Stvaranje novih vrsta u prirodi. Formiranje novih vrsta. Linkovi i bilješke
Natjecanje i druge interakcije među vrstama mogu potaknuti brzu specijaciju kada se prirodna selekcija pridruži kako bi se poboljšali mehanizmi za uspješno parenje unutar jedne vrste. Ovaj zaključak australski su znanstvenici donijeli na temelju proučavanja različitih prirodnih populacija jedne vrste tropskih žaba.
Čak je i Charles Darwin skrenuo pozornost na činjenicu da se u nekim vrstama bogatim sustavnim skupinama (rodovi, obitelji) najuže vrste razlikuju prvenstveno po značajkama povezanim s izborom bračnog partnera i parenjem. To mogu biti i strukturne značajke genitalnih organa i specifični signali za privlačenje partnera - na primjer, kreketanje mužjaka žabe ili mirisne tvari (atraktanti) koje luče ženke (a ponekad i mužjaci) nekih insekata. Ako u nekom dijelu populacije postoji selekcija za promjenu takvih osobina, onda može biti reproduktivno izolirana (ponekad nazvana "seksualno izolirana") od majčinske populacije. To se događa posebno brzo kada se hibridi između jedinki iz izdvojene skupine i majčinske populacije karakteriziraju smanjenom održivošću. Takav porast stupnja seksualne izolacije i, sukladno tome, ubrzanje formiranja nove vrste dobilo je u literaturi na engleskom jeziku posebno ime - "pojačanje" (što doslovno znači "jačanje").
Trenutačno stručnjaci iz područja evolucijske biologije intenzivno proučavaju "pojačanje" i često ga povezuju s tako dugo opisanim fenomenom kao što je "pomak karaktera" - promjena osobine ne u svim populacijama vrste, već samo u onima koje su u kontaktu s ekološki blisko srodnim konkurentskim vrstama. Dakle, u dvije vrste galapagoških zeba koje žive na različitim otocima (pod alopatrijom), kljunovi su približno iste veličine, ali kada ista vrsta živi na istom otoku (pod simpatrijem), tada se prosječna veličina njihovih kljunova značajno razlikuje, što sugerira i razlike u hrani koju jedu. Ako je osobina koja se mijenja u prisutnosti natjecatelja odgovorna za osiguravanje susreta sa seksualnim partnerom, onda to može dovesti do vrlo brze specijacije, budući da prestaje razmjena gena između pupajuće i majčinske populacije.
U časopisu " Ekološka pisma Nedavni pregledni članak dvojice australskih istraživača, Conrada Hoskina i Megan Higgie, detaljno istražuje kako se nova vrsta može odvojiti od populacije jedne vrste promjenom obilježja parenja. Predmet njihovog istraživanja je zelenooka drvena žaba, Litoria genimaculata(Slika 1), vrsta prilično rasprostranjena u tropskim prašumama Australije i Nove Gvineje. Tamo gdje su radovi izravno obavljeni, na području rijeke Barron (Barron, sjeveroistočni Queensland, Australija), postoje dvije (to je dokazano molekularno-genetičkim metodama) alopatrične - odnosno koje zauzimaju različite teritorije - populacije zelenih -oke žabe, konvencionalno označene kao "sjeverne" i "južne" (slika 2). Ove populacije su se očito formirale negdje u pleistocenu, tijekom razdoblja hladnije i sušne klime, kada su tropske šume ostale samo u obliku izoliranih otoka u otvorenom krajoliku.
Kasnije, prije otprilike 6500 godina, kada je klima postala toplija i vlažnija, a tropske šume ponovno formirale neprekinuti pokrov, područja rasprostranjenja ovih populacija žaba su se zatvorila. Mogući su hibridi između njih u pograničnom području, iako ih karakterizira smanjena održivost. Neobična situacija se, međutim, razvila na sjeveru istraživanog teritorija, gdje je mala “enklava” koju predstavljaju pojedinci “južne” populacije bila okružena “sjevernim” stanovništvom (na slici 2. označena je kao je). Upravo je u toj "enklavi" otkriven neuobičajeno brz pomak u znakovima odgovornim za susret spolova (obilježja dozivnog povika mužjaka i odgovora ženke). Kao rezultat ovog raseljavanja, jedinke ove skupine izgubile su sposobnost normalnog križanja s jedinkama majke (glavna "južna" populacija). Kako bi se to moglo dogoditi shematski je prikazano na slikama 3 i 4 u nastavku.
Riža. 3 ilustrira tri moguće varijante evolucijskih promjena u pojedinim genetskim linijama populacije: u "južnim" ( S) i "sjeverni" ( N). Svaki krug odgovara određenoj liniji u određenom trenutku. Gornja polovica kruga je postzigotska (dolazi nakon oplodnje) izolacija. Ako su za koegzistirajuće populacije ove polovice iste boje, tada su hibridi održivi, ako su različiti, nisu održivi. Donja polovica kruga odgovara prezigotskoj (odnosno postojećoj i prije oplodnje) izolaciji: parenje jedinki različitih linija moguće je ako su iste boje, nemoguće ako su različite. Ljestvica vremena (i, sukladno tome, evolucije) je usmjerena od vrha prema dnu. Barijere koje sprječavaju susret jedinki različitih genetskih linija prikazane su kao crne okomite linije i označene su riječju "Barrier". Crvene vodoravne strelice pokazuju mogućnost kontakta između pojedinaca različitih linija. Crna tanka strelica prema dolje - križanje pojedinaca različitih linija. Crveni križ ukazuje na nemogućnost hibridizacije.
Razmatraju se tri slučaja: a- klasična alopatrijska specijacija (postupno nakupljanje razlika u populacijama izoliranim jedna od druge i gubitak sposobnosti križanja); b- započeta alopatrijska specijacija dovršava se “pojačavanjem” (iako se jedinke još uvijek mogu pariti, njihovi hibridi su sterilni ili ih karakterizira smanjena održivost); c- započeta alopatrijska specijacija mijenja svoj tok zbog novog sustava barijera: stanovništvo "južne" linije dijeli se novom barijerom, dok dio pada s jedne strane barijere zajedno sa "sjevernom" crta; to je u ovom dijelu južnog stanovništva (prikazano malim krugom s indeksom s') postoji selekcija koja za cilj ima što bržu izolaciju od "sjeverne" populacije (to je moguće zahvaljujući mehanizmima ponašanja koji osiguravaju susret bračnih partnera); u ovom slučaju odabir ide toliko daleko da pojedinci iz nove linije ( s') gube sposobnost križanja s jedinkama majčinske južne linije ( S), što zapravo dovodi do stvaranja nove vrste.
Na sl. 4. detaljnije je ilustrirana samo varijanta pomaka reproduktivnih svojstava u populaciji žaba A u slučaju života pored konkurentske vrste. Selekcija po reproduktivnim osobinama, usmjerena na povećanje razlika od konkurenta, dovodi do činjenice da jedinke ovog dijela populacije ( B) može izgubiti sposobnost križanja s roditeljskom populacijom i, zapravo, dati novi izgled. Stoga interakcije među vrstama mogu potaknuti specijaciju unutar jedne od vrsta.
Pronaći u prirodi promjenu u reproduktivnim osobinama jedne vrste (što može dovesti do stvaranja nove vrste) uzrokovanu interakcijama s drugim vrstama zapravo je vrlo teško. A jedna od kompliciranih okolnosti je iznimna brzina tih promjena. Rezultati istraživanja australskih znanstvenika još su jedna potvrda da naša nemogućnost da vlastitim očima vidimo proces specijacije nije posljedica činjenice da je taj proces iznimno dug (kako se vjerovalo u Darwinovo vrijeme), nego, naprotiv, je vrlo brz.
Formiranje vrsta je važna faza u evoluciji. Počinje u populacijama zasićenim mutacijama koje se stalno pojavljuju, koje, kada se slobodno križaju, tvore nove genotipove i fenotipove (vidi poglavlje "Osnove genetike i selekcije"). To dovodi do razilaženja karaktera među pojedincima ove populacije - divergencije(55). Početna populacija čini skupinu oblika s različitim stupnjevima odstupanja osobina.
Organizmi s promijenjenim svojstvima sposobni su razviti nova staništa i povećati svoj broj. Jedinke s ekstremnim odstupanjima kontrasta imaju najveće šanse preživjeti i ostaviti plodno potomstvo. Srednji oblici se više natječu i brže izumiru. Tako u izvornoj populaciji nastaju nove skupine iz kojih se najprije formiraju nove populacije, a zatim, uz naknadno odstupanje, nove podvrste i vrste. Načelo divergencije objašnjava podrijetlo raznolikosti životnih oblika. Slično, Darwin je objasnio formiranje rodova, obitelji, redova itd.
Postoje dva načina specijacije: geografski i ekološki.
Geografska speciacija povezana s širenjem raspona izvorne vrste ili njezinom podjelom na izolirane dijelove raznim prirodnim preprekama (rijeke, planine itd.). Širenjem raspona vrsta, pojedinci populacija susreću se s novim zemljišnim i klimatskim uvjetima, s drugačijim životinjskim i biljnim svijetom. U novim neobičnim uvjetima preživjet će one jedinke čiji genotipovi najviše odgovaraju tim uvjetima i ostaviti potomstvo. To dovodi do promjene genofonda, stvaranja novih populacija, a u budućnosti i do pojave podvrsta i vrsta.
Izolacija populacija, sprječavajući slobodno križanje, također dovodi do promjene genofonda populacija, a potom i do stvaranja novih populacija, podvrsta i vrsta. Primjer zemljopisne izolacije su središta podrijetla kultiviranih biljaka (vidi odjeljak Oplemenjivanje). Odvajanje ovih žarišta jedno od drugog grebenima, pustinjama i oceanima pridonijelo je njihovoj izolaciji i autonomnom formiranju flore u njima, što je dovelo do iznimne raznolikosti srodnih biljaka u njima.
Ekološka specijacija povezana s naseljavanjem novih staništa (ekoloških niša) unutar raspona svoje vrste. Istodobno, male skupine iste populacije mogu se naći u okolišnim uvjetima neuobičajenim za njih unutar raspona njihove vrste. Novi uvjeti pridonijet će identifikaciji i konsolidaciji novih mutacija i promjeni smjera prirodne selekcije, što će dovesti do promjene genskog fonda, do još veće izolacije populacija, a potom i do formiranja novih populacija. podvrste i vrste prilagođene novim specifičnim uvjetima.
Primjer za to je pet vrsta ljutika koje su se razvile u različitim stanišnim uvjetima (56):
- tvrdolisni ranunculus - vodena biljka;
- ranunculus raste na vlažnim tlima;
- zlatni ljutić - na livadama, vrtovima, uz puteve;
- kasubian ljutić (kašubski) - u šumama i parkovima;
- ranunculus otrovan - na vrlo vlažnim mjestima.
Elementarni evolucijski čimbenici.
Evolucijski proces koji se događa u populaciji, koji dovodi do promjene genetske strukture populacije i usmjerava se prirodnom selekcijom, naziva se mikroevolucija. Počinje u populaciji koja se sastoji od jedinki s nejednakim genotipovima. Ukupnost svih genotipova u populaciji naziva se genetski bazen. Kada je izložen raznim elementarni čimbenici evolucijom, genski fond populacije se mijenja.
Ti čimbenici mogu biti sljedeći:
- pojava novih nasljednih promjena – mutacija i kombinacija koje dovode do pojave novih genotipova u populacijama;
- fluktuacije stanovništva, tzv populacijski valovi. Mogu nastati u vezi s sezonskim promjenama (jednogodišnje biljke, kukci), sa sigurnošću hrane (masovno razmnožavanje glodavaca), s prirodnim katastrofama (suše, poplave, požari). Populacijski valovi mijenjaju koncentraciju pojedinih gena. Tijekom pada populacije neki geni mogu nestati, a s novim porastom populacije drugi geni mogu povećati svoju koncentraciju;
- zemljopisna ili biološka izolacija populacije koje stvaraju prepreke slobodnom križanju, što dovodi do razlika u genskom sastavu različitih populacija i do njihove izolacije.
Sve te promjene u genskom fondu su slučajne prirode, višesmjerne su. Jedini selektivni i vodeći čimbenik u evoluciji je prirodna selekcija, koja u promjenjivim uvjetima odabire i povećava broj jedinki čiji je genotip usklađeniji s specifičnim uvjetima okoline i smanjuje broj jedinki s genotipom koji je manje prikladan za ovo okruženje. . Raznolikost vrsta rezultat je divergencije karaktera i vodeće kreativne uloge prirodne selekcije.
Prirodna selekcija obično dovodi do postupnog usložnjavanja i povećanja organizacije živih oblika, njihove relativne prilagodljivosti uvjetima postojanja i raznolikosti vrsta.
Vrste sudjeluju u evolucijskim procesima u formiranju viših sustavnih skupina. Taj se proces naziva makroevolucija ili supraspecifična evolucija. U makroevoluciji se odvijaju isti procesi kao i u specijaciji – divergencija karaktera, borba za postojanje i prirodna selekcija.
Kako se uvjeti života mijenjaju, mijenja se i smjer prirodne selekcije. Ako skupine pojedinaca jedne široko rasprostranjene vrste padaju u različite uvjete ili počnu, na primjer, loviti različite plijen, tada će selekcija u tim skupinama ići u različitim smjerovima. To će dovesti do stvaranja raznih uređaja u njima. Kao rezultat toga, iz jednog pogleda kroz prirodni odabir formira se nekoliko novih vrsta, tj. provest će se proces specijacije. Da bi to ilustrirao, Darwin daje dijagram divergencije ili divergencije znakova.
U shemi velika slova (A, B, C, D, itd.) ispod donje linije konvencionalno označavaju pojedine vrste istog roda. Paralelne linije odozdo prema gore (od I do XIV) simboliziraju smjenu generacija u vremenu. Darwin uvjetno prihvaća da tisuću generacija prelazi iz jedne linije u drugu. Isprekidane linije usmjerene odozdo prema gore ilustriraju povijesnu sudbinu ovih generacija u različitim fazama razvoja. Što je veća udaljenost između isprekidanih linija koje prelaze jednu paralelnu crtu, veća je razlika između divergentnih skupina jedinki u odgovarajućoj generaciji (II linija) nego između točaka a5 i m5 (V linija). To znači da je početna nesklad (razlika) između dviju skupina potomaka (a2 i m2) zajedničke izvorne vrste A, koja je nastala tijekom 2000 generacija, manja od razlika koje su se razvile nakon 5000 generacija (a5 i m5). Stoga, kaže Darwin, možemo pretpostaviti da su skupine a2 i m2 još dvije varijante iste zajedničke vrste, a skupine a5 i m5 će već biti dvije nove vrste koje imaju zajedničkog pretka (vrsta A).
Dakle, prema Darwinu, nove vrste nastaju nizom međukoraka: prvo, dvije (ili više) varijeteta nastaju unutar iste vrste; ove sorte, nastavljajući da se razlikuju u svojim karakterima, postupno postaju podvrste i, konačno, nove vrste. Raznolikost je korak prema formiranju nove vrste. Istodobno, prema shemi divergencije, u pravilu jedna stara vrsta stvara ne jednu, već nekoliko vrsta.
Divergentna priroda Specijacija se događa jer početna razlika između organizama unutar vrste povećava njezinu brojnost. Darwin to ilustrira ovim primjerom: ukupan broj vukova počinje rasti kako različite obitelji ovog grabežljivca počinju loviti različite plijen. Neki vukovi "specijalizirani" za stoku, drugi za divlje životinje. Kao rezultat toga, ukupan broj vukova raste. Među njima postoje različiti pravci prirodne selekcije i kao posljedica toga - divergencija.
Vratimo se shemi divergencije. Tijekom evolucije nastaju i novi pravci selekcije (isprekidane linije od vrste A i vrste I granaju se mnogo puta). Ispostavilo se da su neke od ovih loza slijepe ulice: njihovi potomci ne prežive do danas (XIV. red) i izumiru, zamijenjeni prilagođenijim vrstama. Nemojte ostavljati potomstvo (tj. izumrijeti) i mnoge izvorne vrste. A neke (linija F na dijagramu) opstaju do sadašnjosti, gotovo ne mijenjajući svoje značajke.
U završnoj fazi razmatranog procesa, novonastale vrste pokazuju različite stupnjeve sličnosti. Na liniji XIV jasno je vidljivo 5 grupa najbližih jedna drugoj. Razlog te blizine, kao što se jasno vidi iz dijagrama, je blizak odnos takvih vrsta. Sistematičar, koji spaja blisko srodne vrste u jednu rod, čime se odražava srodnost zajedničkog podrijetla ovih vrsta.
poroda pak se udružuju u obitelji, obitelji u redove itd. Shema divergencije pokazuje da je i u ovom slučaju temelj takvih asocijacija sam proces evolucije. Ako je blisko srodna, vrsta će pripadati istom rodu; ako je udaljenija, pripadat će istoj obitelji. Konačno, vrlo udaljene vrste će spadati u različite klase istog tipa. To bi značilo da sve vrste istog tipa imaju na kraju jednog zajedničkog pretka, samo što je taj predak izvanredno star.
Dakle, moderni sustavi biljaka i životinja odražavaju određeni stupanj evolucije. Istodobno, važno je zapamtiti da su moderne vrste koje su opisali taksonomisti sada stvarne, ali povijesno privremene: nekad davno bile su samo podvrste; u nekoj dalekoj budućnosti mogu postati rodovi koji ujedinjuju skupine novih srodnih vrsta; ove nove buduće vrste u modernim vremenima samo su podvrste ili sorte. Dakle, shema divergencije objašnjava kako je evolucija temelj moderne taksonomije. Istodobno, pokazuje da divergencija neizbježno dovodi do pojave raznih organskih oblika u prirodi.
Shema divergencije pomaže razumjeti još jedno važno pitanje. Općenito povećanje raznolikosti organskih oblika uvelike otežava odnose koji nastaju između organizama u prirodi. Stoga u tijeku povijesnog razvoja u pravilu najveće prednosti dobivaju najvise organizirani oblici. Tako se provodi opći progresivni razvoj biljnog i životinjskog svijeta na Zemlji od nižih prema višim oblicima.
Međutim, u slučajevima kada se uvjeti života ne kompliciraju, već ostaju praktički nepromijenjeni, organizmi se čuvaju bez daljnjih komplikacija.
Uz divergenciju, rezultat evolucije može biti i suprotan rezultat – konvergencija, odnosno konvergencija obilježja. Konvergencija proizlazi iz jednosmjernog djelovanja prirodne selekcije u organizmima koji su sustavno udaljeni jedan od drugoga, kada ti organizmi žive u sličnim uvjetima. Primjer konvergentne sličnosti je aerodinamičan oblik tijela morskog psa (riba), ihtiosaura (izumrli, vratni vodeni gmaz) i dupina (vodeni sisavac). Sličnost oblika tijela ovdje je uzrokovana ne-bliskom obitelji. već jednosmjernim djelovanjem prirodne selekcije u istom vodenom okolišu, gdje je takav oblik koristan i za ribe i za dupine.
Tako se na temelju djelovanja prirodne selekcije formira relativna kondicija, nastaju nove vrste, raste opća raznolikost organskih oblika u prirodi, te se provodi progresivni razvoj životinjskog i biljnog svijeta na Zemlji.
Formiranje novih vrsta u prirodi završna je faza mikroevolucije. Pod utjecajem evolucijskih čimbenika, uz vodeću ulogu prirodne selekcije, dolazi do procesa transformacije genetski otvorenih intraspecifičnih populacija u genetski stabilne sustave vrsta. Između jedinki različitih populacija unutar vrste moguć je proces križanja i ostavljanja plodnog potomstva. Sve dok postoji protok gena između populacija unutar vrste, genski fond vrste je jedinstven sustav. Kao rezultat izolacije populacija, prestaje križanje divergentnih oblika, nema razmjene nasljednih informacija, a populacije ili skupine populacija postaju neovisni genetski sustavi.
Vrsta se smatra kvalitativnim stadijem u evolucijskom procesu, budući da je to najmanji genetski stabilan supraorganizmski sustav u divljini. Tijekom specijacije uglavnom se provode dva procesa: pojava prilagodbi na promjenjive uvjete okoliša i izolacija temeljena na izolaciji novih vrsta. Na temelju teritorija rasprostranjenosti izvorne vrste mogu se razlikovati dva glavna načina specijacije: alopatrijska i simpatrijska.
Alopatrijska ili geografska speciacija povezana je s prostornom izolacijom divergentnih skupina i može se provoditi uglavnom migracijom ili rasparčavanjem raspona raznim preprekama (rijeke, planine, tlo, klima, itd.). Prilikom naseljavanja izvan izvornog raspona vrste, populacije padaju u druge uvjete okoliša, što zbog mikroevolucijskih procesa može dovesti do stvaranja novih vrsta. Primjer diferencijacije vrsta u procesu migracije može biti složen skup populacija i podvrsta vrste velike sjenice. Širenje ove vrste iz Europe na istok išlo je na dva načina: sa sjevera na Daleki istok i južnim oko srednjoazijskog gorja. Na Dalekom istoku postoje euroazijske i istočnoazijske podvrste koje, kada žive zajedno, ne proizvode hibride. U procesu naseljavanja između njih je nastala reproduktivna barijera.
Specifikacija fragmentacijom rasprostranjenja matične vrste može se pratiti na primjeru pojave vrste đurđica. Šumski đurđevak bio je široko rasprostranjen u Euroaziji prije nekoliko milijuna godina, ali se zbog glacijacije njegov raspon podijelio na nekoliko teritorija. Do danas se pojavilo nekoliko novih vrsta.
Simpatrijska specijacija događa se unutar raspona roditeljske vrste. Može se razlikovati nekoliko njegovih načina: po poliploidiji (u rodu duhana početni broj kromosoma je 12, ali postoje oblici s 24, 48, 72 kromosoma); hibridizacijom s naknadnim udvostručavanjem kromosoma (međuvrsni hibridi su česti među biljkama: malina, pelin, planinski pepeo-kyzylnik), sezonskom izolacijom (jezerska sevanska pastrva tvori zimske i proljetne rase u smislu razmnožavanja).
Kraj rada -
Ova tema pripada:
Predavanja iz biologije za studente koji studiraju na ruskom jeziku
Državna obrazovna ustanova.. Visoko stručno obrazovanje.. Rjazansko državno medicinsko sveučilište..
Ako vam je potreban dodatni materijal na ovu temu, ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučujemo pretragu u našoj bazi radova:
Što ćemo s primljenim materijalom:
Ako vam se ovaj materijal pokazao korisnim, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:
| cvrkut |
Sve teme u ovom dijelu:
Biologija
tečaj predavanja za studente koji studiraju na ruskom jeziku Ryazan Autori-sastavljači: izvanredni profesor, dr. sc. Kalygina T.A.
Glavna svojstva življenja
Živa bića se razlikuju od neživih tijela po nizu svojstava. Glavna svojstva živih bića uključuju: Specifičnu organizaciju. Živi organizmi imaju
Razine organizacije živih bića
Život na Zemlji je integralni sustav koji se sastoji od različitih strukturnih razina organizacije bioloških bića. Postoji nekoliko glavnih razina organizacije (razdvajanje ima
stanična teorija
Godine 1665 R. Hooke je prvi otkrio biljne stanice. Godine 1674 A. Leeuwenhoek je otkrio životinjsku stanicu. Godine 1839 T. Schwann i M. Schleiden formulirali su staničnu teoriju. Glavni stav stanične teorije
Stanična struktura
Prema građi razlikuju se 2 vrste stanica: - prokarioti - eukarioti U prokariote spadaju bakterije i modrozelene alge. Prokarioti se razlikuju od eukariota po tome što imaju
vanjska stanična membrana
1 - polarna glava fosfolipidne molekule 2 - rep masne kiseline molekule fosfolipida 3 - integralni protein
evolucija stanice
Postoje dva stupnja u evoluciji stanice: 1. Kemijska. 2. Biološki. Kemijska faza započela je prije oko 4,5 milijardi godina. Pod utjecajem ultraljubičastog zračenja, zračenja
Građa i funkcije stanične jezgre
Jezgra je bitan dio eukariotske stanice. Glavna funkcija jezgre je pohranjivanje genetskog materijala u obliku DNK i prijenos u stanice kćeri tijekom stanične diobe. osim
Kromatin i kromosomi
Kromatin je despiralizirani oblik postojanja kromosoma. U despiraliziranom stanju, kromatin se nalazi u jezgri stanice koja se ne dijeli. Kromatin i kromosomi međusobno prelaze jedan u drugi
Životni ciklus stanice
G1 - predsintetsko razdoblje S - sintetičko razdoblje G2 - postsintetsko razdoblje G0 -
proliferacija stanica
Proliferacija je povećanje broja stanica mitozom, što dovodi do rasta i obnavljanja tkiva. Intenzitet proliferacije reguliraju tvari koje se proizvode i unutar stanica,
Oblici razmnožavanja živih organizama
Reprodukcija je svojstvo živih organizama da reproduciraju svoju vrstu. Postoje dva glavna oblika razmnožavanja: aseksualna i spolna. Nespolno razmnožavanje pridonosi očuvanju najvećeg
spermatogeneza
Presjek poprečnog presjeka uvijenog tubula testisa (vidi stranicu 27) Cellules germinales primordiales - p
Vrste i razdoblja ontogeneze
Ontogeneza je proces individualnog razvoja jedinke od zigote tijekom spolnog razmnožavanja (ili pojave kćeri jedinke tijekom aseksualne reprodukcije) do kraja života. Termin "ontogenija" 1866. godine. predložili njemački znanstvenici
Značajke strukture i vrste jaja
Jaja (ili jajašca) su visoko specijalizirane ženske reproduktivne stanice, relativno velike i nepokretne. Nema temeljnih razlika u strukturi jajeta i somatskih stanica.
Embrionalno razdoblje razvoja, njegove faze
Razdoblje embrionalnog razvoja najkompliciranije je kod viših životinja i sastoji se od nekoliko faza: 1. Formiranje zigota 2. Cijepanje 3. Formiranje blastule
Rascjep u hordata
A - lanceta (potpuna uniforma) B - vodozemci (potpuni neravni) C - ptice (nepotpuni diskoidni)
Histogeneza i organogeneza
Histogeneza je proces stvaranja tkiva u embriogenezi Organogeneza je proces formiranja organskih sustava u embriogenezi. U ovoj fazi embrionalnog razvoja razlikuju se dvije faze.
Embrionalna indukcija
Razjašnjenje mehanizama razvoja jedan je od složenih problema biološke znanosti. Embriogenezu u cjelini određuje nasljedni aparat stanica (kao što je već spomenuto, tijekom ontogeneze,
Embrionalni razvoj ptica
Ptičije jaje je oštro telolecitalno; vegetativni pol sadrži puno žumanjka. Kao rezultat oplodnje nastaje jednostanični embrij - zigota, koju karakterizira
Ekstraembrionalni privremeni organi
U embrionalnom razvoju kralježnjaka važnu ulogu imaju privremeni organi koji funkcioniraju u embriju, a u odraslom su stanju odsutni. To uključuje: žumanjčanu vrećicu, amnion, seroznu
Karakteristike postembrionalnog razvoja
Postembrionalna (postnatalna) ontogeneza počinje od trenutka rođenja, napuštanjem embrionalnih membrana (tijekom intrauterinog razvoja) ili napuštanjem jajne membrane i završava smrću.
Napor. Klinička i biološka smrt
Starenje je opći biološki obrazac izumiranja tijela, karakterističan za sva živa bića. Starost je konačna prirodna faza ontogeneze, koja završava smrću.
Regeneracija organa i tkiva, njegove vrste
Regeneracija je proces obnavljanja izgubljenih ili oštećenih tkiva ili organa. Postoje dvije vrste regeneracije: - fiziološka - reparativna fiziološka
Transplantacija
Transplantacija je usađivanje i razvoj presađenog tkiva na novom mjestu. Organizam iz kojeg se uzima transplantacijski materijal naziva se donor, a onaj kojemu se vrši transplantacija naziva se
Homeostaza u živim organizmima
Homeostaza je svojstvo živih bića da održavaju postojanost svog unutarnjeg okruženja, unatoč varijabilnosti okolišnih čimbenika Unatoč značajnim fluktuacijama
biološki ritmovi. kronobiologija
Biološki ritmovi su redovito ponavljane promjene intenziteta bioloških procesa. Biološki ritmovi se nalaze u svim živim bićima, nasljedno su fiksirani i faktori su
zajednica
Bilo koja vrsta organiziranih bića i bilo koja populacija bilo koje vrste ne postoji izolirano od drugih bića, već čine složeno i proturječno jedinstvo zvano biotička zajednica. Pčela
monohibridnog križanja
Mendelovi pokusi izvedeni su na grašku. Prilikom križanja sorti graška sa žutim i zelenim sjemenom (ukršteni homozigotni organizmi ili čiste linije), svi potomci (tj. hibridi prve generacije
Di- i polihibridna križanja. Mendelov treći zakon
U dihibridnom križanju, roditeljski organizmi se analiziraju na dva para alternativnih svojstava. Mendel je proučavao značajke kao što su boja sjemenki i njihov oblik. Prilikom križanja graška sa žutom
Određivanje spola
Kod većine organizama spol je određen u trenutku oplodnje (singamno) i reguliran je kromosomskim skupom zigota, naziva se kromosomski tip određivanja spola. Kod ljudi i sisavaca
Nasljeđivanje spolno vezanih i spolno ograničenih osobina
Osobine povezane sa spolom nazivaju se osobine, čiji je razvoj posljedica gena smještenih na spolnim kromosomima. Ako je gen na Y kromosomu, onda se nasljeđuje kod ljudi, sisavaca
Povezivanje gena. Eksperimenti i Morganovo pravilo
Proučavanje nasljeđivanja povezanog sa spolom potaknulo je proučavanje povezanosti gena smještenih u autosomima. Za svaki organizam karakteristična je postojanost vrsta kromosoma u kariotipu.
Glavne odredbe kromosomske teorije nasljeđa
Glavne odredbe kromosomske teorije nasljeđa su sljedeće: - nositelji nasljedne informacije su kromosomi i geni koji se nalaze u njima;
Faze razvoja molekularne genetike
Molekularna genetika nastala je iz biokemije i pojavila se kao neovisna znanost 1950-ih. Rođenje ove znanosti povezano je s nizom važnih bioloških otkrića: 1
Funkcionalna aktivnost gena ili ekspresija gena
Kod prokariota se odvija u dvije faze: transkripcija i translacija.Eukarioti također imaju fazu obrade. Ekspresija gena se sastoji u sintezi mRNA molekula na molekuli DNK,
Regulacija ekspresije gena u prokariota
Shema regulacije transkripcije strukturnih gena prokariotske stanice prema vrsti represije
Definicija i oblici varijabilnosti
Genetika proučava dva glavna svojstva živih bića – nasljednost i varijabilnost. Promjenjivost - svojstvo organizama da stječu nove znakove i karakteristike individualnog razvoja
Mutageni čimbenici
Čimbenici koji uzrokuju mutacije nazivaju se mutageni čimbenici (mutageni) i dijele se na: 1. Fizičke; 2. Kemijski; 3. Biološki. do tjelesnog
Stabilnost i popravak genetskog materijala
Otpornost na promjene u genetskom materijalu osiguravaju: 1. Diploidni skup kromosoma. 2. Dvostruka spirala DNK. 3. Degeneracija (višak
Zakon homoloških nizova nasljedne varijabilnosti N. I. Vavilova
Poznato je da se mutacija događa u različitim smjerovima. Međutim, ta raznolikost podliježe određenoj pravilnosti, koju je 1920. otkrio N. I. Vavilov. Formulirao je zakon homola
genealošku metodu
Vrste nasljeđivanja i oblici očitovanja genetskih sklonosti kod ljudi vrlo su raznoliki, a njihovo razlikovanje zahtijeva posebne metode analize, prije svega, genealoške,
metoda istraživanja blizanaca
Proučavanje blizanaca jedna je od glavnih metoda ljudske genetike. Postoje identični blizanci koji nastaju iz jednog jajašca oplođenog jednim spermijem. Nastaju zbog
Dermatoglifska metoda
Ovo je znanost koja proučava nasljednu uvjetovanost uzoraka koji formiraju linije kože na vrhovima prstiju, dlanovima i tabanima osobe. Pokazalo se da svaki narod
Hibridizacija somatskih stanica
Hibridne stanice imaju određena svojstva koja omogućuju određivanje lokalizacije gena ili povezanosti gena. Gubitak ljudskih kromosoma iz nekih vrsta hibridnih stanica omogućuje vam da dobijete klon
ontogenetsku metodu
Omogućuje vam proučavanje obrazaca manifestacije bilo kojeg simptoma ili bolesti u procesu individualnog razvoja. Postoji nekoliko razdoblja ljudskog razvoja. Antenatalni (razvoj prije rođenja
Metoda modeliranja
Zakon homoloških nizova N. I. Vavilova (vrste i rodovi koji su genetski bliski imaju slične nizove nasljedne varijabilnosti) omogućuje, uz određena ograničenja, ekstrapolaciju eksperimentalnog
Metoda imunološkog istraživanja
Ova metoda temelji se na proučavanju antigenskog sastava stanica i tekućina ljudskog tijela - krvi, sline, želučanog soka itd. Najčešće se ispituju antigeni krvnih stanica: eritro
Genetske bolesti
1) Kod autosomno dominantnog tipa nasljeđivanja karakteristično je kršenje sinteze strukturnih proteina ili proteina koji obavljaju specifične funkcije (na primjer, hemoglobin). Fenotipski, dok
Kromosomske bolesti uzrokovane abnormalnostima autosoma
Kromosomske bolesti su skupina nasljednih patoloških stanja uzrokovanih promjenom broja kromosoma ili kršenjem njihove strukture. Najčešći trisomije su
Kromosomske bolesti uzrokovane abnormalnostima spolnih kromosoma
Spolni kromosomi glavni su nositelji gena koji kontroliraju razvoj spola, pa njihovi brojčani ili strukturni poremećaji određuju različita odstupanja u spolnom razvoju.
J.B. Lamarckova teorija evolucije
J. B. Lamarck u svojoj "Filozofiji zoologije" (1809), u kojoj su prvi put postavljeni temelji holističkog evolucijskog koncepta, formulirao je dva zakona: 1) o utjecaju upotrebe i neupotrebe organa na njegovu
Ch.Darwinova teorija evolucije
Godine 1858. Charles Darwin i, neovisno o njemu, A.R. Wallace utemeljili su princip prirodne selekcije i koncept borbe za postojanje kao mehanizam te selekcije. Teorija evolucije jedenjem
Mikroevolucija. Kriteriji i struktura vrste. stanovništvo
Mikroevolucija je početna faza evolucijskih transformacija populacije: od pojave nasljednih promjena do formiranja prilagodbe i nastanka novih vrsta na temelju njih. studija
Čimbenici evolucije
Promjene u genotipskom sastavu populacija događaju se pod utjecajem mnogih događaja koji na ovaj ili onaj način mogu transformirati populacije. Međutim, moguće je razlikovati sljedeće
Koncept ljudskog životinjskog podrijetla
U središtu modernih ideja o podrijetlu čovjeka je koncept prema kojem je čovjek izašao iz životinjskog svijeta, a prvi znanstveni dokazi u prilog ovom konceptu bili su
Razlike između ljudi i životinja
Čovjek ima značajne razlike od životinja, što su primijetili i stari, na primjer, Anaksagora (500-428 pr.n.e.) i Sokrat (469-399 pr.n.e.) vjerovali su da sp.
Pokretački čimbenici antropogeneze
Postoje društveni i biološki čimbenici antropogeneze. Antropogeneza je nastanak čovjeka i njegovo formiranje kao vrste u procesu formiranja društva. Osoba ima niz specifičnih
Prisjetimo se zašto se populacija organizama smatra osnovnom jedinicom evolucije. Opišite izolaciju kao elementarni čimbenik evolucije. Koji oblici izolacije postoje između populacija organizama u prirodi?
Glavni uvjet za stvaranje novih vrsta organizama je izolacija. Kao rezultat toga, zaustavlja razmjenu gena između jedinki izolirane i drugih populacija. To dovodi do postupne promjene karaktera jedinki izolirane populacije, što dovodi do njezine transformacije u jednu ili više novih vrsta (Sl. 166).
Riža. 166. Shema specijacije: zasebne grane – populacije
Posljedično, stvaranje novih vrsta organizama, odnosno specijacija, je proces transformacije pojedinih genetski izoliranih populacija izvorne vrste u nove vrste. Ovisno o prirodi barijera koje sprječavaju križanje jedinki, razlikuju se dvije metode specijacije - geografska i ekološka.
Geografska speciacija. Povezan s promjenom raspona izvornih vrsta predaka. Različiti zemljopisni objekti djeluju kao prepreke križanju jedinki: prostranstva kopna ili mora, planinski lanci, pustinje, itd. Geografska specijacija se provodi na dva načina: raspršivanjem jedinki populacije na nova područja ili podjelom prijašnjeg staništa stanovništvo na zasebne izolirane dijelove. Kao rezultat, formiraju se geografske podvrste izvornih vrsta koje postaju preci samostalnih novih vrsta organizama.
Primjer zemljopisne specijacije raspršivanjem jedinki na nova staništa je pojava dviju vrsta galebova: haringe i crvenog galeba (Sl. 167). Predački oblik ovih dviju vrsta bila je jedna vrsta galebova koja je postojala prije nekoliko stotina tisuća godina na području današnjeg Beringovog tjesnaca (označeno križem na slici). Od njega se naseljavanjem prema istoku i zapadu formiralo nekoliko geografskih podvrsta galebova (na slici su naznačena područja podvrsta), od kojih su nastale dvije nove vrste.
Riža. 167. Geografska specijacija dviju vrsta galebova: haringe i djeteline
Primjer zemljopisne specijacije podjelom nekadašnjeg rasprostranjenja vrste na nekoliko izoliranih dijelova je pojava tri vrste đurđica (sl. 168). Izvorni tip predaka postojao je prije nekoliko milijuna godina u listopadnim šumama Euroazije. U vezi s glacijacijom, jedinstveni raspon ove vrste bio je razbijen na nekoliko dijelova. Đurđica je preživjela samo u šumskim područjima koja su izbjegla glacijaciju: u središtu i jugu Europe, na Zakavkazu i na jugu Dalekog istoka. Iz tih preživjelih populacija naknadno su nastale tri neovisne vrste đurđica koje se razlikuju po veličini lišća i boji vjenčića cvjetova.
Riža. 168. Geografska specijacija triju vrsta đurđica
ekološka specijacija. Povezan je s promjenom životnih uvjeta izvornih vrsta predaka. Razlike u životnim uvjetima izoliranih populacija djeluju kao prepreka križanju. Kao rezultat toga, formiraju se ekološke podvrste, koje postaju preci novih vrsta organizama.
Primjer ekološke specijacije je pojava nekoliko vrsta iz roda Buttercup, koje rastu na mjestima s različitom vlažnošću (sl. 169).
Riža. 169. Ekološka specijacija u rodu Buttercup
Riža. 170. Boja ljuske jajeta kod ekoloških podvrsta obične kukavice
Dakle, formiranje novih vrsta organizama slijedi shemu: populacije izvorne vrste organizma >> geografske ili ekološke podvrste >> nove vrste organizama
S formiranjem novih vrsta, evolucija ne prestaje. To dovodi do pojave sve više i više novih vrsta biljaka, životinja i drugih organizama, tvoreći nadspecifične sustavne skupine - rodove, obitelji, redove, redove, klase, odjele, tipove.
Vježbe naučene lekcije
- Što je vizualizacija?
- Koji je glavni čimbenik za nastanak novih vrsta organizama?
- Prema kojoj shemi nastaju nove vrste organizama od izvornih vrsta predaka?