Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ГЕНЕТИКА
Генетика по праву может считаться одной из самых важных областей биологии. На протяжении тысячелетий человек пользовался генетическими методами для улучшения домашних животных и возделываемых растений, не имея представления о механизмах, лежащих в основе этих методов. Судя по разнообразным археологическим данным, еще 6000 лет назад люди понимали, что некоторые физические признаки могут передаваться от одного поколения другому. Отбирая определенные организмы из природных популяций и скрещивая их между собой, человек создавал улучшенные сорта растений и породы животных, обладавшие нужными ему свойствами.
Однако лишь в начале XX в. ученые стали осознавать в полной мере важность законов наследственности и ее механизмов. Хотя успехи микроскопии позволили установить, что наследственные признаки передаются из поколения в поколение через спермии и яйцеклетки, оставалось неясным, каким образом мельчайшие частицы биологического материала могут нести в себе то огромное множество признаков, из которых слагается отдельный организм.
Начало научным исследованиям в области наследственности положил австрийский монах Грегор Мендель, который в 1866 г. опубликовал статью, заложившую основы современной генетики. Мендель показал, что наследственные признаки не смешиваются, а передаются от родителей потомкам в виде дискретных (обособленных) единиц. Эти единицы, представленные
у потомков парами, остаются дискретными и передаются последующим поколениям в мужских и женских гаметах, каждая из которых содержит по одной единице от каждой пары. В 1909 г. датский ботаник Иогансен назвал эти единицы генами, а в 1912 г. американский генетик Морган показал, что они находятся в хромосомах. С тех пор генетика достигла больших успехов в объяснении природы наследственности на уровне организма и на уровне гена.
24.1. Исследования Менделя
Грегор Мендель родился в 1822 г. В 1843 г. он поступил в монастырь августинцев в Брюнне (ныне Брно, Чехия), где принял духовный сан. Позднее он отправился в Вену, где провел два года, изучая в университете естественную историю и математику, а в 1853 г. вернулся в монастырь. Выбранные Менделем предметы несомненно оказали существенное влияние на его последующие работы по наследованию признаков у гороха. Еще в Вене Мендель заинтересовался процессом гибридизации у растений и, в частности, разными типами гибридных потомков и их соотношениями. Эти проблемы и стали предметом научных исследований Менделя, начатых им летом 1856 г.
Успехи, достигнутые Менделем, частично связаны с удачным выбором объекта для экспериментов — гороха посевного, или обыкновенного {Pisum sativum). Мендель убедился, что по сравнению с другими видами гороха этот вид обладает рядом преимуществ.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
1. У него много сортов, четко различающихся по ряду признаков.
2. Растения легко выращивать.
3. Репродуктивные органы полностью прикрыты лепестками, так что растение обычно самоопыляется. Поэтому все сорта размножаются в чистоте, т. е. их признаки из поколения в поколение остаются неизменными.
4. Возможно искусственное скрещивание сортов, дающее фертильное гибридное потомство. Из 34 сортов гороха Мендель отобрал 22 сорта, обладающих четко выраженными различиями по ряду признаков, и использовал их в своих скрещиваниях. Менделя интересовали семь главных признаков: высота стебля, форма семян, окраска семян, форма и окраска плодов и расположение и окраска цветков.
И до Менделя ученые проводили такие эксперименты на растениях, но ни один из них не получил таких точных и подробных данных; кроме того, они не могли объяснить свои результаты с точки зрения механизма наследственности. Факторы, обеспечившие Менделю успех, следует признать необходимыми условиями проведения любого научного исследования. Эти условия сформулированы ниже:
1. Проведение предварительных исследований для ознакомления с экспериментальным объектом.
2. Тщательное планирование всех экспериментов с учетом того, чтобы внимание всегда было сосредоточено на одной переменной, так как это упрощает проведение наблюдений.
3. Строжайшее соблюдение процедуры эксперимента, чтобы исключить возможность введения переменных, искажающих результаты.
4. Строгая документация всех экспериментов и полученных результатов.
5. Получение достаточного количества данных, чтобы можно было считать их статистически достоверными.
Как писал Мендель, «достоверность и полезность любого эксперимента определяются при-
Изменчивость и генетика 181
годностью выбранного материала для тех целей, в которых он используется».
Следует, однако, отметить, что в выборе экспериментального объекта Менделю кое в чем просто повезло: в наследовании отобранных им признаков не было ряда более сложных генетических особенностей, таких как неполное доминирование, или кодоминирование (разд. 24.7.1.), зависимость от более чем одной пары генов (разд. 24.7.6.), сцепление генов (разд. 24.3).
