Основные черты популяции как генетического резерва вида

В настоящее время популяцией называют группу особей одного вида, населяющих определенную территорию в течение достаточно длительного времени (большого числа поколений), внутри которой осуществляется панмиксия вследствие отсутствия заметных изоляционных барьеров и которая обнаруживает внутри себя определенные пространственно-временные взаимоотношения Панмиксия заключается в случайном скрещивании родительских пар.

Изоляция нарушает свободную панмиксию внутри популяции, а также ограничивает возможности скрещивания между особями, принадлежащими к разным популяциям. Различают три типа нарушения панмиксии внутри популяции.

Одна популяция отличается от другой набором и частотой аллелей различных генов, а также набором и частотой отдельных генотипов, поскольку каждая популяция стремится сохранить свое положение в местообитании. Этот набор частот генов и генотипов в каждой популяции называется ее генофондом. Отбором называют процесс выживания организмов, генотипы которых обеспечивают им наибольшую приспособленность к условиям среды.

Показатели структуры популяций. Как первая надорганизмен-ная биологическая система, популяция обладает определенной структурой и свойствами. Структуру популяции отражают такие ее показатели, как численность и распределение особей в пространстве, соотношение групп по полу и возрасту, их морфологические, поведенческие и другие особенности.

Численность — общее количество особей в популяции. Если рождаемость перестанет покрывать естественную убыль, и оставшиеся особи в течение сравнительно короткого времени вымрут.

Плотность — число особей на единицу площади или объема. При увеличении численности плотность популяции, как правило, возрастает; она остается прежней лишь в случае ее расселения и расширения ареала.

Пространственная структура популяции характеризуется особенностями размещения особей на занимаемой территории. Она определяется свойствами местообитания и биологическими особенностями вида. Наряду со случайным и равномерным распределением в природе наиболее часто встречается групповое распределение.

Половая структура отражает определенное соотношение мужских и женских особей в популяции.

Возрастная структура отражает соотношение различных возрастных групп в популяциях, зависящее от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, числа потомков в помете, количества потомств за сезон и др. Если какая-либо возрастная группа сокращается либо увеличивается, это сказывается на общей численности популяции.

Экологическая структура свидетельствует об отношении различных групп организмов к условиям окружающей среды.

Внутривидовой полиморфизм обусловливает уникальность сочетания аллелей у разных особей. Причиной полиморфизма служат половое размножение, которое обеспечивает комбинативную изменчивость, и мутации, изменяющие субстрат наследственности. Поддержание внутривидового полиморфизма обеспечивает устойчивость вида и гарантирует его существование в различных условиях среды.

Полиморфи́зм в биологии — способность некоторых организмов существовать в состояниях с различной внутренней структурой или в разных внешних формах.

Внешний (а также внутренний, например, биохимический) полиморфизм может быть обусловлен внутривидовыми генетическими различиями. С другой стороны, возможен полиморфизм, при котором организмы с практически идентичным геномом в зависимости от внешних условий приобретают различные фенотипические формы.

Категория и формы внутривидовой изменчивости по С.А. Мамаеву

С.А. Мамаев (1973) выделяет два типа изменчивости древесных растений: внутривидовую и внутриорганизменную, или эндогенную. Внутривидовая изменчивость, в свою очередь, подразделяется на несколько форм: индивидуальную, половую, хронографическую (сезонную и возрастную), географическую, экологическую и гибридогенную.

Эндогенная, или метамерная, изменчивость — это изменчивость органов (листьев, цветков, плодов, семян, побегов, корней и др.) в пределах особи. Наибольшей метамерной изменчивостью отличаются количественные признаки вегетативных органов (величина годичного прироста побегов, размеры листьев и т. и.).

Индивидуальная изменчивость — это проявление гснотипнческой дифференциации особей в пределах вида. Она обусловлена перекрестными скрещиваниями, мутациями, варьированием условий окружающей среды. Половая обусловлена существованием в популяциях форм, различающихся по полу. У двудомных видов такие формы отличаются очень легко по наличию на деревьях генеративных органов того или иного пола.

Хронографическая, или временная, изменчивость обусловлена возрастными (онтогенетическими) и сезонными влияниями.

Экологическая изменчивость отражает воздействие на растение определенных факторов окружающей внешней среды (сосна на болотах, сосна на меловых отложениях, дуб на солонцах, ясень на болотах и т. д.). Наследование данных отклонений изучено еще недостаточно.

Географическая изменчивость обусловлена дифференциацией вида в пределах ареала в широтном и меридиональном направлениях. Она проявляется в образовании географических рас, или климатипов, и обычно является наследственно закрепленной.

Гибридогенная изменчивость проявляется на границе ареалов различных видов в зонах межвидовой гибридизации. При этом в популяции одного вида наблюдается значительная примесь признаков другого вида.

Географические, экологические и биологические факторы изоляции.

Под изоляцией в генетике популяций понимают любое нарушение случайного скрещивания (панмиксия). Вид складывается из отдельных генетических популяций и если особи одной популяции полностью или частично прекращают обмениваться генами с особями других популяций то такая популяция испытывает процесс изоляции. Географическая изоляция – это результат разделения групп родственных организмов какой-либо физической преградой (море, река, пустыня, хребет). Экологическая изоляция возник в результате того что разные группы организмов произрастая в одной и той же географической области занимают различные места обитания например пониженные и повышенные элементы рельефа, верх горы и подножье. Биологическая изоляция делится на физиологическую и генетическую. Генетический фактор изоляции относятся те факторы кот препятствуют воспроизведению плодовитого потомства. Физиологическая изоляция проявляется например при изменении суточной и сезонной половой активности.

Харди — Вайнберга закон, закон популяционной генетики, устанавливающий соотношение между частотами генов и генотипов в популяции со свободным скрещиванием. Сформулирован в 1908 независимо английским математиком Г. Харди и немецким врачом В. Вайнбергом. Закон утверждает, что если численность популяции диплоидных организмов настолько велика, что можно пренебречь случайными флуктуациями частот генов), если в ней отсутствуют мутации, миграция и отбор (по изучаемому гену), то частоты генотипов AA, Aa и aa в популяции остаются одинаковыми из поколения в поколение (после первого) и удовлетворяют соотношениям Харди ‒ Вайнберга: p 2(AA): 2pq (Aa): q 2(aa), где А и а ‒ аллели несцепленного с полом гена, p ‒ частота аллеля А, q ‒ частота аллеля а. Х. ‒ В. з. распространяется и на случай многоаллельного гена. В популяциях полиплоидных организмов (а также в популяциях диплоидов ‒ для генов, сцепленных с полом) соответствующие соотношения устанавливаются лишь через большое число поколений. Если в популяции выполняются соотношения Х. ‒ В. з., то это не свидетельствует ещё об отсутствии популяционно-генетических процессов. Например, скрещивание близкородственных особей (инбридинг), способствующее увеличению доли гомозигот в популяции, в сочетании с отбором против гомозигот может привести к частотам генотипов, удовлетворяющим соотношениям Х. ‒ В. з. Сопоставление фактически наблюдаемых частот генотипов с теоретически ожидаемыми по Х. ‒ В. з. в ряде случаев позволяет оценить частоты аллелей, вычленить влияющие на них факторы и получить количественные характеристики отбора, неслучайности скрещивания, миграции, случайных флуктуаций и т.п. Представление о генетическом равновесии в популяциях, впервые нашедшем выражение в Х. ‒ В. з., составляет основу современной концепции о взаимодействии популяционно-генетических процессов.

Генная инженерия — понятие более узкое, чем генетическая инженерия, и имеет отношение только к отдельному гену или генам. В ее задачу входят выделение, конструирование и клонирование новых рекомбинантных генов, или молекул ДНК, создание банков генов. В то же время генетическая инженерия — более широкое понятие. Она изучает проблемы направленного конструирования с помощью методов генной инженерии новых живых существ с заданными наследственными признаками и свойствами.

Техника выращивания в искусственных условиях клеток высших организмов резко расширила возможности генетической инженерии растений и животных, поскольку клетки, и в особенности «голые» клетки растений (протопласты), являются удобными реципиентами для введения чужеродного генетического материала.

Вместе с тем культивирование клеток и тканей в пробирках приобрело самостоятельное практическое значение. Оказалось, что в процессе культивирования с клетками можно осуществлять различного рода манипуляции, в результате которых можно получать клетки, а у растений даже целые организмы с новыми наследственными свойствами (гибриды), клетки, способные продуцировать, в огромных количествах важные для человека вещества, моноклональ-ные антитела, размножать (клонировать) ценные генотипы и т. д. Это направление биологии получило название клеточной инженерии. Генетическая и клеточная инженерия направлены на решение общей задачи — осуществление контролируемых биологических манипуляций, связанных с генами, хромосомами, геномами, клетками, протопластами и органеллами клеток с целью создания новых генетических программ (генотипов).

Генетическая инженерия — наука совсем молодая. Формально датой ее рождения считают 1972 год, когда американский ученый профессор Берг с сотрудниками создали первую химерную (гибридную) молекулу ДНК.

Генофонд лесных древесных пород и его сохранение.

Для успешного долговременного селекционного улучшения лесных древесных пород необходимо иметь широкую генетическую базу или значительный генофонд, поэтому очень важно заботиться о сохранении уже существующего генетического потенциала популяций. В любой селекционной программе необходимо предусматривать консервацию генов и генных комплексов, при этом необходимо не допускать сужение генетической базы или возникновения эффекта инбредной депрессии.

консервация генов имеет большое значение и его общая цель – сохранение.

Изучите методы консервирования генетических ресурсов:

Консервация in situ, или консервация деревьев и насаждений в естественных популяциях, т. е. в местах их извечного проживания.

Консервация ex situ, или сохранение генов, генных комплексов или генотипов в искусственных условиях, т. е. не в месте их естественного проживания.

Следует также заметить, что одни группы растении могут сохраняться только in situ, другие — только ex situ, третьи — обоими методами.

- консервация географических происхождений, экотипов и популяций;

- консервация признаков отдельных деревьев.

Изучите формы выделения и сохранения ценного генофонда лесных древесных пород в России:

- отбор и сохранение отдельных ценным насаждений и деревьев.

Имейте представление о мировой политике в области сохранения биоразнообразия и консервации генофонда.

Генофон д — это совокупность генов одной популяции, в пределах которой они характеризуются определенной частотой встречаемости. целью селекции является использование существующей изменчивости для получения большего числа деревьев с желательными характеристиками роста, качества или устойчивости. При этом генетическая база обычно ограничивается или сужается для хозяйственно важных характеристик. В начале любой генетико-селекционной программы, особенно ориентированной на отбор, а также в начале любой хозяйственной деятельности, которая ведет к изменениям в составе генофонда, необходимо позаботиться о сохранении уже существующего генетического потенциала популяций..

Причины потерь генетических ресурсов могут быть самыми разными, например: инвазия насекомых, эпизоотия, вырубка, очистка для сельскохозяйственного пользования, экспансия городов, пожары, штормы и др. Любое действие, которое разрушает леса или часть леса, может вести к опасной в генетическом отношении ситуации. Особенно эта ситуация пагубна для популяций с ограниченным ареалом. Значительна опасность исчезновения генофонда в экстремальных условиях, в которых изведение лесов не компенсируется их восстановлением. К тяжелым последствиям ведет не только полное исчезновение вида, но и просто истощение его генетического потенциала, так как в этом случае возможна потеря устойчивости и наиболее ценных комплексов генов.

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: