Яблоков, Юсуфов - Эволюционное учение - 1976 (947303), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Основными элементарными явлениями, связаннымп с генами, можно считать способность их к конварнантной редуплпкацип, к локальным структурным изменениям (мутациям) и способность передавать хранящуюся в них информацию внутриклеточныч управляющим системам. Кокварпантная редупликация (самовоспроизведекие с измепенпями1 происходит по матричному принципу путем разрыва водородных связей двойной спирали ДНК с участием фермента ДНК вЂ” полимеразы (см. рис. ! ), Затем каждая из нитей на своей поверхности строит себе подобную нить, после чего новые нити комплементарно соединяются между собой. Пиримидпновые и 11 Рис.
2. Схема механизма передачи информации от ДНК иа рибосоцы 1по К. Вилли, 1968): У вЂ” синтез информационной РНК в ядре нз иуклеозндтрифосфатав (АТФ, ГТФ, НТФ. УТФ); 3 н 3 — информационная РВК проходит через ппры ядерной мембраны к рибосоме: 4 — ами- нокислоты, соединяясь в определенной последовательности на информационной РНК, обра- зуют тот нли иной специфический фермент пуриновые основания комплементарных нитей «сшиваются» между собой ДНК-полимеразой.
Этот процесс осуществляется очень быстро. Так, на самосборку ДНК кишечной палочкч (ЕзсйепсйГа сой), состоящей примерно из 400 пар нуклеотидов, требуется всего 100 секунд. Генетическая информация переносится из ядра молекулами информационной РНК в рибосомы и там участвует в синтезе белка (рис. 2). Белок, содержащий тысячи аминокислот, в живой клетке синтезируется за 5 — 6 мин. Основные управляющие системы, как при конвариантной редупликации, так и при внутриклеточной передаче и~формации, используют «матричный принцип», т.
е. являются матрицами, рядом с которыми строятся соответствующие специфические макромолекулы. В настоящее время уже успешно дешифруется заложенный в структуре нуклеиновых кислот код, служащий матрицей при синтезе специфических белковых структур в клетках. Конвариантная редупликация, основанная на матричном копировании, делает возможным сохранение не только генетической нормы, но и отклонений от нее, т.
е. мутаций (основа процесса эволюции). Достаточно точное знание молекулярио-генетнческого уровня является необходимой предпосылкой для ясного понимания жизненных явлений, происходящих на всех остальных уровнях организации жизни. Онтогеиетический уровень. Следующей, более комплексной ступенью организации жизни на Земле является онтогенетическнй уровень. Прежде чем охарактеризовать явления, провсходящие па этом уровне, надо определить понятие «особь». Жизнь всегда представлена в виде дискретных индивндуумов. Это в равной мере присуще микроорганизмам, растениям и животным, хотя в указанных царствах индивиды имеют различное морфологическое содержание. Так, одноклеточные состоят из ядра, цитоплазмы, множества органелл и мембран, макромолекул н т.
д, Сложность индивидуума у многоклеточпых во много раз выше, так как он образован пз миллионов и миллиардов клеток. Но одноклеточная и мпогоклеточная особи обладают системной организацией и регуляцией и выступают как единое целое. Индивид (индивидуум, осооь)-- элементарная, неделимая единица жизни на Земле.
Разделить особь па части без потери «индивидуальности» невозможно. Конечно, в ряде случаев вопрос об определении границ индивида, особи является ме столь простым и самоочевидным. Например, не вполне ясно, можно ли считать особью отдельные организмы, составляющие колонии коралловых полипов, мшанок, сифонофор. Каждая из таких частей, хотя и существует в виде отдельного самостоятельного индивидуума, но зависит от других частей; между отдельными «особями» колонии существует разделение функций и взаимосвязь (рис.
3), Не прост вопрос определения особи у таких комплексных организмов, как лишайники, являющиеся сложным симбнотнческпм Рис. 3, Часть колонии снфонофоты 5агасга (нв Э, Геккеля, 1896). Единая иа первый взгляд особь збраювааа множеством отдельных специализированных особей н предо~валяет колонию Развитие колонии начинается с одного индивидуума, который размножается почкованием: отдельные, отпочковыаающиеся особи могут либо вести са. мостоятельиуго жизнь. либо гать специализированными частями материнской колокии.
С вЂ” питающие, 2 — стрекающие: Л вЂ” половые; 4 — чувствующие группы особей сообществом водорослей, грибов и специфических микроорганизмов. Грибок 5ер(о(уаз(б((ит ~в симбиозе с насекомым — червецом из сем. Сосс(г)ае — дает новое симбиотическое образование — лаки, которое как единый организм введено в культуру человеком. Вопрос о границах индивида у растений, способных к вегетативному размножению, пли у животных, размножающихся фрагментацией (например, гидра) не менее сложен. Тополиная роша, выросшая из черепков с одного родительского дерева, генетически одно и то же существо (пока не произойдет какая-либо соматическая мутация, делающая одно из новых растений генетически отличным от остальных).
Во многих подобных неопределенных ситуациях приходится придавать понятию «особь» так называемое операциональное значение, указывая в каждом конкретном случае, к какой области биологии она относнтся. С эволюционной точки зрения особью следует считать все морфофизиологические единицы, происходящие от одной зиготы или гаметы (споры, почки) и индивидуально подлежащие действию элементарных эволюционных факторов. Развитие особи от образования зародышевой клетки до смерти илн прекращения существования в прежнем качестве (в случае деления одноклеточного организма) составляет содержание процесса онтогенеза.
Другими словами, онтогенез — это особь на всех этапах ее существованиия, взятая как целое в процессе развития. Характеристика особи ие может быть гкчерпама рассмотрением физико-химических свойств макромолекул, входящих в его состав. Это позволяет выделить онтогенетический уровень как особый уровень организации жизни. На онтогенетическом уровне единицей жизни является особь — с момента ее возникновения до смерти. По существу, онтогенез есть процесс развертыва~ния, реализации наследственной информации, закодированной е управляющих структурах зародышевой клетки На онтогенетическом уровне происходит не только реализация наследственной информации, ио и апробация ее, посредством проверки согласованности в реализации наследственных признаков и работы управляющих систем во времени и пространстве в пределах особи.
Через оценку индивидуумов ~в процессе естественного отбора происходит дальнейшая проверка жизнеспособности данного генотипа. Онтогенез возник .после «обрастания», дополнения конвариантио редуплицирующихся структур новыми этапами развития. В ходе эволюции возникает и постепенно усложняется путь от генотипа к фенотипу, от гена до признака. Как будет показано далее, возникновение онтогенетических дифференцировок лежит в основ возникновения всех эволюционных новообразований в развитии всякой группы организмов.
В целом ряде остроумных экспериментальных эмбриологических работ установлено много существенных частных закономерностей онтогенеза (см. гл. 15), Но все еще ие создана общая теория онтогенеза и не показаны основные причины и факторы, определяющие строгую упорядоченность процессов онтогенетической дифференцировки. Мы до сих пор не знаем, почему в онтогенезе строго определенные процессы происходят в должное время и в должном месте.
Пока можно лишь сказать, что элементарными структурами па омтогенетическом уровне организации жизни являются, видимо, клетки, а элементарными явлениями — какие-то процессы, связанные с дифференцировкой. В общей форме ясно также, что онтогенез совершается вследствие работы саморегулирующейся иерархической системы, определяющей согласованную реализацию наследственных свойств и работу управляющих систем в пределах особи.
Особи в природе яе абсолютно изолированы друг от друга, а объединены более высоким рангом биологической организации на популяционно-видовом уровне. 15 Популяциоино-видовой уровень. Объединение особей в популяции, а популяций — в виды по степени генетического и экологического единства приводит к появлению новых свойств и особенностей в живой природе, отличных от свойств молекулярно-генетического и онтогенетического уровней. К настоящему времени в основном изучены основные элементарные явления и факторы, лежащие в основе организации популяцион~но-видового уровня. Основной элементарной структурой на популяционно-видовом уровне является популяция (см. гл. 7), элементарным явлением — изменение генотипического состава популяции, а элементарным материалом — мутации. Выделены элементарные факторы, действующие на этом уровне: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и естественный отбор (см.
гл. 7 — 9). Каждый из этих факторов может оказать то илн иное «давление», т. е. степень количественного воздействия на популяцию, и в зависимости от этого вызывать изменения в генотипическом составе популяции. 11а популяционно-видовом уровне особую роль приобретают процессы панмиксии (возмож~ность свободного скрещивания) н отшппения между особями внутри популяции и вида.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
