Природа биологической изменчивости

Мутации и мутагенез. Исследования по изменчивости и селекции микроорганизмов в связи с развитием учения об антибиотиках стимулировало развитие работ по мутагенезу продуцентов витаминов, антибиотиков, ферментов и других биологически активных веществ. Микробиологи-селекционеры привлекали все известные методы изыскания новых форм микроорганизмов с повышенной биохимической активностью. Приспособление бактерий к разрушению нового синтетического органического соединения, не встречавшегося ранее в природе, требует от бактериальных клеток синтеза новых ферментов, т. е. изменения в генотипе. Генотипическая изменчивость наследственна. [c.110]

Комбинативная изменчивость широко распространена в природе. Как уже указывалось в главе VI, биологическое значение полового размножения заключается в возможности получения новых сочетаний наследственной информации. У микроорганизмов, размножающихся бесполым путем, появились своеобразные механизмы (трансформация и трансдукция), приводящие к появлению комбинативной изменчивости. Все это говорит о большом значении комбинативной изменчивости для эволюции. [c.143]

ПРИРОДА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ [c.79]

Дарвиновский принцип важности естественного отбора до сего времени полностью сохранил свое значение, тогда как наше представление о природе биологической изменчивости со времен Дарвина коренным образом изменилось. Мы теперь знаем, что необходимо проводить различие между модификациями, возникающими под влиянием среды, и наследственной изменчивостью. Мы знаем также, что модификации не наследуются, а представляют собой лишь индивидуальную изменчивость. [c.117]

В общем можно сказать, что генетические исследования вскрыли природу биологической изменчивости и установили различие между модификациями, обусловленными средой, и генотипической изменчивостью. Кроме того, генетические ис- [c.388]

Наши знания о природе наследственности и биологической изменчивости не только помогают нам глубже понять популяции человека и протекающие в них подчас своеобразные жизненные явления, но в значительной мере касаются непосредственно каждого из нас. Прежде всего необходимо признать, что мы являемся наследниками наших предков, а это означает, что мы рождаемся с той или иной генетической конституцией, которая в значительной мере определяет возможности нашего развития. К счастью мы зависим не только от наследственности, но находимся также под сильным влиянием условий среды, в которой мы живем. Правда, некоторые признаки, такие, как цвет глаз или группа крови, практически не зависят от условий среды, однако большая часть наших индивидуальных особенностей формируется в процессе взаимодействия между генотипом и условиями среды, причем в ряде случаев условия среды играют в этом важную роль. Для нас, как и для других организмов, полностью сохраняет свое значение простой, но крайне важный тезис, что фенотип представляет собой результат взаимодействия между генотипом и условиями среды. [c.449]

Они пытаются установить более сильную зависимость между биологической изменчивостью и условиями окружающей среды. Согласно традиционным представлениям, мутации и другие случайные аспекты эволюции настолько глубоко связаны со специфическими особенностями живого состояния материи, что являются неотъемлемым свойством живого состояния. Именно этому обстоятельству в большинстве случаев приписывают различия между эволюцией биосферы и физического (неорганического) мира. Ныне ситуация претерпевает изменения. За последние годы стали гораздо лучше понятны механизмы самоорганизации в физических науках, и возникла новая оценка роли случайности в явлениях природы. Некоторые из наиболее существенных достижений в этом направлении мы рассмотрим подробнее в разд. 1.2, а пока нам хотелось бы в общих чертах наметить очередность идей, к которым привели эти успехи. Новые результаты показали, что макроскопический мир гораздо менее детерминирован, т. е. предсказуем в классическом смысле, чем можно было ожидать. Выяснились совершенно новые аспекты стохастичности, требующие глубокой переоценки роли и значения случайных явлений в природе. [c.16]

Первое ограничение состоит в том, что отбор оперирует изменчивостью, имеющейся в популяциях. Дарвин вначале стремился не к созданию теории эволюции, а к тому, чтобы ответить на вопрос, почему существует внутри- и межвидовая изменчивость животных и растений. Возможно, поэтому первые две главы Происхождения видов озаглавлены Изменчивость в природе и Изменчивость при одомашнивании , а сам термин эволюция в книге фактически не фигурирует. В результате естественного отбора те разновидности, которые выживают и размножаются лучше других разновидностей, становятся доминирующей формой в популяции или виде внутри сообщества. Отбор определяет размах и частоту изменчивости в биологических системах. [c.73]

Успехи в области изучения природы и биологических функций НК позволили 1В принципе разгадать молекулярные основы наследственности и изменчивости организмов. Сейчас биохимики и генетики на подходе к изучению внутриклеточных механизмов регуляции генной функции НК и морфогенетических функций клеточного ядра и хромосом. [c.7]

Цель этой книги-представить генетику таким образом, чтобы, с одной стороны, читатель мог оценить ее место в биологии в целом, а с другой - представить себе путь, которым мы пришли к современному состоянию наших знаний. Вещество наследственности, ДНК, можно рассматривать в трех основных аспектах структура, функционирование, эволюция. В соответствии с этим книга состоит из трех частей. В первой части описываются природа и организация наследственного материала, а также законы, подчиняясь которым информация, хранящаяся в этом материале, передается из поколения в поколение. Во второй части объясняется, как унаследованная организмом генетическая информация определяет его развитие и функционирование. В третьей части обсуждаются происхождение генетической изменчивости и генетические основы биологической эволюции. [c.14]

Не менее значительна роль цитологической науки в познании мутационной изменчивости. Понимание природы генны мутаций совершенно необходимо для правильной интерпретации биологических явлений, а следовательно, и искусственного управления изменчивостью в ряде поколений. [c.226]

За последние 25 лет создано много новых молекулярно-биологических методов манипулирования с ДНК, например, удаление оснований, вставки, сшивание и амплификация (размножение) клонированных фрагментов. Эти методы значительно повысили уровень знаний о процессах, создающих естественную генетическую изменчивость. Действительно, молекулярные биологи работают с нуклеотидными последовательностями почти так же, как с текстами, предложениями и буквами на экране компьютера. Объединение молекулярных методов с компьютерными технологиями дает возможность искать ответы на новые и важные вопросы о происхождении человека, природе заболеваний (например, СПИДа), причинах мутаций. В ходе этой работы появляется много информации, проливающей свет на эволюционный процесс. [c.33]

В недрах биохимии, на стыке биологии, химии, физики, математики и кибернетики, зародилась наука об особенностях строения и свойств молекул, обеспечивающих существование биологической формы движения материи,— молекулярная биология. Шаги этой молодой науки столь стремительны, что порой превосходят воображение заложены основы для понимания механизма биологического катализа и, следовательно, управления процессами жизнедеятельности, выявлены кардинальные закономерности специфического биосинтеза макромолекул, все больший размах приобретают работы по генетической инженерии. В результате исследования процессов преобразования нуклеиновых кислот под влиянием физических факторов и химических агентов найдены принципиально новые подходы к пониманию явлений изменчивости и наследственности в природе. [c.8]

Вслед за этим идет проблема, или кажущаяся проблема, адекватности методов взятия выборок, используемых при изучении индивидуальной изменчивости в пределах популяции. Научные статьи по молекулярной эволюции нередко бывают посвящены сравнительной биохимии какой-либо макромолекулы, имеющейся у нескольких видов взять выборки необходимого для этого материала в природе было бы трудно, однако его легко получить от любой фирмы, снабжающей биологические учреждения, или, даже просто в мясном магазине и на рынке. Б таких статьях ничего не говорится -о наличии или отсутствии индивидуальной изменчивости по изучаемой молекуле. И читатель такой статьи, которого интересуют популяционные проблемы и который знает автора статьи как чисто лабораторного исследователя, не может не задать себе вопроса о том, как производится сбор материала. [c.280]

Возможны два принципиально различных подхода к оценке биологических процессов. Согласно первому, все строго детерминировано, и любые явления, которые нам кажутся случайными, отражают лишь уровень нашего незнания, поэтому актуальной задачей является поиск механизмов для их объяснения. Согласно второму, есть люфт, допуск, в пределах которого и находится случайная по своей природе изменчивость. Уровень этой изменчивости отражает состояние системы и воздействие средового стресса. Наличие шума и флуктуирующей асимметрии как его наиболее обычного проявления, видимо, и является свидетельством справедливости второго подхода. У каждого признака есть свой допуск, люфт, который соответствует необходимому уровню точности его реализации в онтогенезе. Если число конечностей у большинства видов животных - [c.3]

Молекулярная биология исследует молекулярную природу основных явлений жизни, прежде всего наследственности и изменчивости. Эти явления определяются строением и свойствами нуклеиновых кислот — информационных макромолекул. Становление молекулярной биологии связано с открытием генетической роли нуклеиновых кислот и с ее расшифровкой. Гены, т. е. фрагменты молекул ДНК и РНК, программируют синтез белков. Эти молекулы являются законодательными , а белки — исполнительными . Молекулярная биология началась с открытия трансформации бактерий посредством ДНК (Эвери, Мак-Леод, Мак-Карти, 1944). Молекулярная биология ищет объяснение биологических явлений в химии и молекулярной физике. Она изучает широкую совокупность жизненных процессов, в том числе ферментативный катализ, мембранный транспорт, механохимические явления и т. д. В отличие от классической биохимии, молекулярная биология объединяется с физикой и ее специфика состоит именно в физических аспектах исследований и задач. [c.220]

Молекулярная биология исследует молекулярную природу основных явлений жизни, прежде всего наследственности и изменчивости. Эти явления определяются строением и свойствами нуклеиновых кислот, и возникновение молекулярной биологии связано с открытием их биологической функциональности. Годом рождения молекулярной биологии можно считать 1944, когда Эвери, Мак-Леод и Мак-Карти [1] открыли трансформацию бактерий посредством ДНК (см. стр. 486). Молекулярная биология ищет объяснение биологических явлений в химии и молекулярной физике. Тем самым, биология включается в единую область точного естествознания. Молекулярная биология изучает не только наследственность и изменчивость, но всю со-вокуп-ность жизненных процессов — ферментативный катализ, мембранный транспорт, механохимические явления и т.д. Реализуется общий атомно-молекулярный подход к биологическим проблемам. [c.483]

Биологический вид Homo sapiens составляет часть биосферы и продукт ее эволюции. Закономерности биологических процессов, происходящих на клеточном уровне и имеющие универсальное значение в природе, в полной мере приложимы к человеку организация эукариотической клетки, ее компа-ртментадизация, основные пути метаболизма, закономерности митоза и мейоза и многие другие, рассмотренные в предыдущих главах. К человеку применимо большинство физиологических закономерностей, характерных для царства животных, класса млекопитающих, отряда приматов, семейства гоминид, к которым он относится. Все это подчеркивает его связь с миром живых существ. К человеку в полной мере приложимы закономерности наследственности и изменчивости. [c.496]

Выше мы показали, что характерная для полимеров способность к сильным обратимым деформациям позволяет, в принципе, использовать длиноцепные молекулы для преобразования тепловой или химической энергии в механическую работу. Естественно предположить, что деформация полимерных тел всегда связана с конформационными изменениями отдельных молекул. Нет никаких априорных причин и для исключения биологических процессов, сопряженных с макроскопическими изменениями размеров, из этой общей категории, хотя в отдельных специальных случаях механизмы деформации могут быть иной природы. С другой стороны, было бы удивительно, если бы природа не использовала конформационную изменчивость макромолекул [51]. [c.207]

Биолог-популяционист, изучающий тип изменчивости какого-либо фенотипического прианака, пытается сначала установить, наследуется ли этот признак. После того как это установлено, ои тщательно изучает характер изменчивости признака в природе, стараясь найти корреляции между этим признаком и каким-либо фактором среды, который мог бы играть роль фактора отбора. Одновременно с полевыми исследованиями популяционист проводит лабораторные эксперименты, для того чтобы точно выяснить, как реагирует популяция -на тот или иной физический или биологический фактор. [c.224]

Феномен старения и смерти живого организма предопределен биологически и обеспечивает общее эволюционное развитие живой природы. В соответствии с законом естественного отбора в ходе эволюции не только расширяются метаболические (трофические) связи живых систем с окружающей средой, но и увеличивается информационное содержание этих связей. Информационное обеспечение в свою очередь повышает надежность функционирования каждого живого организма и его соответствие окружающей среде на данном этапе эволюции (Шмальгаузен, 1961). Таким образом, изменчивость, вариабельность, накопление новых биологических свойств позволяют живым системам приспосабливаться к изменениям окружающей среды, однако трансляция этих изменений в последующие поколения строго Офаничена консерватизмом генетического аппарата. Старение организма определяется понижением информационной надежности генетического аппарата живых клеток в результате накопления ошибок при репликации ДНК и транскрипции генетической информации, что в свою очередь приводит к ошибкам при синтезе и процессинге полипептидов и белков (Бриллюэн, 1966 Сьяксте, Будылин, 1992). Стратегия биологической эволюции заключается в том, что организм, в котором накопление молекулярных дефектов генетического аппарата достигло критического уровня, изымается из популяции. Иными словами, наряду с этапами зачатия, роста и развития организма старение является эндогенно обусловленным, т. е. естественным, терминальным этапом. Оно начинается периодом стабилизации жизненных функций, угасанием репродуктивного потенциала, постепенным замедлением метаболизма и завершается периодом снижения активности и отмиранием отдельных клеточных систем и тканей. Отказ одних систем организма, как пра- [c.159]

Итак, основной чертой процесса биологической эволюции является определяющая роль, доминирование кинетических, а не термодинамических закономерностей. Это противотермодинами-ческое развитие системы в направлении все большего кинетического совершенства осуществляется при возможности использования свободной энергии, освобождающейся при каком-либо экзэргоническом процессе. Очевидный механизм эволюционного кинетического совершенствования — случайная или закономерная изменчивость объектов эволюции, сохранение кинетически более совершенных и несохранение менее совершенных вариантов в ходе естественного отбора. Сказанное о естественном отборе в системе с полиморфной кристаллизацией верно для кристаллов любой природы. Однако абсолютная величина интенсивности кристаллизации, предельно возможное кинетическое совершенство зависят от природы кристаллов. Кинетические свойства кристаллов определяются природой элементов кристаллической решетки. Скорость кристаллизации, каталитические свойства поверхности кристаллов зависят от физико-химического разнообразия этих элементов и от величины удельной поверхности кристаллов, поскольку матричный механизм основан в принципе на поверхностном взаимодействии. [c.22]

Генетика наряду с морфологией, физиологией и биохимией — теоретический фундамент современной медицины. Наследственность лежит в основе всех жизненных проявлений. Без явлений наследственности и изменчивости невозможна была бы эволюция жизни на Земле. Поскольку человек — продукт длительной эволюции живой природы, все обшебиологические закономерности отражены в формировании биологического вида Человек разумный Homo sapiens). [c.7]

Как уже было сказано, границы биологического вида соответствуют пределам, в которых происходят скрещивание между популяциями и интерградация. Установив эти внешние границы, можно перейти к описанию некоторых типов внутривидовой изменчивости. Различные типы изменчивости, существующие в природе, делятся на три основных класса, которые будут рассмотрены по отдельности I) непрерывная географическая изменчивость, 2). прерывистая географическая изменчивость, 3) дифференциация экологических рас. В природе разные типы изменчивости нередко бывают перемешаны. Характер изменчивостн данного вида может быть различным в разных частях занимаемой им области. [c.198]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология