Курсовая работа: Третий постулат к вопросу о происхождении видов

В эволюционных теориях мутациям отводится главенствующая роль. Именно они считаются фактором, приводящим к возникновению у биологических особей новых, ранее отсутствовавших у них признаков.

Поскольку явление изменения числа генов в хромосомах и хромосом в геноме и последствия этих изменений достаточно хорошо известны, очевидно, что они не являют собой тот магистральный путь, на котором происходит возникновение новых видов. Поэтому в дальнейшем мы будем говорить о роли в процессе видообразования преимущественно генных мутаций.

Формально к мутациям может быть отнесена генетическая рекомбинация – обмен генетическим материалом, происходящий при размножении бактерий. Принципиальное отличие генетической рекомбинации от всех типов мутации, рассмотренных выше состоит в том, что в результате ее в наследственную ДНК бактерии извне привносится ранее отсутствовавший в ней блок генетической информации в виде совокупности новых для бактерии генов. Забегая вперед, следует сказать, что из трех способов возникновения рекомбинантов – трансформации, коньюгации и трансдукции наибольший интерес в рамках данной работы представляет трансдукция, так как этот процесс наглядно показывает, что ДНК вируса может встраиваться в ДНК бактерии без разрушения последней (по крайней мере в течение определенного времени).

Глава 3. Накопление полезных признаков

Базовая посылка эволюционных теорий видообразования в пользу постепенного формирования нового вида состоит в том, что в геноме особей исходного вида в результате мутаций появляются и под воздействием естественного отбора накапливаются полезные признаки.

Этот тезис вызывает у меня вопрос: каков критерий полезности вновь появившихся признаков?

Что касается человека, тут дело обстоит просто. Подходишь к такому носителю нового признака и задаешь вопрос в лоб: полезен ему этот признак или нет? И получаешь вполне определенный ответ. Но как быть со всеми остальными видами? Как ответить на вопрос не впадая в антропоцентризм? С точки зрения человека увеличение урожайности пшеницы после воздействия на ее семена гамма-излучения признак несомненно полезный, но вот с точки зрения пшеницы все может быть не столь однозначно.

Решение любого вопроса должно начинать с задания достаточно корректных начальных условий. Я предлагаю довести ситуацию до предельного состояния и посмотреть, как будет обстоять дело, если некий приобретенный в результате мутации признак в связи с изменением условий существования вида вдруг становится абсолютно необходимым для выживания вида. Другими словами в геноме особи есть пара комплементарных генов, представленных в виде доминантного (А) и рецессивного (а) аллеля. Интересующий нас признак контролируется одним из этих аллелей. В этих же начальных условиях оговариваем, что в качестве исходного материала у нас есть две особи противоположного пола – носители указанной пары генов. Жизненную задачу этих особей – произвести на свет носителей любой возможной комбинации этих генов тоже считаем реально выполнимой.

Тот факт, что мутация гена, приведшая к возникновению нового признака, может произойти только у одной особи нас смущать не должен. Допускаем, что особь эта после оной мутации находилась в репродуктивном возрасте и последующие поколения унаследовали бесценный дар.

Результаты усилий нашей пары производителей приведены в таблице.

Аа
Аа	АА Аа Аа аа

При условии, что абсолютно необходимый для выживания признак контролируется доминантным аллелем (А), признаем особь с сочетанием аллелей -аа- нежизнеспособной и считаем, что она отбудет в мир иной до достижения репродуктивного возраста.

Отметим также тот факт, что в первом поколении появится особь с мономорфным (гомозиготным) сочетанием аллелей (АА) по рассматриваемому признаку и гомозиготность по этому признаку в целом в первом поколении составит 33%.

Таким же образом составляем таблицу для второго поколения, Как и в первом случае учитываем наличие мужской и женской особи, несущих одно и то же сочетание аллелей.

АА	Аа	Аа
АА	АА АА АА АА	АА Аа АА Аа	АА Аа АА Аа
Аа	АА АА Аа Аа	АА Аа Аа аа	АА Аа Аа аа
Аа	АА АА Аа Аа	АА Аа Аа аа	АА Аа Аа аа

Всего получено 36 вариантов сочетаний из них 4 составляют сочетание -аа-. Но наряду с этим стоит обратить внимание на то, что процент гомозиготности аллелей по рассматриваемому признаку у жизнеспособных особей во втором поколении вырос и составил уже 50%.

Таблица для третьего поколения имеет размер 32х32 (32 строки и 32 столбца),что не позволяет включить ее в текст, да это и не имеет особого смысла. Проще определить количество всех сочетаний и определить процент мономорфности -АА- математическим путем.

Вот данные для третьего поколения:

общая численность потомства 4096 особей;

нежизнеспособных особей (несущих в геноме сочетание -аа-) 256;

процент гомозиготности аллелей по рассматриваемому признаку – 56,25%.

Мы снова видим увеличение процента гомозиготности по рассматриваемому признаку и обоснованно можем предположить, что этот процент будет расти и далее.

Рассмотрим теперь ситуацию, когда жизненно необходимый для выживания признак контролируется рецессивным аллелем. Здесь ситуация намного проще. Из первого поколения выживет лишь одна особь с сочетанием аллелей -аа-, т.е. процент гомозиготности по рассматриваемому признаку сразу станет равным 100% и таковым останется и в последующих поколениях. При условии, конечно, что изначально популяция располагает достаточным количеством носителей сочетания аллелей -Аа-. Ну с этим особых проблем не просматривается, особенно если с момента возникновения мутации, вызвавшей появления аллеля -а- до момента когда его наличие в геноме особей стало жизненно необходимым сменилось достаточное количество поколений, что опять же не невероятно, учитывая, что в природе изменение условий обитания вида чаще всего происходит достаточно плавно.

Мутации, как известно, могут привести к появлению не только полезных, но и вредных признаков. Но нетрудно заметить, что вредный признак – это тот же полезный признак, но со знаком минус. Таким образом ситуация с абсолютно вредными признаками сводится к уже рассмотренной.

Вернемся к тому, что мы рассматривали процесс накопления признаков в ситуации предельной, вероятность которой в природе пренебрежимо мала. Основная часть мутаций приводит к появлению относительно (в сравнении с имевшимся ранее) вредных и относительно полезных признаков. Но достаточно обоснованно можно предположить, что несмотря на это тенденции, выявленные выше имеют место и в этом случае. Таким образом можно сделать предварительный вывод.

Полезные в той или иной мере для выживания вида (популяции) признаки, возникшие в результате мутаций, сохраняются в геноме этого вида (популяции) С течением времени происходит увеличение процента мономорфности (гомозиготности в рамках всей популяции) по этим признакам, достигающего при некоторых условиях 100%.

Как нетрудно заметить, до сих пор все результаты наших рассуждений полностью подкрепляли позиции эволюционных учений. Особо выделен лишь факт наличия мономорфности аллелей, контролирующих полезные для выживания вида признаки и перманентного увеличения процента этой мономорфности (гомозиготности по этим признакам в рамках популяции).

Но пойдем дальше.

Глава 4. Признаки видовые и индивидуальные

Представим себе самую обычную ситуацию: в семье родился ребенок. Счастливый папа через несколько дней доставляет домой маму и дитя. Начинаются визиты бабушек и дедушек, дядей и тетей, сестер и братьев, знакомых и соседей. Главное, что их интересует – на кого же ребенок похож? Вот уши у него явно папины, а губы – мамины. Нос как у дедушки, а разрез глаз как у бабушки. А вот со цветом глаз что-то не получается. Но это никого не смущает – знать так наследственность распорядилась – может у прадедушки были глаза такого цвета.

Ситуация, как видим, самая обычная, и каждый из нас не раз был ее свидетелем Но есть в ней одна деталь. Никому не кажется странным, что ребенок – это человек. У него две руки и две ноги, два глаза и два уха, на руках и на ногах по пяти пальцев – словом у него присутствует все, что делает его человеком, у него присутствуют все признаки, характеризующие человека как биологический вид.

То же самое относится ко всему живому на земле. Беглого взгляда достаточно нам, чтобы сказать: «Это собака. Это кошка. Это таракан. Это сосна. Это роза. Это карась».

Любой представитель животного или растительного вида на Земле относится к какому-то биологическому виду, и несет в себе все характерные признаки этого вида – видовые признаки. И глядя на что-то живое мы в первую очередь определяем это живое как вид.