Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ОГЭ — биология
Общебиологические закономерности
1.  
i

КОН­КУ­РЕН­ЦИЯ И ПА­РА­ЗИ­ТИЗМ

 

Между ор­га­низ­ма­ми раз­ных видов, со­став­ля­ю­щи­ми тот или иной био­це­ноз, скла­ды­ва­ют­ся вза­и­мо­вред­ные, вза­и­мо­вы­год­ные, вы­год­ные для одной и не­вы­год­ные или без­раз­лич­ные для дру­гой сто­ро­ны и дру­гие вза­и­мо­от­но­ше­ния.

 

Одной из форм вза­и­мо­вред­ных био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми яв­ля­ет­ся кон­ку­рен­ция. Она воз­ни­ка­ет между осо­бя­ми од­но­го или раз­ных видов вслед­ствие огра­ни­чен­но­сти ре­сур­сов среды. Уче­ные раз­ли­ча­ют меж­ви­до­вую и внут­ри­ви­до­вую кон­ку­рен­цию.

 

Меж­ви­до­вая кон­ку­рен­ция про­ис­хо­дит в том слу­чае, когда раз­ные виды ор­га­низ­мов оби­та­ют на одной тер­ри­то­рии и имеют по­хо­жие по­треб­но­сти в ре­сур­сах среды. Это при­во­дит к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию од­но­го вида ор­га­низ­мов дру­гим, име­ю­щим пре­иму­ще­ства в ис­поль­зо­ва­нии ре­сур­сов. На­при­мер, два вида та­ра­ка­нов  — рыжий и чер­ный  — кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за место оби­та­ния  — жи­ли­ще че­ло­ве­ка. Это ведет к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию чер­но­го та­ра­ка­на рыжим, так как у по­след­не­го более ко­рот­кий жиз­нен­ный цикл, он быст­рее раз­мно­жа­ет­ся и лучше ис­поль­зу­ет ре­сур­сы.

 

Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция имеет более ост­рый ха­рак­тер, чем меж­ви­до­вая, так как у осо­бей од­но­го вида по­треб­но­сти в ре­сур­сах все­гда оди­на­ко­вы. В ре­зуль­та­те такой кон­ку­рен­ции особи ослаб­ля­ют друг друга, что ведет к ги­бе­ли менее при­спо­соб­лен­ных, то есть к есте­ствен­но­му от­бо­ру. Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция, воз­ни­ка­ю­щая между осо­бя­ми од­но­го вида за оди­на­ко­вые ре­сур­сы среды, от­ри­ца­тель­но ска­зы­ва­ет­ся на них. На­при­мер, бе­ре­зы в одном лесу кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за свет, влагу и ми­не­раль­ные ве­ще­ства почвы, что при­во­дит к их вза­им­но­му угне­те­нию и са­мо­из­ре­жи­ва­нию.

 

Одной из форм по­лез­но-вред­ных био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми яв­ля­ет­ся па­ра­зи­тизм, когда один вид  — па­ра­зит  — ис­поль­зу­ет дру­гой  — хо­зя­и­на  — в ка­че­стве среды оби­та­ния и ис­точ­ни­ка пищи, на­но­ся ему вред.

 

Ор­га­низ­мы-па­ра­зи­ты в про­цес­се эво­лю­ции вы­ра­бо­та­ли при­спо­соб­ле­ния к па­ра­зи­ти­че­ско­му об­ра­зу жизни. На­при­мер, мно­гие виды об­ла­да­ют ор­га­на­ми при­креп­ле­ния  — при­сос­ка­ми, крю­чоч­ка­ми, ши­пи­ка­ми  — и имеют вы­со­кую пло­до­ви­тость. В про­цес­се при­спо­соб­ле­ния к па­ра­зи­ти­че­ско­му об­ра­зу жизни не­ко­то­рые па­ра­зи­ты утра­ти­ли ряд ор­га­нов или при­об­ре­ли более про­стое их стро­е­ние. На­при­мер, у па­ра­зи­ти­че­ских плос­ких чер­вей, жи­ву­щих во внут­рен­них ор­га­нах по­зво­ноч­ных жи­вот­ных, плохо раз­ви­ты ор­га­ны чувств и нерв­ная си­сте­ма, а у не­ко­то­рых чер­вей- па­ра­зи­тов от­сут­ству­ют ор­га­ны пи­ще­ва­ре­ния.

 

От­но­ше­ния между па­ра­зи­том и хо­зя­и­ном под­чи­не­ны опре­де­лен­ным за­ко­но­мер­но­стям. Па­ра­зи­ты при­ни­ма­ют уча­стие в ре­гу­ля­ции чис­лен­но­сти хо­зя­ев, тем самым обес­пе­чи­вая дей­ствие есте­ствен­но­го от­бо­ра. Не­га­тив­ные от­но­ше­ния между па­ра­зи­том и хо­зя­и­ном в про­цес­се эво­лю­ции могут пе­рей­ти в ней­траль­ные. В этом слу­чае пре­иму­ще­ство среди па­ра­зи­тов по­лу­ча­ют те виды, ко­то­рые спо­соб­ны дли­тель­но ис­поль­зо­вать ор­га­низм хо­зя­и­на, не при­во­дя его к ги­бе­ли. В свою оче­редь, в про­цес­се есте­ствен­но­го от­бо­ра рас­тет со­про­тив­ля­е­мость ор­га­низ­ма хо­зя­и­на па­ра­зи­там, в ре­зуль­та­те чего при­но­си­мый ими вред ста­но­вит­ся менее ощу­ти­мым.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Кон­ку­рен­ция и па­ра­зи­тизм» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы.

 

1)  По­че­му от­но­ше­ния пе­че­ноч­но­го со­саль­щи­ка и ко­ро­вы нель­зя на­звать кон­ку­рен­ци­ей?

2)  Какой при­мер из тек­ста ил­лю­стри­ру­ет внут­ри­ви­до­вую кон­ку­рен­цию?

3)  Какие виды па­ра­зи­тов по­лу­ча­ют пре­иму­ще­ство в про­цес­се эво­лю­ции?

2.  
i

ЧТО ТАКОЕ СИ­СТЕ­МА?

 

Все живые и не­жи­вые тела (ме­бель, по­су­да, при­бо­ры, рас­те­ния, жи­вот­ные), с ко­то­ры­ми Вы встре­ча­е­тесь каж­дый день, и все ве­ще­ства (вода, сахар, соль, сода, ук­сус­ная кис­ло­та и мно­гие дру­гие), из чего-то со­сто­ят:

пред­ме­ты – из опре­де­лен­ных де­та­лей, эти де­та­ли со­сто­ят из ве­ществ, а ве­ще­ства, в свою оче­редь, со­сто­ят из мель­чай­ших ча­стиц – мо­ле­кул и ато­мов. Атомы и мо­ле­ку­лы, вза­и­мо­дей­ствуя друг с дру­гом, об­ра­зу­ют новые, более

слож­ные ве­ще­ства. Мель­чай­шие ча­сти­цы, вза­и­мо­дей­ствуя между собой, об­ра­зу­ют си­сте­му.

 

Вза­и­мо­дей­ству­ю­щие между собой части си­сте­мы на­зы­ва­ют эле­мен­та­ми этой си­сте­мы. Чем боль­ше вза­и­мо­дей­ству­ю­щих эле­мен­тов со­став­ля­ют си­сте­му, тем она слож­нее. Вспом­ни­те хотя бы раз­ные кон­струк­то­ры. Чем боль­ше в них де­та­лей, тем слож­нее и дли­тель­ней будет их сбор­ка.

 

Де­та­ли раз­лич­ных при­бо­ров и ме­ха­низ­мов, части ор­га­низ­мов вза­и­мо­дей­ству­ют между собой. В ре­зуль­та­те та­ко­го вза­и­мо­дей­ствия при­бо­ры нор­маль­но ра­бо­та­ют, а в ор­га­низ­ме идут про­цес­сы жиз­не­де­я­тель­но­сти. И при­бор, и ор­га­низм – это си­сте­мы, ра­бо­та­ю­щие бла­го­да­ря вза­и­мо­дей­ствию де­та­лей или ор­га­нов. Но при­бор – это не­жи­вая си­сте­ма, а ор­га­низм – живая. Так как мы изу­ча­ем био­ло­гию, то нас будут ин­те­ре­со­вать живые си­сте­мы, т. е. ор­га­низ­мы.

 

При­ме­ром не самой слож­ной си­сте­мы в ор­га­низ­ме может слу­жить рука че­ло­ве­ка. Она со­сто­ит из ко­стей, мышц, свя­зок. Ли­шен­ная хотя бы од­но­го из со­став­ля­ю­щих эле­мен­тов, рука ра­бо­тать не смо­жет. Рука яв­ля­ет­ся под­си­сте­мой (эле­мен­том) более слож­ной си­сте­мы «че­ло­ве­че­ский ор­га­низм».

 

Глаза и уши, мозг и серд­це, кости и мышцы – это эле­мен­ты си­сте­мы «че­ло­век». Все вме­сте они уди­ви­тель­но сла­жен­но ра­бо­та­ют, об­ра­зуя ор­га­низм, хотя каж­дый из ор­га­нов имеет свои осо­бен­но­сти стро­е­ния. Толь­ко вза­и­мо­дей­ствуя, от­дель­ные ор­га­ны об­ра­зу­ют пол­но­цен­ный ор­га­низм и обес­пе­чи­ва­ют его дол­гую и сла­жен­ную ра­бо­ту. Важно по­нять еще одну мысль: свой­ства любой си­сте­мы от­ли­ча­ют­ся от свойств тех эле­мен­тов, ко­то­рые со­став­ля­ют си­сте­му. Так, на­при­мер, лист, от­де­лен­ный от рас­те­ния, не спо­со­бен со­зда­вать ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства, так как в него не по­сту­па­ет вода из кор­ней. Клет­ка, ли­шен­ная ядра, не спо­соб­на к раз­мно­же­нию. Можно на­звать много по­доб­ных при­ме­ров, чтобы до­ка­зать, что си­сте­ма при­об­ре­та­ет новые свой­ства, ко­то­рых не было у эле­мен­тов, со­став­ля­ю­щих дан­ную си­сте­му.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Что такое си­сте­ма?» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы и вы­пол­ни­те за­да­ние.

 

1)  Что яв­ля­ет­ся глав­ным усло­ви­ем воз­ник­но­ве­ния си­сте­мы?

2)  Чем с по­зи­ции ана­то­мии от­ли­ча­ет­ся си­сте­ма «рука» от си­сте­мы «мышца»?

3)  На при­ме­ре стро­е­ния цвет­ка до­ка­жи­те, что это си­сте­ма.

3.  
i

КОН­КУ­РЕН­ЦИЯ И ПА­РА­ЗИ­ТИЗМ

 

Между ор­га­низ­ма­ми раз­ных видов, со­став­ля­ю­щи­ми тот или иной био­це­ноз, скла­ды­ва­ют­ся вза­и­мо­вред­ные, вза­и­мо­вы­год­ные, вы­год­ные для одной и не­вы­год­ные или без­раз­лич­ные для дру­гой сто­ро­ны и дру­гие вза­и­мо­от­но­ше­ния.

 

Одной из форм вза­и­мо­вред­ных био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми яв­ля­ет­ся кон­ку­рен­ция. Она воз­ни­ка­ет между осо­бя­ми од­но­го или раз­ных видов вслед­ствие огра­ни­чен­но­сти ре­сур­сов среды. Уче­ные раз­ли­ча­ют меж­ви­до­вую и внут­ри­ви­до­вую кон­ку­рен­цию.

 

Меж­ви­до­вая кон­ку­рен­ция про­ис­хо­дит в том слу­чае, когда раз­ные виды ор­га­низ­мов оби­та­ют на одной тер­ри­то­рии и имеют по­хо­жие по­треб­но­сти в ре­сур­сах среды. Это при­во­дит к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию од­но­го вида ор­га­низ­мов дру­гим, име­ю­щим пре­иму­ще­ства в ис­поль­зо­ва­нии ре­сур­сов. На­при­мер, два вида та­ра­ка­нов  — рыжий и чер­ный  — кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за место оби­та­ния  — жи­ли­ще че­ло­ве­ка. Это ведет к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию чер­но­го та­ра­ка­на рыжим, так как у по­след­не­го более ко­рот­кий жиз­нен­ный цикл, он быст­рее раз­мно­жа­ет­ся и лучше ис­поль­зу­ет ре­сур­сы.

 

Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция имеет более ост­рый ха­рак­тер, чем меж­ви­до­вая, так как у осо­бей од­но­го вида по­треб­но­сти в ре­сур­сах все­гда оди­на­ко­вы. В ре­зуль­та­те такой кон­ку­рен­ции особи ослаб­ля­ют друг друга, что ведет к ги­бе­ли менее при­спо­соб­лен­ных, то есть к есте­ствен­но­му от­бо­ру. Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция, воз­ни­ка­ю­щая между осо­бя­ми од­но­го вида за оди­на­ко­вые ре­сур­сы среды, от­ри­ца­тель­но ска­зы­ва­ет­ся на них. На­при­мер, бе­ре­зы в одном лесу кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за свет, влагу и ми­не­раль­ные ве­ще­ства почвы, что при­во­дит к их вза­им­но­му угне­те­нию и са­мо­из­ре­жи­ва­нию.

 

Одной из форм по­лез­но-вред­ных био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми яв­ля­ет­ся па­ра­зи­тизм, когда один вид  — па­ра­зит  — ис­поль­зу­ет дру­гой  — хо­зя­и­на  — в ка­че­стве среды оби­та­ния и ис­точ­ни­ка пищи, на­но­ся ему вред.

 

Ор­га­низ­мы-па­ра­зи­ты в про­цес­се эво­лю­ции вы­ра­бо­та­ли при­спо­соб­ле­ния к па­ра­зи­ти­че­ско­му об­ра­зу жизни. На­при­мер, мно­гие виды об­ла­да­ют ор­га­на­ми при­креп­ле­ния  — при­сос­ка­ми, крю­чоч­ка­ми, ши­пи­ка­ми  — и имеют вы­со­кую пло­до­ви­тость. В про­цес­се при­спо­соб­ле­ния к па­ра­зи­ти­че­ско­му об­ра­зу жизни не­ко­то­рые па­ра­зи­ты утра­ти­ли ряд ор­га­нов или при­об­ре­ли более про­стое их стро­е­ние. На­при­мер, у па­ра­зи­ти­че­ских плос­ких чер­вей, жи­ву­щих во внут­рен­них ор­га­нах по­зво­ноч­ных жи­вот­ных, плохо раз­ви­ты ор­га­ны чувств и нерв­ная си­сте­ма, а у не­ко­то­рых чер­вей-па­ра­зи­тов от­сут­ству­ют ор­га­ны пи­ще­ва­ре­ния.

 

От­но­ше­ния между па­ра­зи­том и хо­зя­и­ном под­чи­не­ны опре­де­лен­ным за­ко­но­мер­но­стям. Па­ра­зи­ты при­ни­ма­ют уча­стие в ре­гу­ля­ции чис­лен­но­сти хо­зя­ев, тем самым обес­пе­чи­вая дей­ствие есте­ствен­но­го от­бо­ра. Не­га­тив­ные от­но­ше­ния между па­ра­зи­том и хо­зя­и­ном в про­цес­се эво­лю­ции могут пе­рей­ти в ней­траль­ные. В этом слу­чае пре­иму­ще­ство среди па­ра­зи­тов по­лу­ча­ют те виды, ко­то­рые спо­соб­ны дли­тель­но ис­поль­зо­вать ор­га­низм хо­зя­и­на, не при­во­дя его к ги­бе­ли. В свою оче­редь, в про­цес­се есте­ствен­но­го от­бо­ра рас­тет со­про­тив­ля­е­мость ор­га­низ­ма хо­зя­и­на па­ра­зи­там, в ре­зуль­та­те чего при­но­си­мый ими вред ста­но­вит­ся менее ощу­ти­мым.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Кон­ку­рен­ция и па­ра­зи­тизм» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

 

1)  По­че­му от­но­ше­ния ры­же­го и чер­но­го та­ра­ка­нов нель­зя на­звать па­ра­зи­тиз­мом?

2)  Как па­ра­зит вли­я­ет на ор­га­низм хо­зя­и­на?

3)  Какую био­ло­ги­че­скую роль иг­ра­ют па­ра­зи­ты в от­но­ше­нии своих хо­зя­ев?

4.  
i

КОН­КУ­РЕН­ЦИЯ, КО­ОПЕ­РА­ЦИЯ И СИМ­БИ­ОЗ

 

Между ор­га­низ­ма­ми раз­ных видов, со­став­ля­ю­щи­ми тот или иной био­це­ноз, скла­ды­ва­ют­ся вза­и­мо­вред­ные, вза­и­мо­вы­год­ные, вы­год­ные для одной и не­вы­год­ные или без­раз­лич­ные для дру­гой сто­ро­ны и дру­гие, более тон­кие вза­и­мо­от­но­ше­ния.

 

Одной из форм вза­и­мо­вред­ных био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми яв­ля­ет­ся кон­ку­рен­ция. Она воз­ни­ка­ет между осо­бя­ми од­но­го или раз­ных видов вслед­ствие огра­ни­чен­но­сти ре­сур­сов среды. Уче­ные раз­ли­ча­ют меж­ви­до­вую и внут­ри­ви­до­вую кон­ку­рен­цию.

 

Меж­ви­до­вая кон­ку­рен­ция про­ис­хо­дит в том слу­чае, когда раз­ные виды ор­га­низ­мов оби­та­ют на одной тер­ри­то­рии и имеют по­хо­жие по­треб­но­сти в ре­сур­сах среды. Это при­во­дит к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию од­но­го вида ор­га­низ­мов дру­гим, име­ю­щим пре­иму­ще­ства в ис­поль­зо­ва­нии ре­сур­сов. На­при­мер, два вида та­ра­ка­нов  — рыжий и чер­ный  — кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за место оби­та­ния  — жи­ли­ще че­ло­ве­ка. Это ведет к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию чер­но­го та­ра­ка­на рыжим, так как у по­след­не­го более ко­рот­кий жиз­нен­ный цикл, он быст­рее раз­мно­жа­ет­ся и лучше ис­поль­зу­ет ре­сур­сы.

 

Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция имеет более ост­рый ха­рак­тер, чем меж­ви­до­вая, так как у осо­бей од­но­го вида по­треб­но­сти в ре­сур­сах все­гда оди­на­ко­вы. В ре­зуль­та­те такой кон­ку­рен­ции особи ослаб­ля­ют друг друга, что ведет к ги­бе­ли менее при­спо­соб­лен­ных, то есть к есте­ствен­но­му от­бо­ру. Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция, воз­ни­ка­ю­щая между осо­бя­ми од­но­го вида за оди­на­ко­вые ре­сур­сы среды, от­ри­ца­тель­но ска­зы­ва­ет­ся на них. На­при­мер, бе­ре­зы в одном лесу кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за свет, влагу и ми­не­раль­ные ве­ще­ства почвы, что при­во­дит к их вза­им­но­му угне­те­нию и са­мо­из­ре­жи­ва­нию.

 

Среди био­ти­че­ских от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми в при­род­ных со­об­ще­ствах встре­ча­ет­ся вза­и­мо­вы­год­ное со­жи­тель­ство. Оно по­стро­е­но, как пра­ви­ло, на пи­ще­вых и про­стран­ствен­ных свя­зях, когда два или более видов ор­га­низ­мов сов­мест­но ис­поль­зу­ют для своей жиз­не­де­я­тель­но­сти раз­лич­ные ре­сур­сы среды. Сте­пень вза­и­мо­вы­год­но­го со­жи­тель­ства между ор­га­низ­ма­ми бы­ва­ет раз­лич­ной  — от врéмен­ных кон­так­тов (ко­опе­ра­ция) до та­ко­го со­сто­я­ния, когда при­сут­ствие парт­не­ра ста­но­вит­ся обя­за­тель­ным усло­ви­ем жизни каж­до­го из них (сим­би­оз).

 

Ко­опе­ра­ция на­блю­да­ет­ся между раком-от­шель­ни­ком и ак­ти­ни­ей, при­кре­пив­шей­ся к его убе­жи­щу  — ра­ко­ви­не, остав­шей­ся от мол­люс­ка. Рак пе­ре­но­сит ак­ти­нию и под­карм­ли­ва­ет ее остат­ка­ми пищи, а она за­щи­ща­ет его стре­ка­тель­ны­ми клет­ка­ми, ко­то­ры­ми во­ору­же­ны ее щу­паль­ца.

 

При­мер сим­би­о­за  — вза­и­мо­от­но­ше­ния между де­ре­вья­ми леса и шля­поч­ны­ми гри­ба­ми: под­бе­ре­зо­ви­ка­ми, бе­лы­ми и др. Шля­поч­ные грибы опле­та­ют ни­тя­ми гриб­ни­цы корни де­ре­вьев и бла­го­да­ря об­ра­зу­ю­щей­ся при этом ми­ко­ри­зе по­лу­ча­ют из рас­те­ний ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства. Ми­ко­ри­за уси­ли­ва­ет спо­соб­ность кор­не­вых си­стем у де­ре­вьев к вса­сы­ва­нию воды из почвы. Кроме того, де­ре­вья по­лу­ча­ют при по­мо­щи ми­ко­ри­зы от шля­поч­ных гри­бов не­об­хо­ди­мые ми­не­раль­ные ве­ще­ства.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Кон­ку­рен­ция, ко­опе­ра­ция и сим­би­оз» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы.

 

1)  По­че­му меж­ви­до­вая кон­ку­рен­ция чаще всего имеет более мяг­кий ха­рак­тер, чем внут­ри­ви­до­вая?

2)  Чем ха­рак­тер кон­так­тов между парт­не­ра­ми в ко­опе­ра­ции от­ли­ча­ет­ся от кон­так­тов в сим­би­о­зе?

3)  Какое вли­я­ние на де­ре­вья ока­зы­ва­ет их со­жи­тель­ство с шля­поч­ны­ми гри­ба­ми?

5.  
i

ВОЗ­НИК­НО­ВЕ­НИЕ ПРИ­СПО­СОБ­ЛЕ­НИЙ У ЖИ­ВОТ­НЫХ И ИХ ОТ­НО­СИ­ТЕЛЬ­НЫЙ ХА­РАК­ТЕР

 

Био­ло­ги Ж.-Б. Ла­марк и Ч. Дар­вин по-раз­но­му объ­яс­ня­ли при­чи­ны воз­ник­но­ве­ния новых видов. Пер­вый по­ла­гал, что новые при­зна­ки у жи­вот­ных и рас­те­ний по­яв­ля­ют­ся в ре­зуль­та­те их внут­рен­не­го стрем­ле­ния к об­ра­зо­ва­нию новых при­спо­соб­ле­ний. Оно за­став­ля­ет ор­га­низ­мы упраж­нять­ся в до­сти­же­нии своих целей и, таким об­ра­зом, при­об­ре­тать новые свой­ства. Так, по мне­нию Ла­мар­ка, у жи­ра­фа, до­бы­ва­ю­ще­го пищу на вы­со­ких де­ре­вьях, по­яви­лась длин­ная шея, у уток и гусей – пла­ва­тель­ные пе­ре­пон­ки на ногах, а у оле­ней, вы­нуж­ден­ных бо­дать­ся, по­яви­лись рога. Кроме того, уче­ный счи­тал, что при­об­ре­тен­ные ор­га­низ­мом в ре­зуль­та­те упраж­не­ний при­зна­ки все­гда по­лез­ны и они обя­за­тель­но на­сле­ду­ют­ся.

 

Ч. Дар­вин, пы­та­ясь вы­яс­нить ме­ха­низ­мы эво­лю­ции, пред­по­ло­жил, что при­чи­на­ми по­яв­ле­ния раз­ли­чий между осо­бя­ми од­но­го вида яв­ля­ют­ся на­след­ствен­ная из­мен­чи­вость, борь­ба за су­ще­ство­ва­ние и есте­ствен­ный отбор. В ре­зуль­та­те из­мен­чи­во­сти по­яв­ля­ют­ся новые при­зна­ки, не­ко­то­рые из них на­сле­ду­ют­ся. В при­ро­де между осо­бя­ми про­ис­хо­дит борь­ба за пищу, воду, свет, тер­ри­то­рию, по­ло­во­го парт­не­ра. Если новые при­зна­ки ока­зы­ва­ют­ся по­лез­ны­ми для особи в опре­де­лен­ных усло­ви­ях среды и по­мо­га­ют вы­жить и оста­вить потом­ство, то они со­хра­ня­ют­ся есте­ствен­ным от­бо­ром и за­креп­ля­ют­ся в по­ко­ле­ни­ях в про­цес­се раз­мно­же­ния. Особи с вред­ны­ми при­зна­ка­ми «от­се­и­ва­ют­ся». В ре­зуль­та­те есте­ствен­но­го от­бо­ра воз­ни­ка­ют особи, об­ла­да­ю­щие но­вы­ми при­спо­соб­ле­ни­я­ми к усло­ви­ям окру­жа­ю­щей среды. Свои пред­по­ло­же­ния уче­ный под­твер­дил, на­блю­дая за ра­бо­той се­лек­ци­о­не­ров. Он об­на­ру­жил, что в про­цес­се ис­кус­ствен­но­го от­бо­ра че­ло­век скре­щи­ва­ет осо­бей с опре­де­лен­ны­ми, нуж­ны­ми се­лек­ци­о­не­ру, при­зна­ка­ми и по­лу­ча­ет раз­но­об­раз­ные по­ро­ды и сорта.

 

Все при­спо­соб­ле­ния у ор­га­низ­мов вы­ра­ба­ты­ва­ют­ся в кон­крет­ных усло­ви­ях их среды оби­та­ния. Если усло­вия среды ме­ня­ют­ся, при­спо­соб­ле­ния могут утра­тить свое по­ло­жи­тель­ное зна­че­ние; иными сло­ва­ми, они об­ла­да­ют от­но­си­тель­ной це­ле­со­об­раз­но­стью.

 

Су­ще­ству­ет мно­же­ство до­ка­за­тельств от­но­си­тель­ной це­ле­со­об­раз­но­сти при­спо­соб­ле­ний: так, за­щи­та ор­га­низ­ма от одних вра­гов ока­зы­ва­ет­ся не­эф­фек­тив­ной, по­лез­ный в одних усло­ви­ях орган ста­но­вит­ся бес­по­лез­ным в дру­гих. При­ве­дем еще один при­мер: му­хо­лов­ка бла­го­да­ря ро­ди­тель­ско­му ин­стинк­ту вы­карм­ли­ва­ет ку­ку­шон­ка, вы­лу­пив­ше­го­ся из яйца, под­бро­шен­но­го в гнез­до ку­куш­кой. Она тра­тит свои силы на «чу­жа­ка», а не на своих птен­цов, что спо­соб­ству­ет вы­жи­ва­нию ку­ку­шек в при­ро­де.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Воз­ник­но­ве­ние при­спо­соб­ле­ний у жи­вот­ных и их от­но­си­тель­ный ха­рак­тер» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы и вы­пол­ни­те за­да­ние.

 

1)  Что, по Ла­мар­ку, яв­ля­ет­ся при­чи­ной по­яв­ле­ния длин­ной шеи у жи­ра­фа?

2)  Ре­зуль­та­ты какой че­ло­ве­че­ской де­я­тель­но­сти под­твер­ди­ли пра­виль­ность взгля­дов Ч. Дар­ви­на на дей­ствие есте­ствен­но­го от­бо­ра?

3)  В каком слу­чае це­ле­со­об­раз­ность белой окрас­ки шер­сти зайца-бе­ля­ка будет от­но­си­тель­ной? При­ве­ди­те при­мер.

6.  
i

ПА­РА­ЗИ­ТИЗМ, КО­ОПЕ­РА­ЦИЯ И СИМ­БИ­ОЗ

 

Между ор­га­низ­ма­ми раз­ных видов, со­став­ля­ю­щи­ми ту или иную эко­си­сте­му, скла­ды­ва­ют­ся вза­и­мо­вред­ные, вза­и­мо­вы­год­ные, вы­год­ные для одной и не­вы­год­ные или без­раз­лич­ные для дру­гой сто­ро­ны и дру­гие, более тон­кие, вза­и­мо­от­но­ше­ния.

 

Одной из форм по­лез­но-вред­ных био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми яв­ля­ет­ся па­ра­зи­тизм, когда один вид – па­ра­зит – ис­поль­зу­ет дру­гой – хо­зя­и­на – в ка­че­стве среды оби­та­ния и ис­точ­ни­ка пищи, на­но­ся ему вред.

 

Ор­га­низ­мы-па­ра­зи­ты в про­цес­се эво­лю­ции вы­ра­бо­та­ли при­спо­соб­ле­ния к па­ра­зи­ти­че­ско­му об­ра­зу жизни. На­при­мер, мно­гие виды об­ла­да­ют ор­га­на­ми при­креп­ле­ния – при­сос­ка­ми, крю­чоч­ка­ми, ши­пи­ка­ми – и имеют вы­со­кую пло­до­ви­тость. В про­цес­се па­ра­зи­ти­че­ско­го об­ра­за жизни не­ко­то­рые па­ра­зи­ты утра­ти­ли ряд ор­га­нов или при­об­ре­ли более про­стое их стро­е­ние. На­при­мер, у па­ра­зи­ти­че­ских плос­ких чер­вей, жи­ву­щих во внут­рен­них ор­га­нах по­зво­ноч­ных жи­вот­ных, плохо раз­ви­ты ор­га­ны чувств и нерв­ная си­сте­ма, а у не­ко­то­рых чер­вей-па­ра­зи­тов от­сут­ству­ют ор­га­ны пи­ще­ва­ре­ния.

 

От­но­ше­ния между па­ра­зи­том и хо­зя­и­ном под­чи­не­ны опре­де­лен­ным за­ко­но­мер­но­стям. Па­ра­зи­ты при­ни­ма­ют уча­стие в ре­гу­ля­ции чис­лен­но­сти хо­зя­ев, тем самым обес­пе­чи­вая дей­ствие есте­ствен­но­го от­бо­ра. Не­га­тив­ные от­но­ше­ния между па­ра­зи­том и хо­зя­и­ном в про­цес­се эво­лю­ции могут пе­рей­ти в ней­траль­ные. В этом слу­чае пре­иму­ще­ство среди па­ра­зи­тов по­лу­ча­ют те виды, ко­то­рые спо­соб­ны дли­тель­но ис­поль­зо­вать ор­га­низм хо­зя­и­на, не при­во­дя его к ги­бе­ли. В свою оче­редь, в про­цес­се есте­ствен­но­го от­бо­ра рас­тет со­про­тив­ля­е­мость ор­га­низ­ма хо­зя­и­на па­ра­зи­там, в ре­зуль­та­те чего при­но­си­мый ими вред ста­но­вит­ся менее ощу­ти­мым.

 

В при­род­ных со­об­ще­ствах встре­ча­ет­ся и вза­и­мо­вы­год­ное со­жи­тель­ство. Оно по­стро­е­но, как пра­ви­ло, на пи­ще­вых и про­стран­ствен­ных свя­зях, когда два или более видов ор­га­низ­мов сов­мест­но ис­поль­зу­ют для своей жиз­не­де­я­тель­но­сти раз­лич­ные ре­сур­сы среды. Вза­и­мо­вы­год­ные связи воз­ни­ка­ют в про­цес­се эво­лю­ции на ос­но­ве пред­ше­ству­ю­ще­го па­ра­зи­тиз­ма или дру­гих форм био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний. Сте­пень вза­и­мо­вы­год­но­го со­жи­тель­ства между ор­га­низ­ма­ми бы­ва­ет раз­лич­ной – от врéмен­ных кон­так­тов (ко­опе­ра­ция) до та­ко­го со­сто­я­ния, когда при­сут­ствие парт­не­ра ста­но­вит­ся обя­за­тель­ным усло­ви­ем жизни каж­до­го из них (сим­би­оз).

 

Ко­опе­ра­ция на­блю­да­ет­ся между раком-от­шель­ни­ком и ак­ти­ни­ей, при­кре­пив­шей­ся к его убе­жи­щу – ра­ко­ви­не, остав­шей­ся от мол­люс­ка. Рак­пе­ре­но­сит ак­ти­нию и под­карм­ли­ва­ет ее остат­ка­ми пищи, а она за­щи­ща­ет его стре­ка­тель­ны­ми клет­ка­ми, ко­то­ры­ми во­ору­же­ны ее щу­паль­ца.

 

При­мер сим­би­о­за – вза­и­мо­от­но­ше­ния между де­ре­вья­ми леса и шля­поч­ны­ми гри­ба­ми – под­бе­ре­зо­ви­ка­ми, бе­лы­ми и др. Шля­поч­ные грибы опле­та­ют ни­тя­ми гриб­ни­цы корни де­ре­вьев и бла­го­да­ря об­ра­зу­ю­щей­ся при этом ми­ко­ри­зе по­лу­ча­ют из рас­те­ний ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства. Ми­ко­ри­за уси­ли­ва­ет спо­соб­ность кор­не­вых си­стем де­ре­вьев к вса­сы­ва­нию воды из почвы. Кроме того, де­ре­вья по­лу­ча­ют при по­мо­щи ми­ко­ри­зы от шля­поч­ных гри­бов не­об­хо­ди­мые ми­не­раль­ные ве­ще­ства.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Па­ра­зи­тизм, ко­опе­ра­ция и сим­би­оз» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы.

 

1)  Какие из­ме­не­ния в стро­е­нии тела воз­ник­ли в про­цес­се эво­лю­ции у па­ра­зи­ти­че­ских жи­вот­ных?

2)  Что парт­не­ры из­вле­ка­ют (по­лу­ча­ют) из от­но­ше­ний в сим­би­о­зе?

3)  В какие от­но­ше­ния между ор­га­низ­ма­ми в про­цес­се эво­лю­ции может пе­рей­ти па­ра­зи­тизм?

7.  
i

НА­ХЛЕБ­НИ­ЧЕ­СТВО, КВАР­ТИ­РАНТ­СТВО И КО­ОПЕ­РА­ЦИЯ

 

Между ор­га­низ­ма­ми раз­ных видов, со­став­ля­ю­щих ту или иную эко­си­сте­му, скла­ды­ва­ют­ся вза­и­мо­вред­ные, вза­и­мо­вы­год­ные, вы­год­ные для одной и не­вы­год­ные или без­раз­лич­ные для дру­гой сто­ро­ны и дру­гие, более

тон­кие вза­и­мо­от­но­ше­ния.

 

Среди био­ти­че­ских от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми в при­род­ных со­об­ще­ствах встре­ча­ют­ся вы­год­ные для одной и без­раз­лич­ные для дру­гой сто­ро­ны вза­и­мо­дей­ствия: на­хлеб­ни­че­ство и квар­ти­рант­ство. При таких вза­и­мо­от­но­ше­ни­ях одни ор­га­низ­мы, ис­поль­зуя осо­бен­но­сти об­ра­за жизни или стро­е­ния дру­гих ор­га­низ­мов, из­вле­ка­ют для себя од­но­сто­рон­нюю поль­зу, не при­чи­няя им при этом ни­ка­ко­го вреда.

 

При на­хлеб­ни­че­стве ор­га­низ­мы-на­хлеб­ни­ки по­треб­ля­ют остат­ки пищи ор­га­низ­мов-хо­зя­ев. На­при­мер, песцы, жи­ву­щие в тундре, могут пи­тать­ся остат­ка­ми пищи белых мед­ве­дей; гиены в аф­ри­кан­ских са­ван­нах – остат­ка­ми пищи львов; рыбы-при­ли­па­лы и лоц­ма­ны обык­но­вен­но со­про­вож­да­ют акул, охот­но по­едая остат­ки до­бы­чи хищ­ни­ков. При квар­ти­рант­стве ор­га­низ­мы- квар­ти­ран­ты из­вле­ка­ют од­но­сто­рон­нюю для себя вы­го­ду от ор­га­низ­мов-хо­зя­ев в виде мест, при­год­ных для оби­та­ния. На­при­мер, на коре де­ре­вьев по­се­ля­ет­ся ли­шай­ник пар­ме­лия, ис­поль­зу­ю­щий де­ре­вья в ка­че­стве места жи­тель­ства; мел­кие со­ко­лы – пу­стель­га и коб­чик – не­ред­ко се­лят­ся в ста­рых гнез­дах серых ворон. Не­ко­то­рые на­се­ко­мые по­се­ля­ют­ся в гнез­дах птиц и норах гры­зу­нов, то есть на­хо­дят в них для себя убе­жи­ще.

 

На­хлеб­ни­че­ство и квар­ти­рант­ство со­дей­ству­ют сов­мест­но­му су­ще­ство­ва­нию раз­ных видов ор­га­низ­мов в при­род­ных со­об­ще­ствах и спо­соб­ству­ют более пол­но­му ис­поль­зо­ва­нию ими ре­сур­сов среды. В про­цес­се эво­лю­ции на­хлеб­ни­че­ство и квар­ти­рант­ство могут пе­ре­хо­дить в более тес­ные вза­и­мо­вы­год­ные от­но­ше­ния между ор­га­низ­ма­ми.

 

В при­род­ных со­об­ще­ствах встре­ча­ет­ся и вза­и­мо­вы­год­ное со­жи­тель­ство. Оно по­стро­е­но, как пра­ви­ло, на пи­ще­вых и про­стран­ствен­ных свя­зях, когда два или более видов ор­га­низ­мов сов­мест­но ис­поль­зу­ют для своей жиз­не­де­я­тель­но­сти раз­лич­ные ре­сур­сы среды. Вза­и­мо­вы­год­ные связи воз­ни­ка­ют в про­цес­се эво­лю­ции на ос­но­ве пред­ше­ству­ю­ще­го па­ра­зи­тиз­ма или дру­гих форм био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний. Сте­пень вза­и­мо­вы­год­но­го со­жи­тель­ства между ор­га­низ­ма­ми бы­ва­ет раз­лич­ной – от врéмен­ны­х­кон­так­тов (ко­опе­ра­ция) до та­ко­го со­сто­я­ния, когда при­сут­ствие парт­не­ра ста­но­вит­ся обя­за­тель­ным усло­ви­ем жизни каж­до­го из них (сим­би­оз).

 

Ко­опе­ра­ция на­блю­да­ет­ся между раком-от­шель­ни­ком и ак­ти­ни­ей, при­кре­пив­шей­ся к его убе­жи­щу – ра­ко­ви­не, остав­шей­ся от мол­люс­ка. Рак пе­ре­но­сит ак­ти­нию и под­карм­ли­ва­ет ее остат­ка­ми пищи, а она за­щи­ща­ет его стре­ка­тель­ны­ми клет­ка­ми, ко­то­ры­ми во­ору­же­ны ее щу­паль­ца.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «На­хлеб­ни­че­ство, квар­ти­рант­ство и ко­опе­ра­ция» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы.

 

1)  Что один ор­га­низм-на­хлеб­ник из­вле­ка­ет (по­лу­ча­ет) от дру­го­го?

2)  Каков ха­рак­тер от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми в квар­ти­рант­стве?

3)  Какое пре­иму­ще­ство по­лу­ча­ет ак­ти­ния в ко­опе­ра­ции с раком от­шель­ни­ком?

8.  
i

КОН­КУ­РЕН­ЦИЯ И ПА­РА­ЗИ­ТИЗМ

 

Между ор­га­низ­ма­ми раз­ных видов, со­став­ля­ю­щи­ми тот или иной био­це­ноз, скла­ды­ва­ют­ся вза­и­мо­вред­ные, вза­и­мо­вы­год­ные, вы­год­ные для одной и не­вы­год­ные или без­раз­лич­ные для дру­гой сто­ро­ны и дру­гие вза­и­мо­от­но­ше­ния.

 

Одной из форм вза­и­мо­вред­ных био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми яв­ля­ет­ся кон­ку­рен­ция. Она воз­ни­ка­ет между осо­бя­ми од­но­го или раз­ных видов вслед­ствие огра­ни­чен­но­сти ре­сур­сов среды. Уче­ные раз­ли­ча­ют меж­ви­до­вую и внут­ри­ви­до­вую кон­ку­рен­цию.

 

Меж­ви­до­вая кон­ку­рен­ция про­ис­хо­дит в том слу­чае, когда раз­ные виды ор­га­низ­мов оби­та­ют на одной тер­ри­то­рии и имеют по­хо­жие по­треб­но­сти в ре­сур­сах среды. Это при­во­дит к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию од­но­го вида ор­га­низ­мов дру­гим, име­ю­щим пре­иму­ще­ства в ис­поль­зо­ва­нии ре­сур­сов. На­при­мер, два вида та­ра­ка­нов  — рыжий и чер­ный  — кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за место оби­та­ния  — жи­ли­ще че­ло­ве­ка. Это ведет к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию чер­но­го та­ра­ка­на рыжим, так как у по­след­не­го более ко­рот­кий жиз­нен­ный цикл, он быст­рее раз­мно­жа­ет­ся и лучше ис­поль­зу­ет ре­сур­сы.

 

Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция имеет более ост­рый ха­рак­тер, чем меж­ви­до­вая, так как у осо­бей од­но­го вида по­треб­но­сти в ре­сур­сах все­гда оди­на­ко­вы. В ре­зуль­та­те такой кон­ку­рен­ции особи ослаб­ля­ют друг друга, что ведет к ги­бе­ли менее при­спо­соб­лен­ных, то есть к есте­ствен­но­му от­бо­ру. Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция, воз­ни­ка­ю­щая между осо­бя­ми од­но­го вида за оди­на­ко­вые ре­сур­сы среды, от­ри­ца­тель­но ска­зы­ва­ет­ся на них. На­при­мер, бе­ре­зы в одном лесу кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за свет, влагу и ми­не­раль­ные ве­ще­ства почвы, что при­во­дит к их вза­им­но­му угне­те­нию и са­мо­из­ре­жи­ва­нию.

 

Одной из форм по­лез­но-вред­ных био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми яв­ля­ет­ся па­ра­зи­тизм, когда один вид  — па­ра­зит  — ис­поль­зу­ет дру­гой  — хо­зя­и­на  — в ка­че­стве среды оби­та­ния и ис­точ­ни­ка пищи, на­но­ся ему вред.

 

Ор­га­низ­мы-па­ра­зи­ты в про­цес­се эво­лю­ции вы­ра­бо­та­ли при­спо­соб­ле­ния к па­ра­зи­ти­че­ско­му об­ра­зу жизни. На­при­мер, мно­гие виды об­ла­да­ют ор­га­на­ми при­креп­ле­ния  — при­сос­ка­ми, крю­чоч­ка­ми, ши­пи­ка­ми  — и имеют вы­со­кую пло­до­ви­тость. В про­цес­се при­спо­соб­ле­ния к па­ра­зи­ти­че­ско­му об­ра­зу жизни не­ко­то­рые па­ра­зи­ты утра­ти­ли ряд ор­га­нов или при­об­ре­ли более про­стое их стро­е­ние. На­при­мер, у па­ра­зи­ти­че­ских плос­ких чер­вей, жи­ву­щих во внут­рен­них ор­га­нах по­зво­ноч­ных жи­вот­ных, плохо раз­ви­ты ор­га­ны чувств и нерв­ная си­сте­ма, а у не­ко­то­рых чер­вей-па­ра­зи­тов от­сут­ству­ют ор­га­ны пи­ще­ва­ре­ния.

 

От­но­ше­ния между па­ра­зи­том и хо­зя­и­ном под­чи­не­ны опре­де­лен­ным за­ко­но­мер­но­стям. Па­ра­зи­ты при­ни­ма­ют уча­стие в ре­гу­ля­ции чис­лен­но­сти хо­зя­ев, тем самым обес­пе­чи­вая дей­ствие есте­ствен­но­го от­бо­ра. Не­га­тив­ные от­но­ше­ния между па­ра­зи­том и хо­зя­и­ном в про­цес­се эво­лю­ции могут пе­рей­ти в ней­траль­ные. В этом слу­чае пре­иму­ще­ство среди па­ра­зи­тов по­лу­ча­ют те виды, ко­то­рые спо­соб­ны дли­тель­но ис­поль­зо­вать ор­га­низм хо­зя­и­на, не при­во­дя его к ги­бе­ли. В свою оче­редь, в про­цес­се есте­ствен­но­го от­бо­ра рас­тет со­про­тив­ля­е­мость ор­га­низ­ма хо­зя­и­на па­ра­зи­там, в ре­зуль­та­те чего при­но­си­мый ими вред ста­но­вит­ся менее ощу­ти­мым.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Кон­ку­рен­ция и па­ра­зи­тизм» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы.

 

1)  По­че­му воз­ни­ка­ют кон­ку­рент­ные от­но­ше­ния в при­ро­де?

2)  По­че­му от­но­ше­ния берез од­но­го воз­рас­та в лесу нель­зя на­звать па­ра­зи­тиз­мом?

3)  Какую био­ло­ги­че­скую роль иг­ра­ют па­ра­зи­ты в от­но­ше­нии своих хо­зя­ев?

9.  
i

ВОЗ­НИК­НО­ВЕ­НИЕ ПРИ­СПО­СОБ­ЛЕ­НИЙ У ЖИ­ВОТ­НЫХ И ИХ ОТ­НО­СИ­ТЕЛЬ­НЫЙ ХА­РАК­ТЕР

 

Био­ло­ги Ж.-Б. Ла­марк и Ч. Дар­вин по-раз­но­му объ­яс­ня­ли при­чи­ны воз­ник­но­ве­ния новых видов. Пер­вый по­ла­гал, что новые при­зна­ки у жи­вот­ных и рас­те­ний по­яв­ля­ют­ся в ре­зуль­та­те их внут­рен­не­го стрем­ле­ния к об­ра­зо­ва­нию новых при­спо­соб­ле­ний. Оно за­став­ля­ет ор­га­низ­мы упраж­нять­ся в до­сти­же­нии своих целей и, таким об­ра­зом, при­об­ре­тать новые свой­ства. Так, по мне­нию Ла­мар­ка, у жи­ра­фа, до­бы­ва­ю­ще­го пищу на вы­со­ких де­ре­вьях, по­яви­лась длин­ная шея, у уток и гусей – пла­ва­тель­ные пе­ре­пон­ки на ногах, а у оле­ней, вы­нуж­ден­ных бо­дать­ся, по­яви­лись рога. Кроме того, уче­ный счи­тал, что при­об­ре­тен­ные ор­га­низ­мом в ре­зуль­та­те упраж­не­ний при­зна­ки все­гда по­лез­ны и они обя­за­тель­но на­сле­ду­ют­ся.

 

Ч. Дар­вин, пы­та­ясь вы­яс­нить ме­ха­низ­мы эво­лю­ции, пред­по­ло­жил, что при­чи­на­ми по­яв­ле­ния раз­ли­чий между осо­бя­ми од­но­го вида яв­ля­ют­ся на­след­ствен­ная из­мен­чи­вость, борь­ба за су­ще­ство­ва­ние и есте­ствен­ный отбор. В ре­зуль­та­те из­мен­чи­во­сти по­яв­ля­ют­ся новые при­зна­ки, не­ко­то­рые из них на­сле­ду­ют­ся. В при­ро­де между осо­бя­ми про­ис­хо­дит борь­ба за пищу, воду, свет, тер­ри­то­рию, по­ло­во­го парт­не­ра. Если новые при­зна­ки ока­зы­ва­ют­ся по­лез­ны­ми для особи в опре­де­лен­ных усло­ви­ях среды и по­мо­га­ют вы­жить и оста­вить потом­ство, то они со­хра­ня­ют­ся есте­ствен­ным от­бо­ром и за­креп­ля­ют­ся в по­ко­ле­ни­ях в про­цес­се раз­мно­же­ния. Особи с вред­ны­ми при­зна­ка­ми «от­се­и­ва­ют­ся». В ре­зуль­та­те есте­ствен­но­го от­бо­ра воз­ни­ка­ют особи, об­ла­да­ю­щие но­вы­ми при­спо­соб­ле­ни­я­ми к усло­ви­ям окру­жа­ю­щей среды. Свои пред­по­ло­же­ния уче­ный под­твер­дил, на­блю­дая за ра­бо­той се­лек­ци­о­не­ров. Он об­на­ру­жил, что в про­цес­се ис­кус­ствен­но­го от­бо­ра че­ло­век скре­щи­ва­ет осо­бей с опре­де­лен­ны­ми, нуж­ны­ми се­лек­ци­о­не­ру, при­зна­ка­ми и по­лу­ча­ет раз­но­об­раз­ные по­ро­ды и сорта.

 

Все при­спо­соб­ле­ния у ор­га­низ­мов вы­ра­ба­ты­ва­ют­ся в кон­крет­ных усло­ви­ях их среды оби­та­ния. Если усло­вия среды ме­ня­ют­ся, при­спо­соб­ле­ния могут утра­тить свое по­ло­жи­тель­ное зна­че­ние; иными сло­ва­ми, они об­ла­да­ют от­но­си­тель­ной це­ле­со­об­раз­но­стью.

 

Су­ще­ству­ет мно­же­ство до­ка­за­тельств от­но­си­тель­ной це­ле­со­об­раз­но­сти при­спо­соб­ле­ний: так, за­щи­та ор­га­низ­ма от одних вра­гов ока­зы­ва­ет­ся не­эф­фек­тив­ной, по­лез­ный в одних усло­ви­ях орган ста­но­вит­ся бес­по­лез­ным в дру­гих. При­ве­дем еще один при­мер: му­хо­лов­ка бла­го­да­ря ро­ди­тель­ско­му ин­стинк­ту вы­карм­ли­ва­ет ку­ку­шон­ка, вы­лу­пив­ше­го­ся из яйца, под­бро­шен­но­го в гнез­до ку­куш­кой. Она тра­тит свои силы на «чу­жа­ка», а не на своих птен­цов, что спо­соб­ству­ет вы­жи­ва­нию ку­ку­шек в при­ро­де.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Воз­ник­но­ве­ние при­спо­соб­ле­ний у жи­вот­ных и их от­но­си­тель­ность» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы.

 

1)  Что яв­ля­ет­ся при­чи­ной по­яв­ле­ния длин­ной шеи у жи­ра­фа, по Ч. Дар­ви­ну?

2)  Что, по Ла­мар­ку, про­ис­хо­дит с по­лез­ны­ми при­зна­ка­ми?

3)  В каком слу­чае кры­лья стри­жа, обес­пе­чи­ва­ю­щие ему очень быст­рый и ма­нев­рен­ный полет, будут от­но­си­тель­но це­ле­со­об­раз­ны? При­ве­ди­те при­мер.

10.  
i

БОРЬ­БА ЗА СУ­ЩЕ­СТВО­ВА­НИЕ

 

Под на­зва­ни­ем борь­бы за су­ще­ство­ва­ние Ч. Дар­вин ввел в био­ло­гию сбор­ное по­ня­тие, объ­еди­ня­ю­щее раз­лич­ные формы вза­и­мо­дей­ствия ор­га­низ­ма со сре­дой, ко­то­рые ведут к есте­ствен­но­му от­бо­ру ор­га­низ­мов. Ос­нов­ная при­чи­на борь­бы за су­ще­ство­ва­ние – это не­до­ста­точ­ная при­спо­соб­лен­ность от­дель­ных осо­бей к ис­поль­зо­ва­нию ре­сур­сов среды, на­при­мер пищи, воды и света. Уче­ный вы­де­лял три формы борь­бы за су­ще­ство­ва­ние: внут­ри­ви­до­вую, меж­ви­до­вую и борь­бу с фи­зи­че­ски­ми усло­ви­я­ми среды.

 

Внут­ри­ви­до­вая борь­ба за су­ще­ство­ва­ние – борь­ба между осо­бя­ми од­но­го вида. Эта борь­ба наи­бо­лее оже­сто­чен­ная и осо­бен­но упор­ная. Она со­про­вож­да­ет­ся угне­те­ни­ем и вы­тес­не­ни­ем менее при­спо­соб­лен­ных осо­бей дан­но­го вида. На­при­мер, так про­ис­хо­дит кон­ку­рен­ция между сос­на­ми в сос­но­вом лесу за свет или сам­ца­ми в борь­бе за самку. В про­цес­се борь­бы ор­га­низ­мы од­но­го вида по­сто­ян­но кон­ку­ри­ру­ют за жиз­нен­ное про­стран­ство, пищу, убе­жи­ща, место для раз­мно­же­ния. Внут­ри­ви­до­вая борь­ба за су­ще­ство­ва­ние уси­ли­ва­ет­ся с уве­ли­че­ни­ем чис­лен­но­сти по­пу­ля­ции и уси­ле­ни­ем спе­ци­а­ли­за­ции вида.

 

Каж­дый вид рас­те­ний, жи­вот­ных, гри­бов, бак­те­рий в эко­си­сте­ме всту­па­ет в опре­де­лен­ные от­но­ше­ния с дру­ги­ми чле­на­ми био­це­но­за. Меж­ви­до­вая борь­ба за су­ще­ство­ва­ние – борь­ба между осо­бя­ми раз­лич­ных видов. Ее можно на­блю­дать во вза­и­мо­от­но­ше­ни­ях между хищ­ни­ка­ми и их жерт­ва­ми, па­ра­зи­та­ми и хо­зя­е­ва­ми. Осо­бен­но упор­ная борь­ба за су­ще­ство­ва­ние су­ще­ству­ет между ор­га­низ­ма­ми, ко­то­рые при­над­ле­жат к близ­ким видам: серая крыса вы­тес­ня­ет чер­ную, дрозд де­ря­ба вы­зы­ва­ет умень­ше­ние чис­лен­но­сти пев­че­го дроз­да, а та­ра­кан прус­сак (рыжий та­ра­кан) – чер­но­го та­ра­ка­на.

 

От­но­ше­ния между ви­да­ми слож­ные, так как все виды в при­род­ных со­об­ще­ствах вза­и­мо­свя­за­ны. Вза­и­мо­связь может быть ан­та­го­ни­сти­че­ской и сим­био­ти­че­ской. Так, рас­те­ния не могут су­ще­ство­вать без со­жи­тель­ства с не­ко­то­ры­ми ви­да­ми гри­бов, бак­те­рий и жи­вот­ных.

 

Борь­ба с не­бла­го­при­ят­ны­ми усло­ви­я­ми окру­жа­ю­щей среды про­яв­ля­ет­ся в раз­лич­ных от­ри­ца­тель­ных воз­дей­стви­ях не­жи­вой при­ро­ды на ор­га­низ­мы. Так, на про­из­рас­та­ю­щие в пу­сты­нях рас­те­ния вли­я­ет не­до­ста­ток влаги, пи­та­тель­ных ве­ществ в почве и вы­со­кая тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха.

 

Для эво­лю­ции зна­че­ние раз­лич­ных форм борь­бы за су­ще­ство­ва­ние не­рав­но­цен­но. Меж­ви­до­вая борь­ба за су­ще­ство­ва­ние ведет к со­вер­шен­ство­ва­нию одних видов по срав­не­нию с дру­ги­ми. В ре­зуль­та­те такой борь­бы по­бе­див­шие виды со­хра­ня­ют­ся, а про­иг­рав­шие вы­ми­ра­ют. Внут­ри­ви­до­вая борь­ба за су­ще­ство­ва­ние вы­зы­ва­ет уве­ли­че­ние раз­но­об­ра­зия у осо­бей внут­ри­ви­до­вых при­зна­ков, сни­жа­ет на­пря­жен­ность кон­ку­рен­ции за оди­на­ко­вые ре­сур­сы среды.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Борь­ба за су­ще­ство­ва­ние» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы.

 

1)  В чем осо­бен­ность внут­ри­ви­до­вой борь­бы за су­ще­ство­ва­ние?

2)  Что яв­ля­ет­ся ре­зуль­та­том меж­ви­до­вой борь­бы за су­ще­ство­ва­ние?

3)  Ка­ко­во эво­лю­ци­он­ное зна­че­ние борь­бы с не­бла­го­при­ят­ны­ми усло­ви­я­ми окру­жа­ю­щей среды?

11.  
i

КОН­КУ­РЕН­ЦИЯ, КО­ОПЕ­РА­ЦИЯ И СИМ­БИ­ОЗ

 

Между ор­га­низ­ма­ми раз­ных видов, со­став­ля­ю­щи­ми тот или иной био­це­ноз, скла­ды­ва­ют­ся вза­и­мо­вред­ные, вза­и­мо­вы­год­ные, вы­год­ные для одной и не­вы­год­ные или без­раз­лич­ные для дру­гой сто­ро­ны и дру­гие, более тон­кие вза­и­мо­от­но­ше­ния.

 

Одной из форм вза­и­мо­вред­ных био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми яв­ля­ет­ся кон­ку­рен­ция. Она воз­ни­ка­ет между осо­бя­ми од­но­го или раз­ных видов вслед­ствие огра­ни­чен­но­сти ре­сур­сов среды. Уче­ные раз­ли­ча­ют меж­ви­до­вую и внут­ри­ви­до­вую кон­ку­рен­цию.

 

Меж­ви­до­вая кон­ку­рен­ция про­ис­хо­дит в том слу­чае, когда раз­ные виды ор­га­низ­мов оби­та­ют на одной тер­ри­то­рии и имеют по­хо­жие по­треб­но­сти в ре­сур­сах среды. Это при­во­дит к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию од­но­го вида ор­га­низ­мов дру­гим, име­ю­щим пре­иму­ще­ства в ис­поль­зо­ва­нии ре­сур­сов. На­при­мер, два вида та­ра­ка­нов  — рыжий и чер­ный  — кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за место оби­та­ния  — жи­ли­ще че­ло­ве­ка. Это ведет к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию чер­но­го та­ра­ка­на рыжим, так как у по­след­не­го более ко­рот­кий жиз­нен­ный цикл, он быст­рее раз­мно­жа­ет­ся и лучше ис­поль­зу­ет ре­сур­сы.

 

Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция имеет более ост­рый ха­рак­тер, чем меж­ви­до­вая, так как у осо­бей од­но­го вида по­треб­но­сти в ре­сур­сах все­гда оди­на­ко­вы. В ре­зуль­та­те такой кон­ку­рен­ции особи ослаб­ля­ют друг друга, что ведет к ги­бе­ли менее при­спо­соб­лен­ных, то есть к есте­ствен­но­му от­бо­ру. Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция, воз­ни­ка­ю­щая между осо­бя­ми од­но­го вида за оди­на­ко­вые ре­сур­сы среды, от­ри­ца­тель­но ска­зы­ва­ет­ся на них. На­при­мер, бе­ре­зы в одном лесу кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за свет, влагу и ми­не­раль­ные ве­ще­ства почвы, что при­во­дит к их вза­им­но­му угне­те­нию и са­мо­из­ре­жи­ва­нию.

 

Среди био­ти­че­ских от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми в при­род­ных со­об­ще­ствах встре­ча­ет­ся вза­и­мо­вы­год­ное со­жи­тель­ство. Оно по­стро­е­но, как пра­ви­ло, на пи­ще­вых и про­стран­ствен­ных свя­зях, когда два или более видов ор­га­низ­мов сов­мест­но ис­поль­зу­ют для своей жиз­не­де­я­тель­но­сти раз­лич­ные ре­сур­сы среды. Сте­пень вза­и­мо­вы­год­но­го со­жи­тель­ства между ор­га­низ­ма­ми бы­ва­ет раз­лич­ной  — от врéмен­ных кон­так­тов (ко­опе­ра­ция) до та­ко­го со­сто­я­ния, когда при­сут­ствие парт­не­ра ста­но­вит­ся обя­за­тель­ным усло­ви­ем жизни каж­до­го из них (сим­би­оз).

 

Ко­опе­ра­ция на­блю­да­ет­ся между раком-от­шель­ни­ком и ак­ти­ни­ей, при­кре­пив­шей­ся к его убе­жи­щу  — ра­ко­ви­не, остав­шей­ся от мол­люс­ка. Рак пе­ре­но­сит ак­ти­нию и под­карм­ли­ва­ет ее остат­ка­ми пищи, а она за­щи­ща­ет его стре­ка­тель­ны­ми клет­ка­ми, ко­то­ры­ми во­ору­же­ны ее щу­паль­ца.

 

При­мер сим­би­о­за  — вза­и­мо­от­но­ше­ния между де­ре­вья­ми леса и шля­поч­ны­ми гри­ба­ми: под­бе­ре­зо­ви­ка­ми, бе­лы­ми и др. Шля­поч­ные грибы опле­та­ют ни­тя­ми гриб­ни­цы корни де­ре­вьев и бла­го­да­ря об­ра­зу­ю­щей­ся при этом ми­ко­ри­зе по­лу­ча­ют из рас­те­ний ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства. Ми­ко­ри­за уси­ли­ва­ет спо­соб­ность кор­не­вых си­стем у де­ре­вьев к вса­сы­ва­нию воды из почвы. Кроме того, де­ре­вья по­лу­ча­ют при по­мо­щи ми­ко­ри­зы от шля­поч­ных гри­бов не­об­хо­ди­мые ми­не­раль­ные ве­ще­ства.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Кон­ку­рен­ция, ко­опе­ра­ция и сим­би­оз» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы.

 

1)  Что со­глас­но уче­нию Ч. Дар­ви­на пред­ше­ству­ет есте­ствен­но­му от­бо­ру в при­ро­де?

2)  Чем ха­рак­тер кон­так­тов между парт­не­ра­ми в сим­би­о­зе от­ли­ча­ет­ся от кон­так­тов в ко­опе­ра­ции?

3)  Какое вли­я­ние на шля­поч­ные грибы ока­зы­ва­ет их со­жи­тель­ство с де­ре­вья­ми?

12.  
i

КОН­КУ­РЕН­ЦИЯ, КО­ОПЕ­РА­ЦИЯ И СИМ­БИ­ОЗ

 

Между ор­га­низ­ма­ми раз­ных видов, со­став­ля­ю­щи­ми тот или иной био­це­ноз, скла­ды­ва­ют­ся вза­и­мо­вред­ные, вза­и­мо­вы­год­ные, вы­год­ные для одной и не­вы­год­ные или без­раз­лич­ные для дру­гой сто­ро­ны и дру­гие, более тон­кие вза­и­мо­от­но­ше­ния.

 

Одной из форм вза­и­мо­вред­ных био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми яв­ля­ет­ся кон­ку­рен­ция. Она воз­ни­ка­ет между осо­бя­ми од­но­го или раз­ных видов вслед­ствие огра­ни­чен­но­сти ре­сур­сов среды. Уче­ные раз­ли­ча­ют меж­ви­до­вую и внут­ри­ви­до­вую кон­ку­рен­цию.

 

Меж­ви­до­вая кон­ку­рен­ция про­ис­хо­дит в том слу­чае, когда раз­ные виды ор­га­низ­мов оби­та­ют на одной тер­ри­то­рии и имеют по­хо­жие по­треб­но­сти в ре­сур­сах среды. Это при­во­дит к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию од­но­го вида ор­га­низ­мов дру­гим, име­ю­щим пре­иму­ще­ства в ис­поль­зо­ва­нии ре­сур­сов. На­при­мер, два вида та­ра­ка­нов  — рыжий и чер­ный  — кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за место оби­та­ния  — жи­ли­ще че­ло­ве­ка. Это ведет к по­сте­пен­но­му вы­тес­не­нию чер­но­го та­ра­ка­на рыжим, так как у по­след­не­го более ко­рот­кий жиз­нен­ный цикл, он быст­рее раз­мно­жа­ет­ся и лучше ис­поль­зу­ет ре­сур­сы.

 

Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция имеет более ост­рый ха­рак­тер, чем меж­ви­до­вая, так как у осо­бей од­но­го вида по­треб­но­сти в ре­сур­сах все­гда оди­на­ко­вы. В ре­зуль­та­те такой кон­ку­рен­ции особи ослаб­ля­ют друг друга, что ведет к ги­бе­ли менее при­спо­соб­лен­ных, то есть к есте­ствен­но­му от­бо­ру. Внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция, воз­ни­ка­ю­щая между осо­бя­ми од­но­го вида за оди­на­ко­вые ре­сур­сы среды, от­ри­ца­тель­но ска­зы­ва­ет­ся на них. На­при­мер, бе­ре­зы в одном лесу кон­ку­ри­ру­ют друг с дру­гом за свет, влагу и ми­не­раль­ные ве­ще­ства почвы, что при­во­дит к их вза­им­но­му угне­те­нию и са­мо­из­ре­жи­ва­нию.

 

Среди био­ти­че­ских от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми в при­род­ных со­об­ще­ствах встре­ча­ет­ся вза­и­мо­вы­год­ное со­жи­тель­ство. Оно по­стро­е­но, как пра­ви­ло, на пи­ще­вых и про­стран­ствен­ных свя­зях, когда два или более видов ор­га­низ­мов сов­мест­но ис­поль­зу­ют для своей жиз­не­де­я­тель­но­сти раз­лич­ные ре­сур­сы среды. Сте­пень вза­и­мо­вы­год­но­го со­жи­тель­ства между ор­га­низ­ма­ми бы­ва­ет раз­лич­ной  — от врéмен­ных кон­так­тов (ко­опе­ра­ция) до та­ко­го со­сто­я­ния, когда при­сут­ствие парт­не­ра ста­но­вит­ся обя­за­тель­ным усло­ви­ем жизни каж­до­го из них (сим­би­оз).

 

Ко­опе­ра­ция на­блю­да­ет­ся между раком-от­шель­ни­ком и ак­ти­ни­ей, при­кре­пив­шей­ся к его убе­жи­щу  — ра­ко­ви­не, остав­шей­ся от мол­люс­ка. Рак пе­ре­но­сит ак­ти­нию и под­карм­ли­ва­ет ее остат­ка­ми пищи, а она за­щи­ща­ет его стре­ка­тель­ны­ми клет­ка­ми, ко­то­ры­ми во­ору­же­ны ее щу­паль­ца.

 

При­мер сим­би­о­за  — вза­и­мо­от­но­ше­ния между де­ре­вья­ми леса и шля­поч­ны­ми гри­ба­ми: под­бе­ре­зо­ви­ка­ми, бе­лы­ми и др. Шля­поч­ные грибы опле­та­ют ни­тя­ми гриб­ни­цы корни де­ре­вьев и бла­го­да­ря об­ра­зу­ю­щей­ся при этом ми­ко­ри­зе по­лу­ча­ют из рас­те­ний ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства. Ми­ко­ри­за уси­ли­ва­ет спо­соб­ность кор­не­вых си­стем у де­ре­вьев к вса­сы­ва­нию воды из почвы. Кроме того, де­ре­вья по­лу­ча­ют при по­мо­щи ми­ко­ри­зы от шля­поч­ных гри­бов не­об­хо­ди­мые ми­не­раль­ные ве­ще­ства.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Кон­ку­рен­ция, ко­опе­ра­ция и сим­би­оз» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы и вы­пол­ни­те за­да­ние.

 

1)  По­че­му внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция имеет более оже­сто­чен­ный ха­рак­тер?

2)  Что парт­не­ры из­вле­ка­ют (по­лу­ча­ют) из вза­и­мо­вы­год­ных от­но­ше­ний? Объ­яс­ни­те на кон­крет­ном при­ме­ре.

3)  К чему при­во­дит вы­тес­не­ние одних осо­бей дру­ги­ми в ре­зуль­та­те кон­ку­рен­ции?

13.  
i

ГЕНЫ И ХРО­МО­СО­МЫ

 

Клет­ки живых ор­га­низ­мов со­дер­жат ге­не­ти­че­ский ма­те­ри­ал в виде ги­гант­ских мо­ле­кул, ко­то­рые на­зы­ва­ют­ся нук­ле­и­но­вы­ми кис­ло­та­ми. С их по­мо­щью ге­не­ти­че­ская ин­фор­ма­ция пе­ре­да­ет­ся из по­ко­ле­ния в по­ко­ле­ние. Кроме того, они ре­гу­ли­ру­ют боль­шин­ство кле­точ­ных про­цес­сов, управ­ляя син­те­зом бел­ков.

 

Су­ще­ству­ет два типа нук­ле­и­но­вых кис­лот: ДНК и РНК. Они со­сто­ят из нук­лео­ти­дов, че­ре­до­ва­ние ко­то­рых поз­во­ля­ет ко­ди­ро­вать на­след­ствен­ную ин­фор­ма­цию о самых раз­лич­ных при­зна­ках ор­га­низ­мов раз­ных видов. ДНК «упа­ко­ва­на» в хро­мо­со­мы. Она несет ин­фор­ма­цию о струк­ту­ре всех бел­ков, ко­то­рые функ­ци­о­ни­ру­ют в клет­ке. РНК управ­ля­ет про­цес­са­ми, ко­то­рые пе­ре­во­дят ге­не­ти­че­ский код ДНК, пред­став­ля­ю­щий собой опре­де­лен­ную по­сле­до­ва­тель­ность нук­лео­ти­дов, в белки.

 

Ген – это уча­сток мо­ле­ку­лы ДНК, ко­то­рый ко­ди­ру­ет один опре­де­лен­ный белок. На­след­ствен­ные из­ме­не­ния генов, вы­ра­жа­ю­щи­е­ся в за­ме­не, вы­па­де­нии или пе­ре­ста­нов­ке нук­лео­ти­дов, на­зы­ва­ют­ся ген­ны­ми му­та­ци­я­ми. В ре­зуль­та­те му­та­ций могут воз­ник­нуть как по­лез­ные, так и вред­ные из­ме­не­ния при­зна­ков ор­га­низ­ма.

 

Хро­мо­со­мы – ни­те­вид­ные струк­ту­ры, на­хо­дя­щи­е­ся в ядрах всех кле­ток. Они со­сто­ят из мо­ле­ку­лы ДНК и белка. У каж­до­го вида ор­га­низ­мов свое опре­де­лен­ное число и своя форма хро­мо­сом. Набор хро­мо­сом, ха­рак­тер­ный для кон­крет­но­го вида, на­зы­ва­ют ка­ри­о­ти­пом.

 

Ис­сле­до­ва­ния ка­ри­о­ти­пов раз­лич­ных ор­га­низ­мов по­ка­за­ли, что в их клет­ках может со­дер­жать­ся двой­ной и оди­нар­ный на­бо­ры хро­мо­сом. Двой­ной набор хро­мо­сом со­сто­ит все­гда из пар­ных хро­мо­сом, оди­на­ко­вых по ве­ли­чи­не, форме и ха­рак­те­ру на­след­ствен­ной ин­фор­ма­ции. Пар­ные хро­мо­со­мы на­зы­ва­ют го­мо­ло­гич­ны­ми. Так, все не­по­ло­вые клет­ки че­ло­ве­ка со­дер­жат 23 пары хро­мо­сом, т. е. 46 хро­мо­сом пред­став­ле­ны в виде 23 пар.

 

В не­ко­то­рых клет­ках может быть оди­нар­ный набор хро­мо­сом. На­при­мер, в по­ло­вых клет­ках жи­вот­ных пар­ные хро­мо­со­мы от­сут­ству­ют, го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом нет, а есть не­го­мо­ло­гич­ные.

 

Каж­дая хро­мо­со­ма со­дер­жит ты­ся­чи генов, в ней хра­нит­ся опре­де­лен­ная часть на­след­ствен­ной ин­фор­ма­ции. Му­та­ции, из­ме­ня­ю­щие струк­ту­ру хро­мо­со­мы, на­зы­ва­ют хро­мо­сом­ны­ми. Не­пра­виль­ное рас­хож­де­ние хро­мо­сом при об­ра­зо­ва­нии по­ло­вых кле­ток может при­ве­сти к се­рьез­ным на­след­ствен­ным за­бо­ле­ва­ни­ям. Так, на­при­мер, в ре­зуль­та­те такой ге­ном­ной му­та­ции, как по­яв­ле­ние в каж­дой клет­ке че­ло­ве­ка 47 хро­мо­сом вме­сто 46, воз­ни­ка­ет бо­лезнь Дауна.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Гены и хро­мо­со­мы» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы.

 

1)  Какие функ­ции вы­пол­ня­ет хро­мо­со­ма?

2)  Что пред­став­ля­ет собой ген?

3)  В ка­ри­о­ти­пе дро­зо­фи­лы на­счи­ты­ва­ют 8 хро­мо­сом. Сколь­ко хро­мо­сом на­хо­дит­ся у на­се­ко­мо­го в по­ло­вых и сколь­ко – в не­по­ло­вых клет­ках?

14.  
i

БОРЬ­БА ЗА СУ­ЩЕ­СТВО­ВА­НИЕ

 

Под на­зва­ни­ем борь­бы за су­ще­ство­ва­ние Ч. Дар­вин ввел в био­ло­гию сбор­ное по­ня­тие, объ­еди­ня­ю­щее раз­лич­ные формы вза­и­мо­дей­ствия ор­га­низ­ма со сре­дой, ко­то­рые ведут к есте­ствен­но­му от­бо­ру ор­га­низ­мов. Ос­нов­ная при­чи­на борь­бы за су­ще­ство­ва­ние – это не­до­ста­точ­ная при­спо­соб­лен­ность от­дель­ных осо­бей к ис­поль­зо­ва­нию ре­сур­сов среды, на­при­мер пищи, воды и света. Уче­ный вы­де­лял три формы борь­бы за су­ще­ство­ва­ние: внут­ри­ви­до­вую, меж­ви­до­вую и борь­бу с фи­зи­че­ски­ми усло­ви­я­ми среды.

 

Внут­ри­ви­до­вая борь­ба за су­ще­ство­ва­ние – борь­ба между осо­бя­ми од­но­го вида. Эта борь­ба наи­бо­лее оже­сто­чен­ная и осо­бен­но упор­ная. Она со­про­вож­да­ет­ся угне­те­ни­ем и вы­тес­не­ни­ем менее при­спо­соб­лен­ных осо­бей дан­но­го вида. На­при­мер, так про­ис­хо­дит кон­ку­рен­ция между сос­на­ми в сос­но­вом лесу за свет или сам­ца­ми в борь­бе за самку. В про­цес­се борь­бы ор­га­низ­мы од­но­го вида по­сто­ян­но кон­ку­ри­ру­ют за жиз­нен­ное про­стран­ство, пищу, убе­жи­ща, место для раз­мно­же­ния. Внут­ри­ви­до­вая борь­ба за су­ще­ство­ва­ние уси­ли­ва­ет­ся с уве­ли­че­ни­ем чис­лен­но­сти по­пу­ля­ции и уси­ле­ни­ем спе­ци­а­ли­за­ции вида.

 

Каж­дый вид рас­те­ний, жи­вот­ных, гри­бов, бак­те­рий в эко­си­сте­ме всту­па­ет в опре­де­лен­ные от­но­ше­ния с дру­ги­ми чле­на­ми био­це­но­за. Меж­ви­до­вая борь­ба за су­ще­ство­ва­ние – борь­ба между осо­бя­ми раз­лич­ных видов. Ее можно на­блю­дать во вза­и­мо­от­но­ше­ни­ях между хищ­ни­ка­ми и их жерт­ва­ми, па­ра­зи­та­ми и хо­зя­е­ва­ми. Осо­бен­но упор­ная борь­ба за су­ще­ство­ва­ние су­ще­ству­ет между ор­га­низ­ма­ми, ко­то­рые при­над­ле­жат к близ­ким видам: серая крыса вы­тес­ня­ет чер­ную, дрозд де­ря­ба вы­зы­ва­ет умень­ше­ние чис­лен­но­сти пев­че­го дроз­да, а та­ра­кан прус­сак (рыжий та­ра­кан) – чер­но­го та­ра­ка­на.

 

От­но­ше­ния между ви­да­ми слож­ные, так как все виды в при­род­ных со­об­ще­ствах вза­и­мо­свя­за­ны. Вза­и­мо­связь может быть ан­та­го­ни­сти­че­ской и сим­био­ти­че­ской. Так, рас­те­ния не могут су­ще­ство­вать без со­жи­тель­ства с не­ко­то­ры­ми ви­да­ми гри­бов, бак­те­рий и жи­вот­ных.

 

Борь­ба с не­бла­го­при­ят­ны­ми усло­ви­я­ми окру­жа­ю­щей среды про­яв­ля­ет­ся в раз­лич­ных от­ри­ца­тель­ных воз­дей­стви­ях не­жи­вой при­ро­ды на ор­га­низ­мы. Так, на про­из­рас­та­ю­щие в пу­сты­нях рас­те­ния вли­я­ет не­до­ста­ток влаги, пи­та­тель­ных ве­ществ в почве и вы­со­кая тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха.

 

Для эво­лю­ции зна­че­ние раз­лич­ных форм борь­бы за су­ще­ство­ва­ние не­рав­но­цен­но. Меж­ви­до­вая борь­ба за су­ще­ство­ва­ние ведет к со­вер­шен­ство­ва­нию одних видов по срав­не­нию с дру­ги­ми. В ре­зуль­та­те такой борь­бы по­бе­див­шие виды со­хра­ня­ют­ся, а про­иг­рав­шие вы­ми­ра­ют. Внут­ри­ви­до­вая борь­ба за су­ще­ство­ва­ние вы­зы­ва­ет уве­ли­че­ние раз­но­об­ра­зия у осо­бей внут­ри­ви­до­вых при­зна­ков, сни­жа­ет на­пря­жен­ность кон­ку­рен­ции за оди­на­ко­вые ре­сур­сы среды.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Борь­ба за су­ще­ство­ва­ние» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы.

 

1)  В чем осо­бен­ность меж­ви­до­вой борь­бы за су­ще­ство­ва­ние?

2)  Что яв­ля­ет­ся ре­зуль­та­том внут­ри­ви­до­вой борь­бы за су­ще­ство­ва­ние?

3)  Какой при­мер ил­лю­стри­ру­ет меж­ви­до­вую борь­бу за су­ще­ство­ва­ние?

15.  
i

НА­ХЛЕБ­НИ­ЧЕ­СТВО, КВАР­ТИ­РАНТ­СТВО И КО­ОПЕ­РА­ЦИЯ

 

Между ор­га­низ­ма­ми раз­ных видов, со­став­ля­ю­щих ту или иную эко­си­сте­му, скла­ды­ва­ют­ся вза­и­мо­вред­ные, вза­и­мо­вы­год­ные, вы­год­ные для одной и не­вы­год­ные или без­раз­лич­ные для дру­гой сто­ро­ны и дру­гие, более

тон­кие вза­и­мо­от­но­ше­ния.

 

Среди био­ти­че­ских от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми в при­род­ных со­об­ще­ствах встре­ча­ют­ся вы­год­ные для одной и без­раз­лич­ные для дру­гой сто­ро­ны вза­и­мо­дей­ствия: на­хлеб­ни­че­ство и квар­ти­рант­ство. При таких вза­и­мо­от­но­ше­ни­ях одни ор­га­низ­мы, ис­поль­зуя осо­бен­но­сти об­ра­за жизни или стро­е­ния дру­гих ор­га­низ­мов, из­вле­ка­ют для себя од­но­сто­рон­нюю поль­зу, не при­чи­няя им при этом ни­ка­ко­го вреда.

 

При на­хлеб­ни­че­стве ор­га­низ­мы-на­хлеб­ни­ки по­треб­ля­ют остат­ки пищи ор­га­низ­мов-хо­зя­ев. На­при­мер, песцы, жи­ву­щие в тундре, могут пи­тать­ся остат­ка­ми пищи белых мед­ве­дей; гиены в аф­ри­кан­ских са­ван­нах – остат­ка­ми пищи львов; рыбы-при­ли­па­лы и лоц­ма­ны обык­но­вен­но со­про­вож­да­ют акул, охот­но по­едая остат­ки до­бы­чи хищ­ни­ков. При квар­ти­рант­стве ор­га­низ­мы- квар­ти­ран­ты из­вле­ка­ют од­но­сто­рон­нюю для себя вы­го­ду от ор­га­низ­мов-хо­зя­ев в виде мест, при­год­ных для оби­та­ния. На­при­мер, на коре де­ре­вьев по­се­ля­ет­ся ли­шай­ник пар­ме­лия, ис­поль­зу­ю­щий де­ре­вья в ка­че­стве места жи­тель­ства; мел­кие со­ко­лы – пу­стель­га и коб­чик – не­ред­ко се­лят­ся в ста­рых гнез­дах серых ворон. Не­ко­то­рые на­се­ко­мые по­се­ля­ют­ся в гнез­дах птиц и норах гры­зу­нов, то есть на­хо­дят в них для себя убе­жи­ще.

 

На­хлеб­ни­че­ство и квар­ти­рант­ство со­дей­ству­ют сов­мест­но­му су­ще­ство­ва­нию раз­ных видов ор­га­низ­мов в при­род­ных со­об­ще­ствах и спо­соб­ству­ют более пол­но­му ис­поль­зо­ва­нию ими ре­сур­сов среды. В про­цес­се эво­лю­ции на­хлеб­ни­че­ство и квар­ти­рант­ство могут пе­ре­хо­дить в более тес­ные вза­и­мо­вы­год­ные от­но­ше­ния между ор­га­низ­ма­ми.

 

В при­род­ных со­об­ще­ствах встре­ча­ет­ся и вза­и­мо­вы­год­ное со­жи­тель­ство. Оно по­стро­е­но, как пра­ви­ло, на пи­ще­вых и про­стран­ствен­ных свя­зях, когда два или более видов ор­га­низ­мов сов­мест­но ис­поль­зу­ют для своей жиз­не­де­я­тель­но­сти раз­лич­ные ре­сур­сы среды. Вза­и­мо­вы­год­ные связи воз­ни­ка­ют в про­цес­се эво­лю­ции на ос­но­ве пред­ше­ству­ю­ще­го па­ра­зи­тиз­ма или дру­гих форм био­ти­че­ских вза­и­мо­от­но­ше­ний. Сте­пень вза­и­мо­вы­год­но­го со­жи­тель­ства между ор­га­низ­ма­ми бы­ва­ет раз­лич­ной – от врéмен­ны­х­кон­так­тов (ко­опе­ра­ция) до та­ко­го со­сто­я­ния, когда при­сут­ствие парт­не­ра ста­но­вит­ся обя­за­тель­ным усло­ви­ем жизни каж­до­го из них (сим­би­оз).

 

Ко­опе­ра­ция на­блю­да­ет­ся между раком-от­шель­ни­ком и ак­ти­ни­ей, при­кре­пив­шей­ся к его убе­жи­щу – ра­ко­ви­не, остав­шей­ся от мол­люс­ка. Рак пе­ре­но­сит ак­ти­нию и под­карм­ли­ва­ет ее остат­ка­ми пищи, а она за­щи­ща­ет его стре­ка­тель­ны­ми клет­ка­ми, ко­то­ры­ми во­ору­же­ны ее щу­паль­ца.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «На­хлеб­ни­че­ство, квар­ти­рант­ство и ко­опе­ра­ция» и зна­ния школь­но­го курса био­ло­гии, от­веть­те на во­про­сы.

 

1)  Какую поль­зу из­вле­ка­ет ор­га­низм-квар­ти­рант от хо­зя­и­на?

2)  Каков ха­рак­тер от­но­ше­ний между ор­га­низ­ма­ми в на­хлеб­ни­че­стве?

3)  Какое пре­иму­ще­ство по­лу­ча­ет рак-от­шель­ник в ко­опе­ра­ции с ак­ти­ни­ей?

16.  
i

ПРО­ИС­ХОЖ­ДЕ­НИЕ ЖИВЫХ СУ­ЩЕСТВ

 

В Сред­ние века люди охот­но ве­ри­ли в то, что гуси про­изо­шли от пих­то­вых де­ре­вьев, а яг­ня­та рож­да­ют­ся из пло­дов дын­но­го де­ре­ва. На­ча­ло этим пред­став­ле­ни­ям, по­лу­чив­шим на­зва­ние«Тео­рия са­мо­за­рож­де­ния», по­ло­жил древ­не­гре­че­ский фи­ло­соф Ари­сто­тель. В XVII в. Ф. Реди вы­ска­зал пред­по­ло­же­ние о том, что живое рож­да­ет­ся толь­ко от жи­во­го и ни­ка­ко­го са­мо­за­рож­де­ния нет. Он по­ло­жил в че­ты­ре банки змею, рыбу, угря и кусок го­вя­ди­ны и за­крыл их мар­лей, чтобы со­хра­нить до­ступ воз­ду­ха. Че­ты­ре дру­гие ана­ло­гич­ные банки он за­пол­нил та­ки­ми же кус­ка­ми мяса, но оста­вил их от­кры­ты­ми. В экс­пе­ри­мен­те Реди менял толь­ко одно усло­вие: от­кры­та или за­кры­та банка. В за­кры­тую банку мухи по­пасть не могли. Через не­ко­то­рое время в мясе, ле­жав­шем в от­кры­тых(кон­троль­ных) со­су­дах по­яви­лись черви. В за­кры­тых бан­ках ни­ка­ких чер­вей об­на­ру­же­но не было.

В XIX в. се­рьез­ный удар по тео­рии са­мо­за­рож­де­ния нанес Л. Па­стер, пред­по­ло­жив­ший, что жизнь в пи­та­тель­ные среды за­но­сит­ся вме­сте с воз­ду­хом в виде спор. Уче­ный скон­стру­и­ро­вал колбу с гор­лыш­ком, по­хо­жим на ле­бе­ди­ную шею, за­пол­нил ее мяс­ным бу­льо­ном и про­ки­пя­тил на спир­тов­ке. После ки­пя­че­ния колба была остав­ле­на на столе, и вся ком­нат­ная пыль и мик­ро­бы, на­хо­дя­щи­е­ся в воз­ду­хе, легко про­ни­кая через от­вер­стие гор­лыш­ка внутрь, осе­да­ли на из­ги­бе, не по­па­дая в бу­льон. Со­дер­жи­мое колбы долго оста­ва­лось не­из­мен­ным. Од­на­ко если сло­мать гор­лыш­ко (уче­ный ис­поль­зо­вал кон­троль­ные колбы), то бу­льон быст­ро мут­нел. Таким об­ра­зом, Па­стер до­ка­зал, что жизнь не за­рож­да­ет­ся в бу­льо­не, а при­но­сит­ся извне вме­сте с воз­ду­хом, со­дер­жа­щим споры гри­бов и бак­те­рий. Сле­до­ва­тель­но, уче­ные, ставя свои опыты, опро­верг­ли один из важ­ней­ших ар­гу­мен­тов сто­рон­ни­ков тео­рии са­мо­за­рож­де­ния, ко­то­рые счи­та­ли, что воз­дух яв­ля­ет­ся тем«ак­тив­ным на­ча­лом», ко­то­рое обес­пе­чи­ва­ет воз­ник­но­ве­ние жи­во­го из не­жи­во­го.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Про­ис­хож­де­ние живых су­ществ», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

1)  Какое обо­ру­до­ва­ние ис­поль­зо­вал в своем экс­пе­ри­мен­те Ф. Реди?

2)  Что было объ­ек­том ис­сле­до­ва­ния в опы­тах Л. Па­сте­ра?

3)  Как на мясе в от­кры­тых бан­ках могли по­явить­ся черви?

17.  
i

Жан Ба­тист Ла­марк

 

Жан Ба­тист Пьер Ан­ту­ан де Моне Ла­марк  — фран­цуз­ский уче­ный- есте­ство­ис­пы­та­тель. Ла­марк стал пер­вым био­ло­гом, ко­то­рый по­пы­тал­ся со­здать строй­ную и це­лост­ную тео­рию эво­лю­ции жи­во­го мира, из­вест­ную в наше время как одна из ис­то­ри­че­ских эво­лю­ци­он­ных кон­цеп­ций, на­зы­ва­е­мая «ла­мар­кизм».

Ла­марк был боль­шим зна­то­ком как в об­ла­сти зоо­ло­гии, так и в об­ла­сти бо­та­ни­ки. С 1815 по 1822 год вы­хо­дил в свет ка­пи­таль­ный се­ми­том­ный труд Ла­мар­ка «Есте­ствен­ная ис­то­рия бес­по­зво­ноч­ных». В нем он опи­сал все из­вест­ные в то время роды и виды бес­по­зво­ноч­ных. Лин­ней раз­де­лил их толь­ко на два клас­са (чер­вей и на­се­ко­мых), Ла­марк же вы­де­лил среди них 10 клас­сов. Со­вре­мен­ные уче­ные, за­ме­тим, вы­де­ля­ют среди бес­по­зво­ноч­ных более 30 типов.

По­ми­мо тер­ми­на «бес­по­зво­ноч­ные», Ла­марк ввел в об­ра­ще­ние и еще один тер­мин, став­ший об­ще­при­ня­тым,  — «био­ло­гия» (в 1802 году). Он сде­лал это од­но­вре­мен­но с не­мец­ким уче­ным F.P. Тре­ви­ра­ну­сом и не­за­ви­си­мо от него. Но самым важ­ным тру­дом Ла­мар­ка стала книга «Фи­ло­со­фия зоо­ло­гии», вы­шед­шая в 1809 году. В ней он из­ло­жил свою тео­рию эво­лю­ции жи­во­го мира.

Ла­мар­ки­сты (уче­ни­ки Ла­мар­ка) со­зда­ли целую на­уч­ную школу, до­пол­няя дар­ви­нов­скую идею от­бо­ра и «вы­жи­ва­ния наи­бо­лее при­спо­соб­лен­но­го» более бла­го­род­ным, с че­ло­ве­че­ской точки зре­ния, «стрем­ле­ни­ем к про­грес­су» в живой при­ро­де.

Про­чи­тай­те текст «Жан Ба­тист Ла­марк» и от­веть­те на во­про­сы.

1.  Что Ла­марк пред­ло­жил пер­вым в ис­то­рии науки?

2.  Какие тер­ми­ны пер­вым ввел Ла­марк?

3.  Ка­ко­во прин­ци­пи­аль­ное от­ли­чие «ла­мар­киз­ма» от «дар­ви­низ­ма»?

18.  
i

Карл Лин­ней

Карл Лин­ней - швед­ский есте­ство­ис­пы­та­тель и врач; со­зда­тель еди­ной си­сте­мы клас­си­фи­ка­ции рас­ти­тель­но­го и жи­вот­но­го мира, еще при жизни при­нес­шей ему все­мир­ную из­вест­ность. В ней были обоб­ще­ны и в зна¬чи­тель­ной сте­пе­ни упо­ря­до­че­ны зна­ния всего преды­ду­ще­го пе­ри­о­да раз¬вития био­ло­ги­че­ской науки.

Лин­ней опре­де­лил по­ня­тие био­ло­ги­че­ско­го вида и за­ло­жил ос­но­вы со­вре­мен­ной би­но­ми­наль­ной (би­нар­ной) но­мен­кла­ту­ры, введя в прак­ти­ку си­сте­ма­ти­ки так на­зы­ва­е­мые nomina trivialia, ко­то­рые позже стали ис­поль­зо­вать­ся в ка­че­стве ви­до­вых эпи­те­тов в би­но­ми­наль­ных на­зва­ни­ях живых ор­га­низ­мов. Вве­ден­ный Лин­не­ем метод фор­ми­ро­ва­ния на­уч­но­го на­зва­ния для каж­до­го из видов ис­поль­зу­ет­ся до сих пор (при­ме­няв­ши­е­ся ранее длин­ные на­зва­ния, со­сто­я­щие из боль­шо­го ко­ли­че­ства слов, да­ва­ли опи­са­ние видов, но не были стро­го фор­ма­ли­зо­ва­ны). Ис­поль­зо­ва­ние ла­тин­ско­го на­зва­ния из двух слов - на­зва­ние рода, затем спе­ци­фич­ное имя - поз­во­ли­ло от­де­лить но­мен­кла­ту­ру от так­со­но­мии.

Карл Лин­ней яв­ля­ет­ся ав­то­ром наи­бо­лее удач­ной ис­кус­ствен­ной клас­си­фи­ка­ции рас­те­ний и жи­вот­ных, став­шей ба­зи­сом для на­уч­ной клас­си­фи­ка­ции живых ор­га­низ­мов. Он делил при­род­ный мир на три «цар­ства»: ми­не­раль­ное, рас­ти­тель­ное и жи­вот­ное, ис­поль­зо­вав че­ты­ре уров­ня («ранга»): клас­сы, от­ря­ды, роды и виды.

Опи­сал около по­лу­то­ра тысяч новых видов рас­те­ний (общее число опи­сан­ных им видов рас­те­ний - более де­ся­ти тысяч) и боль­шое число видов жи­вот­ных.

Про­чи­тай­те текст «Карл Лин­ней» и от­веть­те на во­про­сы.

1.  Ка­ко­ва ос­нов­ная за­слу­га Лин­нея в био­ло­гии?

2.  Как устро­е­но би­но­ми­наль­ное на­зва­ние вида?

Сколь­ко ран­гов ис­поль­зо­вал Лин­ней в своей клас­си­фи­ка­ции (по­ми­мо цар­ства) и сколь­ко ос­нов­ных ран­гов ис­поль­зу­ет­ся сей­час? Какие это ранги?

19.  
i

Мо­ле­ку­ляр­но-ге­не­ти­че­ские ме­то­ды уста­нов­ле­ния род­ства

Су­ще­ству­ет ме­то­ди­ка уста­нов­ле­ния род­ства, в ко­то­рой ис­поль­зу­ют­ся мо­ле­ку­ляр­но-ге­не­ти­че­ские ме­то­ды. Как из­вест­но, че­ло­век  — ди­пло­ид­ный ор­га­низм, име­ю­щий по два ал­ле­ля каж­до­го гена, один из ко­то­рых при­шел от отца, вто­рой  — от ма­те­ри. С по­мо­щью по­ли­ме­раз­ной цеп­ной ре­ак­ции (ПЦР) можно по­лу­чить ДНК-копию ал­ле­лей кон­крет­но­го че­ло­ве­ка. При этом ис­поль­зу­ют­ся такие гены, по ко­то­рым по­ли­мор­физм (раз­ли­чия ал­ле­лей между ор­га­низ­ма­ми) до­ста­точ­но высок. Таким об­ра­зом, чем выше сте­пень род­ства, тем боль­ше сов­па­да­ю­щих ал­ле­лей будет в ДНК срав­ни­ва­е­мых людей. При этом при на­ру­ше­нии ге­не­ти­че­ских за­ко­но­мер­но­стей на­сле­до­ва­ния де­ла­ет­ся вывод о не­воз­мож­но­сти род­ства между лю­дь­ми, ДНК ко­то­рых ис­сле­до­ва­лась.

Част­ным слу­ча­ем опре­де­ле­ния род­ства яв­ля­ет­ся тест на от­цов­ство. При про­ве­де­нии этого теста бе­рет­ся ДНК ма­те­ри, пред­по­ла­га­е­мо­го отца и ре­бен­ка. Ис­сле­ду­ют­ся ал­ле­ли по как можно боль­ше­му числу ло­ку­сов. Из всего мно­же­ства ал­ле­лей ре­бен­ка вы­чи­та­ют­ся ал­ле­ли, ко­то­рые по­лу­че­ны от ма­те­ри, а остав­ши­е­ся про­ве­ря­ют­ся на воз­мож­ность по­лу­че­ния их от отца. На ос­но­ва­нии этих дан­ных либо де­ла­ет­ся вывод о том, что кан­ди­дат не яв­ля­ет­ся отцом этого ре­бен­ка, либо о ве­ро­ят­но­сти того, что он отцом яв­ля­ет­ся.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Мо­ле­ку­ляр­но-ге­не­ти­че­ские ме­то­ды уста­нов­ле­ния род­ства», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

1)  Какую ре­ак­цию ис­поль­зу­ют для по­лу­че­ния копий ал­ле­лей ис­сле­ду­е­мо­го че­ло­ве­ка?

2)  Чья ДНК ис­сле­ду­ет­ся при опре­де­ле­нии от­цов­ства?

3)  Может ли тест на род­ство дать 100% по­ло­жи­тель­ный ответ? Ответ по­яс­ни­те.

20.  
i

Мо­ле­ку­ляр­но-ге­не­ти­че­ские ме­то­ды при рас­сле­до­ва­нии пре­ступ­ле­ний

 

В со­вре­мен­ной кри­ми­на­ли­сти­ке для до­ка­за­тель­ства вины по­до­зре­ва­е­мых часто ис­поль­зу­ют­ся мо­ле­ку­ляр­но-ге­не­ти­че­ские ме­то­ды. Как из­вест­но, че­ло­век  — ди­пло­ид­ный ор­га­низм, име­ю­щий по два ал­ле­ля каж­до­го гена, один из ко­то­рых при­шел от отца, вто­рой  — от ма­те­ри. С по­мо­щью по­ли­ме­раз­ной цеп­ной ре­ак­ции (ПЦР) можно по­лу­чить ДНК-копию ал­ле­лей кон­крет­но­го че­ло­ве­ка. При этом ис­поль­зу­ют­ся такие гены, по ко­то­рым по­ли­мор­физм (раз­ли­чия ал­ле­лей между ор­га­низ­ма­ми) до­ста­точ­но высок. Если ал­ле­ли, об­на­ру­жен­ные в ДНК по­до­зре­ва­е­мо­го, сов­па­да­ют с ал­ле­ля­ми, по­лу­чен­ны­ми из ДНК, об­на­ру­жен­ной на месте пре­ступ­ле­ния, можно сде­лать вывод о том, что по­до­зре­ва­е­мый бывал на месте пре­ступ­ле­ния.

К при­ме­ру, после кражи в доме жерт­вы об­на­ру­жи­ли во­ло­сы, жерт­ве не при­над­ле­жа­щие (из волос можно вы­де­лить ДНК, если они вы­па­ли вме­сте с кор­нем). Во­ло­сы свет­лые, а жерт­ва имеет тем­ные во­ло­сы. Среди зна­ко­мых жерт­вы есть свет­ло­во­ло­сый по­до­зре­ва­е­мый, ко­то­рый от­ри­ца­ет свое зна­ком­ство с жерт­вой. В слу­чае сов­па­де­ния на­бо­ра ал­ле­лей, по­лу­чен­ных из его ДНК и из ДНК кор­ней волос, об­на­ру­жен­ных на месте пре­ступ­ле­ния, можно ули­чить его во лжи. Такие до­ка­за­тель­ства яв­ля­ют­ся кос­вен­ны­ми и ни­ко­гда не ис­поль­зу­ют­ся сами по себе, без до­пол­ни­тель­ных фак­тов, но могут су­ще­ствен­но по­мочь след­ствию.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Мо­ле­ку­ляр­но-ге­не­ти­че­ские ме­то­ды при рас­сле­до­ва­нии пре­ступ­ле­ний», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

1)  Какую ре­ак­цию ис­поль­зу­ют для по­лу­че­ния копий ал­ле­лей ис­сле­ду­е­мо­го че­ло­ве­ка?

2)  Какие гены лучше ис­поль­зо­вать: кон­сер­ва­тив­ные (оди­на­ко­вые почти у всех людей, жи­ву­щих в дан­ной мест­но­сти) или по­ли­морф­ные (силь­но раз­ли­ча­ю­щи­е­ся у раз­ных людей)?

3)  Можно ли счи­тать сов­па­де­ние ДНК 100% до­ка­за­тель­ством вины? Ответ по­яс­ни­те.

21.  
i

Опыт Мил­ле­ра и Юри.

 

Экс­пе­ри­мент Мил­ле­ра−Юри  — из­вест­ный клас­си­че­ский экс­пе­ри­мент, в ко­то­ром ими­ти­ро­ва­лись ги­по­те­ти­че­ские усло­вия ран­не­го пе­ри­о­да раз­ви­тия Земли для про­вер­ки воз­мож­но­сти хи­ми­че­ской эво­лю­ции. Фак­ти­че­ски это был экс­пе­ри­мен­таль­ный тест ги­по­те­зы, вы­ска­зан­ной ранее Алек­сан­дром Опа­ри­ным и Джо­ном Хол­дей­ном, о том, что усло­вия, су­ще­ство­вав­шие на при­ми­тив­ной Земле, спо­соб­ство­ва­ли хи­ми­че­ским ре­ак­ци­ям, ко­то­рые могли при­ве­сти к син­те­зу ор­га­ни­че­ских мо­ле­кул из не­ор­га­ни­че­ских. Опыт был про­ве­ден в 1953 году Стэн­ли Мил­ле­ром и Га­роль­дом Юри.

Со­бран­ный ап­па­рат пред­став­лял собой две колбы, со­еди­нен­ные стек­лян­ны­ми труб­ка­ми в цикл. За­пол­няв­ший си­сте­му газ пред­став­лял собой смесь из ме­та­на, ам­ми­а­ка, во­до­ро­да и мо­но­ок­си­да уг­ле­ро­да (CO). Одна колба была на­по­ло­ви­ну за­пол­не­на водой, ко­то­рая при на­гре­ва­нии ис­па­ря­лась, и во­дя­ные пары по­па­да­ли в верх­нюю колбу, куда с по­мо­щью элек­тро­дов по­да­ва­лись элек­три­че­ские раз­ря­ды, ими­ти­ру­ю­щие раз­ря­ды мол­ний на ран­ней Земле. По охла­жда­е­мой труб­ке кон­ден­си­ро­вав­ший­ся пар воз­вра­щал­ся в ниж­нюю колбу, обес­пе­чи­вая по­сто­ян­ную цир­ку­ля­цию.

После одной не­де­ли не­пре­рыв­но­го цикла Мил­лер и Юри об­на­ру­жи­ли, что 10−15 % уг­ле­ро­да пе­ре­шло в ор­га­ни­че­скую форму. Около 2 % уг­ле­ро­да ока­за­лись в виде ами­но­кис­лот, при­чем гли­цин ока­зал­ся наи­бо­лее рас­про­стра­нен­ной из них. Были также об­на­ру­же­ны са­ха­ра, ли­пи­ды и пред­ше­ствен­ни­ки нук­ле­и­но­вых кис­лот. Экс­пе­ри­мент по­вто­рял­ся не­сколь­ко раз

в 1953−1954 годах.

Мил­лер и Юри ос­но­вы­ва­лись в своих экс­пе­ри­мен­тах на пред­став­ле­ни­ях 1950-х годов о воз­мож­ном со­ста­ве зем­ной ат­мо­сфе­ры. После их экс­пе­ри­мен­тов мно­гие ис­сле­до­ва­те­ли про­во­ди­ли по­доб­ные опыты в раз­лич­ных мо­ди­фи­ка­ци­ях. Было по­ка­за­но, что даже не­боль­шие из­ме­не­ния усло­вий про­те­ка­ния про­цес­са и со­ста­ва га­зо­вой смеси (на­при­мер, до­бав­ле­ние азота или кис­ло­ро­да) могли при­ве­сти к очень су­ще­ствен­ным из­ме­не­ни­ям об­ра­зу­ю­щих­ся ор­га­ни­че­ских мо­ле­кул и по­вли­ять на эф­фек­тив­ность са­мо­го про­цес­са их син­те­за. В на­сто­я­щее время во­прос о воз­мож­ном со­ста­ве пер­вич­ной зем­ной ат­мо­сфе­ры оста­ет­ся от­кры­тым.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Опыт Мил­ле­ра и Юри», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

 

1.  Что ими­ти­ро­ва­ли Мил­лер иЮри в своем экс­пе­ри­мен­те?

2.  Какие ве­ще­ства уда­лось син­те­зи­ро­вать в ап­па­ра­те Мил­ле­ра иЮри?

3.  Какое ко­ли­че­ство уг­ле­ро­да в ис­ход­ном экс­пе­ри­мен­те пе­ре­шло в со­став

ор­га­ни­че­ских ве­ществ?

22.  
i

Тео­рия Опа­ри­на — Хол­дей­на.

 

В 1924 году бу­ду­щий ака­де­мик Опа­рин опуб­ли­ко­вал ста­тью «Про­ис­хож­де­ние жизни». Опа­рин пред­по­ло­жил, что в рас­тво­рах вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных со­еди­не­ний могут са­мо­про­из­воль­но об­ра­зо­вы­вать­ся зоны по­вы­шен­ной кон­цен­тра­ции, ко­то­рые от­но­си­тель­но от­де­ле­ны от внеш­ней среды и могут под­дер­жи­вать обмен с ней. Он на­звал их ко­ацер­ват­ные капли, или про­сто ко­ацер­ва­ты. Усло­вия для на­ча­ла про­цес­са фор­ми­ро­ва­ния бел­ко­вых струк­тур уста­но­ви­лись с мо­мен­та по­яв­ле­ния пер­вич­но­го оке­а­на («бу­льо­на»). В вод­ной среде про­из­вод­ные уг­ле­во­до­ро­дов могли под­вер­гать­ся слож­ным хи­ми­че­ским из­ме­не­ни­ям и пре­вра­ще­ни­ям. В ре­зуль­та­те та­ко­го услож­не­ния мо­ле­кул могли об­ра­зо­вать­ся более слож­ные ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства.

Со­глас­но тео­рии Опа­ри­на, даль­ней­шим шагом по пути к воз­ник­но­ве­нию бел­ко­вых тел могло явить­ся об­ра­зо­ва­ние ко­ацер­ват­ных ка­пель. При опре­де­лен­ных усло­ви­ях мо­ле­ку­лы, окру­жен­ные вод­ной обо­лоч­кой, объ­еди­ня­лись, об­ра­зуя мно­го­мо­ле­ку­ляр­ные ком­плек­сы  — ко­ацер­ва­ты. Ко­ацер­ват­ные капли также могли воз­ни­кать при про­стом сме­ши­ва­нии раз­но­об­раз­ных по­ли­ме­ров. При этом про­ис­хо­ди­ла са­мо­сбор­ка по­ли­мер­ных мо­ле­кул в мно­го­мо­ле­ку­ляр­ные об­ра­зо­ва­ния  — ви­ди­мые под оп­ти­че­ским мик­ро­ско­пом капли.

Капли были спо­соб­ны по­гло­щать извне ве­ще­ства по типу от­кры­тых си­стем. При вклю­че­нии в ко­ацер­ват­ные капли раз­лич­ных ка­та­ли­за­то­ров (в том числе и фер­мен­тов) в них про­ис­хо­ди­ли раз­лич­ные ре­ак­ции, в част­но­сти по­ли­ме­ри­за­ция по­сту­па­ю­щих из внеш­ней среды мо­но­ме­ров. За счет этого капли могли уве­ли­чи­вать­ся в объ­е­ме и весе, а затем дро­бить­ся на до­чер­ние об­ра­зо­ва­ния. Таким об­ра­зом, ко­ацер­ва­ты могли расти, раз­мно­жать­ся, осу­ществ­лять обмен ве­ществ. Далее ко­ацер­ват­ные капли под­вер­га­лись есте­ствен­но­му от­бо­ру, что обес­пе­чи­ло их эво­лю­цию.

По­доб­ные взгля­ды также вы­ска­зы­вал бри­тан­ский био­лог Джон Хол­дейн. Тео­рия была обос­но­ван­на, но не ре­ша­ла одной про­бле­мы, на ко­то­рую долго за­кры­ва­ли глаза почти все спе­ци­а­ли­сты в об­ла­сти про­ис­хож­де­ния жизни. Если спон­тан­но, путем слу­чай­ных без­мат­рич­ных син­те­зов в ко­ацер­ва­те воз­ни­ка­ли еди­нич­ные удач­ные кон­струк­ции бел­ко­вых мо­ле­кул (на­при­мер, эф­фек­тив­ные ка­та­ли­за­то­ры, обес­пе­чи­ва­ю­щие пре­иму­ще­ство дан­но­му ко­ацер­ва­ту в росте и раз­мно­же­нии), то как они могли ко­пи­ро­вать­ся для рас­про­стра­не­ния внут­ри ко­ацер­ва­та, а тем более для пе­ре­да­чи ко­ацер­ва­там-по­том­кам? Тео­рия ока­за­лась не­спо­соб­ной пред­ло­жить ре­ше­ние про­бле­мы точ­но­го вос­про­из­ве­де­ния  — внут­ри ко­ацер­ва­та и в по­ко­ле­ни­ях  — еди­нич­ных, слу­чай­но по­явив­ших­ся эф­фек­тив­ных бел­ко­вых струк­тур.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Тео­рия Опа­ри­на − Хол­дей­на», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

 

1.  Что такое ко­ацер­ват­ные капли?

2.  Какие свой­ства жи­во­го были при­су­щи ко­ацер­ват­ным кап­лям?

3.  Какая про­бле­ма не была ре­ше­на с по­мо­щью тео­рии Опа­ри­на  — Хол­дей­на?

23.  
i

ПРО­ИС­ХОЖ­ДЕ­НИЕ ЖИВЫХ СУ­ЩЕСТВ

 

В Сред­ние века люди охот­но ве­ри­ли в то, что гуси про­изо­шли от пих­то­вых де­ре­вьев, а яг­ня­та рож­да­ют­ся из пло­дов дын­но­го де­ре­ва. На­ча­ло этим пред­став­ле­ни­ям, по­лу­чив­шим на­зва­ние «Тео­рия са­мо­за­рож­де­ния», по­ло­жил древ­не­гре­че­ский фи­ло­соф Ари­сто­тель. В XVII в. Ф. Реди вы­ска­зал пред­по­ло­же­ние о том, что живое рож­да­ет­ся толь­ко от жи­во­го и ни­ка­ко­го са­мо­за­рож­де­ния нет. Он по­ло­жил в че­ты­ре банки по куску змеи, рыбы, угря и го­вя­ди­ны и за­крыл их мар­лей, чтобы со­хра­нить до­ступ воз­ду­ха. Че­ты­ре дру­гие ана­ло­гич­ные банки он за­пол­нил та­ки­ми же кус­ка­ми мяса, но оста­вил их от­кры­ты­ми. В экс­пе­ри­мен­те Реди менял толь­ко одно усло­вие: от­кры­та или за­кры­та банка. В за­кры­тую банку мухи по­пасть не могли. Через не­ко­то­рое время в мясе, ле­жав­шем в от­кры­тых (кон­троль­ных) со­су­дах по­яви­лись черви. В за­кры­тых бан­ках ни­ка­ких чер­вей об­на­ру­же­но не было.

В XIX в. се­рьез­ный удар по тео­рии са­мо­за­рож­де­ния нанес Л. Па­стер, пред­по­ло­жив­ший, что жизнь в пи­та­тель­ные среды за­но­сит­ся вме­сте с воз­ду­хом в виде спор. Уче­ный скон­стру­и­ро­вал колбу с гор­лыш­ком, по­хо­жим на ле­бе­ди­ную шею, за­пол­нил ее мяс­ным бу­льо­ном и про­ки­пя­тил на спир­тов­ке. После ки­пя­че­ния колба была остав­ле­на на столе, и вся ком­нат­ная пыль и мик­ро­бы, на­хо­дя­щи­е­ся в воз­ду­хе, легко про­ни­кая через от­вер­стие гор­лыш­ка внутрь, осе­да­ли на из­ги­бе, не по­па­дая в бу­льон. Со­дер­жи­мое колбы долго оста­ва­лось не­из­мен­ным. Од­на­ко если сло­мать гор­лыш­ко (уче­ный ис­поль­зо­вал кон­троль­ные колбы), то бу­льон быст­ро мут­нел. Таким об­ра­зом, Па­стер до­ка­зал, что жизнь не за­рож­да­ет­ся в бу­льо­не, а при­но­сит­ся извне вме­сте с воз­ду­хом, со­дер­жа­щим споры гри­бов и бак­те­рий. Сле­до­ва­тель­но, уче­ные, ставя свои опыты, опро­верг­ли один из важ­ней­ших ар­гу­мен­тов сто­рон­ни­ков тео­рии са­мо­за­рож­де­ния, ко­то­рые счи­та­ли, что воз­дух яв­ля­ет­ся тем «ак­тив­ным на­ча­лом», ко­то­рое обес­пе­чи­ва­ет воз­ник­но­ве­ние жи­во­го из не­жи­во­го.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Про­ис­хож­де­ние живых су­ществ», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

1)  Какое обо­ру­до­ва­ние ис­поль­зо­вал в своем экс­пе­ри­мен­те Ф. Реди?

2)  Что было объ­ек­том ис­сле­до­ва­ния в опы­тах Л. Па­сте­ра?

3)  Как на мясе в от­кры­тых бан­ках могли по­явить­ся черви?

24.  
i

Син­дром Клайн­фель­те­ра

 

Син­дро­мом Клайн­фель­те­ра на­зы­ва­ет­ся ге­не­ти­че­ское за­бо­ле­ва­ние, вы­зы­ва­е­мое на­ру­ше­ни­ем числа по­ло­вых хро­мо­сом у детей муж­ско­го пола.

 

Кли­ни­че­ская кар­ти­на син­дро­ма опи­са­на в 1942 году в ра­бо­тах Гарри Клайн­фель­те­ра и Фул­ле­ра Ол­брай­та. Ге­не­ти­че­ской осо­бен­но­стью этого син­дро­ма яв­ля­ет­ся раз­но­об­ра­зие ци­то­ге­не­ти­че­ских ва­ри­ан­тов и их со­че­та­ний. Об­на­ру­же­но не­сколь­ко типов по­ли­со­мии по хро­мо­со­мам X и Y у лиц муж­ско­го пола: XXY, XYY, XXXY, XYYY, XXYY, XXXXY и XXXYY. Наи­бо­лее

рас­про­стра­нен син­дром Клайн­фель­те­ра с удво­е­ни­ем Х-хро­мо­со­мы (XXY). Общая ча­сто­та его ко­леб­лет­ся в пре­де­лах 1 на 500−700 но­во­рож­ден­ных маль­чи­ков.

На­ру­ше­ние числа хро­мо­сом обу­слов­ле­но их не­рас­хож­де­ни­ем либо при де­ле­нии мей­о­за на ран­ней ста­дии раз­ви­тия за­ро­ды­ше­вых кле­ток, либо при ми­то­ти­че­ском де­ле­нии кле­ток на на­чаль­ных эта­пах раз­ви­тия эм­бри­о­на. Пре­об­ла­да­ет па­то­ло­гия мей­о­за; в 2/3 слу­ча­ев не­рас­хож­де­ние имеет место при ма­те­рин­ском ово­ге­не­зе и в 1/3 − при от­цов­ском спер­ма­то­ге­не­зе. Фак­то­ром риска воз­ник­но­ве­ния син­дро­ма Клайн­фель­те­ра яв­ля­ет­ся, по-ви­ди­мо­му, воз­раст ма­те­ри; связь с воз­рас­том отца не уста­нов­ле­на. В от­ли­чие от мно­гих дру­гих ане­уп­ло­и­дий син­дром Клайн­фель­те­ра не ас­со­ци­и­ро­ван с по­вы­шен­ным риском вы­ки­ды­ша и не яв­ля­ет­ся ле­таль­ным фак­то­ром.

 

Син­дром Клайн­фель­те­ра обыч­но кли­ни­че­ски про­яв­ля­ет­ся лишь после по­ло­во­го со­зре­ва­ния и по­это­му ди­а­гно­сти­ру­ет­ся от­но­си­тель­но позд­но. До на­ча­ла по­ло­во­го раз­ви­тия уда­ет­ся от­ме­тить толь­ко от­дель­ные фи­зи­че­ские при­зна­ки: не­про­пор­ци­о­наль­но длин­ные ноги, вы­со­кая талия, вы­со­кий рост.

 

К на­ча­лу по­ло­во­го со­зре­ва­ния фор­ми­ру­ют­ся ха­рак­тер­ные про­пор­ции тела: боль­ные часто ока­зы­ва­ют­ся выше сверст­ни­ков, ноги за­мет­но длин­нее ту­ло­ви­ща. Кроме того, не­ко­то­рые дети с дан­ным син­дро­мом могут ис­пы­ты­вать труд­но­сти в учебе и в вы­ра­же­нии своих мыс­лей. У па­ци­ен­тов с син­дро­мом Клайн­фель­те­ра, как пра­ви­ло, сни­жен ин­тел­лект и по­зна­ва­тель­ные спо­соб­но­сти. Боль­шин­ством ис­сле­до­ва­те­лей-пси­хо­ло­гов па­ци­ен­ты с син­дро­мом Клайн­фель­те­ра опи­сы­ва­ют­ся как скром­ные, тихие, более чув­стви­тель­ные по срав­не­нию со сверст­ни­ка­ми. Все эти эф­фек­ты свя­за­ны с не­до­раз­ви­ти­ем гонад и, таким об­ра­зом, сни­же­ни­ем про­дук­ции муж­ско­го по­ло­во­го гор­мо­на те­сто­сте­ро­на.

 

Ранее боль­ные с син­дро­мом Клайн­фель­те­ра счи­та­лись бес­плод­ны­ми, од­на­ко при со­вре­мен­ном уров­не раз­ви­тия тех­но­ло­гии экс­тра­кор­по­раль­но­го опло­до­тво­ре­ния (ис­кус­ствен­но­го за­ча­тия) по­яви­лась воз­мож­ность по­лу­чать здо­ро­вое потом­ство от таких боль­ных. Дру­гие кли­ни­че­ские про­яв­ле­ния ку­пи­ру­ют­ся по­сто­ян­ной за­ме­ща­ю­щей те­ра­пи­ей пре­па­ра­та­ми те­сто­сте­ро­на.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Син­дром Клайн­фель­те­ра», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

 

1.  Чем вы­зы­ва­ет­ся син­дром Клайн­фель­те­ра?

2.  Ка­ко­вы про­яв­ле­ния син­дро­ма Клайн­фель­те­ра?

3.  Ка­ко­ва так­ти­ка ле­че­ния боль­ных с син­дро­мом Клайн­фель­те­ра?

25.  
i

Син­дром Дауна

 

Син­дром Дауна − одна из форм ге­ном­ной па­то­ло­гии, при ко­то­рой хро­мо­со­мы 21-й пары вме­сто нор­маль­ных двух пред­став­ле­ны тремя ко­пи­я­ми. Син­дром по­лу­чил на­зва­ние в честь ан­глий­ско­го врача Джона Дауна, впер­вые опи­сав­ше­го его в 1866 году. Связь между про­ис­хож­де­ни­ем врож­ден­но­го син­дро­ма и из­ме­не­ни­ем ко­ли­че­ства хро­мо­сом была вы­яв­ле­на толь­ко в 1959 году фран­цуз­ским ге­не­ти­ком Же­ро­мом Ле­же­ном.

 

Син­дром Дауна не яв­ля­ет­ся ред­кой па­то­ло­ги­ей − в сред­нем на­блю­да­ет­ся один слу­чай на 700 родов; в дан­ный мо­мент бла­го­да­ря ди­а­гно­сти­ке во время бе­ре­мен­но­сти ча­сто­та рож­де­ния детей с син­дро­мом Дауна умень­ши­лась до 1 к 1100. У обоих полов ано­ма­лия встре­ча­ет­ся с оди­на­ко­вой ча­сто­той. Син­дром Дауна встре­ча­ет­ся во всех эт­ни­че­ских груп­пах и среди всех эко­но­ми­че­ских

клас­сов. Син­дром Дауна обу­слов­лен слу­чай­ны­ми со­бы­ти­я­ми в про­цес­се фор­ми­ро­ва­ния по­ло­вых кле­ток и/или бе­ре­мен­но­сти. По­ве­де­ние ро­ди­те­лей и фак­то­ры окру­жа­ю­щей среды на это никак не вли­я­ют.

 

Воз­раст ма­те­ри вли­я­ет на шансы за­ча­тия ре­бен­ка с син­дро­мом Дауна. Если ма­те­ри от 20 до 24 лет, ве­ро­ят­ность этого 1 к 1562, до 30 лет − 1 к 1000, от 35 до 39 лет − 1 к 214, а в воз­расте стар­ше 45 ве­ро­ят­ность 1 к 19. По по­след­ним дан­ным, от­цов­ский воз­раст, осо­бен­но если он боль­ше 42 лет, также уве­ли­чи­ва­ет риск син­дро­ма.

 

Су­ще­ству­ет ряд до­ро­до­вых при­зна­ков син­дро­ма Дауна, на­при­мер ха­рак­тер­ные УЗИ-при­зна­ки. Кроме того, име­ют­ся раз­лич­ные не­ин­ва­зив­ные и ин­ва­зив­ные спо­со­бы ди­а­гно­сти­ки. Самый точ­ный ре­зуль­тат дают ин­ва­зив­ные ме­то­ди­ки, од­на­ко они могут про­во­ци­ро­вать вы­ки­дыш.

 

Син­дро­му Дауна обыч­но со­пут­ству­ют ха­рак­тер­ные внеш­ние при­зна­ки: плос­кое лицо, раз­ви­тие эпи­кан­ту­са («тре­тье­го века», как у пред­ста­ви­те­лей мон­го­ло­ид­ной расы), ги­пер­по­движ­ность су­ста­вов, ко­рот­кие ко­неч­но­сти, по­сто­ян­но от­кры­тый рот и дру­гие при­зна­ки. Кроме того, син­дром Дауна часто со­про­вож­да­ет­ся ум­ствен­ной от­ста­ло­стью.

 

Сте­пень про­яв­ле­ния за­держ­ки ум­ствен­но­го и ре­че­во­го раз­ви­тия за­ви­сит как от врож­ден­ных фак­то­ров, так и от за­ня­тий с ре­бен­ком. Дети с син­дро­мом Дауна обу­ча­е­мы. За­ня­тия с ними по спе­ци­аль­ным ме­то­ди­кам, учи­ты­ва­ю­щим осо­бен­но­сти их раз­ви­тия и вос­при­я­тия, обыч­но при­во­дят к не­пло­хим ре­зуль­та­там. Так как сте­пень обу­ча­е­мо­сти детей силь­но ва­рьи­ру­ет­ся, их успех в обу­че­нии по стан­дарт­ной школь­ной про­грам­ме может быть раз­ли­чен.. Про­бле­мы в обу­че­нии, име­ю­щи­е­ся у детей с син­дро­мом Дауна, встре­ча­ют­ся и у здо­ро­вых детей, по­это­му ро­ди­те­ли пер­вых могут по­про­бо­вать ис­поль­зо­вать общую про­грам­му обу­че­ния, пре­по­да­ва­е­мую в шко­лах.

 

Из­ве­стен слу­чай по­лу­че­ния че­ло­ве­ком с син­дро­мом Дауна уни­вер­си­тет­ско­го об­ра­зо­ва­ния.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Син­дром Дауна», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

 

1.  С чем свя­за­но воз­ник­но­ве­ние син­дро­ма Дауна у ре­бен­ка?

2.  Что вли­я­ет на ве­ро­ят­ность рож­де­ния ре­бен­ка с син­дро­мом Дауна?

3.  Воз­мож­но ли пре­одо­леть от­ста­ва­ние в ум­ствен­ном раз­ви­тии ре­бен­ка с син­дро­мом Дауна?

26.  
i

СВЕТ КАК ЭКО­ЛО­ГИ­ЧЕ­СКИЙ ФАК­ТОР

 

Свет – важ­ный эко­ло­ги­че­ский фак­тор. Он слу­жит ос­нов­ным ис­точ­ни­ком энер­гии для фо­то­син­те­за, обес­пе­чи­ва­ет под­дер­жа­ние теп­ло­во­го и вод­но­го ба­лан­са в ор­га­низ­ме, со­зда­ет усло­вия для ори­ен­ти­ро­ва­ния в про­стран­стве. Ос­нов­ным ис­точ­ни­ком света на Земле яв­ля­ет­ся Солн­це. Сол­неч­ная ра­ди­а­ция раз­ли­ча­ет­ся по ин­тен­сив­но­сти и ка­че­ству: уль­тра­фи­о­ле­то­вые лучи, ви­ди­мые лучи, ин­фра­крас­ные лучи.

Ко­рот­ко­вол­но­вые уль­тра­фи­о­ле­то­вые лучи гу­би­тель­ны для всего жи­во­го и за­дер­жи­ва­ют­ся озо­но­вым экра­ном. Не­боль­шое ко­ли­че­ство длин­но­вол­но­вых уль­тра­фи­о­ле­то­вых лучей до­сти­га­ет по­верх­но­сти Земли и ока­зы­ва­ет бак­те­ри­цид­ное дей­ствие. Часть длин­но­вол­но­вых уль­тра­фи­о­ле­то­вых лучей ис­поль­зу­ет­ся не­ко­то­ры­ми жи­вот­ны­ми и че­ло­ве­ком для вы­ра­бот­ки ан­тира­хи­тич­но­го ви­та­ми­на D.

Ви­ди­мая часть сол­неч­но­го спек­тра ак­тив­но ис­поль­зу­ет­ся фо­то­син­те­зи­ру­ю­щи­ми ор­га­низ­ма­ми. В пре­де­лах этой части спек­тра

вы­де­ля­ют об­ласть фо­то­син­те­ти­че­ски ак­тив­ной ра­ди­а­ции (ФАР), ко­то­рая по­гло­ща­ет­ся хло­ро­фил­лом и во­вле­ка­ет­ся в фо­то­син­тез. По­это­му ви­ди­мая часть сол­неч­но­го спек­тра важна для фо­то­троф­ных ор­га­низ­мов – ос­нов­ных про­из­во­ди­те­лей пер­вич­но­го ор­га­ни­че­ско­го ве­ще­ства на пла­не­те.

Ин­фра­крас­ные лучи – ос­нов­ной ис­точ­ник теп­ло­вой энер­гии. Они вы­зы­ва­ют на­гре­ва­ние тел ор­га­низ­мов, по­вы­ша­ют в них уро­вень теп­ло­об­ме­на и уве­ли­чи­ва­ют ис­па­ре­ние через по­кро­вы тела воды и пота. Ин­фра­крас­ные лучи не­об­хо­ди­мы также и рас­те­ни­ям: они со­зда­ют наи­бо­лее бла­го­при­ят­ные усло­вия для по­гло­ще­ния через устьи­ца уг­ле­кис­ло­го газа.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста "Свет как эко­ло­ги­че­ский фак­тор", от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

 

1)  Какое вли­я­ние ко­рот­кие уль­тра­фи­о­ле­то­вые лучи ока­зы­ва­ют на рас­те­ния?

2)  Какая часть сол­неч­но­го спек­тра осо­бен­но важна для фо­то­троф­ных ор­га­низ­мов?

3)  Как жи­вот­ные ор­га­низ­мы ис­поль­зу­ют ви­ди­мые лучи?

27.  
i

ЭВО­ЛЮ­ЦИЯ ЖИЗНИ В ПА­ЛЕО­ЗОЙ­СКУЮ ЭРУ

Па­лео­зой­ская эра на­ча­лась 570 млн лет назад и про­дол­жа­лась около 340 млн лет. Суша, пред­став­ля­ю­щая в конце про­те­ро­зоя еди­ный су­пер­кон­ти­нент, рас­ко­ло­лась на от­дель­ные ма­те­ри­ки, сгруп­пи­ро­ван­ные около эк­ва­то­ра. Это при­ве­ло к со­зда­нию боль­шо­го числа мел­ких при­бреж­ных рай­о­нов, при­год­ных для рас­се­ле­ния живых ор­га­низ­мов.

Даль­ней­шее пре­об­ра­зо­ва­ние суши и фор­ми­ро­ва­ние озо­но­во­го экра­на при­ве­ло около 400 млн лет назад к про­ис­хож­де­нию от зе­ле­ных во­до­рос­лей пер­вых на­зем­ных рас­те­ний  — ри­нио­фи­тов и мхов. Они, в от­ли­чие от во­до­рос­лей, об­ла­да­ли по­кров­ны­ми, про­во­дя­щи­ми и ме­ха­ни­че­ски­ми тка­ня­ми, поз­во­ляв­ши­ми су­ще­ство­вать в усло­ви­ях суши. От пер­вых на­зем­ных рас­те­ний про­изо­шли древ­ние спо­ро­вые рас­те­ния  — хвощи, пла­у­ны и па­по­рот­ни­ки, сфор­ми­ро­вав­шие пер­вые леса Земли.

В конце па­лео­зоя кли­мат стал более хо­лод­ным и сухим. От се­мен­ных па­по­рот­ни­ков про­изо­шли пер­вые го­ло­се­мен­ные рас­те­ния. Для опло­до­тво­ре­ния им не нужна была вода, они раз­мно­жа­лись с по­мо­щью семян. Это поз­во­ля­ло им, в от­ли­чие от спо­ро­вых, вы­жи­вать в более су­ро­вых усло­ви­ях.

В на­ча­ле эры по­яви­лись и пер­вые по­зво­ноч­ные жи­вот­ные  — пан­цир­ные рыбы. Они об­ла­да­ли внут­рен­ним ске­ле­том. От пан­цир­ных впо­след­ствии про­изо­шли древ­ние хря­ще­вые и кост­ные рыбы. Среди кост­ных вы­де­ли­лись ки­сте­пе­рые, от ко­то­рых около 300 млн лет назад про­изо­шли пер­вые на­зем­ные зем­но­вод­ные.

В конце па­лео­зоя древ­ние зем­но­вод­ные вы­мер­ли, по­яви­лись пер­вые пре­смы­ка­ю­щи­е­ся  — ко­ти­ло­зав­ры. Впо­след­ствии ко­ти­ло­зав­ры дали на­ча­ло со­вре­мен­ным пре­смы­ка­ю­щим­ся, име­ю­щим сухую, ли­шен­ную желез кожу с ро­го­вы­ми че­шу­я­ми, более со­вер­шен­ные лег­кие и от­кла­ды­ва­ю­щим яйца с за­щит­ны­ми обо­лоч­ка­ми.

Итак, наи­бо­лее су­ще­ствен­ным эта­пом раз­ви­тия жизни в па­лео­зое яв­ля­ет­ся за­во­е­ва­ние суши мно­го­кле­точ­ны­ми рас­те­ни­я­ми и жи­вот­ны­ми.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Эво­лю­ция жизни в па­лео­зой­скую эпоху», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

1)  Какие гео­ло­ги­че­ские про­цес­сы спо­соб­ство­ва­ли уско­ре­нию эво­лю­ции

в па­лео­зой­скую эру?

2)  Какие эво­лю­ци­он­ные адап­та­ции в стро­е­нии при­об­ре­ли пер­вые го­ло­се­мен­ные рас­те­ния в срав­не­нии с древни­ми во­до­рос­ля­ми? На­зо­ви­те не менее трех.

3)  Каков по­ря­док по­яв­ле­ния древ­них по­зво­ноч­ных жи­вот­ных в про­цес­се эво­лю­ции?

28.  
i

ФОРМЫ ЕСТЕ­СТВЕН­НО­ГО ОТ­БО­РА

Есте­ствен­ный отбор  — про­цесс, при­во­дя­щий к вы­жи­ва­нию и пре­иму­ще­ствен­но­му раз­мно­же­нию более при­спо­соб­лен­ных к дан­ным усло­ви­ям среды осо­бей, об­ла­да­ю­щих по­лез­ны­ми на­след­ствен­ны­ми при­зна­ка­ми. Ос­нов­ным ма­те­ри­а­лом для от­бо­ра слу­жат слу­чай­ные на­след­ствен­ные из­ме­не­ния  — му­та­ции и их ком­би­на­ции. В на­сто­я­щее время раз­ли­ча­ют дви­жу­щий и ста­би­ли­зи­ру­ю­щий отбор.

 

Дви­жу­щий отбор  — форма от­бо­ра, ко­то­рая дей­ству­ет при на­прав­лен­ном из­ме­не­нии усло­вий внеш­ней среды. В этом слу­чае особи с при­зна­ка­ми, ко­то­рые от­кло­ня­ют­ся в опре­де­лен­ную сто­ро­ну от сред­не­го зна­че­ния, по­лу­ча­ют пре­иму­ще­ства. При этом иные ва­ри­а­ции при­зна­ка (его от­кло­не­ния в про­ти­во­по­лож­ную сто­ро­ну от сред­не­го зна­че­ния) под­вер­га­ют­ся от­ри­ца­тель­но­му от­бо­ру. В ре­зуль­та­те в по­пу­ля­ции из по­ко­ле­ния к по­ко­ле­нию про­ис­хо­дит сдвиг сред­ней ве­ли­чи­ны при­зна­ка в опре­де­лен­ном на­прав­ле­нии. При­ме­ром яв­ля­ет­ся «ин­ду­стри­аль­ный ме­ла­низм» у ба­бо­чек, пред­став­ля­ю­щий собой рез­кое по­вы­ше­ние доли тем­но­окра­шен­ных осо­бей в тех по­пу­ля­ци­ях на­се­ко­мых, ко­то­рые оби­та­ют в про­мыш­лен­ных рай­о­нах. Из-за про­мыш­лен­но­го воз­дей­ствия ство­лы де­ре­вьев зна­чи­тель­но по­тем­не­ли, а также по­гиб­ли свет­лые ли­шай­ни­ки, из-за чего свет­лые ба­боч­ки стали лучше видны для птиц, а тем­ные  — хуже. Дви­жу­щий отбор осу­ществ­ля­ет­ся при из­ме­не­нии окру­жа­ю­щей среды или при­спо­соб­ле­нии к новым усло­ви­ям при рас­ши­ре­нии аре­а­ла.

 

Ста­би­ли­зи­ру­ю­щий отбор  — форма от­бо­ра, при ко­то­рой его дей­ствие на­прав­ле­но про­тив осо­бей, име­ю­щих край­ние от­кло­не­ния от сред­ней нормы, в поль­зу осо­бей со сред­ней вы­ра­жен­но­стью при­зна­ка. При­чем отбор осу­ществ­ля­ет­ся при не­из­мен­ных усло­ви­ях окру­жа­ю­щей среды в рам­ках су­ще­ству­ю­ще­го аре­а­ла. Отбор в поль­зу сред­них зна­че­ний был об­на­ру­жен по мно­же­ству при­зна­ков. На­при­мер, у мле­ко­пи­та­ю­щих но­во­рож­ден­ные с очень низ­ким и очень вы­со­ким весом чаще по­ги­ба­ют при рож­де­нии или в пер­вые не­де­ли жизни, чем но­во­рож­ден­ные со сред­ним весом.

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ние

 

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Формы есте­ствен­но­го от­бо­ра», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

1)  При каких усло­ви­ях внеш­ней среды дей­ству­ет дви­жу­щий отбор?

2)  Какие особи по­лу­ча­ют пре­иму­ще­ство при дей­ствии ста­би­ли­зи­ру­ю­ще­го от­бо­ра?

3)  По­че­му борь­бу с ко­ло­рад­ским жуком можно счи­тать при­ме­ром дви­жу­ще­го от­бо­ра?

29.  
i

РАЗ­МНО­ЖЕ­НИЕ

Раз­мно­же­ние − это вос­про­из­ве­де­ние ге­не­ти­че­ски сход­ных осо­бей дан­но­го вида, обес­пе­чи­ва­ю­щее не­пре­рыв­ность и пре­ем­ствен­ность жизни. Бес­по­лое раз­мно­же­ние осу­ществ­ля­ет­ся сле­ду­ю­щи­ми спо­со­ба­ми: не­пря­мым де­ле­ни­ем ядер ма­те­рин­ской и каж­дой из по­сле­ду­ю­щих кле­ток на­двое; ве­ге­та­тив­но − от­дель­ны­ми ор­га­на­ми или ча­стя­ми тела (рас­те­ния, ки­шеч­но­по­лост­ные); поч­ко­ва­ни­ем (на­при­мер, дрож­жи и гидра); спо­ро­об­ра­зо­ва­ни­ем.

В ре­зуль­та­те бес­по­ло­го раз­мно­же­ния воз­ни­ка­ет ге­не­ти­че­ски од­но­род­ное потом­ство. Толь­ко в тех слу­ча­ях, когда споры об­ра­зу­ют­ся в ре­зуль­та­те мей­о­за, потом­ство, вы­рос­шее из этих спор, будет ге­не­ти­че­ски раз­ным.

При по­ло­вом раз­мно­же­нии объ­еди­ня­ет­ся ге­не­ти­че­ская ин­фор­ма­ция от двух осо­бей. Особи рас­те­ний или жи­вот­ных раз­но­го пола об­ра­зу­ют га­ме­ты − яй­це­клет­ки и спер­ма­то­зо­и­ды (или спер­мии), со­дер­жа­щие по оди­нар­но­му (га­п­ло­ид­но­му) на­бо­ру хро­мо­сом. При сли­я­нии гамет про­ис­хо­дит опло­до­тво­ре­ние и об­ра­зо­ва­ние ди­пло­ид­ной зи­го­ты. Зи­го­та раз­ви­ва­ет­ся в новую особь, все со­ма­ти­че­ские клет­ки ко­то­рой со­дер­жат ди­пло­ид­ный (двой­ной) набор хро­мо­сом. Все вы­ше­пе­ре­чис­лен­ное спра­вед­ли­во толь­ко для эу­ка­ри­о­ти­че­ских кле­ток. Таким об­ра­зом, при по­ло­вом раз­мно­же­нии про­ис­хо­дит сме­ши­ва­ние ге­но­мов двух раз­ных осо­бей од­но­го вида. Су­ще­ству­ют ор­га­низ­мы-гер­ма­фро­ди­ты, у ко­то­рых раз­ви­тие жен­ских и муж­ских по­ло­вых кле­ток про­ис­хо­дит в теле одной особи.

 

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Раз­мно­же­ние», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

1)  О каких двух спо­со­бах раз­мно­же­ния ор­га­низ­мов идет речь в тек­сте?

2)  Что про­ис­хо­дит в про­цес­се по­ло­во­го раз­мно­же­ния?

3)  Какой не­до­ста­ток ха­рак­те­рен для по­ло­во­го раз­мно­же­ния? Свой ответ ар­гу­мен­ти­руй­те.

30.  
i

Био­це­ноз и био­гео­це­ноз

 

Со­во­куп­ность по­пу­ля­ций ор­га­низ­мов раз­ных видов рас­те­ний, жи­вот­ных, гри­бов, бак­те­рий, сов­мест­но на­се­ля­ю­щих од­но­род­ный уча­сток суши или во­до­е­ма, свя­зан­ных между собой раз­лич­ны­ми вза­и­мо­от­но­ше­ни­я­ми, на­зы­ва­ют при­род­ным со­об­ще­ством, или био­це­но­зом. Био­це­ноз фор­ми­ру­ет­ся из име­ю­щих­ся в при­ро­де ор­га­низ­мов раз­ных видов. Он может су­ще­ство­вать даже при за­ме­не ор­га­низ­мов одних видов на дру­гие со сход­ны­ми по­треб­но­стя­ми к усло­ви­ям оби­та­ния. К био­це­но­зам от­но­сят как со­об­ще­ства ор­га­низ­мов мо­хо­вой кочки бо­ло­та, лужи, так и со­об­ще­ства леса, озера и даже такие круп­ные, как степь и ко­рал­ло­вый риф. Мел­кие био­це­но­зы яв­ля­ют­ся ча­стя­ми более круп­ных. Так, все оби­та­те­ли лес­ных полян, ство­лов упав­ших де­ре­вьев вхо­дят в со­став био­це­но­за леса.

Од­но­род­ный уча­сток зем­ной по­верх­но­сти с опре­де­лен­ным со­ста­вом ор­га­низ­мов (био­це­ноз) и ком­плек­сом не­жи­вых ком­по­нен­тов среды, к ко­то­рым от­но­сят при­зем­ный слой ат­мо­сфе­ры, сол­неч­ную энер­гию, почву и дру­гие усло­вия не­жи­вой при­ро­ды на­зы­ва­ют био­гео­це­но­зом. Глав­ная роль в об­ра­зо­ва­нии на­зем­но­го био­гео­це­но­за при­над­ле­жит рас­те­ни­ям. По­это­му его гра­ни­цы опре­де­ле­ны рас­ти­тель­ным со­об­ще­ством, на­при­мер, дуб­ра­вой, ель­ни­ком или лугом. От­дель­ные био­гео­це­но­зы свя­за­ны между собой кру­го­во­ро­том ве­ществ и по­то­ком энер­гии, осу­ществ­ля­е­мы­ми в про­цес­се фо­то­син­те­за, сто­ков воды с рас­тво­рен­ны­ми в ней ве­ще­ства­ми, ми­гра­ци­я­ми жи­вот­ных, рас­се­ле­ни­ем рас­те­ний, раз­ло­же­ни­ем ор­га­ни­че­ских ве­ществ, бла­го­да­ря де­я­тель­но­сти бак­те­рий и гри­бов.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Био­це­ноз и био­гео­це­ноз», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

 

1)  Что вхо­дит в со­став био­це­но­за?

2)  Что из объ­ек­тов при­ро­ды слу­жит при­ме­ром био­це­но­за?

3)  Какое пре­иму­ще­ство для рас­те­ний имеет их рас­пре­де­ле­ние в про­стран­стве?

31.  
i

ФОРМЫ ЕСТЕ­СТВЕН­НО­ГО ОТ­БО­РА

Есте­ствен­ный отбор  — про­цесс, при­во­дя­щий к вы­жи­ва­нию и пре­иму­ще­ствен­но­му раз­мно­же­нию более при­спо­соб­лен­ных к дан­ным усло­ви­ям среды осо­бей, об­ла­да­ю­щих по­лез­ны­ми на­след­ствен­ны­ми при­зна­ка­ми. Ос­нов­ным ма­те­ри­а­лом для от­бо­ра слу­жат слу­чай­ные на­след­ствен­ные из­ме­не­ния  — му­та­ции и их ком­би­на­ции. В на­сто­я­щее время раз­ли­ча­ют дви­жу­щий и ста­би­ли­зи­ру­ю­щий отбор.

 

Дви­жу­щий отбор  — форма от­бо­ра, ко­то­рая дей­ству­ет при на­прав­лен­ном из­ме­не­нии усло­вий внеш­ней среды. В этом слу­чае особи с при­зна­ка­ми, ко­то­рые от­кло­ня­ют­ся в опре­де­лен­ную сто­ро­ну от сред­не­го зна­че­ния, по­лу­ча­ют пре­иму­ще­ства. При этом иные ва­ри­а­ции при­зна­ка (его от­кло­не­ния в про­ти­во­по­лож­ную сто­ро­ну от сред­не­го зна­че­ния) под­вер­га­ют­ся от­ри­ца­тель­но­му от­бо­ру. В ре­зуль­та­те в по­пу­ля­ции из по­ко­ле­ния к по­ко­ле­нию про­ис­хо­дит сдвиг сред­ней ве­ли­чи­ны при­зна­ка в опре­де­лен­ном на­прав­ле­нии. При­ме­ром яв­ля­ет­ся «ин­ду­стри­аль­ный ме­ла­низм» у ба­бо­чек, пред­став­ля­ю­щий собой рез­кое по­вы­ше­ние доли тем­но­окра­шен­ных осо­бей в тех по­пу­ля­ци­ях на­се­ко­мых, ко­то­рые оби­та­ют в про­мыш­лен­ных рай­о­нах. Из-за про­мыш­лен­но­го воз­дей­ствия ство­лы де­ре­вьев зна­чи­тель­но по­тем­не­ли, а также по­гиб­ли свет­лые ли­шай­ни­ки, из-за чего свет­лые ба­боч­ки стали лучше видны для птиц, а тем­ные  — хуже. Дви­жу­щий отбор осу­ществ­ля­ет­ся при из­ме­не­нии окру­жа­ю­щей среды или при­спо­соб­ле­нии к новым усло­ви­ям при рас­ши­ре­нии аре­а­ла.

 

Ста­би­ли­зи­ру­ю­щий отбор  — форма от­бо­ра, при ко­то­рой его дей­ствие на­прав­ле­но про­тив осо­бей, име­ю­щих край­ние от­кло­не­ния от сред­ней нормы, в поль­зу осо­бей со сред­ней вы­ра­жен­но­стью при­зна­ка. При­чем отбор осу­ществ­ля­ет­ся при не­из­мен­ных усло­ви­ях окру­жа­ю­щей среды в рам­ках су­ще­ству­ю­ще­го аре­а­ла. Отбор в поль­зу сред­них зна­че­ний был об­на­ру­жен по мно­же­ству при­зна­ков. На­при­мер, у мле­ко­пи­та­ю­щих но­во­рож­ден­ные с очень низ­ким и очень вы­со­ким весом чаще по­ги­ба­ют при рож­де­нии или в пер­вые не­де­ли жизни, чем но­во­рож­ден­ные со сред­ним весом.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Формы есте­ствен­но­го от­бо­ра», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

1)  При каких усло­ви­ях внеш­ней среды дей­ству­ет ста­би­ли­зи­ру­ю­щий отбор?

2)  Какие особи по­лу­ча­ют пре­иму­ще­ство при дей­ствии дви­жу­ще­го от­бо­ра?

3)  При­ве­ди­те два при­ме­ра дей­ствия ста­би­ли­зи­ру­ю­ще­го от­бо­ра.

32.  
i

ПРО­ИС­ХОЖ­ДЕ­НИЕ ЖИВЫХ СУ­ЩЕСТВ

 

В Сред­ние века люди охот­но ве­ри­ли в то, что гуси про­изо­шли от пих­то­вых де­ре­вьев, а яг­ня­та рож­да­ют­ся из пло­дов дын­но­го де­ре­ва. На­ча­ло этим пред­став­ле­ни­ям, по­лу­чив­шим на­зва­ние «Тео­рия са­мо­за­рож­де­ния», по­ло­жил древ­не­гре­че­ский фи­ло­соф Ари­сто­тель. В XVII в. Ф. Реди вы­ска­зал пред­по­ло­же­ние о том, что живое рож­да­ет­ся толь­ко от жи­во­го и ни­ка­ко­го са­мо­за­рож­де­ния нет. Он по­ло­жил в че­ты­ре банки по куску змеи, рыбы, угря и го­вя­ди­ны и за­крыл их мар­лей, чтобы со­хра­нить до­ступ воз­ду­ха. Че­ты­ре дру­гие ана­ло­гич­ные банки он за­пол­нил та­ки­ми же кус­ка­ми мяса, но оста­вил их от­кры­ты­ми. В экс­пе­ри­мен­те Реди менял толь­ко одно усло­вие: от­кры­та или за­кры­та банка. В за­кры­тую банку мухи по­пасть не могли. Через не­ко­то­рое время в мясе, ле­жав­шем в от­кры­тых (кон­троль­ных) со­су­дах по­яви­лись черви. В за­кры­тых бан­ках ни­ка­ких чер­вей об­на­ру­же­но не было.

В XIX в. се­рьез­ный удар по тео­рии са­мо­за­рож­де­ния нанес Л. Па­стер, пред­по­ло­жив­ший, что жизнь в пи­та­тель­ные среды за­но­сит­ся вме­сте с воз­ду­хом в виде спор. Уче­ный скон­стру­и­ро­вал колбу с гор­лыш­ком, по­хо­жим на ле­бе­ди­ную шею, за­пол­нил ее мяс­ным бу­льо­ном и про­ки­пя­тил на спир­тов­ке. После ки­пя­че­ния колба была остав­ле­на на столе, и вся ком­нат­ная пыль и мик­ро­бы, на­хо­дя­щи­е­ся в воз­ду­хе, легко про­ни­кая через от­вер­стие гор­лыш­ка внутрь, осе­да­ли на из­ги­бе, не по­па­дая в бу­льон. Со­дер­жи­мое колбы долго оста­ва­лось не­из­мен­ным. Од­на­ко если сло­мать гор­лыш­ко (уче­ный ис­поль­зо­вал кон­троль­ные колбы), то бу­льон быст­ро мут­нел. Таким об­ра­зом, Па­стер до­ка­зал, что жизнь не за­рож­да­ет­ся в бу­льо­не, а при­но­сит­ся извне вме­сте с воз­ду­хом, со­дер­жа­щим споры гри­бов и бак­те­рий. Сле­до­ва­тель­но, уче­ные, ставя свои опыты, опро­верг­ли один из важ­ней­ших ар­гу­мен­тов сто­рон­ни­ков тео­рии са­мо­за­рож­де­ния, ко­то­рые счи­та­ли, что воз­дух яв­ля­ет­ся тем «ак­тив­ным на­ча­лом», ко­то­рое обес­пе­чи­ва­ет воз­ник­но­ве­ние жи­во­го из не­жи­во­го.

Ис­поль­зуя со­дер­жа­ние тек­ста «Про­ис­хож­де­ние живых су­ществ», от­веть­те на сле­ду­ю­щие во­про­сы.

1)  Какое обо­ру­до­ва­ние ис­поль­зо­вал в своем экс­пе­ри­мен­те Ф. Реди?

2)  Чем усло­вия экс­пе­ри­мен­та с кон­троль­ны­ми бан­ка­ми от­ли­ча­лись от усло­вий в дру­гих со­су­дах?

3)  Что было объ­ек­том ис­сле­до­ва­ния в опы­тах Л. Па­сте­ра?