Материал из РУВИКИ — свободной энциклопедии

Наследственность

Наследственность и пол

Насле́дственность — способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству. Благодаря этой способности все живые существа сохраняют в своих потомках характерные черты вида. Такая преемственность наследственных свойств обеспечивается передачей генетической информации. У эукариот материальными единицами наследственности являются гены, локализованные в хромосомах ядра и ДНК органелл. Наследственность наряду с изменчивостью обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе эволюции живой природы[1]. Наследственность и изменчивость являются предметом изучения генетики.

История развития представлений о наследственности[править | править код]

Явление наследственного сходства родителей и их потомства у людей, животных и растений привлекало внимание многих натуралистов и врачей, которые пытались предложить для объяснения этого явления различные гипотезы. Первая из таких попыток принадлежит ещё «отцу медицины», Гиппократу (около 460—470 гг. до н. э.), полагавшему, что экстракты из организма собираются в мужских и женских зародышевых элементах, после чего служат причиной, определяющей особенности развития зародыша. Демокрит (около 460—470 гг. до н. э.) также придерживался материалистических воззрений на явление наследственности и считал, что мужской и женский пол равноправны в наследственности, благодаря материальным частицам, передаваемым как отцом, так и матерью[2].

Идеалистическую идею в проблеме наследственности высказывал Аристотель (384—322 гг. до н. э.), считавший, что наследственность, определяющая развитие организма, представляет собой нематериальное начало, которое он назвал энтелехией. По Аристотелю, материю для развития организма в виде пассивного начала даёт мать. Энтелехия в виде духа, активного, нематериального начала, вносится со стороны отца[2].

Концепция наследственности часто выражалась и выражается до сих пор через теорию «крови», если вообще можно применять термин «теория» к этой форме вненаучных поверий. Она проявляется в таких устойчивых словосочетаниях, как «чистота крови», «полукровка» или «голубая кровь». Эта концепция, разумеется, не связывает наследственные факторы с красной жидкостью, текущей по кровеносным сосудам, она скорее выражает убеждение, что родители передают ребёнку все свои характеристики, а ребёнок представляет собой сплав характеристик родителей, дедушек и бабушек, а также более отдалённых родственников[3].

До XIX века слова «наследственность» и « наследование» использовались практически исключительно в социальной сфере. Например, в Англии термин «наследственность» (англ. — heredity) до конца XIX века относительно редко употреблялся в биологических текстах, хотя Чарльз Дарвин использовал в своих работах слово «наследование» (англ. — inheritance). Во Франции термин «естественная наследственность» (франц. — hérédité naturelle) стал широко использоваться с 1830 года[4].

С середины XIX столетия изучение явлений наследственности приобрело тот характер, который может считаться уже вполне научным. Именно в это время появляется обширный труд Проспера Люка об естественной наследственности (1847-50), в котором содержится обширный фактический материал о наследовании различных особенностей у человека. На основании его он устанавливает три типа наследственности: избирательную, когда признаки получаются от одного родителя; смешанную, когда происходит смешение родительских свойств, и комбинативную, связанную с появлением новых признаков. Несколько позже Эрнст Геккель (1866) предложил иную классификацию явлений наследственности, проведя в ней впервые ясное различие между наследованием прирождённых и наследованием приобретённых свойств под именем закона консервативной и закона прогрессивной наследственности[5].

Умозрительные теории наследственности XIX века[править | править код]

Во второй половине XIX века было несколько попыток охватить всю тёмную область наследственности при помощи одной теории, которая должна объяснить все относящиеся сюда вопросы. В 70-80-е годы XIX века целым рядом выдающихся учёных были предложены чисто умозрительные спекулятивные теории наследственности, и первым, кто выступил с подобной теорией, был сам Чарльз Дарвин[5].

Чарльз Дарвин в последней главе своей книги «Об изменениях животных и растений в состоянии приручения» (англ. — «The Variation of Animals and Plants under Domestication», 1868 год) предложил временную гипотезу пангенезиса. Он предположил, что все части организма выделяют мельчайшие зародыши («геммулы»), которые, будучи представителями клеток и органов, собираются в зародышевых клетках, после чего определяют развитие потомства[2]. Близкие гипотезы наследственности выдвигали Гиппократ в V—IV в. до н. э., Дж. Борелли в XVII веке, Ж. Бюффон в XVIII веке[6].

Изучение механизма наследственности[править | править код]

Первые представления о наследственности[править | править код]

Ещё в древности люди поняли, что растения, животные и человек наследуют какие-то определённые признаки от родителей, поскольку нельзя было не заметить сходства потомства и родителей. Генетические признаки передавались неизменными из поколения в поколение. Опираясь на способность растений и животных к наследованию определённых качеств, люди для посева стали отбирать семена растений от наиболее урожайных особей. Они также старались сохранять жизнь молодых животных, обладающих нужными им свойствами, например, дающими больше молока или шерсти.

Старинные китайские рукописи свидетельствуют о том, что уже 6 тысяч лет назад различные сорта риса создавались путём скрещивания и отбора. Археологические находки подтверждают, что египтяне культивировали урожайные сорта пшеницы. Среди вавилонских памятников письменности была найдена каменная табличка, относящаяся к 6-му тысячелетию до нашей эры, на которой записаны данные о наследовании формы головы и гривы в пяти поколениях лошадей.

Этапы изучения наследственности у организмов[править | править код]

За долгие годы изучения свойств растений и животных человечество накопило множество фактов, свидетельствующих о наследовании признаков. Однако только в конце XIX - начале ХХ века, когда были сформулированы конкретные положения о свойствах живой клетки (М. Шлейден и Т. Шванн, 1839), была открыта и описана яйцеклетка млекопитающих (К.М. Бэр, 1828), обнаружены и изучены нуклеиновые кислоты в ядре (Ф. Мишер, 1868), описаны митотическое деление (И.Д. Чистяков, 1874, и В. Флеминг, 1882) и мейоз (В. Флеминг, 1882, и Э. Страсбургер, 1888), появились сведения о существовании определённых закономерностей в передаче наследуемых признаков, учёные непосредственно приступили к изучению явления «наследственность».

Родословная пяти поколений лошадей, записанная 6 тыс. лет назад: показаны различные типы гривы и профиля головы

Первый научный труд по изучению наследственности принадлежит Г. Менделю. В 1865 году в статье «Опыты над растительными гибридами» он сформулировал закономерности наследования признаков. На примере растений Мендель показал, что наследственные черты организмов передаются от родителей к потомкам в виде отдельных, обособленных единиц, которые он назвал «факторами». Эти единицы у особей представлены парами и передаются потомкам с помощью мужских и женских половых клеток по одной единице из каждой пары. Учёный сформулировал несколько законов наследования признаков у организмов и успешно доказал их многочисленными экспериментами, используя приёмы скрещивания. Кроме того, своими исследованиями Г. Мендель ввёл в науку гибридологический метод изучения наследственности и изменчивости организмов.

«Факторы» передачи наследственности, на существование которых указал Мендель, датский учёный В. Иогансен в 1909 году назвал генами (греч. genos - «род»). Так было положено начало учению о гене и обозначилась наука генетика, изучающая наследственность организмов.

Портрет Грегора Иоганна Менделя

В начале ХХ века американский эмбриолог и генетик Т. Морган экспериментальным путём установил, что гены находятся в хромосомах и располагаются там линейно один за другим. С тех пор понятие о гене занимает центральное место в науке о закономерностях передачи наследственных признаков организмов.

В первой половине XX века значимую роль в исследованиях механизма наследственности сыграл российский учёный А.С. Серебровский, исследовавший наследование признаков у животных и показавший сложную структуру гена. Ввёл в науку термин «генофонд».

Учение о наследственности и изменчивости также обогатили труды Н.И. Вавилова, сформулировавшего в 1920 году закон гомологических рядов наследственной изменчивости. Ю.А. Филипченко провёл многочисленные эксперименты по анализу наследственных свойств у растений, разработал методы изучения изменчивости и наследственности. Также значительный вклад в развитие учения о наследственности внесли труды Г.Д. Карпеченко, Н.К. Кольцова, С.С. Четверикова.

Развитию знаний о механизме наследования признаков организмов в значительной степени способствовали достижения ряда других наук - науки о клетке (цитологии), молекулярной биологии, органической химии, учения об эволюции, а также создание сложного технического оснащения, необходимого для экспериментов с микроскопическими объектами.

К середине XX века была доказана роль молекул нуклеиновых кислот в пере

даче наследственной информации, а опубликованная в 1953 году расшифровка структуры молекулы ДНК показала тесную связь этого полимерного соединения с наследственной информацией[7].

Современные достижения в изучении наследственности[править | править код]

Рисунок по биологии "наследственность"

В XX веке были установлены основные закономерности хранения и передачи наследственной информации клетки и всего организма от родителей потомству. Было доказано, что передача наследуемых признаков всегда происходит посредством ДНК, в которой хранится информация о строении всех клеточных белков, и что именно белки в процессе биосинтеза реализуют наследственную программу проявления признаков у организмов.

Было также установлено, что в процессах удвоения ДНК, списывания информации с ДНК на РНК, при сборке полимерных молекул белков могут произойти ошибки - мутации. В результате чего был открыт процесс наследственной изменчивости.

В конце ХХ века существенно возрос интерес к наследственным признакам, свойственным человеку, и причинам изменчивости. В соответствии с международной программой по изучению генетических свойств человека в 2003 году был расшифрован геном человека. Геном - это совокупность генетической информации, содержащейся в молекулах ДНК гаплоидного набора хромосом любого вида. Геном представляет собой характеристику вида, но не особи. Учёные считают, что расшифровка генома человека поможет лучше понять причины многих наследственных заболеваний и создать новые лекарства для их лечения, а также способствовать продлению жизни человека.

Положения хромосомной теории наследственности[править | править код]

  1. Гены находятся в хромосомах. Каждая хромосома представляет группу сцепления генов. Число групп сцепления у каждого вида равно числу пар хромосом
  2. Каждый ген в хромосоме занимает определённый локус. Гены в хромосоме расположены линейно
  3. Между гомологичными хромосомами происходит обмен аллельными генами.
  4. Расстояние между генами в хромосоме пропорционально частоте кроссинговера между ними[8]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Тарантул В. З. Толковый биотехнологический словарь. Русско-английский. — М.: Языки славянских культур, 2009. — 936 с. — ISBN 978-5-9551-0342-6.
  2. 1 2 3 Дубинин Н. П. Генетика. — Кишинёв: Штиинца, 1985. — С. 19-36. — 536 с.
  3. Dobzhansky T., Griffiths A. J. F., Робинсон, Артур Броухард. Heredity. Britannica. Дата обращения: 27 октября 2012. Архивировано 4 ноября 2012 года.
  4. Raphael Falk. Genetic Analysis. A History of genetic thinking. — Cambridge: Cambridge University Press, 2009. — ISBN 9780521884181.
  5. 1 2 Филипченко Ю. А. Генетика. — Л.: Типография "Печатный Двор", 1929. — 379 с.
  6. Пангенезис / Бляхер Л. Я. // Отоми — Пластырь. — М. : Советская энциклопедия, 1975. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 19).
  7. Генетика. История развития науки. yaklass.ru. ЯКласс. Дата обращения: 20 ноября 2023.
  8. Бекиш О.-Я. Л., Бекиш В. Я. Медицинская биология. — Витебск: Ураджай, 2000. — С. 130-131.

Литература[править | править код]