เมื่อเปรียบเทียบลักษณะของพันธุ์ไม้ที่ปลูกและพันธุ์ป่าที่ใกล้เคียงกัน พบว่า M. I. Vavilov ค้นพบการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมทั่วไปหลายอย่าง สิ่งนี้ทำให้เขาสามารถกำหนดได้ในปี 1920 กฎของอนุกรมคล้ายคลึงกันในความแปรปรวนทางพันธุกรรม: สปีชีส์และสกุลที่ใกล้เคียงทางพันธุกรรมมีลักษณะเป็นชุดของความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่คล้ายคลึงกันกับความสม่ำเสมอดังกล่าว เมื่อศึกษารูปแบบจำนวนหนึ่งภายในสปีชีส์หรือสกุลเดียวกันแล้ว เราสามารถสันนิษฐานได้ว่ามีอยู่ของรูปแบบที่มีส่วนผสมของอักขระที่คล้ายกันภายในสปีชีส์หรือจำพวกที่เกี่ยวข้องกัน
ตัวอย่างที่แสดงรูปแบบนี้คือ: ในข้าวสาลีข้าวบาร์เลย์และข้าวโอ๊ตมีหูสีขาวแดงและดำ ในซีเรียลรู้จักรูปแบบที่มีหางยาวและสั้นเป็นต้นม. I. Vavilov ชี้ให้เห็นว่าชุดที่คล้ายคลึงกันมักจะไปไกลกว่าสกุลและแม้แต่ครอบครัว โรคนิ้วสั้นเป็นที่สังเกตได้จากตัวแทนของกลุ่มสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายตัว: ในโค, แกะ, สุนัขและมนุษย์ โรคเผือกพบได้ในสัตว์มีกระดูกสันหลังทุกประเภท
กฎของอนุกรมคล้ายคลึงกันทำให้สามารถคาดการณ์ถึงความเป็นไปได้ของการกลายพันธุ์ที่วิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการเพาะพันธุ์เพื่อสร้างรูปแบบใหม่ที่มีคุณค่าต่อเศรษฐกิจ ในปี ค.ศ. 1920 เมื่อมีการกำหนดกฎของอนุกรมคล้ายคลึงกัน รูปแบบฤดูหนาวของข้าวสาลีดูรัมยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่คาดการณ์ถึงการมีอยู่ของมัน ไม่กี่ปีต่อมา แบบฟอร์มดังกล่าวถูกค้นพบในเติร์กเมนิสถาน ในซีเรียล (ข้าวสาลี, ข้าวบาร์เลย์, ข้าวโอ๊ต, ข้าวโพด) มีเมล็ดที่เปลือยเปล่าและเป็นฟิล์ม ไม่ทราบพันธุ์ข้าวฟ่างเปล่า แต่คาดว่าจะมีอยู่ของรูปแบบดังกล่าวและพบว่า อนุกรมคล้ายคลึงกันนั้นขึ้นอยู่กับความคล้ายคลึงกันของฟีโนไทป์ซึ่งเกิดขึ้นจากการกระทำของอัลลีลเดียวกันของยีนเดียวกันตลอดจนการกระทำของยีนต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมีต่อเนื่องกันในร่างกาย
กฎของอนุกรมคล้ายคลึงกันเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของกลุ่มที่เกี่ยวข้อง อำนวยความสะดวกในการค้นหาความเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมสำหรับการคัดเลือก และในอนุกรมวิธานทำให้สามารถค้นหารูปแบบที่คาดหวังใหม่ได้ กฎหมายเกี่ยวข้องโดยตรงกับการศึกษาโรคทางพันธุกรรมของมนุษย์ ปัญหาการรักษาและป้องกันโรคทางพันธุกรรมไม่สามารถแก้ไขได้หากไม่มีการวิจัยเกี่ยวกับสัตว์ที่มีความผิดปกติทางพันธุกรรมคล้ายกับที่พบในมนุษย์ ตามกฎหมาย M. I. Vavilov ฟีโนไทป์ที่คล้ายกับโรคทางพันธุกรรมของมนุษย์นั้นพบได้ในสัตว์เช่นกัน ที่จริงแล้ว เงื่อนไขทางพยาธิวิทยาหลายอย่างที่ระบุในสัตว์อาจเป็นแบบจำลองของโรคทางพันธุกรรมของมนุษย์ ดังนั้นสุนัขจึงมีโรคฮีโมฟีเลียซึ่งมีความเชื่อมโยงกับเพศ โรคเผือกมีรายงานในสัตว์ฟันแทะ แมว สุนัขและนกหลายชนิด เพื่อศึกษาโรคกล้ามเนื้อเสื่อม ใช้หนู วัว ม้า โรคลมบ้าหมู - กระต่าย หนู หนู หูหนวกทางพันธุกรรมมีอยู่ในหนูตะเภา หนู และสุนัข ข้อบกพร่องในโครงสร้างของใบหน้ามนุษย์ คล้ายคลึงกันกับ "ปากแหว่ง" และ "เพดานโหว่" พบได้ในบริเวณใบหน้าของกะโหลกศีรษะของหนู สุนัข สุกร หนูเป็นโรคเมตาบอลิซึมทางพันธุกรรม เช่น โรคอ้วนและโรคเบาหวาน เมลลิทัส นอกจากการกลายพันธุ์ที่ทราบแล้ว การสัมผัสกับปัจจัยการกลายพันธุ์สามารถทำให้เกิดความผิดปกติใหม่ๆ ในสัตว์ทดลอง เช่นเดียวกับที่พบในมนุษย์
กิจกรรมของ N.I. Vavilov
นักพันธุศาสตร์โซเวียตที่โดดเด่น Nikolai Ivanovich Vavilov มีส่วนสนับสนุนอย่างมากต่อการพัฒนาวิทยาศาสตร์ในประเทศ ดาราจักรทั้งดาราจักรของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้โด่งดังถูกเลี้ยงดูมาภายใต้การนำของเขา การศึกษาดำเนินการโดย N.I. Vavilov และนักเรียนของเขาทำให้วิทยาศาสตร์การเกษตรสามารถเชี่ยวชาญวิธีการใหม่ในการค้นหาพันธุ์พืชป่าเป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับการเพาะพันธุ์วางรากฐานทางทฤษฎีของการผสมพันธุ์ของสหภาพโซเวียต
หมายเหตุ 1
หลักคำสอนเรื่องศูนย์กลางการกำเนิดของพืชที่เพาะปลูกได้ถูกกำหนดขึ้นจากวัสดุสะสมที่รวบรวมได้จำนวนมาก และตัวอย่างเมล็ดพันธุ์ที่รวบรวมโดย Vavilov และผู้ร่วมงานของเขาเป็นแนวหน้าในวงกว้างสำหรับการวิจัยทางพันธุกรรมและงานปรับปรุงพันธุ์
ต้องขอบคุณการวิเคราะห์วัสดุที่รวบรวมซึ่งได้กำหนดกฎอนุกรมที่คล้ายคลึงกันที่มีชื่อเสียง
สาระสำคัญของกฎของอนุกรมคล้ายคลึงกันของความแปรปรวนทางพันธุกรรม
ในการศึกษาระยะยาวเกี่ยวกับรูปแบบป่าและพืชที่ได้รับการปลูกฝังในห้าทวีป N.I. Vavilov สรุปว่าความแปรปรวนของสปีชีส์และสกุลใกล้เคียงแหล่งกำเนิดเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกัน ในกรณีนี้จะเกิดอนุกรมความแปรปรวนที่เรียกว่า ชุดของความแปรปรวนเหล่านี้ถูกต้องมาก จนเมื่อทราบจำนวนอักขระและรูปแบบภายในหนึ่งสปีชีส์แล้ว เราสามารถคาดการณ์ถึงการมีอยู่ของคุณสมบัติเหล่านี้ในสปีชีส์และสกุลอื่น ยิ่งความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันมากเท่าใด ความคล้ายคลึงกันในชุดความแปรปรวนก็จะยิ่งสมบูรณ์มากขึ้น
ตัวอย่างเช่น ในแตงโม ฟักทอง และแตงโม รูปร่างของผลไม้อาจเป็นวงรี กลม ทรงกลม และทรงกระบอก สีของผลอาจเป็นสีอ่อน สีเข้ม ลายทางหรือลายจุด ใบของพืชทั้งสามชนิดสามารถผ่าได้ทั้งใบหรือผ่าลึก
หากเราพิจารณาซีเรียล จาก $38$ ของคุณลักษณะที่ศึกษาของซีเรียล:
- พบ 37 ดอลลาร์ในข้าวไรย์และข้าวสาลี
- ข้าวบาร์เลย์และข้าวโอ๊ต - $35$,
- สำหรับข้าวโพดและข้าว - $32$,
- ข้าวฟ่างมี $27.
ความรู้เกี่ยวกับความสม่ำเสมอเหล่านี้ทำให้สามารถคาดการณ์ลักษณะเฉพาะบางอย่างในพืชบางชนิดได้ เกี่ยวกับตัวอย่างการสำแดงอาการเหล่านี้ในพืชชนิดอื่นที่เกี่ยวข้องกัน
ในการตีความสมัยใหม่ การกำหนดกฎของอนุกรมความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่คล้ายคลึงกันนี้มีดังนี้:
"สปีชีส์ที่เกี่ยวข้อง สกุล ครอบครัวมียีนที่คล้ายคลึงกันและลำดับยีนในโครโมโซม ซึ่งมีความคล้ายคลึงกันซึ่งมีความสมบูรณ์มากกว่า มีวิวัฒนาการที่ใกล้ชิดยิ่งขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับแท็กซ่า"
Vavilov สร้างความสม่ำเสมอให้กับพืช แต่การวิจัยในภายหลังได้แสดงให้เห็นว่ากฎหมายเป็นสากล
พื้นฐานทางพันธุกรรมของกฎของชุดพันธุกรรมที่คล้ายคลึงกัน
พื้นฐานทางพันธุกรรมของกฎหมายที่กล่าวถึงข้างต้นคือข้อเท็จจริงที่ว่าภายใต้สภาวะที่คล้ายคลึงกัน สิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดสามารถตอบสนองต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมในลักษณะเดียวกันได้ และกระบวนการทางชีวเคมีของพวกมันดำเนินไปในลักษณะเดียวกันโดยประมาณ รูปแบบนี้สามารถกำหนดได้ดังนี้:
"ระดับของความคล้ายคลึงกันทางประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนยีนทั่วไปในกลุ่มที่เปรียบเทียบ"
เนื่องจากจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดมีความคล้ายคลึงกัน การเปลี่ยนแปลงของยีนเหล่านี้ในระหว่างการกลายพันธุ์จึงอาจคล้ายคลึงกัน ภายนอก (ตามฟีโนไทป์) สิ่งนี้แสดงออกในลักษณะเดียวกันของความแปรปรวนในสปีชีส์ สกุล ฯลฯ ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด
ความหมายของกฎชุดพันธุกรรมที่คล้ายคลึงกัน
กฎของอนุกรมคล้ายคลึงกันมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาวิทยาศาสตร์เชิงทฤษฎีและสำหรับการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติในการผลิตทางการเกษตร เป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจทิศทางและวิธีการวิวัฒนาการของกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้อง ในการผสมพันธุ์พวกเขาวางแผนที่จะสร้างพันธุ์พืชและสายพันธุ์ใหม่ของสัตว์เลี้ยงที่มีลักษณะเฉพาะตามการศึกษาความแปรปรวนทางพันธุกรรมของสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง
ในอนุกรมวิธานของสิ่งมีชีวิต กฎหมายนี้ทำให้สามารถค้นหาสิ่งมีชีวิตรูปแบบใหม่ที่คาดหวังได้ (ชนิด สกุล วงศ์) ที่มีคุณสมบัติบางอย่าง หากพบชุดดังกล่าวในกลุ่มที่เป็นระบบที่เกี่ยวข้องกัน
อนุกรมคล้ายคลึงกันในความแปรปรวนทางพันธุกรรม- แนะนำแนวคิด N.I. Vavilov ในการศึกษาความเท่าเทียมในปรากฏการณ์ความแปรปรวนทางพันธุกรรมโดยการเปรียบเทียบกับ ซีรีส์ที่คล้ายคลึงกันสารประกอบอินทรีย์.
กฎของอนุกรมคล้ายคลึงกัน: สปีชีส์และสกุลที่ใกล้เคียงทางพันธุกรรมมีลักษณะเฉพาะโดยชุดของความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่คล้ายคลึงกันกับความสม่ำเสมอที่เมื่อทราบจำนวนรูปแบบภายในหนึ่งสปีชีส์แล้ว เราสามารถคาดการณ์ถึงการค้นพบรูปแบบคู่ขนานในสปีชีส์และสกุลอื่น
รูปแบบความหลากหลายในพืช ซึ่งกำหนดโดยการศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับความแปรปรวนของสกุลและวงศ์ต่างๆ สามารถเปรียบเทียบคร่าวๆ ได้ในระดับหนึ่งกับชุดเคมีอินทรีย์ที่คล้ายคลึงกัน เช่น กับไฮโดรคาร์บอน (CH 4 , C 2 H 6 , C 3 ส 8 ...).
สาระสำคัญของปรากฏการณ์นี้อยู่ที่ความจริงที่ว่าเมื่อศึกษาความแปรปรวนทางพันธุกรรมในกลุ่มพืชใกล้เคียงกัน อัลลีลิกรูปร่างที่ซ้ำกันข้ามสายพันธุ์ (เช่น culm knots ซีเรียลกับ แอนโธไซยานินมีหรือไม่มีสี หูข้าวโพดกับ awnหรือไม่มี เป็นต้น) การมีอยู่ของความสามารถในการทำซ้ำดังกล่าวทำให้สามารถคาดการณ์การมีอยู่ของอัลลีลที่ยังไม่ถูกค้นพบซึ่งมีความสำคัญจากมุมมองของ การผสมพันธุ์งาน. การค้นหาพืชที่มีอัลลีลดังกล่าวได้ดำเนินการในระหว่างการเดินทางตามที่คาดคะเน ศูนย์กลางของแหล่งกำเนิดพืชที่ปลูก. ควรจำไว้ว่าในปีนั้นอุปนัยเทียม การกลายพันธุ์สารเคมีหรือการสัมผัส รังสีไอออไนซ์ยังไม่เป็นที่รู้จักและการค้นหาอัลลีลที่จำเป็นต้องทำตามธรรมชาติ ประชากร.
N.I. Vavilov ถือว่ากฎหมายที่เขากำหนดขึ้นนั้นมีส่วนสนับสนุนแนวคิดที่นิยมในขณะนั้นเกี่ยวกับธรรมชาติปกติของความแปรปรวนที่อยู่ภายใต้กระบวนการวิวัฒนาการ (เช่น ทฤษฎี โนเจเนซิส แอล.เอส.เบอร์กา). เขาเชื่อว่ารูปแบบทางพันธุกรรมซ้ำแล้วซ้ำอีกในกลุ่มต่าง ๆ รองรับวิวัฒนาการ ความเท่าเทียมกันและปรากฏการณ์ ล้อเลียน.
ในยุค 70-80 ของศตวรรษที่ XX เขาหันไปใช้กฎของอนุกรมที่คล้ายคลึงกันในผลงานของเขา เมดนิคอฟ บี.เอ็ม.ผู้เขียนผลงานจำนวนหนึ่งซึ่งเขาแสดงให้เห็นว่าคำอธิบายดังกล่าวสำหรับการเกิดขึ้นของสิ่งที่คล้ายคลึงกันซึ่งมักจะเป็นรายละเอียดที่เล็กที่สุดอักขระในแท็กซ่าที่เกี่ยวข้องค่อนข้างสอดคล้องกัน
แท็กซ่าที่เกี่ยวข้องมักจะมีลำดับพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกันซึ่งมีหลักการแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย และการกลายพันธุ์บางอย่างมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นและแสดงออกในลักษณะเดียวกันโดยทั่วไปในตัวแทนของแท็กซ่าที่แตกต่างกัน แต่มีความเกี่ยวข้องกัน ตัวอย่างเช่น มีการกลายพันธุ์ที่เด่นชัดสองรูปแบบในโครงสร้างของกะโหลกศีรษะและร่างกายโดยรวม: acromegalyและ acromicriaซึ่งในที่สุดการกลายพันธุ์จะรับผิดชอบ เปลี่ยนความสมดุล "เปิด" หรือ "ปิด" ในเวลาที่เหมาะสมระหว่างการสร้างฮอร์โมน ฮอร์โมนการเจริญเติบโตและ โกนาโดโทรปิน.
หลักคำสอนเรื่องศูนย์กำเนิดพันธุ์ไม้ที่ปลูก
หลักคำสอนของศูนย์กลางการกำเนิดของพืชที่ปลูกถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของแนวคิดของ Charles Darwin (“ The Origin of Species”, ch. 12, 1859) เกี่ยวกับการมีอยู่ของศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์ของแหล่งกำเนิดของสายพันธุ์ทางชีววิทยา ในปี 1883 A. Decandol ได้ตีพิมพ์ผลงานที่เขากำหนดพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ของแหล่งกำเนิดเริ่มต้นของพืชที่ปลูกหลัก อย่างไรก็ตาม พื้นที่เหล่านี้ถูกจำกัดอยู่เฉพาะในทวีปทั้งหมดหรือในดินแดนอื่นๆ ที่ค่อนข้างกว้างขวางเช่นกัน ภายในครึ่งศตวรรษหลังจากการตีพิมพ์หนังสือของ Decandole ความรู้ในด้านต้นกำเนิดของพืชที่ปลูกก็ขยายตัวอย่างมาก เอกสารเผยแพร่เกี่ยวกับพืชที่ปลูกในประเทศต่างๆ รวมทั้งพืชแต่ละชนิด ปัญหานี้ได้รับการพัฒนาอย่างเป็นระบบที่สุดในปี 1926-39 โดย NI Vavilov บนพื้นฐานของวัสดุในทรัพยากรพืชโลก เขาได้แยกแยะศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์หลัก 7 แห่งที่เป็นแหล่งกำเนิดของพืชที่เพาะปลูก
1. ศูนย์กลางเขตร้อนของเอเชียใต้ (ประมาณ 33% ของจำนวนพันธุ์พืชที่ปลูกทั้งหมด)
2. ศูนย์เอเชียตะวันออก (20% ของพืชที่ปลูก)
3. ศูนย์เอเชียตะวันตกเฉียงใต้ (4% ของพืชที่ปลูก)
4. ศูนย์เมดิเตอร์เรเนียน (ประมาณ 11% ของพันธุ์พืชที่ปลูก)
5. ศูนย์เอธิโอเปีย (ประมาณ 4% ของพืชที่ปลูก)
6. ศูนย์อเมริกากลาง (ประมาณ 10%)
7. ศูนย์ Andean (อเมริกาใต้) (ประมาณ 8%)
แหล่งกำเนิดพืชที่ปลูก: 1. อเมริกากลาง 2. อเมริกาใต้ 3. เมดิเตอร์เรเนียน 4. เอเชียตะวันตก 5. Abyssinian 6. เอเชียกลาง 7. ฮินดูสถาน 7A เอเชียตะวันออกเฉียงใต้, 8. เอเชียตะวันออก.
นักวิจัยหลายคนรวมถึง P. M. Zhukovsky, E. N. Sinskaya, A. I. Kuptsov ซึ่งทำงานต่อของ Vavilov ได้ทำการแก้ไขแนวคิดเหล่านี้ด้วยตนเอง ดังนั้นอินเดียเขตร้อนและอินโดจีนกับอินโดนีเซียจึงถือเป็นศูนย์กลางอิสระสองแห่งและศูนย์เอเชียตะวันตกเฉียงใต้แบ่งออกเป็นเอเชียกลางและเอเชียตะวันตกพื้นฐานของศูนย์กลางเอเชียตะวันออกคือลุ่มน้ำ Huang He ไม่ใช่ แม่น้ำแยงซีซึ่งชาวจีนในฐานะชาวนาเข้ามาแทรกซึมในภายหลัง ศูนย์เกษตรกรรมโบราณยังได้รับการจัดตั้งขึ้นในซูดานตะวันตกและนิวกินี พืชผล (รวมถึงผลเบอร์รี่และถั่ว) มีพื้นที่จำหน่ายที่กว้างขวางกว่า ไปไกลกว่าศูนย์กลางของแหล่งกำเนิด ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดของ Decandol มากขึ้น เหตุผลนี้อยู่ที่แหล่งกำเนิดของป่าส่วนใหญ่ (แทนที่จะเป็นเชิงเขาสำหรับพืชผักและพืชไร่) ตลอดจนคุณสมบัติของการคัดเลือก มีการระบุศูนย์ใหม่: ออสเตรเลีย, อเมริกาเหนือ, ยุโรป - ไซบีเรีย
ในอดีตมีการนำพืชบางชนิดมาใช้ในการเพาะปลูกนอกศูนย์กลางหลักเหล่านี้ แต่จำนวนพืชดังกล่าวมีน้อย หากแต่ก่อนเชื่อกันว่าศูนย์กลางหลักของวัฒนธรรมการเกษตรโบราณเป็นหุบเขากว้าง เสือ, ยูเฟรตีส์, คนที่ยอมอะไรง่าย, แม่น้ำไนล์และแม่น้ำสายใหญ่อื่นๆ Vavilov แสดงให้เห็นว่าพืชที่ปลูกเกือบทั้งหมดปรากฏขึ้นในพื้นที่ภูเขาของเขตร้อน กึ่งเขตร้อน และเขตอบอุ่น ศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์หลักของการแนะนำเบื้องต้นในวัฒนธรรมของพืชที่ปลูกส่วนใหญ่นั้นไม่เพียงเกี่ยวข้องกับความร่ำรวยของดอกไม้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอารยธรรมโบราณด้วย
เป็นที่ยอมรับแล้วว่าเงื่อนไขที่วิวัฒนาการและการคัดเลือกวัฒนธรรมเกิดขึ้นกำหนดข้อกำหนดเกี่ยวกับเงื่อนไขสำหรับการเติบโต ประการแรก ได้แก่ ความชื้น ความยาววัน อุณหภูมิ และระยะเวลาของฤดูปลูก
ศูนย์ภาษาจีน (เอเชียตะวันออก)
ศูนย์จีนครอบคลุมพื้นที่ภูเขาของภาคกลางและตะวันตกของจีน โดยมีพื้นที่ลุ่มที่อยู่ติดกัน พื้นฐานของการเน้นนี้คือเขตอบอุ่นตามแนวแม่น้ำเหลือง มีอุณหภูมิค่อนข้างสูง ความชื้นสูงมาก และฤดูปลูกปานกลาง
ข้าว- วาไรตี้ญี่ปุ่น
Qingkeหรือ Zinke (ทิเบต บาร์เล่ย์) - นู้ดวาไรตี้
ข้าวฟ่าง
ชูมิซ่า
เกาเหลียง
paisa(Echinochloa frumentacea) - ข้าวฟ่างญี่ปุ่น, ข้าวฟ่างป่า, หญ้ายุ้งข้าว, พืชประจำปีของครอบครัว ซีเรียล .
adzukiหรือถั่วเชิงมุม ( วินญา แองกูลาริส)
ข้าวโอ้ต- ความหลากหลายที่เปลือยเปล่า
หัวไชเท้า - Daikonและ โลบา
ผักกาดขาว(บราสซิก้า พีคิเนนซิส)
ผักกาดขาว(บราสซิก้า ชิเนนซิส)
สลัดหน่อไม้ฝรั่ง(หน่อไม้ฝรั่งแลคทูก้า)
โบว์บาตูน
Allium หอม
ฝ้ายเส้นใยสั้น (แบบไม้) - เป็นที่ถกเถียงกัน
Perilla
Actinidia- จุดเน้นหลัก
วอลนัท
เฮเซล
ส้ม- อาจเป็นเรื่องรอง
แมนดาริน
Kinkan
ลูกพลับ
ตะไคร้
มะระขี้นก
อูนาบิ
ใบชา
ต้นตุง
สีขาว ต้นหม่อน(ต้นหม่อน)
การบูรลอเรล
ไม้ไผ่- บางประเภท
โสม
อาติโช๊คจีน
อ้อย- พันธุ์ท้องถิ่น
โลควอทญี่ปุ่น(โลควอท)
รถราง
ราสเบอร์รี่สีม่วง
ลิ้นจี่
Voskovnitsa สีแดง
นอกจากนี้ ศูนย์กลางยังเป็นจุดสนใจหลักของการสร้างรูปร่าง วงศ์ย่อย Apple และ Plumและสกุลขององค์ประกอบ ได้แก่ :
ต้นแอปเปิ้ล
ลูกแพร์
แอปริคอท
เชอร์รี่
พลัม
อัลมอนด์
ลูกพีช
ฮอว์ธอร์น
ศูนย์อินโด-มาเลย์ (เอเชียตะวันออกเฉียงใต้)
ศูนย์อินโด-มาเลย์ช่วยเสริมศูนย์กำเนิดพืชผลของอินเดีย ซึ่งรวมถึงหมู่เกาะมาเลย์ ฟิลิปปินส์ และอินโดจีนทั้งหมด ความชื้นและอุณหภูมิสูงมาก พืชพรรณตลอดปี สัมผัสกับอิทธิพลของศูนย์จีนและฮินดูสถานบ้าง
ข้าว- จุดเน้นหลัก
สาเก
กล้วย
ต้นมะพร้าว
ต้นตาล
สาคูปาล์ม
Areca
อ้อย- ร่วมกับศูนย์ฮินดูสถาน
แชดด็อก
ทุเรียน
มะนิลา ป่าน
ไพ่ทาโรต์
มันเทศ
ปากฉ่อย
มะระขี้นก
จีน- เป็นที่ถกเถียง
มะนาว- โฟกัสรอง
ส้มโอ
มะกรูด
มะนาว
ปอมเมอเรเนียน
พลู
กระวาน
มังคุด
ต้นกานพลู
พริกไทยดำ
ลูกจันทน์เทศ
ลำไย
Trichozant
ศูนย์อินเดีย (ฮินโดสถาน)
ศูนย์อินเดีย (ฮินโดสถาน) ครอบคลุมคาบสมุทร ฮินดูสถานยกเว้นรัฐทางตะวันตกเฉียงเหนือของอินเดียและ พม่าและรัฐอินเดีย อัสสัม. มีความชื้นสูงและอุณหภูมิสูงเพียงพอตลอดจนฤดูปลูกที่ยาวนาน สัมผัสอิทธิพลบางส่วนจากศูนย์อินโดมาเลย์ (ข้าว อ้อย ส้ม)
มะเขือ
แตงกวา
ส้ม- อาจเป็นเรื่องรอง
มะนาว- จุดเน้นหลัก
มะนาว
ข้าว- วาไรตี้อินเดีย
ดากุสซ่า
ถั่วทอง
Dolichos
ใยบวบ
อ้อย- ร่วมกับศูนย์อินโด-มาเลย์
ปอกระเจา
เคนาฟ
ข้าวสาลีทรงกลม
มะม่วง
ต้นมะพร้าว- โฟกัสรอง
Endive
Escariol
โหระพา
มัสตาร์ดสีเทา
ฝิ่น
บัควีท
ต้นตาล- ร่วมกับศูนย์อินโด-มาเลย์
ฝ้ายเส้นใยสั้น - เป็นที่ถกเถียงกัน
พุทรา
ศูนย์เอเชียกลาง
ศูนย์เอเชียกลางรวมถึงส่วนตะวันตกเฉียงเหนือของอินเดีย ( ปัญจาบ) ภาคเหนือ ปากีสถาน, อัฟกานิสถาน, ทาจิกิสถาน, อุซเบกิสถานและ เถียนซานตะวันตก. ความชื้นต่ำมาก (มักเกิดจากน้ำใต้ดิน) อุณหภูมิค่อนข้างสูงโดยมีความผันผวนอย่างมากในแต่ละวันและตามฤดูกาล ฤดูปลูกปานกลาง ( ฤดูฝน). ศูนย์แห่งนี้ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากจีนและเอเชียตะวันตก ดังนั้นพืชผลเกือบทั้งหมดที่เกิดขึ้นที่นี่จึงเป็นเรื่องรอง
แตงโม
ข้าวสาลี- บาง hexaploidชนิด ( Triticum compactum , Triticum inflatum )
ถั่ว- แผลเป็นเม็ดเล็ก
หญ้าชนิตหนึ่ง
แอปริคอท- โฟกัสรอง
องุ่น- หนึ่งในศูนย์
อัลมอนด์- โฟกัสรอง
พิสตาชิโอ- โฟกัสรอง
ต้นแอปเปิ้ล- โฟกัสรอง
ลูกแพร์- โฟกัสรอง
เชอร์รี่- โฟกัสรอง
พลัม- โฟกัสรอง
วอลนัท- โฟกัสรอง
โกเมน- โฟกัสรอง
มะเดื่อ- โฟกัสรอง
หอมหัวใหญ่
โบว์เมือก
ต้นหอมจีน
หอมหัวใหญ่
หัวหอมฉัตร
กระเทียม- โฟกัสหลัก (อาจเป็นหลัก)
ถั่วทอง- โฟกัสรอง
ถั่วชิกพี- โฟกัสรอง
กัญชา
เอเซียติกเซ็นเตอร์
ศูนย์เอเชียตะวันตกกระจุกตัวอยู่ในเอเชียตะวันตก รวมทั้งเอเชียไมเนอร์ ทรานส์คอเคเซีย อิหร่าน และภูเขาเติร์กเมนิสถานทั้งหมด ความชื้นต่ำมาก อุณหภูมิสูง (ในทางตรงกันข้ามกับศูนย์เอเชียกลางและเมดิเตอร์เรเนียนอุณหภูมิติดลบนั้นหายาก) ช่วงเวลาที่แห้งแล้งยาวนาน สัมผัสอิทธิพลของศูนย์กลางเมดิเตอร์เรเนียนและเอเชียกลาง แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกำหนดขอบเขตของศูนย์ทั้งสามนี้ เพราะมันทับซ้อนกันมาก
ข้าวสาลี- สายพันธุ์ส่วนใหญ่ (รวมถึง T. aestivum, T. durum, T. turgidum, T. polonicum)
สะกด- ทุกประเภทและพันธุ์
บาร์เล่ย์- สองแถว
ข้าวโอ้ต- โฟกัสรอง
ไรย์
เมล็ดถั่ว
ผ้าลินิน- รูปแบบน้ำมัน
ความอ่อนแอ
หญ้าชนิตหนึ่ง- ร่วมกับศูนย์เอเชียกลาง
พลัม- จุดเน้นหลัก
ควินซ์
เฮเซลนัท
ด๊อกวู้ด
ต้นแอปเปิ้ล- โฟกัสรอง
ลูกแพร์-หนึ่งในศูนย์กลางหลัก
เชอร์รี่- โฟกัสรอง
เชอร์รี่พลัม
มะเดื่อ- จุดเน้นหลัก
เยอรมัน medlar
วอลนัท- โฟกัสรอง
เกาลัด
องุ่น- หนึ่งในศูนย์
เชอร์รี่นก- เตาหลัก
พิสตาชิโอ
ลูกพลับ- โฟกัสรอง
ฮอว์ธอร์น- โฟกัสรอง
แอปริคอท- โฟกัสรอง
เชอร์รี่- โฟกัสรอง
อินทผาลัม
กระเทียมหอม
แตงโม- ศูนย์รอง
พาร์สนิป- ศูนย์ประถม
ผักโขม
สลัด- ร่วมกับศูนย์เมดิเตอร์เรเนียน
แพงพวย
ทาร์รากอน- เป็นที่ถกเถียง
เผ็ด- ร่วมกับศูนย์เมดิเตอร์เรเนียน
มาจอแรม- ร่วมกับศูนย์เมดิเตอร์เรเนียน
ความรัก
อีจิลอปส์
เซนอิน
วิกา
ตื่นตกใจ- เป็นที่ถกเถียง
Barberry
ศูนย์เมดิเตอร์เรเนียน
ศูนย์กลางของทะเลเมดิเตอร์เรเนียน - บอลข่าน กรีซ อิตาลี และส่วนใหญ่ของชายฝั่งทะเลเมดิเตอร์เรเนียน เป็นลักษณะเฉพาะของฤดูปลูกไม่นานมาก (โดยเฉพาะตอนเหนือ) ความชื้นเพียงพอและอุณหภูมิปานกลาง ได้สัมผัสอิทธิพลของศูนย์ตะวันออกใกล้
ข้าวโอ้ต- จุดเน้นหลัก
ลูปิน
จีน- เป็นที่ถกเถียง
ผ้าลินิน- รูปแบบการปั่น
โคลเวอร์- จุดเน้นหลัก
ต้นโอลีฟ
ต้นคารอบ
ลอเรล ขุนนาง
องุ่น- เตาหลัก
ไม้ก๊อกโอ๊ค
มัสตาร์ดขาว
กะหล่ำปลีขาว
กะหล่ำปลีแดง
โคห์ลราบี
บร็อคโคลี
กะหล่ำดาว
กะหล่ำปลีซาวอย
ผักคะน้า
ข่มขืน- เป็นที่ถกเถียงกัน (อาจอยู่ในยุโรปตะวันตก)
เมล็ดถั่ว- ร่วมกับศูนย์ตะวันออกใกล้
สวนถั่ว
ไขผัก(และพันธุ์อื่นๆ ฟักทองธรรมดา) - โฟกัสรอง
แครอท
พาสลีย์- จุดเน้นหลัก
พาร์สนิป
ผักชีฝรั่ง
บีท
ชาร์ด
หัวไชเท้า
หัวไชเท้า
หัวผักกาด- โฟกัสรอง
ชาวสวีเดน
หัวผักกาด
สเปน scorzonera
เคราแพะ
ชิกโครี
สลัด- ร่วมกับศูนย์ตะวันออกใกล้
สีน้ำตาลเปรี้ยว
รูบาร์บ
หน่อไม้ฝรั่ง
อาติโช๊ค
Katran
Melissa officinalis
พืชไม้ดอกสีน้ำเงิน
หัวงู
สะระแหน่
โป๊ยกั๊ก
ผักชี
เม็ดยี่หร่า
เมล็ดยี่หร่า
หญ้าบอเรจ
มะรุม
ดอกคำฝอย
Dill
ศูนย์เอธิโอเปีย (Abyssinian)
Abyssinian Center เป็นศูนย์กลางของโลกที่ปกครองตนเองของพืชที่ปลูกในบริเวณที่ราบสูงเอธิโอเปีย: เอธิโอเปีย ทางตะวันออกเฉียงใต้ของซูดาน ประเทศเอริเทรีย มักจะขยายออกไปทั้งหมด แอฟริกาเขตร้อน. มีลักษณะเป็นพันธุ์ไม้ตลอดปี อุณหภูมิสูงมาก และความชื้นไม่เพียงพอ (รวมถึงน้ำใต้ดิน) จนถึง เวลาใหม่ถูกแยกออกจาก ทั้งหมดศูนย์อื่นๆ
ข้าวฟ่าง
เทฟฟ์
กาแฟ
โคล่า
เอนเซตา(กล้วยอบิสซิเนียน)
แตงโม
ผักกระเจี๊ยบ(ผักกระเจี๊ยบ)
แยม- บางประเภท
น้ำมันละหุ่ง
งา
ถั่วชิกพี- โฟกัสรอง
ข้าวฟ่าง- พันธุ์ท้องถิ่น
น้ำมันปาล์ม- แอฟริกาตะวันตก
วินญา(ถั่วคาว)
ฝ้าย- สายพันธุ์ซ้ำ (กลายเป็นบรรพบุรุษของสายพันธุ์ที่ปลูกในอเมริกาในปัจจุบัน แต่ไม่ได้รับการปลูกฝังเอง)
น้ำเต้า- โฟกัสรอง
คิวาโนะ
มะเดื่อ
Melotria หยาบ
หอม
ศูนย์อเมริกากลาง
ศูนย์กลางของอเมริกากลางอยู่ทางตอนใต้ของเม็กซิโก อเมริกากลาง บางส่วนคือแอนทิลลิส ความชื้นปานกลางเป็นส่วนใหญ่ (เพิ่มขึ้นจากตะวันตกเฉียงเหนือไปตะวันออกเฉียงใต้) อุณหภูมิค่อนข้างสูง โดยมีความผันผวนอย่างมากในแต่ละวันและตามฤดูกาล มีพืชพรรณปานกลาง (ฤดูฝน)
ข้าวโพด
ถั่วทั่วไป
ฟักทองธรรมดา- จุดเน้นหลัก
มันเทศ
แองกูเรีย(แตงกวาแอนทิลีน)
โกโก้
ผักพริกไทย
ทานตะวัน
เยรูซาเล็มอาติโช๊ค
อาโวคาโด
ฝ้ายลูกผสม tetraploid ที่พบได้บ่อยในแอฟริกาและอเมริกาใต้
ดอกโคม
ยาสูบ
มะครก
มะละกอ
พีคาน
มะเขือเทศ- โฟกัสรอง
กายภาพ
chayote
hicama
ศูนย์อเมริกาใต้ (เปรู-เอกวาดอร์-โบลิเวียหรือแอนเดียน)
ศูนย์อเมริกาใต้ (เปรู-เอกวาดอร์-โบลิเวีย) ครอบคลุมพื้นที่ภูเขาและ ที่ราบสูง โคลอมเบีย, เอกวาดอร์, เปรู, โบลิเวีย. อุณหภูมิสูงเพียงพอความชื้นไม่เพียงพอ ได้รับอิทธิพลจากศูนย์อเมริกากลาง (และร่วมกัน)
มะละกอ- ร่วมกับศูนย์อเมริกากลาง
มันฝรั่ง- ดู มะละกอ andigenaและอื่นๆ บ้าง
ผักนัซเทอร์ฌัมหัว
หัวออกซาลิส
Ulluco หัวใต้ดิน
ยาคอน
มะเขือเทศ- ศูนย์ประถม
ทามาริลโล
โคคา
ถั่วลิสง
ต้นซิงโคน่า
Hevea
cyclantera
สับปะรด
อโนอา
ฝ้ายชาวเปรู (เส้นใยละเอียด)
feijoa
ถั่วบราซิล
เสาวรส
ถั่วลิมา
ฟักทองลูกใหญ่(ฟักทองสมุนไพร)
บัตเตอร์นัตสควอช
ฟักทองใบมะเดื่อ
ข้าวโพด- ศูนย์รอง
ดอกบานไม่รู้โรย
กรานาดิลลายักษ์
กรานาดิลลาหวาน
กรานาดิลลาสีเหลือง
กรานาดิลลากล้วย
Chulyupa
นารันจิลลา
รังไหม
เปปิโน
ลูกา
อาราคาชา
maca peruvian
นอกจากศูนย์หลักในอเมริกาใต้แล้ว ศูนย์ย่อยอีกสองแห่งได้รับการจัดสรร:
ศูนย์ย่อย Chiloand
เกาะ ชิโลใกล้ ชิลี. มีอุณหภูมิต่ำและมีความชื้นสูง
มันฝรั่ง- ดู มะเขือม่วง
สตรอเบอร์รี่ชิลี
ugni
ศูนย์ย่อยบราซิล-ปารากวัย
อยู่บริเวณต้นน้ำลำธาร ปารานาซทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ ที่ราบสูงบราซิล. มีความชื้นและอุณหภูมิเพียงพอ พืชพรรณตลอดปี
เสาวรส
ฮอลลี่ปารากวัย
อิมบู
มันสำปะหลัง- ร่วมกับ Andean Center
บางครั้ง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพืชผล) พวกเขายังแยกแยะ:
ศูนย์ออสเตรเลีย
รวมถึงทวีปออสเตรเลียและนิวซีแลนด์ ความชื้นไม่เพียงพอ อุณหภูมิสูง พืชพรรณตลอดปี ก่อตัวใน เวลาใหม่ล่าสุด.
ยูคาลิปตัส
อะคาเซีย
วอลนัทออสเตรเลีย
กีวี่(Actinidia) - จุดโฟกัสรอง
อูนาบิ- โฟกัสรอง
ผักโขมนิวซีแลนด์
นิวซีแลนด์ แฟลกซ์
ศูนย์อเมริกาเหนือ
รวมส่วนใหญ่ทางตะวันออกของสหรัฐอเมริกาสมัยใหม่ ความชื้นสูง อุณหภูมิปานกลาง ฤดูปลูกที่เพียงพอ สัมผัสกับอิทธิพลของศูนย์อเมริกากลาง (และตั้งแต่ การค้นพบของอเมริกาและยูเรเซียน)
ร้องเจี๊ยก ๆ ในน้ำ
ลูกพลัมแคนาดา(สีดำ)
พลัมอเมริกัน
มะยมอเมริกัน
แครนเบอร์รี่ผลใหญ่
วอลนัทแคลิฟอร์เนีย- จั๊กลันส์ แคลิฟอร์เนีย
วอลนัทสีดำ
สตรอเบอร์รี่ เวอร์จิ้นสกาย
ราสเบอร์รี่สีดำ
บลูเบอร์รี่
Blackberry
องุ่น- ศูนย์รอง (ลูกผสมของยุโรป Vitis vinifera และท้องถิ่น Vitis labrusca )
ลูปิน
สีน้ำตาลแดงบ่น Kamchatka
อิรกา
Azimina
ศูนย์ยุโรป - ไซบีเรีย
รวมถึงดินแดนอันกว้างใหญ่ในเขตอบอุ่นของยูเรเซีย ส่วนใหญ่มีความชื้นค่อนข้างดี ฤดูปลูกสั้น และอุณหภูมิต่ำ คุณลักษณะที่โดดเด่นของภูมิภาคสามารถเรียกได้ว่าเป็นเวลานานโดยมีอุณหภูมิติดลบและมีหิมะปกคลุมที่มั่นคง มีประสบการณ์อิทธิพลที่แข็งแกร่งของศูนย์เมดิเตอร์เรเนียนและเอเชียตะวันตก
- กฎของอนุกรมคล้ายคลึงในความแปรปรวนทางพันธุกรรม N. I. Vavilov หนังสือตีพิมพ์เป็นครั้งแรกทั้งสามฉบับของ The Law of Homological Series in Hereditary Variation รวมถึงฉบับภาษาอังกฤษในปี 1922 รวมถึงยังมีผลงานที่ตีพิมพ์เพียงฉบับเดียว ...
น้ำตาลหัวบีท
ผ้าลินิน- โฟกัสรอง
โคลเวอร์สีแดง
โคลเวอร์สีขาว
ขิง
ต้นแอปเปิ้ล- โฟกัสรอง
เชอร์รี่- จุดเน้นหลัก
เชอร์รี่
ซีบัคธอร์น
ลูกเกดดำ
มะยม
เฮเซล
ลูกแพร์- โฟกัสรอง
สตรอเบอรี่สวน- ลูกผสมของชิลีและพรหมจารี
สตรอเบอร์รี่มัสกัต(สตรอเบอร์รี่)
สายน้ำผึ้ง
หัวหอมอัลไต
หัวผักกาด- จุดเน้นหลัก
อโรเนีย โช๊คเบอร์รี่- มาจากอเมริกาเหนือ แต่ปลูกในรัสเซีย
บ้านโรวัน
คาวเบอร์รี่
ลูกเกดแดง
โรสฮิป
ความแปรปรวนทางพันธุกรรม การจำแนกการกลายพันธุ์
ความแปรปรวนของการดัดแปลง อัตราการเกิดปฏิกิริยา ความสม่ำเสมอทางสถิติ
บทบาทของจีโนไทป์และสภาวะแวดล้อมในการก่อตัวของฟีโนไทป์
ความแปรปรวนเป็นสมบัติของการอยู่อาศัย ประเภทของความแปรปรวน
การถ่ายทอดทางพันธุกรรม.
ความแปรปรวนเป็นสมบัติของสิ่งมีชีวิต ซึ่งแสดงออกถึงความสามารถในการรับคุณสมบัติใหม่หรือสูญเสียคุณสมบัติเก่า ความแปรปรวนมีสองประเภท: ฟีโนไทป์ (ไม่ใช่กรรมพันธุ์) และจีโนไทป์ (กรรมพันธุ์)
ประเภทของความแปรปรวนฟีโนไทป์:
Ontogenetic (อายุ);
การปรับเปลี่ยน
ประเภทของความแปรปรวนของจีโนไทป์:
ผสมผสาน;
กลายพันธุ์
การพัฒนาฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตถูกกำหนดโดยปฏิสัมพันธ์ของพื้นฐานทางพันธุกรรม - จีโนไทป์ - กับเงื่อนไขของสภาพแวดล้อมภายนอก (ดูแผนภาพ)
การแสดงออกของยีนได้รับอิทธิพลอย่างมากจากยีนอื่นๆ ความเป็นไปได้ในการพัฒนาลักษณะยังขึ้นอยู่กับอิทธิพลของระบบการกำกับดูแลของร่างกายในตอนแรก ต่อมไร้ท่อ สัญญาณดังกล่าวในไก่โต้งเช่นขนนกที่สดใส, หวีขนาดใหญ่, ธรรมชาติของการร้องเพลงและเสียงต่ำนั้นเกิดจากการกระทำของฮอร์โมนเพศชาย ฮอร์โมนเพศหญิงที่แนะนำให้รู้จักกับไก่โต้งทำให้เกิดการทำงานของยีนที่กำหนดการสังเคราะห์ในตับของโปรตีนที่ประกอบเป็นไข่แดง โดยปกติ ยีนเหล่านี้ "ทำงาน" ในไก่เท่านั้น ดังนั้นสภาพแวดล้อมภายในของสิ่งมีชีวิตก็มีอิทธิพลอย่างมากต่อการแสดงออกของยีนในรูปแบบของลักษณะ
สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดพัฒนาและใช้ชีวิตในสภาวะภายนอกบางประการ โดยได้รับผลกระทบจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ แสง ความชื้น ปริมาณและคุณภาพของอาหารไม่คงที่ ทำให้เกิดความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิต เช่น ฟีโนไทป์ของพวกมัน สัญญาณต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนไปเป็นองศาที่แตกต่างกันภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอก
สัญญาณทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม - เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ สัญญาณเชิงคุณภาพคือสิ่งที่สร้างขึ้นในลักษณะพรรณนา (แบบทั่วไป) นี่คือสีของดอกไม้ รูปร่างของผล สีของสัตว์ สีตา ความแตกต่างทางเพศ ปริมาณเป็นสัญญาณที่กำหนดโดยการวัด (การผลิตไข่ของไก่, การผลิตน้ำนมของวัว, น้ำหนักของเมล็ดข้าวสาลี) ลักษณะเชิงคุณภาพหลายอย่างได้รับผลกระทบน้อยกว่าลักษณะเชิงปริมาณตามสภาพแวดล้อม แต่คุณสมบัติด้านคุณภาพก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น หากกระต่ายขนนิ่ม (กระต่ายสีขาวที่มีอุ้งเท้าสีดำ หางและปากกระบอกปืน) โกนขนออกตามส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกาย สีของขนที่โตใหม่จะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม ดังนั้น หากคุณโกนขนสีขาวที่ด้านหลังและเก็บสัตว์ไว้ที่อุณหภูมิสูงกว่า +2 ° C ผมขาวก็จะงอกขึ้นในที่นี้ ที่อุณหภูมิอากาศต่ำกว่า +2 ° C แทนที่จะเป็นขนสีขาว สีดำจะเติบโต ดังนั้น ลักษณะที่พัฒนาขึ้นเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของจีโนไทป์และสิ่งแวดล้อม จีโนไทป์เดียวกันสามารถให้ค่าคุณลักษณะที่แตกต่างกันภายใต้สภาวะแวดล้อมที่แตกต่างกัน
ขีดจำกัดภายในที่การเปลี่ยนแปลงลักษณะเป็นไปได้ในจีโนไทป์ที่กำหนดเรียกว่าบรรทัดฐานของปฏิกิริยา สัญญาณบางอย่าง (เช่น ความเหมือนน้ำนม) มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่กว้างมาก สัญญาณอื่นๆ (สีขน) มีสัญญาณที่แคบกว่ามาก
มันไม่ใช่ลักษณะที่สืบทอดมา แต่ความสามารถของสิ่งมีชีวิต (จีโนไทป์ของมัน) ในการให้ฟีโนไทป์บางอย่างอันเป็นผลมาจากการมีปฏิสัมพันธ์กับสภาวะการพัฒนา กล่าวคือ บรรทัดฐานของปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตต่อสภาวะภายนอกนั้นสืบทอดมา .
ความหลากหลายของฟีโนไทป์ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมเรียกว่าความแปรปรวนของการดัดแปลง ตัวอย่างคลาสสิกของการดัดแปลงแก้ไขคือการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของดอกแดนดิไลออนที่ปลูกบนที่ราบและบนภูเขาจากเหง้าเดียวกัน (การทดลองของ Bonnier, 1895) ตัวอย่างคือพืชหัวลูกศรในน้ำ ซึ่งมีรูปแบบใบไม้สามรูปแบบขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมภายนอก: รูปริบบิ้น (จมอยู่ใต้น้ำ) รูปไต (ลอย) และรูปลูกศร (ทางอากาศ) ความแปรปรวนของการดัดแปลงค่อนข้างแพร่หลายในหมู่สิ่งมีชีวิต C. ดาร์วินเรียกมันว่าความแปรปรวนบางอย่าง
ในการอธิบายลักษณะเฉพาะเชิงปริมาณ จะใช้ชุดของตัวบ่งชี้ทางสถิติ หนึ่งในตัวบ่งชี้เหล่านี้คือชุดรูปแบบที่แสดงถึงความแปรปรวนของลักษณะ ค่าเฉลี่ยคำนวณโดยสูตร:
โดยที่ X คือผลรวม v คือตัวแปร p คือความถี่ของการเกิดขึ้นของตัวแปร n คือจำนวนทั้งหมดของชุดตัวแปรของชุดรูปแบบการแปรผัน
เพื่อกำหนดลักษณะระดับของความแปรปรวนของคุณลักษณะ จะใช้เส้นโค้งแปรผัน เมื่อต้องการทำสิ่งนี้ ให้สร้างกราฟในระบบพิกัดโดยพล็อตบนแกน abscissa (ในแนวนอน) ค่าของตัวเลือก v ตามลำดับการเพิ่มขึ้น บนแกนพิกัด (แนวตั้ง) - ความถี่ของการเกิด p ของแต่ละตัวเลือก เมื่อเชื่อมต่อจุดทางแยก เราจะได้เส้นโค้งที่แสดงถึงความแปรปรวนของลักษณะ
ความแปรปรวนทางพันธุกรรม
ความแปรปรวนทางพันธุกรรมหรือความแปรปรวนทางพันธุกรรมมักแบ่งออกเป็นแบบผสมผสานและการกลายพันธุ์ การแปรผันแบบผสมคือการรวมกันของยีนในจีโนไทป์ ตัวอย่างเช่น พ่อแม่ที่มีหมู่เลือด I และ II และลูกที่มี II และ III:
การได้มาซึ่งยีนผสมใหม่ในจีโนไทป์ที่มีความแปรปรวนร่วมกันนั้นเกิดขึ้นได้จากสามกระบวนการ:
ก) ความแตกต่างอิสระของโครโมโซมระหว่างไมโอซิส
b) การผสมแบบสุ่มระหว่างการปฏิสนธิ
c) การรวมตัวใหม่ของยีนเนื่องจากการข้ามผ่าน
ดาร์วินพบว่าพืชและสัตว์ที่เพาะปลูกหลายสายพันธุ์ถูกสร้างขึ้นโดยการผสมพันธุ์ของสายพันธุ์ที่มีอยู่ก่อนแล้ว เขาให้ความสำคัญอย่างยิ่งกับความแปรปรวนร่วม โดยเชื่อว่าควบคู่ไปกับการคัดเลือก มีบทบาทสำคัญในการได้มาซึ่งรูปแบบใหม่ทั้งในธรรมชาติและในระบบเศรษฐกิจของมนุษย์
ความแปรปรวนของการรวมกันเป็นที่แพร่หลายในธรรมชาติ จุลินทรีย์ที่สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศได้พัฒนากลไกพิเศษ (การเปลี่ยนแปลงและการถ่ายทอด) ที่นำไปสู่การปรากฏตัวของความแปรปรวนร่วม
ความแปรปรวนร่วมสามารถมีบทบาทในการเก็งกำไร มีการอธิบายชนิดของไม้ดอกและปลาที่รวมลักษณะของสองสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด อย่างไรก็ตาม การเกิดขึ้นของสปีชีส์อันเป็นผลมาจากการผสมพันธุ์เพียงอย่างเดียวนั้นเป็นปรากฏการณ์ที่หาได้ยาก
ปรากฏการณ์ของ heterosis ติดกับความแปรปรวนร่วม
ความแปรปรวนของการกลายพันธุ์ไม่ได้ถูกกำหนดโดยการรวมตัวใหม่ของยีน แต่เกิดจากการละเมิดโครงสร้างของพวกมัน Ch. Darwin (1859) พูดถึงความเป็นไปได้ของการกลายพันธุ์ เรียกพวกมันว่าความแปรปรวนไม่แน่นอนหรือการเปลี่ยนแปลงเพียงครั้งเดียว เขาดึงความสนใจไปที่การปรากฏตัวของพวกเขาอย่างฉับพลัน
คำว่า "การกลายพันธุ์" ถูกเสนอในปี 1889 โดย G. De Fryzom เพื่อกำหนดการเปลี่ยนแปลงที่เขาสังเกตเห็นในพริมโรส เขาสังเกตเห็นว่าโรงงานแห่งนี้มักจะมีการเปลี่ยนแปลง ดังนั้น มนุษย์กลายพันธุ์ตัวหนึ่งจึงมีใบและผลที่มีเส้นสีแดง อีกใบกว้างกว่ารูปเดิมอย่างเห็นได้ชัด ดอกออกแต่ตัวเมีย
และไม่ใช่กะเทย การกลายพันธุ์ที่สามมีขนาดแคระ อันที่สี่สูงและมีดอก ผล และเมล็ดขนาดใหญ่
De Vries ในงานของเขา "The Mutation Theory" (1901 - 1903) ได้กำหนดบทบัญญัติหลักของทฤษฎีการกลายพันธุ์:
การกลายพันธุ์เกิดขึ้นอย่างกะทันหัน
รูปแบบใหม่ค่อนข้างเสถียร
การกลายพันธุ์เป็นการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพ
การกลายพันธุ์สามารถเป็นประโยชน์หรือเป็นอันตราย
การกลายพันธุ์แบบเดียวกันอาจเกิดขึ้นซ้ำๆ
การจำแนกการกลายพันธุ์ (ดูตาราง)
บทบาทหลักคือการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์ หากการกลายพันธุ์มีผลเหนือกว่า ลักษณะหรือคุณสมบัติใหม่ก็ปรากฏขึ้นแม้ในบุคคลที่ต่างกัน หากการกลายพันธุ์เป็นแบบด้อย มันสามารถแสดงออกได้หลังจากผ่านไปหลายชั่วอายุคนเท่านั้นเมื่อเข้าสู่สถานะโฮโมไซกัส ตัวอย่างของการกลายพันธุ์ที่โดดเด่นโดยกำเนิดในบุคคลคือการปรากฏตัวของพุพองของผิวหนังของเท้า, ต้อกระจกของดวงตา, brachyphalangia (นิ้วสั้นที่มี phalanges ไม่เพียงพอ) ตัวอย่างของการกลายพันธุ์โดยกำเนิดแบบถอยกลับที่เกิดขึ้นเองในมนุษย์คือโรคฮีโมฟีเลียในแต่ละครอบครัว
การกลายพันธุ์ของโซมาติก - การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในเซลล์โซมาติก จะถูกเก็บรักษาไว้ในลูกหลานเฉพาะในช่วงการขยายพันธุ์พืช (ลักษณะของกิ่งที่มีผลเบอร์รี่สีขาวบนพุ่มไม้แบล็คเคอแรนท์, เส้นผมสีขาวและสีตาที่แตกต่างกันในมนุษย์) การสืบทอดของการกลายพันธุ์ของโซมาติกกำลังมีความสำคัญในการศึกษาสาเหตุของมะเร็งในมนุษย์ สันนิษฐานว่าในเนื้องอกมะเร็ง การเปลี่ยนแปลงของเซลล์ปกติเป็นเซลล์มะเร็งเกิดขึ้นตามประเภทของการกลายพันธุ์ของโซมาติก
การกลายพันธุ์ของยีนหรือการกลายพันธุ์แบบจุดเป็นระดับการเปลี่ยนแปลงการกลายพันธุ์ที่พบได้บ่อยที่สุด สิ่งเหล่านี้คือการเปลี่ยนแปลงที่มองไม่เห็นทางเซลล์วิทยาในโครโมโซม การกลายพันธุ์ของยีนสามารถเป็นได้ทั้งแบบเด่นหรือแบบถอย ตัวอย่างของการกลายพันธุ์ของยีนในมนุษย์คือ โรคกระดูกอ่อนที่ดื้อต่อวิตามินดี เมตาบอลิซึมของกรดอะมิโนฟีนิลอะลานีนที่บกพร่อง เป็นต้น
กลไกระดับโมเลกุลของการกลายพันธุ์ของยีนแสดงให้เห็นในการเปลี่ยนแปลงลำดับของคู่นิวคลีโอไทด์ในโมเลกุลกรดนิวคลีอิก สาระสำคัญของการเปลี่ยนแปลงภายในสามารถลดลงเป็นสี่ประเภทของการจัดเรียงใหม่ของนิวคลีโอไทด์: ก) การแทนที่คู่เบสในโมเลกุลดีเอ็นเอ b) การลบ (การสูญเสีย) ของหนึ่งคู่หรือกลุ่มของเบสในโมเลกุลดีเอ็นเอ; "
c) การแทรกคู่เบสหนึ่งคู่หรือกลุ่มในโมเลกุลดีเอ็นเอ
d) การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของนิวคลีโอไทด์ภายในยีน
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุลของยีนทำให้เกิดรูปแบบใหม่ของการคัดลอกข้อมูลทางพันธุกรรมจากยีน ซึ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การเกิดขึ้นของคุณสมบัติใหม่ในเซลล์และสิ่งมีชีวิตโดยรวม . การกลายพันธุ์ของจุดเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับวิวัฒนาการ ตามอิทธิพลที่มีต่อธรรมชาติของพอลิเปปไทด์ที่เข้ารหัส การกลายพันธุ์แบบจุดสามารถนำเสนอในรูปแบบของสามคลาส:
1) การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเมื่อนิวคลีโอไทด์ถูกแทนที่ภายในโคดอน ซึ่งทำให้เกิดการแทนที่ของกรดอะมิโนที่ไม่ถูกต้องหนึ่งตัว ณ ตำแหน่งที่แน่นอนในสายโซ่โพลีเปปไทด์ บทบาททางสรีรวิทยาของโปรตีนกำลังเปลี่ยนแปลง ซึ่งสร้างสนามสำหรับการคัดเลือกโดยธรรมชาติ นี่คือกลุ่มหลักของจุด การกลายพันธุ์ในเนื้อแท้ที่ปรากฏในการกลายพันธุ์ตามธรรมชาติภายใต้อิทธิพลของรังสีและการกลายพันธุ์ทางเคมี
2) การกลายพันธุ์ที่ไร้สาระ กล่าวคือ การปรากฏตัวของขั้ว codon ภายในยีนอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงในแต่ละเบสภายใน codons เป็นผลให้กระบวนการแปลถูกขัดจังหวะที่ไซต์ของการปรากฏตัวของเทอร์มินัล codon ยีนสามารถเข้ารหัสเฉพาะชิ้นส่วนของโพลีเปปไทด์จนถึงจุดที่โคดอนเทอร์มินัลปรากฏขึ้น
3) การอ่านการกลายพันธุ์ของ frameshift เกิดขึ้นเมื่อการแทรกและการลบปรากฏขึ้นภายในยีน ในขณะที่เนื้อหาเชิงความหมายทั้งหมดของยีนเปลี่ยนไป ซึ่งเกิดจากการรวมกันของนิวคลีโอไทด์ในแฝดสาม เป็นผลให้สายโซ่โพลีเปปไทด์ทั้งหมดได้รับกรดอะมิโนที่ไม่ถูกต้องอื่น ๆ หลังจากบริเวณที่มีการกลายพันธุ์แบบจุด
การจัดเรียงใหม่ของโครโมโซมมักเรียกว่าการกลายพันธุ์ เนื่องจากการมีอยู่ของพวกมันในเซลล์นั้นสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเซลล์หรือสิ่งมีชีวิตที่เกิดจากเซลล์เหล่านี้ แยกแยะ:
1) ขาดส่วนหนึ่งของโครโมโซม (ขาดและลบ) การลบออกคือการสูญเสีย (ขาด) ของส่วนตรงกลางของโครโมโซมเนื่องจากการแตกของโครโมโซมที่จุดสองจุด หากส่วนปลายแยกออกจากกัน ชิ้นส่วนเทอร์มินัลเกิดขึ้น การขาดนั้นเรียกว่าการท้าทาย ข้อบกพร่องนั้นหายากเพราะหลังจากการสูญเสียบริเวณส่วนปลายโครโมโซมจะไม่สามารถดำรงอยู่ต่อไปได้ ข้อบกพร่องมักจะลดความมีชีวิตและภาวะเจริญพันธุ์ของแต่ละบุคคล
2) การเสแสร้งหรือการคูณบางส่วนของโครโมโซม (การทำซ้ำ) ตัวอย่างของการทำซ้ำคือการเพิ่มประสิทธิภาพของ Bar trait (ลายตา) ในแมลงหวี่ด้วยการเพิ่มจำนวนของยีนที่ควบคุมมัน ปรากฏการณ์ของการทำซ้ำเป็นเรื่องปกติธรรมดาและมีบทบาทวิวัฒนาการบางอย่างมาจากมัน
3) การเปลี่ยนแปลงการจัดเรียงเชิงเส้นของยีนในโครโมโซมเนื่องจากการพลิกกลับ 180° ของแต่ละส่วนของโครโมโซม (ผกผัน) ตัวอย่างที่น่าสนใจของการผกผันคือความแตกต่างของชุดโครโมโซมในตระกูลแมว ตัวแทนทั้งหมดมีโครโมโซม 36 โครโมโซม แต่คาริโอไทป์ของสปีชีส์ต่างกันจะแตกต่างกันเมื่อมีโครโมโซมที่ต่างกันผกผัน การผกผันทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในลักษณะทางสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาหลายประการของสิ่งมีชีวิต และสามารถเป็นปัจจัยในการแยกทางชีวภาพของประชากร
4) การแทรก - การเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนของโครโมโซมตามความยาวการแทนที่การแปลยีน
การจัดเรียงใหม่ระหว่างโครโมโซมสัมพันธ์กับการแลกเปลี่ยนตำแหน่งระหว่างโครโมโซมที่ไม่คล้ายคลึงกัน การจัดเรียงใหม่ดังกล่าวเรียกว่าการโยกย้าย การโยกย้ายที่หยาบอาจทำให้ความมีชีวิตของเซลล์และสิ่งมีชีวิตโดยรวมลดลงอย่างรวดเร็ว
การกลายพันธุ์ที่ส่งผลต่อจีโนมของเซลล์เรียกว่าจีโนม การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมในจีโนมอาจเกิดขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของจำนวนชุดเดี่ยวหรือโครโมโซมแต่ละตัว สิ่งมีชีวิตที่ทวีคูณชุดเดี่ยวทั้งหมดเรียกว่าโพลิพลอยด์ สิ่งมีชีวิตที่จำนวนโครโมโซมไม่ใช่จำนวนทวีคูณของจำนวนเดี่ยวเรียกว่าแอนนูพลอยด์หรือเฮเทอโรพลอยด์
Polyploidy เป็นการกลายพันธุ์ของจีโนมซึ่งประกอบด้วยการเพิ่มจำนวนโครโมโซมซึ่งเป็นจำนวนทวีคูณของเดี่ยว เซลล์ที่มีโครโมโซมเดี่ยวจำนวนต่างกันเรียกว่า: 3G-triploid; 4r-tetraploid เป็นต้น Polyploidy นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในลักษณะของสิ่งมีชีวิต: เซลล์มีขนาดใหญ่มีความดกของไข่เพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน Polyploidy ถูกแบ่งออกเป็น autopolyploidy (การเพิ่มจำนวนของโครโมโซมเนื่องจากการทวีคูณของจีโนมของหนึ่งสปีชีส์) และ allopolyploidy (การเพิ่มจำนวนโครโมโซมเนื่องจากการหลอมรวมของจีโนมของสปีชีส์ต่างๆ) Polyploidy เป็นที่รู้จักในสัตว์ต่างๆ (ciliates, พยาธิตัวกลม, ครัสเตเชียนน้ำ, ไหม, สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ) Aneuploidy หรือ heteroploidy - การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมที่ไม่ใช่ชุดโครโมโซมเดี่ยวหลายชุด (เช่น 2n + \, 2n - 1, 2n - 2, 2n + 2) ในมนุษย์ นี่คือกลุ่มอาการของไทรโซมีบนโครโมโซม X หรือบนโครโมโซมที่ 21 (ดาวน์ซินโดรม), โมโนโซมบนโครโมโซม X เป็นต้น ปรากฏการณ์ของ aneuploidy แสดงให้เห็นว่าการละเมิดจำนวนโครโมโซมนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงใน โครงสร้างและความมีชีวิตของสิ่งมีชีวิต
การเปลี่ยนแปลงในพลาสโมเจน (หน่วยใด ๆ ของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของไซโตพลาสซึมที่สอดคล้องกับการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของโครโมโซม) ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในลักษณะและคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต เรียกว่าการกลายพันธุ์ของไซโตพลาสซึม การกลายพันธุ์เหล่านี้มีความเสถียรและส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น (การสูญเสียไซโตโครมออกซิเดสในไมโตคอนเดรียของยีสต์)
ตามค่า adaptive การกลายพันธุ์สามารถแบ่งออกเป็นประโยชน์ เป็นอันตราย (ร้ายแรงและกึ่งร้ายแรง) และเป็นกลาง ส่วนนี้มีเงื่อนไข ตัวอย่างของการกลายพันธุ์ที่ร้ายแรงและกึ่งถึงตายในมนุษย์: epiloia (กลุ่มอาการที่เกิดจากการแพร่กระจายของผิวหนัง, ปัญญาอ่อน) และโรคลมชัก เช่นเดียวกับการปรากฏตัวของเนื้องอกในหัวใจ, ไต, ความโง่เขลา (การสะสมของไขมันในระบบประสาทส่วนกลาง ระบบพร้อมกับความเสื่อมของไขกระดูก, ตาบอด)
การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติโดยไม่ได้รับสารพิเศษเป็นพิเศษจะเรียกว่าเกิดขึ้นเอง รูปแบบของการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเองจะลดลงตามข้อกำหนดต่อไปนี้:
1. ระดับของการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดนั้นต่ำ แต่ความถี่ของการกลายพันธุ์นั้นแตกต่างกันในสัตว์และพืชหลายชนิด
2. ยีนที่แตกต่างกันในยีนเดียวกันจะกลายพันธุ์ในอัตราที่ต่างกัน
3. ยีนที่คล้ายกันในจีโนไทป์ที่แตกต่างกันจะกลายพันธุ์ในอัตราที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในห้องปฏิบัติการที่แตกต่างกันของแมลงหวี่ ความถี่ของการกลายพันธุ์ของตาและปีกไม่เหมือนกัน การกลายพันธุ์ของเผือกนั้นพบได้บ่อยในหนูมากกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น
4. สายพันธุ์และสกุลที่มีพันธุกรรมใกล้เคียงกันนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยชุดของความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่คล้ายคลึงกันซึ่งมีความสม่ำเสมอจนทำให้ทราบรูปแบบต่างๆ ภายในหนึ่งสปีชีส์ เราสามารถคาดการณ์ถึงการมีอยู่ของรูปแบบคู่ขนานในสปีชีส์และสกุลอื่น ยิ่งสกุลและสปีชีส์อยู่ใกล้กันมากเท่าใดก็จะยิ่งมีความคล้ายคลึงกันในอนุกรมของความแปรปรวนของพวกมันมากเท่านั้น "ทั้งครอบครัวของพืชโดยทั่วไปมีลักษณะเป็นวัฏจักรของความแปรปรวนบางอย่างที่ผ่านทุกสกุลและสายพันธุ์ที่ประกอบกันเป็นครอบครัว" ความสม่ำเสมอครั้งสุดท้ายถูกค้นพบโดย N. I. Vavilov ในปี 1920 เขาชี้ให้เห็นว่าชุดที่คล้ายคลึงกันมักจะไปไกลกว่าจำพวกและแม้แต่ครอบครัว โรคนิ้วสั้นเป็นที่สังเกตได้จากตัวแทนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายตัว: ในโค, แกะ, สุนัขและมนุษย์ โรคเผือกพบได้ในสัตว์มีกระดูกสันหลังทุกประเภท กฎของอนุกรมคล้ายคลึงกันนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับการศึกษาโรคทางพันธุกรรมของมนุษย์ การกลายพันธุ์หลายอย่างที่พบในสัตว์สามารถใช้เป็นแบบจำลองสำหรับโรคทางพันธุกรรมของมนุษย์ได้ ดังนั้น ในสุนัข ฮีโมฟีเลียมีความเชื่อมโยงกับเพศ โรคเผือกมีรายงานในสัตว์ฟันแทะ แมว สุนัขและนกหลายสายพันธุ์ หนู วัว ม้า สามารถใช้เป็นแบบจำลองในการศึกษากล้ามเนื้อเสื่อม โรคลมบ้าหมู - กระต่าย, หนู, หนู; หูหนวกทางพันธุกรรมมีอยู่ในหนูตะเภา หนู และสุนัข หนูต้องทนทุกข์ทรมานจากโรคเมแทบอลิซึมทางพันธุกรรม (โรคอ้วน, เบาหวาน)
ภายใต้กระบวนการเหนี่ยวนำให้เกิดการกลายพันธุ์เป็นที่เข้าใจกันว่าเกิดขึ้นของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมภายใต้อิทธิพลของผลกระทบพิเศษของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ปัจจัยการกลายพันธุ์ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: ทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ สารก่อกลายพันธุ์ทางกายภาพที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการแผ่รังสีไอออไนซ์ เมื่อผ่านเซลล์ รังสีเอกซ์ รังสีแกมมา อนุภาคเอ และรังสีไอออไนซ์อื่นๆ จะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากเปลือกนอกของอะตอมหรือโมเลกุล เปลี่ยนเป็นอนุภาคที่มีประจุบวก รังสีไอออไนซ์อาจมีทั้งผลโดยตรงต่อ DNA และผลทางอ้อมผ่านโมเลกุลที่แตกตัวเป็นไอออนและอะตอมของสารอื่นๆ ปริมาณรังสีวัดเป็นเรินต์เกนหรือแรด - ค่าใกล้เคียงกับค่าสัมบูรณ์ ความถี่ของการกลายพันธุ์ในระดับมากขึ้นอยู่กับปริมาณรังสีและเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมัน
ทำให้เกิดการกลายพันธุ์? ที่เหนี่ยวนำโดยการฉายรังสีได้รับการทดลองครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียต G. A. Nadson และ G. S. Filippov ซึ่งในปี 1925 ได้สังเกตเห็นกระบวนการกลายพันธุ์ในยีสต์หลังจากได้รับรังสีไอออไนซ์ ในปีพ.ศ. 2470 นักพันธุศาสตร์ชาวอเมริกัน G. Meller ได้แสดงให้เห็นว่ารังสีเอกซ์สามารถทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในแมลงหวี่ได้หลายอย่าง และต่อมาผลการกลายพันธุ์ของรังสีเอกซ์ก็ได้รับการยืนยันในหลายวัตถุ
สารก่อกลายพันธุ์ทางกายภาพยังรวมถึงรังสีอัลตราไวโอเลตด้วย อย่างไรก็ตาม ผลการกลายพันธุ์ของมันน้อยกว่าการแผ่รังสีไอออไนซ์อย่างมีนัยสำคัญ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมีผลที่อ่อนแอกว่า ซึ่งสำหรับสัตว์เลือดอุ่นและมนุษย์แทบไม่มีความสำคัญใดๆ เนื่องจากความคงตัวของอุณหภูมิร่างกาย
ปัจจัยกลุ่มที่สองคือสารก่อกลายพันธุ์ทางเคมี สารก่อกลายพันธุ์ทางเคมีส่วนใหญ่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์แบบจุดหรือยีน ตรงกันข้ามกับการกลายพันธุ์ทางกายภาพ ซึ่งเพิ่มโอกาสในการกลายพันธุ์ของโครโมโซมอย่างมาก ลำดับความสำคัญของการค้นพบสารก่อกลายพันธุ์ทางเคมีเป็นของนักวิจัยโซเวียต ในปี พ.ศ. 2476 V. V. Sakharov ได้รับการกลายพันธุ์โดยการกระทำของไอโอดีนในปี 1934 M. E. Lobashev - โดยใช้แอมโมเนียม ในปี 1946 นักพันธุศาสตร์โซเวียต I. A. Rappoport ได้ค้นพบผลการกลายพันธุ์ที่รุนแรงของฟอร์มาลินและเอทิลีนลิมีน และ S. Auerbach นักวิจัยชาวอังกฤษได้ค้นพบก๊าซมัสตาร์ด
สารก่อกลายพันธุ์ทางชีวภาพรวมถึงไวรัสและสารพิษจากสิ่งมีชีวิตหลายชนิด โดยเฉพาะเชื้อรา ในปี 1958 นักพันธุศาสตร์โซเวียต S. I. Alikhanyan แสดงให้เห็นว่าไวรัสทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในแอคติโนมัยซีต นอกจากนี้ ในห้องปฏิบัติการในประเทศและต่างประเทศ พบว่ามีการกลายพันธุ์ที่มีการศึกษาอย่างดีในสัตว์ พืช และมนุษย์จำนวนหนึ่งเป็นผลมาจากการกระทำของไวรัส
ไม่ใช่ว่าทุกความเสียหายของ DNA ที่เกิดขึ้นจะต้องถูกแปลงเป็นการกลายพันธุ์ บ่อยครั้ง การแก้ไขเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของเอ็นไซม์พิเศษ กระบวนการนี้เรียกว่าการชดใช้
ปัจจุบันรู้จักกลไกการซ่อมแซมสามอย่าง: การกระตุ้นด้วยแสง การซ่อมแซมที่มืด และการซ่อมแซมหลังการจำลอง การกระตุ้นด้วยแสงคือการกำจัดไทมีนไดเมอร์ด้วยแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งพบได้บ่อยใน DNA โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้อิทธิพลของรังสียูวี นี่เป็นกระบวนการของเอนไซม์ เอ็นไซม์ที่ใช้พลังงานแสง แยกตัวหรี่แสง และซ่อมแซมความเสียหายจากรังสียูวีใน DNA ของฟาจและแบคทีเรีย การซ่อมแซมที่มืดไม่ต้องการแสง สามารถซ่อมแซมความเสียหายของ DNA ได้หลากหลาย การซ่อมแซมความมืดดำเนินไปในหลายขั้นตอนโดยมีส่วนร่วมของเอนไซม์หลายชนิด:
โมเลกุลของเอ็นไซม์ที่ 1 (เอนโดนิวคลีเอส) ตรวจสอบโมเลกุลดีเอ็นเออย่างต่อเนื่อง ระบุความเสียหาย เอ็นไซม์จะตัดสายดีเอ็นเอที่อยู่ใกล้มัน
เอ็นไซม์อีกตัวหนึ่ง (เช่น เอ็นโดนิวคลีเอสหรือเอ็กโซนิวคลีเอส) ทำการกรีดครั้งที่สองในเกลียวนี้ โดยจะตัดส่วนที่เสียหายออก
เอนไซม์ตัวที่สาม (exonuclease) จะขยายช่องว่างที่เกิดขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยตัดนิวคลีโอไทด์ออกหลายสิบหรือหลายร้อยตัว
เอ็นไซม์ที่สี่ (พอลิเมอเรส) สร้างช่องว่างตามลำดับของนิวคลีโอไทด์ในสายดีเอ็นเอที่สอง (ไม่เสียหาย)
มีการสังเกตการซ่อมแซมแสงและความมืดก่อนที่จะมีการจำลองโมเลกุลที่เสียหาย หากเกิดการจำลองแบบของโมเลกุลที่เสียหาย โมเลกุลของลูกสาวอาจได้รับการซ่อมแซมภายหลังการจำลองแบบ กลไกของมันยังไม่ชัดเจน ปรากฏการณ์การซ่อมแซม DNA เป็นเรื่องปกติจากแบคทีเรียสู่มนุษย์ และมีความสำคัญต่อการรักษาเสถียรภาพของข้อมูลทางพันธุกรรมที่ถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่น
การถ่ายทอดทางพันธุกรรม
กรรมพันธุ์ซึ่งองค์ประกอบของไซโตพลาสซึมเป็นพื้นฐานของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมเรียกว่าไม่ใช่โครโมโซมหรือไซโตพลาสซึม เนื่องจากในสัตว์และพืช เซลล์ไข่นั้นอุดมไปด้วยไซโตพลาสซึม และไม่ใช่ตัวอสุจิ การถ่ายทอดทางพันธุกรรมของไซโตพลาสซึม ซึ่งตรงกันข้ามกับการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของโครโมโซม จะต้องดำเนินการผ่านทางสายของมารดา ผู้ก่อตั้งการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของไซโตพลาสซึมคือนักพันธุศาสตร์ชาวเยอรมัน K. Korrens และ 3. B a u r. ปัจจัยทางพันธุกรรมที่มีการแปลในไซโตพลาสซึมและออร์แกเนลล์ของมันถูกกำหนดโดยประเภทพลาสมาของปลายทาง
มรดกนอกนิวเคลียร์แบ่งออกเป็น:
I. แท้จริงแล้วการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่ไม่ใช่โครโมโซมหรือไซโตพลาสซึม:
มรดก plastid;
การถ่ายทอดทางไมโตคอนเดรีย
ไซโตพลาสซึมชายหมัน
ครั้งที่สอง การกำหนดล่วงหน้าของไซโตพลาสซึม
สาม. การถ่ายทอดทางพันธุกรรมจากการติดเชื้อหรือการรวมกัน (pseudocytoplasmic inheritance)
1. ฟีโนไทป์ขึ้นอยู่กับ:
ก) จากจีโนไทป์;
b) จากสิ่งแวดล้อม
c) ไม่ขึ้นอยู่กับสิ่งใด
d) จากจีโนไทป์และจากสิ่งแวดล้อม
2. มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาแคบ... อาการ
ก) คุณภาพ;
ข) เชิงปริมาณ
3. สัญญาณของความแปรปรวนที่แสดงเป็นอนุกรมการแปรผันและเส้นโค้งการแปรผัน:
ก) การกลายพันธุ์;
ข) การปรับเปลี่ยน;
ค) แบบผสมผสาน?
4. การกลายพันธุ์เกิดขึ้น:
ก) เมื่อข้าม;
b) ด้วยการข้าม;
c) ใน DNA หรือโครโมโซมโดยฉับพลัน
5. การกลายพันธุ์:
ก) ถอยเสมอ;
b) เด่นเสมอ;
c) สามารถครอบงำหรือถอยได้
6. การกลายพันธุ์แสดงออกทางฟีโนไทป์:
ก) ไม่ว่าในกรณีใด;
b) ในสิ่งมีชีวิตที่เป็นเนื้อเดียวกัน;
c) ในสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน
7. ตามค่า adaptive การกลายพันธุ์สามารถเป็น:
ก) ร่างกาย;
b) กึ่งตาย, ถึงตาย;
c) ยีนหรือจุด
8. การกลายพันธุ์ที่ไร้สาระคือ:
ก) การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเมื่อนิวคลีโอไทด์ถูกแทนที่ภายในโคดอน
b) การปรากฏตัวของขั้ว codons ภายในยีน;
c) การอ่านการกลายพันธุ์ของเฟรมกะ
9. เนื้องอกร้ายอาจเกิดจาก:
ก) ไวรัส;
ข) สารเคมี
c) รังสีไอออไนซ์
d) และไวรัส และสารเคมี และรังสีไอออไนซ์ _
10. การสืบทอด Cytoplasmic ดำเนินการตาม:
ก) สายมารดา;
b) สายบิดา
วรรณกรรม
1. R.G. Zayats, IV. Rachkovskaya และอื่น ๆ ชีววิทยาสำหรับผู้เข้าแข่งขัน มินสค์, Unipress, 2009, p. 578-597.
2. แอล.เอ็น. เปเซตสกายา ชีววิทยา. มินสค์, "Aversev", 2007, หน้า 23-35.
3. น.บ. Lisov, N.A. Lemeza และอื่น ๆ. ชีววิทยา. มินสค์ "Aversev", 2009, หน้า 33-37.
4. อี.ไอ. Shepelevich, V.M. กลัชโก โทรทัศน์ มักซิมอฟ ชีววิทยาสำหรับนักเรียนและผู้เข้าแข่งขัน มินสค์ "UniversalPress" 2550 หน้า 37-50
บรรยาย 16. การขยายพันธุ์พืช สัตว์ และจุลินทรีย์
เรื่องและงานของการคัดเลือก
Vavilov N.I. เกี่ยวกับต้นกำเนิดของพืชที่ปลูก
วิธีการคัดเลือกเบื้องต้น Heterosis ใช้ในการผสมพันธุ์
วิธีการผสมพันธุ์และกรรมพันธุ์ IV Michurina
ความสำเร็จในการเพาะพันธุ์พืชและสัตว์ พันธุ์พืชที่ปลูกโดยผู้เพาะพันธุ์เบลารุส
ทิศทางหลักคือเทคโนโลยีชีวภาพ (อุตสาหกรรมจุลชีววิทยา พันธุวิศวกรรมและเซลล์)
การผสมพันธุ์ (จากภาษาละติน selectio - Selection) เป็นศาสตร์ของวิธีการในการสร้างและปรับปรุงพันธุ์พืชที่มีอยู่ใหม่และปรับปรุงพันธุ์ของสัตว์เลี้ยงในบ้านและสายพันธุ์ของจุลินทรีย์ที่มนุษย์ใช้
การผสมพันธุ์หรือการผสมพันธุ์ใหม่เป็นกระบวนการหลายขั้นตอนที่ซับซ้อน ซึ่งมาจากการเลือกคู่พ่อแม่อย่างระมัดระวัง การผสมข้ามพันธุ์ การคัดเลือกอย่างเป็นระบบในลูกผสม ตามด้วยการผสมข้ามรูปแบบที่เลือก และอีกครั้งเพื่อคัดเลือก ในเรื่องนี้วิทยาศาสตร์การเพาะพันธุ์สมัยใหม่รวมถึงส่วนหลักดังต่อไปนี้:
1. การศึกษาแหล่งที่มาของวัสดุ - ความหลากหลายทางสายเลือด สายเลือด และความหลากหลายของพันธุ์พืช สัตว์ และจุลินทรีย์
2. การพัฒนาวิธีการและระบบการผสมพันธุ์ตามรูปแบบทางพันธุกรรมของการถ่ายทอดลักษณะและความแปรปรวน
3. การพัฒนาวิธีการคัดเลือกเทียม
สายพันธุ์ ความหลากหลาย สายพันธุ์ คือประชากรของสิ่งมีชีวิตที่มนุษย์สร้างขึ้นโดยเทียมและมีลักษณะทางพันธุกรรมบางอย่าง บุคคลทุกคนในสายพันธุ์ ความหลากหลาย หรือสายพันธุ์มีคุณสมบัติคงที่ทางพันธุกรรมที่คล้ายคลึงกัน เช่นเดียวกับปฏิกิริยาประเภทเดียวกันต่อปัจจัยสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ไก่ Leggorn มีมวลน้อย แต่ให้ผลผลิตสูง
งานของการปรับปรุงพันธุ์สมัยใหม่คือการเพิ่มผลผลิตของพันธุ์พืช สายพันธุ์ของสัตว์เลี้ยง สายพันธุ์ของจุลินทรีย์ ในการเชื่อมต่อกับอุตสาหกรรมและการใช้เครื่องจักรของการเกษตร การคัดเลือกมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างธัญพืช พันธุ์องุ่น มะเขือเทศ พันธุ์ชา และฝ้ายแบบไม่มีก้านสั้นซึ่งเหมาะสำหรับการเก็บเกี่ยวด้วยเครื่องจักร การเพาะพันธุ์ผักสำหรับปลูกในโรงเรือน, ไฮโดรโปนิกส์; การสร้างพันธุ์สัตว์เพื่อเลี้ยงในศูนย์ปศุสัตว์ขนาดใหญ่
การปรับปรุงพันธุ์พืช สายพันธุ์ของสัตว์เลี้ยง สายพันธุ์ของจุลินทรีย์เป็นไปไม่ได้หากไม่ได้ศึกษาที่มาและวิวัฒนาการของพวกมัน สิ่งที่สำคัญเป็นพิเศษในเรื่องนี้คืองานของ N. I. Vavilov ในการศึกษาศูนย์กำเนิดพืชที่ปลูก Vavilov จัดการสำรวจหลายครั้งโดยรวบรวมวัสดุที่มีค่าที่สุดในการกระจายพืชที่ปลูกทั่วโลก Vavilov ยอมรับว่าบ้านเกิดของข้าวโพดคือเม็กซิโกและอเมริกากลาง บ้านเกิดของมันฝรั่งคืออเมริกาใต้ ในอัฟกานิสถานเขาพบข้าวสาลีชนิดอ่อนหลายชนิดและในเอธิโอเปีย - ดูรัม เขาค้นพบและอธิบายแหล่งกำเนิดพืชที่ปลูก 8 แห่ง:
อินเดีย (เขตร้อนของเอเชียใต้) - ศูนย์กลางของพันธุ์ข้าว, อ้อย, ผลไม้รสเปรี้ยว;
เอเชียกลาง - ข้าวสาลีอ่อน พืชตระกูลถั่ว และพืชผลอื่นๆ
จีน (หรือเอเชียตะวันออก) - ข้าวฟ่าง, บัควีท, ถั่วเหลือง, ซีเรียล;
เอเชียตะวันตก - ข้าวสาลีและข้าวไรย์ตลอดจนการปลูกผลไม้
เมดิเตอร์เรเนียน - มะกอก, โคลเวอร์, ถั่ว, กะหล่ำปลี, พืชอาหารสัตว์;
Abyssinian - ข้าวฟ่าง, ข้าวสาลี, ข้าวบาร์เลย์;
เม็กซิกันตอนใต้ - ฝ้าย, ข้าวโพด, โกโก้, ฟักทอง, ถั่ว;
อเมริกาใต้ - ศูนย์กลางของมันฝรั่ง, พืชสมุนไพร (coca bush, cinchona)
ความรู้เกี่ยวกับสภาพธรรมชาติในบ้านเกิดของพืชชนิดใดชนิดหนึ่งทำให้สามารถเลือกทิศทางที่ไม่มีความหมายในการคัดเลือกและทำให้สามารถเลือกได้บนพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์โดยคำนึงถึงคุณสมบัติของพืชเองและอิทธิพลของปัจจัยสิ่งแวดล้อม เกี่ยวกับการก่อตัวของพวกเขา คุณค่าของงานของ Vavilov อยู่ที่การที่เขาวางรากฐานสำหรับการรวบรวมและจัดเก็บกลุ่มยีนพืช และสร้างกลุ่มยีนชุดแรกของโลกที่สถาบัน All-Union Institute of Plants ในเลนินกราด คอลเลกชันนี้ได้รับการเติมเต็มทุกปีด้วยตัวอย่างใหม่ที่มาจากทุกทวีป และแม้กระทั่งในช่วงการปิดล้อมเลนินกราด ก็ยังได้รับการเก็บรักษาไว้อย่างสมบูรณ์ ปัจจุบันเป็นแหล่งวัตถุดิบให้กับพ่อพันธุ์แม่พันธุ์ทั่วโลก
วิธีการเลือกพื้นฐาน
| วิธีการ | การเพาะพันธุ์สัตว์ | การปรับปรุงพันธุ์พืช |
| การเลือกคู่แม่ | ตามลักษณะและลักษณะภายนอกที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจ (ชุดของลักษณะฟีโนไทป์) | ตามแหล่งกำเนิด (ห่างไกลทางภูมิศาสตร์) หรือห่างไกลจากพันธุกรรม (ไม่เกี่ยวข้อง) |
| การผสมพันธุ์: ก) ไม่เกี่ยวข้อง (การผสมพันธุ์) | การผสมข้ามพันธุ์ของสายพันธุ์ที่อยู่ห่างไกลซึ่งแตกต่างกันในลักษณะที่ตัดกันเพื่อให้ได้ประชากรที่แตกต่างกันและการรวมตัวกันของเฮเทอโรซิส ส่งผลให้ลูกมีบุตรยาก | การผสมข้ามพันธุ์แบบเฉพาะเจาะจงแบบเฉพาะเจาะจงระหว่างกันซึ่งนำไปสู่ภาวะเฮเทอโรซิสเพื่อให้ได้ประชากรที่ต่างกันและให้ผลผลิตสูง |
| b) เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด (ผสมพันธุ์) | การผสมข้ามพันธุ์ระหว่างญาติสนิทเพื่อสร้างเส้น homozygous (บริสุทธิ์) ที่มีลักษณะที่พึงประสงค์ | การผสมเกสรด้วยตนเองในพืชผสมเกสรข้ามโดยอิทธิพลเทียมเพื่อให้ได้เส้นโฮโมไซกัส (บริสุทธิ์) |
| การเลือก a) มวล | ไม่สามารถใช้ได้ | ใช้กับพืชผสมเกสรข้าม |
| ข) บุคคล | การคัดเลือกบุคคลอย่างเข้มงวดถูกนำไปใช้ตามลักษณะที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจ ความทนทาน ภายนอก | มันถูกใช้สำหรับพืชผสมเกสรตัวเอง, เส้นที่บริสุทธิ์มีความโดดเด่น - ลูกหลานของบุคคลที่ผสมเกสรด้วยตนเอง |
| วิธีการทดสอบลูกหลาน | พวกเขาใช้วิธีผสมเทียมจากสายพันธุ์ชายที่ดีที่สุดซึ่งมีคุณสมบัติที่จะตรวจสอบลูกหลานจำนวนมาก | ไม่สามารถใช้ได้ |
| การทดลองผลิตโพลิพลอยด์ใน | ไม่สามารถใช้ได้ | มันถูกใช้ในพันธุศาสตร์และการปรับปรุงพันธุ์เพื่อให้ได้รูปแบบที่มีประสิทธิผลและประสิทธิผลมากขึ้น |
Heterosis ใช้ในการผสมพันธุ์
ความมีชีวิตและผลผลิตที่สูงขึ้นของลูกผสม F เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบไขว้ เป็นการแสดงออกถึงความหมายของปรากฏการณ์เฮเทอโรซิส "
แม้ในกลางศตวรรษที่สิบแปด I. Kelreuter นักวิชาการของ Russian Academy ซึ่งเป็นนักพฤกษศาสตร์ที่มีชื่อเสียง ให้ความสนใจกับข้อเท็จจริงที่ว่าในบางกรณีเมื่อมีการผสมพันธุ์พืช ลูกผสมของรุ่นแรกจะมีพลังมากกว่ารูปแบบพ่อแม่ ช่วงเวลาใหม่ในการศึกษาปรากฏการณ์ heterosis เริ่มขึ้นในปี ค.ศ. 1920 ของศตวรรษที่ผ่านมาจากผลงานของนักพันธุศาสตร์ชาวอเมริกัน Schell, East, Hell, Johnson เป็นผลมาจากการทำงานของพวกเขาในข้าวโพดโดยการผสมเกสรตัวเองได้พันธุ์ลูกผสมซึ่งมีลักษณะภาวะซึมเศร้าอย่างรุนแรง แต่เมื่อเชลล์ก้าวข้ามเส้นที่ตกต่ำ เขาได้รับลูกผสม F อันทรงพลังอย่างไม่คาดคิด จากผลงานเหล่านี้ มีการใช้ heterosis อย่างแพร่หลายในกระบวนการคัดเลือก
นักพันธุศาสตร์ได้เสนอสมมติฐานหลายข้อเพื่ออธิบายความต่างศักย์ สมมติฐานการครอบงำได้รับการพัฒนาโดยจอห์นสันนักพันธุศาสตร์ชาวอเมริกัน มันขึ้นอยู่กับการรับรู้ของยีนเด่นที่ทำหน้าที่เป็นประโยชน์ในสถานะ homozygous หรือ heterozygous:
หากรูปแบบไขว้มียีนเด่นเพียงสองยีน ลูกผสมจะมีสี่ยีน สิ่งนี้กำหนดความแตกต่างของไฮบริดนั่นคือข้อดีของมันเหนือรูปแบบดั้งเดิม
สมมติฐานของการครอบงำถูกเสนอโดย Schell และ East นักพันธุศาสตร์ชาวอเมริกัน มันขึ้นอยู่กับการรับรู้ว่าสถานะเฮเทอโรไซกัสสำหรับยีนหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้นให้ความได้เปรียบเหนือโฮโมไซโกตสำหรับยีนหนึ่งตัวหรือมากกว่า
นักพันธุศาสตร์โซเวียต V. A. Strunnikov เสนอสมมติฐานของคอมเพล็กซ์การชดเชยของยีน
ความหมายของปรากฏการณ์เฮเทอโรซิสนั้นอยู่ในความมีชีวิตที่สูงกว่า ผลผลิตของลูกผสม F เมื่อเทียบกับรูปแบบไขว้
เนื่องจากผลกระทบของ heterosis ทำให้ได้ผลผลิตเพิ่มขึ้นถึง 25-50% การลดลงของ heterosis ในรุ่นที่สองและรุ่นต่อ ๆ ไปนั้นสัมพันธ์กับการแยกลูกหลานของลูกผสม ในการพัฒนาพืชและสัตว์ สามารถสังเกตผลกระทบที่คล้ายกับ heterosis ในการสำแดง แต่ไม่ได้เกิดจากสาเหตุทางพันธุกรรม (ไม่ได้เกิดจากการข้าม) แต่โดยอิทธิพลของอิทธิพลภายนอกบางอย่าง นี่คือสิ่งที่เรียกว่า heterosis ทางสรีรวิทยา ตัวอย่างเช่น มีการกำหนดกรณีสำหรับพืชเพื่อขจัดผลที่เป็นอันตรายของการผสมเกสรด้วยตนเองด้วยการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในสภาพการเจริญเติบโต ลักษณะของผลกระทบเหล่านี้ยังไม่ชัดเจน heterosis มีสามประเภท:
การสืบพันธุ์ (ลูกผสมเกินรูปแบบผู้ปกครองในภาวะเจริญพันธุ์);
โซมาติก (ในลูกผสมมวลพืชในพืชและอำนาจตามรัฐธรรมนูญในสัตว์เพิ่มขึ้น);
Adaptive (ลูกผสมถูกปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีกว่ารูปแบบผู้ปกครอง)
วิธีการผสมพันธุ์และกรรมพันธุ์โดย I.V. Michurina
| วิธีการ | วิธีการ Essence | ตัวอย่าง | |
| การผสมพันธุ์ทางไกลทางชีวภาพ: ก) ความจำเพาะระหว่างกัน | คัดแยกพันธุ์ต่างๆ เพื่อให้ได้พันธุ์ที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ | Cherry Vladimirskaya x Winkler เชอร์รี่สีขาว - Cherry Krasa Severa (รสชาติดีความแข็งแกร่งในฤดูหนาว) | |
| b) สารพันธุกรรม | ข้ามตัวแทนของสกุลต่าง ๆ เพื่อรับพืชใหม่ | เชอร์รี่ x นกเชอร์รี่ \u003d ce-rapadus | |
| การผสมพันธุ์ทางไกลทางภูมิศาสตร์ | ข้ามตัวแทนของภูมิภาคที่ห่างไกลทางภูมิศาสตร์เพื่อปลูกฝังคุณสมบัติที่ต้องการในลูกผสม (รสชาติ, ความมั่นคง) | Pear wild Ussuri x Bere เปียโน (ฝรั่งเศส) = Bere winter Michurina | |
| วิธีการ | วิธีการ Essence | ตัวอย่าง | |
| การคัดเลือก | หลายอย่าง, แข็ง: ในแง่ของขนาด, รูปร่าง, ความแข็งแกร่งของฤดูหนาว, คุณสมบัติภูมิคุ้มกัน, คุณภาพ, รสชาติของผลไม้และคุณภาพการเก็บรักษา | ต้นแอปเปิลหลายพันธุ์ที่มีรสชาติดีและให้ผลผลิตสูงได้ขยายพันธุ์ไปทางเหนือ | |
| วิธีพี่เลี้ยง | การศึกษาในต้นกล้าลูกผสมที่มีคุณภาพที่พึงประสงค์ (การครอบงำที่เพิ่มขึ้น) ซึ่งต้นกล้าถูกต่อกิ่งลงบนพืชที่มีผู้ให้การศึกษาซึ่งพวกเขาต้องการได้รับคุณสมบัติเหล่านี้ | เบลเฟลอร์-จีน (ลูกผสม-ต้นตอ) x ภาษาจีน (กราฟต์) = ชาวจีนเบลเฟลอร์ (การวาง, พันธุ์ที่สุกช้า) | |
| วิธีการไกล่เกลี่ย | ในการผสมพันธุ์ทางไกล เพื่อเอาชนะการไม่ผสมข้าม การใช้พันธุ์ป่าเป็นตัวกลาง | อัลมอนด์มองโกเลียป่า x ป่าเดวิดพีช = คนกลางอัลมอนด์ ลูกพีชที่ปลูก x คนกลางอัลมอนด์ = ลูกพีชลูกผสม (ย้ายไปทางเหนือ) | |
| การสัมผัสกับสภาพแวดล้อม | เมื่อเลี้ยงลูกผสมหนุ่มให้ความสนใจกับวิธีการเก็บเมล็ดธรรมชาติและระดับของสารอาหาร การสัมผัสกับอุณหภูมิต่ำ, ดินที่มีสารอาหารต่ำ, การปลูกถ่ายบ่อยครั้ง | ||
| ผสมเกสร | เพื่อเอาชนะการไม่ข้ามระหว่างกัน (ความไม่ลงรอยกัน) | ละอองเกสรของต้นแม่ผสมกับละอองเกสรของพ่อ ละอองเกสรของตัวมันเองทำให้ตราบาประคายเคือง และรับรู้ละอองเรณูของคนอื่น | |
ความสำเร็จของการคัดเลือกโซเวียต
ความสำเร็จในการปรับปรุงพันธุ์พืชในสหภาพโซเวียตนั้นเกี่ยวข้องกับการใช้วิธีทางพันธุกรรมร่วมกับวิธีการเพาะพันธุ์ ดังนั้น N. V. Ts และ ts และ n (1898-1980) กับพนักงานอันเป็นผลมาจากการผสมข้ามพันธุ์และการคัดเลือกพันธุ์ที่ให้ผลตอบแทนสูง (สูงถึง 70 centners / ha) หญ้าข้าวสาลี - ที่นอนไฮบริดทนต่อที่พัก โดยใช้วิธีการผสมพันธุ์ที่ซับซ้อนของรูปแบบที่อยู่ห่างไกลตามภูมิศาสตร์ ตามด้วยการคัดเลือกบุคคลอย่างรอบคอบในหลายชั่วอายุคน P.P. Lukyanenko ได้สร้างข้าวสาลีฤดูหนาวที่น่าทึ่งหลายสายพันธุ์ ข้าวสาลีพันธุ์ Bezostaya-1 ใช้กันอย่างแพร่หลาย พันธุ์นี้มีผลผลิตสูง (65-70 หรือมากกว่า q/ha) ในสภาวะแวดล้อมที่หลากหลาย: ในเทือกเขาคอเคซัสเหนือ ทางตอนใต้ของยูเครน ในมอลโดวา ในทรานคอเคซัส ในบางภูมิภาคของเอเชียกลางและคาซัคสถาน เช่นเดียวกับในฮังการี บัลแกเรีย โรมาเนีย ยูโกสลาเวีย
P. P. Lukyanenko ยังสร้างพันธุ์ข้าวสาลี (ออโรร่า, คอเคซัส) ซึ่งให้ผลผลิตสูงถึงเกือบ 100 กก. / เฮกแตร์ VN Remesl ประสบความสำเร็จอย่างมากในการผสมพันธุ์ข้าวสาลีฤดูหนาวที่ปรับให้เข้ากับสภาพอากาศและภูมิประเทศที่หลากหลายโดย VN Remesl ที่สถาบัน Mironov Institute of Wheat Breeding พันธุ์ Mironovskaya-808 ที่เขาเพาะพันธุ์ได้รับการปล่อยตัวเกือบทั่วทั้งอาณาเขตของยูเครน SSR ในสาธารณรัฐมอลโดวาและเบลารุสและในเกือบ 50 ภูมิภาคของ RSFSR ความหลากหลายนี้มีลักษณะเฉพาะโดยให้ผลผลิตสูง (55-60 c/ha) ความแข็งแกร่งในฤดูหนาวและการตอบสนองที่ดีต่อปุ๋ย ในปี 1974 ได้รับความหลากหลาย Ilyichevka (100 q/ha)
ในการเลือกข้าวสาลีฤดูใบไม้ผลิประสบความสำเร็จมากที่สุดที่สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์การเกษตรแห่งตะวันออกเฉียงใต้ (Saratov) โดยพ่อพันธุ์แม่พันธุ์ที่โดดเด่น A. P. Shekhurdin และ V. N. Mamontovoy
พันธุ์ข้าวสาลี Saratovskaya-29 ที่ผสมพันธุ์โดยผู้เพาะพันธุ์เหล่านี้พร้อมกับผลผลิตสูงนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติการอบที่ยอดเยี่ยม
V. S. Pustovoyt ประสบความสำเร็จอย่างมากในการเพาะพันธุ์ทานตะวันเขาเริ่มผสมพันธุ์กับพันธุ์ที่มีน้ำมันประมาณ 30% ในเมล็ด อันเป็นผลมาจากการใช้การเลือกกลุ่มครอบครัวอย่างต่อเนื่อง เขาสามารถได้พันธุ์ที่มีปริมาณน้ำมัน 50 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป V. S. Pustovoit พัฒนาพันธุ์ดอกทานตะวัน Mayak และ Peredovik ด้วยการแบ่งเขตของพันธุ์เหล่านี้ ทำให้สามารถรับน้ำมันดอกทานตะวันเพิ่มเติมได้หลายพันตันในราคาเท่ากัน
M.I. X a dzh และ n o v ในยุค 30 ของศตวรรษที่ผ่านมาพบปรากฏการณ์ของการเป็นหมันชายไซโตพลาสซึม บนพื้นฐานของการผสมพันธุ์และการคัดเลือกพืชสำหรับปัจจัยไซโตพลาสซึม ได้มีการเพาะพันธุ์ข้าวโพดที่ให้ผลผลิตสูง
Lutkov และ Zosimovich เพิ่มปริมาณน้ำตาลและผลผลิตของหัวบีทน้ำตาลเนื่องจาก polyploidy พ่อพันธุ์แม่พันธุ์ปศุสัตว์ก็มีความก้าวหน้าอย่างมากเช่นกัน โดยการผสมข้ามพันธุ์ M. F. Ivanov ได้สร้างสายพันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูง (สุกรพันธุ์บริภาษยูเครนสีขาว, แกะพันธุ์ Ascanian ขนแกะละเอียด) ขึ้นอยู่กับการผสมพันธุ์ของ ram-argali ป่ากับ merinos ตามด้วยการเลือกสัตว์ประเภทที่ต้องการและการใช้การผสมพันธุ์ในคาซัคสถาน N.S. วิธีการผสมพันธุ์และการคัดเลือกเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างกลุ่มหมูสายพันธุ์ใหม่ "ลูกผสมคาซัค" (สถาบันชีววิทยาทดลองของคาซัค SSR) สุกรของสายพันธุ์เคเมโรโวและหมูป่าถูกนำมาใช้เป็นรูปแบบเริ่มต้นในกระบวนการผสมพันธุ์กลุ่มสายพันธุ์นี้
ความสำเร็จของผู้เพาะพันธุ์เบลารุส
นักวิทยาศาสตร์ของสถาบันวิจัยมันฝรั่งและพืชสวนเบลารุส (Samokhvalovichi, Minsk region) จากปี 1925 ถึง 1995 มันฝรั่งประมาณ 50 สายพันธุ์ ผักมากกว่า 70 ชนิด ผลไม้ 124 ชนิด และผลไม้ตระกูลเบอร์รี่ 23 สายพันธุ์ ภายใต้การแนะนำและการมีส่วนร่วมโดยตรงของนักวิชาการ P. I. Alsmik มันฝรั่งพันธุ์ต่าง ๆ เช่น Temp, Loshitsky, Razvaristy, Ogonyok, Sadko, Novinka, Verba, Ivushka, Lasunak, Zorka เป็นต้น มันฝรั่ง 12 สายพันธุ์ให้ผลผลิต 500 - 700 ซี/เฮคเตอร์ ทนทานต่อโรคและแมลงศัตรูพืช ให้รสชาติสูง เหมาะสำหรับการแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่เป็นอาหาร A. G. Voluznev เพาะพันธุ์พืชผลเบอร์รี่ 23 สายพันธุ์ พันธุ์แบล็คเคอแรนท์ที่พบมากที่สุดคือขนมเบลารุส Cantata, Minai Shmyrev, Pamyat Vavilova เจ้าหญิง
Katyusha พรรคพวก; ลูกเกดแดง - อันเป็นที่รัก; มะยม - ฤดูใบไม้ผลิ ใจกว้าง; -สตรอเบอร์รี่ - มินสค์, ไชกา
พืชผลได้รับการอบรม 124 พันธุ์ รวมถึงต้นแอปเปิล 24 สายพันธุ์ (Antey, Belorusskoye Raspberry, Bananavoye, Minskoe เป็นต้น), 8 สายพันธุ์ของลูกแพร์ (Beloruska, Maslyanistae, Loshitskaya ฯลฯ ), .15 พันธุ์ของเชอร์รี่หวาน (Zolotaya Loshitskaya, Krasavitsa) และอื่น ๆ อีกมากมาย ผู้ก่อตั้งการคัดเลือกพืชผลในเบลารุสคือ E. P. Syubarova และ A. E. Syubarov และ Ye.V. e f c. ผู้ก่อตั้งการคัดเลือกพืชผัก ได้แก่ G. I. Artemenko และ A. M. Polyanskaya ( มะเขือเทศ), E. I. Chulkova (กะหล่ำปลี), V. F. Devyatova (หัวหอม, กระเทียม) พวกเขาวางและพัฒนาพื้นฐานการเพาะพันธุ์ทางวิทยาศาสตร์ของพืชผักในเบลารุส
มีการแบ่งประเภทพืชผักของเบลารุส: มะเขือเทศพื้นเปิด - Peramoga, ยอดเยี่ยม, ทำกำไร, Ruzha, Neman; มะเขือเทศสำหรับโรงเรือนฟิล์ม - Vezha; แตงกวา - Dolzhik, Verasen, Zarnitsa; กะหล่ำปลี - Rusinovka วันครบรอบ; คันธนู - อำพัน, Vetraz; กระเทียม - Poljot เป็นต้น
นอกจากนี้ พ่อพันธุ์แม่พันธุ์ชาวเบลารุสยังได้ผสมพันธุ์และจำแนกธัญพืชและพืชตระกูลถั่วหลายชนิด พืชทางเทคนิคและพืชอาหารสัตว์ ในสถาบันวิจัยการเกษตรแห่งเบลารุส (Zhodino) N. D. Mukhin nym ได้มีการเพาะพันธุ์ข้าวไรย์เบลตาในฤดูหนาวที่หลากหลาย เขาเป็นนักเขียนและผู้เขียนร่วมของพันธุ์ข้าวฤดูหนาว Belorusskaya 23, Druzhba, ข้าวสาลีฤดูใบไม้ผลิ Minsk, บัควีท Iskra และ Yubileinaya 2 พันธุ์ข้าวสาลีฤดูหนาว Berezina (74 c / ha) โดดเด่นด้วยคุณสมบัติการบดและการอบแป้งสูง . นาดเซยา ข้าวสาลีฤดูหนาว (79 กก./เฮกตาร์) เป็นพืชอาหารสัตว์ประเภทธัญพืช ความหลากหลายของข้าวบาร์เลย์ในฤดูใบไม้ผลิ Zazersky 85 และ Zhodinsky 5 ได้พิสูจน์ตัวเองอย่างดี Narochansky หมาป่าสีเหลืองที่หลากหลายนั้นโดดเด่นด้วยคุณภาพสูง ผลผลิตข้าว 27 มวลสีเขียว 536 กก./เฮกตาร์ ปริมาณโปรตีนในเมล็ดข้าวคือ 45.8% บีทน้ำตาลที่มีชื่อเสียงที่สุดคือ Belorusskaya one-seeded-55, polyhybrid Belorussky-31 (เพาะพันธุ์ที่สถาบันพันธุศาสตร์และเซลล์วิทยาของ Academy of Sciences of Belarus ร่วมกับ Ganusov Experimental Breeding Station โดยข้ามรูปแบบ tetraploid และ diploid ของ น้ำตาลหัวบีท). ผลผลิตเฉลี่ยของพืชรากอยู่ที่ 410-625 c/ha, ปริมาณน้ำตาล 15.3-19.5%, การเก็บเกี่ยวน้ำตาลคือ 56.3-99.1 c/ha.
สาขาหลักของเทคโนโลยีชีวภาพ (จุลชีววิทยา พันธุกรรม และวิศวกรรมเซลล์)
เทคโนโลยีชีวภาพ - การใช้สิ่งมีชีวิตและกระบวนการทางชีวภาพในการผลิตเช่น การผลิตสารที่จำเป็นสำหรับมนุษย์โดยใช้ความสำเร็จของจุลชีววิทยา ชีวเคมี และเทคโนโลยี
อุตสาหกรรมทางจุลชีววิทยาที่ปรากฏในยุค 60s ศตวรรษที่ 20 แก้ปัญหาหลายประการ:
1) ให้การเลี้ยงสัตว์ด้วยโปรตีนอาหารสัตว์คุณภาพสูง
2) ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีชีวภาพจะได้รับและใช้เอนไซม์ (โปรตีเอส, อะไมเลส, เพคติเนส)
3) ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีชีวภาพทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ทางจุลชีววิทยา - กรดอะมิโน, ยาปฏิชีวนะ (penicillins, cephalosporins, tetracyclines, erythromycins, streptomycins);
4) ด้วยความช่วยเหลือของจุลินทรีย์จะได้รับแหล่งพลังงานเพิ่มเติมในรูปของก๊าซชีวภาพ, เอทานอล, ไฮโดรเจนอันเนื่องมาจากการใช้ของเสียจากอุตสาหกรรมและการเกษตรโดยจุลินทรีย์
วิศวกรรมเซลล์ - วิธีการปลูกเซลล์ในอาหารเลี้ยงเชื้อพิเศษ
การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อคือการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่ปลูกภายใต้สภาวะปลอดเชื้อในสื่อพิเศษ การเพาะเลี้ยงเซลล์ (หรือการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ) สามารถทำหน้าที่ผลิตสารที่มีคุณค่าได้ ตัวอย่างเช่น การเพาะเลี้ยงเซลล์ของต้นโสมจะผลิตสารทางยา เช่นเดียวกับพืชทั้งต้น
การเพาะเลี้ยงเซลล์ยังใช้สำหรับการไฮบริไดเซชันของเซลล์อีกด้วย การใช้เทคนิคพิเศษบางอย่างเป็นไปได้ที่จะรวมเซลล์ที่มีต้นกำเนิดแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตซึ่งการผสมข้ามเพศตามปกติซึ่งเป็นไปไม่ได้ นี่เป็นการเปิดทางใหม่โดยพื้นฐานในการสร้างลูกผสมโดยอาศัยการรวมกันของเซลล์ที่ไม่ใช่เชื้อโรค แต่เป็นเซลล์โซมาติกในระบบเดียว เซลล์ลูกผสมและสิ่งมีชีวิตของมันฝรั่งและมะเขือเทศ แอปเปิ้ล และเชอร์รี่ได้รับแล้ว
สำหรับสัตว์แล้ว การผลิตเซลล์ลูกผสมยังเป็นการเปิดมุมมองใหม่ๆ ในด้านการแพทย์โดยเฉพาะ ตัวอย่างเช่น มีการเพาะเลี้ยงลูกผสมระหว่างเซลล์มะเร็ง (ซึ่งมีความสามารถในการเติบโตอย่างไม่มีกำหนด) กับเซลล์เม็ดเลือดบางชนิด - ลิมโฟไซต์ Hybridomas เป็นลูกผสมของเซลล์มะเร็งและลิมโฟไซต์ เซลล์เม็ดเลือดขาวผลิตสารที่ก่อให้เกิดภูมิคุ้มกัน (ภูมิคุ้มกัน) ต่อการติดเชื้อรวมทั้งโรคไวรัส การใช้เซลล์ลูกผสมดังกล่าวทำให้สามารถรับสารยาที่มีคุณค่าซึ่งเพิ่มความต้านทานของร่างกายต่อการติดเชื้อได้
พันธุวิศวกรรมเป็นชุดของวิธีการที่อนุญาตให้ถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งในหลอดทดลอง การถ่ายโอนยีนทำให้สามารถเอาชนะอุปสรรคข้ามสายพันธุ์และถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งได้ เป้าหมายของพันธุวิศวกรรมคือการ "ได้รับเซลล์ (แบคทีเรีย) ที่สามารถประมวลผลโปรตีน "มนุษย์" บางชนิดในระดับอุตสาหกรรม ดังนั้นตั้งแต่ปี 1980 ฮอร์โมนการเจริญเติบโตของมนุษย์ - somatotropin ได้รับจาก Escherichia coli Somatotropin เป็นวิธีการรักษาเฉพาะสำหรับเด็ก เป็นโรคแคระแกร็นเนื่องจากขาดฮอร์โมนนี้ ก่อนการพัฒนาพันธุวิศวกรรม แยกได้จากต่อมใต้สมองจากซากศพ
ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2525 อินซูลินสำหรับรักษาโรคเบาหวานได้ผลิตในเชิงพาณิชย์จากอี. โคไล ที่มียีนอินซูลินของมนุษย์ ก่อนหน้านี้ ยานี้ไม่สามารถใช้ได้กับผู้ป่วยทุกราย
วิธีการทั่วไปที่สุดของพันธุวิศวกรรมคือวิธีการได้มาซึ่งรีคอมบิแนนท์ กล่าวคือ มีพลาสมิดของยีนต่างประเทศ พลาสมิดเป็นโมเลกุลดีเอ็นเอที่มีเกลียวคู่เป็นวงกลม แบคทีเรียแต่ละชนิด นอกเหนือจาก DNA พื้นฐานแล้ว ยังมีพลาสมิดหลายชนิดที่แลกเปลี่ยนกับแบคทีเรียชนิดอื่น เป็นพลาสมิดที่มียีนในการดื้อยาในแบคทีเรีย พลาสมิดถูกใช้โดยวิศวกรพันธุศาสตร์เพื่อแนะนำยีนของสิ่งมีชีวิตชั้นสูงเข้าไปในเซลล์แบคทีเรีย
เครื่องมือของพันธุวิศวกรรมคือเอ็นไซม์ที่ค้นพบในปี 1974 - เอ็นโดนิวคลีเอสจำกัดหรือเอ็นไซม์จำกัด (แท้จริงแล้ว ข้อจำกัด) เอ็นไซม์ควบคุมจะจดจำตำแหน่งต่างๆ (ตำแหน่งการจดจำ) และทำให้เกิดการแบ่งตัวแบบสมมาตรและเฉียงในสายโซ่ DNA อันเป็นผลให้ "หาง" แบบเส้นเดียวสั้น ๆ ก่อตัวขึ้นที่ปลายแต่ละส่วนของ DNA ที่ถูกจำกัดซึ่งเรียกว่าปลายที่ "เหนียว"
วิธีการทางพันธุวิศวกรรม เพื่อให้ได้พลาสมิดรีคอมบิแนนท์ ยีนแปลกปลอม (เช่น ยีนมนุษย์) จะถูกนำเข้าไปในพลาสมิดผ่า DNA ทั้งสองชิ้นถูกมัดด้วยเอ็นไซม์ ligase และได้รับ recombinant plasmid ซึ่งถูกนำเข้าสู่ E. coli ลูกหลานทั้งหมดของแบคทีเรียนี้เรียกว่าโคลน
กระบวนการทั้งหมดในการรับแบคทีเรียที่เรียกว่าการโคลนนิ่งประกอบด้วยขั้นตอนต่อเนื่องกัน:
1. ข้อจำกัด - ตัด DNA ของมนุษย์ด้วยเอ็นไซม์จำกัดออกเป็นชิ้นๆ ที่มีปลาย "เหนียว"
2. Ligation - การรวมชิ้นส่วน DNA ของมนุษย์ไว้ในพลาสมิดเนื่องจาก "การเชื่อมขวางของปลายเหนียว" โดยเอนไซม์ ligase
3. การเปลี่ยนแปลง - การนำพลาสมิดรีคอมบิแนนท์เข้าสู่เซลล์แบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม พลาสมิดแทรกซึมเพียงเศษเสี้ยวของแบคทีเรียที่บำบัดแล้ว แบคทีเรียที่เปลี่ยนแปลงไปพร้อมกับพลาสมิดได้รับความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะบางชนิด วิธีนี้ช่วยให้แยกพวกมันออกจากตัวที่ไม่เปลี่ยนรูปที่ตายบนอาหารที่มียาปฏิชีวนะ แบคทีเรียถูกหว่านบนอาหารเลี้ยงเชื้อ และแบคทีเรียที่แปรสภาพแต่ละชนิดจะทวีคูณและก่อตัวเป็นอาณานิคมของลูกหลานหลายพันตัว - โคลน
4. การตรวจคัดกรอง - การคัดเลือกจากโคลนของแบคทีเรียที่แปรสภาพซึ่งมีพลาสมิดที่มียีนมนุษย์ที่ต้องการ อาณานิคมของแบคทีเรียถูกปกคลุมด้วยตัวกรองพิเศษเมื่อเอาออกรอยประทับของอาณานิคมยังคงอยู่ จากนั้นจึงทำการไฮบริไดเซชันระดับโมเลกุล ตัวกรองถูกแช่ในสารละลายด้วยหัววัดที่มีฉลากกัมมันตภาพรังสี โพรบคือพอลินิวคลีโอไทด์ที่เป็นส่วนเสริมของยีนที่สนใจ มันผสมพันธุ์เฉพาะกับพลาสมิดรีคอมบิแนนท์ที่มียีนที่ต้องการเท่านั้น หลังจากไฮบริไดเซชันแล้ว ฟิล์มเอ็กซ์เรย์จะถูกนำไปใช้กับฟิลเตอร์ในที่มืดและพัฒนาขึ้นหลังจากผ่านไปสองสามชั่วโมง ตำแหน่งของพื้นที่ที่ส่องสว่างช่วยให้คุณค้นหาพลาสมิดที่มียีนที่ต้องการได้
1. ลูกผสมระหว่างกัน:
ก) มีบุตรยาก;
b) มีลักษณะการเจริญพันธุ์ที่เพิ่มขึ้น
c) เพศหญิงเสมอ;
ง) ผู้ชายเสมอ
2. วิธีการที่ใช้ในการผสมพันธุ์และไม่มีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตคือ:
ก) โพลิพลอยดี; b) การกลายพันธุ์เทียม
c) การผสมพันธุ์; ง) การโคลนนิ่ง
3. บ้านเกิดของข้าวโพดและทานตะวันเป็นศูนย์กลางของแหล่งกำเนิดของพืชที่ปลูก (ตาม N. I. Vavilov):
ก) เอเชียใต้;
b) อเมริกากลาง;
c) อะบิสซิเนียน;
ง) เมดิเตอร์เรเนียน
4. แท้จริงแล้ว polyploidy หรือ euploidy คือ:
ก) การจัดเรียงใหม่ของโครโมโซม;
b) การเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมทวีคูณของเดี่ยว
c) การเปลี่ยนแปลงในลำดับของนิวคลีโอไทด์
5. เป็นครั้งแรกที่สามารถพัฒนาวิธีการเอาชนะภาวะมีบุตรยากของลูกผสมระหว่างกัน:
ก) K. A. Timiryazev; b) M. F. Ivanov; c) G. D. Karpechenko; ง) น.ส.บุตริน.
6. การเลือกเทียมแบบใดที่ใช้ในการเพาะพันธุ์สัตว์:
ก) มวล;
ข) บุคคล?
7. ในศตวรรษที่ XX เพิ่มวิธีการคัดเลือก:
ก) โพลิพลอยดี;
b) การกลายพันธุ์เทียม
c) การผสมพันธุ์ของเซลล์
d) และโพลิพลอยดีและการทำให้เกิดการกลายพันธุ์เทียม และการผสมพันธุ์ของเซลล์
8. กลุ่มพืชที่เป็นเนื้อเดียวกันที่มีคุณสมบัติที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจที่มนุษย์สร้างขึ้นเรียกว่า:
ก) โคลน;
ข) พันธุ์;
ค) ความหลากหลาย
9. เทคโนโลยีชีวภาพคือ:
ก) การใช้ผลิตภัณฑ์ที่มาจากแหล่งกำเนิดทางชีวภาพ (พีท ถ่านหิน น้ำมัน) เพื่อขับเคลื่อนเครื่องจักรและกลไก
ข) การใช้เทคโนโลยีในการเลี้ยงสัตว์และการผลิตพืชผล
ค) การใช้สิ่งมีชีวิตและกระบวนการทางชีววิทยาในการผลิต
ง) การใช้สิ่งมีชีวิตเป็นแบบอย่างในการสร้างโครงสร้างและกลไกต่างๆ
วรรณกรรม
1. R.G. Zayats, IV. Rachkovskaya และอื่น ๆ ชีววิทยาสำหรับผู้เข้าแข่งขัน มินสค์, Unipress, 2009, p. 674-686.
2. แอล.เอ็น. เปเซตสกายา ชีววิทยา. มินสค์, "Aversev", 2007, หน้า 72-85.
3. อี.ไอ. Shepelevich, V.M. กลัชโก โทรทัศน์ มักซิมอฟ ชีววิทยาสำหรับนักเรียนและผู้เข้าแข่งขัน มินสค์ "UniversalPress", 2007, p.95-104.
บรรยาย 17. กำเนิดและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตบนโลก.
หลักคำสอนวิวัฒนาการของ Ch. Darwin
ทฤษฎีวิวัฒนาการครั้งแรกของ J.B. Lamarck
ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของลัทธิดาร์วิน
สาระสำคัญของคำสอนวิวัฒนาการของ Ch. Darwin และอิทธิพลที่มีต่อวิทยาศาสตร์ชีวภาพ
ทฤษฎีสังเคราะห์วิวัฒนาการของชีวิต
ข้อดีในการสร้างทฤษฎีปริพันธ์ชุดแรกของวิวัฒนาการของโลกอินทรีย์เป็นของ J.B. Lamarck (1744-1829) บทบัญญัติหลักของทฤษฎีนี้ถูกกำหนดโดยเขาในงานของเขา "ปรัชญาของสัตววิทยา" (1809) ลามาร์คตั้งข้อสังเกตดังนี้:
สิ่งมีชีวิตสามารถเปลี่ยนแปลงได้
สปีชีส์ (และหมวดหมู่อนุกรมวิธานอื่นๆ) มีเงื่อนไขและค่อย ๆ แปรสภาพเป็นสปีชีส์ใหม่
แนวโน้มทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงทางประวัติศาสตร์ในสิ่งมีชีวิตคือการปรับปรุงองค์กรอย่างค่อยเป็นค่อยไป (การไล่ระดับ) ซึ่งเป็นแรงผลักดันที่ความปรารถนาเริ่มต้น (กำหนดโดยผู้สร้าง) เพื่อความก้าวหน้า
สิ่งมีชีวิตมีความสามารถโดยธรรมชาติในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภายนอกได้อย่างรวดเร็ว
การเปลี่ยนแปลงของสิ่งมีชีวิตที่ได้รับในช่วงชีวิตเพื่อตอบสนองต่อสภาวะที่เปลี่ยนแปลงนั้นสืบทอดมา
การประมาณทฤษฎีของลามาร์ค ข้อดีที่โดดเด่นของลามาร์คคือการสร้างหลักคำสอนเชิงวิวัฒนาการข้อแรก เขาปฏิเสธแนวคิดเรื่องความคงตัวของสายพันธุ์ ตรงกันข้ามกับแนวคิดเรื่องความแปรปรวนของสายพันธุ์ การสอนของเขายืนยันการมีอยู่ของวิวัฒนาการในฐานะการพัฒนาทางประวัติศาสตร์จากความเรียบง่ายไปสู่ความซับซ้อน เป็นครั้งแรกที่มีการตั้งคำถามเกี่ยวกับปัจจัยวิวัฒนาการ ลามาร์คเชื่ออย่างถูกต้องว่าสภาพแวดล้อมมีอิทธิพลสำคัญต่อกระบวนการวิวัฒนาการ เขาเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรก ๆ ที่ประเมินความสำคัญของเวลาในกระบวนการวิวัฒนาการได้อย่างถูกต้องและสังเกตระยะเวลาที่ไม่ธรรมดาของการพัฒนาชีวิตบนโลก: แสวงหาความสมบูรณ์ที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด เขายังเข้าใจผิดถึงสาเหตุของความฟิต โดยเชื่อมโยงโดยตรงกับอิทธิพลของสภาพแวดล้อม
หลักคำสอนเชิงวิวัฒนาการของลามาร์คไม่ได้แสดงให้เห็นอย่างเพียงพอและไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในหมู่คนรุ่นเดียวกันของเขา
บทบัญญัติหลักของทฤษฎีดาร์วินระบุไว้ในปี พ.ศ. 2402 ในหนังสือ "ต้นกำเนิดของสายพันธุ์โดยวิธีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ หรือการอนุรักษ์พันธุ์ที่โปรดปรานในการต่อสู้เพื่อชีวิต" วันแรกจำหน่ายหนังสือทั้งหมด 1,250 เล่ม และว่ากันว่ามีผลกระทบต่อความคิดของมนุษย์เป็นรองเพียงคัมภีร์ไบเบิลเท่านั้น จากนั้นเขาได้พัฒนาทฤษฎีในผลงานต่อมา "การเปลี่ยนแปลงของสัตว์และพืชภายใต้อิทธิพลของบ้าน" (1868) และ "ต้นกำเนิดของมนุษย์และการคัดเลือกทางเพศ" (1871) นักสัตววิทยาชาวอังกฤษ เอ. วอลเลซ (1858) ได้ข้อสรุปที่คล้ายกันโดยไม่ขึ้นกับดาร์วิน ชื่อ "ลัทธิดาร์วิน" เสนอโดย T. Geksl และ (1860)
หลักการพื้นฐานของคำสอนวิวัฒนาการของ Ch. Darwin:
1. แต่ละสายพันธุ์สามารถขยายพันธุ์ได้ไม่จำกัด
2. ทรัพยากรชีวิตจำกัดป้องกันการทำซ้ำไม่จำกัด คนส่วนใหญ่ตายในการต่อสู้เพื่อดำรงอยู่และไม่ทิ้งลูกหลาน
3. ความตายหรือความสำเร็จในการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่คือการเลือก Ch. ดาร์วินเรียกว่าการคัดเลือกการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตที่เหมาะสมที่สุดการคัดเลือกโดยธรรมชาติ
4. ภายใต้อิทธิพลของการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่เกิดขึ้นในสภาวะที่แตกต่างกัน กลุ่มบุคคลในสายพันธุ์เดียวกันจากรุ่นสู่รุ่นสะสมลักษณะการปรับตัวที่หลากหลาย กลุ่มบุคคลได้รับความแตกต่างที่สำคัญจนกลายเป็นสายพันธุ์ใหม่ (หลักการของความแตกต่างของตัวละคร)
ตามคำสอนของดาร์วิน แรงผลักดันของวิวัฒนาการของโลกอินทรีย์คือการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่และการคัดเลือกโดยธรรมชาติตามความแปรปรวนทางพันธุกรรม และแรงผลักดันของวิวัฒนาการของสายพันธุ์และพันธุ์คือความแปรปรวนทางพันธุกรรมและเทียม การเลือก
ภายใต้การถ่ายทอดทางพันธุกรรม ดาร์วินเข้าใจความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการรักษาสายพันธุ์ พันธุ์และลักษณะเฉพาะในลูกหลานของพวกมัน และภายใต้ความแปรปรวน ความสามารถของสิ่งมีชีวิตที่จะได้รับลักษณะใหม่ภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อม เขาแยกความแตกต่างระหว่างความแปรปรวนแน่นอนไม่แน่นอนและความแปรปรวนสัมพัทธ์
ความแปรปรวนบางอย่าง (หรือกลุ่ม) คือการแสดงลักษณะที่คล้ายคลึงกันในบุคคลทั้งหมดภายใต้อิทธิพลของสภาวะแวดล้อมเดียวกัน ตอนนี้เป็นที่ยอมรับแล้วว่าความแปรปรวนนี้ไม่ส่งผลต่อจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตและเรียกว่าการดัดแปลงหรือฟีโนปิก
ความแปรปรวนไม่แน่นอน (หรือรายบุคคล) คือการเกิดขึ้นของความแตกต่างของแต่ละบุคคลในบุคคลของสายพันธุ์เดียวกัน ความแตกต่างส่วนบุคคลได้รับการสืบทอด นี่คือความแปรปรวนทางพันธุกรรมหรือกรรมพันธุ์
นอกจากนี้ ดาร์วินยังแยกแยะความแปรปรวนเชิงสัมพันธ์ เมื่อการเปลี่ยนแปลงในอวัยวะหรือลักษณะหนึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในอวัยวะหรือลักษณะอื่นๆ ตัวอย่างเช่น สัตว์ขายาวมีคอยาว ในพันธุ์บีทรูทแบบตั้งโต๊ะ สีของราก ก้านใบ และเส้นใบจะเปลี่ยนไปตามลักษณะการประสานงาน
ตามที่ดาร์วินกล่าวว่าการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่เป็นความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนและหลากหลายของสิ่งมีชีวิตระหว่างตัวเองกับธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต มีรูปแบบของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่: intraspecific, interspecific และการต่อสู้กับสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย
เฉพาะเจาะจง (การแข่งขัน). ผลที่ได้คือการรักษาประชากรและชนิดพันธุ์โดยเสียค่าใช้จ่ายจากการเสียชีวิตของผู้อ่อนแอ ชัยชนะของประชากรที่มีศักยภาพมากกว่าประชากรที่มีศักยภาพน้อยกว่าซึ่งครอบครองช่องทางนิเวศวิทยาเดียวกัน ตัวอย่าง: การแข่งขันระหว่างผู้ล่าในประชากรกลุ่มเดียวกันเพื่อหาเหยื่อ การกินเนื้อมนุษย์แบบเฉพาะเจาะจง - การทำลายสัตว์เล็กที่มีประชากรมากเกินไป ต่อสู้เพื่อครอบงำในกลุ่ม; ป่าสนเหมือนกัน
ดังนั้น การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ทุกรูปแบบจึงนำไปสู่การอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น ซึ่งถูกปรับให้เข้ากับสภาวะเฉพาะอย่างมากที่สุด กล่าวคือ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ
การคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในธรรมชาติ ซึ่งบุคคลที่ได้รับการดัดแปลงมากที่สุดของแต่ละสายพันธุ์จะอยู่รอดและปล่อยลูกหลานและตายที่ปรับตัวน้อยกว่า เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการคัดเลือกโดยธรรมชาติคือความแปรปรวนทางพันธุกรรม และผลลัพธ์ในทันทีคือการก่อตัวของการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับสภาวะเฉพาะของการดำรงอยู่ ตัวอย่างคลาสสิกของการคัดเลือกโดยธรรมชาติคือการเปลี่ยนสีของมอดเบิร์ช มีการขับเคลื่อน รักษาเสถียรภาพ และก่อกวน (การฉีกขาด) การคัดเลือกโดยธรรมชาติ
การขับหรือการเลือกทิศทางคือการเลือกที่ให้ความแปรปรวนเพียงทิศทางเดียว (รูปที่ 4) อธิบายโดยดาร์วิน ตัวอย่างเช่น การเกิดขึ้นของกลุ่มหนูและแมลงที่ดื้อต่อยาฆ่าแมลงในปัจจุบัน เชื้อจุลินทรีย์ที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะ
การเลือกที่มีเสถียรภาพคือการเลือกที่มุ่งรักษาค่าเฉลี่ยซึ่งกำหนดไว้ก่อนหน้านี้ในประชากรและดำเนินการกับอาการของความแปรปรวนฟีโนไทป์ (รูปที่ 5) อธิบายโดย I. I. Shmalgauzen ในปี 1946 ตัวอย่างเช่น ขนาดและรูปร่างของดอกไม้ในพืชที่ผสมเกสรด้วยแมลงจะมีความคงตัวมากกว่าในพืชที่ผสมเกสรด้วยลม (โครงสร้างของดอกไม้ของพืชที่ผสมเกสรด้วยแมลงสอดคล้องกับโครงสร้างของแมลงผสมเกสร) ปล่อยให้ลูกหลานเฉพาะพืชที่มีโครงสร้างดอกไม่เปลี่ยนแปลง นกมีความยาวปีกเฉลี่ย
ข้าว. 4. รูปแบบการขับเคลื่อนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ A - D - การเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของอัตราการเกิดปฏิกิริยาภายใต้แรงกดดันของแรงขับเคลื่อนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ
การเลือกที่ก่อกวนหรือฉีกขาดคือการเลือกที่สนับสนุนทิศทางความแปรปรวนในสิ่งมีชีวิตตั้งแต่สองทิศทางขึ้นไป ตัวอย่างเช่น แมลงบนเกาะมหาสมุทร (รูปที่ 6) การเลือกที่ก่อกวนมุ่งเป้าไปที่การรักษาค่าเฉลี่ยของลักษณะไว้ รูปแบบของการคัดเลือกนี้อธิบายโดย K. Mazer (1973)
ข้าว. 5. การทำให้คงตัวของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ
มะเดื่อ: 6. การคัดเลือกโดยธรรมชาติรูปแบบก่อกวน
การคัดเลือกโดยธรรมชาติทุกรูปแบบเป็นกลไกเดียวที่รักษาสมดุลของประชากรกับสิ่งแวดล้อม การคัดเลือกเริ่มต้นภายในประชากร
หน่วยพัฒนาระดับประถมศึกษาคือประชากร เนื่องจากหน่วยนี้แสดงถึงเอกภาพทางนิเวศวิทยา สัณฐานวิทยา และพันธุกรรมเท่านั้น จำนวนยีนทั้งหมดในประชากรเรียกว่ายีนพูล ในประชากรขนาดใหญ่ ซึ่งไม่มีการกลายพันธุ์ การคัดเลือกและการผสมกับประชากรอื่น จะสังเกตความคงตัวของความถี่ของอัลลีล โฮโม- และเฮเทอโรไซโกต (กฎ Hardy-Weinberg)
ปัจจัยทั้งหมดที่ทำให้เกิดการเบี่ยงเบนจากกฎหมาย Hardy-Weinberg เป็นปัจจัยวิวัฒนาการเบื้องต้น ซึ่งรวมถึง: การกลายพันธุ์ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ คลื่นประชากร และการแยกตัว การกลายพันธุ์เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในประชากรภายใต้อิทธิพลของปัจจัยแวดล้อมที่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในแหล่งรวมของยีน คลื่นประชากร เป็นความผันผวนอย่างสม่ำเสมอในจำนวนประชากรที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในความรุนแรงของปัจจัยสิ่งแวดล้อม คลื่นประชากรช่วยเพิ่มการคัดเลือกโดยธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ ความถี่ของยีนในประชากร การแยกตัวนำไปสู่ความแตกต่างของลักษณะนิสัยภายในสายพันธุ์เดียวกันและป้องกันการผสมข้ามพันธุ์ของบุคคลในประชากรและชนิดที่แตกต่างกันระหว่างกันเอง มีความโดดเดี่ยวทางภูมิศาสตร์ นิเวศวิทยา และชีวภาพ
ทฤษฎีวิวัฒนาการสังเคราะห์
คนแรกที่รวมข้อมูลของพันธุศาสตร์และลัทธิดาร์วินคือนักสัตววิทยาชาวรัสเซียและนักกายวิภาคเปรียบเทียบ N. K. Koltsov (1872-1940) นักเรียนและเพื่อนร่วมงานของเขา S.S. Chetverikov (1880-1959) เป็นคนแรกที่วางพื้นฐานทางพันธุกรรมสำหรับคำสอนวิวัฒนาการของดาร์วิน ในงานที่มีชื่อเสียงของ S. S. Chetverikov “ในบางช่วงเวลาของกระบวนการวิวัฒนาการจากมุมมองของพันธุศาสตร์สมัยใหม่” (1926) แสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาพธรรมชาติในธรรมชาติภายในแต่ละสายพันธุ์มีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมจำนวนมากที่ทำ ไม่ปรากฏฟีโนไทป์เนื่องจากภาวะถดถอย สปีชีส์นี้อิ่มตัวด้วยการกลายพันธุ์ที่ประกอบเป็นวัสดุที่ไม่สิ้นสุดสำหรับวิวัฒนาการ
เริ่มต้นในทศวรรษที่ 20 ของศตวรรษที่ผ่านมา การรวมกันของดาร์วินและพันธุศาสตร์มีส่วนทำให้เกิดการขยายตัวและการสังเคราะห์ดาร์วินที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นกับวิทยาศาสตร์อื่น ๆ 30-40s ถือเป็นช่วงเวลาของการก่อตัวของทฤษฎีวิวัฒนาการสังเคราะห์ (STE)
บทบาทสำคัญในการก่อตัวของ STE เป็นของงานของ F. G. Dobzhansky "Genetics and the Origin of Species" (1937) ซึ่งสรุปการสังเคราะห์พันธุกรรมกับลัทธิดาร์วิน นักวิทยาศาสตร์โซเวียต I. I. Shmalgauzen (1887-1963) มีส่วนสำคัญอย่างยิ่งในการสร้าง STE เขาตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างการสร้างยีนและสายวิวัฒนาการ ศึกษาทิศทางหลักของกระบวนการวิวัฒนาการ และแยกแยะการคัดเลือกโดยธรรมชาติสองรูปแบบ ผลงานของเขาคือ "วิธีการและรูปแบบของกระบวนการวิวัฒนาการ" (1939), "ปัจจัยแห่งวิวัฒนาการ" (1946)
(1940) ด้วยการตีพิมพ์หนังสือของ E. Mair เรื่อง "The Systematics and Origin of Species" (1944) และ J. Huxley "Evolution: A Modern Synthesis" (1942) ชื่อหนังสือ "Evolution: Modern Synthesis" ของเจ. ฮักซ์ลีย์ มาจากชื่อหนังสือที่ว่า "ทฤษฎีสังเคราะห์ของวิวัฒนาการ"
สัจพจน์พื้นฐานของ STE
1. เนื้อหาสำหรับวิวัฒนาการตามกฎแล้วมีขนาดเล็กมาก แต่การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม - การกลายพันธุ์ที่ไม่ต่อเนื่อง
2. กระบวนการกลายพันธุ์ คลื่นประชากร - ซัพพลายเออร์ของวัสดุสำหรับการคัดเลือก - เป็นแบบสุ่มและไม่มีทิศทาง
3. ปัจจัยชี้นำเพียงอย่างเดียวในวิวัฒนาการคือการคัดเลือกโดยธรรมชาติ โดยยึดตามการเก็บรักษาและการสะสมของการกลายพันธุ์แบบสุ่มและการกลายพันธุ์ขนาดเล็ก
4. หน่วยวิวัฒนาการที่เล็กที่สุดคือประชากรไม่ใช่บุคคลตามที่สันนิษฐานโดยอิงตามแนวคิดเรื่องความเป็นไปได้ของ "การสืบทอดตัวละครที่ได้มา" ดังนั้นความสนใจเป็นพิเศษในการศึกษาประชากรเป็นโครงสร้างเบื้องต้นของหน่วยสปีชีส์
5. วิวัฒนาการมีความแตกต่างกันในธรรมชาติ กล่าวคือ อนุกรมวิธานหนึ่งชนิดสามารถเป็นบรรพบุรุษของอนุกรมวิธานลูกสาวได้หลายคน แต่แต่ละสปีชีส์มีบรรพบุรุษเดียว ประชากรบรรพบุรุษเดียว
6. วิวัฒนาการค่อยเป็นค่อยไปและยาวนาน Speciation เป็นขั้นตอนของกระบวนการวิวัฒนาการคือการเปลี่ยนแปลงต่อเนื่องของประชากรชั่วคราวหนึ่งคนโดยการเพิ่มจำนวนประชากรชั่วคราวที่ตามมา
อนุกรมที่คล้ายคลึงกันในกฎหมายความแปรปรวนทางพันธุกรรม อนุกรมที่คล้ายคลึงกันในกฎหมายความแปรปรวนทางพันธุกรรม
เปิดรัสเซีย นักพันธุศาสตร์ N.I. Vavilov ในปี 1920 ได้กำหนดรูปแบบการสร้างความเท่าเทียม (ความคล้ายคลึง) ในความแปรปรวนทางพันธุกรรม (genotypic) ในสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้อง ในการกำหนดของ Vavilov กฎหมายอ่านว่า: "ชนิดและสกุลที่มีพันธุกรรมใกล้เคียงกันนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยชุดของความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่เหมือนกันกับความสม่ำเสมอที่เมื่อรู้ชุดของรูปแบบสำหรับหนึ่งสายพันธุ์เราสามารถคาดการณ์ถึงการค้นพบรูปแบบที่เหมือนกันใน สกุลอื่นๆ” ในเวลาเดียวกัน ยิ่งความสัมพันธ์ระหว่างสปีชีส์มีความใกล้เคียงกันมากเท่าใด ความคล้ายคลึงกัน (homology) ก็ยิ่งสมบูรณ์ยิ่งขึ้นในชุดของความแปรปรวนของพวกมัน กฎหมายสรุปเนื้อหาจำนวนมากเกี่ยวกับความแปรปรวนของพืช (ธัญพืชและตระกูลอื่นๆ) แต่กลับกลายเป็นว่าเป็นความจริงสำหรับความแปรปรวนของสัตว์และจุลินทรีย์
ปรากฏการณ์ของความแปรปรวนคู่ขนานในสกุลและสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดนั้น อธิบายได้จากความธรรมดาของแหล่งกำเนิดของมัน และด้วยเหตุนี้ การมีอยู่ของ จีโนไทป์ส่วนสำคัญของยีนเดียวกันที่ได้มาจากบรรพบุรุษร่วมกันและไม่เปลี่ยนแปลงในกระบวนการของการเก็งกำไร ที่ การกลายพันธุ์ยีนเหล่านี้มีลักษณะที่คล้ายคลึงกัน ความเท่าเทียมกันในความแปรปรวนของจีโนไทป์ในสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องนั้นแสดงออกโดยความเท่าเทียมกันในความแปรปรวนของฟีโนไทป์เช่น ลักษณะที่คล้ายคลึงกัน ( ฟีโนไทป์).
กฎของ Vavilov เป็นพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการเลือกทิศทางและวิธีการเพื่อให้ได้ลักษณะและคุณสมบัติที่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจในพืชที่ปลูกและสัตว์เลี้ยง
.(ที่มา: "ชีววิทยาสารานุกรมภาพประกอบสมัยใหม่" หัวหน้าบรรณาธิการ A.P. Gorkin; M .: Rosmen, 2006.)
ดูว่า "อนุกรมคล้ายคลึงในกฎหมายความแปรปรวนทางพันธุกรรม" ในพจนานุกรมอื่นๆ คืออะไร:
ดูอนุกรมคล้ายคลึงกันในกฎหมายความแปรปรวนทางพันธุกรรม .(ที่มา: "ชีววิทยาสารานุกรมภาพประกอบสมัยใหม่" หัวหน้าบรรณาธิการ A.P. Gorkin; M.: Rosmen, 2006.) ...
สร้างความเท่าเทียมกันในมรดกความแปรปรวนของสิ่งมีชีวิต คิดค้นโดย N. I. Vavilov ในปี 1920 จากการศึกษาความแปรปรวนของอักขระในสายพันธุ์และสกุลของธัญพืชและตระกูลอื่น ๆ N. I. Vavilov พบว่า: 1. Species และ gene ที่ใกล้เคียงกันทางพันธุกรรมระหว่าง ... ... พจนานุกรมสารานุกรมชีวภาพ
ความแปรปรวนที่พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียต N. I. Vavilov กฎหมายที่กำหนดความเท่าเทียมกันในความแปรปรวนของสิ่งมีชีวิต แม้แต่ซี. ดาร์วิน (1859 68) ก็ยังดึงความสนใจไปที่ความแปรผันที่กว้างไกลในความแปรปรวน (ดูความแปรปรวน) ของความใกล้เคียง ... ... สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่
อนุกรมคล้ายคลึงกันในความแปรปรวนทางพันธุกรรมเป็นแนวคิดที่นำเสนอโดย N. I. Vavilov ในการศึกษาความเท่าเทียมกันในปรากฏการณ์ของความแปรปรวนทางพันธุกรรมโดยการเปรียบเทียบกับชุดสารประกอบอินทรีย์ที่คล้ายคลึงกัน รูปแบบใน ... ... Wikipedia
ค้นพบโดย N. I. Vavilov (1920) กฎหมายที่ความแปรปรวนของจำพวกและพันธุ์พืชใกล้เคียงแหล่งกำเนิดนั้นดำเนินการในลักษณะทั่วไป (ขนาน) สกุลและสปีชีส์ที่ใกล้เคียงทางพันธุกรรมมีลักษณะเป็นชุดที่คล้ายคลึงกันของพันธุกรรม ... ... พจนานุกรมนิเวศวิทยา
ในความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่กำหนดโดย N. I. Vavilov ในปี 1920 เขาสร้างความเท่าเทียมกันในความแปรปรวนของกลุ่มพืชที่เกี่ยวข้อง ดังที่แสดงในภายหลัง ปรากฏการณ์นี้ขึ้นอยู่กับความคล้ายคลึงกันของยีน (โครงสร้างโมเลกุลที่เหมือนกัน) และ ... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่
ในความแปรปรวนทางพันธุกรรมซึ่งกำหนดโดย N. I. Vavilov ในปี 1920 ทำให้เกิดความเท่าเทียมกันในความแปรปรวนของกลุ่มพืชที่เกี่ยวข้อง ดังที่แสดงให้เห็นในภายหลัง ปรากฏการณ์นี้ขึ้นอยู่กับความคล้ายคลึงกันของยีน (โครงสร้างโมเลกุลที่เหมือนกัน) ... ... พจนานุกรมสารานุกรม
กฎหมายอนุกรมที่คล้ายคลึงกัน- ในความแปรปรวนทางพันธุกรรมสร้างความเท่าเทียมกันในมรดกความแปรปรวนของสิ่งมีชีวิต ค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียต N.I. Vavilov ในปี 1920 จากการศึกษาความแปรปรวนของตัวละครในสายพันธุ์และสกุลของตระกูล bluegrass เป็นต้น Vavilov ค้นพบว่า ... ... เกษตรกรรม. พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่
ในความแปรปรวนทางพันธุกรรมซึ่งกำหนดโดย N. I. Vavilov ในปี 1920 ทำให้เกิดความเท่าเทียมกันในความแปรปรวนของกลุ่มสัตว์ที่เกี่ยวข้อง ดังที่แสดงในภายหลัง ปรากฏการณ์นี้ขึ้นอยู่กับความคล้ายคลึงกันของยีน (โครงสร้างโมเลกุลที่เหมือนกัน) และ ... ... วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ. พจนานุกรมสารานุกรม