Генетические различия между видами

По историческим и дидактическим соображениям эти вопросы лучше рассматривать в обратном порядке, т. е. начать с генетических различий между видами, о которых мы кое-что знаем, а затем заняться первыми этапами видообразования, которые почти совершенно неясны. [c.171]

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ ВИДАМИ [c.171]

Анализ генетических различий между видами (см. Майр, 1963, стр. 543 Добржанский, 1970, стр. 261—263) в большинстве случаев бывает сосредоточен на морфологических признаках, по которым эти виды обычно определяют. Есть несколько случаев, когда в основе четко выраженного различия между видами лежит замещение одного гена с несколькими модификаторами. Гораздо чаще виды различаются по многим генам, но число их неизвестно. Во всяком случае, невозможно оценить, ио какой доле генома один вид отличается от другого. [c.172]

Все эти затруднения снижают точность анализа, но не приводят к значительным ошибкам (за исключением последней проблемы, которая в больших масштабах может оказаться серьезной). В первом приближении каждая полоса — это продукт ка-кого-либо гена, и различная подвижность означает наличие элементарного генетического различия. К сожалению, здесь, как и при любом другом электрофоретическом анализе, отсутствие различий ни о чем не говорит, так как многие изменения генов не отражаются на суммарном заряде белков. Это значит, что все оценки генетических различий между видами, основанные на электрофоретических исследованиях белков, занижены, вероятно, раза в три. [c.176]

Для построения филогенетического древа требуются материалы о фрагментах скелетов предполагаемых предков, а также данные сравнительной анатомии и сравнительной генетики. Для анализа механизмов эволюции эти скелетные остатки ценности не представляют. Нам приходится основываться на сравнениях генетических различий между современными видами. Анализ [c.7]

Разграничение этих трех стадий дивергенции видов важно для нас, потому что генетические проблемы, связанные с каждой стадией, совершенно различны и мы бы совершенно запутались, если бы ограничились вопросами Что такое генетика видообразования или Что такое генетическое различие между двумя [c.170]

При скрещивании видов, от которых трудно получить какое-либо поколение, кроме Рь у которых мало мутантных маркеров и большинство необходимых для анализа генотипов едва выживает, если они вообще жизнеспособны, обычно удается всего лишь определить влияние разных хромосом. Более того, независимо от тонкости анализа выделение отдельного морфологического различия между видами или даже преграды, создаваемой стерильностью, не дает, в сущности, ответа на вопрос о степени генетического различия между двумя видами и об относительной генетической дивергенции между таксонами разного эволюционного ранга. [c.173]

Рис. 26.1. Восстановление анагенетической эволюции на основе кладоге-нетических данных. С и В-два современных вида, происходящие от общего предкового вида В. Если суммарные генетические различия между С и В составляют х, то в первом приближении можно предположить, что в каждой из двух эволюционных линий накопилась половина общих различий.

Только на третьей стадии эволюции вида — на стадии филе-тического изменения, протекающего более или менее независимо от эволюции сестринских видов, — происходит основная дивергенция. Скорость этой дивергенции сильно варьирует по отношению к морфологическим изменениям, по крайней мере на ранних стадиях, так что заметные различия между видами-близнецами могут затрагивать от 10 до 50% генома однако даже в последнем случае дивергенция носит преимущественно количественный характер. Лишь в редких случаях виды различаются по аллелям, которые не полиморфны у их близких родичей, так что при дивергенции видов на ранних стадиях филетической эволюции используется но большей части уже имеющийся набор генетических вариантов, и процесс не ограничен частотой появления эволюционных новшеств в результате мутационного процесса. Это последнее положение — возможность значительного эволюционного изменения (включая видообразование и дивергенцию полных новых видов), не ограниченного частотой появления новых генов, — основное следствие (для процесса видообразования) бесконечного ряда генотипической изменчивости, существующей в популяциях организмов с половым размножением. [c.193]

Другой пример относится к шимпанзе и человеку [514]. В среднем полипептид человека идентичен (более чем на 99 %) соответствующему полипептиду шимпанзе это согласуется с генетическим расстоянием между близко родственными видами разных млекопитающих. Однако анатомические различия между человеком и шимпанзе и различия в их поведении столь существенны, что их относят к разным семействам. [c.211]

В отношении всех остальных межвидовых гибридов, в какой-то степени стерильных из-за различий между исходными видами по генному составу, а также по числу или структуре хромосом, есть основания полагать, что эта стерильность развивалась постепенно. Вначале, вероятно, где-нибудь на границе ареала небольшая часть популяции оказалась изолированной от основной массы вида. Накопление мутаций у этой изолированной популяции постепенно несколько изменило ее генотипическую конституцию последнее могло бы произойти также вследствие того, что не все гены первоначальной популяции имелись у ее изолированной части. Постепенно путем рекомбинаций новая генотипическая конституция совершенствовалась. Если позже эта отделившаяся популяция вступала в контакт с первоначальной, то в зоне контакта возникали гибриды. Ввиду происшедшей генетической дифференциации эти гибриды были частично стерильными. Постепенно стерильность могла возрасти настолько, что в конце концов гибриды становились совершенно бесплодными. Возможно, что следующей ступенью этого процесса явилась бы полная невозможность получения гибридов. [c.307]

Если, таким образом, под давлением нового экспериментального материала старые представления о двух модификациях парафина, аморфной (протопарафин) и кристаллической (пиропарафин), и о генетической связи между ними должны быть оставлены, то тот же материал (особенно исследования ГрозНИИ) не только не уничтожил, но еще более углубил различие между двумя видами парафина. Сохраняя за дестиллатным продуктом название парафин и обозначая другой его вид, независимо от способа его получения (переработка озокерита, осаждение из нефти), церезином , проследим, в чем заключаются основные различия между ними, воспользовавшись для этого главным образом обширным опытным материалом по парафинам и церезинам из грозненской и сураханской нефтей [18]. [c.159]

В некоторых случаях между разными видами может и не быть резких генетических различий. Так, в частности, серебристую чайку и клушу от- [c.14]

С другой стороны, мейоз II-это эквационное деление, завершающееся делением центромер. Сестринские хроматиды-а, следовательно, и ядра, возникающие в результате мейоза II,-генетически идентичны (если не считать, как отмечалось в предыдущем абзаце, рекомбинантных участков). Существуют и некоторые другие различия между митозом и мейозом, которые можно видеть на рис. 1.18. [c.33]

Индивидуальную изменчивость легко обнаружить у организмов любых видов, стоит лишь подвергнуть их тщательному обследованию. В человеческих популяциях, например, наблюдается изменчивость по таким признакам, как характерные черты лица, пигментация кожи, цвет и форма волос, телосложение, рост и вес, группы крови и т. п. (рис. 22.4). Различия между людьми более заметны, на наш взгляд, по сравнению с различиями между организмами других видов, однако морфологическая изменчивость была тщательно зарегистрирована во многих случаях, например изменчивость окраски и узоров раковин улиток, крыльев бабочек, кузнечиков и божьих коровок, шерсти мышей и оперения птиц (рис. 22.5). Растения часто отличаются друг от друга как по цвету и узорам цветков и семян, так и по характеру роста. Трудность состоит в том, что, вообще говоря, не всегда сразу ясно, какая доля морфологической изменчивости обязана своим существованием изменчивости генетической, а какая-изменчивости внешней среды. [c.81]

Популяционная генетика и теория эволюции. Закономерности, открытые в популяционной генетике и в генетике человека, помогают разобраты я в вопросах эволюции нашего вида, понять причины генетических различий между людьми и другими млекопитающими, особенно нашими ближайшими родственниками-крупными человекообразными обезьянами. Использование популяционно-генетических представлений способствует лучшему пониманию внутри- и межпопуляционной генетической изменчивости современного человека. Обсуждение данных в этой главе разбито на три части в очень кратком вводном разделе приводятся сведения об эволюции человека, полученные в палеоантропологических исследованиях. Следующая часть посвящена описанию генетических механизмов эволюции человека. В конце главы рассматриваются вопросы генетической изменчивости современных человеческих популяций. [c.5]

В чем польза изучения полиморфизма ДНК для генетики человека Генетическая изменчивость молекул ДНК, и особенно нетранскрибируемых ее районов, по-видимому, явление намного более обычное, чем предполагалось на основе данных по белкам (разд. 6.1.2). Анализ полиморфизма ДНК проливает свет на историю популяции. Он важен также для понимания генетических механизмов эволюции, например для решения постоянно обсуждаемого вопроса о том, какая доля генетических различий между видами и между популяционными группами в пределах вида определяется естественным отбором, а какая-случай- [c.139]

Существование генетических различий между географически разделенными популяциями одного вида может привести к формированию групп, объединяющих популяции, генетически более сходные между собой, чем популяции, входящие в состав других групп. Генетические различия между такими географическими группировками могут фенотипически проявляться или не проявляться. Разная пигментация кожи у человека или неодинаковая окраска жуков (см. рис. 22.5.) служит при- [c.192]

Во второй строке таблицы сравниваются еще два вида однолетних растений-Stephanomeria exigua и S. malheurensis последний вид возник из первого совсем недавно. Лесли Готлиб показал, что исходная и новая популяции различаются лишь по одной хромосомной транслокации и по способу размножения родительский вид размножается путем перекрестного опыления, а дочерний-путем самоопыления. Как и следовало ожидать, генетические различия между этими видами очень невелики и составляют около 6 аллельных замен на 100 локусов. [c.217]

Если видоспецифичные гены и существуют, как мы это предполагаем, поскольку рассматриваемые виды экологически и репродуктивно изолированы, то эти гены не попали в случайную выборку из 24 локусов. Таким образом, даже если абсолютное число таких видоспецифичных генов велико, все равно они, вероятно, составляют небольшую долю всего генома, почти наверное меньше 10%. Можно предложить и другое объяснение видоспецифичных генов не существует, а различие между видами обусловлено накоплением количественных различий по частоте аллелей, как в случае локуса эстераза-5. Последняя гипотеза не очень привлекательна, так как при этом предполагается, что видовые различия просто представляют собой очень низкие вероятности полной генетической идентичности особей. Однако с учетом степени обнаруженного внутривидового полиморфизма вероятность идентичности особей в пределах вида уже по существу равна нулю. Например, если взять только 20 наиболее полиморфных генов, известных в настоящее время у человека, вероятность генетической идентичности двух англичан уже сейчас ниже 10- . Скорее всего следует предположить, что D. persimilis и D. pseudoobs ura действительно полностью отличаются друг от друга по определенным локусам, подобным тем, которые обнаружил Добржанский при исследовании стерильности у гибридов между этими видами, но что различия затрагивают только особую часть генома, тогда как большая его часть остается недифференцированной. Открытие значительной генетической гетерогенности внутри электрофоретических классов при изучении тепловой денатурации (см. стр. 177) могло бы существенно изменить это заключение. [c.182]

Из всех этих наблюдений следует, что в трех случаях, когда виды высокодифференцированы по определенным аллелям, по крайней мере у одного из них наблюдается низкий уровень полиморфизма по генам, которые характеризуют другой вид. Следовательно, существует потенциальная возможность обмена генами между видами, не зависящая от случайного возникновения новой изменчивости за счет мутаций. Иными словами, подавляющее большинство генетических различий между близкородственными видами заложено в существующем внутривидовом полиморфизме. Конечно, это обобщение теряет силу по мере того, как виды дивергируют все больше и больше в процессе филетической эволюции. Мы, например, не находим общих аллелей у видов дрозофилы, принадлежащих к разным видовым группам, таким, как D. melanogaster и D. pseudoobs ura. Однако наши данные говорят о том, что для этой большей дифференциации необходим лишь эпизодический ввод мутационных новшеств и что на ранних стадиях филетической дивергенции используется уже существующий спектр генотипической изменчивости. [c.186]

Тот факт, что отбор может как сохранять, так и уничтожать внутрипопуляционную изменчивость, крайне удивил бы Дарвина. Для него естественный отбор всегда был преобразователем внутрипопуляционной изменчивости во временную и пространственную дифференциацию. Не располагая правильной генетической теорией, которая, в частности, учитывала бы расщепление аллелей у гибридов, Дарвин не мог представить себе такие формы отбора, которые действительно стабилизировали бы наследуемую изменчивость. Без менделизма теория естественного отбора предсказывает только то, что наиболее приспособленный тип полностью вытесняет менее приспособленный, если признак наследуется хоть в какой-то мере . Классический дарвинизм рассматривал эволюцию как переход от одного более или менее однородного состояния к другому, и в этом смысле не отличался от додарвиновских представлений об эволюции. Дарвин лишь добавил к ним представление о том, что наличие изменчивости в популяции служит источником возникающего в конечном счете различия между видами, но онтогенез самой изменчивости был загадкой, которую Дарвин в разные периоды решал по-разному. Отсутствие удовлетворительного объяснения происхождения и пополнения изменчивости, которая постоянно снижалась при выживании наиболее приспособленных , было серьезным изъяном эволюционной теории, изъяном, который не был восполнен до вторичного открытия законов Менделя. Согласно классической теории Дарвина, наследуемые изменения возникают из разных источников, и естественный отбор сортирует эти изменения, отбрасывая все, кроме наиболее приспособленного типа. Естественный отбор представлялся как антитеза изменчивости. Как говорится, много званых, да мало избранных . [c.199]

Вовсе не обязательно, чтобы гипотеза объясняла как постоянно существующую в популяции изменчивость, так и различия между видами. Вполне возможно, что почти вся внутрипо-пуляционная изменчивость по ферментам нейтральна, и тем не менее все различия между видами, накопленные в процессе эволюции, могут быть адаптивными. И наоборот, вполне возможно, что большая часть изменчивости в популяциях поддерживается уравновешивающим отбором, но что процесс видообразования, захватывающий первоначально небольшие изолированные популяции, может приводить к случайному закреплению значительной генетической изменчивости неадаптивного характера. В сущности, теория генетической революции Майра допускает, что именно случайная дивергенция может быть первым шагом на пути к видообразованию. Важно отделить применимость неоклассической гипотезы к популяционной изменчивости от ее применимости для объяснения замещения генов в процессе эволюции, потому что эти два явления совсем не так уж неразрывны. [c.205]

Аллотипические различия Они отражают генетические различия между особями одного вида, в том числе по аллелям данного локуса. Например, у человека вариант IgG3 с остатком фенилаланина в 436 позиции уЗ-цепи, названный G3m(b°), встречается не у всех индивидов, т. е. представляет собой аллотип. Чаще всего аллотипы различаются константной областью тяжелых цепей. [c.105]

Это понятие связано с генетическими различиями между донором и реципиентом. В трансплантологии различают аутотрансплантаты, изотрансплантаты, аллотрансплантаты и ксено-трансплантаты рис. 27.2). Аутотрансплантат — это собственная ткань донора, перенесенная из одного участка организма в другой не будучи чужеродным, он не отторгается. То же относится к изотрансплантату — органу или ткани, пересаженному изогенному ( т. е. генетически идентичному) реципиенту (гомозиготный, однояйцевый близнец или мышь той же инбредной линии) в этом случае ткани донора не несут антигенов, чужеродных для реципиента, и неспособны активировать реакцию отторжения. В медицинской практике чаще всего применяется аллотрансплантат — орган или ткань, пересаживаемая генетически отличному от донора реципиенту, однако относящемуся к одному с ним биологическому виду. В этом случае реципиент и донор имеют аллельные варианты некоторых генов. Клетки аллотрансплантата экспрессируют аллоантиге-ны, которые иммунная система реципиента распознает как чужеродные. [c.489]

Генетические различия. Кроме видовых различий, обнаружены различия между линиями внутри одного вида как у лабораторных животных, так и у человека. Например, гидроксилирование дебризоквина осуществляется по четвертому положению. Однако существует два фенотипа в популяции, в которых гидроксилирование происходит по-разному. Большая группа представителей популяции — экстенсивные метаболайзеры эффективно гидроксилируют по четвертому положению. Меньшая группа (слабые метаболайзеры), напротив, почти не метаболизируют по этому типу [c.524]

Ферменты, катвлиэирующие одну и ту же реакцию, но выделенные иэ разных видов живых организмов, различаются между собой. В номенклатуре же они имеют общее наэванне и один кодовый номер. Различные формы того или иного фермента нередко встречаются и у одного биологического вида. Х1,ля наименования группы ферментов, катализирующих одну и ту же реакцию и находящихся в органиэмах одного вида, рекомендуется термин множественные формы фермента. Для тех ферментов одной группы, которые имеют генетически обусловленные различия в первичной структуре, используют термин изоферменты. [c.178]

Масс-спектрометр является уникальным прибором, позволяющим определять разницу в изотопном составе исследуемых соединений. Выше упоминалось, что, определяя относительное содержание дейтерия, удается различить спирт, полученный в процессе брожения, от синтетического продукта, полученного из этилена. Аналогичным способом можно установить различие между рядом искусственных и естественных продуктов. При исследовании макромолекул часто требуется определить метод введения данной боковой цепи в молекулу. В некоторых случаях это можно решить на основании измерения изотопных отношений. Например, группа карбоновых кислот может быть получена из углеводородов окислением либо прямым синтезом из двуокиси углерода. Декарбоксилирование кислоты приводит к двуокиси углерода, содержащей различное количество в зависимости от того, связан ли углерод генетически с углем или с углеродом, имеющимся в атмосфере в виде двуокиси углерода таким образом, содержание может указать на метод получения кислоты. В литературе не имеется данных о получении сведений, касающихся условий проведения реакций на основании измерений изотопных отношений, и хотя теоретически можно использовать для этой цели изменение константы равновесия реакции от температуры, применение подобного метода кажется маловероятным. Наиболее ответственные задачи идентификации микропримесей связаны с исследованием продукта конкурента. Соединения, которые необходимо идентифицировать, содержат следы растворителей и промежуточных продуктов, используемых при их производстве. Их идентификация позволяет уточнить пути производства. В том случае, когда неизвестен состав окончательного продукта, идентификация промежуточных продуктов также позволяет получить его формулу. [c.182]

При наблюдении в микроскоп за ядром делящихся эукариотических клеток было обнаружено, что их генетический материал распределен по хромосомам, число которых зависит от вида организма (табл. 27-5). В клетке человека, например, содержится 46 хромосом. В настоящее время установлено, что каждая хромосома эукариотической клетки типа показанной на рис. 27-21 содержит одну очень большую молекулу двухцепочечной ДНК, длина которой может в 4-100 раз превышать длину ДНК Е. oll. Например, физическая длина молекулы ДНК одной из наиболее мелких хромосом человека составляет 30 мм, что почти в 15 раз больше длины молекулы ДНК Е. соИ. Молекулы ДНК в сорока шести хромосомах человека не одинаковы по размеру они могут различаться между собой более чем в 25 раз. Эукариотические ДНК имеют не кольцевую структуру, а линейную. Каждая эука- [c.872]

Генетические факторы, контролирующие интенсивность пигментации, конкуренцию между типами или классами флавоноидов или видом распределения, настолько многочисленны и разнообразны, что на данном этапе не имеет смысла их обобщать. О дополнительных факторах, влияющих на синтез либо одного антоциана, либо одного антоксантина, упоминалось в ряде работ растения, содержащие эти факторы, могут быть полезны в исследовании биосинтеза антоциана. Иногда в сложных случаях наблюдалось образование некоторых количеств пигмента, несмотря на отсутствие одного из рассматриваемых факторов. На образование антоциана влияют многие физиологические факторы, и это обстоятельство выдвигает проблему различия между двумя генами, влияющими на различные стадии в цепи реакций, и между двумя генаади, действующими совместно и тем самым косвенным образом обеспечивающими благоприятные физиологические условия для синтеза антоциана. [c.148]

Турессон, выращивая потомство из семян растений разных экотипов и производя искусственные скрещивания, показал, что различия между экотипами действительно носят генетический характер. Новые поколения, развившиеся из семян, сохраняют основные характерные свойства экотипа. Во втором поколении, полученном от скрещивания разных экотипов одного и того же вида, происходит сложное расщепление, указывающее на то, что особенности экотипов связаны со многими генами. Следовательно, и в этом случае действуют полимерные гены, обусловливающие количественные различия. [c.120]

Другая грань конструктивной роли необратимых процессов я резкого различия между порядком и случайностью открывается перед нами, если мы рассмотрим в качестве примера механизм биологической эволюции. Со времен Дарвина принято считать маловероятным, что биосфера является тем статическим, гармонично детерминированным миром, который некогда открылся Кеплеру, созерцавшему звездное небо. Биологические виды и даже предбиологические макромолекулярные соединения [1.11, 12] являются самоорганизующимися системами. Они непрестанно становятся , т. е. пребывают в состоянии возникновения, которое существенно зависит от случайных событий. Случайно и независимо от направления эволюции создается обширный банк наследственных генетических вариаций. Этот банк служит бесценной сырьевой базой для эволюции. Именно в нем эволюция находит благоприятные вариации, частота которых в популяции последовательно возрастает и стабилизуется точными, однозначно определенными законами передачи наследственных признаков. Нетрудно видеть, что отличительная особенность эволюционной теории, заведомо не имевшая аналогов в физических науках в те времена, когда создавалась эволюционная теория, придает случайным событиям необычайно важное значение. Мутации играют роль случайного двигателя прогресса. Однако мутации приводят и к гораздо более важным и далеко идущим последствиям, поскольку именно такие случайные события наугад выбирают один из нескольких возможных путей эволюции. По общепринятому ныне мнению исход эволюции биосферы не определен однозначно. Если бы жизнь на какой-нибудь другой планете развивалась в тех же условиях, в каких происходила эволюция живого на Земле, то мы вполне готовы к тому, что формы жизни могли бы быть совершенно иными (не исключено даже, что в основе их лежала бы совершенно другая химия). По общему мнению при надлежащих условиях возникновение жизни неизбежно. В этом смысле жизнь — явление физическое, материальное, детерминированное. Однако из сказанного отнюдь не следует, что жизнь предсказуема. Наоборот, на более современном яэыке можно было бы сказать, что в процессе развития жизнь непрестанно осуществляет случайный выбор одного из многих (быть может, даже бесконечно многих) возможных сценариев. Предсказать достоверно, какого именно сценария будет [c.15]

Такое перемещение аллелей в пределах популяции называют потоком генов , но строго говоря, этот термин относится к перемещению аллелей из одной популяции в другую в результате скрещивания между членами этих двух популяций. Случайное внесение новьгх аллелей в реципиентную популяцию и удаление их из донорной популяции изменяет частоту аллелей в обеих популяциях и ведет к повышению генетической изменчивости. Несмотря на то что поток генов вносит в популяции генетическую изменчивость, в смысле эволюционного изменения его действие оказывается консервативным. Распространяя мутантные аллели по всем популяциям, поток генов приводит к тому, что все популяции данного вида приобретают общий генофонд, т. е. различия между популяциями уменьшаются. Поэтому прерывание потока генов между популяциями служит одной из предпосылок для образования нового вида. [c.320]

Разделение вида на расы может быть полезно для распознавания географических популяций, в той или иной степени генетически отличающихся друг от друга вследствие дрейфа или приспособления к местным условиям существования. Иногда расы выделяют по какому-то одному признаку, такому, например, как окраска крыльев у бабочек и пигментация кожи или группы крови у человека однако на самом деле расы - это популяции, имеющие несколько различающиеся генофонда. Различия между расами должны затрагивать генофонд в целом, а следовательно, и частоты аллелей по многим локусам. Различия по одному локусу или признаку могут служить лищь индикаторами общегенетической дифференциации, но сами по себе они не представляют достаточного основания для выделения самостоятельных рас. Действительно, ведь даже дети и родители часто различаются по признаку, определяемому одним полиморфным локусом например у родителей с группой крови А (и генотипом /" ) ребенок может иметь группу крови [c.193]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология