Законът на хомоложния ред или паралелно променливост
Читателят може да остане с впечатлението, че ако на "променливост резерви", акумулирани в генофонд и непрекъснато попълват процес мутация, са толкова големи, че по принцип е възможно да се произведе организми с всеки набор от знаци.
Все пак, това не е така. Производители на цветя от незапомнени времена, взети са нараснали с цветя и на най-невероятни цветове. Въпреки това, никой не беше виждал синя роза. Нормалният цвят на очите на плодова мушица на - плодова мушица - червеникаво-кафяв, но генетиката получен мутантни линии с бели очи, цинобър, ярко червени и кафяви. Но мухата на плодовете със сини или зелени очи, никой не може да получи - и едва ли изобщо е възможно. Има признаци за конкретен вид, тъй като това е било забранено.
От друга страна, той отдавна е отбелязано, че ако един знак се намира в една от формите на вида, е вероятно, че той е открил видове тясно свързани. Образно казано, генът не може да се оприличи на билярдна топка, която може случайно да се обърна към вас всяка точка на нейната повърхност. По-скоро това е монета, която пада или орел или опашки, а в случай на множествена allelism - зарове, който попада само един от шестте си лица.
Такива случаи вече са знаели Дарвин: "... същите симптоми от време на време се появяват в някои сортове или раси, което води от началото на един и същи вид и, по-рядко, в поколението на отдалечени видове." В подкрепа на това той се позовава на френския ботаник S. Nodena който открива паралелна вариация в тиквата, и на английски ентомолог Б. Уолш. Впоследствие много от тези факти, открити ботаника (М. Duval-Жов, а ние вече знаем, де Врийс) и палеонтолози (Е. Коуп и г-н Озбърн). Въпреки това, учените не са имали синтетичен ум, могат да достигнат въображението (както той пише Ломоносов - "умни очи на"), всичко това голямата съвкупност от коренно различни факти и изграждане на обща теория.
Сега бързо напред към 1920. Тя ще изглежда, на науката, ако има - но в Саратов ще III All-руски конгрес на размножаването. След доклада на младите, но вече се радва на заслужена слава генетик Вавилов публика избухва в бурни аплодисменти. А на въпроса - какво се случва? - аутсайдер свидетел чуе отговора - "Това биолозите приветстваме Вашата Менделеев".
Сравни много ласкателно, с богато въображение, но услужлив. Какво Вавилов? Възможно ли е да сравни работата си с периодичната система на Менделеев? Нека се опитаме да следват хода на мислите Вавилов, начина, по който той е бил, когато той прави своето откритие.
В началото на систематиката на ХХ век от растения (и животни) чудовищно сложни, отколкото този, който даде на бащата на таксономията Линей в XVIII век. Линей знаеше пшеница, а ръж, една фигура. Но Linnean вида - linneony - не са хомогенни единици. Те могат да бъдат разделени на стотици и хиляди наследствени форми, процесът на раздробяване е очевидно безкраен. Wild, пустеещи човешки вид не е изключение. А. Йордания, например, обикновени невзрачни трева - зърно скатни над 200 вида! Тези мини-видове стомана, за разлика от linneonov повикване zhordanonami. Систематика вече заглушиха океански видове, които описват себе си.
Така че, началната точка на Вавилов - полиморфизъм по-едрите видове - linneonov. Отеквайки от нея, той забелязва, променливостта на паралелизъм linneonov. Пшеница, например, попадат в три групи от видове - от 42, 28 и 14 хромозоми. Във всяка от тези групи имат подобни форми, или произтичащи паралелно, или наследени от общ предшественик: гръбнака и awnless, бяло, червено и chernokolosye, зимата и пролетта. В същата серия Вавилов намерени в ечемик и ръж, овес и просо, памук и пшеница трева, краставици, пъпеши и тикви.
Това не е достатъчно. Паралелно променливост е намерен в представители на различни родове. Така че, ако има форми на пшеница с космати уши, ръжта те също трябва да е тук. Наистина, Вавилов ги открива за първи път в Памир, а след това в Армения. Сходството на хомоложна [8] форми от различни родове са толкова големи, че те са понякога погрешно за intergeneric хибриди. Например, SI Korzhinskii 23 години преди доклада Вавилов е описано хибридите дини и пъпеши - хибриди невярно, никога не е съществувал. Вавилов намери сортове дини, не само свързани с пъпеш, но също така и върху тиквата и тиквички.
Спомних си примера на Вавилов, когато ние вид имам в родното село на остров молекулата (Нова Хебриди) мистериозен плодове, формата и големината на семена като краставици, но вкус - типичен динята.
До колко далече е хомология на променливост? Оказва се, че тя може да бъде проследено между много отдалечени семейства и дори класовете. Въпреки това, тези примери са, разбира се, се отнасят само за най-честите структурни особености. По този начин, албинизъм (поява на не-хлорофил форми), гигантизъм и нанизъм, трансформация на корените в корените, плодовете подобна форма и цвят на цветя възникне в семейства на свързаната с друг изключително далечна връзка. Цвекло, например, относителна на киноа и дърво пустинен - saxaul (сладката трева семейство), но образува корени, забележително подобни на морков корени (семейство Umbelliferae) и ряпа (семейство Cruciferae).
Вавилов също така отбеляза, че паралелни процеси на вариабилността не са наблюдавани само при висшите растения, но също водорасли и гъбички. Хомоложния ред на отклонение, установено в животни като ресничести и паразитни червеи, мекотели и морски паяци - pantopody, земноводни, костенурки, гущери, птици и бозайници. Например, добре известно генетик Джордж. Holdeyn проучен боядисване на коса паралелизъм при гризачи и хищници. Установено е, че при мишки, плъхове, зайци и морски свинчета, очевидно, имат идентични оцветяване гени, въпреки зайци сега обикновено се изолират от гризачи в отделен откъсване на зайци и морско свинче - относителна, странно, не плъх и таралеж.
Най-нататъшната съдба на закона на хомоложния ред, или хомоложни променливост е много оригинално.
Генетиците и животновъди в най-възторжено приветстваха идеята Вавилов и с желание да ги използват в работата си. Точно както химици са търсили нови елементи на картата - периодичната система, животновъдите търсят и да им необходими за получаването на базата на хомология на закона. Бобови лупина, често расте в крайградски предните дворове, в допълнение към красиви цветя, дава висок добив на зелена маса и перфектно обогатява почвата с азот. Тя ще изглежда, че това е отличен фураж. Въпреки това, лупина не са изядени от едър рогат добитък, заради горчивия вкус. Ръководейки се от творбите на Вавилов, животновъди от ГДР бързо намерени negorkie форма лупина, който стана предци на нови сортове.
Отношението към закона теоретици Вавилов понякога бил скептичен. Ние не говорим за тези, които отказват да прав Вавилов за приоритет, като припомня всички свои предшественици. (За да се дава данък на предшествениците, разбира се, е необходимо, но не трябва да бъде твърде далеч, в противен случай правото на хомоложния ред създател трябва да бъдат признати като първият човек, който забележите, че има черни и бели котки, в допълнение към бели и черни кучета). Много по-опасни са тези, които признават паралелизма в променливостта, но прави това antidarvinovskie заключения.
Трябва да се отбележи обаче, че стана ясно, само със създаването на така наречените биохимичната генетика. Този клон на генетиката изследва механизмите на наследство и появата на фенотипа на по-просто, отколкото морфологията свързани със синтеза в тялото на химическо съединение.
Дори през 1914 г., М. Onslow показа, че цветът на цветя се унаследява по Мендел принципи (които, обаче, посочи себе си Мендел). R. Willstatter изследва пигменти, които причиняват оцветяване на цветя, и реакционната смес, в която те се срещат в тялото. Цветя, като сладък грах са цветни пигменти антоцианини (това са същите пигменти, че цветните лилави и розови клубени от картофи, боровинки, зелеви листа са сини и повече в света на растенията). Anthocyanin се появява в клетки, в резултат на дълга верига от биохимични реакции, сериен превръщане на едно вещество в друга. Ще означаваме тези междинни етапи на синтеза на буквите, за да не се претовари текста на биохимична терминология:
А -> B -> С -> D .......... -> антоцианин.
Скоростта на химичните реакции организми имат няма конкуренти. Това е още по-впечатляващ, че в природата не се прилага такава мощна реакция ускорители, като например високо налягане и температура. Организми в този случай тръгна в обратната посока - чрез използване на катализа.
Какво е катализаторът, читателите знаят от курса на училището по химия. Във всеки случай, се припомни, че катализаторът - вещество, което не се изразходват, ускорява процеса на реакцията (по-точно, балансът се измества към едната страна на реакцията). Например, смес от водород и кислород или въздух е изключително експлозив (детониращ газ). При ниски температури, окислителната реакция на водород за вода може да достигне хиляди години. Но ние трябва да добавите само към реакционната смес парче платина като експлозия - платина в този случай ще послужи като катализатор.
Катализатори на дивата природа - специални протеини - ензими, те са същите ензими.
В клетките на практика няма реакции, които няма да бъдат катализирани от различни ензими. Естествено е да се предположи, че за всяка връзка във веригата от реакции, водещи до появата на характеристиката, изисква ензим. Синтез на всеки ензим се наблюдава чрез определен ген. Да предположим, че сега мутантния алел резултатите в синтеза на ензима с намалена активност или без ток. Верижни реакции, които водят до антоцианин, прекъсва, пигментът, няма да бъдат синтезирани и рецесивни хомозиготни няма да имат пурпурни и бели цветя.
Важно е да се помни, че една отворена верига, което води до основание може да се случи навсякъде, но ефектът ще бъде един - на антоцианин хомозиготни няма да има. Тя знаеше, Вавилов, като посочи, че "еднакво фенотипно реда на климата може да бъде причинено от различни гени." Homology отношение на действителното равнище на фенотипа, е невярна до ниво генотип.
Втора стъпка напред биохимичната генетика, направени след Бидъл, Ephrussi, както и редица други учени извършват подробни проучвания на цвета на Drosophila очите. Нормалният цвят на очите й, както казахме, червеникаво-кафяв, а се дължи на наличието на две пигменти - кафяви и червени. Установено е, че гените, контролиращи синтеза на всеки ензим, няколко, те са разположени на различни хромозоми и могат да бъдат представени от различни алели. Различни комбинации от тях пораждат зигота лети с кафяв, живачен, ярко червено, червено и бели очи (последното се блокира синтеза на двете пигменти). И тъй като биохимични механизми, които осигуряват пигментация на очите при насекомите общи за членовете на различни групи (като плодова мушица на Diptera на поръчката и пеперуди - хранене молец, молец и някои други), хомоложен на променливостта на тези герои, просто не може да се случи. Разбира се, в някои случаи, ситуацията е много по-сложно. Крайният продукт не може да се образува чрез реакция на прекъсване на веригата. Така че, ако се блокира синтеза на пигмента меланин във всички гръбначни групи, зависи от хората, има албиноси - лица с бяла коса и червени очи. Всички са добре запознати с бели мишки и плъхове отгледани в лаборатории, описан албиноси горила, тигри, жирафи, пингвините и врани. Малцина обаче знаят, че има цели семейства и дори села Albino папуасите Нова Гвинея (Оранг-Була). Тъмнокожият Melanesians страхуват толкова различен от техните колеги, така че албиносите са по-склонни да се омъжи за друг. Децата им, разбира се, също рецесивните хомозиготи за гена на албинизъм. Подобни случаи са описани и за екваториална Африка.
Не винаги се блокира трансформации начин ограничени от липсата на крайния продукт. Често това е съпроводено с натрупване в организма е заключена реакция предшественик. Тази променливост може да завърши фатално. Почти всички човешки наследствени заболявания е било възможно да се намали дефект на даден протеин, например, за да се намали активността на даден ензим.
Вие със сигурност може да се твърди, че ние смята хомоложни променливост обяснение важи само за биохимична променливост. Все пак, това е призив към невежеството. В по-голямата част от случаите ние не знаем как да се промени структурата на генни проводници за признаци на промяна - за това всеки път, когато това е необходимо за решаване на сложна верига от биохимични реакции, които протичат в клетките на растящия организъм. Но вече има преки доказателства, получени при различни обекти - от вируси на човека - на факта, че дефектен ензим, прекъсване на веригата трансформации на веществата в организма, което води до промени в морфологията. Например, когато човешки наследствени хомоцистинурия болест, освен умствена изостаналост и тромбоза, няколко аномалии възникнат развитие на костите, всичко се дължи на факта, че тялото на пациента синтезира дефектен ензим (L-serindegidrogenazu) не справяне с превръщането на метионин с цистеин. Както и в стихотворение на английски език, преведена от С. Маршак, държавата губи войната, поради факта, че кон подкова ноктите на командира не беше.
Ето един пример, не е толкова трагично. Ние вече говорихме за Хималаите и хермелин заек с черни уши, муцуната, крачетата и опашката. Подобен тип цвят (светъл цвят на тялото с тъмни крака, уши и опашка) се наблюдава и при други бозайници от различни поръчки. Всеки е запознат с сиамските. Вентилатори на приятните животните трябва да знаят, че техните отделения - мутант ген ензим, който превръща амино тирозин киселина в меланин пигмент (този ензим се нарича tirozikazoy). Тирозиназата мутант е неактивен при 37 ° - телесната температура на бозайници, така че козината потъмнява мутанти само изключителни охлажда части на тялото. От тирозиназа присъства във всички бозайници, хомоложни форми Хималаите (или, ако предпочитате, сиамски) фенотип просто не може да бъде толкова пъстри очи насекоми.
тъмен пигмент меланин, косата оцветяване животно, синтезиран от специфичен ензим аминокиселина тирозин - tirozinazon. Има мутантни алели, които произвеждат тирозиназа, неактивни при 37 ° С; Тези животни кожа потъмнява само изключителни охлажда части на тялото (сиамски котки и хималайски зайци).
И все пак Вавилов правило - един от най-привлекателните и красиви на генетиката. Ограничаване на несигурността на вариация, тя позволява да се предскаже по-сложни и по същество случаен свят на органичната еволюция. И той отговаря на изискванията на дълбоката човешка природа - защото хората постоянно се опитват да се предскаже нещо - от времето на примитивните шамани и римски предзнаменование. Практическото значение на хомология на закона може да се отрече, че не е необходимо да се докаже. Това селекционера компас посочва правилната посока в океана видове, раси, разновидности и форми.
По този начин, на генетиката на ХХ век, за да разберат много важни аспекти на наследственост и вариации. На дневен ред имаше въпрос: как да се съчетаят тези постижения с теорията на еволюцията?
Свързани статии