Генетика: недруг эволюции — origins.org.ua

Часть III. Общебиологические закономерности филогенеза и эволюции живого.

В первой части
освещены основные свойства жизни и
эволюционные процессы на
молекулярно-генетическом и онтогенетическом
уровнях. Особое внимание уделяется
характеристике наследственного материала
прокариот и эукариот, проблемам
генетического груза популяций и
генетической предрасположенности людей
к мультифакториальным заболеваниям.

В
лекциях, посвященных антропогенетике,
большое внимание уделяется последним
достижениям медицинской генетики,
рассматриваются самые современные
методы и подходы генетического анализа
и медико-генетического консультирования.

Вторая часть
посвящена вопросам синэкологии и
медицинской паразитологии. Здесь
рассматриваются экологические аспекты
паразитизма, а также отражены вопросы
этиологии, патогенеза, клиники,
диагностики и профилактики инвазионных
заболеваний.

В
третьей части пособия раскрыты вопросы
онтогенеза, филогенеза, эволюции и
экологии биологических систем.
Существенное внимание уделено описанию
влияния экологических факторов на
организм человека.

Отличительной
чертой пособия является включение
региональных особенностей распространения
наследственных заболеваний и паразитарных
инвазий. Отмечены природно-очаговые
паразитарные заболевания, характерные
для Южного Урала и Республики Башкортостан.

При подготовке
настоящего пособия использован
многолетний опыт преподавания биологии
в Башкирском государственном медицинском
университете. Авторы выражают искреннюю
благодарность рецензентам и будут рады
всем высказанным замечаниям и пожеланиям.

Авторы

Теоретической
основой медицины является биология.

(академик
Давыдовский)

Биология
– наука, которая изучает жизнь как
особую форму движения материи, законы
ее существования и развития (от лат.
bios
– жизнь, logos
– учение).

Первый
этап – разработка классификации и
систематика живого (К. Линней); второй
этап – становление эволюционного учения
(Ч. Дарвин); третий этап – развитие
микробиологии (Г. Мендель).

— общебиологические
(цитология, генетика, эволюционное
учение и др.)

— морфологические
дисциплины (например: анатомия, гистология,
патологическая анатомия)

— физиологические
(физиология растений, животных, нормальная
физиология, патологическая физиология)

— экологические
(биогеография, паразитология)

— пограничные
(биохимия биофизика, молекулярная
биология и др.)

Значение
биологии для медицины.

Роль биологии в
системе подготовки врача определяется
формированием ею его мировоззрения, с
одной стороны, и выходом во врачебную
практику, с другой.

В настоящее время
современная биология находится на
полосе открытий, значение которых трудно
переоценить. Это, прежде всего, успехи,
связанные с развитием генетики, а именно,
расшифровка генома человека, клонирование,
успехи в пересадке органов и работы со
стволовыми клетками.

Основной
задачей биологии является познание
сущности жизни.
Вопрос этот сложный и ответить на него
пытались многие ученые-естествоиспытатели,
философы древности, начиная с Аристотеля.

Рис. 1.1. Систематические
категории живого.

Рассмотрим
основные
свойства живых организмов, отличающие
их от объектов неживой природы
и выделяющие живое вещество в особую
форму существования материи.

  1. Живые организмы
    характеризуются сложной упорядоченной
    структурой. Уровень их организации
    значительно выше, чем в неживых системах.
    По химическому составу в живом 98%
    приходится на углерод, кислород, азот
    и водород. Строительный материал
    структур живого в большинстве состоит
    из регулярных полимеров: ДНК и РНК,
    белков, жиров и углеводов.

2. Живые организмы
получают энергию из окружающей среды,
используя ее для своей жизнедеятельности.
Большая часть живых организмов прямо
или косвенно использует солнечную
энергию.

3. Живые организмы
активно реагируют на окружающую среду.
Раздражимость – универсальное свойство
всего живого, как растений, так и животных.

4. Живому характерны
признаки, так называемые, фундаментальные
свойства живой материи – три «само».

К числу фундаментальных
свойств, характеризующих жизнь, относят:

  • Самовоспроизведение
    – способность создавать себе подобных.

  • Самообновление,
    способность живого не только изменяться,
    но и усложняться. Живые организмы
    способны передавать потомкам заложенную
    в них информацию, содержащуюся в генах
    – единицах наследственности. Эта
    информация в процессе передачи может
    видоизменяться.

  • Саморегуляция,
    т.е. способность приспосабливаться к
    среде обитания и образу жизни.

При этом
подчеркивается, что только совокупность
данных свойств может дать представление
о специфике жизни.

Эти свойства в
совокупности обеспечивают основные
признаки жизни, причем, если одного из
этих признаков нет, то это уже не живое.

Признаки жизни
(10):

  1. Дискретность и
    целостность. 2) Структурная организация.
    3) Иерархическая соподчиненность. 4)
    Обмен веществ и энергии 5) Репродукция
    6) Наследственность и изменчивость 7)
    Рост и развитие 8) Раздражимость 9)
    Внутренняя регуляция 10) Гомеостаз.

Жизнь
– есть форма существования сложных,
открытых систем, способных к самоорганизации
и самовоспроизведению.

Рис.
1.2. Основные ветви эволюции органического
мира.

Мир живого
чрезвычайно многообразен и имеет сложную
структуру. В настоящее время на Земле
обнаружено около 3 миллионов разных
видов живых организмов.

Империя:
Клеточные и неклеточные организмы. К
неклеточным организмам относятся
царства
вирусов (растений, животных, бактерий).
Вирусы представляют собой частицы,
состоящие из белковой капсулы и
заключенной в ней нуклеиновой кислоты
(ДНК или РНК).

Вирусы ведут исключительно
паразитический образ жизни, т.к. могут
существовать только внутри клеток
хозяев. Например, вирус гриппа,
полиомиелита, краснухи.


Клеточные
организмы включают два надцарства:
Прокариоты и Эукариоты.

Прокариоты
— это одноклеточные существа, отличающиеся
простотой строения и функций. К Прокариотам
относятся два царства:
бактерии и синезеленые водоросли.

Прокариоты — это доядерные организмы
малых размеров (1-5 мкм), не имеющие
органоидов. Их наследственный материал
представлен единственной кольцевой
молекулой ДНК, связанной с небольшим
количеством негистоновых белков. Т.е.

они содержат одну хромосому и являются
гаплоидами. Прокариоты первыми появились
на Земле более 2 млрд. лет назад. С их
эволюцией связано появление, во-первых,
механизма фотосинтеза и, во-вторых –
организмов эукариотического типа (рис.
1..2).

Эукариоты
появились около 1,5 млрд. лет назад. Они
включают три царства:
Грибы, Растения и Животные, которые
могут относиться к подцарству
одноклеточные
или многоклеточные.

Первоначально
эукариоты имели одноклеточное строение.
Многоклеточные формы появились около
600 млн. лет назад. Около 500 млн. лет назад
среди многоклеточных появляются хордовые
животные, которые в процессе дальнейшей
эволюции дали начало позвоночным.

Примерно 250 млн. лет назад появляются
млекопитающие, которые впоследствии
дали ветвь, ведущую через приматов к
человеку (примерно 1,8 млн. лет назад).

Все живое на планете
Земля существует в виде дискретных
единиц – организмов, каждый из которых,
с одной стороны, состоит из единиц
соподчиненных ему уровней организации,
а с другой – сам является единицей,
входящей в состав надорганизменных
макросистем (популяций, биогеоценозов,
биосферы).

Рис. 1.3. Уровни
организации живой материи.

Условно
выделяют следующие основные уровни
организации живой материи:
молекулярный, субклеточный (органоиды),
клеточный, тканевой, органный, организменный
(онтогенетический), популяционно-видовой,
биогеоценотический, биосферный
(рис.1.3).

I.
Молекулярный уровень.
Отражает особенности химического
состава живого вещества, а также механизмы
и процессы передачи генной информации.
Элементарной единицей этого уровня
является ген – участок молекулы ДНК, в
котором записан определенный объем
генетической информации в виде
генетического кода, передаваемый из
поколения к поколению.

II
Субклеточный и клеточный уровни.
Элементарной
структурой этого уровня является клетка
и внутриклеточные структуры, а элементарное
явление – деление клеток и их развитие.

Клетка — структурная и функциональная
единица всех живых организмов. На этом
уровне отмечается однотипность всех
живых организмов. Неклеточные формы
жизни проявляют признаки жизни только
внутри клеток.

III.
Организменный и органо-тканевый уровни.
Отражают
признаки отдельных особей, их строение,
поведение, а также строение и функции
органов и тканей живых существ.

IV.
Популяционно-видовой. Образуется
свободно скрещивающимися между собой
особями одного и того же вида. Элементарной
структурой этого уровня являются
популяции живых организмов.

Окружающая среда

Это относится ко всем внешним факторам, которые влияют на организм в течение его целой жизни. Например, один человек может иметь более темную кожу, чем другой, просто из-за того, что он больше находится под солнцем.

Или другой может иметь большие мускулы, потому что он тренируется больше. Такие изменения, вызванные окружающей средой, вообщем не имеют никакой важности для истории жизни, потому что они прекращают существовать, когда их владельцы умирают;

они не передаются. В середине 1800-х некоторые ученые полагали, что изменения, вызванные окружающей средой, могли быть унаследованы. Чарльз Дарвин принял эту ошибку1, и это, без сомнения, облегчило для него возможность верить в то, что одно существо могло превратиться в другое.

Он объяснил таким образом происхождение длинной шеи жирафов, частично, через «унаследованные следствия увеличенного использования частей». В сезоны ограниченного количества пищи, рассуждал Дарвин, жирафы вытягивали свои шеи к высоким листьям, что предположительно приводило к более длинным шеям, которые передавались потомству. (См. также ЖИРАФЫ: животные, которых нельзя не заметить в толпе.)

Рекомбинация

Этот процесс вовлекает перетасовывание генов и является причиной того, что дети напоминают своих родителей, но не похожи в точности на каждого из них.

Открытие принципов рекомбинации стало большим вкладом Грегора Менделя в науку генетики. Мендель показал, что, в то время как черты могли быть скрыты в поколении, они обычно не терялись, и когда новые черты проявлялись, то это было потому, что их генетические факторы были там все время.

Рекомбинация позволяет происходить ограниченным изменениям в пределах созданных видов. Но она ограничена, потому что фактически все изменения производятся с перетасовкой генов, которые там уже находятся.

Например, с 1800 селекционеры растений стремились увеличить содержание сахара в сахарной свеклы. И они были очень успешными. Приблизительно за 75 лет селекционного выращивания стало возможным увеличить содержание сахара с 6% до 17%.

Но усовершенствование остановилось, и дальнейший отбор не увеличивал содержание сахара. Почему? Поскольку все гены для производства сахара были собраны в один сорт, и никакое дальнейшее увеличение не было возможным.

Среди существ, за которыми Дарвин наблюдал на Галапагосских островах, была группа наземных птиц, вьюрков. В этой группе мы можем видеть широкое изменчивость по внешности и в образе жизни.

Дарвин предоставил, как я верю, правильную интерпретацию превращения вьюрков в таких, какие они есть сейчас. Несколько особей были, вероятно, унесены к островам от южноамериканского материка, и сегодняшние вьюрки – это потомки тех «пионеров».

Однако, в то время как Дарвин рассматривал вьюрков как пример эволюции, мы можем теперь считать их просто результатом рекомбинации в пределах единственного созданного вида.

Сотворение

Первые три источника изменений весьма неадекватны, чтобы объяснить сложность и разнообразие жизни, которую мы видим сегодня на Земле. Существенная особенность модели сотворения — это размещение вначале значительного генетического разнообразия в каждом сотворенном виде.

Только таким образом мы можем объяснять возможное происхождение лошадей, ослов и зебр от того же самого вида; или львов, тигров и леопардов от того же самого сотворенного вида;

https://www.youtube.com/watch?v=_mLqNxFx89c

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский взгляд на еду