Связь генетики и эволюции: предмет, основные понятия генетики, законы наследственности Г. Менделя

Связь генетики и эволюции

Предмет и основные понятия генетики

Если говорить об онтогенетическом уровне развития, то генетика реализует собственные методы. Она занимается изучением закономерностей наследственности и изменчивости организма, а также методов, с помощью которых можно этими процессами управлять.

Г. Мендель — основоположник изучения генетических закономерностей. Благодаря ему стало понятно, что признаки организмов носят дискретный характер и определяются при помощи различных наследственных факторов. В своих работах ученый опирался на факты, глубоко анализировал проблемы и придерживался математической точности.

Также к заслугам ученого можно отнести описание существования доминантных признаков, проявляющихся у гибридов первого поколения, и рецессивных, подавляемых признаков. А еще ученый ввел в употребление понятия гомо- и гетерозиготности.

Для упрощения процесса понимания специфики понятий гомозиготности и гетерозиготности в генетике появилось такое понятие как аллели или аллельные гены.

Аллели — гены, которые определяют развитие одного и того же признака и находятся на одинаковых участках гомологичных хромосом.

Расположение хромосом — ядра эукариотических клеток. Внутри хромосом есть молекулы ДНК, которые передают информацию вновь образованным клеткам. Участок молекулы ДНК — геном: он определяет возможность развития отдельного признака и синтеза отдельной молекулы.

Для любого диплоидного организма характерно содержание по две аллели любого гена в каждой клетке. Исключение — половые клетки или гаметы.

Помимо понятий гомо- и гетерозиготности Г. Мендель ввел понятия генотипа и фенотипа. В первом случае речь идет о совокупности всех генов организма, а во втором — всех внешних признаков организма. Формирование фенотипа организма происходит под воздействием окружающей среды и обусловлено генотипом.

В основе законов Г. Менделя — гибридологический метод, а также опыты по скрещиванию разных сортов гороха, исследованные строго математически. Скрещивание двух организмов получило название гибридизации. Соответственно, полученное в результате такого скрещивания потомство называется гибридным, а отдельная особь — гибридом.

Законы наследственности Г. Менделя

Собственные исследования позволили Г. Менделю вывести и сформулировать несколько законов наследственности:

1. Первый закон или правило единообразия. Согласно этому закону, в случае моногрибридного скрещивания чистых линий гибриды первого поколения проявят доминантный признак фенотипа, который характерен одному из родителей.
2. Второй закон или правило расщепления. В случае самоопыления гибридов первого поколения в потомстве будет присутствовать расщепление с образованием двух фенотипических групп в соотношении 3:1.
3. Третий закон. Закон независимого наследования. Когда скрещиваются две отличающихся друг от друга особи (по 2 или более парам альтернативных признаков), происходит наследование генов и соответствующих им признаков независимо друг от друга. Также эти гены и признаки объединяются в самые разные комбинации — так же, как и в случае моногибридного скрещивания.

Эти законы пополнили знания о закономерностях изменчивости признаков, подняв генетику на новый уровень развития.

Влияние генетики на представления об эволюции

Очевидно влияние генетики как науки на процесс развития эволюционных представлений, а также на ряд вопросов, касающихся происхождения видов в природе. Данные генетики послужили основой для формулирования главных эволюционных аксиом, таких как:

• у всех живых организмов есть программы, используемые для построения комплекса внутренних признаков (генотипа) и комплекса внешних признаков (фенотипа). В основе эволюционного процесса — наследование инструкции по производству генов и программы развития генетического аппарата, а также ненаправленных изменений, которые происходит внутри этого аппарата;
• в процессе эволюции генетические программы не появляются заново. Происходит их редуцирование при помощи специализированного матричного способа. Жизнь в ходе эволюции формируется в виде процесса матричного копирования — позже происходит самосборка копий генов и белков;
• генетические программы развития на протяжении эволюционного развития видов меняются не направленно. Случайно они становятся также полезными и приспособительными. Отбор случайных изменений — это не только фундамент эволюции жизни, но и одна из главных причин ее становления: без мутаций невозможно себе представить сам процесс отбора. В основе этой аксиомы лежат 2 принципа: статистической физики и неопределенности;
• эволюцию предполагает процесс многократного увеличения силы случайных генетических изменений. Таким образом усиливается процесс влияния на организм внешней среды. По этой причине эволюционный процесс нередко бывает предсказуемым и легким для просчета.

На основе полученных генетических сведений формируется философская, естественнонаучная картина мира, которая носит комплексный и обоснованный характер.

Все это дает право говорить о взаимосвязи генетики и теории эволюции. При этом каждая область знания обладает уникальным значением для решения вопросов, которые относятся к базовым видам представления о бытие.