4.17. Современные представления о естественном отборе, его формы

Естественный отбор — процесс, изначально определённый Чарльзом Дарвином как приводящий к выживанию и преимущественному размножению более приспособленных к данным условиям среды особей, обладающих полезными наследственными признаками.

Движущий отбор — форма естественного отбора, которая действует при направленном изменении условий внешней среды. Описали Дарвин и Уоллес. В этом случае особи с признаками, которые отклоняются в определённую сторону от среднего значения, получают преимущества. При этом иные вариации признака (его отклонения в противоположную сторону от среднего значения) подвергаются отрицательному отбору. В результате в популяции из поколения к поколению происходит сдвиг средней величины признака в определённом направлении. При этом давление движущего отбора должно отвечать приспособительным возможностям популяции и скорости мутационных изменений (в ином случае давление среды может привести к вымиранию).

Стабилизирующий отбор — форма естественного отбора, при которой его действие направлено против особей, имеющих крайние отклонения от средней нормы, в пользу особей со средней выраженностью признака.

Дизруптивный (разрывающий) отбор — форма естественного отбора, при котором условия благоприятствуют двум или нескольким крайним вариантам (направлениям) изменчивости, но не благоприятствуют промежуточному, среднему состоянию признака. В результате может появиться несколько новых форм из одной исходной. Дарвин описывал действие дизруптивного отбора, считая, что он лежит в основе дивергенции, хотя и не мог привести доказательств его существования в природе. Дизруптивный отбор способствует возникновению и поддержанию полиморфизма популяций, а в некоторых случаях может служить причиной видообразования.

Положительный отбор — форма естественного отбора. Его действие противоположно отсекающему отбору. Положительный отбор увеличивает в популяции число особей, обладающих полезными признаками, повышающими жизнеспособность вида в целом.

Отсекающий отбор — форма естественного отбора. Его действие противоположно положительному отбору. Отсекающий отбор выбраковывает из популяции подавляющее большинство особей, несущих признаки, резко снижающие жизнеспособность при данных условиях среды. С помощью отсекающего отбора из популяции удаляются сильно вредные аллели. Также отсекающему отбору могут подвергаться особи с хромосомными перестройками и

набором хромосом, резко нарушающими нормальную работу генетического аппарата.

4.28. Старость, старение и смерть как биологические явления. Генетический контроль старения.

Старость — закономерно наступающий период возрастного развития, заключительный этап онтогенеза. Старение — неизбежный биологический разрушительный процесс, приводящий к постепенному снижению адаптационных возможностей организма; характеризуется развитием так называемой возрастной патологии и увеличением вероятности смерти. Исследованием закономерностей старения занимается геронтология. Смерть – завершающая фаза индивидуального существования каждого организма. Неизбежность жизни вытекает из противоречивой сущности жизни. По выражению Энгельса: «Жить, значит умирать»

Генетический контроль старения: ряд наблюдений легли в основу достаточно распространенной точки зрения о наследуемости продолжительности жизни и, следовательно, наличии генетического контроля или даже особой генетической программы старения.

Во-первых, максимальная продолжительность жизни ведет себя как видовой признак. При этом она положительно связана с такими важными эволюционно закрепленными показателями биологии вида, как длительность эмбрионального периода и возраст достижения половой зрелости.

Во-вторых, величины продолжительности жизни у однояйцевых близнецов более близки (конкордантны), чем у разнояйцовых. Попарные различия по этому показателю составляют в среднем 14,5 года для первых и 18,7 года для вторых. Сходная картина наблюдается при сопоставлении колебаний длительности жизни среди лабораторных животных одной линии и различных линий. Так, у мышей получены линии с продолжительностью жизни от 120 до 700 сут.

В-третьих, описаны наследственные болезни с ранним проявлением признаков старости и одновременно резким сокращением продолжительности жизни. Например, при синдроме Хатчинсона — Гилфорда (инфантильная прогерия, или постарение в детском возрасте) уже на первом году жизни отмечаются задержка роста, раннее облысение, морщины, атеросклероз. Половой зрелости такие субъекты, как правило, не достигают, и смерть наступает в возрасте до 30 лет. Для названного синдрома установлено аутосомно-доминантное наследование.

В-четвертых, в лабораторных условиях путем близкородственных скрещиваний получены инбредные линии плодовой мухи и мыши, существенно различающиеся по средней и максимальной продолжительности жизни. Гибриды 1-го поколения от скрещивания родителей из разных короткоживущих линий живут дольше родителей, что расценивают как явление гетерозиса.

В-пятых, замечено, что среди плодовых мух особи, гомозиготные по аллелю зачаточных крыльев, имеют меньшую продолжительность жизни, чем мухи дикого типа (плейотропия). Потомки от скрещивания мутантов и мух дикого типа по рассматриваемому показателю проявляют единообразие и близки к последним. Среди гибридов 2-го поколения от скрещивания таких потомков между собой происходит расщепление по продолжительности жизни в отношении 3:1 (дикий тип: мутантный тип). Аналогично описанной мутации у мыши, также обнаружено много примеров влияния отдельных генов на продолжительность жизни, причем в сторону ее снижения.

4,29.Теории старения Броун-Секара, операции С. А. Ворнова и Г. Штейнах, гипотеза румынского ученого К. И. Пархона.

1889 году большой интерес общественности привлекли исследования французского физиолога С. Броун-Секара. В своих опытах он показал, что вытяжка из семенников молодых животных, введенная под кожу старым обезьянам, оказывает на них омолаживающее действие, повышает физическую активность, возвращает половую потенцию. После длительного экспериментирования на животных ученый продолжил эксперимент на себе. Он сделал себе шесть инъекций вытяжки из свежих семенников собак и кроликов. В результате почувствовал, что "помолодел на тридцать лет". Выступая с докладом в Парижском научном обществе, Броун-Секар заявил, что в результате введения гормонов к нему вернулась не только физическая, но и умственная энергия. Ученый при свидетелях взбежал на лестницу, на которую прежде едва взбирался с двумя-тремя остановками. Сообщение Броун-Секара облетело весь мир. Казалось, что найден способ вернуть человеку утраченную молодость. Однако вскоре Броун -Секар признался, что омолаживающее действие его препарата кратковременно, за ним последовало еще более быстрое увядание организма. Ученый стал быстро дряхлеть и через пять лет умер.

Увлеченный опытами Броун-Секара, венский хирург Е. Штейнах установил, что половые железы действительно оказывают на организм очень большое влияние, определяя физиологическую принадлежность пола, его психологические особенности. Он отметил, что сила функционирования этих желез неравномерна в разные возрастные периоды, и если, скажем, перевязать семявыводящий проток, то пору активной деятельности человека можно значительно продолжить.

Оперируя по своей методике крыс, Штейнах заметил, что на 18—23-й месяц жизни все старческие признаки у крыс исчезали, и старые, больные, едва передвигающиеся крысы становились сильными, мускулистыми, и у них возрождался половой инстинкт. Е. Штейнах оставил подробное описание методики перевязок семявыводящих протоков. После таких операций результаты омоложения проявлялись быстро. Старая, с вылезшей шерстью такса с выраженной импотенцией или одряхлевший от старости самец морской свинки действительно молодели, но спустя какое-то время возвращались в прежнее состояние.

Известный русский хирург С. Воронов в 20-х годах нашего столетия в Париже провел ряд удивительных операций. Он осуществлял пересадку половых семенников молодых обезьян старым животным. В результате эти животные быстро молодели. У них отрастала блестящая шерсть, прекращалось дрожание конечностей. От омоложенных таких образом животных появлялось совершенно нормальное потомство. Но, как и в предыдущих случаях, через какое-то время животные снова старели и погибали.

Вскоре Воронов начал оперировать и людей. Начался невообразимый бум — пожилые пациенты со всех концов света устремились в клинику Воронова. И у них после пересадки семенников густели и темнели волосы, глаза приобретали блеск, мышцы наливались силой

Общий итог дальнейших опытов и научных исследований показал, что омолаживающий эффект от семенных вытяжек животных непродолжителен. Старость возвращалась очень скоро.

Впоследствии ученые выяснили, что, хотя гормоны семенных желез, прививаемых животным и людям, несомненно, стимулируют и усиливают деятельность клеток организма, однако, когда функциональные клетки органа разрушены склерозом или вырождением, этот гормон, не находя элементов, на которые он мог бы производить свое оживляющее действие, не дает эффекта.

Румынский учёный К.И. Пархон усматривал причину старения в расстройстве тканевой корреляции, связанном с гормональными нарушениями и любую старость считает как болезнь, которую можно лечить. Но концепция Пархона ошибочна: старость – не болезнь, а неизбежный результат индивидуального развития.