В чем заключается сущность мутационной теории эволюции

В чем заключается сущность мутационной теории эволюции

§ 2. Мутационная теория

* ( Внезапно возникающие наследственные изменения еще издавно (в 17-м и 18-м веках) называли мутациями. Воскресил этот термин Г. Де Фриз.)

Сущность этой теории заключается в том, что мутации возникают внезапно и ненаправленно, но, раз возникнув, мутация становится устойчивой. Одна и та же мутация может возникать повторно.

Рис. 29. Энотера Ламарка (Oenotera Lamarckiana) и ее мутанты: энотера карликовая (Oen. nanella) и энотера гигантская (Оеn. gigans)

Вскоре в научной литературе появилось множество описаний различных мутаций у животных и растений.

Не зная механизма возникновения мутаций, Де Фриз полагал, что все подобные изменения возникают самопроизвольно, спонтанно. Это положение справедливо лишь для части мутаций.

Спонтанные мутации постоянно обнаруживаются в природе с определенной частотой, сравнительно близкой у самых разнообразных видов живых организмов. Частота появления спонтанных мутаций колеблется по отдельным признакам от одной мутации на 10 тыс. гамет до одной мутации на 10 млн. гамет. Однако в связи с большим числом генов у каждой особи у всех организмов 10-25% всех гамет несут те или иные мутации. Примерно каждый десятый индивидуум является носителем новой спонтанной мутации.

Радиоактивным мутагенезом начали заниматься в 20-х годах нашего столетия. В 1925 г. советские ученые Г. С. Филиппов и Г. А. Надсон впервые в истории генетики применили рентгеновские лучи для получения мутаций у дрожжей. Через год американский исследователь Г. Меллер (впоследствии дважды лауреат Нобелевской премии), длительное время работавший в Москве, в институте, руководимом Н. К. Кольцовым, применил тот же мутаген на дрозофиле.

У дрозофилы обнаружены многочисленные мутации, две из них vestigial и curled изображены на рис. 30.

Химический мутагенез впервые целенаправленно начали изучать сотрудник Н. К. Кольцова В. В. Сахаров в 1931 г. на дрозофиле при воздействии на ее яйца йодом, а позже М. Е. Лобашов.

За последние годы в нашей стране начаты работы по использованию химических мутагенов для создания новых пород животных. Интересные результаты достигнуты по изменению окраски шерсти у кроликов и увеличению длины шерсти у овец. Существенно, что эти достижения получены при таких дозировках мутагенов, которые не вызывают гибели подопытных животных. Широко используются сильнейшие химические мутагены (нитрозоалкилмочевины, 1,4-бисдиазоацетилбутан).

Одной из основных задач селекции сельскохозяйственных растений является создание сортов, устойчивых к грибковым и вирусным заболеваниям. Химические мутагены являются эффективным средством для получения форм растений, устойчивых к самым различным заболеваниям. У злаков (яровая и озимая пшеница, ячмень, овес) получены формы, устойчивые к мучнистой росе, с повышенной устойчивостью к различным видам ржавчины. Немаловажно то, что у отдельных мутантов увеличение количества белка не коррелирует с ухудшением его качества и возможно получение форм с повышенным содержанием белка и незаменимых аминокислот в нем (лизина, метионина, треонина).

Среди мутантов, индуцированных химическими мутагенами, большой интерес представляют формы с комплексом положительных признаков. Нередки случаи получения таких форм у пшеницы, гороха, томатов, картофеля и других культур. Мутации являются материалом как для естественного, так и для искусственного отбора (селекции).

Обнаружив у одного биологического вида серию форм А, Б, В, Г, Д, Е и установив у другого родственного ему вида формы А₁, Б₁, Д₁, Е₁, можно предположить, что существуют еще не открытые формы В₁ и Г₁.

У человека частота мутирования составляет в естественных условиях 1:1 000 000, но если учесть огромное число генов, то не менее 10% гамет как мужских, так и женских, несет какую-либо вновь возникающую мутацию.

Источник

В чем заключается сущность мутационной теории эволюции

Подробное решение параграф § 6 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017

Вопрос. Назовите основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина. В чём состоит её отличие от ранее выдвинутых эволюционных концепций?

Ответ. Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное учение об историческом развитии органического мира. Она охватывает широкий круг проблем, важнейшими из которых являются доказательства эволюции, выявление движущих сил эволюции, определение путей и закономерностей эволюционного процесса и др.

Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях:

1. Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.

2. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.

3. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как изменчивость и наследственность, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.

4. Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

Основные положения сходства и различия теории Дарвина и более ранних концепций.

— окружающий нас мир не статичен и эволюционирует. Виды изменяются, одни исчезают, другие появляются;

— постулат о постепенности и непрерывности эволюционного процесса;

— концепция Дарвина: есть общность происхождения животных; ранние концепции: каждый организм образуется не зависимо от эволюционного течения, а возникает в результате спонтанного творческого акта, с последующим постоянным стремлением к совершенствованию и развитию. Дарвин включал человека в общую эволюционную ветвь, считал, что все организмы можно отнести к ограниченному числу типов.

— ранние концепции опирались на не наследственную изменчивость (на модификационную). Дарвин – на наследственную (мутационную).

Вопрос 1. Назовите основные этапы развития эволюционной теории Ч. Дарвина.

Ответ. Первый этап (1859–1900) можно охарактеризовать как период становления дарвинизма. Многие прогрессивные биологи того времени приветствовали появление теории Дарвина и содействовали её распространению. Основными пропагандистами идей Дарвина стал и А. Уоллес, Т. Гекели, В. О. Ковалевский, А. О. Ковалевский, И. И. Мечников, К. А. Тимирязев, Э. Геккель, А. Вейсман и др. Их работы в различных областях биологии и медицины способствовали утверждению и распространению дарвинизма. Концепция о неизменности видов окончательно потерпела поражение. В этот период оформился классический дарвинизм, в основе которого лежала дарвиновская теория естественного отбора.

В 20–40-х гг. XX в. начался второй этап в развитии дарвинизма. Успехи в ряде областей биологии привели к формированию синтетического направления в теории эволюции, соединившего дарвинизм с генетикой и экологией.

Вопрос 2. Какое влияние оказала теория Ч. Дарвина на развитие биологии?

Ответ. Влияние учения Ч. Дарвина на развитие биологической науки чрезвычайно велико, так как Дарвин впервые предложил естественно-научное объяснение эволюции. Он установил движущие силы эволюционного процесса: наследственную изменчивость и естественный отбор, в основе которого лежит борьба за существование. Дарвин предложил объяснение процессов видообразования и причин многообразия видов в природе, а также выяснил, каким образом человек создает новые сорта растений и породы животных.

Идеи Ч. Дарвина оказали влияние на развитие эволюционной палеонтологии, эволюционной эмбриологии и сравнительной анатомии. Исследования в этих областях биологии долгое время служили основными методами изучения эволюции.

Вопрос 3. Охарактеризуйте период становления классического дарвинизма. Какие учёные выступили в поддержку эволюционной теории Ч. Дарвина?

Ответ. Первой эволюционно-эмбриологической работой можно считать исследование эмбрионального развития ланцетника. А.О. Ковалевский показал, что, во-первых, ланцетник является примитивным хордовым животным, а во-вторых, в эмбриональном развитии ланцетника повторяется краткая история развития беспозвоночных (стадии бластулы, гаструлы и нейрулы соответствуют колониальным жгутиконосцам, двухслойным и трехслойным беспозвоночным).

На основании данных А.О. Ковалевского Эрнст Геккель создал теорию происхождения многоклеточности. Однако Илья Ильич Мечников показал, что гаструляция может идти путем иммиграции, и создал другую теорию происхождения многоклеточности. Отто Бючли предложил умозрительную теорию плакулы, которая частично подтвердилась с открытием трихоплаксов.

Итогом развития эволюционной эмбриологии стал биогенетический закон Мюллера–Геккеля, разделивший понятия филогенеза и онтогенеза.

В сравнительной анатомии формировались представления о гомологии и аналогии. Понятие гомологии детально разработал Людвиг Плате на примере сходства ластов плезиозавров, ихтиозавров и китообразных. Был открыт закон смены функций (Дорн) и принцип субституции – замещения структур (Кляйнберг).

На основе метода тройного параллелизма шло интенсивное построение филогенетических деревьев (сам принцип построения эволюционных древес был предложен российским натуралистом П. Палласом еще в конце 18 века). Однако механизмы эволюционных преобразований оставались в тени. Основной задачей эволюционной теории считалось построение «большой естественной классификации растений и животных».

Основные эволюционные исследования велись в области зоологии. В ботанике влияние эволюционных идей было менее заметным.

Вопрос 4. Назовите причины кризиса классического дарвинизма. Какое влияние на дарвинизм оказало открытие закономерностей наследственности и изменчивости?

Ответ. Конец XIX – начало XX в. характеризуется развитием экспериментального направления в биологии. Вновь открытые законы генетики позволили установить дискретный характер наследственности. «Кошмар Дженкииа» получил научное объяснение, снявшее одно из главных возражений классическому дарвинизму. Усилия учёных были направлены на поиск причин появления мутаций и определения их роли в эволюции. Дальнейшее развитие генетики привело к кризису классического дарвинизма. Это было вторым этапом развития эволюционной теории Ч. Дарвина.

Учёные-генетики начала XX в. В. Иоганнсен, Г. Де Фриз, У. Бэтсон, сделав ряд важных открытий в области закономерностей наследственности и изменчивости организмов, противопоставили их теории Ч. Дарвина и отвергли саму идею естественного отбора. Отсутствие экспериментальной базы у дарвинизма делало его на тот момент только научной гипотезой.

Вопрос 5. В чём заключается сущность мутационной теории эволюции?

Ответ. Искусственно полученные и изученные мутации послужили основой для формирования мутационной теории эволюции, или мутационизма, создателем которой был Гуго Де Фриз, Приверженцы этой теории считали, что основой эволюции являются мутации, в результате которых возникают новые формы. Роль естественного отбора в эволюционном процессе отвергалась, так как считалось, что каждый новый наследственный признак мутация – уже может привести к образованию нового вида. Возникновение приспособлений мутационная теория эволюции объясняла появлением одноразовых, случайных мутаций, а не постепенным отбором или прямым приспособлением.

Вопрос 6. На стыке каких, биологических наук сформировалась синтетическая теория эволюции? Перечислите её основные положения.

Ответ. В 20–30-х гг. XX в. предпринимаются попытки объединения классического дарвинизма и генетики. Важное значение имели работы С. С. Четверикова по изучению природных популяций дрозофилы. В ходе исследований учёный обнаружил наличие в этих популяциях большого числа различных мутаций, что потвердело предположение о случайном, ненаправленном характере мутаций. Впервые была подведена генетическая база под дарвинизм. На стыке наук возникает новая область биологии – эволюционная генетика.

Основные положения синтетической теории эволюции

1. Материалом для эволюции служит наследственная изменчивость организмов, т. е. мутации и комбинации генов.

2. Мутационный процесс, комбинативная изменчивость, популяционные волны – движущие силы эволюции. Они поставляют материал для естественного отбора, носят случайный и ненаправленный характер.

3. Направляющий фактор эволюции – естественный отбор – основан на сохранении и накоплении наследственных изменений у организмов.

4. Наименьшая эволюционная единица популяция, а не особь или вид. Длительно и направленно изменяется в ходе эволюции только генофонд популяции – совокупность генов особей, составляющих популяцию.

5. Вид состоит из различающихся по некоторым признакам, но генетически однородных единиц популяций и подвидов, существующих в пределах своего ареала. Генетическая однородность вида поддерживается скрещиванием особей, образующих его популяции.

6. Обмен генами возможен лишь внутри вида. Генофонд каждой популяции содержит генетический груз часть наследственной изменчивости, которая определяет появление в ней менее приспособленных особей.

7. Эволюция в основном идёт путём дивергенции, т, е. у потомков по сравнению с предковой формой в процессе эволюции наблюдается постепенное расхождение признаков.

8. Эволюция имеет постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюции представляет собой последовательную смену одной популяции другой и называется микроэволюцией.

9. Эволюцию на уровне, превышающем вид, т. е. образование родов, семейств, отрядов, классов и других надвидовых систематических групп организмов, называют макрозволюцией.

10. Эволюция непредсказуема: у неё нет конечной цели и финал недостижим.

Источник

Мутационная теория

Мутационная теория или теория мутаций — раздел генетики, закладывающий основы генетической изменчивости и эволюции.

Возникновение

Основные положения

Основные положения мутационной теории Коржинского — Де Фриза можно свести к следующим пунктам [4] :

Исследования Х. Де Фриза проводились на различных видах Oenothera, которые в ходе эксперимента не выщепляли мутации, а показывали сложную комбинативную изменчивость, поскольку эти формы являлись сложными гетерозиготами по транслокациям.

Строгое доказательство возникновения мутаций принадлежит В. Иоганнсену на основе экспериментов на самоопыляющихся линиях фасоли и ячменя — были исследованы массы семян, мутационное изменение этого признака и обнаружил В. Иоганнсен (1908—1913 гг). Примечательно то, что даже имея мутационный характер, масса семян распределялась относительно некоторых средних значений, тем самым ставя под сомнение третий пункт мутационной теории.

Примечания

Эволюция • Доказательства эволюции
Эволюционные процессы	Адаптация • Преадаптация • Экзаптация • Абаптация • Видообразование • Микроэволюция • Макроэволюция
Генетика популяций	Дрейф генов • Естественный отбор • Изоляция • Поток генов
Происхождение жизни	Возникновение жизни • Химическая эволюция • Гипотеза мира РНК
Исторические концепции	Дарвинизм • Ламаркизм • Пангенезис • Ортогенез • Номогенез • Сальтационизм • Катастрофизм
Современные теории	Синтетическая теория эволюции • Теория прерывистого равновесия • Нейтральная теория молекулярной эволюции • Эволюционная биология развития • Эпигенетическая теория эволюции
Эволюция таксонов	Земноводные • Китообразные • Млекопитающие • Птицы • Рептилии • Человек
История эволюционного учения • Хронология эволюции

Полезное

Смотреть что такое «Мутационная теория» в других словарях:

МУТАЦИОННАЯ ТЕОРИЯ — утверждает, что из двух категорий изменчивости непрерывной и прерывистой (дискретной), только дискретная изменчивость передаётся по наследству. Разработана голл. ботаником X. Де Фризом в 1901 1903. Осн. положения М. т.: мутация возникает внезапно … Биологический энциклопедический словарь

Мутационная теория — * мутацыйная тэорыя * mutation theory теория, основанная на признании наследуемости только дискретных (мутационных) изменений в геноме организма. М. т. была разработана была Г. де Фризом в 1901 1903 гг. Ряд ее положений (создание видов в… … Генетика. Энциклопедический словарь

МУТАЦИОННАЯ ТЕОРИЯ — возникла в результате открытия мутаций наследственных изменений признаков и свойств организмов. Согласно мутационной теории (российский ученый С. И. Коржинский, 1899, нидерландский Х. Де Фриз, 1901 1903), резкие, внезапные мутации решающий фактор … Большой Энциклопедический словарь

мутационная теория — возникла в результате открытия мутаций наследственных изменений признаков и свойств организмов. Согласно мутационной теории (российский учёный С. И. Коржинский, 1899, нидерландский X. Де Фриз, 1901 03), резкие, внезапные мутации решающий… … Энциклопедический словарь

мутационная теория — mutation theory мутационная теория. Tеория, основанная на признании наследуемости только дискретных (мутационных) изменений организма, разработана Х. Де Фризом в 1901 03; ряд положений М.т. (создание видов в результате мутаций без отбора и др.),… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

мутационная теория — ПАТОЛОГИЯ ЭМБРИОГЕНЕЗА МУТАЦИОННАЯ ТЕОРИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МУТАЦИОННОЙ ТЕОРИИ – 1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно, без всяких переходов и не образуют непрерывных рядов. 2. Мутации передаются по наследству. 3. Они ненаправленны, т.е … Общая эмбриология: Терминологический словарь

Мутационная теория — теория изменчивости и эволюции, созданная в начале 20 в. Х. Де Фризом. Согласно М. т., из двух категорий изменчивости непрерывной и прерывистой (дискретной), только последняя наследственна; для её обозначения Де Фриз ввёл термин Мутации.… … Большая советская энциклопедия

МУТАЦИОННАЯ ТЕОРИЯ — возникла в результате открытия мутаций наследств. изменений признаков и свойств организмов. Согласно М.т. (X. Де Фриз, 1901 03), резкие, внезапные мутации решающий фактор эволюции, сразу ведущий к возникновению новых видов; естеств. отбору… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Мутационная теория канцерогенеза — Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии. Мутационная теория канцерогенеза учение, согласно которому причиной возникновения злокачественных оп … Википедия

Источник

Синтетическая теория эволюции. Мутационный процесс

1.25. Синтетическая теория эволюции

Синтетическая теория эволюции возникла на основе данных сравнительной анатомии, эмбриологии, палеонтологии, генетики, биохимии, географии. Основой синтетической теории эволюции являются представления Ч. Дарвина о роли естественного отбора и представления современной генетики.

Основные положения синтетической теории эволюции:

Мутационный процесс

В результате мутаций появляются новые аллели. Так как мутации преимущественно рецессивны, они накапливаются в гетерозиготах. При свободном скрещивании двух гетерозигот рецессивные аллели переходят в гомозиготное состояние с вероятностью 25% и подвергаются действию естественного отбора. Особи, не обладающие селективными преимуществами, выбраковываются. В крупных популяциях степень гетерозиготности выше, поэтому многочисленные популяции лучше приспосабливаются к условиям среды. В небольших популяциях неизбежен инбридинг, а следовательно, повышение гомозиготности популяции. Это в свою очередь грозит болезнями и вымиранием. Но с другой стороны, только в малых популяциях вероятность появления гомозиготы по рецессивным мутациям, на которые действует отбор, — выше.

Движущий естественный отбор приводит к смещению нормы реакции организма в сторону изменчивости признака в изменяющихся условиях среды.

Стабилизирующий естественный отбор сужает норму реакции в стабильных условиях среды.

Дизруптивный отбор происходит в том случае, если на одной территории существует неоднородная среда. Организмы, по-разному приспособленные к этим условиям, выживают за счет элиминации (отсева) особей со средней нормой реакции.

Рис. 22. Формы естественного отбора

На океанических островах выживают как бескрылые насеко мые, так и насекомые с хорошо развитыми крыльями, помогающими противостоять ветрам. Насекомые с недостаточно развитыми крыльями погибают, так как их ветер уносит в океан.

Половой отбор обеспечивает развитие репродуктивных функций, поведения, морфофизиологических особенностей.

Микроэволюция — внутривидовой процесс, происходящий на уровне популяции, приводящий к изменению ее генофонда. Необходимым условием является изоляция — географическая и экологическая. Результат микроэволюции — репродуктивная изоляция.

Макроэволюция — процесс, происходящий в исторически длительные периоды. Приводит к образованию более крупных, чем вид, таксонов — родов, семейств, отрядов, классов и т.д. Считается, что механизмы макроэволюции те же, что и у микроэволюции.

Видообразование — процесс образования новых разновидностей и видов, репродуктивно изолированных от первоначальной популяции. Разделяют аллопатрическое и симпатрическое видообразование.

Аллопатрическое (географическое) видообразование начинается в популяциях пространственно изолированных от других популяций данного вида. Так как из-за пространственной изоляции между ними не происходит генетического обмена, то возникает дивергенция признаков, приводящая к образованию новых видов, репродуктивно изолированных друг от друга.

Симпатрическое (экологическое) видообразование происходит внутри популяции. Если особи данной популяции в силу генотипических и фенотипических различий окажутся приспособленными к разным экологическим условиям, то между ними может возникнуть репродуктивная изоляция. Кроме того, новые виды могут возникать в результате полиплоидии или межвидовой гибридизации у растений.

Эволюционный процесс в целом обладает следующими особенностями:

Таким образом, синтетическая теория эволюции объединила в себе дарвинизм и современные представления о развитии органического мира.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник