu stärken, die die inneren Organe des kleinen Beckens hält und dadurch einen aufrechten Gang ermöglicht. Die Beweglichkeit, der das Steißbein seinen Ursprung in der Ontogenese aus der Wirbelsäule verdankt, ist von entscheidender Bedeutung für den Geburtsvorgang.

Befestigung der Speiseröhre an der Luftröhre auch nicht sinnlos: Schleim in den Atemwegen kann durch die Speiseröhre abtransportiert werden . Darüber hinaus spart eine solche Struktur Platz und ermöglicht eine Mundatmung, was bei einer starken Erkältung äußerst bequem ist. Daher kann es aufgrund der phylogenetischen Entwicklung nicht als überflüssige Struktur angesehen werden. Alle diese Strukturen sind jedoch vom Standpunkt der konstruktiven Entwicklung durchaus erklärbar ( siehe 6.5.2).

Beispiele aus der Tierwelt

Embryonal Rudimente von Zähnen in Schnurrbart Wale, die nie zu echten Zähnen werden, spielen eine wichtige Rolle bei der Bildung von Kieferknochen. Dasselbe gilt für die Anlagen der oberen Schneidezähne von Wiederkäuern, die niemals durch den Oberkiefer durchbrechen.

Reste von Kiwiflügeln(Reis. 6.16) dienen zum Einstellen der Balance. Allerdings sind die Ansätze in diesem Fall nur ein evolutionstheoretisches Konzept, es basiert auf dem Glauben (der erst hätte bewiesen werden müssen), dass die Vorfahren der Kiwi schon einmal fliegen konnten.

Rudimentäre Becken- und Femurknochen eines Wals(Reis. 6.17) dienen als Befestigungspunkt für die Muskeln der Geschlechtsorgane und die Muskeln des Anus, und wenn sie zerstört werden, wird der Mageninhalt von Tieren unter dem Einfluss von hohem hydrostatischem Druck in großen Wassertiefen plattgedrückt. Von Funktionsverlust kann in diesem Fall also keine Rede sein, denn ohne diese Knochen könnten Wale nicht so gut in die Tiefe tauchen.

Überreste Hinterbeine in Form von Hornschilden bei Boa und Python("superrudimentary") sind sehr hilfreich beim Bewegen von Schlangen durch Äste, Äste und dienen als Hilfsorgane bei der Paarung.

Und schließlich sollte man noch einen nennen, den sogenannten "Rudiment Verhalten“: Wenn ein Rothirsch seine Artgenossen bedroht, hebt es die Oberlippe, wie es viele Tiere mit dolchförmigen Reißzähnen tun. Allerdings sind solche Zähne bei einem Rothirsch zu klein. Aber da sind Drohgebärden auch ohne deutlich sichtbar verständlich Reißzähne, dann in In diesem Fall besteht keine dringende Notwendigkeit, über das Phänomen der rudimentären zu sprechen.

Es kann argumentiert werden, dass das Phänomen des Funktionsverlustes nicht mit absoluter Sicherheit nachgewiesen werden kann. Die angeführten Argumente beruhen in der Regel auf momentaner Unkenntnis.

Einige Rudimente entstehen durch Degeneration innerhalb einer Art und innerhalb kurzer Zeit(degenerative Mikroevolution). Ein typisches Beispiel hierfür wären die „Weisheitszähne“ eines Menschen. Es kann (sowohl im Schöpfungsmodell als auch im Evolutionsmodell) davon ausgegangen werden, dass in der Vergangenheit alle 32 menschlichen Zähne regelmäßig benutzt und voll funktionsfähig belastet wurden. Dass der moderne Mensch nicht unbedingt Weisheitszähne braucht, mag an seinen veränderten Essgewohnheiten liegen. Daher schadete die verstärkte degenerative Entwicklung nicht. Und da bei der degenerativen Entwicklung keine nennenswerte Strukturveränderung eingetreten ist, kann von Evolution im Sinne der Evolutionslehre keine Rede sein. Eine solche degenerative Entwicklung ist nur für kurze Zeit möglich, sie erfordert weder Millionen noch Hunderttausende von Jahren. Dies ist gleichbedeutend damit, „Evolution“ als eine größere Veranlagung für Krankheiten oder Verschlechterung des Sehvermögens zu betrachten.

Die Atrophie der Weisheitszähne ist von Rasse zu Rasse unterschiedlich. Die mongolische Rasse ist in diesem Prozess besonders weit fortgeschritten. Gefundene menschliche Fossilien haben funktionell nutzbare Weisheitszähne.

Auch die sogenannten altbekannten „Zivilisationskrankheiten“ lassen sich unter dieser Überschrift aufführen, wie die häufig genannten Beispiele für geschwächte Zwischenwirbelknorpel, Leistenbruch, Hämorrhoiden, Krampfadern und Plattfüße. . Das hat nichts mit „Katastrophenplanung“ zu tun, wie es der Zoologe R. Riedl (1984, S. 192) kürzlich formulierte, sondern nur mit „unsachgemäßer Nutzung“. Wird das technische Gerät unsachgemäß verwendet, so sind die daraus resultierenden Ausfälle nicht durch Konstruktionsfehler zu erklären. Ein Mensch ist mehr als ein Gerät, aber sein körperliches Wohlbefinden hängt auch von seinem Lebensstil ab.

Eine einfache mikroevolutionäre Degeneration könnte die Entwicklung von Flügelresten bei Laufkäfern oder Insekten erklären, die auf Inseln leben, die starken Winden ausgesetzt sind (siehe Abb. Abschnitt 3.3.3). Auch rudimentäre Staubblätter, die zum Beispiel bei Norichnikova gefunden wurden, könnten hier einbezogen werden. (Scrophulariaceae).

Viele Ansätze im Verhalten können durch Mikroevolution erklärt werden. Beispielsweise wird das Drehen von Hunden vor dem Einschlafen als Überbleibsel eines ehemals sinnvollen Verhaltens angesehen, um persönlich festzustellen, ob eine Bedrohung vorliegt.

Ähnlichkeitsargument als wahres Argument

Der vorherige Abschnitt konnte beispielsweise nicht rudimentäre Becken- und Oberschenkelknochen von Walen ( Reis. 6.17]. Sie sind. verglichen mit den endgültig entwickelten homologen Teilen des Skeletts von Landtieren erfüllen sie nur einige Funktionen. Ein partieller Funktionsverlust (nach Fortbewegung) wird durch eine spezielle Anpassung an eine für Säugetiere atypische Fortbewegungsweise kompensiert, die im Laufe der Mikroevolution nicht erworben werden kann.

Dieses Beispiel bietet eine gute Gelegenheit, Argumentationsansätze bei dem Versuch, verkümmerte Organe im Rahmen des Evolutionsmodells und des Schöpfungsmodells zu erklären, zu vergleichen. .

Streit nach innen evolutionäres Modell: Restliche Becken- und Oberschenkelknochen von Walen haben eine Funktion, aber diese Funktion ist nicht erforderlich Ähnlichkeit dieser Strukturen mit den entsprechenden (homologen) Knochen von Landsäugetieren . Die oben beschriebene Funktion kann auch von nicht-homologen Strukturen erfüllt werden. Somit weist diese Ähnlichkeit auf generische Beziehungen hin. Somit ist das wahre Argument für generische Beziehungen in diesem Fall das Vorhandensein von Ähnlichkeit .

Im Rahmen des Modells Schaffung Argumente können daraus abgeleitet werden Abschnitt 6. 1 (eine Variante eines allgemeinen Schöpfungsplans für viele verschiedene Organismen). Ein Programmierer, dem die Aufgabe übertragen wird, viele ähnliche Programme zu erstellen, beginnt nicht jedes Mal von vorne, sondern verwendet jedes Mal das "nicht spezialisierte" Programm, das am Anfang erstellt wurde, und nimmt unnötige Änderungen vor.

Multifunktionalität rudimentärer Organe

Die Aussage über den Funktionsverlust oder die Diskrepanz zwischen Struktur und Funktion ist ein vorschneller Schritt und nur möglich, wenn die Zusammenhänge nicht bekannt sind und während der gesamten Ontogenese berücksichtigt werden. Besonders aufschlussreich sind die Ergebnisse der Untersuchung der individuellen menschlichen Entwicklung ( Abschnitt 6.5.2). Dass dies kein Ausnahmefall ist, zeigt folgendes Beispiel.

Viele Höhlenfisch atrophierte Augen haben. Über den Höhlenbewohner Astyanax mexicanus es ist auch bekannt, dass sich sein Sehapparat zunächst normal formt. Im weiteren Verlauf der individuellen Entwicklung kommt es dann zu einer Rückentwicklung (Atrophie) bereits bestehender individueller Strukturen. . Diese bemerkenswerte Tatsache ist jedoch verständlich, da der Augenapparat für die Bildung des Kopfes von physiologischer Bedeutung ist. Das Auge ist also bei diesen Höhlentieren in seiner Funktion des Wahrnehmungsapparates offenbar sehr eingeschränkt, erfüllt aber andererseits auch eine formbildende Funktion in den frühen Entwicklungsstadien. Daher ist eine Reduktion erst ab dem Moment möglich, in dem die formative Funktion nicht verletzt wird.

Dieses Beispiel, dem viele weitere ähnliche hinzugefügt werden könnten, zeigt, dass das Verhältnis der Teile während der Ontogenese berücksichtigt werden sollte, wenn man versucht, das Phänomen der Rudimente zu interpretieren, da einige Strukturen des Körpers im Prozess der Ontogenese bestimmte Funktionen haben ( zum Beispiel während der Bildung eines Embryos), die im endgültig gebildeten Organ unmöglich zu beobachten sind.

Die gleiche Struktur kann somit gleichzeitig verschiedene Aufgaben erfüllen. Dies kann als Beleg für ein allgemeines Ordnungsprinzip (wohl das „Schöpfungsprinzip“) gewertet werden: Organe erfüllen im Laufe der individuellen Entwicklung meist viele Funktionen gleichzeitig oder nacheinander. Erst in dem eben beschriebenen Fall wurde das Prinzip entdeckt, dass ein bestimmtes Organ (das Auge) unter bestimmten Umweltbedingungen zu einem Überbleibsel einer seiner Funktionen werden kann.

BEIM Evolutionäres Modell solche Phänomene werden als "Entwicklung auf Umwegen" oder "Rekapitulationsentwicklung" interpretiert. Wenn, wie wiederholt gezeigt wurde, bei solchen "Umwegen" ein dringendes physiologisches Bedürfnis besteht, dann ist diese Deutung zumindest nicht überzeugend. Auf der Grundlage solcher Daten sind einige Biologen zu dem Schluss gekommen, dass das Phänomen der „Umwegsentwicklung“ als Beweis dafür zu werten ist, dass sich auf diesem Weg der physiologische Selektionsdruck in der Entwicklung von Organismen konzentriert. Einige Forscher halten es daher für durchaus möglich, dass es für bestimmte physiologische Entwicklungsprobleme nur einen Weg der formalen Lösung gibt, nämlich dass die scheinbaren Nebenwege der Entwicklung tatsächlich "Abkürzungen zum Erfolg" sind.

Atavismen

Strukturen, die zufällig Umstände gebildet bei getrennte Individuen der gleichen Art und die an vermeintlich frühere phylogenetische Entwicklungsstufen erinnern sollen, genannt werden Atavismen(lat. Atavus- Urahn). In diesen Fällen spricht man von einer Krise in den zuvor durchlaufenen historischen und angestammten Stadien. Als Beispiele für Atavismen beim Menschen werden Fisteln im Hals, zu ausgeprägter Haaransatz, Pferdeschwänze und Mehrwarzen genannt. .

Wie "Rudimente" sind Atavismen kein Beweis für fortschreitende Evolution. Darüber hinaus ist klar, dass die reduzierbar Argumentation das Erscheinungsbild von Atavismen ist unterschiedlich Inkonsistenz. Deformationen (Missbildungen) werden nur dann als Hinweise auf eine mutmaßliche Phylogenese gewertet (also als Atavismen interpretiert), wenn sie eine Ähnlichkeit mit den mutmaßlichen Vorfahren der betroffenen Organismen aufweisen . Um konsequent zu sein, müssten alle Deformationsphänomene historisch interpretiert werden, zum Beispiel verzweigte Rippen und eine Lippenspalte, und das Phänomen der Sechsfingerigkeit und die Bildung von zwei Köpfen: und das Auftreten eines fünften Beins .

Das bedeutet, dass auch solche Deformationen als Beweise für frühere Stadien der phylogenetischen Entwicklung angesehen werden sollten, die nicht sicher sind. Aber auch das Gegenteil ist nicht akzeptabel: diesen oder jenen Entwicklungsfehler nur dann zu interpretieren, wenn er in den Rahmen eines vorgefertigten Konzepts passt. Daher können Atavismen nicht als Beweis für die Phylogenie von Organismen angesehen werden. Die Tatsache, dass einige (aber nur einige) Deformationen aufgrund der zahlreichen Manifestationen äußerer Ähnlichkeit anderen Organismen (vermutlich den Vorfahren der betreffenden Organismen) ähneln, ist nichts Unerwartetes und verdient keine besondere Aufmerksamkeit. (Atavismen sind oft „Grenzfälle der Normmanifestation“, vgl. Abschnitt 6.5.2.)

Ein Beispiel für Atavismus bei Tieren sind die zusätzlichen Zehen bei Pferden ( Reis. 6.18). In diesem Fall wurde wahrscheinlich aufgrund eines fehlerhaften Steuersignals die einzige Beinstruktur unter normalen Bedingungen zweimal gebildet (ohne sichtbaren Nutzen). Bei Pferden sind übrigens nur Drei- und Vierfingerformen bekannt, darunter keine Zweifinger (wie bei uns).

Wie irrig eine atavistische Deutung bei konsequenter Anwendung sein kann, zeigt folgendes Beispiel: Vierflügelige Fruchtfliegen werden als Beweis für zweiflügelige Insekten gewertet (Deptera) stammen von den Vierflügeln ab. Die Entstehung von vier Flügeln wird als Atavismus angesehen. Aber es gibt auch mutierte Fruchtfliegen mit vier schwingenden Halftern und ganz ohne Flügel – ein absurdes „Konstrukt“, das als stammesgeschichtlicher Vorfahr absolut ungeeignet ist.

Bei dem Versuch, das Deformationsphänomen als Atavismus zu erklären, gilt dasselbe wie für die Rudimente: Alle Deutungsversuche sind vorschnell, bis die zugrundeliegenden genetischen und physiologischen Entwicklungssituationen und die funktionelle Bedeutung im Wachstumsprozess aufgedeckt sind. Daher haben wir spekulative Interpretationen anomaler Strukturformationen aufgegeben.

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Reis. 6.15. Die Nickhaut ist ein "Rudiment" einer Person.

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Reis. 6.16. Kiwi, ein flugunfähiger Vogel, der in der australischen Region lebt. Die Lebensweise einer Kiwi entspricht der eines kleinen Säugetiers. Flugunfähige Vogelarten sind vor allem auf den Inseln weit verbreitet, da dort nur sehr wenige natürliche Feinde leben. (Museum Schloss Rosenstein, Stuttgart.)

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Reis. 6.17. Foto oben: Rudimentäre Beckenknochen von Pottwalen, Seiwalen, Finnwalen (von oben nach unten). Finnwale haben auch femorale Rudimente. Das untere Bild zeigt die Lage des Beckenrudiments im Abdomen von Seiwalen. Walforscher Arvey glaubt, dass die Beckenrudimente von Walen nicht als homolog zu den entsprechenden Beckenknochen von Landsäugetieren bezeichnet werden können. Er nennt diese Knochen Magenknochen. (Museum Schloss Rosenstein, Stuttgart.)

Genotyp und Phänotyp, ihre Variabilität

Genotyp ist die Gesamtheit aller Gene eines Organismus, die seine erbliche Grundlage bilden.

Phänotyp - die Gesamtheit aller Zeichen und Eigenschaften des Organismus, die sich im Prozess der individuellen Entwicklung unter gegebenen Bedingungen zeigen und das Ergebnis der Wechselwirkung des Genotyps mit einem Komplex von Faktoren der inneren und äußeren Umgebung sind.

Jede Art hat ihren eigenen einzigartigen Phänotyp. Es wird gemäß den in den Genen eingebetteten Erbinformationen gebildet. Abhängig von Veränderungen in der äußeren Umgebung variiert der Zustand der Zeichen jedoch von Organismus zu Organismus, was zu individuellen Unterschieden führt - Variabilität.

Aufgrund der Variabilität der Organismen entsteht eine genetische Formenvielfalt. Es gibt Modifikationsvariabilität oder phänotypische und genetische oder mutationsbedingte.

Die Modifikationsvariabilität verursacht keine Änderungen des Genotyps, sie ist mit der Reaktion eines bestimmten, ein und desselben Genotyps auf eine Änderung der äußeren Umgebung verbunden: Unter optimalen Bedingungen werden die maximalen Möglichkeiten, die einem bestimmten Genotyp innewohnen, offenbart. Die Modifikationsvariabilität äußert sich in quantitativen und qualitativen Abweichungen von der ursprünglichen Norm, die nicht vererbt werden, sondern nur adaptiver Natur sind, beispielsweise eine erhöhte Pigmentierung der menschlichen Haut unter dem Einfluss von UV-Strahlen oder die Entwicklung des Muskelsystems unter dem Einfluss von körperliche Übungen usw.

Der Variationsgrad eines Merkmals in einem Organismus, dh die Grenzen der Modifikationsvariabilität, wird als Reaktionsnorm bezeichnet. Der Phänotyp entsteht also als Ergebnis des Zusammenspiels von Genotyp und Umweltfaktoren.Phänotypische Merkmale werden nicht von den Eltern auf die Nachkommen übertragen, es wird nur die Reaktionsnorm vererbt, dh die Art der Reaktion auf Änderungen der Umweltbedingungen .

Genetische Variabilität ist kombinativ und mutationsbedingt.

Kombinative Variabilität entsteht durch den Austausch homologer Regionen homologer Chromosomen während der Meiose, was zur Bildung neuer Genassoziationen im Genotyp führt. Entsteht als Ergebnis von drei Prozessen: 1) unabhängige Divergenz von Chromosomen im Prozess der Meiose; 2) ihre zufällige Verbindung während der Befruchtung; 3) Austausch von Abschnitten homologer Chromosomen oder Konjugation. .

Mutationsvariabilität (Mutationen). Mutationen werden als krampfhafte und stabile Veränderungen in den Erbeinheiten bezeichnet - Gene, die Veränderungen in den Erbmerkmalen mit sich bringen. Sie verursachen notwendigerweise Veränderungen im Genotyp, die an die Nachkommen vererbt werden und nicht mit der Kreuzung und Rekombination von Genen verbunden sind.

Es gibt Chromosomen- und Genmutationen. Chromosomenmutationen sind mit Veränderungen in der Struktur der Chromosomen verbunden. Dies kann eine Veränderung der Chromosomenzahl sein, die ein Vielfaches oder kein Vielfaches des haploiden Satzes ist (bei Pflanzen - Polyploidie, beim Menschen - Heteroploidie). Ein Beispiel für Heteroploidie beim Menschen kann das Down-Syndrom (ein zusätzliches Chromosom und 47 Chromosomen im Karyotyp), das Shereshevsky-Turner-Syndrom (ein X-Chromosom fehlt, 45) sein. Solche Abweichungen im menschlichen Karyotyp gehen mit einer Gesundheitsstörung, einer Verletzung der Psyche und des Körpers, einer Abnahme der Vitalität usw. einher.

Genmutationen - beeinflussen die Struktur des Gens selbst und führen zu einer Veränderung der Eigenschaften des Körpers (Hämophilie, Farbenblindheit, Albinismus usw.). Genmutationen treten sowohl in somatischen als auch in Keimzellen auf.

Mutationen, die in Keimzellen auftreten, werden vererbt. Sie werden generative Mutationen genannt. Veränderungen in somatischen Zellen verursachen somatische Mutationen, die sich auf den Teil des Körpers ausbreiten, der sich aus der veränderten Zelle entwickelt. Für Arten, die sich sexuell vermehren, sind sie nicht essentiell, für die vegetative Vermehrung von Pflanzen sind sie wichtig.

Genetische Heterogenität der Bevölkerung. SS. Chetverikov (1926) betrachtete auf der Grundlage der Hardy-Formel (siehe Abschnitte 3.3 und 8.4) die reale Situation in der Natur. Mutationen treten normalerweise auf und verbleiben in einem rezessiven Zustand und stören das allgemeine Erscheinungsbild der Population nicht; die Bevölkerung sei mit Mutationen übersättigt, "wie ein Schwamm mit Wasser".

Die genetische Heterogenität natürlicher Populationen, wie zahlreiche Experimente zeigen, ist ihr Hauptmerkmal. Sie wird durch Mutationen, den Prozess der Rekombination, aufrechterhalten (nur bei Formen mit asexueller Fortpflanzung hängt alle erbliche Variabilität von Mutationen ab). Die Kombinatorik erblicher Merkmale, die während der sexuellen Fortpflanzung auftritt, bietet unbegrenzte Möglichkeiten zur Schaffung genetischer Vielfalt in einer Population. Berechnungen zeigen, dass es in den Nachkommen aus der Kreuzung zweier Individuen, die sich nur in 10 Loci unterscheiden, von denen jeder durch 4 mögliche Allele repräsentiert wird, etwa 10 Milliarden Individuen mit unterschiedlichen Genotypen geben wird. Bei der Kreuzung von Individuen, die sich insgesamt um 1000 Loci unterscheiden, von denen jeder durch 10 Allele repräsentiert wird, beträgt die Anzahl der möglichen erblichen Varianten (Genotypen) in den Nachkommen 10 1000, d.h. um ein Vielfaches größer als die Zahl der uns bekannten Elektronen im Universum.

Diese Potenziale werden nie verwirklicht, nicht einmal im kleinsten Ausmaß, und sei es nur wegen der begrenzten Größe einer Bevölkerung.

Genetische Heterogenität, aufrechterhalten durch den Mutationsprozess und die Kreuzung, ermöglicht es der Population (und der Art insgesamt), nicht nur neu auftretende erbliche Veränderungen, sondern auch solche, die vor sehr langer Zeit entstanden sind und in der Population vorhanden sind, zur Anpassung zu nutzen latente Form. In diesem Sinne gewährleistet die Heterogenität der Populationen die Existenz einer Mobilisierungsreserve erblicher Variabilität (S. M. Gershenzon, I. I. Shmalgauzen).

Die genetische Einheit einer Population. Eine der wichtigsten Schlussfolgerungen der Populationsgenetik ist die Position der genetischen Einheit einer Population: Trotz der Heterogenität ihrer konstituierenden Individuen (und vielleicht gerade wegen dieser Heterogenität) ist jede Population ein komplexes genetisches System in dynamischem Gleichgewicht. Eine Population ist das kleinste genetische System, das über eine unbegrenzte Anzahl von Generationen fortbestehen kann. Wenn Individuen innerhalb einer Population gekreuzt werden, treten viele Mutationen bei den Nachkommen auf, einschließlich solcher, die normalerweise die Lebensfähigkeit aufgrund der Homozygotisierung von Individuen verringern. Nur in einer echten natürlichen Population mit einer ausreichenden Anzahl genetisch vielfältiger Paarungspartner ist es möglich, die genetische Vielfalt des Gesamtsystems auf dem erforderlichen Niveau zu halten. Weder eine Einzelperson noch eine einzelne Familie oder eine Gruppe von Familien (dem) besitzen dieses Eigentum.

Die wichtigsten genetischen Merkmale einer Population sind also die konstante erbliche Heterogenität, die interne genetische Einheit und das dynamische Gleichgewicht der einzelnen Genotypen (Allele). Diese Merkmale bestimmen die Organisation der Population als elementare evolutionäre Einheit.

Ökologische Einheit der Bevölkerung. Ein Merkmal der Bevölkerung ist die Bildung einer eigenen ökologischen Nische. Normalerweise wurde das Konzept einer ökologischen Nische als multidimensionaler Raum, der von jeder Art im biologischen und physikalischen Raum-Zeit-Kontinuum (J. Hutchinson) gebildet wird, nur für die Art verwendet. Da es jedoch innerhalb einer Art keine zwei Populationen geben kann, die in allen ihren Merkmalen identisch sind, ist die Erkenntnis erforderlich, dass jede Population ihre eigene ökologische Charakteristik nur für sich selbst haben muss, d.h. einen bestimmten Platz im ökologischen Hyperraum einnehmen muss

Mechanismen der Interspezies-Isolation

Das Konzept einer biologischen Art impliziert die Existenz einer interspezifischen reproduktiven Isolation, dh einer solchen Isolation, die die Vermischung von Individuen verschiedener Arten verhindert. Die reproduktive Isolation sichert nicht nur die Koexistenz vieler eng verwandter Arten, sondern auch deren evolutionäre Unabhängigkeit.

Unterscheiden Sie zwischen primärer und sekundärer Isolierung. Die primäre Isolation erfolgt ohne Beteiligung der natürlichen Selektion; Diese Form der Isolation ist zufällig und unvorhersehbar. Sekundäre Isolation entsteht unter dem Einfluss eines Komplexes elementarer Evolutionsfaktoren; Diese Form der Isolation tritt natürlich auf und ist vorhersehbar.

Die einfachste Form der Interspezies-Isolation ist räumlich , oder geographisch Isolierung. Arten können sich nicht kreuzen, da Populationen verschiedener Arten räumlich voneinander isoliert sind. Je nach Grad der räumlichen Isolation werden allopatrische, benachbart-sympatrische und biotisch-sympatrische Populationen unterschieden.

Geografische Gebiete allopatrische Populationenüberhaupt nicht überlappen (Beispiele: Bison und Bison, Schakal und Kojote). Geografische Gebiete benachbarte sympatrische Populationen berühren; ein solches Maß an räumlicher Isolation ist charakteristisch für stellvertretende (Ersatz-) Arten (Beispiele: weißer Hase und Feldhase). Geografische Gebiete biotisch-sympatrische Populationen mehr oder weniger stark überlappen (Beispiele für die Region Brjansk: die Koexistenz von vier Froscharten, fünf Lerchenarten, drei Schwalbenarten, neun Meisenarten, sechs Ammernarten, sechs Grasmückenarten, fünf Vogelarten Drosseln, vier Grasmückenarten, fünf Mäusearten, sechs Wühlmausarten).

Biotisch-sympatrische Populationen können sich miteinander kreuzen, um interspezifische Hybriden zu bilden. Aber durch die ständige Bildung von Hybriden und deren Rückkreuzungen mit Elternformen müssen reine Arten früher oder später ganz verschwinden. In Wirklichkeit geschieht dies jedoch nicht, was auf die Existenz verschiedener Mechanismen hinweist, die die interspezifische Hybridisierung unter natürlichen Bedingungen wirksam verhindern, die unter Beteiligung bestimmter Formen der natürlichen Selektion, bekannt als "Wallace-Prozesse", entstanden sind. (Deshalb sind ökologisch-geografische Kreuzungen zwischen Arten, die sich unter natürlichen Bedingungen nicht berühren, am erfolgreichsten.)

Üblicherweise werden drei Gruppen von isolierenden Mechanismen unterschieden: präkopulatorisch, präzygotisch und postzygotisch. Gleichzeitig werden präzygotische und postzygotische Isolationsmechanismen häufig unter dem allgemeinen Namen "postkopulatorische Mechanismen" zusammengefasst.

Betrachten wir die Hauptmechanismen der interspezifischen reproduktiven Isolation, die die evolutionäre Unabhängigkeit verschiedener Arten gewährleisten: SONDERN und BEIM.

ich. Präkopulatorische Mechanismen - Kopulation verhindern (Paarung bei Tieren oder Bestäubung bei Pflanzen). Dabei werden weder väterliche noch mütterliche Gameten (und entsprechende Gene) eliminiert.

Präkopulatorische Isolation kann sein primär(zufällig) bzw zweitrangig(gebildet unter dem Einfluss der natürlichen Selektion zugunsten der höchsten Fruchtbarkeit und des Überlebens). Präkopulatorische Mechanismen umfassen die folgenden Formen der Interspezies-Isolation:

1. Räumliche geografische Isolation. Arten SONDERN und BEIM sind vollständig allopatrisch, was bedeutet, dass sich ihre geografischen Verbreitungsgebiete nicht überschneiden. (Diese Form der Abschottung ist für das Territorium des Gebiets Brjansk mangels unüberwindbarer räumlicher Barrieren (Gebirgszüge, Wüsten usw.) irrelevant.)

2. Räumlich-biotopische Isolation. Arten SONDERN und BEIM sind benachbart-sympatrisch, das heißt, sie leben im selben Territorium, sind aber Teil verschiedener Biozönosen. In diesem Fall übersteigt die Entfernung zwischen Biozönosen den Radius der Fortpflanzungsaktivität (z. B. den Radius der Pollen- und Samenübertragung bei Pflanzen). Diese Form der Isolation ist beispielsweise zwischen obligaten Auen- und obligaten Waldsumpfarten möglich. Diese Barriere ist jedoch nicht unüberwindbar, da Auen-schwemmende Arten in Waldsumpf-Zenosen eindringen.

3. saisonale Isolation. Arten SONDERN und BEIM sind biotisch-sympatrisch, das heißt, sie kommen in derselben Cenose vor, vermehren (blühen) aber zu unterschiedlichen Zeiten. Eine saisonale Isolierung ist jedoch nur für Arten mit entweder sehr früher oder sehr später Fortpflanzung (Blüte) möglich. Für die meisten Arten ist die saisonale Isolation irrelevant; Einige biotisch-sympatrische Arten vermehren sich gleichzeitig, bilden aber in der Natur keine Hybriden, sondern kreuzen sich erfolgreich unter Laborbedingungen.

4. Ethologische Isolierung. Spielt bei Tieren eine wichtige Rolle; oft aufgrund von Unterschieden in den Paarungsritualen zwischen den Arten SONDERN und BEIM. Bei biotisch bestäubten Pflanzen gibt es eine Isolierung aufgrund von Unterschieden im Verhalten der bestäubenden Tiere, die die eine oder andere Art von Blüten bevorzugen; diese Form der Vereinzelung ist für die Spezialisierung der Bestäuber relevant.

5. Mechanische Isolierung. Aufgrund von Unterschieden in der Struktur der Fortpflanzungsorgane der Arten SONDERN und BEIM B. Kopulationsorgane bei Tieren oder Bestäubungseinheiten bei Pflanzen (Blüten, Blütenstände). Diese Isolationsbarriere ist nicht unüberwindbar: Beispielsweise werden die Blüten verschiedener Pflanzenarten häufig von denselben Bestäubern (z. B. Bienen) besucht, was (zumindest auf den ersten Blick) die Gleichwahrscheinlichkeit sowohl intraspezifischer als auch interspezifischer Xenogamie sicherstellt.

II. Präzygote Mechanismen - Befruchtung verhindern. Gleichzeitig passiert es Beseitigung der väterlichen Gameten(Gene), aber mütterliche Gameten (Gene) bleiben erhalten. Präzygotische Isolation kann beides sein primär, so und zweitrangig.

Bei Tieren sind präzygotische Isolationsmechanismen normalerweise mit dem Tod von väterlichen Gameten verbunden. Beispielsweise wird bei Insekten der Tod männlicher Gameten in den Genitalgängen befruchteter Weibchen aufgrund immunologischer Reaktionen beobachtet.

Zu den präzygotischen Mechanismen in Pflanzen gehören:

1. Absterben männlicher Gametophyten einer fremden Art: Nichtkeimung von Pollenkörnern auf der Narbe des Stempels, Absterben von Pollenschläuchen im Griffel oder in der Samenanlage, Absterben von Spermien in den Pollenschläuchen oder im Embryosack.

2. Nichtkonkurrenz des Pollens einer fremden Art gegenüber dem Pollen der eigenen Art, wenn sie gemeinsam auf die Narbe des Stempels fallen.

III. Postzygotische Mechanismen - die Übertragung von Genen der Elternarten auf nachfolgende Generationen durch Hybriden verhindern. Diese Form der interspezifischen Isolierung kann bei Hybriden der ersten Generation, Hybriden der zweiten Generation und bei Rückkreuzungen (Rückkreuzungen) auftreten. Die Isolation nach der Kopulation führt zum Tod der Gameten; gebildet nach dem Zufallsprinzip. Zu den häufigsten postzygotischen Mechanismen gehören die folgenden Formen:

1. Unfähigkeit oder reduzierte Fitness von Hybriden im Vergleich zu Elternarten (oder einfach Unfähigkeit).

1.1. Voll zuverfassungsrechtlich, oder morphophysiologische Behinderung. Bedeutet die absolute Unmöglichkeit der Entwicklung von Hybriden selbst unter kontrollierten Bedingungen. Verbunden mit der Unmöglichkeit einer normalen Morphogenese aufgrund der Inkompatibilität der elterlichen Genome. Umfasst den Tod von Zygoten, Embryonen, Sämlingen, jugendlichen und jungfräulichen Individuen.

1.2. Reduzierte konstitutionelle Fitness. Es äußert sich im Auftreten von Morphosen und Terat (Deformitäten), einer Abnahme des Überlebens. Eine reduzierte konstitutionelle Fitness bestimmt weitgehend alle anderen Formen der Behinderung.

1.3. Unfähigkeit, sich an abiotische (physikochemische) Lebensraumfaktoren anzupassen. Sie unterscheidet sich von der konstitutionellen Untauglichkeit dadurch, dass es möglich ist, Bedingungen zu schaffen, unter denen sich Hybriden, die nicht an die natürliche Umgebung angepasst sind, normal entwickeln. Bei Pflanzen sind die natürlichen Begrenzungsfaktoren für Hybriden beispielsweise: unzureichende Feuchtigkeit, Lichtmangel, Mangel an bestimmten Elementen der mineralischen Ernährung, Umweltbewegungen (Wind, Niederschlag), Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen, unzureichende Länge der Vegetationsperiode. In der Praxis bedeutet die Beseitigung der nachteiligen Auswirkungen physikalischer und chemischer Faktoren die Keimung von Hybridsamen auf Filterpapier in einer feuchten Kammer, die Kultivierung von Sämlingen in Torf-Humus-Töpfen in geschlossenem Boden, die frühe Herstellung von Hybriden unter kontrollierten Bedingungen ( während sie Zeit haben, sich auf die Überwinterung vorzubereiten), die erste Überwinterung in geschlossenem Boden.

1.4. Unfähigkeit, sich an die biotischen Faktoren des Lebensraums anzupassen besonders widerstandsfähig gegen Schädlinge und Krankheiten.

1.5. Nicht wettbewerbsfähig(zuallererst Nicht-Konkurrenzfähigkeit in Bezug auf elterliche oder nahe Arten). In gestörten Lebensräumen, in anthropogenen Landschaften und an der Peripherie von ökologischen Nischen (für Pflanzen, an der Peripherie von edapho-phytocenotischen Gebieten) spielt diese Form der Ungeeignetheit eine geringere Rolle.

2. Vollständige oder teilweise Abnahme der Fruchtbarkeit von Hybriden (Unfruchtbarkeit).

2.1. Vollständige (konstitutionelle) Unfruchtbarkeit- besteht in der Unmöglichkeit der sexuellen Fortpflanzung unter allen Bedingungen. Bei Pflanzen tritt es bei völligem Fehlen von Blüten oder der Bildung hässlicher Blüten auf (z. B. bei interspezifischer Hybridisierung bei Weiden).

2.2. Verringerte Fruchtbarkeit- zum Beispiel eine Abnahme der Anzahl von Blüten in Pflanzen.

2.3. Trennungssterilität- Verletzung der normalen Chromosomentrennung während der Meiose. Dadurch ist eine normale Gametogenese (Sporogenese) unmöglich. Bei Tieren wird eine solche Unfruchtbarkeit bei Maultieren (Hybriden aus Pferd und Esel), Nars (Hybriden mit einem Höcker und zwei Höckern), Kidus (Hybriden aus Zobel und Marder), Manschetten (Hybriden aus Feldhasen und weißen Hasen) beobachtet.

2.4. Ethologisch-reproduktive Behinderung Hybriden bei Tieren. Es besteht in einer Verletzung des Fortpflanzungsverhaltens, beispielsweise abweichendem Verhalten bei der Balz, beim Nestbau, bei der Aufzucht von Nachkommen.

Zum Beispiel bei verschiedenen Arten von Lovebird-Papageien (Gattung Agapornis) Beim Nestbau wird unterschiedliches Verhalten beobachtet: Individuen der gleichen Art ( EIN. Person) tragen Baumaterial im Schnabel, während Vertreter einer anderen Art ( EIN. roseicollis) legte sie unter die Federn. Interspezifische Hybriden ( F 1 ) zeigte ein gemischtes Verhalten: Zuerst versuchten die Vögel, das Baumaterial in die Federn zu stecken, dann holten sie es heraus, nahmen es in den Schnabel, und dann ging alles wieder von vorne los.

Ähnliche Verhaltenszwischenformen wurden im Demonstrationsverhalten von Finken und in der Art der Lautsignale von Grillen gefunden.

In Bezug auf sympatrische Arten ist also die Existenz einer Vielzahl von isolierenden Barrieren möglich, die ihre vollständige Vermischung (sekundäre Intergradation) verhindern. Gleichzeitig ist keine dieser Barrieren (natürlich mit Ausnahme der völligen konstitutionellen Unfähigkeit von Hybriden) unüberwindbar. Daher kann die Ähnlichkeit zwischen verschiedenen Arten nicht nur eine Folge der Konvergenz in ähnlichen Lebensräumen sein, sondern auch das Ergebnis von horizontal , oder lateraler Gentransfer (Genfluss).

Biodiversität

Biodiversität ist die Gesamtheit verschiedener lebender Organismen, die Variabilität zwischen ihnen und den ökologischen Komplexen, zu denen sie gehören, einschließlich der Vielfalt innerhalb von Arten, zwischen Arten und Ökosystemen.

Die biologische Vielfalt ist eine der wichtigsten biologischen Ressourcen.

Eine biologische Ressource ist genetisches Material, Organismen oder Teile davon oder Ökosysteme, die für die Menschheit genutzt werden oder potenziell nützlich sind, einschließlich des natürlichen Gleichgewichts innerhalb und zwischen Ökosystemen.

Es gibt folgende Ebenen der biologischen Vielfalt:

Alpha-Diversität ist die Anzahl der Arten in einer Gemeinschaft;

Beta-Diversität - die Anzahl der Gemeinschaften in einem bestimmten Gebiet;

Gamma-Diversität - die Gesamtzahl der Arten und Gemeinschaften in einem bestimmten Gebiet;

Omega-Diversität - globale Vielfalt (Anzahl von Arten und Gemeinschaften in weiten Gebieten).

Alle Arten von Diversität basieren jedoch auf genetischer intraspezifischer (Intrapopulations- und Interpopulations-) Diversität.

Widerstandsfähige Ökosysteme aufbauen

Die Stabilität eines Systems wird im einfachsten Fall durch die additive Stabilität seiner Strukturkomponenten bestimmt. Die Hauptindikatoren für die Resistenz einzelner Pflanzen sind: Winterhärte, Resistenz gegen Transpirationsverluste im Winter-Frühling, Resistenz von Knospen, Blüten und Eierstöcken gegen Frost, Resistenz gegen Wärmemangel oder -überschuss, Sonneneinstrahlung und eine verkürzte Vegetationsperiode ; Hitzebeständigkeit und Trockenheitsbeständigkeit; Übereinstimmung zwischen den Rhythmen des Durchgangs von Phänophasen und saisonalen Änderungen der Umweltbedingungen; Beständigkeit gegen bestimmte pH-Werte, Salzkonzentrationen; Resistenz gegen Schädlinge und Krankheiten; Gleichgewicht von Photosynthese und Fortpflanzungsprozessen. Gleichzeitig verändert sich die Umwelt rund um Organismen allmählich – das Problem des Klimawandels wird bereits zu einem globalen, politischen Problem. Beispielsweise ist in den letzten 50 Jahren (im Vergleich zu 1940–1960) in Zentralrussland die durchschnittliche jährliche Lufttemperatur um 1,2 °C gestiegen, während die relative Luftfeuchtigkeit um 3 % gesunken ist. Diese Veränderungen sind im Winter-Frühling noch ausgeprägter: Die Lufttemperatur stieg im Januar, Februar und März um 4,4 °C, und die Luftfeuchtigkeit sank im März und April um 10 %. Solche Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen erhöhen die Transpirationsverluste von Gehölzen im Winter-Frühling erheblich.

Leider erlaubt uns der derzeitige Entwicklungsstand der Wissenschaft nicht, die Veränderungen in der Umwelt, die auch in naher Zukunft auftreten werden, vollständig vorherzusehen und nicht nur den Klimawandel, sondern auch das Auftreten neuer Schädlinge, Krankheitserreger, Konkurrenten, usw. Daher ist der einzig zuverlässige Weg, die Stabilität und Produktivität natürlicher Ökosysteme zu erhöhen, die Erhöhung des Grades der Heterogenität, der genetischen Heterogenität der Ökosystemkomponenten. Solche heterogenen Ökosysteme bieten die Möglichkeit eines kontinuierlichen und unerschöpflichen Naturmanagements, da es in genetisch heterogenen Systemen kompensatorische Wechselwirkungen von Individuen mit unterschiedlichen Wachstums- und Entwicklungsmerkmalen und Sensibilität für die Dynamik von Umweltfaktoren gibt. In Bezug auf Schädlinge und Krankheiten zeichnet sich ein solches heterogenes Ökosystem durch eine kollektive Gruppenimmunität aus, die durch das Zusammenwirken vieler struktureller und funktioneller Merkmale einzelner Biotypen (Ökotypen, Isoreagentien) bestimmt wird.

Um heterogene künstliche Plantagen (Plantagen) anzulegen, werden vegetativ vermehrte Pflanzen verwendet Klonmischungen , oder polyklonale Zusammensetzungen - in gewisser Weise ausgewählte Kombinationen von Sämlingen, die zu verschiedenen Klonsorten gehören. Außerdem muss jeder Klon Eigenschaften aufweisen, die andere Klone nicht haben. Das wichtigste derartige Merkmal ist Triebentwicklungsrhythmus . Die Rhythmen der Sprossentwicklung wiederum werden durch die Art und individuelle Spezifität genetisch bedingter Programme der Ontogenese bestimmt.

Um polyklonale Zusammensetzungen zu erzeugen, ist es daher notwendig, unter Wildpflanzen (oder in Sammelplantagen) intraspezifische Gruppen zu identifizieren, die sich stabil in einem Satz von Merkmalen unterscheiden. Dabei geht es nicht um die Stärke der Unterschiede, sondern um deren Beständigkeit, d.h. die Fähigkeit, unter bestimmten Wachstumsbedingungen über Generationen (zumindest bei der vegetativen Vermehrung) zu bestehen.

Als eine solche innerartliche Gruppierung tritt sie meist auf die Form(morphen). Leider wird dieser Begriff sehr oft ziemlich frei behandelt und als Formen und Ökotypen und Varietäten (Variationen) und Isoreagenzien (Formen im engeren Sinne des Wortes) und Biotypen bezeichnet; In der Mikrosystematik wird die Form als intraspezifische taxonomische Kategorie (Forma) betrachtet.

Bei der Isolierung von Formen wird zunächst auf morphologische Merkmale geachtet. Gleichzeitig werden bei verschiedenen Pflanzenarten aufgrund paralleler Variabilität gleichnamige Formen unterschieden, die sich in der Blattkonfiguration unterscheiden (typisch gemein, breitblättrig latifolia, Angustifolia angustifolia, kleinblättrig parvifolia, lanzettlich lancifolia, elliptisch elliptisch, abgerundet eiförmig krassifolia, gerundet Runddaten; einige Arten von Blattspreite erhalten spezielle Namen, zum Beispiel, orbiculata- breit oval, an der Basis herzförmig und oben spitz), entsprechend der Farbe der Blätter (einfarbig gleichfarbig, mehrfarbig verfärben, grün viridis, Taube Glaukophylla, glänzend Pracht, silbrig Argentea), durch Kronenkonfiguration (sphärisch Sphärik, weinen Pendel, pyramidenförmig pyramidalis); verschiedenen Zuchtsorten (Cultivars) wird üblicherweise der Rang f zugeordnet. Kult mit ausführlicher Beschreibung der Morphologie.

Zur näheren Beschreibung der Formen werden verschiedene morphometrische Indikatoren herangezogen, zu denen bei Gehölzen gehören: Wuchskraft (insbesondere die jährliche Zunahme des Stammdurchmessers), Verzweigungsart, Verzweigungswinkel, Länge der Internodien, Verzweigungsintensität und Trieb Länge, Blattgröße. Diese Indikatoren ergeben sich aus direkter Beobachtung, sind einfach zu digitalisieren und können mathematisch mit den Methoden der Variationsstatistik verarbeitet werden, die eine Bewertung der genetischen Bedingtheit von Merkmalen ermöglichen.

Polyploidie ist unter Pflanzen weit verbreitet. Daher die Identifizierung von intraspezifischen (Intrapopulations-)Gruppen, die sich unterscheiden nach Chromosomenzahl, könnte es ermöglichen, den Grad der Diversität eindeutig zu beschreiben. Zur Bestimmung der Chromosomenzahl werden verschiedene zytogenetische Verfahren eingesetzt, insbesondere direkte Chromosomenzahl in sich teilenden Zellen. Dies ist jedoch nicht immer möglich, daher werden die Chromosomenzahlen oft durch indirekte Methoden bestimmt, z. palinometrische Methode(entsprechend der Größe der Pollenkörner).

Alle diese Indikatoren sind jedoch statisch, sie spiegeln nicht den Prozess der Realisierung genetischer Informationen wider. Gleichzeitig ist bekannt, dass jedes Merkmal im Verlauf der Morphogenese gebildet wird. Basierend auf der Analyse der Morphogenese wird eine Auswahl getroffen Ontobiomorph, und nach jahreszeitlichen Veränderungen im Habitus der Pflanzen, Phänobiomorphe. Bei der Verwendung dynamischer Diversitätsindikatoren kann der Gensatz eines Organismus als ein Programm seiner Ontogenese (individuelle Entwicklung) und in besonderen Fällen als ein Programm seiner Morphogenese (Formung) betrachtet werden.

Das Versprechen dieses Ansatzes wurde in den Arbeiten von C. Waddington, N.P. Krenke und andere Klassiker der Naturwissenschaft.

Erblicher Polymorphismus natürlicher Populationen. genetische Belastung. Der Speziationsprozess unter Beteiligung eines Faktors wie der natürlichen Selektion schafft eine Vielzahl von Lebensformen, die an die Lebensbedingungen angepasst sind. Unter den verschiedenen Genotypen, die in jeder Generation aufgrund der Reserve erblicher Variabilität und Rekombination von Allelen entstehen, bestimmt nur eine begrenzte Anzahl die maximale Anpassungsfähigkeit an eine bestimmte Umgebung. Es ist davon auszugehen, dass die unterschiedliche Vermehrung dieser Genotypen letztendlich dazu führen wird, dass die Genpools von Populationen nur noch durch „erfolgreiche“ Allele und deren Kombinationen repräsentiert werden. Infolgedessen wird es zu einem Verblassen der erblichen Variabilität und einem Anstieg des Grades der Homozygotie von Genotypen kommen. Dies geschieht jedoch nicht, da der Mutationsprozess weitergeht und die natürliche Selektion Heterozygoten unterstützt, weil. sie dämpfen die schädliche Wirkung rezessiver Allele. Die meisten Organismen sind hochgradig heterozygot. Darüber hinaus sind Individuen für verschiedene Loci heterozygot, was die Gesamtheterozygotie der Population erhöht.

Das Vorhandensein mehrerer im Gleichgewicht koexistierender Genotypen in einer Population in einer Konzentration von mehr als 1 % in der seltensten Form (das Maß an erblicher Vielfalt, für das ein Mutationsprozess ausreicht) wird genannt Polymorphismus. Erblicher Polymorphismus entsteht durch Mutationen und kombinative Variabilität. Es wird durch natürliche Selektion unterstützt und ist anpassungsfähig (Übergang) und stabil (ausgeglichen).

Adaptiver Polymorphismus entsteht, wenn in unterschiedlichen, aber regelmäßig wechselnden Lebensumständen unterschiedliche Genotypen durch Selektion begünstigt werden.

Ausgewogener Polymorphismus tritt auf, wenn die Selektion Heterozygote gegenüber rezessiven und dominanten Homozygoten bevorzugt. In manchen Fällen ist balancierter Polymorphismus ein Round-Robin (siehe Abbildung 1.4, S. 14).

Das Phänomen des selektiven Vorteils von Heterozygoten wird genannt Übermacht. Der Mechanismus der positiven Selektion von Heterozygoten ist anders.

Aufgrund der Vielfalt der Umweltfaktoren wirkt die natürliche Selektion gleichzeitig in viele Richtungen. In diesem Fall hängt das Endergebnis vom Verhältnis der unterschiedlichen Intensitäten ab Auswahlvektoren. Somit wird in einigen Regionen der Erde die hohe Häufigkeit des halbletalen Allels der Sichelzellenanämie durch das bevorzugte Überleben heterozygoter Organismen unter Bedingungen mit hoher Inzidenz tropischer Malaria unterstützt. Das Endergebnis der natürlichen Selektion in einer Population hängt von der Überlappung vieler Selektions- und Gegenselektionsvektoren ab. Dadurch wird gleichzeitig sowohl die Stabilisierung des Genpools als auch die Erhaltung der erblichen Vielfalt erreicht.

Ein ausgewogener Polymorphismus verleiht einer Population eine Reihe wertvoller Eigenschaften, die ihre biologische Bedeutung bestimmen. Eine genetisch heterogene Population entwickelt ein breiteres Spektrum an Lebensbedingungen und nutzt den Lebensraum umfassender. In seinem Genpool sammelt sich eine größere Menge erblicher Variabilitätsreserve an. Dadurch gewinnt es evolutionäre Flexibilität und kann, sich in die eine oder andere Richtung ändernd, Umweltschwankungen im Laufe der historischen Entwicklung ausgleichen.

In einer genetisch polymorphen Population werden von Generation zu Generation Organismen von Genotypen geboren, deren Fitness nicht gleich ist. Die Lebensfähigkeit einer solchen Population liegt zu jedem Zeitpunkt unter dem Niveau, das erreicht würde, wenn sie nur die „erfolgreichsten“ Genotypen enthalten würde. Der Betrag, um den sich die Fitness einer realen Population von der Fitness einer idealen Population der „besten“ Genotypen unterscheidet, die mit einem gegebenen Genpool möglich sind, wird als Fitness bezeichnet genetische Fracht. Es ist eine Art Bezahlung für ökologische und evolutionäre Flexibilität. Die genetische Belastung ist eine unvermeidliche Folge des genetischen Polymorphismus.

Ausgewogener genetischer Polymorphismus, innerartliche Diversität, ökologische Rassen und wahrscheinlich Unterarten gehören zu den Gründen für die evolutionäre Unveränderlichkeit von Arten (Severtsov A.S., 2003). Die Existenz von zwei oder mehr Morphen mit ausgewogenem Polymorphismus, von denen jeder in seiner eigenen Subnische der ökologischen Nische der Art angepasst ist, weist darauf hin, dass qualitativ unterschiedliche Anpassungsstrategien von Morphen ihre gleiche Fitness gewährleisten. Wenn sich die ökologische Situation ändert, verschafft sich einer dieser Morphs einen Vorteil auf Kosten anderer (anderer) Morphs. Ihre Anzahl wird nicht nur durch den Erhalt der Fitness erhalten oder erhöht, sondern auch durch die Ressourcen, die bei der Reduzierung oder dem Aussterben derjenigen Morphen freigesetzt werden, für die diese Umweltveränderung nachteilig ist.

Ein Beispiel ist die Geschichte des Polymorphismus der Moskauer Population innanthropischer Felsentauben. Kolumbien livia(Obuchova, 1987). Der Polymorphismus der Populationen dieser Art wird durch eine kontinuierliche Reihe von Morphen dargestellt, die sich in der Gefiederfarbe unterscheiden: von grau (schiefergrau), das als das Original gilt, bis schwarz (melanistisch). Es gibt zwei Arten von Federmelanisierung. In einem Fall konzentriert sich Melanin an den Enden der verdeckten Federn und bildet schwarze Sprenkel. Wenn diese Flecken zunehmen, verschmelzen sie zu einer durchgehend schwarzen Farbe. Diese häufigere Form der Melanisierung ist auf das starke Black-Gen und 5-6 zurückzuführen Gene mit geringer phänotypischer Wirkung. In einem anderen Fall ist Melanin diffus über den Federfächer verteilt. Daher sehen Zwischenmorphs mehr oder weniger rußig oder schmutzig aus, bei stärkerer Melanisierung werden sie schwarz. Diese Art der Melanisierung wird durch das starke Dack-Gen bestimmt und auch 5-6 schwach Gene (Obukhova, Kreslavsky, 1984).

Vor dem Großen Vaterländischen Krieg herrschte in Moskau der graue Morph vor. Melanisten waren nur wenige. Während des Krieges starb die Moskauer Taubenpopulation fast vollständig aus oder wurde zerstört. Nach dem Krieg erholte sich die Zahl der Tauben langsam bis 1957, als im Zusammenhang mit den Weltfestspielen der Jugend und Studenten der „Vogel der Welt“ zu bevormunden und zu füttern begann. Als die Bevölkerung zunahm, stieg auch der Anteil melanistischer Morphen. Bis Ende der 60er Jahre des zwanzigsten Jahrhunderts. der Anteil an Melanisten und intermediären Morphen lag bei etwa 80 %.

Änderungen im Verhältnis von Morphen waren auf Unterschiede in ihrem Verhalten zurückzuführen. Der graue Morph ist aktiver, fliegt auf der Suche nach Nahrung weiter und bewacht aktiv seine Nistgebiete. Melanisten sind passiv. Ihre Nester auf Dachböden können nahe beieinander liegen. Intermediäre Morphen sind auch in ihrer Aktivität intermediär. Unter den Bedingungen unbegrenzter Nahrungsressourcen, die durch Mülldeponien und Top-Dressing und begrenzte Nistplätze in Plattenhäusern bereitgestellt wurden, konnte der graue Morph nicht mit der Masse der Melanisten und Zwischenmorphs konkurrieren und wurde auf Dachböden gezwungen, die für das Nisten ungünstig sind, wo die Dichte gering ist ermöglichten den Schutz von Nistplätzen. So führen Veränderungen der ökologischen Situation zu Veränderungen der Häufigkeiten von Morphen. Entweder die eine (grau mit geringer Populationsgröße), dann die andere (melanistisch mit hoher Häufigkeit) gewinnt einen Vorteil, aber im Allgemeinen behält die Art ihre Stabilität und ändert sich nicht. Es wird auch dann existieren, wenn einer der Morphs ausstirbt.

Eine Analyse der Farbpolymorphie der Männchen des Trauerschnäppers führt zu ähnlichen Ergebnissen. Ficedula hypoleuca(Grinkov, 2000), Gastropoden des Weißen Meeres (Sergievsky, 1987).

Ökologische Rassen sind für die Aufrechterhaltung des evolutionären Stillstands ebenso wichtig wie Morphen mit ausgewogenem Polymorphismus. Ein Beispiel sind die ökologischen Rassen des Weidenblattkäfers, Lochmea Caprea(Coleoptera, Chrysomelidae), auf Zvenigorodskaya biologische Stationen Staatliche Universität Moskau, studiert von Mikheev (1985). Einer der beiden Rassen speist Blätter breitblättrige Weiden, hauptsächlich Ziegen- und Ährenweiden, Espe ist eine zusätzliche Futterpflanze. Eine andere Rasse ernährt sich hauptsächlich Blätter Moorbirke, zusätzliche Futterpflanze - Warzenbirke. Der Austausch zwischen Käfern, die sich von Haupt- und Nebenpflanzen ernähren, beträgt innerhalb jeder Rasse etwa 40 %. Der Austausch zwischen Weiden- und Birkenrassen beträgt 0,3-5%, obwohl diese Bäume in einer Reihe von gestörten Phytozenosen in Kontakt mit Ästen stehen. Tatsache ist, dass die Larven und Erwachsenen der Weide mit Zwang rennen Fütterung Birkenblätter sterben in 100% der Fälle ab. Im Gegensatz dazu ernähren sich Käfer und ihre Larven der Birkenrasse von Weidenblättern, ohne sich selbst Schaden zuzufügen. Somit werden Rassen sowohl ökologisch als auch genetisch isoliert. Eine starre Beziehung zu Futterpflanzen führt dazu, dass Birkenkäfer in diesem Gebiet auf ein bestimmtes Sukzessionsstadium - einen Laubwald - beschränkt sind. Die Weidenkäfer sind auf feuchte Lebensräume beschränkt, in denen der normale Sukzessionsverlauf gestört ist - Waldränder, Nachbarschaften von Siedlungen usw. Wenn sich das Stadium der Sukzession ändert, werden die Populationen der Birkenrasse entweder umziehen oder aussterben. Die Streuung der Käfer durch die Überwinterung beträgt etwa 4 km. Dasselbe passiert mit den Populationen der Weidenrasse bei einer Abnahme der Feuchtigkeit oder bei einer Zunahme des anthropogenen Drucks. Das Aussterben einer der Rassen bedeutet jedoch nicht das Aussterben der Art, sondern Mosaik- Biotope sichert die nachhaltige Existenz jeder der Rassen. Wahrscheinlich kann eine ähnliche Argumentation auf geografische Rassen angewendet werden - Unterarten (A.S. Severtsov, 2003).

Somit sichert der Populationspolymorphismus die Stabilität der Population als Ganzes, wenn sich die ökologische Situation ändert, und ist auch einer der Mechanismen für die Stabilität einer Art in der Evolutionszeit.

. Biodiversität . Genetische Polymorphie von Populationen als Grundlage der biologischen Vielfalt. Das Problem der Biodiversitätserhaltung

Biologische Vielfalt bezieht sich auf „die vielen verschiedenen lebenden Organismen, die Variabilität zwischen ihnen und die ökologischen Komplexe, zu denen sie gehören, einschließlich der Vielfalt innerhalb von Arten, zwischen Arten und Ökosystemen“; Gleichzeitig sollte zwischen globaler und lokaler Vielfalt unterschieden werden. Die biologische Vielfalt ist eine der wichtigsten biologischen Ressourcen (als biologische Ressource gelten „genetisches Material, Organismen oder Teile davon oder Ökosysteme, die für die Menschheit genutzt werden oder potenziell nützlich sind, einschließlich des natürlichen Gleichgewichts innerhalb und zwischen Ökosystemen“).

Es gibt folgende Arten biologischer Vielfalt: Alpha-, Beta-, Gamma- und genetische Vielfalt. Unter α-Diversität versteht man die Artenvielfalt, unter β-Diversität die Vielfalt der Lebensgemeinschaften in einem bestimmten Territorium; Die γ-Diversität ist ein integraler Indikator, der die α- und β-Diversität umfasst. Diese Arten von Biodiversität basieren jedoch auf genetischer (intraspezifischer, intrapopulärer) Diversität.

Das Vorhandensein von zwei oder mehr Allelen (und dementsprechend Genotypen) in einer Population wird als bezeichnet genetischer Polymorphismus. Es wird bedingt akzeptiert, dass die Häufigkeit des seltensten Allels bei Polymorphismus mindestens 1 % (0,01) betragen sollte. Das Vorhandensein von genetischem Polymorphismus ist eine Voraussetzung für die Erhaltung der Biodiversität.

Bereits in den 1920er Jahren wurden Ideen über die Notwendigkeit formuliert, den genetischen Polymorphismus in natürlichen Populationen zu erhalten. unsere verehrten Landsleute. Nikolai Ivanovich Vavilov schuf die Doktrin des Quellenmaterials und begründete die Notwendigkeit, Repositories des weltweiten Genpools von Kulturpflanzen zu erstellen. Alexander Sergeevich Serebrovsky hat die Doktrin des Genpools geschaffen. Der Begriff „Genfund“ umfasste die genetische Vielfalt einer Art, die sich im Laufe ihrer Evolution oder Selektion entwickelt und ihre Anpassungs- und Produktionsfähigkeiten bereitgestellt hat. Sergei Sergeevich Chetverikov legte die Grundlagen für die Untersuchung und Methoden zur Bewertung der genetischen Heterogenität von Populationen wilder Pflanzen- und Tierarten.

Die globalen Umweltprobleme eskalierten nach dem Zweiten Weltkrieg. Um sie zu lösen, wurde 1948 gegründet Internationale Union für die Erhaltung der Natur und der natürlichen Ressourcen(IUCN). Die primäre Aufgabe der IUCN war das Kompilieren Rote Bücher– Listen seltener und gefährdeter Arten. 1963-1966 der erste Internationales Rotes Buch. 1980 erschien die vierte Auflage. 1978-1984. das Rote Buch der UdSSR wird veröffentlicht, und 1985 - das Rote Buch der Russischen Föderation.

Die Ernsthaftigkeit dieses Problems wurde der Menschheit jedoch erst im letzten Viertel des 20. Jahrhunderts bewusst. Vor etwas mehr als dreißig Jahren (1972) fand in Stockholm die erste UN-Konferenz zur menschlichen Umwelt statt. Auf diesem Forum wurden die allgemeinen Grundsätze der internationalen Zusammenarbeit im Bereich des Naturschutzes skizziert. Basierend auf den Beschlüssen der Stockholmer Konferenz wurden moderne Grundsätze zur Erhaltung der Lebensumwelt formuliert.

Das erste Prinzip ist das Prinzip der universellen Verbindung in der Tierwelt: Der Verlust eines Gliedes in einer komplexen Kette von trophischen und anderen Verbindungen in der Natur kann zu unvorhergesehenen Ergebnissen führen. Dieses Prinzip basiert auf klassischen Vorstellungen über die Existenz von Ursache-Wirkungs-Beziehungen zwischen den Elementen superorganistischer biologischer Systeme, und viele dieser Beziehungen führen zur Bildung verschiedener Ketten, Netzwerke und Pyramiden.

Daraus folgt das Prinzip der potenziellen Nützlichkeit jeder Komponente der lebenden Natur : Welche Bedeutung diese oder jene Art für die Menschheit in Zukunft haben wird, ist nicht absehbar . In der öffentlichen Meinung verliert die Unterscheidung von Arten in „nützlich“ und „schädlich“ ihre Bedeutung, die Vorstellung, dass „eine schädliche oder unkrautige Art nur ein fehl am Platzer Organismus ist“, wird bestätigt.

Basierend auf den Prinzipien der universellen Verbindung und dem potenziellen Nutzen jeder Komponente der lebendigen Natur Das Konzept der Nichteinmischung in die in natürlichen Ökosystemen ablaufenden Prozesse wird gebildet: „Wir wissen nicht warum Das wird, also ist es am besten, es so zu lassen, wie es ist." Die perfekte Art zu sparen Status Quo die Schaffung von Schutzgebieten mit einem absoluten Reserveregime in Betracht gezogen. Die Praxis des Naturschutzes hat jedoch gezeigt, dass moderne Ökosysteme bereits die Fähigkeit verloren haben, sich auf natürliche Weise wiederherzustellen, und dass aktive menschliche Eingriffe erforderlich sind, um sie zu erhalten.

Infolgedessen erfolgt der Übergang vom Konzept der Nichteinmischung und Erhaltung des Status quo hin Konzept der nachhaltigen Entwicklung Gesellschaft und Biosphäre. Das Konzept der nachhaltigen Entwicklung impliziert eine Steigerung des ökologischen und Ressourcenpotenzials natürlicher Ökosysteme, die Schaffung nachhaltig kontrollierter Ökosysteme, die Befriedigung der Bedürfnisse der Gesellschaft nach natürlichen Ressourcen auf der Grundlage einer wissenschaftlich fundierten, rationalen, nachhaltigen und vielseitigen Naturbewirtschaftung, des Schutzes, des Schutzes und Reproduktion aller Bestandteile von Ökosystemen.

Eine Weiterentwicklung des Konzepts der nachhaltigen Entwicklung führte zwangsläufig dazu das Prinzip der Erhaltung der biologischen Vielfalt : Nur eine vielfältige und vielfältige lebendige Natur ist stabil und hochproduktiv . Das Prinzip der Notwendigkeit, die biologische Vielfalt zu erhalten, steht in vollem Einklang mit den Grundprinzipien der Bioethik: „Jede Lebensform ist einzigartig und nicht wiederholbar“, „Jede Lebensform hat das Recht zu existieren“, „Was nicht von uns geschaffen wird, darf nicht von uns vernichtet werden". Dabei wird der Wert eines Genotyps nicht durch seinen Nutzen für eine Person bestimmt, sondern durch seine Einzigartigkeit. So wurde erkannt, dass „die Erhaltung des Genpools eine Verantwortung für die weitere Evolution ist“ (Frankel, XIII International Genetic Progress at Berkeley, 1974). Swaminathan (Indien) identifizierte drei Verantwortungsebenen für die Erhaltung des Genpools: fachlich, politisch und öffentlich.

1980 wurde die World Conservation Strategy von der International Union for the Conservation of Nature and Natural Resources entwickelt. Die Materialien der Weltstrategie weisen darauf hin, dass eines der globalen Umweltprobleme das Ernährungsproblem ist: 500 Millionen Menschen sind systematisch unterernährt. Schwieriger ist es, die Zahl der Menschen zu berücksichtigen, die keine angemessene Ernährung mit ausgewogenen Proteinen, Vitaminen und Spurenelementen erhalten.

Die Weltstrategie hat die vorrangigen Aufgaben des Naturschutzes formuliert:

– Aufrechterhaltung der wichtigsten ökologischen Prozesse in Ökosystemen.

– Erhaltung der genetischen Vielfalt.

– Langfristig nachhaltige Nutzung von Arten und Ökosystemen.

1992 wurde in Rio de Janeiro auf der Konferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Entwicklung (UNCED) eine Reihe von Dokumenten verabschiedet, die von Vertretern von 179 Staaten unterzeichnet wurden:

– Aktionsprogramm: Agenda 21.

– Grundsatzerklärung zum Wald.

– Übereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen.

– Übereinkommen über die biologische Vielfalt.

Die Materialien des Übereinkommens über die biologische Vielfalt stellen fest, dass "... Vielfalt wichtig für die Entwicklung und Erhaltung der Lebenserhaltungssysteme der Biosphäre ist". Um die Lebenserhaltungssysteme der Biosphäre zu erhalten, ist es notwendig, alle Formen der biologischen Vielfalt zu erhalten: "Länder, die der Konvention beitreten, müssen die Bestandteile der biologischen Vielfalt bestimmen, ... Aktivitäten kontrollieren, die sich nachteilig auf die biologische Vielfalt auswirken können ."

Auf der UNCED-Konferenz wurde anerkannt, dass der Rückgang der biologischen Vielfalt eine der Hauptursachen für die fortschreitende Degradation natürlicher Ökosysteme ist. Es besteht kein Zweifel, dass es nur möglich ist, Ökosysteme zu schaffen, die gegen extreme Auswirkungen physikalischer und chemischer Faktoren, Schädlinge und Krankheiten resistent sind, wenn das optimale Maß an Vielfalt erhalten bleibt.

1995 wurde in Sofia auf einer Konferenz der europäischen Umweltminister die Paneuropäische Strategie zur Erhaltung der biologischen und landschaftlichen Vielfalt verabschiedet. Wir listen die Grundsätze der Paneuropäischen Strategie zur Erhaltung der biologischen und landschaftlichen Vielfalt der Natur auf:

– Schutz der empfindlichsten Ökosysteme.

– Schutz und Wiederherstellung gestörter Ökosysteme.

– Schutz der Gebiete mit der höchsten Artenvielfalt.

– Erhaltung von natürlichen Referenzkomplexen.

Der Stillstand der Produktivität künstlicher Ökosysteme ist auch mit einer geringen Biodiversität verbunden, da derzeit nur 150 Arten von Kulturpflanzen angebaut und 20 Arten von Haustieren gezüchtet werden. Gleichzeitig wird die geringe globale Diversität mit einer geringen lokalen Diversität kombiniert, mit der Dominanz von Monokulturen oder kulturellen Rotationen mit kurzer Rotationsdauer. Das Streben nach Einheitlichkeit bei Pflanzensorten und Tierrassen hat zu einer starken Einengung der genetischen Vielfalt geführt. Eine Folge des Rückgangs der Artenvielfalt ist eine Abnahme der Resistenz gegenüber extremen physikalischen und chemischen Umwelteinflüssen und in noch stärkerem Maße gegenüber Schädlingen und Krankheiten.

Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass der einzig zuverlässige Weg zur Steigerung der Stabilität und Produktivität natürlicher Ökosysteme darin besteht, den Grad ihrer Heterogenität zu erhöhen, da es in genetisch heterogenen Systemen kompensatorische Wechselwirkungen von Individuen mit unterschiedlichen Wachstums- und Entwicklungsmerkmalen und Sensibilität für die Dynamik gibt von Umwelteinflüssen, Krankheiten und Schädlingen. Es sind heterogene Plantagen, die die Möglichkeit einer kontinuierlichen und unerschöpflichen Naturbewirtschaftung bieten.

Folglich bedarf es einer breiteren Nutzung des Arten- und innerartlichen (genetischen) Potenzials einer möglichst großen Anzahl von Arten, die für den Anbau unter kontrollierten Bedingungen geeignet sind. Die gesamte Vielfalt des zu erhaltenden Materials umfasst die folgenden Kategorien von Organismen: Sorten und Rassen, die derzeit kultiviert und gezüchtet werden; Sorten und Rassen, die nicht mehr produziert werden, aber in Bezug auf einzelne Parameter von großem genetischem und züchterischem Wert sind; lokale Sorten und einheimische Rassen; wilde Verwandte von Kulturpflanzen und Haustieren; Wildarten tierischer Pflanzen, die für die Einführung in Kultur und Domestikation vielversprechend sind; experimentell erstellte genetische Linien.

Um eine Reihe von Aufgaben im Zusammenhang mit den Problemen der biologischen Vielfalt zu lösen, müssen natürlich zunächst Kriterien zur Bewertung der biologischen Vielfalt entwickelt, das Ausmaß der Vielfalt in bestimmten Ökosystemen (natürlich-territorialen Komplexen) identifiziert und bewertet und Empfehlungen entwickelt werden für die Erhaltung und Verbesserung der identifizierten Vielfalt, um diese Empfehlungen für die agroindustrielle Produktion zu testen und umzusetzen.

Ohren zu hören. Augen zu sehen. Nase zum Atmen und Riechen. Usw. Der Zweck einiger Teile des menschlichen Körpers ist jedoch nicht einfach zu erklären. Warum braucht man zum Beispiel ein Steißbein, Haare an den Beinen?

Vor Charles Darwin glaubten Wissenschaftler ernsthaft, dass Rudimente „zur Symmetrie gemacht“ oder „um das Schema der Natur zu vervollständigen“ seien. Darwin hingegen gab eine logischere Erklärung: Organe, die nicht helfen, aber den Prozess der natürlichen Selektion nicht besonders stören, degenerieren allmählich. Übrigens dienten die Rudimente als einer der Beweise für die Evolutionstheorie.

Wenn alle Menschen ohne Ausnahme Rudimente haben, dann sind Atavismen das Los der Elite. Wir sprechen von Zeichen, die im Laufe der Evolution völlig verloren gegangen sind (z. B. ein Schwanz oder ein dicker Haaransatz am ganzen Körper, wie ein Tierfell). Wissenschaftler erklären das Auftreten von Atavismen damit, dass ihre Gene im Laufe der Evolution nicht vollständig verschwinden, sondern nur ihre Aktivität verlieren und sich unter bestimmten Bedingungen manifestieren können. Früher scheuten sich Menschen mit Atavismen oder zeigten sie auf Jahrmärkten für Geld: "Beeilen Sie sich, um ein erstaunliches Menschentier und ein Schwanzkind zu sehen!" Heute versteht jeder, dass Atavismus einen Menschen nicht minderwertig macht. Gleichzeitig greifen solche Menschen häufig auf die Dienste von plastischen Chirurgen zurück.

Rudimente und Atavismen sind interessant und nützlich für Biologen. Indem man sie untersucht, kann man den Weg der Evolution verfolgen. Theoretisch können Rudimente und Atavismen der Menschheit als Spezies zugute kommen: Das Vorhandensein von "zusätzlichen" Aufzeichnungen im Genotyp macht die Spezies flexibler bei der Anpassung an sich ändernde Bedingungen. Aber warum brauchen wir für einen gewöhnlichen Menschen schlecht funktionierende oder sogar völlig nutzlose Organe? Sind sie von Nutzen oder nur Ärger?

Grundlagen

Der Begriff "Rudiment" in diesem Sinne wird in der russischen wissenschaftlichen Literatur häufig verwendet, obwohl er das Gegenteil seiner ursprünglichen lateinischen Bedeutung ist. In der englischsprachigen Literatur wird daneben der adäquatere Begriff vestige verwendet, abgeleitet von lat. vestigium - eine Spur (im wörtlichen und übertragenen Sinne des Wortes). Auch im Russischen empfiehlt es sich, ein im Laufe der Evolution sekundär verkleinertes und/oder vereinfachtes Organ mit dem Begriff Rest zu bezeichnen, um nicht mit einem Rudiment verwechselt zu werden - ein Organ, das noch nicht seine endgültige Größe erreicht hat und Struktur.

Charles Darwins Analyse rudimentärer (dh verkümmerter) Organe und Körperteile trug maßgeblich zur Bildung einer Beweisgrundlage für die Abstammung des Menschen aus anderen Vertretern der Tierwelt bei.

Im 19. Jahrhundert zählten Wissenschaftler etwa 180 Rudimente. Dazu gehörten Organe, die derzeit als lebenswichtig gelten: Kniemenisken, Schilddrüse, Thymusdrüse und Zirbeldrüse. Heute wurde die Liste der Rudimente erheblich reduziert. Gegner der Evolutionstheorie argumentieren, dass ein Mensch kein einziges unnötiges Organ hat. Die meisten Wissenschaftler sind sich jedoch einig, dass einige Organe ihre Funktion weitgehend verloren haben, was es ermöglicht, sie Rudimenten zuzuordnen.

Anders als Affen braucht der Mensch keinen Schwanz. Er ist nicht. Der Teil der Wirbelsäule, der den Schwanz stützt, bleibt jedoch bestehen - dies ist das Steißbein. Das Steißbein besteht aus vier bis fünf kleinen Wirbeln unterhalb des Kreuzbeins. Bei einem Erwachsenen verschmelzen diese Wirbel zu einer einzigen, inaktiven Struktur.

Die meisten Menschen denken nicht an ihr Steißbein. Dieses Rudiment hilft nicht, stört aber nicht das Leben. Bei Frauen während der Geburt klappt das Steißbein zurück und überspringt den Fötus. Manchmal wird das Steißbein jedoch, da es reich innerviert ist, zu einer Quelle sehr unangenehmer Schmerzen. Sie treten auf, wenn es aufgrund individueller struktureller Merkmale oder Verletzungen übermäßig nach vorne gebeugt wird. Was charakteristisch ist: Der Schmerz tritt nach längerem Sitzen auf, besonders auf einem weichen Stuhl. Um Schmerzen zu beseitigen, reicht es normalerweise aus, den Patienten zu raten, auf einer harten Oberfläche zu sitzen (in diesem Fall geht die Stütze zu den Sitzbeinhöckern und nicht zum Steißbein) und sich einer Physiotherapie zu unterziehen. In seltenen Fällen, wenn eine konservative Behandlung nicht hilft, muss das Steißbein operativ entfernt werden.

Was tun mit dem Anhang, damit er keine Sorgen macht? Derzeit wird die prophylaktische Entfernung des Blinddarms als ungerechtfertigt angesehen: Sie führt zu einer Verringerung der Immunität, außerdem kann sie wie jede Operation an der Bauchhöhle zur Bildung von Adhäsionen führen. Es bleibt, mit einem Blinddarm zu leben und zu hoffen, dass er sich nicht entzündet. Übrigens haben italienische Wissenschaftler gezeigt, dass das Stillen das Blinddarmentzündungsrisiko senkt: Bei einer Stillzeit von 4 bis 7 Monaten reduziert sich das Risiko um 10 % und bei einer Stillzeit von mehr als 7 Monaten - fast um das Doppelte!

Brustdrüsen bei Männern

Bei hormonellen Störungen (zum Beispiel als Nebenwirkung der Einnahme bestimmter Medikamente oder durch Alkoholismus) kann sich die Männerbrust vergrößern und sogar Milch produzieren. Die Behandlung besteht in der Beseitigung der Ursache, die die Verletzung verursacht hat.

Brustkrebs ist auch bei Männern möglich, obwohl er 100-mal seltener auftritt als bei Frauen und viel weniger gesellschaftliche Bedeutung hat. Männer bemerken Veränderungen der Brustgröße in der Regel früher als Frauen, sodass die Behandlung rechtzeitig erfolgt. Ja, und der kosmetische Effekt der Brustentfernung bei Männern ist von psychologischer Bedeutung.

Körperbehaarung

Weisheitszähne

Ohrmuskeln

Einziges Plus dieses Ansatzes ist, dass die Ohrmuskulatur für ein natürliches Facelifting mit Akupressur genutzt werden kann.

Diese anatomische Struktur verdankt ihren Namen der Tatsache, dass Charles Darwin sie in seinem Werk „The Origin of Man and Sexual Selection“ als Beispiel für ein Rudiment erwähnte. Gleichzeitig nannte ihn Darwin selbst die Woolner-Spitze zu Ehren des englischen Bildhauers Thomas Woolner, der bei der Arbeit an der Skulptur von Puck auf das Vorhandensein dieser Formation aufmerksam machte.

Das Gen für Darwins Tuberkel ist autosomal dominant, hat aber eine unvollständige Penetranz (das heißt, nicht jeder mit dem Gen wird den Tuberkel haben).

Atavismen

Wir sprechen von Atavismen und Rudimenten - diese Konzepte existieren oft nebeneinander, verursachen manchmal Verwirrung und sind unterschiedlicher Natur. Das einfachste und wohl berühmteste Beispiel, bei dem beide Konzepte koexistieren, bezieht sich sozusagen auf den unteren Teil des menschlichen Körpers. Das Steißbein, das Ende der Wirbelsäule, in dem mehrere Wirbel zusammengewachsen sind, wird als rudimentär erkannt. Dies ist das Rudiment des Schwanzes. Wie Sie wissen, haben viele Wirbeltiere einen Schwanz, aber für uns Homo sapiens scheint er nutzlos zu sein. Aus irgendeinem Grund hat die Natur jedoch die Überreste dieses einst funktionsfähigen Organs für den Menschen erhalten. Babys mit einem echten Schwanz sind extrem selten, werden aber trotzdem geboren. Manchmal ist es nur ein mit Fettgewebe gefüllter Vorsprung, manchmal enthält der Schwanz transformierte Wirbel, und sein Besitzer kann seine unerwartete Errungenschaft sogar bewegen. In diesem Fall können wir über Atavismus sprechen, über die Manifestation eines Organs im Phänotyp, das bei entfernten Vorfahren vorhanden war, bei den nächsten jedoch fehlte.

Das Rudiment ist also die Norm, der Atavismus die Abweichung. Lebewesen mit atavistischen Abweichungen sehen manchmal beängstigend aus und sind deshalb und auch wegen der Seltenheit des Phänomens von großem Interesse für die breite Öffentlichkeit. Aber Evolutionswissenschaftler interessieren sich noch mehr für Atavismen, gerade weil diese „Häßlichkeiten“ interessante Hinweise auf die Geschichte des Lebens auf der Erde geben.

Die Augen von unterirdisch lebenden Maulwürfen sowie die von Proteus - Amphibien, die in dunklen Höhlen im Wasser leben, sind Rudimente. Sie haben nur wenige Vorteile, die man nicht über die Flügel eines Straußes sagen kann. Sie spielen beim Laufen die Rolle von aerodynamischen Rudern und dienen der Verteidigung. Die Weibchen schützen die Küken mit ihren Flügeln vor den sengenden Sonnenstrahlen.

Das im Ei verborgene Geheimnis

Keiner der modernen Vögel hat Zähne. Genauer gesagt so: Es gibt Vögel, zum Beispiel einige Gänsearten, die eine Reihe kleiner scharfer Auswüchse im Schnabel haben. Aber, wie Biologen sagen, diese „Zähne“ sind keine echten Zähne homolog, sondern genau Auswüchse, die helfen, beispielsweise einen rutschigen Fisch im Schnabel zu halten. Gleichzeitig müssen die Vorfahren der Vögel Zähne gehabt haben, denn sie sind Nachkommen von Theropoden, Raubsauriern. Es sind auch die Überreste von fossilen Vögeln bekannt, bei denen Zähne vorhanden waren. Es ist nicht genau klar, warum (vielleicht aufgrund einer Änderung der Nahrungsart oder um den Körper für den Flug leichter zu machen) Vögeln durch natürliche Selektion Zähne entzogen wurden, und man könnte vermuten, dass im Erbgut moderner Federn dafür verantwortliche Gene verantwortlich sind Bildung von Zähnen, sie nicht mehr verlassen. Dies stellte sich jedoch als nicht wahr heraus. Darüber hinaus äußerte der französische Zoologe Etienne Geoffroy Saint-Hilaire, lange bevor die Menschheit etwas über Gene wusste, zu Beginn des 19. Jahrhunderts die Vermutung, dass moderne Vögel wie Zähne wachsen können. Er beobachtete einige Auswüchse am Schnabel von Papageienembryos. Diese Entdeckung löste Zweifel und Gerüchte aus und geriet schließlich in Vergessenheit.

Und vor fast zehn Jahren, im Jahr 2006, bemerkte der amerikanische Biologe Matthew Harris von der University of Wisconsin zahnähnliche Auswüchse am Ende des Schnabels eines Hühnerembryos. Der Embryo war von der tödlichen Talpid-2-Genmutation betroffen und hatte keine Überlebenschance, um aus dem Ei zu schlüpfen. Während dieses kurzen Lebens haben sich jedoch im Schnabel des ausgefallenen Huhns zwei Arten von Geweben entwickelt, aus denen Zähne gebildet werden. Das Baumaterial für solche Gewebe wird nicht von den Genen moderner Vögel kodiert – diese Fähigkeit ist den Vorfahren der Vögel vor zig Millionen Jahren verloren gegangen. Die embryonalen Zähne eines Hühnerembryos waren nicht wie die stumpfen Backenzähne von Säugetieren – sie hatten eine spitz zulaufende konische Form, genau wie bei Krokodilen, die wie Dinosaurier und Vögel zur Gruppe der Archosaurier gezählt werden. Übrigens versuchten sie, Hühnern Backenzähne zu züchten, und zwar erfolgreich, als Gene, die für die Entwicklung von Zähnen bei Mäusen verantwortlich sind, gentechnisch in das Hühnergenom eingeführt wurden. Aber die Zähne des Embryos, die Harris untersuchte, erschienen ohne Eingriff von außen. "Zahn"-Gewebe entstand dank reiner Hühnergene. Das bedeutet, dass diese Gene, die nicht im Phänotyp auftauchten, irgendwo in den Tiefen des Genoms schlummerten und erst durch eine fatale Mutation geweckt wurden. Um seine Vermutung zu bestätigen, führte Harris ein Experiment mit bereits geschlüpften Hühnern durch. Er infizierte sie mit einem gentechnisch hergestellten Virus, das die molekularen Signale imitierte, die bei der Mutation von Talpid 2 auftreten.Das Experiment brachte Ergebnisse: Am Schnabel der Hühner tauchten für kurze Zeit Zähne auf, die dann spurlos im Gewebe der Hühner verschwanden Schnabel. Die Arbeit von Harris kann als Beweis dafür angesehen werden, dass atavistische Merkmale das Ergebnis von Störungen in der Entwicklung des Embryos sind, die lange stille Gene erwecken, und, was am wichtigsten ist, Gene für längst verlorene Merkmale können weiterhin fast 100 Millionen im Genom enthalten sein Jahre nachdem die Evolution diese Eigenschaften zerstört hat. Warum dies geschieht, ist nicht genau bekannt. Einer Hypothese zufolge sind "stille" Gene möglicherweise nicht vollständig stumm. Gene haben die Eigenschaft der Pleiotropie - das ist die Fähigkeit, nicht nur ein, sondern mehrere phänotypische Merkmale gleichzeitig zu beeinflussen. In diesem Fall kann eine der Funktionen durch ein anderes Gen blockiert werden, während die anderen vollständig „funktionieren“.

Boas und Pythons haben sogenannte Analsporne - einzelne Krallen, die ein Überbleibsel der Hinterbeine sind. Es gibt bekannte Fälle von atavistischen Gliedmaßen bei Schlangen.

Seltsame Vitalität

Fast durch Zufall haben wir von zahnigen Hühnern erfahren und die Entdeckung gemacht - alles aufgrund der Tatsache, dass, wie bereits erwähnt, die Mutation den Embryo tötete, noch bevor er geboren wurde. Aber es ist klar, dass Mutationen oder andere Veränderungen, die alte Gene zum Leben erwecken, möglicherweise nicht so fatal sind. Wie kann man sonst die viel berühmteren Fälle von Atavismen erklären, die bei durchaus lebensfähigen Kreaturen gefunden wurden? Durchaus lebensverträglich sind beim Menschen beobachtete Atavismen wie die Mehrfingerigkeit (Polydaktylie) an Händen und Füßen und die Mehrnippeligkeit, die auch bei höheren Primaten auftritt. Polydaktylie ist charakteristisch für Pferde, die während der normalen Entwicklung auf einem Finger laufen, dessen Nagel sich in einen Huf verwandelt hat. Aber für die alten Vorfahren des Pferdes war der Mehrfingersatz die Norm.

Es gibt Einzelfälle, in denen Atavismus zu einer großen evolutionären Wende im Leben von Organismen geführt hat. Zecken der Familie Crotonidae kehrten atavistisch zur sexuellen Fortpflanzung zurück, während sich ihre Vorfahren durch Parthenogenese fortpflanzten. Ähnliches passierte beim Behaarten Habichtskraut (Hieracium pilosella), einer krautigen Pflanze aus der Familie der Korbblütler. Nicht alle, die in der Zoologie Vierbeiner (Tetrapoda) genannt werden, sind tatsächlich Vierbeiner. Schlangen und Wale beispielsweise stammen von terrestrischen Vorfahren ab und gehören ebenfalls zur Oberklasse Tetrapoda. Schlangen haben ihre Gliedmaßen vollständig verloren, bei Walen sind die Vorderbeine zu Flossen geworden und die Hinterbeine sind praktisch verschwunden. Das Auftreten atavistischer Gliedmaßen wird jedoch sowohl bei Schlangen als auch bei Walen festgestellt. Es gibt Fälle, in denen bei Delfinen ein Paar Hinterflossen gefunden und der Vierbeiner sozusagen restauriert wurde.

Die verkümmerten Beckenknochen einiger Wale haben ihre ursprüngliche Funktion längst verloren, aber ihre Nutzlosigkeit wurde in Frage gestellt. Dieses Rudiment erinnert nicht nur daran, dass sich Wale aus Tetrapoden entwickelt haben, sondern spielt auch eine wichtige Rolle im Fortpflanzungsprozess.

Mehr Knochen – mehr Nachwuchs

Etwas anderes erinnert uns jedoch an die Tetrapodität bei Walen, und hier kommen wir zum Bereich der Rudimente. Tatsache ist, dass bei einigen Walarten Rudimente der Beckenknochen erhalten geblieben sind. Diese Knochen sind nicht mehr mit der Wirbelsäule und damit mit dem gesamten Skelett verbunden. Aber was hat die Natur dazu gebracht, Informationen über sie im Gencode zu speichern und an die Vererbung weiterzugeben? Dies ist das Hauptgeheimnis des ganzen Phänomens namens Rudimentation. Nach modernen wissenschaftlichen Vorstellungen ist es nicht immer möglich, von Rudimenten als überflüssigen oder nutzlosen Organen und Strukturen zu sprechen. Einer der Gründe für ihre Erhaltung ist höchstwahrscheinlich, dass die Evolution eine neue, bisher uncharakteristische Verwendung für die Rudimente gefunden hat. Im Jahr 2014 veröffentlichten amerikanische Forscher der University of South Carolina einen interessanten Artikel in der Zeitschrift Evolution. Wissenschaftler untersuchten die Größe der Beckenknochen von Walen und kamen zu dem Schluss, dass diese Abmessungen mit der Größe der Penisse korrelieren und die Muskeln des Penis nur an den rudimentären Beckenknochen befestigt sind. So hing die Größe des Penis des Wals von der Größe des Knochens ab, und ein großer Penis bestimmte den Fortpflanzungserfolg.

Dasselbe gilt für das menschliche Steißbein, das am Anfang des Artikels erwähnt wurde. Trotz seines rudimentären Ursprungs hat dieser Teil der Wirbelsäule viele Funktionen. Insbesondere die Muskeln, die an der Verwaltung des Urogenitalsystems beteiligt sind, sowie ein Teil der Bündel des großen Gesäßmuskels sind daran befestigt.

Der Blinddarm ist ein Anhang des Blinddarms, der einer Person manchmal große Probleme bereitet, sich entzündet und einen chirurgischen Eingriff erforderlich macht. Bei Pflanzenfressern ist es von beachtlicher Größe und wurde "konstruiert", um als eine Art Bioreaktor für die Fermentation von Zellulose zu dienen, die das Baumaterial von Pflanzenzellen ist, aber schlecht verdaut wird. Im menschlichen Körper hat der Blinddarm keine solche Funktion, aber es gibt eine andere. Der Darmanhang ist eine Art Kinderstube für E. coli, in der die ursprüngliche Darmflora intakt erhalten bleibt und sich vermehrt. Die Entfernung des Blinddarms führt zu einer Verschlechterung des Zustands der Mikroflora, für deren Wiederherstellung der Einsatz von Medikamenten erforderlich ist. Es spielt auch eine Rolle im Immunsystem des Körpers.

Viel schwieriger ist es, den Nutzen solcher Rudimente wie zum Beispiel Ohrmuskeln oder Weisheitszähne zu sehen. Oder die Augen von Maulwürfen - diese Sehorgane sind rudimentär und sehen nichts, können aber zum „Tor“ einer Infektion werden. Dennoch lohnt es sich eindeutig nicht, etwas in der Natur voreilig für überflüssig zu erklären.

Der Evolutionstheorie zufolge hat sich der Mensch aus Affen entwickelt. Seit Millionen von Jahren haben sich aufgrund dieses Prozesses das Aussehen, der Charakter und die geistigen Fähigkeiten des Homo Sapiens verändert und ihn von seinen Vorfahren entfernt. Das Zeitalter des technologischen Fortschritts brachte die menschliche Spezies auf die höchste Stufe der evolutionären Entwicklung. Das Vorhandensein gemeinsamer Vorfahren mit der Tierwelt ist jetzt in Form von Rudimenten dargestellt, von denen Beispiele in diesem Material besprochen werden.

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Charakteristisch

Restliche Organe- bestimmte Körperteile, die im Laufe der evolutionären Entwicklung ihre ursprüngliche Bedeutung verloren haben. Früher erfüllten sie die führenden Funktionen des Körpers, jetzt tragen sie sekundäre. Sie werden im Anfangsstadium der Embryonalbildung gelegt und entwickeln sich nicht vollständig. Rudimente bleiben während des gesamten Lebens eines Individuums erhalten. Die Funktion, die sie während der Standardentwicklung innehatten, ist bei ihren Vorfahren deutlich abgeschwächt, verloren gegangen. Die moderne Welt kann das Wesen des Vorhandenseins solcher unterentwickelter Organe in der physiologischen Struktur nicht vollständig erklären.

Überreste von Organen sind das wichtigste Beweisbeispiel für die Evolution von Charles Darwin, der viele Jahre damit verbrachte, die Tierwelt zu beobachten, bevor er zu einem revolutionären Ergebnis kam.

Solche Körperteile sind direkt Familienbande bestätigen zwischen ausgestorbenen und modernen Vertretern des Planeten und hilft dabei, den Weg der historischen Entwicklung von Organismen festzulegen. Die natürliche Selektion, die als Grundlage dient, entfernt unnötige Merkmale und verbessert andere.

Beispiele für Rudimente unter der Tierwelt:

• Vogelfibel;
• das Vorhandensein von Augen bei unterirdischen Säugetieren;
• restliche Hüftknochen, partieller Haaransatz von Walen.

Rudimente des Menschen

Zu Rudimente des Menschen einschließlich des Folgenden:

• Steißbein;
• Weisheitszähne;
• Pyramidenmuskel des Bauches;
• Blinddarm;
• Ohrmuskeln;
• Epikantus;
• blinkender Bauch.

Wichtig! Beispiele für Rudimente bei verschiedenen Menschen sind üblich. Einige Stämme und Rassen haben ähnliche Organe, die nur für ihre Art charakteristisch sind. Jedes Beispiel von Rudimenten beim Menschen kann identifiziert und im Detail beschrieben werden, um Klarheit in das betrachtete Thema zu bringen.

Arten von Grundrudimenten

Steißbein stellt die untere Wirbelsäule dar, einschließlich mehrerer verschmolzener Wirbel. Die Funktion des vorderen Teils des Organs dient der Befestigung von Bändern und Muskeln.

Dank ihm gibt es eine korrekte, gleichmäßige Belastung des Beckens. Das Steißbein ist ein Beispiel für einen rudimentären Schwanz des modernen Menschen, der als Gleichgewichtszentrum diente.

Weisheitszähne - Dies sind die spätesten und hartnäckigsten Knochenbildungen der Mundhöhle. Die ursprüngliche Funktion war ein Hilfsprozess des Kauens von harter, zäher Nahrung.

Das moderne Essen der Menschen beinhaltet mehr thermisch verarbeitete Produkte, daher verkümmerte das Organ im Laufe der Evolution. Weisheitszähne, die sich an letzter Stelle in einer Reihe befinden, kommen oft bei Menschen in einem bewussten Alter heraus. Ein häufiges Phänomen ist das Fehlen von "Achten", partieller Ausbruch.

Morgans Ventrikel- gepaarte sackförmige Vertiefungen im rechten und linken Teil des Kehlkopfes. Orgeln helfen dabei, eine resonante Stimme zu erzeugen. Anscheinend halfen sie ihren Vorfahren, bestimmte Geräusche wiederzugeben, um den Kehlkopf zu schützen.

Anhang- vermiformer Anhang des Blinddarms. Hilft entfernten Vorfahren, grobe Nahrung zu verdauen. Gegenwärtig sind seine Funktionen zurückgegangen, aber eine wichtige Rolle ist erhalten geblieben, die darin besteht, den Fokus auf die Bildung nützlicher Mikroorganismen zu konzentrieren. Das Vorhandensein dieses Organs beim Menschen hat eine erhebliche negative Eigenschaft - die Möglichkeit einer Entzündung. In diesem Fall muss es operativ entfernt werden. Die Mikroflora nach der Operation wird kaum wiederhergestellt, Infektionskrankheiten werden häufiger.

Ohrmuskeln gehören ebenfalls zu den rudimentären Merkmalen, die das menschliche Ohr umgeben. Uralte Vorfahren hatten die Fähigkeit, ihre Ohren zu bewegen und so das Gehör zu verbessern, das erforderlich war, um Begegnungen mit Raubtieren zu vermeiden.

Beachtung! Es wird dringend davon abgeraten, einige der aufgeführten Organe absichtlich loszuwerden, da sie immer noch sekundäre Funktionen erfüllen.

Überbleibsel von Organen bestimmter Rassen

Epikanthus - rudimentär vertikale Verlängerung obere Augenfalte. Die genauen Ursachen und Funktionsmerkmale dieses Organs sind nicht genau bekannt. Es gibt Vermutungen, dass die Hautfalte die Augen vor Witterungseinflüssen schützte. Charakteristisch für die Buschmänner.

Der Pyramidenmuskel des Bauches setzt die Liste der verkümmerten Organe fort, die die dreieckige Form des Muskelgewebes darstellen. Die Hauptfunktion besteht darin, die weiße Linie des Bauches zu dehnen.

Steatopygie - Ansammlung von Fett in den oberen Teilen des Gesäßes. Es hat eine Reservefunktion, wie ein Kamelbuckel. Es ist charakteristisch für einige afrikanische Stämme, obwohl dies ein Ansatz oder eine Pathologie ist, die nicht vollständig aufgeklärt wurde.

Menschliche Atavismen und Unterschiede von Rudimenten

Es gibt besondere äußere Zeichen für die Beziehung der menschlichen Spezies zur Tierwelt. Atavismus ist ein Zeichen, das bei den Vorfahren vorhanden war, aber nicht in der jetzigen Form vorhanden.

Diejenigen, die es codieren, bleiben bestehen und geben seine Eigenschaften weiterhin an die nächste Generation weiter. Sie können als "schlafend" bezeichnet werden, sie wachen nur bei der Geburt eines Individuums mit einem atavistischen Merkmal auf. Dies geschieht mit dem Verlust der genetischen Kontrolle oder mit externer Stimulation.

Der Hauptunterschied zwischen Atavismus ist die Manifestation von Zeichen bei einzelnen Individuen. Das menschliche Individuum geht während der Embryonalentwicklung teilweise den Weg entfernter Vorfahren. Embryonen haben in bestimmten Wochen Kiemen und Fortsätze in Form eines Schwanzes. Wenn diese Zeichen während der Geburt bei einem Kind bestehen bleiben, dann stellen sie einen Atavismus dar.

Atavismen und Rudimente gleichermaßen dienen als Beweismittel Evolutionstheorie, aber wenn die ersten Anzeichen der Funktion fehlen, dann haben die zweiten einen gewissen nützlichen Wert. Einige Arten dieses Phänomens können die Gesundheit gefährden oder einige Lebensprozesse stören. Einige denken noch über das Thema nach: Ist der Blinddarm die Norm in Form eines rudimentären Organs oder eines Atavismus.

Beachtung! Viele atavistische Zeichen lassen sich einfach chirurgisch entfernen, was dem Träger das Leben erleichtert.

Beispiele für Atavismen

Viele Menschen verwechseln immer noch Atavismen und Rudimente und beziehen sich aufeinander. Erstere haben zwei Arten von Zeichen:

• physiologisch;
• Reflex.

Die Beispiele des menschlichen Atavismus sollten gründlich studiert werden, um den Unterschied deutlicher zu machen.

Wenn Menschen keine äußeren Zeichen des einen oder anderen haben, bedeutet dies nicht, dass die Gene für die Zeichen fehlen und sich in Zukunft manifestieren können.

Atavismen sind in der Bevölkerung äußerst selten und treten nur in den Fällen auf, in denen die alten Gene der Vorfahren unerwartet beim Menschen auftauchen.

Hier sind die häufigsten und offensichtlichsten Arten von menschlichem Atavismus, die die folgende Liste ausmachen:

• übermäßige Behaarung;
• hervorstehender Schwanz;
• Lippenspalte;
• Polynipillarität beim Menschen;
• zweite Zahnreihe;
• Schluckauf
• Greifreflex bei Neugeborenen.

Diese Merkmale klären den Streit vieler darüber, ob Weisheitszähne, versteckt oder durchgebrochen, ein Überbleibsel oder Atavismus sind. Sie sind charakteristisch für viele Arten, aber nicht alle kommen heraus. Wenn Weisheitszähne oder andere rudimentäre Körperteile nur in einzelnen Exemplaren gefunden würden, dann wäre es möglich verweise sie auf Atavismus.

Wir untersuchen, was Rudimente sind, Beispiele

12 Rudimente beim Menschen

Fazit

Homo Sapiens ist ein komplexer Organismus mit einem vielfältigen System vitaler Aktivität, das sich verändert Millionen Jahre Evolution. Jeder hat Beispiele für seinen Typ. Der Hauptunterschied zwischen Atavismus und rudimentären Körperteilen besteht darin, dass nur wenige sie besitzen und eine Person leicht ohne sie leben kann.