Громадное генотипическое и, следовательно, фенотипическое разнообразие в природных популяциях является тем исходным эволюционным материалом, с которым оперирует естественный отбор.

Хромосомные мутации также играют важную эволюционную роль. Благодаря удвоениям генов в процессе эволюции накапливается генетический материал. Нарастание сложности организации живого в ходе исторического развития в значительной степени опиралось на увеличение количества генетического материала.

60. Популяции. Свойства и критерии популяций. Идеальные популяции. Закон Харди – Вайнберга.
Популяции – это надорганизменные биологические системы, которые обладают рядом свойств, которые не присущи отдельно взятой особи или просто группе особей. Различают статические характеристики популяции (численность, плотность, популяционный ареал) и динамические (рождаемость, смертность, относительный и абсолютный прирост численности).

Основные критерии популяции– это:

• единство местообитания или географическое расположение (ареал);
• единство происхождения группы;
• относительная изолированность этой группы от других аналогичных групп (наличие межпопуляционных барьеров);
• свободное скрещивание внутри группы и соблюдение принципа панмиксии,т. е. равновероятность встречи всех существующих генотипов в пределах ареала (отсутствие значительных внутрипопуляционных барьеров).

 

 

 

61. Экологические факторы. Адаптации организмов к экологическим факторам. Экологические группы людей и их адаптивные признаки. Законы Аллена, Глогера и Бергмана.

Экология — это наука о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей неживой природой.
Экологические факторы — компоненты окружающей среды, влияющие на живой организм.

Существование определенного вида зависит от сочетания множества различных факторов. Причем для каждого вида значение отдельных факторов, а также их комбинации весьма специфичны.

Виды экологических факторов:

1. Абиотические факторы — факторы неживой природы, прямо или косвенно действующие на организм.
   Примеры: рельеф, температура и влажность воздуха, освещенность, течение и ветер.
2. Биотические факторы — факторы живой природы, влияющие на организм.
   Примеры: микроорганизмы, животные и растения.
3. Антропогенные факторы — факторы, связанные с деятельностью человека.
   Примеры: строительство дорог, распашка земель, промышленность и транспорт.

Абиотические факторы

● климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха;

Адаптация - процесс приспособления строения и функций организмов и их органов к условиям окружающей среды. С течением времени любые условия существования организмов изменяются.

Морфологическая адаптация – это адаптация, проявляющаяся в изменении формы или строения организма. Например, твердый панцирь черепах, обеспечивающий защиту от хищников; приспособление у кактусов или других суккулентов к выживанию в условиях высоких температур и дефицита влаги и др.

Физиологическая адаптация – это адаптация, связанная с химическими процессами в организме. Например, запах цветка может служить для привлечения насекомых и способствовать опылению растений. Обитатели сухих пустынь способны регулировать потребность во влаге за счет биохимического окисления жиров. Биохимический процесс фотосинтеза растений отражает их способность создавать органическое вещество из косного вещества.

Поведенческая адаптация – это адаптация, связанная с определенным аспектом жизнедеятельности животного (создание убежищ, передвижение в направлении более благоприятных температурных условий, выбор мест с оптимальной влажностью или освещенностью и т. д.). Многим беспозвоночным свойственно избирательное отношение к свету, проявляющееся в приближениях или удалениях от источника (таксисах). Известны суточные и сезонные кочевки млекопитающих и птиц, включая миграции и перелеты, а также межконтинентальные перемещения рыб. Приспособительное поведение может проявляться у хищников в процессе охоты (выслеживание и преследование добычи) и у их жертв (затаивание, запутывание следа). Исключительно специфично поведение животных в брачный период и во время выкармливания потомства.

Простейшей формой адаптации является акклиматизация – это приспособление к перенесению жары или холода.

Правило Бергмана: в пределах вида или достаточно однородной группы близких видов животные (теплокровные) с более крупными размерами тела встречаются в более холодных областях (подтверждается у позвоночных животных, из которых 75–90 % птицы, в 50 % случаев). 

Такая закономерность объясняется терморегуляцией: теплопродукция пропорциональна объему тела, а теплоотдача – его поверхности. Удельная поверхность тела (отношение площади поверхности к объему) меньше у крупных животных. Поэтому на севере полезно быть крупным, чтобы больше производить тепла и меньше его отдавать, а на юге – мелким.

Правило Аллена: выступающие части тела теплокровных животных (конечности, хвост, уши и др.) относительно увеличиваются по мере продвижения от севера к югу в пределах ареала одного вида.

Правило Глогера: виды животных, обитающих в холодных и влажных зонах, имеют более интенсивную пигментацию тела (чаще всего черную или темно-коричневую), чем обитатели теплых и сухих областей, что позволяет им аккумулировать достаточное количество тепла.

Эти правила часто называют законами, управляющими адаптациями млекопитающих.

Адаптивный тип представляет собой норму биологической реакции на комплекс условий окружающей среды и проявляется в развитии морфофункциональных, биохимических и иммунологических признаков, обеспечивающих оптимальную приспособленность к данным условиям обитания

Арктический адаптивный тип. Арктическим аборигенам присущи такие особенности, как высокая плотность сложения (телосложение массивное, мезоморфия, особенно в верхней части туловища, туловище длинное, а ноги относительно короткие), крупная цилиндрическая грудная клетка, объемная костномозговая полость длинных костей, при относительно небольшой толщине компакты. Повышена частота мускульного типа телосложения и увеличение толщины жировых складок, при крайней редкости астенических форм.
Характерен повышенный уровень жирового и белкового обмена (вместе с этим - холестерина крови, гамма-глобулинов и т.п.). Все это создает высокую теплопродукцию и низкую поверхность теплоотдачи, что может рассматриваться как приспособление к ведущему фактору среды - холодовому стрессу.

2. Континентальный адаптивный тип. Для жителей континентальной зоны характерны укороченные пропорции тела, уплощенная грудная клетка, в среднем повышенное жироотложение и явное увеличение массы тела (все чаще встречаются грудной и брюшной конституциональные типы). Из физиологических признаков заметно понижение содержания минеральных веществ в скелете.
Близкие черты присущи и жителям таежной зоны, но они отличаются, прежде всего, миниатюрностью и мезоморфностью сложения. Вариабельность антропологических признаков несколько выше, чем у представителей предыдущего адаптивного типа.

3. Тропический адаптивный тип. Морфофункциональный комплекс обитателей тропических широт весьма специфичен: вытянутая форма тела, долихоморфия пропорций, большая поверхность тела. Хотя длина тела значительно варьирует, относительная поверхность тела (а, по сути - поверхность испарения) в любом случае очень велика. Значительно увеличено количество потовых желез кожи и интенсивность потоотделения. Характерно некоторое понижение уровня обменных процессов, сокращение синтеза эндогенных жиров. Жители влажных тропических лесов отличаются небольшими размерами тела и некоторой деминерализацией скелета.

62. Хронобиология. Понятие о синхронизации и десинхронизации ритмов. Роль внешних и внутренних факторов в поддержании суточных и сезонных биоритмов человеческого организма.

Десинхронозы — нарушение согласования внешних (природных, социальных) и внутренних биологических ритмов, а также рассогласование различных биологи­ческих ритмов между собой. Различают десинхроноз острый и хронический, яв­ный и скрытый, тотальный и частичный.
Причинами десинхронозов могут быть:

● развитие стрессовой реакции на необычный по силе и качеству стимул (эмо­циональный или физический, а также переутомление и заболевание);

● перемещения человека на большие расстояния воздушным транспортом;

● При быстрых трансмеридиальных перемещениях десинхронозы развиваются ча­ще, если разница во времени между пунктами отправления и прибытия состав­ляет 2-3 ч и более. При этом нарушаются различные биоритмы, которые затем восстанавливаются в разное время. Раньше нормализуются сон и бодрствова­ние, восстанавливаются простые психомоторные реакции, позднее — ряд висце­ральных функций, работоспособность, обмен веществ и эндокринные функции. Последние восстанавливаются лишь через 2-3 месяца. При десинхронозе возни­кает ощущение дискомфорта и тревожности, повышается вероятность развития неврозов, острых респираторных и желудочно-кишечных заболеваний. Десин­хроноз может быть неспецифическим проявлением большинства патологических состояний организма, а его исчезновение свидетельствует о выздоровлении.

Синхронизация биоритмов

Суточные ритмы биохимических процессов и физиологических функций строго организованы, т. е. биоритмы согласованы во времени, или синхронны. Например, ЧСС и частота дыхания соотносятся как 4: 1 (72: 18, 80: 20). Именно это соот­ношение обеспечивает оптимальное снабжение тканей кислородом и согласуется с ритмами обмена веществ.

Общая синхронизация осуществляется внешними факторами. К ним отно­сятся геофизические факторы: фотопериоды (день-ночь), колебания геомагнит­ного поля Земли, значительные изменения температуры среды и др.

Таким образом, живым организмам свойственна наследственно закрепленная цикличность многих физиологических процессов, т. е. биоритмы имеют эндоген­ную природу. Однако в организации колебательных процессов в организме, в их интеграции, большую роль играют экзогенные факторы: геофизические (для жи­вотных и человека) и социальные (для человека).

Основным органом, обеспечивающим синхронизацию всех процессов в