Приспособленности зависящие от генетической

Эволюционная адаптация. Наиболее длительный процесс приспособления к среде — тот, который зависит от приобретения новой генетической информации, детерминирующей новые адаптивные фенотипические признаки. Это процесс эволюционной адаптации, который, разумеется, требует многих поколений. [c.27]

Итак, сохранение вида требует, чтобы половые клетки организмов были защищены от быстрых генетических изменений, но сохранение каждого конкретного индивидуума требует такой же защиты и для всех прочих клеток многоклеточного организма (соматических клеток). Нуклеотидные замены в соматических клетках могут способствовать естественному отбору в пользу тех или иных лучше приспособленных клеток и привести к их неконтролируемому размножению, т. е. развитию рака, на долю которого в Западном полушарии приходится около 20% всех преждевременных смертей. Убедительные данные подтверждают, что гибель людей в данном случае вызвана главным образом накоплением изменений в нуклеотидных последовательностях ДНК соматических клеток. Десятикратное повышение частоты мутаций привело бы, вероятно, к катастрофическому росту раковых заболеваний вследствие того, что чаще возникали бы различные вариантные формы соматических клеток. Таким образом и сохранение того или иного вида с его 60000 белков (стабильность половых клеток), и предотвращение рака, возникающего как следствие мутаций в соматических клетках (стабильность соматических клеток), зависят у эукариот от чрезвычайно высокой надежности сохранения нуклеотидных последовательностей ДНК. [c.279]

Приведенные выше анализы были основаны на рассмотрении пар аллелей, находящихся в одном и том же локусе. Однако большая часть фенотипических признаков контролируется совокупностями генов с участием многих аллелей и локусов. Эти гены могут быть в разной степени сцеплены друг с другом кроме того, между ними могут происходить различные взаимодействия (см. разд. 2.1.2). Следовательно, приспособленность, определенных аллелей в одном локусе зависит от аллелей, лежащих в других локусах, и, в сущности, на нее оказывает влияние вся генетическая среда, в которой они находятся. Быть может, группы сцепления, целые хромосомы или даже геномы представляют собой более значимые единицы отбора, чем отдельные гены (см. разд. 3.8). К сожалению, генетика таких полигенных систем чрезвычайно сложна, а поэтому мы не можем охватить ее в такой мере, как случай двух аллелей, лежащих в одном локусе. Мы исходим из допущения, что основные принципы остаются теми же, даже если существуют различия в деталях. Однако здесь возможны серьезные исключения. [c.50]

Один из возможных ответов состоит в том, что в основе генетической пластичности, необходимой для приспособления к изменчивой внешней среде, лежат рекомбинации, создающие адаптивные сочетания, отличные от ранее отобранных. Эта проблема и объяснение инверсионной гомогенности в краевых популяциях тесно связаны друг с другом. Инверсии ограничивают рекомбинацию, в результате чего появляется несколько четких генетических модальных классов с высокой частотой. Свободная рекомбинация обеспечивает возникновение гораздо более широкого набора приспособительных возможностей. Мы должны быть очень осторожны в смысле эвристических и кажущихся разумными рассуждений по этому вопросу. Влияние сцепления на отбор в флуктуирующих условиях среды носит сложный характер и в значительной мере зависит от статистических свойств среды, особенно от автокорреляции отдельных серий. Анализ этой проблемы только начинается (Левине, 1968). Некоторое представление о ее сложности можно получить при изучении отбора на промежуточной оптимум. [c.301]

Другой вехой в процессе выживания явилось развитие способности организма к воспроизводству. Расшифровка молекулы ДНК — основного генетического материала, передающегося от поколения к поколению, — показала, что развитие индивидуума регулируется на молекулярном уровне и протекает за счет большого числа биохимических реакций. Из всех фактов становится ясно, что все другие свойства живого организма — включая анатомические, электрофизиологические и поведенческие — в каком-то смысле зависят от биохимических процессов. Это дает последним определенное первенство не только при создании нового организма, но и при приспособлении организма к динамическим условиям окружающей среды. [c.23]

Скорость ферментативных реакций велика, она зависит от температуры, pH среды, наличия ионов различных металлов. Возможность клеток синтезировать определенные ферменты обусловлена генетической информацией и условиями ее реализации. По био- логическим свойствам и роли в организме Арменты делятся на конститутивные, которые-всегда присутствуют и синтезируются в клетках, н адаптивные, образующиеся в клетках при изменении функционального состояния, питания и приспособленности организма к условиям внешней среды. [c.135]

Генетическая форма с ее высшими вариантами полиатомного дискретного физико-химического устройства радикально меняет баланс чистого и смешанных состояний, сложившийся в микрофизике, что используется многочисленными операторами внутри генетической системы. Это приносит определенность, недостухшую микрофизическому состоянию с его слишком большой чувствительностью к измерению. В генетических формах природа вела (и ведет) отбор на повышение объективности измерений, от которых зависит прогресс генной структуры. Без объективного измерения была бы потеряна возможность применения естественного отбора, непосредственно оценивающего генные возможности по зависящему от объективности измерений тождественному повторению приспособлений в потомстве. Атомизм генного уровня позволяет достигнуть коренных успехов в разделении наблюдаемого природного феномена и средств (в данном случае типически мутагенных), которые используются для его изучения. Такое разделение больше всего удается при использовании в опыте основных мутагенов, куда относятся все мутагенные пики, и меньше, а также по-иному — для нуклеотид-аналогов. [c.61]

Фишер называл свою теорему основной, потому что она строго определяла зависимость между двумя краеугольными камнями дарвиновской теории — изменчивостью внутри популяций и скоростями эволюционного изменения. Однако эта зависимость оказалась не столь несомненной, как полагал Фишер. Так, например, если приспособленность сама зависит от генетической дисперсии (что представляется правдоподобным в некоторых ситуациях см. разд. 3.5), то скорость изменения приспособленности не должна быть связана с этой дисперсией простой зависимостью. Кроме того, Фишер вывел свою зависимость для случая одного локуса с двумя аллелями если же рассматривать примеры с участием более чем одного локуса, то зависимость между этими двумя переменными может оказаться значительно сложнее (см. разд. 2.3.3). Есть также и другие потенциальные неясности и проблемы (И]. Таким образом, вытекающее из основной теоремы Фишера следствие, что действие естественного отбора всегда направлено на максимизацию приспособленности, нельзя принимать безоговорочно, и из этого в свою очередь вытекает ряд следствий, которые необходимо учитывать при изучении адаптаций (см. гл. 3). С основной теоремой Фишера связана еще одна концепция — концепция генетического груза (различие между макимальной потенциальной приспособленностью популяции и Ш). Это различие создается любым процессом, порождающим генетическую изменчивость, в том числе мутационным процессом (мутационный груз) и процессом генетической перестройки, обусловленной расщеплением (сегрегационный груз). Как и основная теорема Фишера, а возможно, именно из-за нее, концепция генетического груза небесспорна и вызывает разногласия, а поэтому в дальнейшем мы о ней говорить не будем. [c.48]

Специфическая функция большинства белков решающим образом зависит от немногих аминокислотных позиций. Функциональные ограничения носят столь общий характер, что они вполне совместимы с множеством различных аминокислот например, трехмерная структура белка может сохраняться при самых разнообразных аминокислотных заменах. При этом в результате генетического дрейфа может происходить сдвиг частот тех или иных оснований, что в свою очередь приводит к возникновению полиморфизма на уровне белков. Системы полиморфизма детерминируют небольшие функциональные различия, не влияющие или лишь незначительно влияющие на приспособленность (разд. 6.2.1.1) их носителей, и вызывают действие естест-вешого отбора. При изменении экологических условий полиморфные системы могут стать источником наследственной изменчивости и обеспечить быструю адаптацию. С другой стороны, тот факт, что для большинства систем полиморфизма селективные влияния пока неизвестны, не означает, что отбор отсутствовал. Просто его трудно обнаружить, особенно среди населения экономически развитых стран, где современная цивилизация значительно изменила условия жизни людей, исключив некоторые потенциально весьма существенные селективные факторы, например инфекционные болезни и недоедание. Для выяснения соответствующих селективных механизмов необходимо сформулировать специальные, обоснованные с функциональной точки зрения гипотезы. Это не означает. [c.25]

Все рассуждения на эту тему должны начинаться с утверждения, что в центре социальной политики стоит не какая-то этническая группа, а человек. Цель общества, несомненно, заключается в создании условий, дающих возможность каждому развить свои таланты и способствующих процветанию общества в целом. Один из способов достижения такой цели-предоставление возможностей и создание условий для получения образования. Эти условия включают методы обучения, которые оптимально воздействуют на индивидуальные способности независимо от того, в какой степени они детерминированы генетически. Весь опыт современной генетики учит нас, что фенотип-это результат взаимодействия генотипа и среды и что определенные генотипы для оптимального развития нуждаются в соответствующих, во многих случаях тоже довольно определенных условиях внепшей среды. Задача генетики поведения в том, собственно, и состоит, чтобы определить эти условия и дать совет, как разработать индивидуально ориентированную стратегию образования, наилучщим образом приспособленную к сильным и слабым сторонам личности ребенка, определяемым генетически. В качестве примера такогб подхода можно привести педагогические приемы, используемые при дислексии, которая часто определяется генетическими факторами [2071]. Должна ли такая стратегия включать программы компенсирующего развития для детей, проявляющих определенные затруднения Для ответа на этот вопрос необходим опыт. Однако в любом случае ответ на данный вопрос не зависит от того, влияет ли и в какой мере генетическая изменчивость на указанные недостатки, а также от того, принадлежит или нет индивид к меньщинству, которое отличается по средней величине от боль-пшнства популяции. Должны ли мы проталкивать через все уровни образования умственно недоразвитого ребенка только [c.140]

Однако это сравнение неправомерно, поскольку в популяции не существует подобного идеального генотипа. Фактический груз зависит, в частности, от того, какую роль играет конкуренция внутри популяции. Таким образом, ириспособленности должны оцениваться в соответствии с реально существующими особями. Однако отбор — это не только конкуренция, а генетический груз имеет абсолютный компонент — производное относительной вероятности, с которой разные генотипы выживут в суровых условиях внешней среды (Фелзенстейн, 1971). Если весь отбор на замещение старых аллелей новыми проходил в постоянно ухудшающихся физических условиях среды, которые стали невыносимыми для старых генотипов, то вычисленная как е величина груза верна, но невозможна. Однако при мягком отборе (Уоллес, 1968), когда приспособленность определяется только борьбой за ограниченные ресурсы, мы должны рассматривать лишь генотипы, существующие в данный момент, и груз становится значительно меньшим. В последнем случае Ота и Кимура (1971а) при вычислении груза используют концепцию наиболее вероятного значения . Если переменная х имеет нормальное распределение, то в выборке величиной п наиболее вероятное крайнее отклонение от средней будет [c.225]

Наконец, число параметров, необходимое для описания динамики отдельного локуса в процессе эволюции, можно свести ка— 1, если, как показано в предыдущем разделе, относительные приспособленности генотипов по данному локусу не зависят от всех других локусов. Почти все теоретические построения популяционной генетики и почти все опыты и наблюдения в природе основаны на этом самом низком числе параметров. Отдельный локус обычно исследуется изолированно, и его эволюция объясняется также изолированно. Более того, эта эволюция почти всегда описывается в терминах частот альтернативных аллелей в данном локусе. Презумпция того, что адекватная картина эволюционной динамики заключена в пространстве, единственными параметрами которого служат частоты альтернативных аллелей в отдельных локусах, оправданна только в том случае, если различные допущения относительно независимости соотношений ириспособленностей и независимости сочетаний генов верны или почти верны. В табл. 56 показано уменьшение числа пара.метров по мере увеличения числа допущений относительно генетической структуры популяции. [c.288]

Полученный результат не зависит от выбранной модели отбора, Отсекающий отбор, как предполагают Свед, Рид и Бодмер (1967) и Кинг (1967), действует таким же образом. Например, согласно отсекающей модели Кинга, если доля выживших особей в популяции составляет 20%, а наследуемость фенотипического признака, определяющего приспособленность, равна только 0,1, то доля каждого из двух комплементарных генотипов в равновесии составит 40,5%. Если ослабить условие абсолютной симметричности двух гомозигот по каждому локусу, то разнообразие типов гамет при равновесии увеличится, хотя значительную их долю будут все еще составлять гаметы лишь немногих типов. В табл. 61 представлен состав гамет при равновесии в резко асимметричном случае с таким же генетическим грузом, как и в симметричной модели с 10%-ным гетерозисом. [c.310]

До сих пор еще далека от завершения проблема определения приспособленностей генотипов даже в простейших генетических ситуациях. Дело в том, что давление отбора, задаваемое нриснособленностями, зависит ие только от внешней среды, но также и от внутренней среды, т. е. от самой генетической структуры популяции. С модельной точки зрения это означает, например, зависимость приснособленностей от частот аллелей, гамет и генотипов. Так что широко используемое в нашей книге предположение о постоянстве приспособленностей является своего рода первым приближением реальной ситуации. [c.500]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология