Анастасия Проскурякова

Первая глава «Происхождения видов» Дарвина иллюстрирует его наблюдения на очень волнующую тему для человеческой культуры. Показаны его наблюдения и закономерности изменения растений и животных при одомашнивании. В своих рассуждениях он заложил фундамент для многих направлений биологических наук, например, генетики.

На протяжении всей главы Дарвин задавался вопросом о происхождении вариаций одного вида при доместикации. Он заметил, что все живые организмы изменяются при культивации и что между породами животных гораздо больше явных отличий, чем у диких животных, относящихся к тому же роду. Он выделяет причины изменчивости, такие как природа организма и природа условий. В естественной среде мутации различного рода зачастую элиминируются. Человек же напротив использует эти мутации в своих собственных целях. Дарвин не знал ничего о механизмах наследственности, законах, хромосомах и ДНК. Но условия влияют на организм, который имеет определенный генотип, на основе которого и возникают изменения. Изменения в свою очередь тоже бывают различного характера. Условия определяют изменения организма: его рост, вес и другие (в пределах модификации) и его новоприобретения (мутации).

Дарвин упоминает о «спортах у растений» - случаи появления новых признаков у единственной почки на огромном растении, которые можно размножать прививкой или отводками. Сейчас это можно объяснить такими явлениями, как соматические мутации, будь это какие-либо ошибки репликации при митозе. Возможны и другие варианты, такие как встройки мобильных элементов, соматический кроссинговер. Такого рода изменения могут оказаться приемлемыми для жизни, как и вегетативной части растения, так и генеративной.

Явление плейотропии и сцепленного наследования объясняют явления коррелятивной вариации. Дарвин приводит множество примеров на этот счет домашних животных. Зачастую один и тот же ген может определять несколько признаков, либо эти два гена находятся в одной хромосоме, но на очень близком расстоянии, что кроссинговер между ними редкое явление, или между этими генами есть специальная эволюционно закрепленная блокада кроссинговера. В случае домашних животных чаще всего мы имеем дело с плейотропией. Это явление объясняется тем, что один и тот же белок может участвовать в нескольких процессах, а иногда и в очень многих. Зачастую, особое воздействие идет еще в эмбриональном развитии. За примером можно далеко не ходить – рыжая окраска волос у человека. Ген определяет не только окраску волос, но и обуславливает наличие веснушек. Или пример из искусственного отбора, такой как белые кошки склонны к глухоте. У человека много изученных наследственных заболеваний, в основе которых лежит плейотропия. Например, фенилкетонурия и арахнодактилия.

Дарвин не знал о существовании половых хромосом и задавался вопросом о проявлении признаков либо у самцов, либо у самок. Почему у одного пола есть склонность к тому или иному признаку. Сейчас известно, что на проявление тех или иных признаков влияют гены, лежащие в половых хромосомах. Это могут быть как продукты, непосредственно, этих генов, так и белков-факторов транскрипции, которые лежат в половых хромосомах и определят проявление других генов. К тому же механизм определения пола и доза генов тоже не были известны Дарвину. Он ставил вопрос о том, что иногда признаки передаются обоим полам, а иногда только одному. Это можно объяснить так и генами, которые лежат в аутосомах, так и в Х хромосоме, которая есть как у женских особей, так и у мужских, только в гемизиготе (если мы рассматриваем млекопитающих). Отсюда идет и проявление признаков, заложенных в Х хромосоме: у самцов они проявляются всегда, а у самок в зависимости от взаимодействия генов в этих хромосомах, а так же в зависимости оттого, какая хромосома инактивируется в тельце Бара в эмбриональном периоде. Зачастую, самки млекопитающих являются мозаиками.

К тому же, Дарвин ставит вопрос о «возврате к некоторым признакам деда». Сейчас мир знает о законах наследственности, о том, что существует кроссинговер и случайное расхождение хромосом в мейозе. Все объясняется явлениями полного и неполного доминирования. В гетерозиготе мы не видим того, что особь несет рецессивный аллель при полном доминировании. При скрещивании с гетерозиготной особью мы можем получить особь, которая имеет рецессивные признаки. Рецессивные мутации в основном связаны с нарушением первичной структуры ДНК гена, при котором белок становится не функциональным или частично теряет свои функции. К тому же Дарвин говорил о промежуточных признаках. Это происходит при неполном доминировании, когда количества не нарушенного белка считываемого с не нарушенного гена недостаточно. К тому же в природе и часты явления кодоминирования, сверхдоминирование. Сейчас известны и взаимодействия не аллельных генов такие как, комплементарность, эпистаз и криптомерия. Кроссинговер и случайное расхождение хромосом в мейозе объясняет нежизнеспособность некоторых межвидовых гибридов у животных, а если и жизнеспособность, то стерильность. Стерильность обусловлена нарушением спаривания гомологичных хромосом, невозможностью кроссинговера и случайным расхождением хромосом. Все эти факторы делают существование потомков невозможным. Для растений, у которых существует вегетативное размножение, существование межвидовых гибридов упрощено.

Дарвин задавался таким вопросом, как можно отличить разновидность животных от вида и происхождении домашних растений и животных от одного или нескольких предков. В ту эпоху пользовались только методом скрещивания, что весьма осложнено различными поведенческими и физиологическими процессами организмов, а так же их морфологическими особенностями. Сейчас узнать о предках животных и растений намного проще. Можно использовать новейшие методы, основанные на первичной структуре ДНК. Исследуются микросателлитные локусы их наработка и их последующее секвенирование, митохондриальный геном, различного рода гибридизации гомологичных хромосом и последующий анализ.

Дарвин вводит такой термин как, искусственный отбор. Сначала человек руководствовался бессознательным отбором, таким что, «всякий пытается обладать и поддерживать породу от самых лучших особей». В ходе такого отбора особи накапливают лучшие признаки. Далее уже следует сознательный отбор. Еще в начале главы Дарвин сказал о том, что человека привлекают благоприятные для него отклонения. Сюда можно отнести бесчисленное множество признаков: пищевая ценность, выносливость к определенным условиям или к определенной деятельности, эстетические характеристики, толерантность к человеку. Это осуществлялось посредством множества различных обстоятельств: человек мог выбрать из большого количества особей нужную для скрещивания, путем различный изоляций осуществлялись только нужные скрещивания и препятствовали не благоприятным, ну, и, конечно же, условия. Это было еще в древнейшие времена. В наше время есть множество новых методов, которые способны творить чудеса. Методы генной инженерии позволяют осуществлять различные манипуляции с генами. Генная инженерия позволяет создать особенные сорта растений сортов растений, которые проявляют устойчивость не только к условиям среды, но и различным вредителям. К тому, же она позволяет улучшить различные вкусовые качества и плодовитость. А так же возможен направленный синтез определенных веществ, например, создание древесины с повышенным содержанием целлюлозы. Генная инженерия применима и к животным, не говоря уж о микроорганизмах. Они обладают высокими темпами роста и продуктивностью. Зачастую все манипуляции направлены на улучшения пищевых качеств продукта, к примеру, увеличение содержания витаминов и незаменимых аминокислот. Эстетические ценности тоже можно удовлетворить, используя новейшие методы. Например, с использованием флуоресцирующих белков, гены которых вводятся в организмы. К тому же, различные мутагенные факторы могут действовать на растения, стимулируя их полиплоидизацию, что может отразиться на вкусовых качествах, плодовитости и вегетатики. Ну, и другие мутагенные факторы и радиационное излучение позволяют вызвать различного рода мутации, а затем уже проводить отбор.

В наше время мы имеем множество различных новых технологий, но все равно, то, что подметил Дарвин было и останется актуальным. Эта глава является истоком рассуждений по поводу селекции и искусственного отбора, принципами, которыми руководствуются ученые и нашего времени.