Генетические теории

В основе принципов эволюции, воспроизводства и развития живых систем лежит триада дарвиновского учения — изменчивость, наследственность и естественный отбор. Фундаментальные свойства живых систем — наследственность и изменчивость — изучает генетика.

Генетика — относительно молодая наука. В 1865 г. Г. Мендель сформулировал основные законы наследственности, не получившие признания.

С 1900 г. начались широкие исследования, в ходе которых были заново открыты законы наследования признаков, сформулированы представления о мутациях, популяциях и чистых линиях организмов, хромосомная теория наследственности, открыт закон гомологических рядов наследственной изменчивости и др.

Новый этап развития генетики связан с усовершенствованием техники научных исследований. Сложные современные приборы позволили установить строение нуклеиновых кислот, раскрыть их значение в явлениях наследственности и расшифровать генетический код.

Обычно наследственность определяется каксвойство родителей передавать свои признаки и особенности развития следующему поколению. Благодаря этому свойству каждый вид животных или растений сохраняет на протяжении поколений характерные для него черты.

Обеспечение преемственности признаков — одна из сторон наследственности, другая сторона — точная передача специфического для каждого вида организмов типа развития и присущего только этому типу организмов обмена веществ.

Клетки, определяющие преемственность поколений, — специализированные половые клетки при половом размножении и неспециализированные клетки тела (соматические) при бесполом — несут в себе не сами признаки и свойства будущих организмов, а только задатки их развития. Эти наследственные факторы получили название генов.

Геном является участок молекулы ДНК, определяющий возможность развития отдельного элементарного признака или синтез одной белковой молекулы Признак, определяемый каким-либо геном, может и не развиться.

Возможность проявления признаков в значительной степени зависит от присутствия других генов, а также от условий внешней среды. Следовательно, изучение условий проявления наследственности также составляет предмет генетики. У всех организмов одного и того же вида каждый конкретный ген располагается в одном и том же месте, в определенной хромосоме.

В наборе хромосом имеется только один ген, ответственный за развитие данного признака.

Мутация, вызывающая изменение структуры гена, т. е. появление варианта исходного гена, приводит и к появлению варианта признака.

Совокупность всех генов одного организма называют генотипом.

В рамках каждого вида организмы проявляют различия. Это хорошо видно, например, в пределах вида Ноmо sарiепs (“человек разумный”), каждый представитель которого имеет свои индивидуальные особенности. Подобная индивидуальная изменчивость существует у представителей любого вида животных и растений.

Существуют разные типы изменчивости. Изучением причин, форм изменчивости и ее значения для эволюции также занимается генетика. При этом исследователи имеют дело не с наследственными факторами, а с результатами их проявления — признаками и свойствами. Поэтому законы наследственности и изменчивости изучают, наблюдая за признаками организмов в ряду поколений.

Совокупность всех признаков и свойств организма называют фенотипом. Сюда относятся не только внешние, видимые признаки (цвет глаз, волос, форма уха или носа, окраска цветков), но и биохимические (структуры белка, активность фермента, концентрация глюкозы или мочевины в крови и т. д.), гистологические (форма и размеры клеток, строение тканей и органов), анатомические (строение тела и взаимное расположение органов) и т. д.

Другими словами, признаком может быть названа любая особенность строения, любое свойство организма. Под свойством понимают любую функциональную особенность организма, в основе которой лежит определенный структурный признак.

Следует помнить, что подавляющее большинство “простых” признаков — не что иное, как условное обозначение отличительных черт организма: карие или голубые глаза, высокий или низкий рост, прямые или курчавые волосы и т. д.

Признаки, какими бы простыми они ни казались внешне, определяются многочисленными и сложными биохимическими процессами, каждый из которых обусловлен белком-ферментом — элементарным признаком.

Таким образом, генетика — это наука о закономерностях наследственности и изменчивости — двух противоположных и вместе с тем неразрывно связанных между собой процессов, свойственных всему живому на Земле.

Теперь кратко остановимся на основных моментах эволюционного учения Дарвина. Выход в свет в 1859 г. книги Ч. Дарвина “Происхождение видов путем естественного отбора, или Выживание благоприятствующих пород в борьбе за жизнь” ознаменовал начало новой эры в развитии биологии.

Учение Дарвина о естественном отборе явилось исходным пунктом для создания новой парадигмы биологии и формирования эволюционного взгляда на окружающий мир.

Заслуга Дарвина в том, что он предложил механизм “действия” эволюции. Дарвин считал, что все многообразие живых организмов сформировалось в процессе длительной эволюции из более примитивных форм.

Теория Дарвина сводится к следующему:

1. каждая особь того или иного вида обладает индивидуальностью (изменчивость);
2. черты индивидуальности (хотя и не все) могут передаваться по наследству (наследственность);
3. особи производят гораздо большее количество потомков, чем доживает до половой зрелости и начала размножения; этот факт говорит о том, что в природе происходит борьба за существование;
4. преимущество в борьбе за существование остается за наиболее приспособленными особями, которые имеют больше шансов оставить после себя потомство (естественный отбор);
5. именно таким образом (в результате естественного отбора) происходило постепенное усложнение уровней организации жизни и возникновение новых видов.