Популяции генетика

Дрейф генов, или генетико-автоматические процессы — изменение генетической конституции популяции, вызываемое случайными причинами, например малыми размерами популяции (поэтому дрейф генов не ведет к генотипическому приспособлению к среде). [c.455]

Генетика, кроме того, оказала сильное влияние на развитие теории эволюции, установив, что гены, будучи в общем константными, могут тем не менее изменяться путем мутаций. Изменяя гены, мутации поставляют сырой материал для дальнейших рекомбинаций. Большинство мутаций оказываются вредными или бесполезными, но немногие из них бывают полезными и могут дать существенное преимущество виду в борьбе за существование или послужить для возникновения новых видов. В этом отношении очень важна численность популяций. В очень больших популяциях новым мутациям очень трудно сохраниться, а в очень маленьких популяциях решающую роль в определении генетической конституции популяции играет случай. Наилучшим исходным материалом для возникновения новых видов служат популяции среднего размера, [c.389]

Заканчивая раздел изменчивости и генетики бактерий, мы подчеркиваем, что отнюдь не считаем возможным все формы изменчивости бактерий в интересующем нас аспекте свести к мутационной изменчивости в геноме. Синтетические соединения могут служить факторами адаптации [123] и привести культуру бактерий к фенотипической изменчивости, сопровождаемой перестройкой ферментного аппарата, дающей микробной популяции возможность использовать новое синтетическое соединение, несмотря на то, что свойство это наследственно и не закреплено. [c.114]

Генетика в целом занимается изучением генетической конституции организмов и законами, управляющими передачей наследственной информации от одного поколения к другому. Популяционная генетика-это область генетики, изучающая наследственную преемственность в группах организмов, т.е. в популяциях. Генетики-популяционисты исследуют генетическую структуру популяций и то, как эта структура изменяется из поколения в поколение. [c.72]

Существует мнение, что лечение генетических заболеваний с помощью генной терапии соматических клеток неизбежно приведет к ухудшению генофонда человеческой популяции. Оно основывается на представлении, что частота дефектного гена в популяции будет увеличиваться от поколения к поколению, поскольку генная терапия будет способствовать передаче мутантных генов следующему поколению от тех людей, которые до этого были неспособны произвести потомство или не могли дожить до половозрелого возраста. Однако эта гипотеза оказалась неверной. По данным популяционной генетики, для существенного повышения частоты вредного или летального гена в результате эффективного лечения требуются тысячи лет. Так, если какое-то редкое генетическое заболевание встречается у одного из 100 ООО жизнеспособных новорожденных, то пройдет примерно 2000 лет после начала применения эффективной генной терапии, прежде чем частота указанного заболевания удвоится и составит 1 случай на 50 ООО. [c.528]

Интересный подход к проблемам применения термодинамических методов в биологии разработал Б. Гудвин [14]. Отметив, что понятие организации не имеет четкого определения, и указав, что физическая энергия, физическая энтропия и т. п. почти ничего не дают для понимания биологической организации , этот автор утверждает, что и в этом случае можно с пользой применить формальный математический аппарат статистической физики, если ввести новые величины, которые только аналогичны термодинамическим. Далее он утверждает, что в молекулярной биологии из свойств внутриклеточных элементарных частиц должны быть выведены характерные свойства живой клетки. При этом элементарными частицами Гудвин считает цистрон, репликон и т. п. В популяционной генетике, по его мнению, рассмотрение генов в качестве элементарных частиц обеспечило Р. Фишеру крупный успех, так как естественный отбор удалось рассмотреть как явление, основанное на вариации частот генов в популяции организмов. По этим причинам гены следует трактовать, как макроскопические единицы, для которых можно вывести и соответствующие количественные законы. [c.116]

Генетик, изучающий эволюцию, старается выявить изменения в частоте или в соотношении генов в популяции. Генетик исследует частоты, а не абсолютные численности, потому что численность особей в популяциях растений и животных изменяется из года в год или даже в пределах одного года. Изменения эти иногда бывают очень резкими. Когда популяция растет, увеличивается также и число большинства генов, а когда она сокращается, то это число уменьшается. Однако генные частоты представляют собой статистические абстракции. Для того чтобы понять взаимоотношения организма со средой, нам необходимо знать число отдельных особей каждого вида, годичные колебания их численностей, число ежегодно погибших и рожденных, а также сроки гибели и рождения, поскольку все эти параметры могут оказывать влияние на течение эволюции. [c.332]

Свежие данные по этому вопросу можно почерпнуть, например, из отчетов опытной станции штата Айова (США), где работает известный генетик животных Лэш. В одном опыте, продолжавшемся в течение 18 лет, у свиней польско-китайской породы проводили умеренный инбридинг в сочетании с отбором. Результатом явилась дифференциация инбредных линий, отличающихся некоторыми специфическими особенностями, и некоторая депрессия, выражавшаяся в уменьшении числа поросят в помете и уменьшении величины животных. Скрещивание между двумя такими линиями дало животных Рь которые имели такую же жизнеспособность и продуктивность, как и исходная популяция. Скрещивание животных р1 с третьей инбредной линией дало еще более хорошие результаты в виде увеличения численности поросят в помете. [c.424]

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИИ Формула Харди — Вейнберга [c.436]

В предьщущей главе было описано, каким образом Дарвин пришел к выводу о существовании у растений и животных наследственной изменчивости как при искусственном разведении, так и в природных популяциях. Он понимал, что наследственные изменения должны играть важную роль в процессе эволюции путем естественного отбора, но не мог предложить механизм, который объяснял бы их возникновение. Лишь после того как были вторично открыты законы Менделя о наследственности и объяснено их значение для понимания эволюции, ученые стали уделять должное внимание этому механизму. Современное объяснение изменчивости живых организмов — это результат синтеза эволюционной теории Дарвина и Уоллеса и генетической теории, основанной на законах Менделя. Сущность изменчивости, наследственности и эволюции теперь можно объяснить с помощью данных, полученных в одной из областей биологии, известной под названием популяционной генетики. [c.313]

Таким образом, генетика является теоретической основой селекции, которая, в свою очередь, является теоретической основой и практическим руководством улучшения пород животных и сортов растений, а также штаммов микроорганизмов. Задачи селекции при создании пород и сортов в целом более широки, чем интересы генетики в этой области. Это и естественно, поскольку в круг предметов исследования селекции входят такие вопросы, как изучение запросов производства, изучение экономики и технологии производства тех или иных продуктов сельского хозяйства, физиологии, биохимии организмов и т. д., с целью учета комплекса требований при создании сортов. Несмотря на это, основное звено науки селекции — сам процесс создания новых сортов — целиком базируется на генетической теории, а потому современный селекционер должен знать основные положения генетики, четко представлять себе структуру изменчивости, наблюдаемую в популяции по селекционируемым признакам, и динамику генотипов в ней при использовании различных форм отбора. [c.151]

Уравнение (4.43), так же как и уравнение (4.36), известно под названием обратного уравнения Колмогорова (ОУК). Прилагательное обратное входит в название этого уравнения потому, что вариация берется как бы относительно начального состояния X и начального момента времени s. Конечное состояние [у, t) входит в решение ОУК как параметр. Не претендуя на строгость, можно сказать, что ОУК дает решение задачи, в которой диффузионный процесс Xt должен начаться в момент времени s. чтобы в момент времени t перейти в заданное состояние у. Такая задача играет в большинстве приложений лишь весьма незначительную роль. Заметным исключением из общего правила является генетика, в которой нередко представляет интерес переход системы в заданное конечное состояние, например закрепление в популяции мутанта какого-то гена [4.3]. Но в целом основной вопрос состоит в том, каким образом система эволюционирует из настоящего в будущее, поэтому желательно было бы иметь прямое эволюционное уравнение, решение которого зависело бы от параметра (л , 5). Выводом такого прямого уравнения мы сейчас и займемся. Для этого нам понадобится следующее соотношение, вытекающее непосредственно из уравнения (4.36) [c.107]

Академик А. С. Серебровский высказал в 1929 г. идею выведения рас насекомых" с дефектами хромосомного аппарата в виде транслокаций с целью выпуска особей таких рас в природные популяции вредных насекомых, а в 1940 г. разработал и опубликовал теоретические основы получения хромосомных транслокаций [12]. Поскольку эта работа, опубликованная за четверть века до практического использования транслокаций в борьбе с вредными насекомыми, осталась неизвестной или забытой многими зарубежными генетиками и энтомологами, то в целях восстановления приоритета А. С. Серебровского в этой области работа [c.10]

Скорость развития устойчивости зависит от генети-.ческих признаков, и в частности от количества хромосом у самцов и самок данного вида. Зная количество хромосом II положение гена устойчивости в хромосомах, генетики рассчитывают теоретически ход развития устойчивости и могут подсказать пути ее преодоления. Надо также учитывать, что ген устойчивости может появляться мутантно, то есть неожиданно, в результате воздействия каких-либо внешних факторов — радиации или химических еществ. Например, у самцов и самок комнатных мух содержится одинаковый набор хромосом (диплоидность), поэтому при скрещивании устойчивых и неустойчивых особей расщепление будет идти по классической схеме и вероятность появления устойчивых особей уже в первом - поколении будет зависеть от того, каким является ген устойчивости. У самок наутинного клеща содержится 6 хромосом, у самцов — 3 хромосомы (гаплоидность). В этом случае расщепление идет по другой схеме и при скрещивании устойчивых и чувствительных особей уже в первом поколении 1/ популяции должна быть устойчивой [25]. [c.180]

Любой физический признак организма, например окраска шерсти у мьппей, определяется одним или несколькими генами. Каждый ген может существовать в нескольких различньгх формах, которые называют аллелями (см. табл. 24.2.). Число организмов в данной популяции, несущих определенный аллель, определяет частоту данного аллеля (которую иногда называют частотой гена, что менее точно). Например, у человека частота доминантного аллеля, определяющего нормальную пигментацию кожи, волос и глаз, равна 99%. Рецессивный аллель, детерминирующий отсутствие пигментации — так называемый альбинизм, встречается с частотой 1%. Это значит, что из общего числа аллелей, контролирующих синтез этого пигмента, 1% не способен обеспечивать его, а 99% делают это. В популяционной генетике частоту аллелей или генов принято выражать не в процентах или простых дробях, а в десятичных дробях. Следовательно, в данном случае частота доминантного аллеля равна 0,99, а частота рецессивного — 0,01. Общая частота аллелей в популяции составляет 100%, или 1, поэтому [c.314]

Под изучением в области биологического регулирования понимают исследования, на которых основывается любое применение биологического метода, но не обязательно имеющие целью достижение немедленных практических результатов, а также не связанные с непосредственными попытками использования и сохранения естественных врагов или попытками каких-либо других воздействий на них. Первый этап представляет собой фундаментальные научные исследования в области таксономии, биологии, физиологии, генетики, экологии, динамики популяции, поведения, методов разведения и питания. Такие исследования охватывают в первую очередь паразитов, хищников, патогенные организмы, а также и их хозяев и, кроме того, другие взаимодействующие факторы внешней среды. Главы 3—9, 19, 20 и 23, а также части большинства других глав написаны в основном исходя из результатов этих фундаментальных исследований. [c.20]

Существенное значение может иметь соотношение между числом особей приспособленной расы, колонизуемой в данном районе, и уже существующей дикой популяции. Исследования в области генетики популяций показывают, что при равной степени выживания определенные гены имеют тенденцию сохраняться в популяции в строгой пропорциональ- [c.348]

Популяционная генетика заимствовала у математической теории вероятностей два символа, и для выражения частоты, с которой два аллеля, доминантный и рецессивный, встречаются в генофонде данной популяции. Таким образом, [c.314]

В настоящее время генетикам и селекционерам известны следующие помехи, существующие в реальных популяциях и так или иначе влияющие на генетико-статистические параметры популяций. [c.173]

Дисперсии конкуренций в родительской популяции и в популяции потомков возникают по причине различной конкурентоспособности разных генотипов (а от> < осот)- приводит к тому, что изменение плотности посева очень существенно сдвигает значения всех генетико-статистических параметров популяций. [c.174]

Генетика по праву может считаться одной из самых важных областей биологии. На протяжении тысячелетий человек пользовался генетическими методами для улучшения домашних животных и возделываемых растений, не имея представления о механизмах, лежащих в основе этих методов. Судя по разнообразным археологическим данным, еще 6000 лет назад люди понимали, что некоторые физические признаки могут передаваться от одного поколения другому. Отбирая определенные организмы из природных популяций и скрещивая их между собой, человек создавал улучшенные сорта растений и породы животных, обладавшие нужными ему свойствами. [c.180]

Важнейшей частью генетики человека сегодня является эко- и фармакогенетика. Изучая генетический полиморфизм популяций человека, ученые начали понимать биохимические механизмы трансформации ксенобиотиков (чужеродных для организма соединений). Оказывается, более 200 наших генов имеют отношение к их детоксикации. [c.143]

Порог вредного действия для ртути, свинца и некоторых органических перекисей на потомство установлен в экспериментах на беспородных белых мышах (Г. М. Егорова и соавторы, 1966 И. В. Саноцкий и соавторы, 1967, 1968). Однако при действии этиленимина (суиермутаген для дрозофил) на уровне концентраций, пороговых ио показателям общетоксического действия, выраженных изменений (Р 0,05) у потомства крыс не обнаружено. Следует, однако, помнить, что вещества, вызывающие мутации у более 5% популяций (т. е. Р 0,05), некоторые генетики считают супермутагенами . Следовательно, просто мутагены остаются ниже указанной границы, и исследования ио установлению порога пх действия должны вестись с более высокой степенью достоверности. [c.33]

Одно из главнейших достижений генетики состоит в открытии того, что биологическая изменчивость представляет собой сложное явление, зависящее от нескольких совершенно различных причин. Особенно хорошо это показал датский исследователь В. Иоганнсен. Его селекционные опыты с популяциями и чистыми линиями фасоли принадлежат к числу классических исследований по генетике. Основная заслуга Иоганн-сена заключается в установлении того, что отбор действует только на популяцию, т. е. на генетически неоднородный материал. В пределах же чистых линий отбор не дает результатов, потому что изменчивость в чистой линии ограничивается модификациями, т. е. вызвана влиянием окружающей среды. Так, например, в пределах чистой линии мы можем в любом числе поколений отбирать самые большие или самые маленькие семена, но характерный для данной линии средний размер семян не изменится. Это ясно видно из табл. 1, взятой из работы Иоганнсена. В таблице представлены результаты измерения семян в двух различных чистых линиях одна линия — с крупными семенами (средний вес около 0,66 г), а другая — с мелкими (средний вес около 0,37 г). [c.80]

Появление устойчивых к ДДТ популяций насекомых представляет большой теоретический и практический интерес. Объяснение возникновения устойчивых форм, приводимое зарубежными авторами, которые стоят на позициях формальной генетики и придают основное значение отбору готовых устойчивых форм, опровергнуто в настоящее время работами советских исследова-телей з.зо показавших, что устойчивые формы насекомых возникают в результате приобретения устойчивости под влиянием недостаточно высоких доз яда. [c.120]

В области радиационной генетики насекомых дальнейшие исследования были проведены на материале последствий термоядерных взрывов, произведенных в 1954 и 1956 гг. на Маршалловых островах в Тихом океане. Изучались природные популяции Drosophila ananassae на острове Бикини, подвергнутые как непосредственному облучению, так и действию вторичного излучения от радиоактивных осадков, а также на некоторых Маршалловых и Каролинских островах, где выпадали только радиоактивные осадки [206, 207]. Наследственная система дрозофил была наиболее сильно поражена на острове Бикини (концентрация летальных мутаций 95,7%), где в 1957 г., т. е. спустя 50—70 поколений после термоядерного взрыва, еще были отчетливо заметны повреждения генетической системы дрозофил. На острове Ронгелапе, наиболее сильно пострадавшем от выпадения радиоактивных осадков (концентрация леталей 88%), только спустя 26—40 поколений восстановилась жизнеспособность популяций дрозофилы (количество плодовитых скрещиваний, средняя численность отложенных яиц и их жизнеспособность) [206, 207]. [c.30]

В случае селекции мутантов, устойчивых к ядам или фагам, можно было поставить и разрешить экспериментально один иэ самых обш,их вопросов генетики бактерий. При селекции мутантов, устойчивых к яду, мы пользуемся тем, что вводим культуру в среду, содержаш,ую этот яд. Спрашивается не являются ли клетки, стабильные к яду, результатом приспособления, или адаптации, культуры к яду Иначе говоря образуются ли в популяции клеток индивидуумы, устойчивые к данному яду заранее, до соприкосновения клеток с ядом, или такие резистентные клетки образуются постепенно при воздействии яда на бактериальную культуру Вопрос сформулирован вполне определенно. Значение его понятно. Его решение отвечает и на извечный вопрос наследуются ли потомством клетки мутационные изменения или приобретенные под действием среды, как это предполага.1 Ламарк. Для решения этой проблемы Дельбрюк и Лурия разработали замечательный эксперимент. [c.300]

Исследовательская лаборатория по метаболизму и радиации Службы сельскохозяйственных исследований в Фарго (Северная Дакота) была ведущим научным учреждением, изучаю1цим различные генетические методы, которые могли быть полезными для подавления популяций насекомых. Здесь изучаются иопользование атомной радиации, стерилизующих химических веществ и различных условных летальных признаков у насекомых. Однако и в других странах все больше генетиков занимается изучением различных генетических механизмов для регулирования численности насекомых. По мере развития исследования в этой области ученые могут выявить, что другие генешчеокие методы будут гораздо эффективнее метода стерилизации для подавления популяций некоторых видов насекомых. [c.288]

Для того чтобы эта гениальная идея получила признание, потребовалось удивительно много времени. Уже в 1937 г. Книплинг выдвинул в США основополагающую идею, а в 1940 г. независимо от него советский генетик А. С. Серебровский предложил план снижения численности вредителей путем возбуждения транслокаций в хромосомах и выпуска поврежденных таким образом особей в здоровые популяции. Однако только в 1955 г. на примере полевого опыта по искоренению мясной му-хи-каллитроги на острове Кюрасао удалось доказать возможность осуществления теоретических соображений и таким образом поставить на службу биологической борьбы совершенно новый принцип [305, 197, 380, 94, 353, 237, 501, 274, 224]. [c.127]

Сегодня уже ясно, что мутационный груз человечества накапливался в популяциях в форме сбалансированного полиморфизма или наследственной патологии. Он характеризует наше прошлое, и мы сейчас живем с этим грузом в катастрофически меняюш ихся с генетической точки зрения условиях. В XX в. появилось много новых факторов и условий, меняюш их наследственность человека, с которыми он как биологический вид не сталкивался на протяжении своей длительной эволюции. Это — миграция населения и расширение границ браков, планирование семьи у здоровых людей и репродуктивная компенсация в отяго-ш енных наследственной патологией семьях, насыщение среды обитания человека мутагенами и т. д. Генетические процессы в популяциях человека (изменение частот генов и генотипов, мутационный процесс, отбор) обладают большой инертностью. Вот почему генетические последствия изменения среды обитания человека проявятся не через 1-2 поколения, а, скорее всего, через десятки поколений. Задача современной популяционной генетики человека — научиться предсказывать нежелательные последствия на уровне популяции и снижать неблагоприятные генетические эффекты окружающей среды, изменения демографической структуры, а также уменьшать груз наследственной патологии предыдущих поколений. И генетика человека даже сегодня многое может сделать в этой области. [c.144]

Как правило, в инсектарии можно вывести за год гораздо больше поколений, чем их бывает в природе. Обсуждение вопросов популяционной генетики Добжанским [523] дало основание предполагать, что отбор по признаку устойчивости к крайним климатическим колебаниям гораздо более вероятен в лабораторных условиях, чем в природе. Добжанский доказал, что набор генов у дрозофил изменяется при смене сезонов. Популяции дрозофилы приспособляются к зимним условиям в результате естественного отбора, что предполагает значительную смертность, вызванную холодами, однако на следующее лето должно происходить противоположное изменение, снова сопровождаемое заметной смертностью, вызванной на этот раз теплом. Таким образом вид временно приспосабливается к выживанию при крайней жаре или крайнем холоде, но только к одному из этих условий в одно время и в разные сезоны. Следовательно, мало вероятно появление приспособляемости индивидуумов к теплу и холоду одновременно, В лаборатории, однако, те же особи можно подвергнуть крайнему нагреву и охлаждению в расчете на выведение расы более выносливой и [c.346]

В истории с изучением серповидноктеточ-ной анемии есть неожиданный поворот. Генетикам показалось странным, что мутация, приносящая очевидный вред ее обладателю, столь щироко распространена в популяции. Для объяснения этого факта была высказана гипотеза, согласно которой данная мутация в некоторых условиях может создавать носителю определенные преимущества. И такое преимущество действительно бьшо выявлено. На рис. 25.23 представлены карты распространенности серповидноклеточной анемии и малярии. Ареалы совпадают довольно точно там, где чаще встречается малярия, более распространен и мутантный ген. В некоторых районах Африки его частота достигает 40% (40% НЬ8, 60% НЬА в популяции). В тех районах, где распространена малярия, она является главной причиной смертности, между тем носители поврежденных генов гораздо менее чувствительны к малярии [c.247]

С тех пор этому вопросу было посвящено множество исследований, и к настоящему моменту существует хорошо разработанный статистический аппарат для генетического анализа количественных признаков. Генетико-статистический анализ количественных признаков не позволяет определшть генетическую формулу каждой конкретной особи, но он достаточно надежно позволяет установить, какая доля общей изменчивости признака зависит от генетических причин (генотипическая изменчивость) и какая — от причин, не связанных с генотипической неидентичностью отдельных особей в популяции ( п а р а -типи,ческая изменчивость). [c.152]

Б данном разделе в кратком виде изложены основные принципы и методы генетико-статистического анализа количественных признаков растений. Для лучшего усвоения материала читателями, не знакомыми достаточно глубоко с математической статистикой, даны условные, простые арифметические примеры, разбор которых даст возможность понять, отчего зависит уровень статистических параметров растительной популяции. Главная цель раздела — ознакомить читателя со смыслом и логикой генетикостатистического анализа, поэтому здесь приведены только принципы и методы и совершенно отсутствует конкретный фактичс ский материал. [c.163]

О дрейфе генов говорят в тех случаях, когда изменения частоты генов в популяциях бывают случайными и не зависят от естественного отбора. Случайный дрейф генов, или эффект Сьюэлла Райта (названный по имени американского генетика, который понял его эволюционное значение), может служить важным механизмом эволюционных изменений в небольших или изолированных популяциях. В небольшой популяции могут бьггь представлены не все гены, типичные для данного вида. Случайные события, например преждевременная гибель особи, бывшей единственным обладателем какого-то аллеля. [c.318]

Для систематики немаловажно изучить поведение насекомых. Как показывают данные по многим группам энтомофагов, поведенческие признаки могут быть очень важны для целей их идентификации (Delu hi, 1961). Оценка степени обособленности некоторых рас практически наиболее важных видов, несомненно, потребует также изучения их методами генетики популяций (Labeyrie, 1961). [c.56]

При соматической гибридизации эксперимент строится аналогично опытам по генетике микроорганизмов. Иными словами, используются большие популяции клеток обоих родителей. При обработке смешанной суспензии протопластов фьюзогенами часть из них сливается друг с другом, но в суспензии остаются и неслившиеся протопласты. Все они, включая гибридные, в дальнейшем регенерируют клеточные стенки и переходят к делениям. Возникает задача — выделить из общей массы гибридные экземпляры. Селекция гибридов может применяться либо на клеточном уровне, либо на стадии регенерации и осуществляется несколькими методами. [c.157]

Исследования Моргана и его сотрудников К- Бриджеса, А. Стерте-ванта и Г. Мёллера привели к тому, что почти все признали менделевские законы наследственности. Признание законов Менделя сделало возможными огромные успехи в понимании генетических процессов как на уровне отдельных клеток, так и на уровне многоклеточных организмов и целых популяций. Эти успехи в свою очередь подготовили почву для таких новых теоретических построений, как количественный анализ динамики эволюции органического мира (направление, которое стало известно под названием неодарвинизм ). Кроме того, они принесли огромную практическую пользу сельскому хозяйству и медицине. Что касается сельского хозяйства, то законы генетики позволили наконец создать рациональные, а не кустарные методы селекции и животноводства. С помощью этих методов были выведены новые сорта сельскохозяйственных растений и новые породы домашних животных. Эти новые сорта и породы обладали такими экономически важными свойствами, как устойчивость к заболеваниям, более высокая урожайность и продуктивность, способность расти в неблагоприятных климатических условиях и, наконец, неполегаемость, которая столь важна при механической уборке злаков. В области медицины выяснение генетической основы различных патологических состояний, встречающихся у человека, привело к созданию рациональных методов их профилактики и терапии. [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология