Vestigijalni organi i atavizmi kod ljudi. Tragovi evolucije na ljudskom tijelu Kaudalni dodatak kod ljudi

Atavizam i rudiment. Čega se bojati?

Govoreći o opasnosti za ljudski život, naravno, prikladnije je koristiti termin atavizam. Za razliku od rudimenta, to su anomalije ljudskog razvoja, od kojih neke (ali ne sve) pod određenim uvjetima mogu postati nosološki oblik, odnosno bolest.

To može uključivati ​​kontinuiranu dlakavost tijela, dodatne parove mliječnih žlijezda, nezatvaranje atrijalnog septuma srca, škržne vrećice, proreze (na pozadini nerazvijenog slušnog sustava).

Rudimentom se mogu nazvati kaudalni kralješci (coccyx), ušni mišići, Morganove klijetke grkljana, umnjaci, piramidalni mišić, vermiformni dodatak cekuma (slijepo crijevo), epicanthus (treći kapak).

Pogreške evolucije. Koji je razlog?

Unatoč prilično očitim razlikama između ove dvije skupine svojstava, one imaju zajedničku genetsku bit, zajedničku evolucijsku osnovu: organi (karakteristike) koji su postali beskorisni za tijelo ne gube se preko noći, već se mogu sačuvati milijunima godina polako se uništavaju pod opterećenjem nagomilanih mutacija.

Čak i ako se vanjska manifestacija osobine potpuno izgubi, fragmenti genetskih "programa" koji su osigurali razvoj ove osobine kod predaka mogu dugo ostati u genomu. Jedno od glavnih i možda najsloženijih načela regulacije gena je takozvana posttranskripcijska kontrola.

Općeprihvaćenim jezikom rečeno, sve što je gen odgovoran za razvoj atavizma “nakupio” u stanici embrija u razvoju, “čisti se”. Nepotreban znak se ne generira. Pod posebnim okolnostima (mutacije, ekstremni utjecaji na embrij u razvoju), ti genski programi mogu "raditi". Tada dobivamo određene anomalije kod djeteta koje se mogu razviti u smrtonosnu bolest (kao što je slučaj s nezatvorenim međupretkomornim otvorom, foramen ovale).

Rudimenti su u svojoj genetskoj biti praktički "neugušivi". To im omogućuje da se nađu kod većine odrasle populacije (na primjer, kutnjaci, kokcigealni kralješci, slijepo crijevo, itd.). Štoviše, važno je napomenuti da ti znakovi općenito ne uzrokuju značajnu štetu pojedincu (i možda su potencijalna osnova za razvoj korisne osobine u budućnosti). Može se pretpostaviti da ih evolucija neće uskoro ukloniti iz genetskog koda. Ili ih uopće neće oduzeti.

Tko su oni, rudimenti?

Jedan od najpoznatijih rudimenata, možda, je slijepo crijevo i pojam slijepog crijeva, koji je neraskidivo povezan s njim, odnosno upala ovog vermiformnog dodatka. Zanimljivo je da su u općoj kirurškoj praksi operacije slijepog crijeva među najčešćima. Često je bolest prepuna ozbiljnih komplikacija u obliku peritonitisa (upala tkiva koje pokriva cijelu trbušnu šupljinu), apsces (formiranje apscesa u trbušnoj šupljini).

Ne može se ne misliti na eugeniku, koja je danas pomalo zaboravljena. Do 2003. godine uspješno je završen međunarodni projekt ljudskog genoma: 99% genoma je sekvencionirano s točnošću od 99,99%. Poznati su osnovni principi formiranja genetskog koda. Nije li vrijedno postaviti cilj - formirati savršeniju osobu, lišenu ovog rudimenta?

Unatoč svim dostupnim saznanjima, odgovor je najvjerojatnije ne. Slijepo crijevo ipak ima neke funkcije - održavanje mikrobiološke ravnoteže crijeva, adekvatnu probavu, lokalni imunitet zbog ogromne količine limfnog tkiva u njemu. Jednog dana, možda u bliskoj "evolucijskoj" budućnosti, ljudsko tijelo će moći bez slijepog crijeva, ali ne danas.

Epicanthus

Epicanthus je jednako zanimljiv rudimentarni ljudski fenomen. Ovo je takozvani "mongolski nabor" - poseban nabor na unutarnjem kutu oka, koji više ili manje prekriva suzni tuberkul.

Od posebnog je interesa u vezi s geografskom i rasnom privrženošću. Tako više od 60% Azijata ima epicanthus, dok ga predstavnici negroidne rase i Europljani uopće nemaju (gotovo 100 posto).

Postoji mnogo hipoteza o tome. Glavna je danas takozvana "kombinirana adaptivna hipoteza". Glavna funkcija nabora je zaštita od vjetra i sunčevog zračenja reflektiranog od snijega. Vrlo često njegovu prisutnost prati i spljošten hrbat nosa, pojačano taloženje masnog tkiva na licu i u području gornjeg kapka.

Stoga, iako je korisna značajka u nekim skupinama ljudi, epicanthus je potpuni ostatak u drugima. U kliničkoj praksi primijećeno je da se ovaj rudiment otkriva u više od 80% bolesnika s Downovim sindromom.

Bolest ili abnormalna značajka?

Zasebno treba napomenuti da su mnogi znakovi koji se mogu pogrešno prepoznati kao rudimenti ili atavizmi anomalije ljudskog razvoja općenito. To su "genetske pogreške" koje ni na koji način nisu povezane s radom gena odgovornih za normalan razvoj organa ili osobina (uključujući i kod naših "evolucijskih predaka").

Ova skupina uključuje "rascjep usne" (rascjep nepca), "rascjep nepca" (rascjep nepca), "gotičko nepce" (visoki luk nepca) i veliki broj drugih anomalija, od kojih mnoge tvore nozološke oblike, odnosno bolesti. .
Danas je znanstveni svijet postigao ozbiljne uspjehe u genetici. U stanju smo stvoriti “in vitro”, iako primitivne, ali žive organizme. Stvorite u potpunosti. Od nule.

Tako je 2010. godine Institut Craig Venter stvorio prvi umjetni oblik života Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0. Znači li to da smo danas spremni poboljšati vlastitu “pasminu”? Nemoguće je točno i razumno odgovoriti. U svakom slučaju, treba biti izuzetno oprezan i uvijek se prisjećati postojećeg iskustva eugenike 20. stoljeća.

Rudimenti organi koji nemaju nikakvu funkciju ili imaju funkciju koja odudara od njihove građe nazivamo. Smatra se da je u takvim tijelima moguće utvrditi nesklad između strukture i funkcije, odnosno da se u tim tijelima strukturni troškovi čine pretjerano velikima za funkciju koju obavljaju. Gubitak funkcije ili ograničenje funkcionalne sposobnosti se tumače u okviru evolucijske teorije kao gubitak funkcije tijekom evolucije.

Već na prvi pogled jasno je da rudimenti ne mogu poslužiti dokaz razvoj od nižih ka višim oblicima. U svakom slučaju, rudimenti pokazuju proces umiranja ovi organi. Kao dokaz progresivne evolucije, rudimenti su isključeni.

Ali, na kraju, postoji još jedan argument: ostaci organa svjedočiti i protiv čin stvaranja, budući da se u promišljenoj i planiranoj tvorevini takvi organi nisu mogli održati. Stoga detaljnije razmatramo probleme rudimenata i nudimo naše tumačenje fenomena rudimenata u okviru modela stvaranja (za detaljniju raspravu o ovoj temi vidi Junker, 1989).

Većina rudimenata nije izgubila svoje funkcije

Dugo se vremena smatrao klasičnim organom koji je izgubio svoje funkcije. slijepo crijevo osoba. Danas je, međutim, poznato da slijepo crijevo ima zaštitnu funkciju kod uobičajenih bolesti i da je uključeno u kontrolu bakterijske flore u cekumu.

Ptice, gmazovi i neki sisavci imaju treći očni kapak, proziran titrajuća membrana.Štiteći oko, proteže se od njegova unutarnjeg kuta kroz cijelu očnu jabučicu . Kad ptice lete, titrajuća membrana funkcionira poput brisača vjetrobrana. . "Vestigijalna" migavačka membrana kod ljudi (Sl. . 6.15 ) obavlja zadaću prikupljanja stranih tijela koja padnu na očnu jabučicu, veže ih u kutu oka u ljepljivu masu. Od tamo se mogu lako ukloniti.

Trtica osobi je potrebno ojačati mišiće zdjelice, koji podupiru unutarnje organe male zdjelice i time omogućuju vertikalni hod. Pokretljivost kojoj trtica duguje svoje nastanak u ontogenezi iz kralježničnog stupa ključna je za proces poroda.

Pripoj jednjaka za dušnik također nije besmisleno: sluz koja se nalazi u respiratornom traktu može se ukloniti kroz jednjak . Osim toga, ova struktura štedi prostor i omogućuje disanje kroz usta, što je izuzetno pogodan način za rješavanje jakog curenja nosa. Stoga se ne može smatrati dodatnom strukturom zbog filogenetskog razvoja. Sve ove strukture, međutim, sasvim su razumljive sa stajališta konstruktivnog razvoja ( vidjeti 6.5.2).

Primjeri iz životinjskog svijeta

Embrionalni rudimenti zuba u baleen kitovi, koji nikad ne postanu pravi zubi, igraju važnu ulogu u formiranju čeljusti. Isto vrijedi i za rudimente gornjih sjekutića preživača, koji nikada ne izbijaju kroz gornju čeljust.

Ostaci krila kivija(riža. 6.16) služe za regulaciju ravnoteže. Međutim, u ovom slučaju, rudimenti su samo evolucijsko-teorijski koncept; on se temelji na uvjerenju (koje bi prvo trebalo dokazati) da su preci kivija nekada bili sposobni letjeti.

Ostaci kitove zdjelice i bedrene kosti(riža. 6.17) služe kao mjesto pričvršćivanja mišića genitalnih organa i mišića anusa, a ako su uništeni, sadržaj želuca životinja će se izravnati pod utjecajem visokog hidrostatskog tlaka na velikim dubinama vode. Dakle, u ovom slučaju ne može biti govora o gubitku funkcionalnosti, jer bez ovih kostiju kitovi ne bi mogli tako dobro roniti na dubinu.

Ostaci hrane stražnji udovi u obliku rožnatih skuta u boa i pitona(“superrudimentarni”) od velike su pomoći u kretanju zmija kroz grančice i grane te služe kao pomoćni organi tijekom parenja.

I na kraju treba imenovati još jedan, tzv "rudiment ponašanje": jelen, kada prijeti svojim srodnicima, podiže gornju usnu, kao i mnoge životinje koje imaju očnjake u obliku bodeža. Međutim, takvi su zubi u jelena premali. No budući da su prijeteće geste razumljive i bez jasnog vidljivi očnjaci, onda U ovom slučaju nema hitne potrebe govoriti o fenomenu rudimentarnosti.

Može se tvrditi da se fenomen gubitka funkcije ne može dokazati s apsolutnom sigurnošću. Izneseni argumenti temelje se u pravilu na trenutnom neznanju.

Neki rudimenti nastaju po degeneracija unutar jednog tipa I unutar kratkog vremenskog perioda(degenerativna mikroevolucija). Tipičan primjer za to bi bili nečiji "umnjaci". Može se pretpostaviti (kako u modelu stvaranja tako iu evolucijskom modelu) da su u prošlosti sva 32 ljudska zuba bila redovito korištena i bila potpuno funkcionalna. Činjenica da suvremeni čovjek ne treba nužno umnjake može biti posljedica njegovih promijenjenih prehrambenih navika. Stoga pojačani degenerativni razvoj nije uzrokovao štetu. A kako s degenerativnim razvojem nije došlo do strukturalne promjene vrijedne spomena, ne može biti govora o evoluciji u smislu evolucijske doktrine. Takav degenerativni razvoj moguć je samo u kratkom vremenskom razdoblju; za to nisu potrebni milijuni ili stotine tisuća godina. To je jednako kao da se “evolucijom” smatra veća sklonost bolestima ili pogoršanju vida.

Atrofija umnjaka razlikuje se među različitim rasama. Mongoloidna rasa je posebno daleko uznapredovala u ovom procesu. Otkriveni ljudski fosili sadrže funkcionalne umnjake.

Ovaj naslov također može navesti takozvane dobro poznate “civilizacijske bolesti”, kao što su često spominjani primjeri oslabljene intervertebralne hrskavice, ingvinalne kile, hemoroida, proširenih vena i ravnih stopala. . To nema nikakve veze s "katastrofalnim planiranjem", kako je nedavno rekao zoolog R. Riedl (1984., str. 192), već samo s "zlouporabom". Ako se tehnički uređaj koristi nepropisno, tada se kvarovi koji nastaju ne mogu objasniti greškama u dizajnu. Čovjek je više od uređaja; njegovo fizičko blagostanje također ovisi o njegovom načinu života.

Jednostavna mikroevolucijska degeneracija mogla bi objasniti pojavu tragičnih krila u mljevenih kornjaša ili kukaca koji žive na otocima izloženim jakim udarima vjetra (vidi sl. odjeljak 3.3.3). Ovo također može uključivati ​​rudimentarne prašnike, pronađene, na primjer, u Norichinaceae (Scrophulariaceae).

Mnogi rudimenti ponašanja mogu se objasniti mikroevolucijom. Na primjer, činjenica da se psi vrte uokolo prije nego što zaspu smatra se ostatkom prijašnjeg, smislenog ponašanja kako bi se osobno utvrdilo postoji li prijetnja.

Argument sličnosti kao istinit argument

Prethodni odjeljak nije mogao uključiti, na primjer, rudimentarne kosti zdjelice i bedrene kosti kitova ( riža. 6.17]. Oni. u usporedbi s konačno razvijenim homolognim dijelovima kostura kopnenih životinja, oni obavljaju samo nekoliko funkcija. Djelomični gubitak funkcija (u skladu s kretanjem) kompenzira se posebnom prilagodbom na način kretanja netipičan za sisavce, koji se ne može steći tijekom mikroevolucije.

Ovaj primjer pruža dobru priliku za usporedbu pristupa argumentaciji kada se pokušavaju objasniti ostaci organa unutar okvira evolucijskog modela i modela stvaranja .

Argumentacija unutar evolucijski model: rudimentarne kosti zdjelice i bedrene kosti kitova imaju funkciju, ali nisu potrebne za tu funkciju sličnost te strukture s odgovarajućim (homolognim) kostima kopnenih sisavaca . Gore opisanu funkciju mogu obavljati i nehomologne strukture. Dakle, ova sličnost ukazuje na generičke odnose. Stoga je pravi argument u korist generičkih odnosa u ovom slučaju prisutnost sličnosti .

Unutar modela stvaranje može se napraviti argument iz odjeljak 6. 1 (varijanta jednog općeg plana stvaranja za mnogo različitih organizama). Programer koji ima zadatak proizvesti mnogo sličnih programa neće svaki put krenuti ispočetka, već će svaki put koristiti “nespecijalizirani” program proizveden na početku, unoseći nepotrebne izmjene.

Multifunkcionalnost vestigijalnih organa

Konstatacija gubitka funkcionalnosti ili nesklada strukture i funkcije je nepromišljen korak i moguća je samo kada se ne poznaju i ne vode računa o odnosima tijekom cijele ontogeneze. Posebno su poučni rezultati proučavanja individualnog ljudskog razvoja ( odjeljak 6.5.2). Sljedeći primjer pokazuje da ovo nije izniman slučaj.

Puno pećinska riba imaju atrofirane oči. O stanovniku pećine Astyanax mexicanus također je poznato da je njegov vizualni aparat u početku formiran kao normalan. Zatim u daljnjem individualnom razvoju dolazi do obrnutog razvoja (atrofije) postojećih pojedinačnih struktura . Međutim, ova izvanredna činjenica je razumljiva, budući da je očni aparat od fiziološke važnosti u formiranju glave. Oko je, dakle, u ovih špiljskih životinja očito vrlo ograničeno u svojoj funkciji perceptivnog aparata, ali u ranim fazama razvoja također obavlja funkciju oblikovanja oblika. Stoga je redukcija moguća samo od trenutka kada formativna funkcija nije povrijeđena.

Ovaj primjer, kojemu bi se moglo dodati još mnogo sličnih, pokazuje da treba uzeti u obzir odnos dijelova tijekom ontogeneze kada se pokušava tumačiti fenomen rudimenata, budući da u procesu ontogeneze neke strukture tijela imaju određene funkcije ( npr. tijekom formiranja embrija), koje je nemoguće uočiti u konačno formiranom organu.

Ista struktura stoga može obavljati različite zadatke istovremeno. Ovo se može smatrati dokazom općeg organizacijskog načela (vjerojatno "načela stvaranja"): organi nastoje obavljati mnoge funkcije istovremeno ili uzastopno tijekom individualnog razvoja. Tek u upravo opisanom slučaju otkriven je princip prema kojemu određeni organ (oko) može pod određenim uvjetima okoline postati ostatak jedne od funkcija koje obavlja.

U evolucijski model Takvi se fenomeni tumače kao “razvoj na zaobilazan način” ili “rekapitulacijski razvoj”. Ako, kao što je više puta pokazano, postoji hitna fiziološka potreba za takvim "zaobilaznicama", onda je ovo tumačenje u najmanju ruku neuvjerljivo. Na temelju takvih podataka neki su biolozi došli do zaključka da fenomen “zaobilaznog puta razvoja” treba promatrati kao dokaz da je upravo na tom putu koncentriran fiziološki selekcijski pritisak u razvoju organizama. Neki istraživači stoga smatraju da je sasvim moguće da za određene fiziološke probleme razvoja postoji samo jedan put formalnog rješenja, naime: naizgled stranputice razvoja zapravo su “prečaci do uspjeha”.

Atavizmi

Strukture koje stjecajem okolnosti okolnosti nastala od odvojene jedinke iste vrste a kojima je namjera podsjetiti na pretpostavljene ranije filogenetske stupnjeve razvoja nazivaju se atavizmi(lat. atavus - prapredak). U tim slučajevima govore o krizi u prethodno prošlim povijesnim i generičkim fazama. Primjeri atavizma kod ljudi uključuju fistule u grlu, prekomjerni rast kose, konjske repove i višestruke bradavice. .

Poput "rudimenata", atavizmi nisu dokazi u korist progresivne evolucije. Štoviše, jasno je očito da datost argumentacija pojava atavizama je različita nedosljednost. Deformacije (malformacije) se smatraju samo dokazom navodne filogenije (to jest, tumače se kao atavizmi) ako pokazuju sličnost s navodnim precima organizama pogođenih ovom pojavom . Ako bismo bili dosljedni, morali bismo povijesno tumačiti sve fenomene deformacije, primjerice, razgranata rebra, i rascjep usne, i fenomen šestoprstih prstiju, i nastanak dviju glava: i pojavu peta noga .

To znači da i takve deformacije treba smatrati dokazom prethodno prošlih faza filogenetskog razvoja, što to sigurno ne može biti. No, nedopustivo je i suprotno: pojedini razvojni nedostatak tumačiti samo kada se uklapa u okvire unaprijed izgrađenog koncepta. Stoga se atavizmi ne mogu smatrati dokazom filogenetike organizama. Činjenica da neke (ali samo neke) deformacije nalikuju drugim organizmima (vjerojatno precima dotičnih organizama), zbog brojnih manifestacija vanjske sličnosti, nije neočekivana niti vrijedna posebne pozornosti. (Atavizmi su često “granični slučajevi manifestacije norme”, vidi. odjeljak 6.5.2.)

Primjer atavizma kod životinja su dodatni nožni prsti kod konja ( riža. 6.18). U ovom slučaju, vjerojatno kao rezultat pogrešnog kontrolnog signala, jedina struktura noge u normalnim uvjetima formirana je dva puta (bez ikakve vidljive koristi). Uzgred, kod konja su poznati samo oblici s tri i četiri prsta; među njima nema oblika s dva prsta (kao u našem slučaju).

Koliko atavističko tumačenje može biti pogrešno kada se dosljedno primjenjuje pokazuje sljedeći primjer: četverokrile vinske mušice uzimaju se kao dokaz da su dvokrili kukci (Deptera) potječu od četverokrilih ptica. Pojava četiri krila smatra se atavizmom. Ali postoje i mutirane vinske mušice s četiri njišuća haltera i bez ikakvih krila - apsurdan "dizajn" koji je apsolutno neprikladan kao filogenetski predak.

Kada se pokušava objasniti fenomen deformacije kao atavizma, vrijedi isto što je rečeno o rudimentima: svi pokušaji tumačenja su ishitreni dok se ne otkrije temeljna genetska i fiziološka situacija razvoja i funkcionalni značaj u procesu rasta. Stoga smo napustili spekulativna tumačenja anomalnih strukturnih formacija.

Povratak na tekst

Riža. 6.15. Trepereća membrana je ljudski "rudiment".

Povratak na tekst

Riža. 6.16. Kivi, ptica koja ne može letjeti, porijeklom iz australske regije. Način života kivija odgovara načinu života malog sisavca. Neletače vrste ptica česte su osobito na otocima jer tamo živi vrlo malo prirodnih neprijatelja. (Muzej dvorca Rosenstein, Stuttgart.)

Povratak na tekst

Riža. 6.17. Fotografija iznad: rudimentarne zdjelične kosti kitova sjemena, sei kitova, kitova perajara (odozgo prema dolje). Kitovi perajari također imaju femoralne rudimente. Donja slika prikazuje položaj rudimenta zdjelice u abdomenu sei kitova. Istraživač kitova Arvey vjeruje da se rudimenti zdjelice kitova ne mogu nazvati homolognima odgovarajućim kostima zdjelice kopnenih sisavaca. On te kosti naziva trbušnim kostima. (Muzej dvorca Rosenstein, Stuttgart.)

Genotip i fenotip, njihova varijabilnost

Genotip - ovo je ukupnost svih gena organizma, koji su njegova nasljedna osnova.

Fenotip - ukupnost svih znakova i svojstava organizma koji se otkrivaju u procesu individualnog razvoja u određenim uvjetima i rezultat su interakcije genotipa s kompleksom čimbenika unutarnjeg i vanjskog okruženja.

Svaka biološka vrsta ima svoj fenotip. Formira se u skladu s nasljednim informacijama sadržanim u genima. Međutim, ovisno o promjenama u vanjskom okruženju, stanje svojstava varira od organizma do organizma, što rezultira individualnim razlikama - varijabilnošću.

Na temelju varijabilnosti organizama javlja se genetička raznolikost oblika. Razlikuju se modifikacijska ili fenotipska i genetska ili mutacijska varijabilnost.

Modificirajuća varijabilnost ne uzrokuje promjene u genotipu; ona je povezana s reakcijom danog, jednog te istog genotipa na promjene u vanjskom okruženju: u optimalnim uvjetima otkrivaju se maksimalne sposobnosti svojstvene danom genotipu. Varijabilnost modifikacije očituje se u kvantitativnim i kvalitativnim odstupanjima od izvorne norme, koja nisu naslijeđena, već su samo adaptivne prirode, na primjer, povećana pigmentacija ljudske kože pod utjecajem ultraljubičastih zraka ili razvoj mišićnog sustava pod utjecajem tjelesne vježbe itd.

Stupanj varijabilnosti nekog svojstva u organizmu, odnosno granice modifikacijske varijabilnosti naziva se reakcijska norma. Dakle, fenotip se formira kao rezultat interakcije genotipa i čimbenika okoline ne prenose se s roditelja na potomstvo, nasljeđuje se samo norma reakcije, odnosno priroda odgovora na promjene u uvjetima okoline.

Genetska varijabilnost može biti kombinacijska i mutacijska.

Kombinacijska varijabilnost nastaje kao rezultat izmjene homolognih regija homolognih kromosoma tijekom procesa mejoze, što dovodi do stvaranja novih genskih asocijacija u genotipu. Nastaje kao rezultat triju procesa: 1) neovisne divergencije kromosoma tijekom mejoze; 2) njihovo slučajno povezivanje tijekom oplodnje; 3) izmjena dijelova homolognih kromosoma ili konjugacija. .

Mutacijska varijabilnost (mutacije). Mutacije su nagle i stabilne promjene jedinica nasljeđa - gena, koje povlače za sobom promjene nasljednih svojstava. Oni nužno uzrokuju promjene u genotipu, koje nasljeđuju potomci i nisu povezane s križanjem i rekombinacijom gena.

Postoje kromosomske i genske mutacije. Kromosomske mutacije povezane su s promjenama u strukturi kromosoma. To može biti promjena u broju kromosoma koja je višestruka ili nevišestruka u odnosu na haploidni set (u biljaka - poliploidija, u ljudi - heteroploidija). Primjer heteroploidije kod ljudi može biti Downov sindrom (jedan dodatni kromosom i 47 kromosoma u kariotipu), Shereshevsky-Turnerov sindrom (nedostaje jedan X kromosom, 45). Takva odstupanja u kariotipu osobe popraćena su zdravstvenim poremećajima, psihičkim i fizičkim poremećajima, smanjenom vitalnošću itd.

Genske mutacije utječu na strukturu samog gena i dovode do promjena u svojstvima tijela (hemofilija, daltonizam, albinizam itd.). Genske mutacije javljaju se iu somatskim i u zametnim stanicama.

Mutacije koje se javljaju u zametnim stanicama nasljeđuju se. Zovu se generativne mutacije. Promjene u somatskim stanicama uzrokuju somatske mutacije koje se šire na onaj dio tijela koji se razvija iz promijenjene stanice. Za vrste koje se razmnožavaju spolno, oni nisu bitni za vegetativno razmnožavanje biljaka.

Genetska heterogenost populacije. S.S. Četverikov (1926.) je na temelju Hardyjeve formule (vidi odjeljke 3.3 i 8.4) razmatrao stvarno stanje u prirodi. Mutacije obično nastaju i ostaju u recesivnom stanju i ne remete opći izgled populacije; populacija je zasićena mutacijama, "kao spužva vodom".

Genetska heterogenost prirodnih populacija, kako pokazuju brojni pokusi, njihova je najvažnija značajka. Održava se mutacijama, procesom rekombinacije (samo kod oblika s nespolnim razmnožavanjem sva nasljedna varijabilnost ovisi o mutacijama). Kombinatorika nasljednih karakteristika koja se javlja tijekom spolnog razmnožavanja pruža neograničene mogućnosti stvaranja genetske raznolikosti u populaciji. Izračuni pokazuju da će potomstvo križanja dviju jedinki koje se razlikuju u samo 10 lokusa, od kojih je svaki predstavljen s 4 moguća alela, sadržavati oko 10 milijardi jedinki s različitim genotipovima. Kod križanja jedinki koje se razlikuju u ukupno 1000 lokusa, od kojih je svaki predstavljen s 10 alela, broj mogućih nasljednih varijanti (genotipova) u potomstvu bit će 10 1000, tj. višestruko će premašiti broj elektrona u poznatom Svemiru.

Te se potencijalne prilike nikad ne iskoriste, čak ni u neznatnoj mjeri, barem zbog ograničene veličine stanovništva.

Genetska heterogenost, održavana procesom mutacije i križanja, omogućuje populaciji (i vrsti u cjelini) da za prilagodbu koristi ne samo novonastale nasljedne promjene, već i one koje su davno nastale i latentno postoje u populaciji. oblik. U tom smislu, heterogenost populacija osigurava postojanje mobilizacijske rezerve nasljedne varijabilnosti (vidi Gershenzon, I.I. Shmalgauzen).

Genetičko jedinstvo populacije. Jedan od najvažnijih zaključaka populacijske genetike jest tvrdnja o genetičkom jedinstvu populacije: unatoč heterogenosti jedinki koje je čine (ili možda upravo zbog te heterogenosti), svaka je populacija složen genetski sustav koji je u dinamičkoj ravnoteži. Populacija je genetski sustav minimalne veličine koji može nastaviti postojati neograničeni broj generacija. Kada se jedinke križaju unutar populacije, u potomstvu se oslobađaju mnoge mutacije, uključujući one koje obično smanjuju sposobnost preživljavanja zbog homozigotizacije jedinki. Samo u pravoj prirodnoj populaciji, s dovoljnim brojem genetski raznolikih partnera za sparivanje, moguće je održavati genetsku raznolikost cijelog sustava u cjelini na potrebnoj razini. Niti pojedinac niti zasebna obitelj ili skupina obitelji (dem) ne posjeduju ovu imovinu.

Dakle, glavne genetske karakteristike populacije su stalna nasljedna heterogenost, unutarnje genetsko jedinstvo i dinamička ravnoteža pojedinih genotipova (alela). Ove značajke određuju organizaciju populacije kao elementarne evolucijske jedinice.

Ekološko jedinstvo stanovništva. Posebnost populacije je formiranje vlastite ekološke niše. Tipično, koncept ekološke niše kao višedimenzionalnog prostora koji oblikuje svaka vrsta u biološkom i fizičkom prostorno-vremenskom kontinuumu (J. Hutchinson) primijenjen je samo na vrstu. Međutim, kako unutar jedne vrste ne mogu postojati dvije populacije identične po svim svojim karakteristikama, neizbježno je prepoznati činjenicu da svaka populacija mora imati vlastitu, jedinstvenu ekološku karakteristiku, odnosno zauzimati određeno mjesto u ekološkom hiperprostoru.

Mehanizmi međuvrsne izolacije

Koncept biološke vrste pretpostavlja postojanje interspecifične reproduktivne izolacije—to jest, izolacije koja sprječava jedinke koje pripadaju različitim vrstama da se međusobno križaju. Reproduktivna izolacija osigurava ne samo suživot mnogih blisko povezanih vrsta, već i njihovu evolucijsku neovisnost.

Razlikuju se primarna i sekundarna izolacija. Primarna izolacija događa se bez sudjelovanja prirodne selekcije; ovaj oblik izolacije je slučajan i nepredvidiv. Sekundarna izolacija nastaje pod utjecajem kompleksa elementarnih evolucijskih čimbenika; ovaj oblik izolacije javlja se prirodno i predvidljiv je.

Najjednostavniji oblik međuvrsne izolacije je prostorni , ili geografski izolacija. Vrste se ne mogu križati jer su populacije različitih vrsta prostorno izolirane jedna od druge. Na temelju stupnja prostorne izoliranosti razlikuju se alopatrijske, susjedno-simpatrijske i biotičko-simpatrijske populacije.

Zemljopisni rasponi alopatrijske populacije uopće se ne preklapaju (primjeri: bizon i bizon, šakal i kojot). Zemljopisni rasponi susjedno-simpatrične populacije dodir; ovaj stupanj prostorne izolacije karakterističan je za vikarne (zamjenske) vrste (primjeri: zec bijelac i zec bjelica). Zemljopisni rasponi biotičko-simpatričke populacije preklapaju se u većoj ili manjoj mjeri (primjeri za regiju Bryansk: suživot četiri vrste žaba, pet vrsta ševa, tri vrste lastavica, devet vrsta sjenica, šest vrsta strnadica, šest vrsta pevka, pet vrsta kos, četiri vrste pevka, pet vrsta miševa, šest vrsta voluharica).

Biotički simpatrične populacije mogu se međusobno križati i formirati interspecifične hibride. Ali tada, zbog stalnog stvaranja hibrida i njihovih povratnih križanja s roditeljskim oblicima, čiste vrste moraju prije ili kasnije potpuno nestati. Međutim, u stvarnosti se to ne događa, što ukazuje na postojanje različitih mehanizama koji učinkovito sprječavaju međuvrsnu hibridizaciju u prirodnim uvjetima, a koji su nastali uz sudjelovanje specifičnih oblika prirodne selekcije, poznatih kao “Wallaceovi procesi”. (Zato su najuspješnija ekološko-geografska križanja vrsta koje u prirodnim uvjetima ne dolaze u kontakt.)

Tipično se razlikuju tri skupine izolacijskih mehanizama: prekopulacijski, prezigotski i postzigotski. Istodobno, prezigotski i postzigotski mehanizmi izolacije često se kombiniraju pod općim nazivom "postkopulacijski mehanizmi".

Razmotrimo glavne mehanizme interspecifične reproduktivne izolacije koji osiguravaju evolucijsku neovisnost različitih vrsta: A I U.

ja. Prekopulacijski mehanizmi – spriječiti kopulaciju (parenje kod životinja ili oprašivanje kod biljaka). U ovom slučaju, niti očinske niti majčine gamete (i odgovarajući geni) nisu eliminirane.

Prekopulacijska izolacija može biti primarni(nasumično) ili sekundarni(nastala pod utjecajem prirodne selekcije u korist najveće plodnosti i opstanka). Prekopulacijski mehanizmi uključuju sljedeće oblike međuvrsne izolacije:

1. Prostorno-geografska izolacija. Vrste A I U potpuno su alopatrični, to jest, njihovi se zemljopisni rasponi ne preklapaju. (Ovaj oblik izolacije za područje regije Bryansk je irelevantan zbog nepostojanja nepremostivih prostornih barijera (planinski lanci, pustinje itd.).)

2. Prostorno-biotopska izolacija. Vrste A I U su susjedni-simpatrični, odnosno žive na istom teritoriju, ali su dio različitih biocenoza. U tom slučaju udaljenost između biocenoza premašuje radijus reproduktivne aktivnosti (na primjer, radijus prijenosa peludi i sjemena u biljkama). Ovakav oblik izolacije moguć je npr. između obligatno-aluvijalno-poplavnih i obligatno-šumsko-močvarnih vrsta. No, ova barijera nije nepremostiva zbog transgresije poplavno-aluvijalnih vrsta u šumsko-močvarne cenoze.

3. Sezonska izolacija. Vrste A I U su biotički simpatrične, odnosno nalaze se u istoj cenozi, ali se razmnožavaju (cvjetaju) u različito vrijeme. Međutim, sezonska izolacija moguća je samo za vrste s vrlo ranom ili vrlo kasnom reprodukcijom (cvjetanjem). Za većinu vrsta sezonska izolacija nije bitna; Neke se biotički simpatrične vrste razmnožavaju istovremeno, ali u prirodi ne stvaraju hibride, već se uspješno križaju u laboratorijskim uvjetima.

4. Etološka izolacija. Ima važnu ulogu kod životinja; često zbog razlika u ritualima parenja među vrstama A I U. Kod biotički oprašenih biljaka izolacija postoji zbog razlika u ponašanju životinja oprašivača koje preferiraju jednu ili drugu vrstu cvijeća; ovaj oblik izolacije je relevantan za specijalizaciju oprašivača.

5. Mehanička izolacija. Uzrokovana razlikama u građi reproduktivnih organa vrsta A I U, na primjer, kopulacijski organi kod životinja ili jedinice za oprašivanje kod biljaka (cvjetovi, cvatovi). Ova izolacijska barijera nije nepremostiva: primjerice, cvjetove različitih biljnih vrsta često posjećuju isti oprašivači (primjerice, pčele), što čini (barem na prvi pogled) jednako vjerojatnu unutarvrsnu i interspecifičnu ksenogamiju.

II. Prezigotski mehanizmi – spriječiti oplodnju. Ovo se dogodi eliminacija očinskih gameta(geni), ali su majčine spolne stanice (geni) zadržane. Prezigotna izolacija može biti kao primarni, dakle sekundarni.

Kod životinja, mehanizmi predzigotne izolacije obično su povezani sa smrću očinskih gameta. Na primjer, kod insekata se uočava smrt muških spolnih stanica u genitalnim kanalima osjemenjenih ženki zbog imunoloških reakcija.

Prezigotski mehanizmi kod biljaka uključuju:

1. Odumiranje muških gametofita strane vrste: neklijanje peludnih zrnaca na tučku, odumiranje peludnih cjevčica u stadiju ili ovulu, odumiranje spermija u peludnim cjevčicama ili u embrijskoj vrećici.

2. Nekompetitivnost peluda strane vrste u odnosu na pelud vlastite vrste kada se skupe na tučku tučka.

III. Postzigotski mehanizmi – spriječiti prijenos gena s roditeljske vrste na sljedeće generacije putem hibrida. Ovaj oblik međuvrsne izolacije može se pojaviti među hibridima prve generacije, hibridima druge generacije i među povratnim križanjima (potomci povratnih križanja). Postkopulacijska izolacija dovodi do smrti gameta; se formira nasumično. Najčešći postzigotski mehanizmi uključuju sljedeće oblike:

1. Neprilagodljivost ili smanjena sposobnost hibrida u usporedbi s roditeljskom vrstom (ili jednostavno neprilagodljivost).

1.1. Pun doizvaninstitucionalni, ili morfofiziološka neprilagodljivost. Znači apsolutnu nemogućnost razvoja hibrida čak iu kontroliranim uvjetima. Povezano s nemogućnošću normalne morfogeneze zbog nekompatibilnosti roditeljskih genoma. Uključuje smrt zigota, embrija, klijanaca, juvenilnih i virginalnih jedinki.

1.2. Smanjena konstitucionalna sposobnost. Izražava se pojavom morfoza i terata (deformiteta), smanjenim preživljavanjem. Smanjena konstitucijska sposobnost uvelike određuje sve ostale oblike neprilagođenosti.

1.3. Neprilagođenost abiotskim (fizikalno-kemijskim) čimbenicima staništa. Od konstitucionalne neprilagođenosti razlikuje se po tome što je moguće stvoriti uvjete u kojima će se hibridi koji su neprilagođeni u prirodnom okruženju normalno razvijati. Na primjer, kod biljaka prirodni ograničavajući čimbenici za hibride uključuju: nedostatak vlage, nedostatak svjetla, nedostatak određenih elemenata mineralne ishrane, kretanje okoline (vjetar, padaline), promjene temperature i vlažnosti, te nedovoljno trajanje vegetacijske sezone. U praksi uklanjanje štetnih učinaka fizikalno-kemijskih čimbenika znači klijanje sjemena hibrida na filtar papiru u vlažnoj komori, uzgoj presadnica u tresetno-humusnim posudama u zatvorenom tlu, ranu proizvodnju hibrida u kontroliranim uvjetima (istodobno imaju vremena za pripremu). za zimovanje), prvo zimovanje u zatvorenom tlu.

1.4. Nedostatak prilagodbe biotičkim čimbenicima staništa, posebno, nestabilnost na štetočine i bolesti.

1.5. Nedostatak konkurentnosti(prvenstveno nekonkurentnost u odnosu na roditeljske ili srodne vrste). U poremećenim staništima, u antropogenim krajolicima i na periferiji ekoloških niša (kod biljaka - na periferiji edafo-fitocenotskih područja) ovaj oblik neprilagodljivosti igra manju ulogu.

2. Potpuno ili djelomično smanjenje plodnosti hibrida (neplodnost).

2.1. Potpuna (ustavna) neplodnost– je nemogućnost spolnog razmnožavanja pod bilo kojim uvjetima. Kod biljaka se javlja u potpunoj odsutnosti cvjetova ili formiranju ružnih cvjetova (na primjer, tijekom interspecifične hibridizacije u vrbama).

2.2. Smanjenje plodnosti– na primjer, smanjenje broja cvjetova u biljkama.

2.3. Segregacijski sterilitet– poremećaj normalne segregacije kromosoma tijekom mejoze. Kao rezultat toga, normalna gametogeneza (sporogeneza) ispada nemogućom. Među životinjama sličan sterilitet uočen je kod mazgi (hibridi konja i magarca), narsa (hibridi jednogrbe i dvogrbe deve), kidusa (hibridi samura i kune), tumaka (hibridi smeđe zec i planinski zec).

2.4. Etološka i reproduktivna neprilagođenost hibridi kod životinja. Sastoji se od kršenja reproduktivnog ponašanja, na primjer, devijantnog ponašanja tijekom udvaranja, pri izgradnji gnijezda, pri hranjenju potomaka.

Na primjer, kod različitih vrsta zaljubljenih ptica (rod Agapornis) uočava se različito ponašanje prilikom izgradnje gnijezda: jedinke iste vrste ( A. personata) u kljunu nose komade građevinskog materijala, a predstavnici druge vrste ( A. roseikolis) ugurati ih pod perje. Interspecifični hibridi ( F 1 ) otkrio je mješoviti tip ponašanja: prvo su ptice pokušale staviti građevinski materijal u svoje perje, zatim su ga izvadile, uzele u kljun, a onda je sve počelo ispočetka.

Slični posredni oblici ponašanja pronađeni su u demonstrativnom ponašanju zeba iu prirodi zvučnih signala cvrčaka.

Dakle, u odnosu na simpatične vrste, moguće je postojanje širokog spektra izolacijskih barijera koje sprječavaju njihovo potpuno miješanje (sekundarna intergradacija). Pritom niti jedna od ovih prepreka (naravno, s izuzetkom potpune konstitucijske neprilagođenosti hibrida) nije nepremostiva. Stoga sličnost između različitih vrsta može biti posljedica ne samo konvergencije u sličnim staništima, već i rezultat horizontalna , ili lateralni prijenos gena (protok gena).

Biološka raznolikost

Biološka raznolikost je cjelokupna raznolikost različitih živih organizama, varijabilnost među njima i ekoloških kompleksa čiji su dio, što uključuje raznolikost unutar vrste, između vrsta i ekosustava.

Biološka raznolikost jedan je od najvažnijih bioloških resursa.

Biološki resurs je genetski materijal, organizmi ili njihovi dijelovi ili ekosustavi koji se koriste ili su potencijalno korisni čovječanstvu, uključujući prirodnu ravnotežu unutar i između ekosustava.

Razlikuju se sljedeće razine biološke raznolikosti:

alfa raznolikost – broj vrsta u zajednici;

beta raznolikost – broj zajednica na određenom teritoriju;

gama raznolikost - ukupan broj vrsta i zajednica na određenom teritoriju;

omega raznolikost – globalna raznolikost (broj vrsta i zajednica na velikim područjima).

Međutim, temelj svih oblika raznolikosti je genetska intraspecifična (intrapopulacijska i međupopulacijska) raznolikost.

Stvaranje održivih ekosustava

Stabilnost sustava u najjednostavnijem slučaju određena je aditivnom stabilnošću njegovih strukturnih komponenti. Glavni pokazatelji otpornosti pojedinih biljaka uključuju: zimsku otpornost, otpornost na gubitke transpiracije u zimsko-proljetnom razdoblju, otpornost pupova, cvjetova i jajnika na mraz, otpornost na nedostatak ili višak topline, sunčevo zračenje i skraćeni rast. sezona; otpornost na toplinu i sušu; podudarnost između ritmova fenofaza i sezonskih promjena uvjeta okoliša; otpornost na određene pH vrijednosti, koncentracije soli; otpornost na bolesti i štetočine; ravnoteža fotosinteze i reproduktivnih procesa. U isto vrijeme, okoliš koji okružuje organizme postupno se mijenja - problem klimatskih promjena već postaje globalni, politički problem. Na primjer, u posljednjih 50 godina (u usporedbi s 1940.–1960.) u središnjoj Rusiji prosječna godišnja temperatura zraka porasla je za 1,2 °C, a relativna vlažnost smanjila se za 3%. Te su promjene još izraženije u zimsko-proljetnom razdoblju: temperatura zraka u siječnju, veljači i ožujku porasla je za 4,4 °C, a vlažnost u ožujku i travnju smanjena za 10%. Takve promjene temperature i vlažnosti značajno povećavaju transpiracijske gubitke drvenastih biljaka u zimsko-proljetnom razdoblju.

Nažalost, trenutni stupanj razvoja znanosti ne dopušta nam da u potpunosti predvidimo promjene okoliša koje će se dogoditi čak ni u bliskoj budućnosti, te predvidjeti ne samo klimatske promjene, već i pojavu novih štetnika, patogena, konkurenata itd. Stoga je jedini pouzdan način povećanja održivosti i produktivnosti prirodnih ekosustava povećanje razine heterogenosti, genetske heterogenosti komponenti ekosustava. Ovakvi heterogeni ekosustavi daju mogućnost kontinuiranog i održivog korištenja prirode, budući da u genetski heterogenim sustavima nastaju kompenzatorne interakcije jedinki različitih karakteristika rasta i razvoja te osjetljivosti na dinamiku okolišnih čimbenika. U odnosu na štetnike i bolesti, takav heterogeni ekosustav karakterizira kolektivna grupna imunost, koja je određena međudjelovanjem mnogih strukturnih i funkcionalnih značajki pojedinih biotipova (ekotipova, izoreaktanata).

Za stvaranje heterogenih umjetnih nasada (nasada) vegetativno razmnoženih biljaka, klonske smjese , ili poliklonalne kompozicije – posebno odabrane kombinacije sadnica koje pripadaju različitim sortama-klonovima. Štoviše, svaki klon mora imati karakteristike koje drugi klonovi nemaju. Najvažnija karakteristika je ritam razvoja izdanaka . Zauzvrat, ritmovi razvoja mladica određeni su vrstama i individualnim specifičnostima genetski uvjetovanih programa ontogeneze.

Dakle, za stvaranje poliklonskih sastava, potrebno je identificirati intraspecifične skupine među divljim biljkama (ili u kolekcijskim zasadima) koje se dosljedno razlikuju u nizu karakteristika. U ovom slučaju, glavna stvar nije snaga razlika, već njihova postojanost, tj. sposobnost opstanka tijekom generacija (barem tijekom vegetativnog razmnožavanja) pod određenim uvjetima uzgoja.

Takva intraspecifična skupina obično se pojavljuje kao oblik(morf). Nažalost, vrlo često se ovaj pojam koristi prilično slobodno, nazivajući ekotipove, varijetete (varijacije), izoreaktante (oblike u užem smislu riječi) i biotipove; u mikrosistematici se oblik promatra kao unutarvrsna taksonomska kategorija (forma).

Prilikom identificiranja oblika, prije svega, obratite pozornost na morfološke karakteristike. Istodobno, u različitim biljnim vrstama, zbog paralelne varijabilnosti, razlikuju se istoimeni oblici koji se razlikuju u konfiguraciji lišća (tipično vulgaris, širokolisna latifolia, uskolisna angustifolia, sitnolisna parvifolija, kopljast lancifolija, eliptični eliptičan, zaobljeno-jajoliki crassifolia, zaobljen rotundata; Neke vrste lisnih plojki dobivaju posebne nazive, na pr. orbiculata– široko ovalni, srcoliki pri dnu i zašiljeni na vrhu), prema boji listova (jednobojni concolor, šareno obezbojiti, zelena viridis, siva glaucophylla, sjajan sjaji, srebro argentea), prema konfiguraciji krune (kuglasta sphaerica, plačući njihalo, piramidalan pyramidalis); različitim kultivarima (sortama) obično se dodjeljuje rang f. culta s detaljnim opisom morfologije.

Za detaljniji opis oblika koriste se različiti morfometrijski pokazatelji koji kod drvenastih biljaka uključuju: snagu rasta (osobito godišnji porast promjera debla), vrstu grananja, kut grananja, duljinu internodija, intenzitet grananja i duljine izdanaka, veličine lista. Ti se pokazatelji identificiraju izravnim promatranjem, lako se digitaliziraju i podložni su matematičkoj obradi pomoću metoda statistike varijacija koje omogućuju procjenu genetske uvjetovanosti svojstava.

Poznato je da je poliploidija raširena među biljkama. Stoga identifikacija intraspecifičnih (unutarpopulacijskih) skupina koje se razlikuju prema broju kromosoma, mogao bi omogućiti nedvosmislen opis razine raznolikosti. Za određivanje broja kromosoma koriste se različite citogenetičke metode, posebice izravno brojanje kromosoma u stanicama koje se dijele. No, to nije uvijek moguće, pa se broj kromosoma često određuje neizravnim metodama, npr. palinometrijska metoda(na temelju veličine peludnih zrnaca).

Međutim, svi navedeni pokazatelji su statični, ne odražavaju proces implementacije genetske informacije. Istodobno, poznato je da se svaka osobina formira tijekom morfogeneze. Na temelju analize morfogeneze vrši se selekcija ontobiomorf, a prema sezonskim promjenama habitusa biljaka razlikuju se fenobiomorfe. Kada se koriste dinamički pokazatelji raznolikosti, skup gena organizma može se smatrati programom njegove ontogeneze (individualnog razvoja), au posebnim slučajevima - programom morfogeneze (formiranja oblika).

Obećanje ovog pristupa pokazalo se u djelima K. Waddingtona, N.P. Krenke i drugi klasici prirodne znanosti.

Nasljedni polimorfizam prirodnih populacija. Genetski teret. Procesom specijacije, uz sudjelovanje čimbenika kao što je prirodna selekcija, stvara se raznolikost živih oblika prilagođenih životnim uvjetima. Među različitim genotipovima koji nastaju u svakoj generaciji zbog rezerve nasljedne varijabilnosti i rekombinacije alela, samo ograničeni broj određuje maksimalnu prilagodljivost određenom okruženju. Može se pretpostaviti da će diferencijalna reprodukcija ovih genotipova u konačnici dovesti do činjenice da će genski fondovi populacija biti predstavljeni samo "uspješnim" alelima i njihovim kombinacijama. Kao rezultat toga, doći će do slabljenja nasljedne varijabilnosti i povećanja razine homozigotnosti genotipova. Međutim, to se ne događa, jer se proces mutacije nastavlja, a prirodna selekcija održava heterozigote, jer prigušuju štetno djelovanje recesivnih alela. Većina organizama je visoko heterozigotna. Štoviše, jedinke su heterozigotne na različitim lokusima, što povećava ukupnu heterozigotnost populacije.

Prisutnost u populaciji nekoliko koegzistirajućih genotipova u ravnoteži u koncentraciji većoj od 1% u najrjeđem obliku (razina nasljedne raznolikosti za koju je proces mutacije dovoljan da se održi) naziva se polimorfizam. Nasljedni polimorfizam nastaje mutacijama i kombinativnom varijabilnošću. Podržava ga prirodna selekcija i može biti adaptivna (prijelazna) ili stabilna (uravnotežena).

Adaptacijski polimorfizam događa se ako, pod različitim, ali redovito promjenjivim životnim uvjetima, selekcija daje prednost različitim genotipovima.

Uravnoteženi polimorfizam događa se kada selekcija favorizira heterozigote u odnosu na recesivne i dominantne homozigote. U nekim slučajevima, uravnoteženi polimorfizam je ciklički odabir (vidi sl. 1.4, str. 14).

Fenomen selektivne prednosti heterozigota naziva se nadmoćnost. Mehanizam pozitivne selekcije heterozigota je drugačiji.

Zbog raznolikosti okolišnih čimbenika prirodna selekcija djeluje istovremeno u više smjerova. U ovom slučaju, konačni rezultat ovisi o omjeru intenziteta različitih selekcijski vektori. Stoga je u nekim dijelovima svijeta visoka učestalost polu-letalnog alela anemije srpastih stanica podržana preferencijalnim preživljavanjem heterozigotnih organizama u uvjetima visoke učestalosti tropske malarije. Konačni rezultat prirodne selekcije u populaciji ovisi o superpoziciji mnogih vektora selekcije i kontraselekcije. Zahvaljujući tome postiže se i stabilizacija genskog fonda i održavanje nasljedne raznolikosti.

Uravnoteženi polimorfizam daje populaciji niz vrijednih svojstava, što određuje njen biološki značaj. Genetski raznolika populacija svladava širi raspon životnih uvjeta, potpunije koristeći stanište. Veći volumen rezervne nasljedne varijabilnosti nakuplja se u njegovom genskom fondu. Kao rezultat toga, stječe evolucijsku fleksibilnost i može, mijenjajući se u jednom ili drugom smjeru, kompenzirati fluktuacije okoliša tijekom povijesnog razvoja.

U genetski polimorfnoj populaciji iz generacije u generaciju rađaju se organizmi genotipova čija je prikladnost različita. U svakom trenutku, održivost takve populacije ispod je razine koja bi se postigla da su u njoj prisutni samo "najuspješniji" genotipovi. Iznos za koji se sposobnost stvarne populacije razlikuje od sposobnosti idealne populacije "najboljih" genotipova mogućih s obzirom na dani genski fond naziva se genetsko opterećenje. To je svojevrsna isplata za ekološku i evolucijsku fleksibilnost. Genetski teret je neizbježna posljedica genetskog polimorfizma.

Uravnoteženi genetski polimorfizam, intraspecifična raznolikost, ekološke rase i, vjerojatno, podvrste neki su od razloga evolucijske postojanosti vrsta (Severtsov A.S., 2003.). Postojanje dvaju ili više morfa uravnoteženog polimorfizma, od kojih je svaki prilagođen u svojoj podniši ekološke niše vrste, ukazuje da kvalitativno različite adaptivne strategije morfa osiguravaju njihovu jednaku prilagođenost. Kada se ekološka situacija promijeni, neki od tih morfa dobivaju prednost na štetu drugih (drugih) morfa. Njihov se broj održava ili povećava ne samo zbog očuvanja sposobnosti, već i zbog resursa koji se oslobađaju kada se smanji ili izumre broj onih morfa za koje je ova promjena okoliša štetna.

Primjer je povijest polimorfizma moskovske populacije inantropskih kamenih golubova Kolumbija Libija(Obukhova, 1987). Polimorfizam populacija ove vrste predstavljen je kontinuiranim nizom morfa koji se razlikuju po boji perja: od sive (škriljasto siva), koja se smatra izvornom, do crne (melanističke). Postoje dvije vrste melanizacije perja. U jednom slučaju, melanin se koncentrira na krajevima mreža pokrova, tvoreći crne mrlje. Kako se te točkice povećavaju, stapaju se u čvrstu crnu boju. Ovaj češći oblik melanizacije posljedica je jakog Black gena i 5-6 geni sa slabim fenotipskim učinkom. U drugom slučaju, melanin je difuzno raspoređen kroz mrežu perja. Stoga se međumorfi doimaju više ili manje čađavim ili prljavim; s jačom melanizacijom postaju crni. Ovu vrstu melanizacije određuje jak Dack gen i također 5-6 slabih geni (Obukhova, Kreslavsky, 1984).

Prije Velikog Domovinskog rata u Moskvi je prevladavao sivi morf. Melanista je bilo malo. Tijekom rata moskovska populacija golubova gotovo je potpuno izumrla ili je uništena. Nakon rata broj golubova se polako oporavljao sve do 1957. godine, kada se, u povodu Svjetskog festivala omladine i studenata, počela njegovati i hraniti “ptica mira”. Kako se veličina populacije povećavala, udio melanističkih oblika počeo je rasti. Do kraja 60-ih godina XX. stoljeća. udio melanista i srednjih oblika bio je oko 80%.

Promjene u omjeru morfa nastale su zbog razlika u njihovom ponašanju. Plavi morf je aktivniji, leti dalje u potrazi za hranom i aktivno čuva svoja područja gniježđenja. Melanisti su pasivni. Njihova gnijezda na tavanima mogu se nalaziti blizu jedno drugom. Intermedijarni morfi također su srednji u aktivnosti. U uvjetima neograničenih izvora hrane koje osiguravaju deponije smeća i hranjenje te ograničena mjesta za gniježđenje u kućama od panela, plavi morf se nije mogao natjecati s masom melanista i srednjih morfova i bio je prisiljen na tavane, nezgodne za gniježđenje, gdje ga je niska gustoća učinila moguće zaštititi mjesta za gniježđenje. Dakle, promjene u ekološkoj situaciji dovode do promjena u učestalosti morfa. Jedna od njih (sivo-siva s malom populacijom), zatim druga (melanistička s visokom populacijom) dobiva prednost, ali u cjelini vrsta zadržava svoju stabilnost i ne mijenja se. Postojat će čak i ako bilo koji od morfa izumre.

Analize polimorfizma boja u mužjaka šarene muharice dale su slične rezultate. Ficedula hypoleuca(Grinkov, 2000), Bijelomorski puževi (Sergievsky, 1987).

Ekološke rase jednako su važne za održavanje evolucijske stazije kao i oblici uravnoteženog polimorfizma. Primjer su ekološke rase vrbove zlatice, Lochmea caprea(Coleoptera, Chrysomelidae), na Zvenigorodskoj biološke stanice Moskovsko državno sveučilište, studirao Mikheev (1985). Jedna od dvije rase jede ostavlja širokolisne vrbe, uglavnom kozja vrba i jasika je dodatna krmna biljka. Druga rasa uglavnom jede ostavlja puhasta breza, dodatna ishrana – bradavičasta breza. Razmjena unutar svake rase između kornjaša koji se hrane glavnim i dodatnim biljkama iznosi oko 40%. Izmjena između rasa vrbe i breze je 0,3-5%, iako ova stabla u nizu poremećenih fitocenoza imaju grane u dodiru. Činjenica je da se ličinke i odrasle jedinke vrbe rase, kada su prisiljene hraniti lišće breze umire u 100% slučajeva. Naprotiv, kornjaši i njihove ličinke rase breze hrane se lišćem vrbe bez štete za sebe. Dakle, rase su izolirane i ekološki i genetski. Čvrsta veza s biljkama domaćinima znači da su brezovci na određenom području ograničeni na određeni stadij sukcesije – sitnolisnu šumu. Vrbove kornjaše su ograničene na vlažna staništa gdje je normalan tijek sukcesije poremećen - rubovi šuma, rubovi sela i sl. Kada se stadij sukcesije promijeni, populacije rase breze će se preseliti ili izumrijeti. Let kornjaša iz zimovališta je oko 4 km. Isto će se dogoditi s populacijama vrbaka kada se vlažnost smanji ili kada se poveća antropogeni pritisak. Međutim, izumiranje bilo koje od rasa neće značiti izumiranje vrste, već mozaik biotopa osigurava održivo postojanje svake rase. Vjerojatno se slično razmišljanje može primijeniti na geografske rase - podvrste (A.S. Severtsov, 2003).

Dakle, populacijski polimorfizam osigurava stabilnost populacije u cjelini kada se promijeni okolišna situacija, a također je jedan od mehanizama stabilnosti vrste u evolucijskom vremenu.

. Biološka raznolikost . Genetski polimorfizam populacija kao temelj biološke raznolikosti. Problem očuvanja bioraznolikosti

Biološka raznolikost odnosi se na sve "mnoge različite žive organizme, varijabilnost među njima i ekološke komplekse čiji su dio, što uključuje raznolikost unutar vrste, između vrsta i ekosustava"; U ovom slučaju potrebno je razlikovati globalnu od lokalne raznolikosti. Biološka raznolikost jedan je od najvažnijih bioloških resursa (biološki resurs definiran je kao “genetski materijal, organizmi ili njihovi dijelovi ili ekosustavi koji se koriste ili su potencijalno korisni čovječanstvu, uključujući prirodnu ravnotežu unutar i između ekosustava”).

Razlikuju se sljedeći tipovi biološke raznolikosti: alfa, beta, gama i genetička raznolikost. α-raznolikost je shvaćena kao raznolikost vrsta, β-raznolikost je raznolikost zajednica na određenom području; γ-raznolikost je integralni pokazatelj koji uključuje α- i β-raznolikost. Međutim, temelj navedenih vrsta bioraznolikosti je genetska (intraspecifična, unutarpopulacijska) raznolikost.

Prisutnost dva ili više alela (i, sukladno tome, genotipova) u populaciji naziva se genetski polimorfizam. Konvencionalno je prihvaćeno da učestalost najrjeđeg alela u polimorfizmu treba biti najmanje 1% (0,01). Postojanje genetskog polimorfizma preduvjet je očuvanja bioraznolikosti.

Ideje o potrebi očuvanja genetskog polimorfizma u prirodnim populacijama formulirane su još 1920-ih. naši istaknuti sunarodnjaci. Nikolaj Ivanovič Vavilov stvorio je doktrinu izvornog materijala i potkrijepio potrebu za stvaranjem skladišta svjetskog genofonda kultiviranih biljaka. Aleksandar Sergejevič Serebrovski stvorio je samu doktrinu genskog fonda. Koncept “genskog fonda” uključivao je genetsku raznolikost vrste koja se razvila tijekom njezine evolucije ili selekcije i osigurala njezine sposobnosti prilagodbe i proizvodnje. Sergej Sergejevič Četverikov postavio je temelje doktrine i metode za ocjenu genetske heterogenosti populacija divljih vrsta biljaka i životinja.

Globalni ekološki problemi pogoršali su se nakon Drugog svjetskog rata. Da bi ih se riješilo, 1948. godine formiran je Međunarodna unija za očuvanje prirode i prirodnih resursa(IUCN). Primarni zadatak IUCN-a bio je sastaviti Crvene knjige– popise rijetkih i ugroženih vrsta. Godine 1963.-1966. prvi je objavljen Međunarodna crvena knjiga. Njegovo četvrto izdanje objavljeno je 1980. Godine 1978.-1984. Objavljena je Crvena knjiga SSSR-a, a 1985. - Crvena knjiga Ruske Federacije.

Međutim, čovječanstvo je shvatilo ozbiljnost ovog problema tek u posljednjoj četvrtini 20. stoljeća. Prije nešto više od trideset godina (1972.) u Stockholmu je održana prva UN-ova konferencija o ljudskom okolišu. Na ovom forumu zacrtana su opća načela međunarodne suradnje u području zaštite prirode. Na temelju odluka Stockholmske konferencije formulirana su suvremena načela očuvanja životnog okoliša.

Prvo načelo je načelo univerzalne povezanosti u živoj prirodi: gubitak jedne karike u složenom lancu trofičkih i drugih veza u prirodi može dovesti do neočekivanih rezultata. Ovo načelo temelji se na klasičnim idejama o postojanju uzročno-posljedičnih veza između elemenata nadorganizmskih bioloških sustava, a mnoge od tih veza dovode do stvaranja različitih lanaca, mreža i piramida.

Iz ovoga slijedi načelo potencijalne korisnosti svake komponente žive prirode : nemoguće je predvidjeti kakav će značaj ova ili ona vrsta imati za čovječanstvo u budućnosti . U javnoj svijesti gubi se smisao razlikovanja vrsta na “korisne” i “štetne”;

Temeljen na načelima univerzalne povezanosti i potencijalne korisnosti svake komponente žive prirode formira se koncept neuplitanja u procese koji se odvijaju u prirodnim ekosustavima: „Ne znamo zašto Ovajće voditi, pa je bolje ostaviti sve kako jest.” Idealan način za uštedu status quo razmatralo se stvaranje zaštićenih područja s režimom apsolutnog rezervata. Međutim, praksa očuvanja je pokazala da su moderni ekosustavi već izgubili sposobnost prirodnog samoizlječenja, te je za njihovo očuvanje potrebna aktivna ljudska intervencija.

Kao rezultat, prijelaz s koncepta neintervencije i očuvanja postojećeg stanja na koncepti održivog razvoja društva i biosfere. Koncept održivog razvoja podrazumijeva povećanje ekološkog i resursnog potencijala prirodnih ekosustava, stvaranje održivih kontroliranih ekosustava, zadovoljenje potreba društva za prirodnim resursima na temelju znanstveno utemeljenog racionalnog, održivog i višenamjenskog upravljanja okolišem, očuvanje, zaštitu i reprodukciju svih komponente ekosustava.

Daljnji razvoj koncepta održivog razvoja neizbježno je doveo do načelo potrebe očuvanja biološke raznolikosti : samo raznolika i raznovrsna živa priroda pokazuje se održivom i visoko produktivnom . Načelo o potrebi očuvanja biološke raznolikosti u potpunosti je u skladu s osnovnim načelima bioetike: „svaki oblik života je jedinstven i neponovljiv“, „svaki oblik života ima pravo na postojanje“, „ono što nismo mi stvorili treba da ga mi ne uništimo.” Štoviše, vrijednost genotipa nije određena njegovom korisnošću za ljude, već njegovom jedinstvenošću. Stoga je prepoznato da je "očuvanje genskog fonda odgovornost za daljnju evoluciju" (Frankel, XIII Međunarodni genetski napredak na Berkeleyu, 1974.). Swaminathan (Indija) identificirao je tri razine odgovornosti za očuvanje genskog fonda: profesionalnu, političku i društvenu.

Godine 1980. Međunarodna unija za očuvanje prirode i prirodnih resursa razvila je Svjetsku strategiju očuvanja. U materijalima Svjetske strategije ističe se da je jedan od globalnih ekoloških problema problem prehrane: 500 milijuna ljudi sustavno se pothranjuje. Teže je uzeti u obzir broj ljudi koji ne dobivaju odgovarajuću prehranu, uravnoteženu u bjelančevinama, vitaminima i mikroelementima.

Svjetska strategija formulirala je prioritetne ciljeve očuvanja prirode:

– održavanje glavnih ekoloških procesa u ekosustavima.

– Očuvanje genetske raznolikosti.

– Dugoročno održivo korištenje vrsta i ekosustava.

Godine 1992. u Rio de Janeiru na Konferenciji Ujedinjenih naroda o okolišu i razvoju (UNCED) usvojen je niz dokumenata koje su potpisali predstavnici 179 država:

– Program djelovanja: Plan za 21. stoljeće.

– Izjava o načelima o šumama.

– Konvencija UN-a o promjeni klime.

– Konvencija o biološkoj raznolikosti.

U materijalima Konvencije o biološkoj raznolikosti navodi se da je "...raznolikost važna za evoluciju i očuvanje sustava za održavanje života u biosferi." Za očuvanje sustava za održavanje života u biosferi potrebno je očuvati sve oblike biološke raznolikosti: „Zemlje koje pristupaju Konvenciji moraju identificirati komponente biološke raznolikosti, ... kontrolirati aktivnosti koje mogu imati štetan učinak na biološku raznolikost. .”

Na konferenciji UNCED prepoznato je da je pad razine biološke raznolikosti jedan od glavnih razloga progresivne degradacije prirodnih ekosustava. Nedvojbeno je da je jedino uz održavanje optimalne razine raznolikosti moguće stvoriti ekosustave otporne na ekstremne utjecaje fizikalnih i kemijskih čimbenika, štetnika i bolesti.

Godine 1995. u Sofiji na konferenciji europskih ministara okoliša usvojena je Paneuropska strategija za očuvanje biološke i krajobrazne raznolikosti. Nabrojimo načela Paneuropske strategije očuvanja biološke i krajobrazne raznolikosti:

– Zaštita najosjetljivijih ekosustava.

– Zaštita i obnova oštećenih ekosustava.

– Zaštita područja s najvećom raznolikošću vrsta.

– Očuvanje referentnih prirodnih kompleksa.

Prestanak rasta produktivnosti umjetnih ekosustava također je povezan s niskom razinom biološke raznolikosti: trenutno se uzgaja samo 150 vrsta kultiviranih biljaka i uzgaja 20 vrsta domaćih životinja. Istodobno, niska razina globalne raznolikosti kombinirana je s niskom razinom lokalne raznolikosti, uz dominaciju monokulture ili plodoreda s kratkim razdobljem rotacije. Težnja za ujednačenošću biljnih sorti i životinjskih pasmina dovela je do oštrog sužavanja genetske raznolikosti. Posljedica smanjenja raznolikosti je smanjenje otpornosti na ekstremne fizikalne i kemijske čimbenike okoliša te, u još većoj mjeri, na štetnike i bolesti.

Brojna su istraživanja dokazala da je jedini pouzdan način povećanja stabilnosti i produktivnosti prirodnih ekosustava povećanje razine njihove heterogenosti, budući da u genetski heterogenim sustavima kompenzacijske interakcije jedinki s različitim karakteristikama rasta i razvoja, osjetljivosti na dinamiku okoliša čimbenici, bolesti i štetočine. Upravo heterogeni nasadi daju mogućnost kontinuiranog i održivog korištenja prirode.

Posljedično, postoji potreba za širim korištenjem vrsta i intraspecifičnog (genetskog) potencijala što većeg broja vrsta pogodnih za uzgoj u kontroliranim uvjetima. Cjelokupna raznolikost materijala koji treba sačuvati uključuje sljedeće kategorije organizama: sorte i pasmine koje se trenutno uzgajaju i uzgajaju; sorte i pasmine koje su izašle iz proizvodnje, a po određenim parametrima imaju veliku genetsku i uzgojnu vrijednost; lokalne sorte i autohtone pasmine; divlji srodnici kultiviranih biljaka i domaćih životinja; divlje vrste životinjskih biljaka, perspektivne za uvođenje u kulturu i pripitomljavanje; eksperimentalno stvorene genetske linije.

Naravno, da bi se riješio niz problema vezanih uz problematiku biološke raznolikosti, potrebno je prvo razviti kriterije za procjenu bioraznolikosti, identificirati i vrednovati razinu raznolikosti u pojedinim ekosustavima (prirodno-teritorijalnim kompleksima), izraditi preporuke za očuvanje i povećanje identificirane raznolikosti, testirati i primijeniti ove preporuke za agroindustrijsku proizvodnju.

Uši da čuju. Oči da vide. Nos za disanje i miris. I tako dalje. Međutim, svrhu nekih dijelova ljudskog tijela nije lako objasniti. Zašto će vam, na primjer, repna kost, dlake na nogama?

Prije Charlesa Darwina, znanstvenici su s punom ozbiljnošću vjerovali da su rudimenti "stvoreni za simetriju" ili "da dovrše shemu prirode". Darwin je dao logičnije objašnjenje: organi koji ne pomažu, ali ne ometaju osobito proces prirodne selekcije, i postupno degeneriraju. Inače, rudimenti su poslužili kao jedan od dokaza teorije evolucije.

Ako svi ljudi bez iznimke imaju rudimente, onda su atavizmi dio odabranih. Govorimo o značajkama koje su potpuno izgubljene tijekom procesa evolucije (na primjer, rep ili gusta dlaka po cijelom tijelu, poput životinjskog krzna). Znanstvenici objašnjavaju pojavu atavizma činjenicom da njihovi geni ne nestaju u potpunosti tijekom evolucije, već samo gube aktivnost, a mogu se manifestirati pod određenim uvjetima. Nekada su se ljudi s atavizmima izbjegavali ili prikazivali za novac na sajmovima: “Požurite vidjeti čudesnog čovjeka-zvijer i dijete s repom!” Danas svi razumiju da atavizam ne čini osobu inferiornom. Štoviše, takvi ljudi često pribjegavaju uslugama plastičnih kirurga.

Rudimenti i atavizmi zanimljivi su i korisni biolozima. Proučavajući ih, možete pratiti put evolucije. Teoretski, rudimenti i atavizmi mogu koristiti čovječanstvu kao vrsti: prisutnost "dodatnih" unosa u genotipu čini vrstu fleksibilnijom u prilagodbi promjenjivim uvjetima. Međutim, zašto su običnim ljudima potrebni nefunkcionalni ili čak potpuno beskorisni organi? Imaju li koristi ili samo gnjavaža?

Rudimenti

Pojam "rudiment" u ovom se značenju široko koristi u ruskoj znanstvenoj literaturi, unatoč činjenici da je suprotan izvornom značenju na latinskom. U literaturi na engleskom jeziku, uz njega, primjereniji je termin vestige, izveden iz lat. vestigium - trag (u doslovnom i prenesenom značenju riječi). Također je u ruskom jeziku preporučljivo koristiti izraz vestigium za označavanje organa koji se sekundarno smanjio i/ili pojednostavio tijekom evolucije, kako ga ne bi brkali s rudimentom - organom koji još nije dosegao svoju konačnu veličinu i strukturu.

Analiza vestigijalnih (tj. vestigijalnih) organa i dijelova tijela Charlesa Darwina uvelike je pridonijela formiranju baze dokaza o podrijetlu čovjeka od drugih predstavnika životinjskog svijeta.

U 19. stoljeću znanstvenici su izbrojali oko 180 rudimenata. To uključuje organe koji su trenutno prepoznati kao vitalni: meniskusi koljena, štitnjača, timus i pinealna žlijezda. Danas je popis rudimenata znatno smanjen. Protivnici teorije evolucije tvrde da ljudi nemaju niti jedan nepotreban organ. Međutim, većina se znanstvenika slaže da su neki organi uvelike izgubili funkciju, što im omogućuje da budu klasificirani kao ostaci.

Osoba, za razliku od majmuna, ne treba rep. On ne postoji. Međutim, dio kralježnice koji podupire rep ostaje - to je trtična kost. Trtična kost se sastoji od četiri do pet malih kralježaka koji se nalaze ispod križne kosti. U odrasloj osobi ti se kralješci stapaju u jednu, sjedilačku strukturu.

Većina ljudi ne razmišlja o svojoj trtici. Ovaj rudiment ne pomaže, ali ne ometa život. Kod žena se tijekom porođaja trtična kost savija prema natrag, omogućujući fetusu da prođe. Ipak, ponekad kokcig, budući da je bogato inerviran, postaje izvor vrlo neugodne boli. Nastaju kada je pretjerano savijena prema naprijed zbog individualnih strukturnih karakteristika ili ozljede. Ono što je tipično: bol se javlja nakon dugotrajnog sjedenja, osobito na mekanoj stolici. Obično je za uklanjanje boli dovoljno preporučiti pacijentu da sjedne na tvrdu podlogu (u ovom slučaju oslonac je na ishijalnim tuberozitetima, a ne na trtici) i podvrgnuti se fizikalnoj terapiji. U rijetkim slučajevima, kada konzervativno liječenje ne pomaže, trtična kost se mora kirurški odstraniti.

Što učiniti sa slijepim crijevom da ne stvara probleme? Trenutno se profilaktičko uklanjanje slijepog crijeva smatra neopravdanim: dovodi do smanjenja imuniteta, a osim toga, kao i svaka operacija na trbušnoj šupljini, može uzrokovati stvaranje priraslica. Ostaje samo živjeti sa slijepim crijevom i nadati se da se neće upaliti. Usput, talijanski znanstvenici su pokazali da dojenje smanjuje rizik od upale slijepog crijeva: s razdobljem hranjenja od 4 do 7 mjeseci rizik se smanjuje za 10%, a s razdobljem hranjenja duljim od 7 mjeseci - gotovo 2 puta!

Mliječne žlijezde kod muškaraca

Kod hormonalne neravnoteže (na primjer, kao nuspojava uzimanja određenih lijekova ili zbog alkoholizma), muške grudi mogu se povećati, pa čak i proizvoditi mlijeko. Liječenje se sastoji u uklanjanju uzroka poremećaja.

Rak dojke moguć je i kod muškaraca, iako je 100 puta rjeđi nego kod žena i ima puno manji društveni značaj. Muškarci u pravilu promjene u veličini grudi primijete ranije nego žene, pa je liječenje pravovremeno. A kozmetički učinak uklanjanja dojke za muškarce ima manji psihološki značaj.

Dlake

Umnjaci

Ušni mišići

Jedina prednost ovog rudimenta je što se ušni mišići mogu koristiti za prirodni lifting lica uz pomoć akupresure.

Ova anatomska struktura svoje ime duguje činjenici da ju je Charles Darwin spomenuo u svom djelu Podrijetlo čovjeka i spolni odabir kao primjer rudimenta. Istodobno, sam Darwin ga je nazvao Woolnerovim vrhom u čast engleskog kipara Thomasa Woolnera, koji je skrenuo pozornost na prisutnost ove formacije dok je radio na skulpturi Pucka.

Gen koji određuje prisutnost Darwinovog tuberkuloze je autosomno dominantan, ali ima nepotpunu penetraciju (to jest, neće svaka osoba koja ima ovaj gen imati tuberkulozu).

Atavizmi

Govorimo o atavizmima i rudimentima - ti koncepti često koegzistiraju jedni s drugima, ponekad izazivaju zbrku i imaju drugačiju prirodu. Najjednostavniji i vjerojatno najpoznatiji primjer, u kojem oba pojma koegzistiraju, odnosi se na donji dio ljudskog tijela, da tako kažemo. Coccyx, kraj kralježnice u kojem je sraslo nekoliko kralješaka, prepoznat je kao vestigialni. Ovo je rudiment repa. Kao što znate, mnogi kralješnjaci imaju rep, ali nama, Homo sapiensu, izgleda da nam on ne koristi. Međutim, priroda je iz nekog razloga sačuvala ostatak ovog nekada funkcionalnog organa za čovjeka. Bebe s pravim repom izuzetno su rijetke, ali se ipak rađaju. Nekada je to samo izbočina ispunjena masnim tkivom, nekada se u repu nalaze transformirani kralješci, a njegov vlasnik može čak i pomaknuti svoju neočekivanu stečevinu. U ovom slučaju možemo govoriti o atavizmu, o manifestaciji u fenotipu organa koji je bio prisutan kod dalekih predaka, ali je bio odsutan kod obližnjih.

Dakle, rudiment je norma, atavizam je odstupanje. Živa bića s atavističkim odstupanjima ponekad izgledaju zastrašujuće i zbog toga, kao i zbog rijetkosti fenomena, izazivaju veliko zanimanje šire javnosti. No evolucijske znanstvenike još više zanimaju atavizmi, upravo zato što ti "deformiteti" pružaju zanimljive tragove o povijesti života na Zemlji.

Oči krtica koje žive pod zemljom, kao i protea, vodozemaca koji žive u vodi u mračnim pećinama, rudiment su. Malo je koristi od njih, što se ne može reći o krilima noja. Imaju ulogu aerodinamičkih kormila pri trčanju i služe za obranu. Ženke svojim krilima štite svoje piliće od užarenih sunčevih zraka.

Tajna skrivena u jajetu

Nijedna moderna ptica nema zube. Točnije, ovo: postoje ptice, primjerice neke vrste gusaka, koje u kljunovima imaju niz malih oštrih izbočina. Ali, kako kažu biolozi, ti "zubi" nisu homologni pravim zubima, već su upravo izrasline koje pomažu u držanju, na primjer, skliske ribe u kljunu. Istodobno, preci ptica morali su imati zube, jer su potomci teropoda, grabežljivih dinosaura. Poznati su i ostaci fosilnih ptica koje su imale zube. Nije jasno iz kojih je razloga (možda zbog promjene vrste hrane ili da bi se tijelo olakšalo za let) prirodna selekcija lišila ptice zuba, a moglo bi se pretpostaviti da su u genomu modernih ptica geni odgovorni za za formiranje zubi više nisu prisutni lijevo. Ali to se pokazalo neistinitim. Štoviše, mnogo prije nego što je čovječanstvo išta naučilo o genima, početkom 19. stoljeća, pretpostavku da modernim pticama može rasti nešto poput zuba iznio je francuski zoolog Etienne Geoffroy Saint-Hilaire. Promatrao je određene izrasline na kljunovima embrija papiga. Ovo otkriće izazvalo je sumnje i glasine i na kraju je zaboravljeno.

A prije gotovo deset godina, 2006., američki biolog Matthew Harris sa Sveučilišta Wisconsin primijetio je izrasline nalik zubima na kraju kljuna kokošjeg embrija. Embrij je bio pogođen smrtonosnom genetskom mutacijom talpid 2 i nije imao šanse preživjeti da bi se izlegao iz jajeta. Međutim, tijekom ovog kratkog života, kljun propalog pileta razvio je dvije vrste tkiva od kojih se formiraju zubi. Geni modernih ptica ne kodiraju građevni materijal za takva tkiva - tu su sposobnost izgubili preci ptica prije više desetaka milijuna godina. Embrionalni zubi kokošjeg embrija nisu bili poput kutnjaka sisavaca s tupim krajevima - imali su šiljasti stožasti oblik, baš kao kod krokodila, koji se, poput dinosaura i ptica, ubrajaju u skupinu arhosaura. Inače, kokošima su pokušali uzgojiti kutnjake i u tome uspjeli kada su pomoću genetskog inženjeringa u kokošji genom unijeli gene odgovorne za razvoj zuba kod miševa. Ali zubi embrija koje je Harris proučavao pojavili su se bez ikakve vanjske intervencije. "Zubna" tkiva nastala su zahvaljujući čisto kokošjim genima. To znači da su ti geni, koji se nisu očitovali u fenotipu, bili uspavani negdje u dubini genoma, a probudila ih je tek kobna mutacija. Kako bi potvrdio svoju hipotezu, Harris je proveo eksperiment s već izleženim pilićima. Zarazio ih je virusom koji je umjetno stvoren genetskim inženjeringom - virus je oponašao molekularne signale koji proizlaze iz mutacije talpida 2. Eksperiment je donio rezultate: na kljunovima kokoši su se nakratko pojavili zubi koji su potom netragom nestali u. tkivo kljuna. Harrisov rad može se smatrati dokazom činjenice da su atavističke osobine posljedica poremećaja u razvoju embrija koji bude dugo utihnule gene, a što je najvažnije, geni za davno izgubljene osobine mogu i dalje biti u genomu gotovo 100 milijuna godina nakon što je evolucija uništila te osobine. Zašto se to događa nije točno poznato. Prema jednoj hipotezi, "tihi" geni ne moraju biti potpuno tihi. Geni imaju svojstvo pleiotropije - to je sposobnost istovremenog utjecaja ne na jednu, već na nekoliko fenotipskih svojstava. U ovom slučaju, jedna od funkcija može biti blokirana drugim genom, dok druge ostaju potpuno "radne".

Boe i pitoni imaju takozvane analne ostruge - pojedinačne kandže koje su ostatak stražnjih nogu. Poznati su slučajevi pojave atavističkih udova kod zmija.

Čudna vitalnost

Bilo je moguće naučiti o zubatim pilićima i otkriti gotovo slučajno - sve zbog činjenice da je, kao što je već spomenuto, mutacija ubila embrij čak i prije rođenja. No očito je da mutacije ili druge promjene koje oživljavaju drevne gene možda i nisu tako kobne. Kako drugačije možemo objasniti mnogo poznatije slučajeve atavizma koji se nalaze u potpuno sposobnim bićima? Takvi atavizmi uočeni kod ljudi kao što su multi-digitacija (polidaktilija) na rukama i nogama, te multi-bradavice, koji se također pojavljuju kod viših primata, sasvim su kompatibilni sa životom. Polidaktilija je karakteristična za konje koji tijekom normalnog razvoja hodaju na jednom prstu čiji se nokat pretvorio u kopito. Ali za drevne pretke konja, multi-digitalnost je bila norma.

Postoje izolirani slučajevi u kojima je atavizam doveo do ozbiljnog evolucijskog zaokreta u životu organizama. Krpelji iz obitelji Crotonidae atavistički su se vratili spolnom razmnožavanju, dok su se njihovi preci razmnožavali partenogenezom. Nešto slično dogodilo se i s dlakavim jastrebikom (Hieracium pilosella), zeljastom biljkom iz porodice glavočika (Asteraceae). Nisu svi koji se u zoologiji nazivaju tetrapodi zapravo tetrapodi. Na primjer, zmije i kitovi potječu od predaka koji žive na kopnu i također su uključeni u nadrazred tetrapoda. Zmije su potpuno izgubile svoje udove; kod kitova su prednji udovi postali peraje, a stražnji udovi su praktički nestali. Ali pojava atavističkih udova zabilježena je i kod zmija i kod kitova. Postoje slučajevi kada je pronađeno da dupini imaju par stražnjih peraja, a činilo se da im se četveronožni pokret vratio.

Ostaci zdjeličnih kostiju nekih kitova odavno su izgubili svoju izvornu funkciju, ali je njihova beskorisnost dovedena u pitanje. Ovaj trag ne samo da nas podsjeća da su kitovi evoluirali od četveronožaca, već također igra važnu ulogu u procesu reprodukcije.

Više kostiju - više potomaka

No, još nešto podsjeća na četveronožnost kod kitova, a tu prelazimo na područje rudimenata. Činjenica je da su neke vrste kitova sačuvale rudimente zdjeličnih kostiju. Te kosti odavno više nisu povezane s kralježnicom, a time ni s kosturom u cjelini. Ali što je natjeralo prirodu da podatke o njima sačuva u genetskom kodu i prenese ih nasljeđem? To je glavna misterija čitavog fenomena koji se zove rudimentacija. Prema suvremenim znanstvenim idejama, o rudimentima se ne može uvijek govoriti kao o suvišnim ili beskorisnim organima i strukturama. Najvjerojatnije je jedan od razloga njihovog očuvanja upravo to što je evolucija pronašla novu upotrebu za rudimente, koja prije nije bila tipična. Godine 2014. američki istraživači sa Sveučilišta Južna Karolina objavili su zanimljiv rad u časopisu Evolution. Znanstvenici su ispitivali veličinu zdjeličnih kostiju kitova i došli do zaključka da te veličine koreliraju s veličinom penisa, a mišići penisa pričvršćeni su upravo na rudimentarne zdjelične kosti. Dakle, veličina genitalnog organa kita ovisila je o veličini kosti, a veliki penis unaprijed je odredio uspjeh u reprodukciji.

Isto je i s ljudskom trticom, koja je spomenuta na početku članka. Unatoč svom rudimentarnom podrijetlu, ovaj dio kralježnice ima mnoge funkcije. Konkretno, na njega su pričvršćeni mišići uključeni u kontrolu genitourinarnog sustava, kao i dio snopova mišića gluteus maximus.

Slijepo crijevo, vermiformni dodatak slijepog crijeva, ponekad čovjeku zadaje mnogo problema, upali se i uzrokuje potrebu za kirurškom intervencijom. Kod biljojeda je znatne veličine i "konstruiran" je da služi kao neka vrsta bioreaktora za fermentaciju celuloze, koja je građevni blok biljnih stanica, ali se slabo probavlja. U ljudskom tijelu slijepo crijevo nema takvu funkciju, ali ima drugu. Crijevni dodatak je neka vrsta rasadnika za E. coli, gdje se originalna flora cekuma održava netaknutom i razmnožava. Uklanjanje dodatka povlači za sobom pogoršanje stanja mikroflore, za čije je obnavljanje potrebno koristiti lijekove. Ovaj organ također igra ulogu u tjelesnom imunološkom sustavu.

Mnogo je teže vidjeti korist od takvih rudimenata kao što su, na primjer, ušni mišići ili umnjaci. Ili oči madeža - ovi organi vida su rudimentarni i ne vide ništa, ali mogu postati "vrata" za infekciju. Ipak, očito nema potrebe žuriti da se nešto u prirodi proglasi suvišnim.

Prema teoriji evolucije, ljudi su potekli od majmuna. Milijunima godina, zahvaljujući tom procesu, mijenjao se izgled, karakter i mentalne sposobnosti Homo Sapiensa, udaljavajući ga od njegovih predaka. Era tehnološkog napretka dovela je ljudsku vrstu na najviši stupanj evolucijskog razvoja. Prisutnost zajedničkih predaka sa životinjskim svijetom je sada predstavljeni u obliku rudimenata, primjeri kojih će se raspravljati u ovom materijalu.

U kontaktu s

Karakteristično

Vestigijalni organi- pojedini dijelovi tijela koji su tijekom evolucijskog razvoja izgubili svoje izvorno značenje. Prethodno obavljajući vodeće funkcije tijela, sada obavljaju sekundarne funkcije. Položeni su u početnoj fazi embrionalne formacije, bez potpunog razvoja. Rudimenti se čuvaju tijekom cijelog života jedinke. Funkcija koju su nosili tijekom standardnog razvoja znatno je oslabljena i izgubljena kod njihovih predaka. Suvremeni svijet ne može u potpunosti objasniti bit prisutnosti takvih nerazvijenih organa u fiziološkoj strukturi.

Preostali organi primarni su dokaz evolucije za Charlesa Darwina, koji je proveo mnogo godina promatrajući životinjsko carstvo prije nego što je došao do svog revolucionarnog zaključka.

Takvi dijelovi tijela izravno potvrdite obiteljske veze između izumrlih i modernih predstavnika planeta, pomažući uspostaviti put povijesnog razvoja organizama. Prirodna selekcija, koja služi kao osnova, uklanja nepotrebne osobine dok druge poboljšava.

Primjeri rudimenata među životinjskim svijetom:

• ptičja fibula;
• prisutnost očiju kod podzemnih sisavaca;
• zaostale kosti kuka, djelomična kitova dlaka.

Rudimenti čovjeka

DO ostaci čovjeka uključuju sljedeće:

• trtica;
• umnjaci;
• piramidalni trbušni mišić;
• dodatak;
• ušni mišići;
• epikantus;
• treptajuća komora.

Važno! Primjeri rudimenata uobičajeni su među različitim ljudima. Nekoliko plemena i rasa ima takve organe, karakteristične samo za njihovu vrstu. Svaki primjer rudimenata kod ljudi može se identificirati i detaljno opisati kako bi se razjasnila tema o kojoj se raspravlja.

Vrste osnovnih rudimenata

Trtica predstavlja donji dio kralježnice, uključujući nekoliko spojenih kralježaka. Funkcija prednjeg dijela organa je pričvršćivanje ligamenata i mišića.

Zahvaljujući njemu dolazi do pravilnog, ravnomjernog opterećenja zdjelice. Kokcig je primjer rudimentarnog repa kod modernih ljudi, koji je služio kao centar za ravnotežu.

Umnjaci - to su najzakašnjelije i najtvrdokornije koštane tvorevine usne šupljine. Izvorna funkcija bila je pomoć u procesu žvakanja tvrde, žilave hrane.

Moderni ljudski obroci uključuju više termički obrađene hrane, pa je tijekom evolucije organ atrofirao. Smješteni zadnji u nizu, umnjaci često izlaze kod osoba svjesne dobi. Uobičajeni fenomen je odsutnost "osmica" i djelomična erupcija.

Morganova klijetka- uparene vrećaste depresije koje se nalaze u desnom i lijevom dijelu grkljana. Organi pomažu u stvaranju rezonantnog glasa. Očigledno su pomogli precima reproducirati određene zvukove i zaštititi grkljan.

dodatak- vermiformni dodatak cekuma. Pomagao je dalekim precima u probavi grube hrane. Trenutno su njegove funkcije smanjene, ali je ostala važna uloga koncentriranja stvaranja korisnih mikroorganizama. Prisutnost ovog organa kod ljudi ima značajnu negativnu kvalitetu - mogućnost upale. U tom slučaju potrebno ga je kirurški ukloniti. Mikroflora nakon operacije teško se obnavlja, a zarazne bolesti postaju sve češće.

Ušni mišići također pripadaju rudimentarnim značajkama koje okružuju ljudsku ušnu školjku. Drevni preci imali su sposobnost pomicanja ušiju, čime su poboljšali sluh potreban kako bi izbjegli susrete s grabežljivcima.

Pažnja! Strogo se ne preporuča namjerno se riješiti nekih od navedenih organa, jer oni još uvijek obavljaju sekundarne funkcije.

Preostali organi određenih rasa

Epicanthus - vestigijalni vertikalni nastavak gornji nabor oka. Točni uzroci i funkcionalne značajke ovog organa nisu u potpunosti poznati. Postoje pretpostavke da je kožni nabor štitio oči od vremenskih uvjeta. Karakteristično za Bušmane.

Pyramidalis abdominis mišić nastavlja popis vestigijalnih organa, predstavljajući trokutasti oblik mišićnog tkiva. Glavna funkcija je zatezanje linea alba.

steatopigija - nakupljanje masti u gornjim dijelovima stražnjice. Ima ulogu skladištenja, poput devine grbe. Karakteristično za neka afrička plemena, iako ovaj rudiment ili patologija nije u potpunosti shvaćena.

Ljudski atavizmi i razlike od rudimenata

Postoje osebujni vanjski znakovi srodstva ljudske vrste sa životinjskim svijetom. Atavizam je znak prisutan među precima, ali nije svojstveno trenutnoj vrsti.

Oni koji ga kodiraju su sačuvani, nastavljajući prenositi njegova svojstva sljedećoj generaciji. Oni se mogu nazvati "spavaćima"; probude se samo pri rođenju jedinki s atavističkom osobinom. To se događa kada se genetska kontrola izgubi ili zbog vanjske stimulacije.

Glavna razlika između atavizma služi kao manifestacija osobina kod pojedinih jedinki. Tijekom embrionalnog razvoja ljudska jedinka djelomično slijedi put dalekih predaka. U određenim tjednima embriji imaju škrge i izdanke slične repu. Ako ti znakovi potraju tijekom poroda, predstavljaju atavizam.

Atavizmi i rudimenti jednako poslužiti kao dokaz teorije evolucije, ali ako prvi znakovi nemaju nikakvu funkciju, onda drugi imaju određeno korisno značenje. Neke vrste ovog fenomena mogu predstavljati prijetnju zdravlju ili poremetiti neke vitalne procese. Neki ljudi još uvijek nagađaju o temi: je li slijepo crijevo norma u obliku vestigijalnog organa ili atavizma.

Pažnja! Mnogi atavistički znakovi lako se uklanjaju kirurški, što olakšava život nositelju.

Primjeri atavizma

Mnogi ljudi još uvijek brkaju atavizme i rudimente, pripisujući jedno drugom. Prvi imaju dvije vrste znakova:

• fiziološki;
• refleksivna.

Primjere ljudskih atavizama treba temeljito proučiti kako bi razlika postala jasnija.

Ako ljudi ne pokazuju vanjske znakove jedne ili druge stvari, to ne znači da su geni za znakove odsutni, ali imaju sposobnost da se manifestiraju u budućnosti.

Atavizmi su iznimno rijetki u populaciji i pojavljuju se samo u slučajevima kada se geni drevnih predaka neočekivano pojave kod ljudi.

Evo najčešćih i očiglednih tipova ljudskog atavizma, koji čine sljedeći popis:

• prekomjerna dlakavost;
• izbočeni rep;
• napuknuta usna;
• višestruke bradavice kod ljudi;
• drugi red zuba;
• štucanje;
• refleks hvatanja u novorođenčadi.

Navedene značajke razjašnjavaju raspravu mnogih o tome jesu li umnjaci, skriveni ili iznikli, rudiment ili atavizam. Karakteristični su za mnoge vrste, ali ne pojavljuju se sve. Ako su umnjaci ili drugi rudimentarni dijelovi tijela pronađeni samo u pojedinačnim primjercima, tada bi bilo moguće svrstati ih u atavizme.

Proučavamo što su rudimenti, primjeri

12 rudimenata kod ljudi

Zaključak

Homo sapiens je složen organizam s raznolikim sustavom životne aktivnosti, koji se mijenja milijuni godina evolucije. Svatko ima primjere svoje vrste. Glavna razlika između atavizma i rudimentarnih dijelova tijela je u tome što ih samo nekoliko posjeduje, a osoba može lako živjeti bez njih.