Сформулируйте закон гомологических рядов и покажите его общебиологическое значение кратко

Обновлено: 05.07.2024

Систематизируя учение об исходном материале, Н.И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов (1920 г.):

1. Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости.

2. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство.

Согласно этому закону, у генетически близких видов и родов существуют близкие гены, которые дают сходные серии множественных аллелей и вариантов признака. Например, в пределах разных родов злаков существует параллельная изменчивость окраски зерна:

Варианты окраски зерна Роды злаков
Рожь Пшеница Ячмень Овес Просо
Белое есть есть есть есть есть
Красное есть есть есть нет нет
Зеленое есть есть есть есть есть
Черное есть есть есть нет нет
Фиолетовое есть есть есть нет нет

Теоретическое и практическое значение закона гомологических рядов:

– Н.И. Вавилов четко разграничил внутривидовую и межвидовую изменчивость. При этом вид рассматривался как целостная, исторически сложившаяся система.

– Н.И. Вавилов показал, что внутривидовая изменчивость небезгранична и подчиняется определенным закономерностям.

– Закон гомологических рядов является руководством для селекционеров, позволяя предсказать возможные варианты признаков.

Н. И. Вавилов впервые осуществил целенаправленный поиск редких или мутантных аллелей в природных популяциях и популяциях культурных растений. В наше время продолжается поиск мутантных аллелей для повышения продуктивности штаммов, сортов и пород.

Систематизируя учение об исходном материале, Н.И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов (1920 г.):

1. Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости.

2. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство.

Согласно этому закону, у генетически близких видов и родов существуют близкие гены, которые дают сходные серии множественных аллелей и вариантов признака. Например, в пределах разных родов злаков существует параллельная изменчивость окраски зерна:

Варианты окраски зерна Роды злаков
Рожь Пшеница Ячмень Овес Просо
Белое есть есть есть есть есть
Красное есть есть есть нет нет
Зеленое есть есть есть есть есть
Черное есть есть есть нет нет
Фиолетовое есть есть есть нет нет

Теоретическое и практическое значение закона гомологических рядов:

– Н.И. Вавилов четко разграничил внутривидовую и межвидовую изменчивость. При этом вид рассматривался как целостная, исторически сложившаяся система.

– Н.И. Вавилов показал, что внутривидовая изменчивость небезгранична и подчиняется определенным закономерностям.

– Закон гомологических рядов является руководством для селекционеров, позволяя предсказать возможные варианты признаков.

Н. И. Вавилов впервые осуществил целенаправленный поиск редких или мутантных аллелей в природных популяциях и популяциях культурных растений. В наше время продолжается поиск мутантных аллелей для повышения продуктивности штаммов, сортов и пород.

Наследственная изменчивость и закон гомологических рядов

Исследования Н. И. Вавилова

Н. И. Вавилов — известный советский ученый-генетик, оставивший огромный след в развитии отечественной науки. Под его крылом проходило становление целой россыпи видных отечественных ученых.

Благодаря проводимым ученым и его учениками исследованиям в сельскохозяйственной науке стало возможным использовать новые методы поиска диких видов растений, которые служили бы исходным материалом в селекции. Кроме того, эти исследования стали теоретической базой советской селекции.

Ученому удалось собрать очень много коллекционного материала, на основе которого сформировалось учение о центрах происхождения культурных растений. Собранные Вавиловым и его коллегами образцы посевного материала позволили расширить горизонты генетических исследований и селекционной работы.

Анализ собранных материалов позволил сформулировать закон гомологических рядов наследственной изменчивости.

Суть закона гомологических рядов

Н. И. Вавилов на протяжении многих лет изучал дикие и культурные формы растительности на пяти материках. Это позволило ему сделать вывод о том, что изменчивость близких на основе происхождения видов и родов происходит похожим путем. В результате происходит образование рядов изменчивости.

Образованные ряды изменчивости отличаются невероятной правильностью. Поэтому, зная ряд признаков и форм в пределах одного вида, можно сделать предположение о нахождении этих качеств у других видов и родов.

Чем ближе родство, тем заметнее сходство в рядах изменчивости.

К примеру, арбуз, дыня и тыква имеют схожую форму плода: овальную, круглую, цилиндрическую и шарообразную. Что касается окраски, то она может быть светлой, темной, полосатой и пятнистой. Листья этих растений могут быть цельными или глубоко рассеченными.

При рассмотрении злаков из 38 исследуемых признаков:

  • у ржи и пшеницы отмечается наличие 37;
  • у овса и ячмени есть 35;
  • рис и кукуруза имеют 32;
  • для проса свойственно 27.

Эти цифры дают возможность предвидеть проявление определенных признаков у конкретных растений на примере проявления этих же признаков у других растений, родственных первым.

Если сформулировать закон гомологических рядов наследственной изменчивости с учетом современных знаний, то он будет выглядеть следующим образом.

Для родственных видов, родов и семейств характерно наличие гомологичных генов и порядков генов в хромосомах, сходство которых будет наиболее полным при сравнении эволюционно близких таксонов.

Такая закономерность была установлена Вавиловым в отношении растений. Однако последовавшие за открытием этой закономерности исследования подтвердили, что закон гомологических рядов Вавилова является универсальным.

Генетическая основа закона гомологических рядов

В качестве генетической основы закона гомологичных рядов выступает следующий факт: в сходных условиях близкородственные организмы могут выявлять одинаковую реакцию на факторы внешней среды. Так же стоит отметить примерно одинаковое протекание у этих организмов биохимических процессов.

Эта закономерность формулируется так: степень исторической общности организмов прямо пропорциональна количеству общих генов у сравниваемых групп.

В силу сходства генотипа близкородственных организмов, изменения генов в результате мутаций тоже могут быть похожими. Фенотипически это может проявляться в виде одинакового характера изменчивости, характерных для близких родов, видов и т. д.

Значение закона гомологических рядов

Для развития теоретической науки и практического использования в сельском хозяйстве закон Вавилова чрезвычайно важен. С его помощью можно понять направление и пути эволюции родственных групп живых организмов.

В селекции этот закон помогает планировать создание новых сортов растений и пород домашних животных, для которых характерна определенная совокупность признаков. Все это — на основе изучения наследственной изменчивости близких видов.

Также гомологические ряды Вавилова важны и для систематики организмов. Здесь с его помощью возможен поиск новых ожидаемых форм организмов, имеющих определенную совокупность признаков — при условии, что похожая совокупность была найдена в родственных систематических группах.

Гомологические ряды в наследственной изменчивости — понятие, введенное Н. И. Вавиловым [1] при исследовании параллелизмов в явлениях наследственной изменчивости по аналогии с гомологическими рядами органических соединений.

Закономерности в полиморфизме у растений, установленные путем детального изучения изменчивости различных родов и семейств, можно условно до некоторой степени сравнить с гомологическими рядами органической химии, например с углеводородами (CH4, C2H4, CH3…). [2]

Суть явления состоит в том, что при изучении наследственной изменчивости у близких групп растений были обнаружены сходные аллельные формы, которые повторялись у разных видов (например, узлы соломины злаков с антоциановой окраской или без, колосья с остью или без и т. п. ). Наличие такой повторяемости давало возможность предсказывать наличие ещё не обнаруженных аллелей, важных с точки зрения селекционной работы. Поиск растений с такими аллелями проводился в экспедициях в предполагаемые центры происхождения культурных растений. Следует помнить, что в те годы искусственная индукция мутагенеза химическими веществами или воздействием ионизирующих излучений, ещё не была известна, и поиск необходимых аллелей приходилось производить в природных популяциях.

Н. И. Вавилов рассматривал сформулированный им закон как вклад в популярные в то время представления о закономерном характере изменчивости, лежащей в основе эволюционного процесса (например, теория номогенеза Л. С. Берга). Он полагал, что закономерно повторяющиеся в разных группах наследственные вариации лежат в основе эволюционных параллелизмов и явления мимикрии.

В 70х-80х годах XX века к закону гомологических рядов обратился в своих трудах Медников Б. М., написавший ряд работ, в которых показал, что именно такое объяснение возникновения сходных, часто до мелочей, признаков в родственных таксонах - вполне состоятельно.

Тем более, что родственные таксоны часто имеют родственные генетические последовательности, мало отличные в принципе, а также некоторые мутации возникают с большей вероятностью и проявляются в целом сходно у представителей разных, но родственных, таксонов. Как пример приводятся двувариантная фенотипически ярко выраженная мутация нормального строения черепа и организма в целом: акромегалия и акромикрия, за которые отвечает в конечном счете мутация, изменяющая баланс, своевременное "включение" или "выключение" в ходе онтогенеза гормонов соматотропина и гонадотропина.

Примечания

  1. ↑Вавилов Н. И. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Доклад на III Всероссийском селекционном съезде в г. Саратове 4 июня 1920. 16 с.
  2. ↑Вавилов Н. И. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. М.—Л. 1935. 56 с.

Ссылки

  • Вавилов Н. И.Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости // Теоретические основы селекции растений / под ред. Н. И. Вавилова. М.; Л. : Сельхозгиз, 1935. Т. 1 : Общая селекция растений. С. 75-128.
  • Медников Б. М.Закон гомологической изменчивости (К 60-летию со дня открытия Н. И. Вавиловым закона) М.: Знание, 1980. 64 с.
  • Медников Б. М. Закон гомологических рядов в наши дни. // Наука и Жизнь, 1979, NN 2-4 (Биологические беседы).
  • Медников Б. М. Еще раз о законе гомологических рядов в наследственной изменчивости. // Природа, 1989, N 7, с. 27-35.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Закон гомологических рядов" в других словарях:

ЗАКОН ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ — открытый Н. И. Вавиловым (1920) закон, согласно которому изменчивость близких по происхождению родов и видов растений осуществляется общим (параллельным) путем. Генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной… … Экологический словарь

закон гомологических рядов — homologinių eilių dėsnis statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Lygiagretaus organizmų kitimo dėsnis, pagal kurį genetiškai artimoms augalų rūšims, gentims ir šeimoms yra būdingos lygiagretės (homologinės) paveldimųjų požymių ir savybių… … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

закон гомологических рядов — биол. Закономерность, устанавливающая параллелизм в изменчивости родственных групп растений (открыт академиком Н. И.Вавиловым) … Словарь многих выражений

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости — Гомологические ряды в наследственной изменчивости понятие, введенное Н. И. Вавиловым[1] при исследовании параллелизмов в явлениях наследственной изменчивости по аналогии с гомологическими рядами органических соединений. Закономерности в… … Википедия

Гомологических рядов закон — изменчивости, разработанный советским учёным Н. И. Вавиловым закон, устанавливающий параллелизм в изменчивости организмов. Ещё Ч. Дарвин (1859 68) обратил внимание на далеко идущий параллелизм в изменчивости (См. Изменчивость) близких… … Большая советская энциклопедия

ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ЗАКОН — устанавливает параллелизм в наследств, изменчивости организмов. Сформулирован Н. И. Вавиловым в 1920. Изучая изменчивость признаков у видов и родов злаков и др. семейств, Н. И. Вавилов обнаружил, что: 1. Виды и роды, генетически близкие между… … Биологический энциклопедический словарь

ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ ЗАКОН — в наследственной изменчивости сформулирован Н. И. Вавиловым в 1920, устанавливает параллелизм в изменчивости родственных групп растений. Как было показано позже, в основе этого явления лежит гомология генов (их одинаковое молекулярное строение) и … Большой Энциклопедический словарь

гомологических рядов закон — в наследственной изменчивости, сформулирован Н. И. Вавиловым в 1920, устанавливает параллелизм в изменчивости родственных групп растений. Как было показано позже, в основе этого явления лежит гомология генов (их одинаковое молекулярное строение)… … Энциклопедический словарь

гомологических рядов в наследственной изменчивости закон — открытая рус. генетиком Н.И. Вавиловым в 1920 г. закономерность, устанавливающая параллелизм (сходство) в наследственной (генотипической) изменчивости у родственных организмов. В формулировке Вавилова закон гласит: «Виды и роды, генетически… … Биологический энциклопедический словарь

Формулировка этого закона следующая: генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. Таким образом, зная, какие мутационные изменения возникают у особей какого-либо вида, можно предвидеть, что такие же мутации в сходных условиях будут возникать у родственных видов и родов

В формулировке Вавилова закон гласит: Виды и роды, генетически близкие между собой, характеризуются тождественными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что зная ряд форм для одного вида, можно предвидеть нахождение тождественных форм у других видов и родов.


Сходная изменчивость остистости колосау мягкой пшеницы (1–4), твёрдой пшеницы (5–8) и шестирядного ячменя (9–12)(по Н. И. Вавилову).

ГОМОЛОГИ́ЧЕСКИХ РЯДО́В ЗАКО́Н в на­след­ст­вен­ной из­мен­чи­во­сти (ши­ро­ко из­вес­тен как за­кон го­мо­ло­ги­че­ских ря­дов). Сфор­му­ли­ро­ван в 1920 Н. И. Ва­ви­ло­вым , ко­то­рый об­на­ру­жил, что на­след­ст­вен­ная из­мен­чи­вость рас­те­ний сход­на у близ­ких ви­дов и ро­дов се­мей­ст­ва зла­ков. Она про­яв­ля­ет­ся в из­ме­не­нии сход­ных при­зна­ков с та­кой пра­виль­но­стью, что, зная фор­мы рас­те­ний у пред­ста­ви­те­лей од­но­го ви­да, мож­но пред­ви­деть по­яв­ле­ние этих форм у др. род­ст­вен­ных ви­дов и ро­дов. Чем бли­же друг к дру­гу сто­ят ви­ды по про­ис­хо­ж­дению, тем от­чёт­ли­вее про­яв­ля­ет­ся это сход­ст­во. Так, у разл. ви­дов пше­ни­цы (напр., мяг­кой и твёр­дой) вы­яв­ля­ют­ся ря­ды сход­ных на­след­ст­вен­ных из­ме­не­ний по ос­ти­сто­сти ко­ло­са (ос­ти­стые, по­лу­ос­тые, без­ос­тые), его ок­ра­ске (бе­лые, крас­ные, чёр­ные, се­рые ко­ло­сья), фор­ме и кон­си­стен­ции зер­на, ско­ро­спе­ло­сти, хо­ло­до­стой­ко­сти, от­зыв­чи­во­сти на удоб­ре­ния и т. д.

Читайте также: