Происхождение полиморфизма и политипии Homo sapiens
Занятие № 24.
Тема: «Эколого-демографические факторы разнообразия современного человека».
2. Форма организации занятия:практическое.
3. Значение изучения темы.Тесная взаимосвязь демографических и экологических показателей способствует развитию системного подхода при решении разнообразных антропологических задач. Широкое применение в антропологии популяционно-генетических методов исследования привело к осознанию необходимости учитывать при изучении различных популяций и групп населения экологические и демографические факторы.
4. Цели обучения:
- общая (обучающийся должен обладать ОК и ПК):
способностью и готовностью анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1),
способностью и готовностью владеть компьютерной техникой, получать информацию из различных источников, работать с информацией в глобальных компьютерных сетях; применять возможности современных информационных технологий для решения профессиональных задач (ПК-9);
- учебная:
знать основные демографические показатели,
уметь получать, обрабатывать и интерпретировать данные исследований с помощью математико-статистического аппарата,
владеть навыками использования базовых знаний в области информатики и современных информационных технологий, использования ресурсов сети Интернет.
5. План изучения темы:
Контроль исходного уровня знаний (тестирование).
Выбрать один правильный ответ.
1. Ключевую роль в эволюции органического мира играет
1) естественный отбор
2) состояние атмосферы
3) наличие пресной воды
4) климатические условия
2. Естественный отбор основывается
1) на колебании численности популяции
2) на изоляции
3) на борьбе за существование
4) на мутации
3. ОСНОВНОЙ МАТЕРИАЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА ЭТО
1) пролиферация
2) мутация
3) дегенерация
4) акселерация
4. ЕДИНИЦЕЙ ЭВОЛЮЦИИ ЯВЛЯЕТСЯ
1) популяция
2) род
3) вид
4) семейство
5.Закон Харди — Вайнберга описывает
1) условия генетической нестабильности популяции
2) причины разнообразия фенотипа
3) условия генетической стабильности популяции
4) причины мутаций
6. способность популяции к увеличению численности НАЗЫВАЕТСЯ
1) наследственность
2) рождаемость
3) фенотипизация
4) полиморфизм
7. величина популяции, отнесенная к некоторой единице пространства, называется
1) плотность популяции
2) численность популяции
3) распространенность популяции
4) географическая расположенность популяции
8. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЖДАЕМОСТЬ ЭТО
1) максимальная рождаемость
2) идеальная рождаемость
3) минимальная рождаемость
4) реальная рождаемость
9. гибель особей в популяции НАЗЫВАЕТСЯ
1) смертность
2) дизруптивный отбор
3) мутагенез
4) деструктуризация
10. процесс территориального перемещения населения, в результате чего происходит смешение, НАЗЫВАЕТСЯ
1) дрейф генов
2) мутация
3) миграция
4) акселерация
Основные понятия и положения темы.
Происхождение полиморфизма и политипии Homo sapiens
Влияние экологических факторов на общественные явления очень разнообразно. К примеру, миграции в эпоху палеолита определялись в значительной мере географическими факторами: климатом и его изменениями в ледниковую эпоху; истреблением или уходом дичи (для охотничьих племен); истощением почвы (для земледельческих племен) и т. д.Направление миграций определялось теми же факторами: теплыми климатическими зонами, обилием дичи, неистощенными почвами и т.д.Географические пути миграций определялись рельефом и гидрографией.
Основной характеристикой последующих эпох стал все убыстряющийся рост населения Земли.
С точки зрения теории полиморфизма и политипии H. sapiens, современная ситуация ведет к увеличению индивидуального полиморфизма и уменьшению популяционной политипии. В первую очередь это связано с резко возросшей подвижностью современного населения.
Понятие отбора
Естественный отбор (ЕО) — процесс, приводящий к выживанию и преимущественному размножению более приспособленных к данным условиям среды особей, обладающих полезными наследственными признаками. В соответствии с теорией Дарвина и современной синтетической теорией эволюции, основным материалом для ЕО служат случайные наследственные изменения - мутации и их комбинации.
При отсутствии полового процесса ЕО приводит к увеличению доли данного генотипа в следующем поколении. Однако ЕО "слеп" в том смысле, что он "оценивает" не генотипы, а фенотипы, и преимущественная передача следующему поколению генов особи, обладающей полезными признаками, происходит независимо от того, являются ли эти признаки наследуемыми.
Формы естественного отбора:стабилизирующий, движущий (или направленный), и дизруптивный (раздробляющий).
Стабилизирующий отбор направлен на поддержание в популяциях среднего, ранее сложившегося значения признака или свойства. Он действует при относительно постоянных (колеблющихся в определенных пределах) условиях внешней среды. При стабилизирующем отборе преимущество в размножении получают наиболее типичные особи в популяции, особи же, заметно уклоняющиеся от установившейся нормы, устраняются естественным отбором. Эта форма отбора самая обычная, но заметить ее сложно, так как в этом случае не происходит изменения морфологического облика организмов в популяции.
Движущим или направленным называется отбор, способствующий сдвигу среднего значения признака или свойства в популяции. Эта форма отбора возникает при изменении условий существования и приводит к установлению новой нормы взамен ранее существующей.
Дизруптивным или раздробляющим отбором (disrupt - разрывать, раздроблять, англ.) называют отбор, идущий одновременно в пользу нескольких уклоняющихся вариантов против особей с промежуточным значением признака. Эта форма отбора возникает в случаях, когда ни одна из групп генотипов не получает решающего преимущества в борьбе за существование из-за разнообразия условий, одновременно встречающихся на одной территории. Дизруптивный отбор способствует возникновению и поддержанию полиморфизма популяций, а в некоторых случаях может служить причиной видообразования.
Поток генов
Основные факторы, порождающие изменчивость, — мутации, хромосомные перестройки и рекомбинации.
Поток генов- это изменение частот генов в генофонде популяция под влиянием эмиграции и иммиграции. Большую роль в осуществлении потока генов играют миграции, кочевки, перелеты, перенос пыльцы и семян ветром, насекомыми. Популяция может приобрести новый аллель не в результате мутация, а в результате иммиграции - вселения в данную популяцию из соседней носителя нового гена.
Дрейф генов — это случайное изменение генных частот в небольшой, полностью изолированной популяции вследствие гомозиготизации при инбридинге (близкородственном скрещивании).
Гомозиготизация - это перевод гетерозигот в гомозиготы при близкородствснном скрещивании. Ч. Дарвин описывает явление, которое вполне можно объяснить дрейфом генов. "Кролики, одичавшие на острове Порто-Санто, близ о. Мадейры, заслуживают более полного описания.
Закон Харди-Вайнберга
В пределах генофонда популяции доля генотипов, содержащих разные аллели одного гена; при соблюдении некоторых условий из поколения в поколение не изменяется. Эти условия описываются основным законом популяционной генетики, сформулированным в 1908 г. английским математиком Дж. Харди и немецким врачом-генетиком Г. Вайнбергом. «В популяции из бесконечно большого числа свободно скрещивающихся особей в отсутствие мутаций, избирательной миграции организмов с различными генотипами и давления естественного отбора первоначальные частоты аллелей сохраняются из поколения в поколение».
Закон Харди — Вайнберга описывает условия генетической стабильности популяции. Популяцию, генофонд которой не изменяется в ряду поколений, называют менделевской.
Характеристики популяции.
Плотность популяции — величина популяции, отнесенная к некоторой единице пространства. Она может быть средней (на все пространство) и удельной, или экологической (на обитаемое, или доступное пространство).
Рождаемость — способность популяции к увеличению численности.
Она может быть максимальной (в идеальных условиях) и экологической, т. е. реальной.
Смертность — характеризует гибель особей в популяции. Она также
подразделяется на минимальную (в идеальных условиях) и экологическую реальную смертность. Смертность в идеальных условиях определяет физиологическую продолжительность жизни, которая превышает реальную среднюю экологическую продолжительность жизни. Под термином выживаемость понимают (1 — М), где — число погибших.
Так как уровень рождаемости и смертности не одинаков в разные возрастные периоды, то составляются таблицы выживания.
5.3. Самостоятельная работа по теме:обучающийся должен ознакомиться с текстом учебных пособий и продемонстрировать следующие умения:
| № п/п | Название практических умений |
| Продемонстрировать знания понятий: | |
| 1. | - поток генов; |
| 2. | - дрейф генов; |
| 3. | - стабилизирующий отбор; |
| 4. | - дизруптивный отбор; |
| 5. | - движущий отбор. |
| 6. | Рассчитать показатели плотности популяции. |
5.4. Итоговый контроль знаний:
- ответы на вопросы по теме занятия
1. Что такое естественный отбор?
2. Какие факторы создают генетическую неоднородность внутри вида?
3. Перечислить принципы естественного отбора.
4. Охарактеризовать дестабилизирующий отбор.
5. Чем характеризуется половой отбор?
6. Дать характеристику группового отбора.
7. Объяснить преимущества группового отбора перед индивидуальным.
8. Объяснить суть направленного (движущего) отбора.
9. Каковы результаты направленного отбора?
10. Охарактеризовать стабилизирующий отбор.
11. В чем причина постоянного появления малоприспособленных форм в постоянных условиях существования?
12. Объяснить суть закона Харди-Вайнберга.
- решение ситуационных задач
Задача № 1.
Общая численность популяции племени Янту составляет 3000 человек. Из них число мужчин репродуктивного возраста – 530 человек, женщин – 640 человек.
1. Как рассчитать эффективную численность популяции?
2. Являются ли указанные сведения об этой популяции реалистичными?
3. Что необходимо учесть в случае расчета эффективной численности популяции с перекрывающимися поколениями?
Задача № 2.
В работах Ф. Ливинстона, занимавшегося моделированием эволюционного процесса, сделан вывод, что современная изменчивость цвета кожи могла быть достигнута за 800 поколений в отсутствие доминантности признака и через 1500 при 80%-й доминантности.
1. Какие факторы, кроме наследственных также играют роль в формировании такого фенотипического признака, как цвет кожи?
2. Через какое минимальное количество поколений смешанная по цвету кожи популяция становится гомозиготной по темнокожести?
6. Домашнее задание для уяснения темы занятия -ответить на контрольные вопросы и тестовые задания, решить ситуационные задачи по теме «Признаки с непрерывной изменчивостью. Изменчивость черепа. Краниометрия», см. методические указания для обучающихся № 25 к внеаудиторной работе.