Почему человек способен ослабить воздействие естественного отбора кратко
Обновлено: 07.07.2024
Естественный отбор и при разведении домашних животных представляет собой выживание животных, более приспособленных к существующим условиям, гибель неприспособленных, а также выработку в результате этого приспособительных особенностей.
В жизни диких животных, особенно травоядных, большую роль играет их способность не попадаться хищникам. Развитие этой способности определяется приспособительной окраской (мимикрией), быстротой бега, силой прыжков, величиной и крепостью рогов и многими другими особенностями.
Одомашнив животных, человек принял на себя и защиту их от хищников. Вследствие этого появились и развились те новые окраски домашних животных, с которыми их дикие предки уже через несколько дней после рождения стали бы жертвой хищников. Не понадобились и огромные рога. Слишком большая быстрота бега и подвижность из достоинств превратились в пороки, затрудняя уход за продуктивными животными. А малая подвижность и флегматичность, связанные со способностью к откорму, стали особенно цениться. Многие из тех признаков, которые при жизни животных на воле привели бы их к гибели, а поэтому и отметались естественным отбором, благодаря ослаблению естественного отбора из-за покровительства домашним животным человека смогли не только появиться, но и развиться.
Искусственный отбор. Оставляя на племя животных с желательными признаками и уничтожая или просто не допуская к размножению животных, нежелательных для хозяйства, человек нашел наиболее могущественный способ управления эволюцией домашних животных и окультуренных растений. Этот способ в отличие от естественного отбора был назван Ч. Дарвином искусственным отбором.
Посредством искусственного отбора человеком накапливаются мельчайшие отклонения в организме животных, идущие в желательном направлении. Продолжается искусственный отбор тысячелетия, со времен первобытного человека и первичного одомашнения, и большинство самых важных, самых полезных для человека отличий домашних животных от их диких предков создано в первую очередь искусственным отбором.
Ч. Дарвин, изучая искусственный отбор и его роль в создании и совершенствовании пород домашних животных и сортов культурных растений, выделил две его формы: бессознательный отбор и отбор методический.
Бессознательный отбор — первичная и наиболее примитивная форма отбора. Применяя его, человек не ставит перед собой задачи получения в будущих поколениях животных определенного качества. Он просто оставляет из числа имеющихся у него животных тех, от каких в данное время надеется получить большую выгоду при их эксплуатации. Бессознательный отбор — прием по теперешнему времени близорукий, недостаточно эффективный. В современных культурных племенных хозяйствах от него отказались. Но проводимый примерно в одном направлении в течение сотен и тысяч лет бессознательный отбор, несомненно, сыграл огромную историческую роль в процессе одомашнения и формирования у домашних животных их отличительных признаков.
В отличие от бессознательного отбора методический отбор — зоотехническая работа с дальним прицелом. Проводится методический отбор для решения определенных задач по совершенствованию стад и пород в определенном заранее намеченном направлении. Целеустремленность методического отбора — главная его особенность. Человек, пользуясь методическим отбором, оценивает не только индивидуальные особенности животных, но и их племенные достоинства, то есть способность дать приплод желательного типа, по качеству превосходящий достоинства матерей или не имеющий их недостатков, а в ряде случаев и лучший по сравнению с обоими родителями.
Подбор — это способ решения задачи получить животных с заранее намеченными особенностями путем глубоко продуманного спаривания, позволяющего добиться нужного результата с достаточно большой вероятностью. При подборе учитывают не только качества спариваемых животных, их соответствие цели разведения, но и их сходство и несходство друг с другом, родство, возраст и т. д.
Соотносительная изменчивость. Чтобы животное существовало, развивалось, было способно удовлетворять те или иные потребности человека, в его теле должна быть определенная сопряженность, взаимозависимость частей, называемая корреляцией .
Корреляции бывают положительные и отрицательные. Например, молочность коровы зависит от величины вымени, развития пищеварительных органов, емкости легких и др. Поэтому отбор животных по величине удоев ведет не только к повышению молочности, но и к лучшему развитию вымени, пищеварительного аппарата, легких и других систем и органов, работа которых сопряжена с увеличением молочности. Такие случаи изменения одних признаков путем отбора по другим, связанным с ними признакам Ч. Дарвин назвал соотносительной изменчивостью . Примерами отрицательной соотносительной изменчивости могут служить: утончение костяка, кожи и рогов у коров молочного направления, так как часть необходимых для построения этих органов питательных веществ расходуется на производство молока; ухудшение у коров молочного направления способности к откорму, тормозящей молочную продуктивность.
Submit to our newsletter to receive exclusive stories delivered to you inbox!
Энджелл
Лучший ответ:
Онтонио Веселко
1) Человек отличается от животных тем, что не он приспосабливается к условиям среды. Человек сам подстраивает условия среды под себя тем или иным образом. Человек шьет себе одежду, оберегая себя от холода вне зависимости от особенностей морфологии и физиологии собственного тела, лечит себя лекарствами, созданными не его организмом, способен превращать естественные экосистемы в искусственные, подгоняя условия среды под свои нужды.
2) Во-первых, человек и человекообразные обезьяны различаются морфологически. У человека S-позвоночник, позволяющий ему ходить на задних конечностях, при этом освобождаются передние конечности, большой палец противопоставлен другим пальцам, что способствует его трудовой деятельности. Черепной отдел головного мозга преобладает над лицевым, надбровные дуги не выражены, скулы слабые, челюсть менее массивная, грудная клетка не сдавлена с боков, что обусловлено развитием прямохождения. Нужно отметить, что у человека особенно развит подбородочный выступ нижней челюсти, к которому прикрепляются мимические мышцы. Во-вторых, с увеличением поверхности коры больших полушарий (не путать с объемом - объем мозга тут совершенно не причем) у человека появляются такие уникальные способности, как абстрактное мышление, речь, мышление и другие виды сложной интеллектуальной деятельности. Все это позволяет человеку создавать свою среду обитания, ослабляя действие естественного отбора
Вы можете из нескольких рисунков создать анимацию (или целый мультфильм!). Для этого нарисуйте несколько последовательных кадров и нажмите кнопку Просмотр анимации.
Положительный отбор — в игнор?
Около 4 миллиардов лет жизнь на Земле меняется, эволюционирует благодаря естественному отбору. Всё, что мешает поступательному движению вперед, природа строго отсекает. Так было, и сейчас эти процессы продолжаются. Вот только человек упорно стремится стать исключением из правил.
Было время, когда из десятка рожденных матерью детей выживали 2-3. Даже в очень обеспеченных аристократических семьях начала прошлого века дети нередко погибали от различных болезней. Это был жестокий отбор, но те, что его проходили, чаще всего отличались высокой сопротивляемостью негативным воздействиям среды.
Медицина против естественного отбора?
Что делать? Не лечить опасные болезни, пустить на самотек, пусть выживает сильнейший? Почти каждый из нас, поставив себя на место матери или отца, у которых такой слабый малыш, ответит на этот вопрос отрицательно. Жизнь сама по себе остается величайшей ценностью, особенно остро мы это ощущаем, когда дело касается наших близких. Хотя находятся и приверженцы фашистских идей.
Насколько отключен естественный отбор, как остро стоит эта проблема, толком никто не знает. Серьезных фундаментальных исследований на эту тему нет. Проводились локальные, по более узкой проблематике. Например, в Америке и в Исландии параллельно пришли к выводу о взаимосвязи образования и количества детей в семье. Она на данный момент обратно пропорциональна: тяга к знаниям мешает заводить больше детей. Но это не значит, что так будет всегда, это данность нынешнего исторического момента.
Еще одна примета времени: родители стали старше. В моде суррогатное материнство и ЭКО. Особенно повысился возрастной порог отцовства. Медийные личности бравируют тем, что стали родителями в возрасте за 70 лет. Хорошо ли это для их потомков?
Женская физиология такова, что она сильно не влияет на качество здоровья плода. С мужчинами сложнее, у него деление сперматозоидов продолжается практически всю жизнь, значит, они неизбежно накапливают мутации, и, как показывает опыт, в основном отрицательные. Поэтому возрастные отцы неизбежно награждают своих наследников неприятными особенностями развития.
Редактирование генома — мечты или реальность?
Одну манипуляцию в ряде стран делают и сейчас, это замена митохондрий. Таким образом, при наличии у женщины митохондриальной мутации, будущего ребенка избавляют от неизлечимой болезни. Другие вмешательства в геном человека пока что под большим вопросом.
Человек в цивилизованном обществе живет всё более социально и всё менее биологически. Он успешно преодолевает ограничения, которые наложила на него природа: обитает в каком угодно климате, осваивает новые пищевые ресурсы, научился бороться с инфекционными болезнями. Многие факторы, которые раньше должны были убивать человеческую особь, теперь перестали быть для него смертельными. Врачи научились выхаживать недоношенных и слабых новорожденных; вакцинирование предохраняет от опасных инфекций, а в случае заражения с инфекцией борются антибиотики; общество заботится о больных и инвалидах. Даже при том, что всё это работает неидеально, цивилизация радикально повысила биологическую приспособленность человека — его выживаемость в окружающей среде. Но от своей генетики человеку никуда не деться, и происходящие в этих условиях процессы мы пока изменить не в состоянии. Понять, что сегодня происходит с человеком и что нас ожидает в будущем, мы постарались с помощью эволюционного биолога, доктора биологических наук Алексея Кондрашова, профессора Мичиганского университета и факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ, который прочитал публичную лекцию в рамках Всероссийского фестиваля науки — 2012.
Ошибки в биомолекулярной машинерии
Какие и сколько
99% мутаций — это замены нуклеотидов, говорит Алексей Кондрашов, — например, когда цитозин (C) меняется на гуанин (G). Это источник одно-нуклеотидного полиморфизма (single-nucleotide polymorphism, SNP). Кроме того, могут быть короткие выпадения нескольких букв или, наоборот, короткие вставки одного-двух-трех нуклеотидов. Реже случаются большие события — выпадения или вставка 100 и более, иногда до миллиона нуклеотидов, или поворот какого-то кусочка ДНК на 180°. Надо понимать, что мутации — это далеко не всегда плохо. Это источник генетической изменчивости, и без мутаций не было бы эволюции, в результате которой возникло всё разнообразие живого мира.
С появлением методов секвенирования нового поколения стоимость определения последовательности нуклеотидов в полном геноме радикально снизилась. И появились новые возможности количественно оценить скорость возникновение мутаций. Если раньше, как вспоминает Кондрашов, ему пришлось потратить несколько лет на кропотливое изучение крылышек дрозофил и отбор мутантов, то сейчас можно за 300 долларов секвенировать генотипы мухи-мамы, мухи-папы и мухи-дочки и сравнить их. В результате обнаружатся все новые мутации, произошедшие при смене поколения, а это значит, что они возникли в половых клетках родителей. Что касается человека, то скорость мутаций в человеческом геноме, как вычислили ученые, равна примерно 10 –8 на поколение на один нуклеотид.
Подводные камни в геноме
Модель человечества на мухах
Про риски позднего отцовства
Повторим, что скорость мутаций у человека, как подсчитали генетики, равна примерно 10 –8 на поколение на один нуклеотид. Но интересно, что мужчины и женщины вносят разный вклад в мутации своих детей. А именно, от отца ребенок получает в несколько раз больше мутаций, чем от матери. Первым, кто показал эту разницу, был английский генетик Джон Бёрдон Сандерсон Хóлдейн (John Burdon Sanderson Haldane), один из создателей синтетической теории эволюции. Он исследовал генетику гемофилии — наследственного заболевания, выражающегося в несвертываемости крови. Известно, что ген — виновник гемофилии — находится на Х-хромосоме. Поэтому женщины, несущие дефектную по этому гену Х-хромосому, не страдают от гемофилии, так как компенсируют его нормальным геном на парной Х-хромосоме, но сыновьям передают свою Х-хромосому вместе с заболеванием. Но вопрос состоит в том, где возникает данная мутация, в женских или мужских половых клетках? Холдейн рассмотрел оба варианта и, сравнивая их вероятность, пришел к выводу, что большинство мутаций по гемофилии возникает в половых клетках мужчины. Женщина-носительница получает эту мутацию от своего отца и передает ее своему сыну, который и заболевает.
Позже исследователи проанализировали еще несколько наследственных заболеваний, связанных с Х-хромосомными генами, например множественную эндокринную неоплазию, акроцефалосиндактилию. И оказалось, что в подавляющем большинстве случаев мутация впервые возникает в мужской Х-хромосоме. Как пишет Джеймс Кроу (James F. Crow, статья в PNAS, 1997 год), у высших приматов, включая человека, мужских мутаций в среднем в пять раз больше, чем женских.
Причины такого неравноправия в том, что мужские и женские половые клетки образуются по-разному. Предшественники яйцеклеток претерпевают обычное клеточное деление (митоз) только в эмбриональном периоде. Девочка рождается уже с готовым набором незрелых ооцитов (ооцитов I порядка), которые с началом ее полового созревания поочередно входят в редукционное деление — мейоз — и образуют яйцеклетки (ооциты II порядка). Предшественники же сперматозоидов — сперматогонии — активно митотически делятся в семенниках начиная с полового созревания и до старости. В итоге, яйцеклетка проходит через 25 митозов, завершающихся мейозом, а число митозов, через которое проходит сперматозоид до мейоза, зависит от возраста мужчины: если ему 18 лет — это порядка 100 митозов, если же ему 50 — порядка 800 митозов. А чем больше клеточных делений, тем больше репликаций ДНК, тем больше мутаций.
Отсюда вытекает, что на количество мутаций, которые ребенок получает от отца, в большой степени влияет отцовский возраст. Этот вывод не нов. Как объясняет Алексей Кондрашов, к нему впервые пришел Вильгельм Вайнберг (Wilhelm Weinberg), немецкий врач, один из первооткрывателей основного закона популяционной генетики (закона Харди—Вайнберга). Но теперь эту закономерность можно подтвердить прямыми исследованиями, поскольку стало возможно секвенировать геном и подсчитать число мутаций. В августе 2012 года в Nature опубликована статья исландских ученых (первый автор — Августин Конг (Augustine Kong)), в которой описаны результаты полногеномного анализа 78 семей. В каждой семье секвенировали геном отца, матери и ребенка. И, сравнив их между собой, вычислили, сколько новых мутаций приобрел ребенок. Оказалось, что от матери ребенок получает в среднем 15 мутаций, независимо от ее возраста. А от отца — в зависимости от возраста: если отцу 20 лет — 25 мутаций, если 40 лет — 65, а если 50 лет — 85 мутаций. То есть каждый год жизни отца добавляет ребенку две новые мутации. Вывод авторов работы: мужчинам, откладывающим рождение ребенка на поздний возраст, стоит пересмотреть свои жизненные планы. А как раз сейчас в мире наблюдается тенденция всё более позднего отцовства. Если в 2004 году средний возраст отцов составлял 35 лет, то в 2007 году он уже подошел к 40 годам. Почти у каждого десятого новорожденного папа старше 50 лет.
Чем больше мутаций, тем больше среди них вредных, ассоциированных с болезнями. В нескольких исследованиях получены данные, что позднее отцовство грозит ребенку риском неврологических и психических заболеваний. Так, по данным, полученным в Институте мозга в Квинсленде, дети 50-летних отцов вдвое чаще страдают шизофренией и аутизмом, чем дети 20-летних отцов. В эксперименте на мышах ученые продемонстрировали, что у потомства старых самцов мутировали гены, которые у человека связаны с шизофренией и аутизмом. А по данным исследователей из Тель-Авивского университета, у отцов в возрасте 55 лет и старше в пять раз выше вероятность родить ребенка с синдромом Дауна, на 37% повышается риск маниакально-депрессивного психоза у ребенка, а каждые последующие 10 лет на 30% увеличивают риск шизофрении у ребенка. В работе, опубликованной три года назад в Nature, приводятся графики зависимости когнитивных показателей ребенка от возраста родителей. Оказывается, для интеллекта ребенка нежелательна слишком молодая мать — до 20 лет, а в дальнейшем ее возраст практически не влияет на этот уровень. А вот с возрастом отца когнитивные показатели ребенка падают: если отцу 60 лет, то ожидаемое умственное развитие ребенка на 5% ниже, чем для 20-летнего отца. Результатам можно верить, так как они получены на очень большой выборке — более 30 тысяч детей. Пожилой отец передает ребенку 60 дополнительных мутаций, по сравнению с молодым, уточняет Кондрашов. И это снижает интеллектуальные способности примерно на 5%. Вроде бы немного, но для популяции в целом распространенные малые дефекты гораздо страшнее, чем большие, но редкие дефекты. Отбор против слабовредных мутаций у человека практически отсутствует, они уж точно никак не сказываются на количестве детей. И как результат — накапливаются в популяции.
Ну и что же делать?
Читайте также: