Atavisme og rudimentforskjell. Syv ekstra menneskelige organer

For tilskuere er noen rariteter i en persons utseende en annen grunn til å stønne og sladre, for en utdannet og taktfull person er det en mulighet til igjen å tenke på veien til menneskelig evolusjon.

Rudimenter og atavismer er ikke deformiteter, dessuten ikke en grunn til latterliggjøring, men mulige "feil" av naturen. Og for forskere er dette viktige tegn, bevis på evolusjon.

Hva er atavismer

Tilstedeværelsen i et individ av tegn som var iboende i dets fjerne forfedre kalles atavisme. Hva kan det være? For eksempel tykt hår på kroppen, og i ansiktet også. Eller en hale som vokser over halebeinet. Dette inkluderer også mangesidigheten. Det var en gang, i forrige århundre, atavismer og rudimenter var en levende bekreftelse på Darwins teori... Da ble forskere så revet med av letingen etter "ubrukelige" organer i menneskekroppen at de talte nesten to hundre av dem. Heldigvis ble de fleste organene fra denne «darwinistiske» listen over tid, skal vi si, rehabilitert. Forskere har bevist at funksjonaliteten deres er høy nok.

Det viste seg at:

• noen organer produserte de nødvendige hormonene;
• andre viste seg å være nødvendige på et eller annet tidspunkt i utviklingen av organismen;
• atter andre begynte å handle under visse ytre forhold;
• og den fjerde ble "erstatninger" av organene som var ute av drift.

Det vil si at det samme halebeinet ikke er en direkte påminnelse om halen, men et organ som tjener til å feste visse leddbånd og muskler. La oss ta andre eksempler: vedlegget er ikke en ubrukelig halelignende prosess, men organ, hvor de ønskede mikroorganismene formerer seg.

Forresten, hvis vi snakker spesifikt om atavismer, så er ikke dette begrepet virkelig vitenskapelig. Og å prøve å bestemme tegnene på atavisme betyr å handle et antivitenskapelig sted. Døm selv: økt hårvekst i menneskekroppen er visstnok en "hilsen fra fortiden", en påminnelse om hvem det var en mann... Men andre eksterne deformiteter, for eksempel en økning i fingrene på lemmene, er en åpenbar patologi, og på ingen måte en parallell med et lignende utviklingsstadium Menneskekroppen... Det vil si at hvis disse deformitetene ikke har en direkte likhet med forfedre, er dette en patologi. Og hvis de har - atavisme. Men faktisk, i begge tilfeller er årsaken til slike anomalier en genetisk svikt.

Forresten, hvis du er en tilhenger av den evolusjonistiske teorien, må du definitivt møte mennesker med finner og gjeller, og andre egenskaper som våre dyreforfedre hadde.

Hva er rudimenter

Men de uutviklede organene i menneske- eller dyrekroppen regnes som rudimenter. Her er noen veltalende eksempler:

• Øremuskler. Noen pattedyr trenger dem virkelig: det hjelper dem å dirigere aurikler til en viss lydstimulus. En person trenger ikke lenger et slikt "alternativ".
• Lunatefold i indre øyekrok. Dette er en slik rest fra det tredje århundre, en velutviklet niktiterende membran hos fugler, krypdyr. Hun smører øyet med den nødvendige hemmeligheten, men hos en person takler øvre og nedre øyelokk dette oppdraget. Så folden ble liten, og var overflødig.

Darwinister benektet blindt den nye rollen til "unødvendige" organer, men over tid ble det bevist at i Menneskekroppen ikke så enkelt. Du kan ikke ta og si at den samme blindtarmen er en påminnelse om forfedrene, nei - i dag er det et organ immunforsvar person.
La oss prøve å avlive noen populære myter om rudimenter og atavismer.

5 myter om atavismer og rudimenter

Myte 1. Mannlige brystvorter er rudimenter. Og her er ingenting av det slaget: de fungerte heller ikke i våre mannlige forfedre. Forklaringen på deres tilstedeværelse er enkel - i tidlig periode av embryonal utvikling, folk er enkjønnede, kjønnsforskjeller vises senere, noe som tilrettelegges av spesielle hormoner.

Myte 2. Visdomstanden er en genetisk lidelse. Men dette er atavisme, sterke molarer hjalp våre forfedre med å male plantemat. Vi kunne tygge dem nå, men i de fleste tilfeller vokser de feil, noe som forårsaker mye ulempe og fører en person til en tannlege.

Myte 3. Vedhengen av spiserøret til luftrøret hos mennesker er meningsløs. Dette er ikke tilfelle: slim inn luftveier kan fjernes gjennom spiserøret, men vi kan si at en slik struktur er ansvarlig for å "spare plass" og tillater å puste gjennom munnen, noe som er svært viktig for alvorlig snue.

Myte 4. Mandler og adenoider er rudimenter. Dette er ikke sant i det hele tatt! Disse organene er nødvendige for den voksende kroppen: de bidrar til å utløse en viktig mekanisme for produksjon av beskyttende antistoffer. Så snart mekanismen fungerer, begynner mandlene å krympe, og andre organer overtar deres funksjon.

Myte 5. Alle "unødvendige" organer kan fjernes uten alvorlige konsekvenser. Dette er definitivt ikke tilfelle. Hovedbeviset på at flertallet av organer enten har flere funksjoner (og hvis en er "utdatert", så er andre svært relevante), eller de viser seg å være nødvendige i visse ytre situasjoner.

Hvorfor atavismer dukker opp

Pappa har ikke hale, og mor har ikke, og babyen ble født så uvanlig. Hvorfor? Hvordan kan dette skje? Her får de beryktede genetikkens lover skylden. Hele utseendet vårt er programmert av genene til våre forfedre (gener for repeterende egenskaper). For hver egenskap ved en person er to gener ansvarlige: mors og fars. De kan være forskjellige eller like, sterke eller svake. Hvis faren har et svakt halegen, og moren har et, etter å ha møttes, har de alle muligheter til å føde et barn med hale, fordi etter å ha forenet, har svake gener blitt sterkere.

Men for rettferdighetens skyld bemerker vi: sjansen for et slikt møte er ekstremt liten, og skjulte gener av denne typen er svært sjeldne.

Atavisme (atavus, stamfar, oldefar) er en viss form for arv, der en skapning har egenskaper som er fraværende fra den umiddelbart foregående generasjonen (far, mor). Men iboende i en av de tidligere generasjonene (bestefar, bestemor, oldefar osv.). I denne artikkelen vil vi vurdere eksempler på atavismer hos en person med et bilde, samt eksempler på atavismer hos dyr. Disse tegnene representerer derfor en retur til forfaderen (Rückschlag, pas-en-arri-ere, reversion eller throwing-back). Og atavisme er altså arv, som overføres periodisk gjennom en eller flere generasjoner. Ulike organiske og funksjonelle egenskaper, alle slags åndelige egenskaper kan overføres. Og også en disposisjon for sykdom.

En person har oftest en retur til sin bestefar eller bestemor, men retur til fjernere forfedre er ikke uvanlig. Bare det er vanskeligere å bevise dem, siden disse forfedrene for lengst har forsvunnet. Eksempler på atavismer hos mennesker, på bildet vises de tydeligst i tilfeller av blandede raser. Et eller annet individ av den senere generasjonen får plutselig de typiske trekkene til en fjern stamfar. Tidligere ble atavisme forklart med en spesiell lov om latent arv. Så begynte de å betrakte det som en enkel konsekvens av den såkalte generelle biogenetiske loven, ifølge hvilken hver skapning passerer i sin individuelle utvikling, til en viss grad, stadiene som forfedrene var i.

Det er også flere reflekser som også omtales som atavismer:

• griperefleksen til den nyfødte - dette er hvordan apekattene tok tak i morens pels
• hikke, som tidligere tjente amfibier til å passere vann gjennom gjellespaltene

Til noen av de mest vanlige eksempler fenomener med atavisme, hører for eksempel til de tilfellene når et individ av et husdyr eller en plante ligner deres ville form.

• Så hvis vi begynner å avle fruktplanter ikke med stiklinger eller lagdeling, men med frø, vil vi få den opprinnelige formen.
• Ha forskjellige raser tamduer fra tid til annen dukker opp individer som ligner foreldrearten - steinduen (Columba livia).

Her er avkastningen åpenbar og det er enten generell eller spesiell. Men vi snakker om atavisme selv når et individ av en viss form har bare ett trekk, som lenge har gått tapt av denne formen. Om som vi vet fra historien om individuell (ontogeni) eller stamme (fylogeni) utvikling, at han karakteriserte en annen, eldre form.

1. Løve kattunger blir oppdaget ved fødselen, men en voksen løve har aldri flekker. Det er imidlertid katter som forblir flekkete selv i voksen alder, derfor er oppdagelsen av en løvekattunge et atavistisk fenomen, som indikerer opprinnelsen til sistnevnte fra en eldre flekket form.
2. Blant hester er det individer med mørke ringer på bena: en tilbakevending til en form som lignet en sebra. På den samme hesten dukker det av og til opp bakhover som sitter på mer utviklede skiferbein (metakarpale) - en indikasjon på opprinnelsen fra den tretåede hestetypen, hipparion, fra tidligere geologiske epoker.

Forutsatt at utviklingen undertrykkes i en hvilken som helst retning, kan den dermed alltid stoppe på et hvilket som helst av stadiene. Eksempler på atavismer hos mennesker, presentert ovenfor på bildet og atavismer hos dyr, er viktige i fylogenetiske spørsmål og representerer en av evolusjonslærens høyborg.

tilbake på tjuetallet skrev de om hva viktige funksjoner utføres av den såkalte niktiterende membranen.I følge studier spiller denne formasjonen en viktig rolle, og uten den "ville fullverdig visuell funksjon bli sterkt hemmet." Spesielt "det menneskelige øyeeplet er i stand til å rotere 180 ° -200 °. Uten halvmånefolden ville rotasjonsvinkelen vært mye mindre." Den lunate folden "er en støttende og veiledende struktur som fukter øyet, og hjelper til med å bevege seg mer effektivt." "En annen funksjon av månefolden er å samle fremmed materiale som kommer på overflaten av øyeeplet. For å gjøre dette frigjør folden et klebrig stoff som samler fremmede partikler og danner en klump ut av dem for enkel fjerning uten risiko for å ripe eller skade overflaten av øyeeplet." Denne fjerningen skjer som følger: "Hvis øyet holdes åpent, når det treffer fremmedlegeme, vil øyeeplet hele tiden rotere innvendig og prøve å kaste gjenstanden på månefolden og videre inn i tårekjøttet ... Etter flere forsøk fanges øyenvippen til slutt av månefolden og beveger seg til huden ved den indre kanten av den. palpebral fissur."

Halebenet, som kalles «den reduserte halerest», fungerer som et viktig festested for visse bekkenmuskler: «Tre til fem små haleben er uten tvil en del av et større støttesystem av bein, leddbånd, brusk, muskler og sener ."

De sier også at rudimenter inkluderer "en spesiell muskel som lar noen mennesker bevege ørene og hodebunnen." Faktisk er musklene i det ytre øret, ifølge forskere, nødvendig for å gi organet økt blodsirkulasjon, og dermed redusere risikoen for frostskader ... Muskler er ikke bare et kontraktilt organ. De tjener som lagring for glykogen og er aktivt involvert i metabolismen. Hvis det ikke var muskler i strukturen til det ytre øret, ville dets ernæring være vanskelig. Når det gjelder individuelle tilfeller av sterk utvikling av slike muskler, er dette "bare en av tusenvis av små individuelle egenskaper som gjør hver person unik." På samme tid, når vi snakker om slike tilfeller av unormal utvikling av de subkutane musklene, bør det huskes at hos aper - som evolusjonister tror, ​​de nærmeste slektningene til mennesker - er ørene ubevegelige.

Hvert barn stiller før eller siden foreldrene spørsmålet: "Hvordan ble jeg til?" Det ser ut til at alt er ekstremt enkelt: unnfangelse, graviditet, fødsel. Men forskere har forsøkt i tusenvis av år å forstå hvor de aller første menneskene kom fra. Det er mange meninger om dette, men hver av oss er kjent med den berømte evolusjonsteorien av Charles Darwin, hvor hovedideen er at mennesket stammer fra en ape. I dag beviser nettstedet denne teorien ved å snakke om de viktigste "bevisene" for evolusjon - rudimentene i menneskekroppen. Hva er rudimenter og hvorfor trenger vi dem - les i denne artikkelen.

Rudimenter beviser teorien om menneskelig opprinnelse

Rudimenter er det klareste, enkleste og mest åpenbare beviset på menneskelig evolusjon.

Rudimenter eller rudimentære organer er strukturer i menneskekroppen som har mistet sin betydning i evolusjonsprosessen. Slike organer var nødvendige for mennesker tidligere for å beskytte kroppen, hjelpe den med å tilpasse seg miljøforhold, overleve og produsere avkom. Men personen ble smartere, gjorde leveforholdene hans mer komfortable, og behovet for rudimentære organer forsvant gradvis. For øyeblikket utfører ikke slike organer sin funksjon, men de er fortsatt tilstede i kroppen vår.

Hvordan finne 5 karakteristiske rudimenter i kroppen din

Rudimenter viser tydelig forskjellen mellom en person og hans forfedre. Du har sannsynligvis ikke engang tenkt på hvorfor det er slike organer i kroppen din:

Palmar muskel

I kroppen til hver av oss er det en muskel som var nødvendig for våre direkte forfedre - primatene. Det er enkelt å finne det: vri håndflaten opp og lukk tommelen og lillefingeren. På huden på håndleddet er et leddbånd umiddelbart konturert, som tilhører den lange palmarmuskelen.

Forfedrene våre trengte det, siden det var denne muskelen som var ansvarlig for frigjøringen av klør og tillot oss å ta godt tak i grenene på trærne når vi hoppet. I dag er den lange palmarmuskelen involvert i bøyningen av håndflaten, men dette rudimentet oppfyller ikke sin direkte funksjon.

Gåsehud

Når vi er kalde eller redde, kommer det gåsehud på kroppen. Du vil bli overrasket over å høre at det er hundretusenvis av små muskler i kroppen din som er ansvarlige for å løfte hår. Denne reaksjonen til kroppen var nødvendig av våre forfedre, som hadde tykt hår på kroppen - et annet rudiment.

Sammentrekningen av musklene og hevingen av hårene gjorde det mulig å holde på varmen i kroppen, og i tider med fare ga det stigende håret dyret et mer skremmende utseende. I dag er gåsehud bare et annet rudiment.

Halvmånefold

Se deg i speilet: det er en liten hudfold i øyekroken. Har du noen gang lurt på hvorfor du trenger det? Denne folden er et annet rudiment, en relikvie av den niktiterende membranen.

Våre forfedre trengte det for å fukte og beskytte øyeeplets overflate. I dag er månefolden bevart i fugler, fisk og krypdyr - innbyggerne i vann og himmel. Moderne forhold livet tillot en person å gjøre bare to århundrer, men månefolden i kroppen vår har lenge mistet sin funksjon.

Visdomstenner

Men dette ubehagelige rudimentet er kjent for svært mange mennesker som har nådd myndighetsalderen. Den ubehagelige prosessen med vekst av "åtter", som vi pleide å kalle disse tennene i Hverdagen, forårsaker betydelig ubehag for en person.

Å fjerne visdomstennene forstyrrer absolutt ikke tyggeprosessen, fordi disse tennene bare var nødvendig av våre forfedre, som ble tvunget til å tygge hard og hard mat, for eksempel rått kjøtt. V moderne verden vi spiser nesten alle produktene først etter varmebehandling så det er ikke behov for visdomstenner lenger.

Øremuskler

En annen ubrukelig muskel i menneskekroppen er øremuskelen. Noen mennesker har beholdt evnen til å vrikke på ørene, og kan underholde andre med dette skuespillet. Men i dag er det bare denne funksjonen som kan utføres av øremusklene, fordi våre forfedre brukte dem for bedre å kunne høre faren eller byttet som nærmer seg.

I den moderne verden er øremusklene bare et rudiment, vel, og "talentet til de utvalgte lystige karene" er ikke noe mer.

Rudimenter i menneskekroppen beviser evolusjonsteorien, fordi foruten dem spiller selv de minste strukturene i kroppen en viktig rolle for dets korrekte og harmoniske arbeid.

nettstedet takker deg for din tilbakemelding, spørsmål og ønsker, som du kan legge igjen i kommentarene til denne artikkelen. Les mer interessant og spennende informasjon i delen "Interessante fakta".

Rudimenter kalles organer som ikke har noen funksjon eller har en funksjon som avviker fra deres struktur. Det antas at det i slike organer er mulig å etablere et avvik mellom struktur og funksjon, det vil si at for disse organene virker de strukturelle kostnadene for høye for funksjonen de utfører. Tap av funksjon eller begrensning av funksjonsevne tolket innenfor rammen av evolusjonsteorien som tap av funksjon i løpet av evolusjonen.

Ved første øyekast er det klart at rudimenter ikke kan tjene bevis utvikling fra lavere til høyere former. Uansett, rudimentene viser visnende prosess disse kroppene. Som bevis på progressiv evolusjon er rudimenter utelukket.

Men til slutt er det et annet argument: vestigiale organer vitne og mot skapelseshandling, siden i en gjennomtenkt og planlagt skapelse kunne slike organer ikke finne sted. Derfor vurderer vi problemet med rudimenter mer detaljert og tilbyr vår egen tolkning av fenomenet rudimentaritet innenfor rammen av skapelsesmodellen (for en mer detaljert diskusjon av dette temaet i Junker, 1989).

De fleste av rudimentene har ikke mistet funksjonene sine

I lang tid ble det ansett som et klassisk orgel som har mistet sine funksjoner. cecal vedlegg person. Foreløpig er det imidlertid kjent at blindtarmen har en beskyttende funksjon ved generelle sykdommer og er involvert i kontrollen av bakteriefloraen i blindtarmen.

Fugler, krypdyr og noen pattedyr har et tredje øyelokk, gjennomsiktig blinkende membran. Den beskytter øyet og strekker seg fra det indre hjørnet gjennom hele øyeeplet . Når fugler flyr, fungerer den blinkende membranen som en vindusvisker . Den "vestigiale" blinkende membranen hos mennesker (fig. . 6.15 ) utfører oppgaven med å samle fremmedlegemer som faller på øyeeplet, det binder dem i øyekroken til en klebrig masse. Derfra kan de enkelt fjernes.

Halebenet en person er nødvendig for å styrke musklene i bekkenet, som holder de indre organene i det lille bekkenet og dermed gjør det mulig å gå oppreist. Mobiliteten som halebeinet skylder sin opprinnelse i ontogeni fra ryggraden er avgjørende for fødselsprosessen.

Vedheft av spiserøret til luftrøret heller ikke meningsløst: slimet i luftveiene kan fjernes gjennom spiserøret . I tillegg sparer en slik struktur plass og gjør det mulig å puste gjennom munnen, noe som er en ekstremt praktisk metode i tilfelle en alvorlig forkjølelse. Derfor kan det ikke betraktes som en ekstra struktur forårsaket av fylogenetisk utvikling. Alle disse strukturene er imidlertid ganske forklarlige med tanke på konstruktiv utvikling ( se 6.5.2).

Eksempler fra dyreriket

Embryonal rudimenter av tenner i baleen hvaler, som aldri blir ekte tenner, spiller en viktig rolle i dannelsen av kjevebeinene. Det samme gjelder rudimentene til de øvre fortennene til drøvtyggere, som aldri bryter ut gjennom overkjeven.

Rester av kiwi sine vinger(ris. 6.16) brukes til å justere balansen. Imidlertid er rudimenter i dette tilfellet bare et evolusjonsteoretisk konsept, basert på overbevisningen (som først bør bevises) om at forfedrene til kiwi en gang var i stand til å fly.

Rudimentære bein i bekkenet og låret til en hval(ris. 6.17) tjene som et festepunkt for muskulaturen i kjønnsorganene og muskulaturen i anus, og hvis de blir ødelagt, vil innholdet i magen til dyr flate ut under påvirkning av høyt hydrostatisk trykk på store vanndyp. Så i dette tilfellet kan det ikke være snakk om tap av funksjonalitet, siden uten disse beinene kunne ikke hvalene dykke så godt til dybden.

Rester baklemmer i form av kåte skuter i boa og pyton("super-rudimentær") er svært nyttige i bevegelsen av slanger gjennom grener, grener og fungerer som hjelpeorganer for parring.

Og til slutt bør en til nevnes, den såkalte, "rudiment oppførsel ": en kronhjort, når den truer sine medmennesker i utseende, løfter overleppen, som mange dyr med dolklignende hoggtenner. Imidlertid er slike tenner hos en kronhjort for små. I dette tilfellet er det ikke noe presserende behov å snakke om fenomenet rudimentaritet.

Det kan hevdes at fenomenet funksjonstap er absolutt umulig å bevise. Argumentene som presenteres er som regel basert på momentan uvitenhet.

Noen rudimenter oppstår gjennom degenerasjon innen en art og for en kort tid(degenerativ mikroevolusjon). Et typisk eksempel på dette er de menneskelige "visdomstennene". Det er mulig (både i skapelsesmodellen og i evolusjonsmodellen) å gå ut fra det faktum at tidligere ble alle 32 mennesketennene regelmessig brukt og var fullt funksjonelt belastede. At en moderne person ikke nødvendigvis trenger visdomstenner kan skyldes hans endrede matvaner. Derfor gjorde den intensiverte degenerative utviklingen ingen skade. Og siden det med degenerativ utvikling ikke var noen nevneverdig strukturell endring, kan det ikke være snakk om evolusjon i betydningen evolusjonær lære. En slik degenerativ utvikling er bare mulig for en kort periode, den krever verken millioner eller hundretusener av år. Dette er ensbetydende med å vurdere "evolusjon" som en større disposisjon for sykdom eller forverret syn.

Atrofi av visdomstenner i forskjellige raser er forskjellig. Den mongoloide rasen er spesielt langt fremme i denne prosessen. Oppdagede menneskelige fossiler har funksjonelt egnede visdomstenner.

Denne overskriften kan også liste de såkalte velkjente «sivilisasjonens sykdommer», som de ofte nevnte eksemplene på svekkelse av intervertebral brusk, lyskebrokk, hemoroider, åreknuter og flatfot. . Dette har ingenting med «katastrofal planlegging» å gjøre, som zoologen R. Reedl nylig uttrykte det (1984, s. 192), men bare med «feil bruk». Hvis den tekniske enheten brukes feil, kan de resulterende sammenbruddene ikke forklares av designfeil. En person er mer enn en enhet; hans fysiske velvære avhenger også av livsstilen hans.

Enkel mikroevolusjonær degenerasjon kan forklare utseendet til rudimentære vinger hos bakkebiller eller i insekter som lever på øyer utsatt for sterke vindkast (se. Avsnitt 3.3.3). Dette kan også inkludere rudiment-støvdragerne, funnet for eksempel i Norichnikovs (Scrophulariaceae).

Mye rudimentær oppførsel kan forklares med mikroevolusjon. For eksempel blir det faktum at hunder snurrer rundt før de sovner sett på som en rest etter en tidligere, bevisst oppførsel for å se selv om det er en trussel.

Likhetsargumentet som et sant argument

Den forrige delen kunne for eksempel ikke inkludere de rudimentære bekken- og lårbensbeinene til hvaler ( ris. 6.17]. De. i sammenligning med de endelig utviklede homologe delene av skjelettet til landdyr, utfører de bare noen funksjoner. Det delvise tapet av funksjoner (i samsvar med bevegelse) kompenseres av en spesiell tilpasning til en bevegelsesmåte, som er atypisk for pattedyr, som ikke kan erverves i løpet av mikroevolusjonen.

Dette eksemplet gir en god mulighet til å sammenligne tilnærminger til argumentasjon når man prøver å forklare rudimentære organer innenfor rammen av den evolusjonære modellen og skapelsesmodellen. .

Argumentasjon innenfor evolusjonsmodell: de vestigiale bekken- og lårbensbeinene til hvaler har en funksjon, men denne funksjonen krever ikke likhet disse strukturene med tilsvarende (homologe) bein fra landpattedyr . Funksjonen beskrevet ovenfor kan også utføres av ikke-homologe strukturer. Dermed indikerer denne likheten generiske forhold. Dermed er det sanne argumentet til fordel for generiske forhold i dette tilfellet tilstedeværelsen av likheter .

Innenfor modellen opprettelse kan argumenteres fra Avsnitt 6. 1 (en variant av en generell plan for skapelse for mange forskjellige organismer). En programmerer som har i oppgave å lage mange lignende programmer vil ikke starte fra begynnelsen hver gang, men vil hver gang bruke det "ikke-spesialiserte" programmet laget i begynnelsen, og gjøre unødvendige modifikasjoner.

Multifunksjonalitet av rudimentære organer

Utsagnet om tap av funksjonalitet eller inkonsekvens av struktur og funksjon er et hensynsløst skritt og er bare mulig når forholdene ikke er kjent og ikke tatt i betraktning under hele ontogenesen. Spesielt lærerikt er resultatene av studiet av individuell menneskelig utvikling ( Avsnitt 6.5.2). At dette ikke er et unntakstilfelle, viser følgende eksempel.

Mange hulefisk har atrofierte øyne. Om huleboeren Astyanax mexicanus det er også kjent at synsapparatet hans i utgangspunktet er formet som normalt. Så, i løpet av videre individuell utvikling, skjer det en omvendt utvikling (atrofi) av de eksisterende individuelle strukturene. . Dette bemerkelsesverdige faktum er imidlertid forståelig, siden okulært apparat har en fysiologisk betydning i dannelsen av hodet. Dermed er øyet hos disse huledyrene tydeligvis svært begrenset i sin funksjon av persepsjonsapparatet, men det utfører også en formdannende funksjon i de tidlige utviklingsstadiene. Derfor er reduksjon bare mulig fra det øyeblikket den formdannende funksjonen ikke brytes.

Dette eksemplet, som mange flere lignende kan legges til, viser at forholdet mellom deler under ontogenese bør tas i betraktning når man prøver å tolke fenomenet rudimenter, siden i prosessen med ontogenese har noen strukturer i kroppen visse funksjoner (for eksempel under dannelsen av et embryo) som er umulig å observere i det endelig dannede organet.

Samme struktur kan dermed utføre ulike oppgaver samtidig. Dette kan sees på som bevis på et generelt organisasjonsprinsipp (sannsynligvis "skapelsesprinsippet"): organer utfører vanligvis mange funksjoner samtidig eller sekvensielt i løpet av individuell utvikling... Først i det nettopp beskrevne tilfellet ble prinsippet oppdaget at et bestemt organ (øye) under visse miljøforhold kunne bli et rudiment i forhold til en av dets funksjoner.

V evolusjonsmodell slike fenomener tolkes som «utvikling i rundkjøring» eller «rekapitulasjonsutvikling». Dersom det, som gjentatte ganger er påvist, er et akutt fysiologisk behov i slike «rundkjøringer», så er denne tolkningen iht. i det minste er lite overbevisende. På grunnlag av slike data har noen biologer kommet til den oppfatning at fenomenet "rundkjøringsveien for utvikling" bør betraktes som bevis på at det er på denne veien det fysiologiske seleksjonspresset er konsentrert i utviklingen av organismer. Noen forskere anser det derfor som fullt mulig at det for visse fysiologiske utviklingsproblemer bare er én måte å formell løsning på, nemlig: de tilsynelatende sideveiene til utvikling er faktisk «de korteste veiene til suksess».

Atavismer

Strukturerer det ved en tilfeldighet omstendigheter dannet kl individuelle individer av samme art og som er ment å minne om de påståtte tidligere fylogenetiske utviklingsstadiene, kalles atavismer(lat. atavus - stamfar). I disse tilfellene snakker de om en krise i tidligere beståtte historiske og generiske stadier. Eksempler på atavismer hos mennesker er fistler i halsen, for utpreget hårfeste, hestehaler og multi-nippel .

I likhet med "rudimenter" er ikke atavismer bevis for progressiv evolusjon. I tillegg er det klart åpenbart at det gitte argumentasjon utseendet til atavismer er annerledes inkonsekvens. Deformasjoner (misdannelser) anses bare som bevis på den påståtte fylogenesen (det vil si tolket som atavismer) hvis de viser likheter med de påståtte forfedrene til organismene som er påvirket av dette fenomenet . Hvis det skal være konsistent, bør alle fenomenene med deformasjon tolkes historisk, for eksempel forgrenede ribber og en leppespalte, og fenomenet seksfingerhet og dannelsen av to hoder: og utseendet til et femte ben .

Dette betyr at selv slike deformasjoner bør betraktes som bevis på tidligere passerte stadier av fylogenetisk utvikling, som ikke kan være slike med sikkerhet. Det motsatte er imidlertid også uakseptabelt: å tolke denne eller den utviklingsfeilen bare når den passer inn i rammen av et forhåndsbygget konsept. Derfor kan ikke atavismer betraktes som bevis på fylogenetiske organismer. Det faktum at noen (men bare noen) deformasjoner ligner andre organismer (antagelig forfedrene til de aktuelle organismene), på grunn av mange manifestasjoner av ytre likhet, er ikke noe uventet og er ikke verdt spesiell oppmerksomhet. (Atavismer er ofte "grensetilfeller av normmanifestering", se Se avsnitt 6.5.2.)

Et eksempel på atavisme hos dyr er de ekstra tærne hos hester ( ris. 6.18). I dette tilfellet, sannsynligvis som følge av et feilaktig kontrollsignal, ble benstrukturen, som var den eneste under normale forhold, dannet to ganger (uten noen synlig fordel). Forresten, hos hester er dessuten bare tre- og firetåede former kjent, blant dem er det ingen to-tåede (som i vårt tilfelle).

Hvor feilaktig en atavistisk tolkning kan være når den brukes konsekvent, illustreres av følgende eksempel: firvingede fruktfluer blir sett på som bevis på at dipteraer (Deptera) stammet fra firvinget. Fremveksten av fire vinger blir sett på som en atavisme. Men det finnes også fruktfluer-mutanter med fire svingende grimer og ingen vinger i det hele tatt - en absurd "konstruksjon", absolutt uegnet som fylogenetisk stamfar.

Når man prøver å forklare fenomenet deformasjon som en atavisme, er det samme som ble sagt om rudimenter: alle forsøk på tolkning er forhastede inntil den underliggende genetiske og fysiologiske situasjonen for utvikling og funksjonell betydning i vekstprosessen er identifisert. Derfor forlot vi spekulative tolkninger av unormale strukturelle formasjoner.

Tilbake til tekst

Ris. 6.15. Den blinkende membranen er et "rudiment" av en person.

Tilbake til tekst

Ris. 6.16. Kiwi, en ikke-flyfugl hjemmehørende i den australske regionen. Livsstilen til kiwi matcher den til et lite pattedyr. Fuglearter som ikke kan fly er vanlige spesielt på øyene, siden det er svært få naturlige fiender som bor der. (Rosenstein Castle Museum, Stuttgart.)

Tilbake til tekst

Ris. 6.17. Over: rudimentære bekkenbein fra spermhval, seihval, finnhval (topp til bunn). Finwhals har også femorale rudimenter. Det nedre bildet viser plasseringen av bekkenet rudiment i magen til seivalene. Hvalforsker Arvey mener at bekkenrudimenter av hvaler ikke kan sies å være homologe. bekkenbein landpattedyr. Han kaller disse beinene for magebeina. (Rosenstein Castle Museum, Stuttgart.)

Genotype og fenotype, deres variabilitet

Genotype er en samling av alle gener til en organisme, som er dens arvelige grunnlag.

Fenotype - et sett med alle tegn og egenskaper til en organisme som avsløres i prosessen med individuell utvikling under disse forholdene og er resultatet av interaksjonen mellom genotypen og et kompleks av faktorer i det indre og ytre miljøet.

Hver biologisk art har en fenotype som bare er særegen for den. Det dannes i samsvar med arvelig informasjon i genene. Avhengig av endringer i det ytre miljøet varierer imidlertid tilstanden til skiltene fra organisme til organisme, som et resultat av at individuelle forskjeller oppstår - variabilitet.

Genetisk mangfold av former vises på grunnlag av variasjonen til organismer. Skille mellom modifikasjon, eller fenotypisk, og genetisk, eller mutasjonsvariabilitet.

Modifikasjonsvariabilitet forårsaker ikke endringer i genotypen; det er assosiert med reaksjonen til en gitt, en og samme genotype på en endring i det ytre miljøet: under optimale forhold avsløres det maksimale av muligheter som ligger i en gitt genotype. Modifikasjonsvariabilitet manifesterer seg i kvantitative og kvalitative avvik fra den opprinnelige normen, som ikke er arvet, men bare er av adaptiv karakter, for eksempel en økning i menneskelig hudpigmentering under påvirkning av ultrafiolette stråler eller utvikling av muskelsystemet under påvirkning av fysiske øvelser osv.

Graden av variasjon av en egenskap i en organisme, det vil si grensene for modifikasjonsvariabilitet, kalles reaksjonsnormen. Dermed dannes fenotypen som et resultat av samspillet mellom genotypen og miljøfaktorer.Fenotypiske egenskaper overføres ikke fra foreldre til avkom, bare reaksjonshastigheten arves, det vil si arten av responsen på endringer i miljøforhold.

Genetisk variasjon er kombinativ og mutasjonsmessig.

Kombinasjonal variasjon oppstår som et resultat av utveksling av homologe regioner av homologe kromosomer under meiose, noe som fører til dannelse av nye kombinasjoner av gener i genotypen. Det oppstår som et resultat av tre prosesser: 1) uavhengig divergens av kromosomer i prosessen med meiose; 2) koble dem ved et uhell under befruktning; 3) utveksling av steder med homologe kromosomer eller konjugering. ...

Mutasjonsvariabilitet (mutasjoner). Mutasjoner kalles brå og stabile endringer i arveenheter - gener, som medfører endringer i arvelige egenskaper. De forårsaker nødvendigvis endringer i genotypen, som arves av avkommet og ikke er assosiert med kryssing og rekombinasjon av gener.

Det er kromosomale og genmutasjoner. Kromosomale mutasjoner er assosiert med endringer i strukturen til kromosomene. Dette kan være en endring i antall kromosomer som er flere eller ikke multiple av det haploide settet (i planter - polyploidi, hos mennesker - heteroploidi). Et eksempel på heteroploidi hos mennesker er Downs syndrom (ett ekstra kromosom og 47 kromosomer i karyotypen), Shereshevsky-Turner syndrom (ett X-kromosom mangler, 45). Slike avvik i en persons karyotype er ledsaget av en helseforstyrrelse, nedsatt mentalitet og kroppsbygning, en reduksjon i vitalitet, etc.

Genmutasjoner - påvirker selve genets struktur og medfører endring i kroppens egenskaper (hemofili, fargeblindhet, albinisme, etc.). Genmutasjoner forekommer i både somatiske celler og kjønnsceller.

Mutasjoner som oppstår i kjønnscellene er arvet. De kalles generative mutasjoner. Endringer i somatiske celler forårsaker somatiske mutasjoner som sprer seg til den delen av kroppen som utvikler seg fra den endrede cellen. For arter som formerer seg seksuelt er de ikke avgjørende, for vegetativ forplantning av planter er de viktige.

Genetisk heterogenitet i befolkningen. S.S. Chetverikov (1926), ut fra Hardy-formelen (se avsnitt 3.3 og 8.4), vurderte den virkelige situasjonen i naturen. Mutasjoner oppstår vanligvis og vedvarer i en recessiv tilstand og forstyrrer ikke befolkningens generelle utseende; befolkningen er mettet med mutasjoner, «som en svamp med vann».

Den genetiske heterogeniteten til naturlige populasjoner, som vist ved en rekke eksperimenter, er hovedtrekket deres. Det støttes av mutasjoner, prosessen med rekombinasjon (bare i former med aseksuell reproduksjon, all arvelig variasjon avhenger av mutasjoner). Kombinatorikken til arvelige egenskaper som oppstår under seksuell reproduksjon gir ubegrensede muligheter for å skape genetisk mangfold i befolkningen. Beregninger viser at i avkommet fra kryssing av to individer, som bare skiller seg i 10 loci, som hver er representert av 4 mulige alleler, vil det være omtrent 10 milliarder individer med forskjellige genotyper. Ved kryssing av individer som er forskjellige på totalt 1000 loci, som hver er representert av 10 alleler, vil antallet mulige arvelige varianter (genotyper) hos avkommet være 10 1000, dvs. vil mange ganger overstige antallet elektroner i det kjente universet.

Disse potensielle mulighetene blir aldri realisert selv i ubetydelig grad, om ikke annet på grunn av den begrensede størrelsen på en hvilken som helst befolkning.

Genetisk heterogenitet, støttet av mutasjonsprosessen og kryssingen, gjør det mulig for populasjonen (og arten som helhet) å bruke for tilpasning, ikke bare nye arvelige endringer, men også de som har oppstått for svært lenge siden og eksisterer i populasjonen i en latent form. I denne forstand sikrer heterogeniteten til populasjoner eksistensen av en mobiliseringsreserve av arvelig variasjon (SM Gershenzon, II Shmalgauzen).

Genetisk enhet i befolkningen. En av de viktigste konklusjonene av populasjonsgenetikk er bestemmelsen om den genetiske enheten til en populasjon: til tross for heterogeniteten til dens konstituerende individer (eller kanskje nettopp på grunn av denne heterogeniteten), er enhver populasjon et komplekst genetisk system som er i dynamisk likevekt. Befolkningen er det minimale genetiske systemet som kan fortsette å eksistere i et ubegrenset antall generasjoner. Når individer krysses innenfor en populasjon, frigjøres mange mutasjoner i avkommet, inkludert de som vanligvis reduserer levedyktigheten på grunn av homozygotisering av individer. Bare i en ekte naturlig populasjon, med et tilstrekkelig antall genetisk mangfoldige parringspartnere, er det mulig å opprettholde det genetiske mangfoldet i hele systemet på det nødvendige nivået på det nødvendige nivået. Verken et individ, eller en individuell familie eller en gruppe familier (dem) besitter denne eiendommen.

Så de viktigste genetiske egenskapene til en populasjon er konstant arvelig heterogenitet, intern genetisk enhet og dynamisk balanse mellom individuelle genotyper (alleler). Disse trekkene bestemmer organiseringen av befolkningen som en elementær evolusjonær enhet.

Befolkningens økologiske enhet. Dannelsen av sin egen økologiske nisje er også et trekk ved befolkningen. Vanligvis ble konseptet med en økologisk nisje som et flerdimensjonalt rom dannet av hver art i det biologiske og fysiske rom-tidskontinuumet (J. Hutchinson) bare brukt på arten. Men siden det innenfor en art ikke kan være to populasjoner som er identiske i alle sine egenskaper, er det uunngåelig at hver populasjon må ha sin egen unike økologiske karakteristikk, dvs. innta en bestemt plass i økologisk hyperrom.

Mekanismer for isolasjon mellom arter

Konseptet med en biologisk art forutsetter tilstedeværelsen av interspesifikk reproduktiv isolasjon - det vil si en slik isolasjon som forhindrer avling av individer som tilhører forskjellige arter. Reproduktiv isolasjon sikrer ikke bare sameksistensen av mange nært beslektede arter, men også deres evolusjonære uavhengighet.

Skille mellom primær og sekundær isolasjon. Primær isolasjon skjer uten naturlig utvalg; denne formen for isolasjon er tilfeldig og uforutsigbar. Sekundær isolasjon skjer under påvirkning av et kompleks av elementære evolusjonære faktorer; denne formen for isolasjon forekommer naturlig og er forutsigbar.

Den enkleste formen for isolasjon mellom arter er romlig , eller geografisk isolasjon. Arter kan ikke blande seg fordi populasjoner forskjellige typer romlig isolert fra hverandre. I henhold til graden av romlig isolasjon skilles allopatriske, tilstøtende-sympatriske og biotisk-sympatriske populasjoner.

Geografiske områder allopatriske populasjoner ikke overlapper i det hele tatt (eksempler: bison og bison, sjakal og coyote). Geografiske områder tilstøtende sympatriske befolkninger ta på; denne graden av romlig isolasjon er karakteristisk for stedfortredende (erstattende) arter (eksempler: hvit hare og brun hare). Geografiske områder biotisk-sympatriske populasjoner overlapper i større eller mindre grad (eksempler for Bryansk-regionen: sameksistens av fire arter av frosker, fem arter av lerker, tre arter av svaler, ni arter av meiser, seks arter av spurve, seks arter av sangfugler, fem arter av trost , fire arter av sangfugler, fem arter av mus, seks arter av voles).

Biotisk-sympatriske populasjoner kan krysses med hverandre for å danne interspesifikke hybrider. Men da, på grunn av den konstante dannelsen av hybrider og deres tilbakekrysning med foreldreformer, bør rene arter før eller siden forsvinne helt. Men i virkeligheten skjer ikke dette, noe som indikerer eksistensen av ulike mekanismer som effektivt forhindrer hybridisering mellom arter i naturlige forhold, som ble dannet med deltakelse av spesifikke former for naturlig utvalg, kjent som "Wallace-prosessene." (Det er derfor økologisk-geografiske kryssinger er mest vellykkede mellom arter som ikke kommer i kontakt under naturlige forhold.)

Tre grupper av isolerende mekanismer skilles vanligvis: prekopulatorisk, prezygotisk og postzygotisk. Samtidig kombineres ofte prezygotiske og postzygotiske isolasjonsmekanismer under det generelle navnet "post-kopulationsmekanismer".

Vurder hovedmekanismene for reproduktiv isolasjon mellom arter som sikrer den evolusjonære uavhengigheten til forskjellige arter: EN og V.

Jeg. Pre-populasjonsmekanismer - forhindre kopulering (parring hos dyr eller pollinering hos planter). I dette tilfellet er det ingen eliminering av verken mors eller mors gameter (og de tilsvarende genene).

Pre-befolkning isolasjon kan være hoved(tilfeldig) eller sekundær(dannet under påvirkning av naturlig utvalg til fordel for den høyeste fruktbarheten og overlevelsesraten). Pre-kopulasjonsmekanismer inkluderer følgende former for isolasjon mellom arter:

1. Romslig og geografisk isolasjon... Visninger EN og V er fullstendig allopatriske, det vil si at deres geografiske områder ikke overlapper hverandre. (Denne formen for isolasjon er irrelevant for territoriet til Bryansk-regionen på grunn av fraværet av uoverstigelige romlige barrierer (fjellkjeder, ørkener, etc.).)

2. Romlig biotopisk isolasjon... Visninger EN og V er tilstøtende sympatriske, det vil si at de lever i samme territorium, men er en del av forskjellige biocenoser. I dette tilfellet overskrider avstanden mellom biocenoser radiusen for reproduksjonsaktivitet (for eksempel radiusen for overføring av pollen og frø i planter). Denne formen for isolasjon er mulig for eksempel mellom obligate-alluvial-flommark og obligate-skog-sump-arter. Denne barrieren er imidlertid ikke uoverkommelig på grunn av overtredelsen av flomsletten-alluviale arter til skog-sump-cenoser.

3. Sesongmessig isolasjon... Visninger EN og V er biotisk-sympatriske, det vil si at de finnes i sammensetningen av en cenose, men formerer seg (blomstrer) til forskjellige tider. Sesongmessig isolasjon er imidlertid bare mulig for arter med enten veldig tidlig eller veldig sen avl (blomstring). For de fleste arter er sesongmessig isolasjon irrelevant; noen biotisk-sympatriske arter reproduserer samtidig, men i naturen danner de ikke hybrider, men under laboratorieforhold krysser de vellykket.

4. Etologisk isolasjon... Spiller en viktig rolle hos dyr; ofte på grunn av forskjeller i parringsritualer mellom arter EN og V... Isolasjon eksisterer i biotisk pollinerte planter på grunn av forskjeller i oppførselen til pollinerende dyr som foretrekker en eller annen type blomster; denne formen for isolasjon er relevant for spesialisering av pollinatorer.

5. Mekanisk isolasjon... På grunn av forskjeller i strukturen til reproduksjonsorganene til arter EN og V, for eksempel kopulatoriske organer hos dyr eller pollineringsenheter i planter (blomster, blomsterstander). Denne isolasjonsbarrieren er ikke uoverkommelig: for eksempel blir blomster av forskjellige plantearter ofte besøkt av de samme pollinatorene (for eksempel bier), noe som sikrer (i det minste ved første øyekast) likesannsynligheten for både intraspesifikk og interspesifikk xenogami.

II. Presygotiske mekanismer - hindre befruktning. Når dette skjer eliminering av paternelle kjønnsceller(gener), men mors kjønnsceller (gener) er bevart. Presygotisk isolasjon kan være som følger hoved og sekundær.

Hos dyr er prezygotiske isolasjonsmekanismer vanligvis assosiert med døden til de paternale gametene. For eksempel, hos insekter, observeres døden til mannlige gameter i reproduktive kanaler til inseminerte kvinner på grunn av immunologiske reaksjoner.

Prezygotiske mekanismer i planter inkluderer:

1. Død av mannlige gametofytter av en fremmed art: ikke-spiring av pollenkorn på pistillens stempel, død av pollenrør i kolonnen eller i eggløsningen, død av sædceller i pollenrørene eller i embryosekken.

2. Mangel på konkurranseevne av pollen fra en fremmed art i forhold til pollen av egen art når de samles på pistilens stigma.

III. Postzygotiske mekanismer - forhindre overføring av gener fra foreldrearter til påfølgende generasjoner gjennom hybrider. Denne formen for interspesifikk isolasjon kan manifestere seg blant hybrider av første generasjon, andre generasjon og blant tilbakekrysser (etterkommere fra tilbakekrysninger). Isolasjon etter kopulering fører til død av kjønnsceller; dannet tilfeldig... De vanligste postzygotiske mekanismene inkluderer følgende former:

1. Svikt eller redusert egnethet av hybrider sammenlignet med foreldrearten (eller rett og slett manglende evne).

1.1. Full tilonstitusjonelle, eller morfofysiologisk manglende evne... Betyr den absolutte umuligheten av å utvikle hybrider selv under kontrollerte forhold. Det er assosiert med umuligheten av normal morfogenese på grunn av inkompatibilitet av foreldregenomer. Inkluderer død av zygoter, embryoer, frøplanter, unge og jomfruelige individer.

1.2. Redusert konstitusjonell egnethet... Det kommer til uttrykk i utseendet av morfoser og terata (deformiteter), en reduksjon i overlevelse. Redusert konstitusjonell egnethet bestemmer i stor grad alle andre former for manglende evne.

1.3. Manglende evne til abiotiske (fysiskkjemiske) faktorer av habitat... Den skiller seg fra konstitusjonelle feiljusteringer ved at det er mulig å skape forhold der hybrider utilpasset i naturmiljøet vil utvikle seg normalt. For eksempel, i planter inkluderer naturlige begrensende faktorer for hybrider: utilstrekkelig fuktighet, mangel på lys, mangel på visse elementer av mineralnæring, bevegelse av miljøet (vind, nedbør), endringer i temperatur og fuktighet, utilstrekkelig varighet av vekstsesongen . I praksis betyr eliminering av den negative effekten av fysisk-kjemiske faktorer spiring av hybridfrø på filterpapir i et fuktig kammer, dyrking av frøplanter i torv-humuspotter i drivhus, tidlig produksjon av hybrider under kontrollerte forhold (mens de har tid til å forberede seg på overvintring). ), den første overvintringen i lukket mark.

1.4. Manglende evne til biotiske habitatfaktorer spesielt motstand mot skadedyr og sykdommer.

1.5. Ikke-konkurranseevne(først av alt, ikke-konkurranseevne i forhold til foreldre eller beslektede arter). I forstyrrede habitater, i menneskeskapte landskap og i periferien av økologiske nisjer (i planter, i periferien av edafo-fytokenotiske områder), spiller denne formen for manglende evne en mindre rolle.

2. Fullstendig eller delvis reduksjon i fruktbarheten til hybrider (infertilitet).

2.1. Fullstendig (konstitusjonell) infertilitet- ligger i umuligheten av seksuell reproduksjon under alle forhold. Hos planter forekommer det i fullstendig fravær av blomster eller dannelsen av stygge blomster (for eksempel under interspesifikk hybridisering i Willows).

2.2. Nedsatt fruktbarhet- for eksempel en nedgang i antall blomster i planter.

2.3. Segregeringssterilitet- brudd på normal segregering av kromosomer i meiose. Som et resultat blir normal gametogenese (sporogenese) umulig. Blant dyr er lignende sterilitet observert hos muldyr (hybrider av en hest og et esel), køyer (hybrider av en- og to-puklede kameler), kiduses (hybrider av sobel og mår), mansjetter (hybrider av en europeisk hare og en hvit hare).

2.4. Etologisk og reproduktiv manglende evne hybrider hos dyr. Det består i brudd på reproduktiv atferd, for eksempel avvikende oppførsel under frieri, når man bygger reir, når man fôrer avkom.

For eksempel i forskjellige arter av dvergpapegøyer (slekt Agapornis), observeres forskjellig oppførsel når man bygger et reir: individer av samme art ( EN. personata) overføre biter av byggemateriale i nebbet, og representanter for en annen art ( EN. roseicollis) stikk dem under fjærene. Interspesifikke hybrider ( F 1 ) viste en blandet type oppførsel: Først prøvde fuglene å dytte byggematerialet inn i fjærene, så tok de det ut, tok det inn i nebbet, og så begynte alt på nytt.

Lignende mellomformer for oppførsel ble funnet i den demonstrative oppførselen til finker og i karakteren til lydsignaler fra sirisser.

Så, i forhold til sympatriske arter, er eksistensen av et bredt utvalg av isolerende barrierer mulig, og forhindrer deres fullstendige blanding (sekundær intergradasjon). Samtidig er ingen av disse barrierene (selvfølgelig med unntak av hybridenes fullstendige konstitusjonelle manglende evne) uoverkommelige. Derfor er likhetene mellom forskjellige typer kan være en konsekvens av ikke bare konvergens i lignende habitater, men også resultatet horisontal , eller lateral genoverføring (genflyt).

Biologisk mangfold

Biologisk mangfold er hele mengden av forskjellige levende organismer, variasjon mellom dem og de økologiske kompleksene de er en del av, som inkluderer mangfold innen arter, mellom arter og økosystemer.

Biologisk mangfold er en av de viktigste biologiske ressursene.

En biologisk ressurs er genetisk materiale, organismer eller deler derav, eller økosystemer som brukes eller potensielt er nyttige for menneskeheten, inkludert den naturlige balansen i og mellom økosystemer.

Følgende nivåer av biologisk mangfold skilles:

alfa-diversitet er antall arter i samfunnet;

beta-mangfold - antall samfunn i et bestemt område;

gamma mangfold - totalt antall arter og samfunn i et bestemt område;

omega mangfold - globalt mangfold (antall arter og samfunn over store områder).

Imidlertid er alle former for mangfold basert på genetisk intraspesifikk (intrapopulasjon og interpopulasjon) mangfold.

Innledning Menneskeheten har alltid hatt en negativ innvirkning på det naturlige miljøet rundt seg. Irrasjonell uttømming av naturressurser har gjentatte ganger ført til døden eldgamle sivilisasjoner, for å endre selve historiens gang. Imidlertid var det først på slutten av det andre årtusen at det ble klart at samspillet mellom menneskeheten og den omkringliggende naturen får karakter av en langvarig global konflikt, hvis navn er - global økologisk krise . Uttømming av energi og råvarer på planeten, globale klimaendringer, avskoging, jordforringelse, mangel på god kvalitet ferskvann og høyverdige matvarer og, som et resultat, veksten av sosiale, økonomiske, politiske og militære motsetninger - dette er en kort liste over manifestasjoner av den globale miljøkrisen. Allerede fra midten av 2000-tallet innså menneskeheten at de listede problemene er tett sammenvevd med hverandre, at de ikke kan løses separat av individuelle land: for å forhindre en global økologisk katastrofe krever fullt samarbeid mellom profesjonelle, offentlige og offentlige organisasjoner på internasjonalt nivå. For snart førti år siden (1972) ble den første FN-konferansen om menneskets naturlige miljø holdt i Stockholm. På dette forumet ble det skissert generelle prinsipper for internasjonalt samarbeid på naturvernområdet. Med utgangspunkt i vedtakene fra Stockholmkonferansen ble moderne prinsipper for å bevare bomiljøet formulert. Det første prinsippet er Prinsippet om universell forbindelse i levende natur: tap av ett ledd i en kompleks kjede av trofiske og andre forbindelser i naturen kan føre til uforutsette resultater... Dette prinsippet er basert på de klassiske konseptene om eksistensen av årsak-og-virkning-forhold mellom elementene i supraorganismens biologiske systemer, og mange av disse forbindelsene fører til dannelsen av ulike kjeder, nettverk og pyramider. Derfor følger prinsippet om den potensielle nytten av hver komponent av levende natur : det er umulig å forutse hvilken betydning denne eller den arten vil ha for menneskeheten i fremtiden ... I den offentlige bevisstheten mister differensieringen av arter til "nyttig" og "skadelig" sin betydning, ideen om at "en skadelig eller ugressaktig art er bare en organisme som ikke er på plass" blir bekreftet. Basert på prinsippene om universell tilkobling og den potensielle nytten av hver komponent i dyrelivet konseptet om ikke-interferens i prosessene som foregår i naturlige økosystemer er i ferd med å dannes: «Vi vet ikke hvorfor dette er vil føre, så det er bedre å la det være som det er." Den perfekte måten å spare på status quo ble ansett som opprettelsen av verneområder med et absolutt reserveregime. Praksisen med naturreservatforvaltning har imidlertid vist at moderne økosystemer allerede har mistet evnen til naturlig selvgjenoppretting, og aktiv menneskelig inngripen er nødvendig for å bevare dem. Som et resultat, overgangen fra begrepet ikke-inngrep og bevaring av den eksisterende tilstanden til konsepter for bærekraftig utvikling samfunn og biosfære. Begrepet bærekraftig utvikling innebærer å øke det økologiske og ressurspotensialet i naturlige økosystemer, skape bærekraftige kontrollerte økosystemer, møte samfunnets behov for naturressurser på grunnlag av vitenskapelig basert rasjonell, bærekraftig og flerbruks naturforvaltning, vern, vern og reproduksjon av alle. komponenter i økosystemene. Videre utvikling av konseptet bærekraftig utvikling førte uunngåelig til prinsippet om behovet for å bevare biologisk mangfold : bare mangfoldig og variert dyreliv er bærekraftig og høyproduktivt ... Prinsippet om behovet for å bevare biologisk mangfold er helt i samsvar med bioetikkens grunnleggende prinsipper: "enhver form for liv er unik og uforlignelig", "enhver form for liv har rett til å eksistere", "det som ikke ble skapt av oss, bør ikke bli ødelagt av oss." Samtidig bestemmes verdien av en genotype ikke av dens nytteverdi for en person, men av dens unikhet. Dermed ble det anerkjent at bevaring av genpoolen er et ansvar før videre evolusjon. For snart 20 år siden (1992) i Rio de Janeiro på FN-konferansen om miljø og utvikling (UNCED), et historisk dokument ble vedtatt: Konvensjon om biologisk mangfold . På UNCED-konferansen ble det anerkjent at nedgangen i nivået av biologisk mangfold er en av hovedårsakene til den progressive forringelsen av naturlige økosystemer. Det er ingen tvil om at bare hvis det optimale nivået av mangfold opprettholdes, er det mulig å skape økosystemer som er motstandsdyktige mot ekstreme effekter av fysisk-kjemiske faktorer, skadedyr og sykdommer. Opphør av vekst i produktiviteten til kunstige økosystemer er også assosiert med et lavt nivå av biologisk mangfold: for tiden dyrkes det bare 150 arter av kulturplanter og 20 arter av husdyr. Samtidig kombineres det lave nivået av globalt mangfold med lavt nivå lokalt mangfold, med dominans av monokultur eller kulturrevolusjoner med kortsiktig rotasjon. Følgelig er det behov for en bredere bruk av arten og det intraspesifikke (genetiske) potensialet til størst mulig antall arter egnet for dyrking under kontrollerte forhold. Naturligvis, for å løse et sett med oppgaver knyttet til problemene med biologisk mangfold, er det nødvendig først å utvikle kriterier for å vurdere biologisk mangfold, å identifisere og vurdere nivået av mangfold i spesifikke økosystemer (natur-territoriale komplekser), for å utvikle anbefalinger. for bevaring og forbedring av det identifiserte mangfoldet, for å teste og implementere disse anbefalingene i agroindustriell produksjon. I utlandet har lignende arbeid blitt utført aktivt de siste tiårene, og fronten av dette arbeidet utfolder seg, og dekker flere og flere land, flere og flere nye sfærer for menneskelig aktivitet. Samtidig gir tradisjonelle teknologier (TT - tradisjonelle teknologier) og omfattende lavnivåteknologier (ELT - omfattende lavteknologier) plass for intensive teknologier høyt nivå (IHT - intensiv høyteknologier) med den bredeste bruken av datateknologier (CT - datateknologier). For å identifisere intraspesifikk polymorfisme, isozymanalyse av proteiner, restriksjonsendonukleaseanalyse av DNA ved å hybridisere dets fragmenter med radioaktive prober (RELP-analyse), samt analyse av DNA-fragmenter oppnådd på grunnlag av kjedereaksjon DNA-polymerisasjon (RAPD-analyse). Dekoding av genomene til et bredt spekter av organismer, skape somatiske hybrider og genmodifiserte organismer med forhåndsbestemte egenskaper, deres lagring og akselerert reproduksjon ved hjelp av mikrokloning - dette er en kort liste over verktøy fra arsenalet av banebrytende teknologier (HDT - med gravde teknologier) og svært høye teknologier (VHT - svært høye teknologier) basert på de siste prestasjonene fra moderne vitenskap. Første ledd i konvensjonen om biologisk mangfold sier at «... land som tiltrer konvensjonen, må bestemme komponentene i biologisk mangfold». I 1995 ratifiserte Russland konvensjonen om biologisk mangfold og påtok seg dermed forpliktelser til å delta i gjennomføringen av vedtakene fra UNCED-konferansen. I samsvar med konvensjonen om biologisk mangfold i vårt land er det utviklet programmer for å studere biologisk mangfold og vedtatt for implementering. Arbeidet med studier og bevaring av biologisk mangfold utvikler seg imidlertid uakseptabelt sakte i landet vårt. Håper på grunnleggende endringer i samfunnet, som et resultat av at situasjonen vil endre seg drastisk bedre side, er ikke nødvendig av en rekke årsaker. For det første innebærer problemet med å identifisere og bevare biologisk mangfold bruk av de intensive høyteknologiene (IHT) beskrevet ovenfor, som selvfølgelig er preget av høye kostnader for utstyr og Rekvisita, bruk av dyktige arbeidere, tiltrekning av ressurser fra relaterte områder innen land- og skogbruk. For det andre (eller kanskje for det første) bør slike arbeider støttes på alle sosiale nivåer: statlige, faglige og sosiale. Noe av arbeidet kan imidlertid gjøres i dag, selv med ekstremt utilstrekkelig økonomisk og materiell støtte – ved bruk av tradisjonelle teknologier (TT) og omfattende lavnivåteknologier (ELT). I tillegg kan man ikke se bort fra muligheten for internasjonalt samarbeid med bruk av datateknologi(CT) og høyteknologi (HT), basert på det intellektuelle potensialet til studenter og lærere ved universiteter.

Genetisk mangfold Genetisk intraspesifikk mangfold bestemmes av strukturen til allelpoolen og genpoolen av populasjoner. En allelpool er et sett med alleler i en populasjon... For å kvantitativt beskrive strukturen til allelpoolen brukes begrepet "allelfrekvenser". En genpool er et sett med genotyper i en populasjon... For å kvantitativt beskrive strukturen til genpoolen, brukes begrepet "genotypefrekvens". Følgende indikatorer brukes for å beskrive genetisk mangfold: - andelen polymorfe gener; - allelfrekvenser for polymorfe gener; - gjennomsnittlig heterozygositet for polymorfe gener; - genotype frekvenser. Basert på disse indikatorene beregnes ulike mangfoldsindekser (for eksempel Shannon-Uver, Simpson). For elementære biokjemiske egenskaper (for eksempel i studiet av proteinpolymorfisme eller DNA-polymorfisme) er det relativt enkelt å bestemme nivået av biologisk mangfold basert på disse indikatorene. Men for komplekse egenskaper som er arvet på en kompleks måte (for eksempel produktivitet, motstand mot ugunstige stressfaktorer, utviklingsrytmer), er denne tilnærmingen ubrukelig. Derfor vurderes mangfoldet mindre strengt. Den direkte studien av genomene til et stort antall arter av interesse for mennesker er et spørsmål om en fjern fremtid (i det minste på det nåværende utviklingsnivået for molekylær genomikk). Men identifisering, bevaring, forsterkning og rasjonell bruk av det genetiske mangfoldet til slike arter er en oppgave som krever en umiddelbar løsning. Den raske utviklingen av seleksjon skyldes ikke den utbredte bruken av moderne metoder (transgene varianter og raser er fortsatt eksotiske), men på grunn av den omfattende utvidelsen av volumet av seleksjonsarbeid. Dette er mulig hvis slikt arbeid er økonomisk lønnsomt: resultatene kan oppnås på relativt kort tid, og effekten av implementeringen av disse resultatene er ganske høy. Som du vet er seleksjon basert på fenotyper. Dette innebærer at den tilsvarende genotypen er skjult bak en viss fenotype. Det er praktisk talt ingen seleksjon for alleler (med unntak av seleksjon på haploidnivå, seleksjon av selvbestøvere og seleksjon av transgene organismer). Og så begynner det mest interessante: av de mange allelene som finnes i naturlige, semi-naturlige og kunstige populasjoner, blir bare de som er gunstige for mennesker, men ikke for organismene selv, bevart og brukt. Deretter, med et høyt genotypisk mangfold, kan et lavt nivå av allelisk mangfold observeres. Nikolai Ivanovich Vavilov var en av de første oppdretterne som tenkte på behovet for å bevare og øke allelisk mangfold. Motstandere av N.I. Vavilov ble bebreidet (og bebreidet!) For mangelen på en praktisk utvei. Ja, N.I. Vavilov var ikke en praktisk oppdretter som skapte nye genotyper. Han lette ikke etter kombinasjoner av alleler, men etter allelene i seg selv. Og i vår tid bør vi ikke tenke på mangfoldet av varianter og raser, men på mangfoldet av allelbassenger, som lar oss skape nye varianter og raser. Derfor, når du oppretter samlinger med høyest mulig nivå av biologisk mangfold, bør materiale samles inn fra forskjellige populasjoner, selv om dette materialet på det nåværende utviklingsnivået for genetikk og avl ikke kan brukes umiddelbart. Med andre ord, en samling som inneholder genotyper a1a1, a2a2 og a3a3 er mer verdifull enn en samling av genotyper a1a1, a1a2, a2a2, selv om de utad (i form av antall fenotyper og genotyper) er ekvivalente. Når du vurderer diallelsystemer ( Ah eller EN-en 1 ,en 2 ,en 3 …en n) ganske betinget, kan fire nivåer av genetisk mangfold skilles ut ved allelfrekvenser: - Frekvensen av et sjeldent allel er 10 –6…10 –3. Dette er mutasjonshastigheten, det laveste nivået av allelisk mangfold. Finnes bare i svært store populasjoner (millioner av individer). - Frekvensen av et sjeldent allel er 0,001 ... 0,1. Dette er et lavt nivå. Hyppigheten av homozygoter for denne allelen er mindre enn 1 %. - Frekvensen av det sjeldne allelet er 0,1 ... 0,3. Dette er et akseptabelt nivå. Hyppigheten av homozygoter for denne allelen er mindre enn 10 %. - Frekvensen av det sjeldne allelet er 0,3 ... 0,5. Dette er det høyeste nivået i det diallele systemet: frekvensen av homozygoter for denne allelen er sammenlignbar med frekvensen av homozygoter og sammensatte heterozygoter for alternative alleler. Når man vurderer polyalleliske systemer ( en 1 , en 2 , en 3 … en n) nivået av genetisk mangfold er mer avhengig av antall alleler på stedet enn av frekvensene til disse allelene. Primære mekanismer for genetisk mangfold Kildene til nye genotyper er rekombinasjoner som oppstår under meiose og seksuell reproduksjon, så vel som som et resultat av ulike paraseksuelle prosesser. Hovedkildene til nye alleler i befolkningen er mutasjonsprosess og innvandring bærere av nye alleler. Ytterligere kilder er assosiert med lateral (horisontal) genoverføring fra en biologisk art til en annen: enten under seksuell hybridisering mellom arter, eller under symbiogenese, eller med deltakelse av mellomliggende organismer. En enkelt mutasjon er en sjelden hendelse. I en stasjonær populasjon kan en mutant allel tilfeldigvis ikke gå til neste generasjon. Dette er på grunn av det faktum at sannsynligheten for tap av mutant allel L avhenger av antall etterkommere N i familien: L= 1 for N=0; L= 1/2 kl N=1; L= 1/4 kl N=2; L= 1/8 kl N=3; L=(1/2) X på N=X. Gjennomsnittlig fruktbarhet par individer lik 2 avkom som har nådd fertil alder, men faktisk fruktbarhet er fordelt i henhold til Poissons lov i området fra 0 til NS... Hvis den faktiske fruktbarheten til et par er høy, er sannsynligheten for å overføre mutasjonen til minst ett avkom også høy. Hvis fruktbarheten reduseres (eller lik 0), reduseres også sannsynligheten for å opprettholde mutasjonen (eller lik 0). Beregninger viser at av 100 nye mutasjoner i hver påfølgende generasjon, vil bare en del av dem være igjen: Generasjoner overlevende Således, under påvirkning av helt tilfeldige faktorer, forsvinner (elimineres) mutantallelen gradvis fra populasjonen. Imidlertid, under påvirkning av en rekke faktorer, kan frekvensen av mutantallelen øke (opp til fikseringen). I nærvær av migrasjoner reduseres effektiviteten til gendrift. Med andre ord, i populasjonssystemer kan effekten av gendrift neglisjeres. Men under immigrasjon dukker det stadig opp nye alleler i populasjoner (selv om disse allelene er ugunstige for deres bærere). Mekanismer for å øke nivået av genetisk mangfold 1. Mutasjonsprosess (press av mutasjoner) i store populasjoner Samme mutasjon med samme frekvens q oppstår i hver generasjon (hvis vi antar at befolkningen er stor: millioner av individer). Samtidig kan en mutant allel gå tapt under påvirkning av tilfeldige faktorer (inkludert på grunn av omvendte mutasjoner). Med unntak av tilbakemutasjoner, øker den faktiske frekvensen av mutantallelen ikke-lineært. Avhengigheten av mutantallelfrekvensen på generasjonsserienummeret kan tilnærmes ved en logaritmisk funksjon. Beregninger viser at frekvensen av en recessiv selektivt nøytral mutant allel (og sannsynligheten for dens fenotypiske manifestasjon) øker omtrent som følger: Generasjoner q (en), × 10 - 6 q 2 (aa), × 10 - 12 I en langsiktig populasjon (med et høyt tall) øker altså sannsynligheten for fenotypisk manifestasjon av et recessivt mutant allel titalls og hundrevis av ganger pga. trykkmutasjoner... Samtidig må det erkjennes at reelle populasjoner eksisterer i et begrenset antall generasjoner, så trykket av mutasjoner kan ikke fundamentalt endre den genetiske strukturen til populasjoner. 2. Gendrift (genetisk-automatiske prosesser) Gendrift er en tilfeldig endring i frekvensen av selektivt nøytrale (eller pseudo-nøytrale) alleler i små isolerte populasjoner. I små populasjoner er rollen til enkeltindivider stor, og tilfeldig død av ett individ kan føre til en betydelig endring i allelpoolen. Jo mindre populasjonen er, desto større er sannsynligheten for en tilfeldig endring i allelfrekvenser. Jo lavere allelfrekvens, jo mer sannsynlig er det å eliminere. I ultrasmå populasjoner (eller populasjoner som gjentatte ganger reduserer antallet til kritisk nivå) av helt tilfeldige årsaker kan mutantallelen ta plassen til normalallelen, dvs. skjer utilsiktet begå mutant allel. Som et resultat avtar nivået av genetisk mangfold. Gendrift kan også observeres som et resultat av effekten av den genetiske trakten (flaskehalseffekten): hvis populasjonen minker en stund og deretter øker antallet (effekten av grunnleggerne av en ny populasjon ekssitu, befolkningsgjenoppretting etter en katastrofal nedgang i antall isitu). 3. Naturlig utvalg (naturligvalg) Naturlig utvalg - er et sett av biologiske prosesser som gir differensial reproduksjon av genotyper i populasjoner. Naturlig utvalg er en retningsfaktor evolusjonsprosess, drivkraften bak evolusjonen... Retningen til naturlig utvalg kalles utvalgsvektor. Den opprinnelige (ledende) formen er kjørevalg som leder til endring genetisk og fenotypisk struktur av befolkningen. Essensen av kjøring utvalg er akkumulering og styrking av genetisk bestemt avvik fra den opprinnelige (normale) varianten av tegnet. (I fremtiden kan den første versjonen av egenskapen bli et avvik fra normen.) I løpet av kjørevalg øker frekvensen av alleler og genotyper med maksimal kondisjon. Dermed manifesterer drivseleksjon seg i form av en stabil og til en viss grad rettet endring i frekvensen av alleler (genotyper, fenotyper) i befolkningen. Til å begynne med, under seleksjon, øker nivået av biologisk mangfold, når deretter et maksimum, og i sluttfasen av seleksjonen synker det. 4. Sammenhengende arv Den drivende formen for seleksjon virker på noen få (begrensende) egenskaper, på noen få genotyper og alleler av noen få gener. Imidlertid, hvis genet som skal velges (for eksempel en fordelaktig allel EN) er knyttet til et selektivt nøytralt eller pseudo-nøytralt gen (for eksempel allel N), deretter frekvensen til det nøytrale allelet N vil også endre seg. Det er to typer clutch: ekte clutch og kvasi-clutch. Med ekte kobling, de valgbare og nøytrale allelene ( EN og N) er (lokalisert) på samme kromosom. Deretter utvalget til fordel for haplotypen AN vil øke frekvensen av allelet N. Med kvasi-linkende alleler EN og N lokalisert i forskjellige kromosomer, men de er knyttet sammen av en felles morfogenetiske prosesser (ontogenetiske korrelasjoner). Deretter, som i det forrige tilfellet, frekvensen til det selektivt nøytrale allelet N Kommer til å endres. Mekanismer for å opprettholde et høyt nivå av genetisk mangfold i naturlige populasjoner 1. Likegyldig likevekt i store populasjoner I populasjoner med høy overflod kan den tilfeldig dannede (for eksempel på grunn av flaskehalseffekten) strukturen til Alelelo-bassenget vedvare i lang tid, selv om den betraktede egenskapen er selektivt nøytral. 2. Migrasjon Migrasjon er bevegelsen av bærere av genetisk informasjon (individer, frø, sporer) fra en populasjon til en annen. I nærvær av migrasjoner reduseres effekten av gendrift og naturlig seleksjon kraftig. Som et resultat: a) degenerering av den genetiske strukturen til befolkningen forhindres (det er ingen eliminering av alleler, genotyper, egenskaper); b) egenskaper (alleler, genotyper) som reduserer kondisjonen kan finnes i befolkningen. 3. Naturlig utvalg for mangfold I tillegg til å drive seleksjon som endrer den genetiske strukturen til populasjoner, er det mange former for utvalg bevare denne strukturen. 1. Seleksjon til fordel for heterozygoter... I mange tilfeller er heterozygoter bedre tilpasset enn noen av homozygotene (heterosefenomen eller overdominans). Da handler befolkningen stabiliserende utvalg for mangfold bevare det eksisterende nivået av biologisk mangfold. 2. Frekvensavhengig valg virker hvis egnetheten til fenotypen (genotype, allel) avhenger av dens frekvens. I det enkleste tilfellet bestemmes fenomenet frekvensavhengig utvalg av intraspesifikk(intrabefolkning) konkurranse... I dette tilfellet er egnetheten til et gen/fenotype omvendt proporsjonal med dets frekvens: jo mindre vanlig et gitt gen/fenotype er, jo høyere er egnetheten... Med en økning i frekvensen av et gen/fenotype, reduseres kondisjonen. Disse seleksjonsformene kan observeres i sin rene form, men de kan kombineres med andre seleksjonsformer, for eksempel seleksjon til fordel for heterozygoter i kombinasjon med relatert (gruppeseleksjon) eller frekvensavhengig seleksjon i kombinasjon med seksuell seleksjon. Relatert (gruppe) utvalg virker i tilfelle en egenskap, nøytral eller til og med skadelig for et gitt individ (med en gitt fenotype, genotype, allel), viser seg å være nyttig for gruppen (familien). Denne formen for seleksjon fører til dannelsen av altruistiske trekk. Seksuell seleksjon Er en form for naturlig seleksjon basert på rivaliseringen av individer av det ene kjønn (vanligvis menn) for parring med individer av det andre kjønn. I dette tilfellet vurderes egnetheten til en genotype (fenotype) ikke av dens overlevelse, men av dens deltakelse i reproduksjon. Denne formen for seleksjon kan føre til utseende og bevaring av egenskaper som reduserer overlevelsesraten (konstitusjonell egnethet) til bærerne deres. 4. Sammenhengende arv Hvis stabiliserende seleksjon (eller en annen form for seleksjon som favoriserer bevaring av den genetiske strukturen til populasjonen) virker på det selekterbare genet EN, da vil ikke bare en viss frekvens av dette allelet bli bevart, men også visse frekvenser av nøytrale alleler knyttet til det.

Bygge motstandsdyktige økosystemer

Stabiliteten til et system i det enkleste tilfellet bestemmes av den additive stabiliteten til dets strukturelle komponenter. De viktigste indikatorene på motstanden til individuelle planter inkluderer: vinterhardhet, motstand mot transpirasjonstap i vinter-vårperioden, motstandsdyktighet av knopper, blomster og eggstokker mot frost, motstand mot mangel på eller overskudd av varme, solstråling og en forkortet vekst årstid; varmebestandighet og tørkebestandighet; korrespondanse av rytmene til passering av fenofaser og sesongmessige endringer i miljøforhold; motstand mot visse pH-verdier, saltkonsentrasjoner; motstand mot skadedyr og sykdommer; balanse mellom fotosyntese og reproduksjonsprosesser. Samtidig endrer miljøet rundt organismer seg gradvis – problemet med klimaendringer er allerede i ferd med å bli et globalt, politisk problem. For eksempel, i løpet av de siste 50 årene (sammenlignet med 1940–1960) i det sentrale Russland, har den gjennomsnittlige årlige lufttemperaturen økt med 1,2 ° C, mens den relative fuktigheten har sunket med 3%. Disse endringene er enda mer uttalt i vinter-vårperioden: lufttemperaturen i januar, februar og mars økte med 4,4 ° С, mens luftfuktigheten i mars og april sank med 10%. Slike endringer i temperatur og fuktighet øker transpirasjonstapet av treaktige planter betydelig i vinter-vårperioden.

Dessverre tillater det nåværende utviklingsnivået for vitenskapen ikke fullt ut å forutse endringene i miljøet som vil skje selv i nær fremtid, og dessuten å forutse ikke bare klimaendringer, men også fremveksten av nye skadedyr, patogener, konkurrenter, etc. Derfor er den eneste pålitelige måten å øke stabiliteten og produktiviteten til naturlige økosystemer å øke nivået av heterogenitet, genetisk heterogenitet av økosystemkomponenter. Slike heterogene økosystemer gir muligheten for kontinuerlig og ikke-utarmende naturforvaltning, siden kompenserende interaksjoner mellom individer med ulike egenskaper for vekst og utvikling, følsomhet for dynamikken til miljøfaktorer oppstår i genetisk heterogene systemer. I forhold til skadedyr og sykdommer er et slikt heterogent økosystem preget av kollektiv gruppeimmunitet, som bestemmes av samspillet mellom mange strukturelle og funksjonelle trekk ved individuelle biotyper (økotyper, isoreagenser).

For å lage heterogene kunstige plantasjer (plantasjer) brukes vegetativt forplantede planter klonblandinger , eller polyklonale sammensetninger - en viss måte utvalgte kombinasjoner av frøplanter som tilhører forskjellige varianter - kloner. Dessuten må hver klon ha egenskaper som er fraværende i andre kloner. Den viktigste slike egenskapen er rytmen i skuddutviklingen ... På sin side bestemmes rytmene til skuddutviklingen av arten og individuell spesifisitet til genetisk bestemte ontogenetiske programmer.

For å lage polyklonale sammensetninger er det derfor nødvendig å identifisere intraspesifikke grupper blant ville planter (eller i samlingsplantasjer) som er stabilt forskjellige i et kompleks av karakterer. I dette tilfellet er det viktigste ikke styrken til forskjeller, men deres konstans, dvs. evnen til å vedvare gjennom generasjoner (i hvert fall når vegetativ forplantning) under visse vekstforhold.

Som sådan vises vanligvis en intraspesifikk gruppering formen(morf). Dessverre, svært ofte dette begrepet brukes ganske fritt, kaller former og økotyper, og varianter (variasjoner), og isoreagenser (former i snever betydning av ordet), og biotyper; i mikrosystematikk regnes formen som en intraspesifikk taksonomisk kategori (forma).

Når man identifiserer former, er det først og fremst oppmerksomhet på morfologiske karakterer. På samme tid, i forskjellige plantearter, på grunn av parallell variasjon, skilles former med samme navn, som er forskjellige i konfigurasjonen av blader (typisk vulgaris, bredbladet latifolia, smalbladet angustifolia, småbladet parvifolia, lansettformet lancifolia, elliptisk elliptiske, avrundet eggformet crassifolia, avrundet rotundata; noen typer bladblader får spesielle navn, for eksempel orbiculata- bredt ovalt, hjerteformet ved bunnen og spiss på toppen), i henhold til fargen på bladene (monokromatisk concolor, flerfarget misfarges, grønn viridis, grå glaucophylla, skinnende splendens, sølvfarget argentea), i henhold til kronekonfigurasjonen (sfærisk sphaerica, gråter pendula, pyramideformet piramidalis); forskjellige kultivarer (varianter) tildeles vanligvis rangeringen f. kulta med en detaljert beskrivelse av morfologien.

Med flere Detaljert beskrivelse former bruker forskjellige morfometriske indikatorer, som i treaktige planter inkluderer: vekstkraft (spesielt årlig vekst av stilkens diameter), forgreningstype, forgreningsvinkel, internodelengde, forgreningsintensitet og skuddlengde, bladstørrelse. Disse indikatorene avsløres ved direkte observasjon, er lett digitaliserte og mottagelig for matematisk prosessering ved hjelp av metodene for variasjonsstatistikk, som gjør det mulig å vurdere den genetiske betingelsen til egenskaper.

Det er kjent at polyploidi er utbredt blant planter. Derfor identifisering av intraspesifikke (intrapopulasjons) grupper som er forskjellige etter kromosomtall, kunne tillate å entydig beskrive nivået av mangfold. Ulike cytogenetiske metoder brukes for å bestemme kromosomantall, spesielt direkte kromosomtelling i celler som deler seg. Dette er imidlertid ikke alltid mulig, derfor bestemmes kromosomtall ofte ved indirekte metoder, for eksempel palynometrisk metode(etter størrelsen på pollenkorn).

Imidlertid er alle de listede indikatorene statiske, de gjenspeiler ikke prosessen med å realisere genetisk informasjon. Samtidig er det kjent at enhver egenskap dannes i løpet av morfogenesen. Basert på analysen av morfogenese gjøres utvalget ontobiomorf, og i henhold til sesongmessige endringer i plantehabitus, fenobiomorfer... Når du bruker dynamiske indikatorer for mangfold, kan settet med gener til en organisme betraktes som et program for dens ontogenese (individuell utvikling), og i spesielle tilfeller - som et program for morfogenese (morfogenese).

Utsiktene til en slik tilnærming ble vist i verkene til K. Waddington, N.P. Krenke og andre naturvitenskapelige klassikere.

Arvelig polymorfisme av naturlige populasjoner. Genetisk belastning. Prosessen med artsdannelse med deltakelse av en slik faktor som naturlig utvalg, skaper et mangfold av livsformer tilpasset levekår. Blant de forskjellige genotypene som oppstår i hver generasjon på grunn av reserven av arvelig variasjon og rekombinasjon av alleler, er det bare et begrenset antall som bestemmer den maksimale tilpasningen til et bestemt miljø. Det kan antas at den differensielle reproduksjonen av disse genotypene til slutt vil føre til at genpoolene av populasjoner bare vil bli representert av "vellykkede" alleler og deres kombinasjoner. Som et resultat vil den arvelige variasjonen dempes og nivået av homozygositet til genotyper vil øke. Dette skjer imidlertid ikke, siden mutasjonsprosessen fortsetter, og naturlig seleksjon opprettholder heterozygoter, fordi de slukker de skadelige effektene av recessive alleler. De fleste organismer er svært heterozygote. Dessuten er individer heterozygote på forskjellige loci, noe som øker den totale heterozygositeten til befolkningen.

Tilstedeværelsen i en populasjon av flere likevekts-sameksisterende genotyper i en konsentrasjon over 1 % i den mest sjeldne formen (nivået av arvelig mangfold, som en mutasjonsprosess er tilstrekkelig til å opprettholde) kalles polymorfisme. Arvelig polymorfisme skapes av mutasjoner og kombinativ variasjon. Den støttes av naturlig utvalg og er adaptiv (overgangs) og stabil (balansert).

Adaptiv polymorfisme oppstår hvis seleksjon under forskjellige, men regelmessig skiftende levekår favoriserer ulike genotyper.

Balansert polymorfisme oppstår når seleksjon favoriserer heterozygoter versus recessive og dominante homozygoter. I noen tilfeller er balansert polymorfisme syklisk seleksjon (se figur 1.4, side 14).

Fenomenet med selektiv fordel av heterozygoter kalles overdominans. Mekanismen for positiv seleksjon av heterozygoter er forskjellig.

På grunn av variasjonen av miljøfaktorer, virker naturlig utvalg samtidig i mange retninger. Hvori endelig resultat avhenger av forholdet mellom intensiteten av forskjellige utvalgsvektorer. I noen regioner av verden støttes således den høye frekvensen av den halvdødelige allelen av sigdcelleanemi av den dominerende overlevelsen av heterozygote organismer under forhold med høy forekomst av tropisk malaria. Sluttresultatet av naturlig seleksjon i en populasjon avhenger av superposisjonen av mange vektorer for seleksjon og motseleksjon. Takket være dette oppnås både stabilisering av genpoolen og opprettholdelse av arvelig mangfold.

Balansert polymorfisme gir befolkningen en rekke verdifulle egenskaper som bestemmer dens biologiske betydning. En genetisk heterogen befolkning assimilerer et bredere spekter av levekår, og bruker habitatet mer fullstendig. Et større volum av arvelig reservevariabilitet akkumuleres i genpoolen. Som et resultat får den evolusjonær fleksibilitet og kan, endres i en eller annen retning, kompensere for svingninger i miljøet i løpet av historisk utvikling.

I en genetisk polymorf populasjon blir organismer av genotyper født fra generasjon til generasjon, hvis egnethet ikke er den samme. I hvert øyeblikk er levedyktigheten til en slik populasjon under nivået som ville blitt oppnådd hvis bare de mest "vellykkede" genotypene var til stede i den. Hvor mye egnetheten til en reell populasjon skiller seg fra egnetheten til en ideell populasjon av de "beste" genotypene som er mulig med en gitt genpool kalles genetisk byrde. Det er prisen å betale for miljømessig og evolusjonær fleksibilitet. Genetisk belastning er en uunngåelig konsekvens av genetisk polymorfisme.

Balansert genetisk polymorfisme, intraspesifikk mangfold, økologiske raser og sannsynligvis underarter er noen av årsakene til den evolusjonære uforanderligheten til arter (Severtsov A.S., 2003). Eksistensen av to eller flere morfer av balansert polymorfisme, som hver er tilpasset i sin egen undernisje av artens økologiske nisje, indikerer at kvalitativt forskjellige adaptive strategier for morfer sikrer deres like egnethet. Når den økologiske situasjonen endres, får noen av disse morfene en fordel fremfor andre (andre) morfer. Antallet deres opprettholdes eller økes ikke bare på grunn av bevaring av kondisjon, men også på grunn av ressursene som frigjøres under nedgangen i antallet eller utryddelsen av de morfene som denne endringen i miljøet er ødeleggende for.

Et eksempel er historien om polymorfisme til Moskva-befolkningen av inantropiske duer Columbia livia(Obukhova, 1987). Polymorfismen til populasjoner av denne arten er representert av en kontinuerlig serie av morfer, forskjellig i fargen på fjærdrakten: fra grå (skifergrå), ansett som originalen, til svart (melanistisk). Det finnes to typer melanisering av fjærdrakt. I ett tilfelle konsentrerer melanin seg i endene av dekknettene og danner svarte flekker. Når disse flekkene vokser, smelter de sammen til en solid svart farge. Denne mer vanlige formen for melanisering skyldes det sterke Black-genet og 5-6 gener med en svak fenotypisk effekt. I et annet tilfelle er melanin diffust fordelt over fjærviften. Derfor ser mellommorfer mer eller mindre røykfylte eller skitne ut, med mer intens melanisering blir de svarte. Denne typen melanisering bestemmes av et sterkt Dack-gen og også 5-6 svakt gener (Obukhova, Kreslavsky, 1984).

Før den store Patriotisk krig i Moskva rådde den grå formen. Melanister var få i antall. Under krigen var Moskva-bestanden av duer nesten fullstendig utryddet eller ødelagt. Etter krigen kom antallet duer sakte opp igjen til 1957, da i forbindelse med Verdensfestivalen for ungdom og studenter begynte «fredens fugl» å ta vare på og mate. Etter hvert som befolkningen økte, økte også andelen melanistiske morfer. På slutten av 60-tallet av det tjuende århundre. andelen melanister og mellomliggende morfer var ca. 80 %.

Endringer i forholdet mellom morfer skyldtes forskjeller i oppførselen deres. Den grå-grå morfen er mer aktiv, flyr videre på jakt etter mat og beskytter aktivt hekkeområdene. Melanister er passive. Deres reir på loft kan være plassert nær hverandre. Mellomliggende morfer er også middels i aktivitet. Under forholdene med ubegrensede matressurser levert av søppelfyllinger og fôring og de begrensede hekkeplassene i panelhus, kunne ikke den blåaktige morfen konkurrere med massen av melanister og mellomliggende morfer og ble tvunget inn på loft, upraktisk for hekking, der lav tetthet laget det mulig å beskytte hekkeplasser. Dermed fører endringer i den økologiske situasjonen til endringer i morffrekvenser. Enten av dem (grågrå med lav populasjonsstørrelse), så får den andre (melanister med høyt antall) en fordel, men generelt beholder arten sin stabilitet og endres ikke. Den vil eksistere selv om noen av morfene dør ut.

En analyse av fargepolymorfismen til mannlige fluesnappere fører til lignende resultater. Ficedula hypoleuca(Grinkov, 2000), gastropoder fra Hvitehavet (Sergievsky, 1987).

Økologiske raser er like viktige for å opprettholde evolusjonær stase som morfer av balansert polymorfisme. Et eksempel er de økologiske rasene til pilbladbillen, Lochmea caprea(Coleoptera, Chrysomelidae), på Zvenigorodskaya biostasjon Moscow State University, undersøkt av Mikheev (1985). En av de to løpene feeds blader bredbladvidjer, hovedsakelig geit- og ørevier, osp er en tilleggsfôrplante. Den andre rasen lever hovedsakelig av blader dunbjørk, en ekstra fôrplante er vortebjørk. Utvekslingen innenfor hver av rasene mellom biller som spiser på hoved- og tilleggsplantene er omtrent 40 %. Utvekslingen mellom selje- og bjørkeraser er 0,3-5 %, selv om disse trærne i en rekke forstyrrede fytocenoser berører greiner. Faktum er at larvene og voksne av pilet rase, når tvunget fôring bjørkeblader dør i 100 % av tilfellene. Tvert imot lever biller og deres larver av bjørkerasen av pilblader uten å skade seg selv. Dermed er rasene isolert både økologisk og genetisk. En sterk tilknytning til fôrplanter gjør at bjørkebiller i et gitt område er begrenset til et visst trinn i rekkefølge - en småbladskog. Biller av pilerasen er begrenset til fuktige habitater, der det normale forløpet av suksesjoner er forstyrret - skogkanter, nabolag i landsbyer, etc. Når suksesjonsstadiet endres, vil bestandene av bjørkerasen enten flytte eller dø ut. Spredningen av biller fra overvintring er ca. 4 km. Det samme vil skje med populasjoner av vierrasen med nedgang i fuktighetsinnhold eller med økning i menneskeskapt trykk. Utryddelsen av noen av rasene vil imidlertid ikke bety utryddelse av arten, men mosaikk biotoper sikrer stabil eksistens for hver av rasene. Sannsynligvis kan lignende resonnement brukes på geografiske raser - underarter (A.S. Severtsov, 2003).

Dermed sikrer populasjonspolymorfisme stabiliteten til bestanden som helhet når den økologiske situasjonen endres, og er også en av mekanismene for artens stabilitet i evolusjonstid.

. Biologisk mangfold ... Genetisk polymorfisme av populasjoner som grunnlag for biologisk mangfold. Bevaringsproblem for biologisk mangfold

Biodiversitet refererer til alle "mangfoldet av forskjellige levende organismer, variasjon blant dem og de økologiske kompleksene de er en del av, som inkluderer mangfold innen arter, mellom arter og økosystemer"; samtidig bør man skille mellom globalt og lokalt mangfold. Biologisk mangfold er en av de viktigste biologiske ressursene (en biologisk ressurs regnes som "genetisk materiale, organismer eller deres deler, eller økosystemer som brukes eller potensielt er nyttige for menneskeheten, inkludert den naturlige balansen i og mellom økosystemer").

Følgende typer biologisk mangfold skilles ut: alfa, beta, gamma og genetisk mangfold. Α-mangfold betyr artsmangfold, β-mangfold betyr mangfoldet av samfunn i et bestemt område; γ-diversitet er en integrert indikator som inkluderer α- og β-diversitet. Imidlertid er de listede typene biologisk mangfold basert på genetisk (intraspesifikt, intrapopulasjons) mangfold.

Tilstedeværelsen av to eller flere alleler (og følgelig genotyper) i en populasjon kalles genetisk polymorfisme... Det er konvensjonelt akseptert at frekvensen av det sjeldneste allelet i polymorfisme bør være minst 1 % (0,01). Eksistensen av genetisk polymorfisme er en forutsetning for bevaring av biologisk mangfold.

Konseptet om behovet for å bevare genetisk polymorfisme i naturlige populasjoner ble formulert tilbake på 1920-tallet. våre utmerkede landsmenn. Nikolai Ivanovich Vavilov skapte læren om kildematerialet, underbygget behovet for å lage depoter for verdens genpool av kultiverte planter. Alexander Sergeevich Serebrovsky skapte selve doktrinen om genpoolen. Konseptet med "genpool" inkluderte det genetiske mangfoldet til en art som utviklet seg i løpet av sin utvikling eller seleksjon og ga dens adaptive og produktive evner. Sergei Sergeevich Chetverikov la grunnlaget for undervisning og metoder for å vurdere den genetiske heterogeniteten til bestander av ville plante- og dyrearter.

Globale miljøproblemer ble verre etter andre verdenskrig. For å løse dem i 1948 ble dannet International Union for Conservation of Nature and Natural Resources(IUCN). Den primære oppgaven til IUCN var å kompilere Røde bøker- lister over sjeldne og truede arter. I 1963-1966. den første Internasjonal rød bok... I 1980 ble den fjerde utgaven utgitt. 1978-1984 Sovjetunionens røde bok utgis, og i 1985 - Den russiske føderasjonens røde bok.

Imidlertid innså menneskeheten alvoret i dette problemet først i siste fjerdedel av det 20. århundre. For litt mer enn tretti år siden (1972) ble den første FN-konferansen om naturmiljøet rundt mennesket holdt i Stockholm. På dette forumet ble det skissert generelle prinsipper for internasjonalt samarbeid på naturvernområdet. Basert på beslutningene fra Stockholm-konferansen, moderne prinsipper bevaring av bomiljøet.

Det første prinsippet er Prinsippet om universell forbindelse i levende natur: tap av ett ledd i en kompleks kjede av trofiske og andre forbindelser i naturen kan føre til uforutsette resultater... Dette prinsippet er basert på de klassiske konseptene om eksistensen av årsak-og-virkning-forhold mellom elementene i supraorganismens biologiske systemer, og mange av disse forbindelsene fører til dannelsen av ulike kjeder, nettverk og pyramider.

Derfor følger prinsippet om den potensielle nytten av hver komponent av levende natur : det er umulig å forutse hvilken betydning denne eller den arten vil ha for menneskeheten i fremtiden ... I den offentlige bevisstheten mister differensieringen av arter til "nyttig" og "skadelig" sin betydning, ideen om at "en skadelig eller ugressaktig art er bare en organisme som ikke er på plass" blir bekreftet.

Basert på prinsippene om universell tilkobling og den potensielle nytten av hver komponent i dyrelivet konseptet om ikke-interferens i prosessene som foregår i naturlige økosystemer er i ferd med å dannes: «Vi vet ikke hvorfor dette er vil føre, så det er bedre å la det være som det er." Den perfekte måten å spare på status quo ble ansett som opprettelsen av verneområder med et absolutt reserveregime. Praksisen med naturreservatforvaltning har imidlertid vist at moderne økosystemer allerede har mistet evnen til naturlig selvgjenoppretting, og aktiv menneskelig inngripen er nødvendig for å bevare dem.

Som et resultat, overgangen fra begrepet ikke-inngrep og bevaring av den eksisterende tilstanden til konsepter for bærekraftig utvikling samfunn og biosfære. Begrepet bærekraftig utvikling innebærer å øke det økologiske og ressurspotensialet i naturlige økosystemer, skape bærekraftige kontrollerte økosystemer, møte samfunnets behov for naturressurser på grunnlag av vitenskapelig basert rasjonell, bærekraftig og flerbruks naturforvaltning, vern, vern og reproduksjon av alle. komponenter i økosystemene.

Videre utvikling av konseptet bærekraftig utvikling førte uunngåelig til prinsippet om behovet for å bevare biologisk mangfold : bare mangfoldig og variert dyreliv er bærekraftig og høyproduktivt ... Prinsippet om behovet for å bevare biologisk mangfold er helt i samsvar med bioetikkens grunnleggende prinsipper: "enhver form for liv er unik og uforlignelig", "enhver form for liv har rett til å eksistere", "det som ikke ble skapt av oss, bør ikke bli ødelagt av oss." Samtidig bestemmes verdien av en genotype ikke av dens nytteverdi for en person, men av dens unikhet. Dermed ble det anerkjent at "bevaring av genpoolen er et ansvar for videre evolusjon" (Frankel, XIII International Genetic Progress at Berkeley, 1974). Swaminathan (India) identifiserte tre ansvarsnivåer for bevaring av genpoolen: faglig, politisk og sosialt.

I 1980 ble World Conservation Strategy utviklet av International Union for Conservation of Nature and Natural Resources. Materialene i World Strategy bemerker at et av de globale miljøproblemene er ernæringsproblemet: 500 millioner mennesker er systematisk underernærte. Det er vanskeligere å ta hensyn til antallet mennesker som ikke får et næringsrikt kosthold balansert i proteiner, vitaminer og mikroelementer.

Verdensstrategien har formulert de prioriterte målene for naturvern:

- vedlikehold av de viktigste økologiske prosessene i økosystemene.

- Bevaring av genetisk mangfold.

- Langsiktig bærekraftig bruk av arter og økosystemer.

I 1992, i Rio de Janeiro, på FNs konferanse om miljø og utvikling (UNCED), ble en rekke dokumenter vedtatt, signert av representanter for 179 stater:

- Handlingsprogram: Agenda 21.

- Prinsipperklæring for skog.

– FN-konvensjonen om klimaendringer.

- Konvensjon om biologisk mangfold.

I materialene til konvensjonen om biologisk mangfold, er det bemerket at "... mangfold er viktig for utviklingen og bevaringen av livsstøttesystemer i biosfæren." For å bevare livsstøttesystemene i biosfæren er det nødvendig å bevare alle former for biologisk mangfold: «Land som slutter seg til konvensjonen må bestemme komponentene i biologisk mangfold ... utøve kontroll over aktiviteter som kan ha en skadelig innvirkning på biologisk mangfold ."

På UNCED-konferansen ble det anerkjent at nedgangen i nivået av biologisk mangfold er en av hovedårsakene til den progressive forringelsen av naturlige økosystemer. Det er ingen tvil om at bare hvis det optimale nivået av mangfold opprettholdes, er det mulig å skape økosystemer som er motstandsdyktige mot ekstreme effekter av fysisk-kjemiske faktorer, skadedyr og sykdommer.

I 1995 i Sofia, på en konferanse med europeiske miljøministre, ble den paneuropeiske strategien for bevaring av biologisk mangfold og landskapsmangfold vedtatt. La oss liste opp prinsippene for den paneuropeiske strategien for bevaring av biologisk mangfold og landskapsmangfold i naturen:

- Beskyttelse av de mest sårbare økosystemene.

- Beskyttelse og restaurering av forstyrrede økosystemer.

- Beskyttelse av territorier med størst artsmangfold.

- Bevaring av naturlige referansekomplekser.

Opphør av vekst i produktiviteten til kunstige økosystemer er også assosiert med et lavt nivå av biologisk mangfold: for tiden dyrkes det bare 150 arter av kulturplanter og 20 arter av husdyr. Samtidig kombineres et lavt nivå av globalt mangfold med et lavt nivå av lokalt mangfold, med dominans av monokultur eller vekstskifte med kort rotasjonsperiode. Jakten på ensartethet i plantesorter og dyreraser har ført til en kraftig nedgang i genetisk mangfold. Konsekvensen av en reduksjon i mangfold er en reduksjon i motstand mot ekstreme fysiske og kjemiske faktorer i miljøet og, i enda større grad, mot skadedyr og sykdommer.

Tallrike studier har vist at den eneste pålitelige måten å øke stabiliteten og produktiviteten til naturlige økosystemer er å øke nivået av deres heterogenitet, siden kompenserende interaksjoner mellom individer med forskjellige egenskaper for vekst og utvikling, følsomhet for dynamikken til miljøfaktorer, sykdommer, og skadedyr oppstår i genetisk heterogene systemer. Det er de heterogene plantasjene som gir mulighet for kontinuerlig og bærekraftig bruk av naturressurser.

Følgelig er det behov for en bredere bruk av arten og det intraspesifikke (genetiske) potensialet til størst mulig antall arter egnet for dyrking under kontrollerte forhold. All variasjonen av materiale som er gjenstand for bevaring inkluderer følgende kategorier av organismer: varianter og raser som for tiden dyrkes og dyrkes; sorter og raser som har gått ut av produksjon, men har stor genetisk og avlsverdi for visse parametere; lokale varianter og innfødte raser; ville slektninger av dyrkede planter og husdyr; ville arter av dyreplanter, lovende for introduksjon til kultur og domestisering; eksperimentelt skapte genetiske linjer.

Naturligvis, for å løse et sett med oppgaver knyttet til problemene med biologisk mangfold, er det først nødvendig å utvikle kriterier for å vurdere biologisk mangfold, å identifisere og vurdere nivået av mangfold i spesifikke økosystemer (natur-territoriale komplekser), for å utvikle anbefalinger. for bevaring og forbedring av det identifiserte mangfoldet, for å teste og implementere disse anbefalingene i agroindustriell produksjon.