Закон вавилова о наследственной изменчивости

Закон рядов Вавилова

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова. Первым наиболее серьезным исследованием мутаций была работа Н.И.Вавилова по установлению параллелизма в наследственной изменчивости у видов растений, принадлежащих близким таксонам.

На базе обширных исследований морфологии различных рас растительного мира Вавилов в 1920 г. пришел к выводу, что, несмотря на резко выраженное разнообразие (полимофизм) многих видов, можно заметить ряд закономерностей в их изменчивости. Если взять для примера семейство злаков и рассмотреть варьирование некоторых признаков, то окажется, что одинаковые отклонения присущи всем видам.

Закон Вавилова гласит: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и линнеоны, т. е. виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости». Свой закон Н.И.Вавилов выразил формулой:

где G1, G2, G3 – виды, а а, b, с —различные варьирующие признаки.

Такой вид изменчивости описал Чарльз Дарвин, отмечая, что одинаковые признаки периодически обнаруживаются в разных систематических категориях, например в разных видах.

Закон был сформулирован Н. И. Вавиловым в 1920 году. Изучая изменчивость признаков у видов и родов злаков и других семейств, Н. И. Вавилов обнаружил, что все виды и роды генетически близкие между собой характеризуются тождественными рядами наследственной изменчивости, но при этом он допускал, что при внешнем сходстве признаки могут иметь разную генетическую природу. Однако для определения являются ли фенотипически одинаковые мутации в разных видах мутациями одинаковых (гомологичных) локусов, необходимы специальные исследования.

Согласно закону гомологических рядов, зная ряд форм для одного вида, можно предвидеть нахождение форм у других видов и родов. Вавилов пришел к выводу, что целые семейства растений характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей черед все роды, составляющие семейства.

Хотя закон касался изменчивости у растений, Н. И. Вавилов указывал на его применимость и к животным. Теоретической основой гомологии рядов фенотипической изменчивости у близких таксономических групп является представление о единстве их происхождения путем дивергенции под действием естественного отбора. Поскольку общие предки имели определенный специфический набор генов, то и их потомки должны обладать в основном таким же набором за небольшим исключением.

Учитывая, что каждый ген может мутировать в разных направлениях (множественный аллелизм) и что мутационный процесс носит ненаправленный характер, можно предположить, что спектр изменений одинаковых генов у особей близких видов будет сходным. Следовательно, в основе закона гомологических рядов лежит параллелизм генотипическои изменчивости у особей со сходным набором генов.

Являясь теоретической основой сравнительной генетики, закон объясняет полиморфность видов. Закон гомологических рядов, отражая общую закономерность мутационного процесса и формообразования организмов, является биологической основой методов целенаправленного получения нужных наследственных изменений.

В настоящее время выделяют три типа гомологии. Это полная гомология, возникающая в результате возникновения одинаковых мутаций в одинаковых генах родственных видов. Вероятность такого совпадения очень низка, поэтому принято считать наиболее вероятным наследование измененного гена от вида родоначальника, от которого произошли изучаемые виды.

Для селекционной практики этот закон важен потому, что прогнозирует возможность найти неизвестные формы растений у данного вида, если они уже известны у других видов Н.И.Вавилов положил закон гомологических рядов в наследственной изменчивости в основу поиска новых форм растений. Под его руководством были организованы многочисленные экспедиции по всему миру. Из разных стран были привезены сотни тысяч образцов семян культурных растений, составивших основу коллекций Всесоюзного института растениеводства (ВИР). Мутантные линии являются важнейшим исходным материалом при создании сортов культурных растений.

biofile.ru

Закон вавилова о наследственной изменчивости

116. В чем суть закона гомологических рядов в наследственной изменчивости?

Спонтанный мутационный процесс у генетически близких родов и видов протекает параллельно, в результате чего у разных форм возникают сходные мутации (гомологические ряды):

где g1, g2, g3 — виды; a, b, с — различные варьирующие признаки.

Закон был сформулирован Н. И. Вавиловым в 1920 г. Изучая изменчивость признаков у видов и родов злаков и других семейств, Н. И. Вавилов обнаружил, что все виды и роды генетически близки между собой и характеризуются тождественными рядами наследственной изменчивости. Зная ряд форм для одного вида, можно предвидеть нахождение форм у других видов и родов. Он пришел к выводу, что целые семейства растений характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды, составляющие семейство.

Хотя закон касался изменчивости у растений, Н. И. Вавилов указывал на его применимость и к животным. Теоретической основой гомологии рядов фенотипической изменчивости у близких таксономических групп является представление о единстве их происхождения путем дивергенции под действием естественного отбора. Поскольку общие предки имели определенный, специфический набор генов, то и их потомки должны обладать таким же набором за небольшим исключением. Учитывая, что каждый ген может мутировать в разных направлениях (множественный аллелизм) и что мутационный процесс носит ненаправленный характер, можно предположить, что спектр изменений одинаковых генов у особей близких видов будет сходным. Следовательно, в основе закона гомологических рядов лежит параллелизм генотипической изменчивости у особей со сходным набором генов. Являясь теоретической основой сравнительной генетики, закон объясняет полиморфность видов.

Закон гомологических рядов, отражая общую закономерность мутационного процесса и формообразования организмов, является биологической основой методов целенаправленного получения нужных наследственных изменений. Он дает возможность селекционерам проводить искусственный отбор различными методами: от нахождения нужных форм в природе или выявлении их при инбридинге до получения этих форм с использованием мутагенов. Биохимические механизмы закона гомологических рядов изучаются на разных объектах — от изменений метаболизма бактерий в процессах микробиологического синтеза до наследственных заболеваний человека.

genetiku.ru

Биология и медицина

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости

Одни и те же мутации в популяциях данного вида появляются с определенной частотой. Это свидетельствует о том, что всякий генотип имеет хотя и большие, но вполне конкретные возможности мутационных изменений — спектр изменчивости , т.е. изменчивость не безгранична. Эта идея лежит в основе закона гомологических рядов в наследственной изменчивости, сформулированного Н.И.Вавиловым (1887-1943) в 1920 г.

Согласно этому закону, генетически близкие виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд мутаций в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных мутаций у других близкородственных видов ( табл. 5 ). Так, например, пшеницы распадаются на несколько групп видов (твердая, мягкая, однозернянка и др.). В каждой из этих групп встречаются озимые и яровые формы; красноколосные и белоколосные; остистые, полуостистые и безостые; краснозерные и белозерные ( рис. 22 ). Сходные формы наблюдаются и среди других родов злаковых — у овсов, ячменей, ржи.

Гомологичные мутации могут закрепиться у разных видов. Обнаружив у одного вида серию форм А, В, С, D, а у близкого вида формы A1, B1, F1, W1, мы вправе предположить существование еще не открытых форм С1, D1.

Закон гомологических рядов Н.И. Вавилова можно сравнить с периодическим законом Менделеева. Как периодический закон Менделеева позволил открыть и предсказать свойства еще не известных элементов, так и закон гомологических рядов дал возможность предвидеть мутационные изменения, т.е. в какой-то степени предсказывать эволюцию.

Причина гомологических мутаций — общность происхождения генотипов, наличие сходных генов у родственных организмов.

medbiol.ru

Гомологических рядов закон

Значение слова «Гомологических рядов закон» в Большой Советской Энциклопедии

на далеко идущий параллелизм в изменчивости близких видов и родов животных и растений. В 19 и начале 20 вв. ряд ботаников и зоологов (например, франц. учёный М. Дюваль-Жув, 1865; швейцарский миколог Э. Фишер, 1896; нем. ботаник Э. Цедербауэр, 1907, 1927; рус, зоолог В. М. Шимкевич, 1906, 1921, и др.) специально изучали параллельную изменчивость разных видов растений и животных. Советский генетик Ю. А. Филипченко подытожил (1922) ряд таких, преимущественно зоологических, данных в статье о параллелизме изменчивости в живой природе, который он объяснял систематической и филогенетической близостью родов и видов, входивших в изучаемые группы.

Лишь Н. И. Вавилов подошёл к проблеме параллелизма в изменчивости близких видов и родов с генетических позиций и на основе сравнительного изучения обширнейшего мирового материала (в природных условиях, культурах и в опытах) по изменчивости ряда семейств растений, богатых хорошо изученными культурными видами, — главным образом злаков. Это позволило ему в 1920 на 3-м Всероссийском съезде селекционеров в Саратове выступить с докладом «Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости». Н. И. Вавилов показал, что если все известные у наиболее изученного в данной группе вида вариации расположить в определённом порядке в таблицу, то можно обнаружить и у других видов почти все те же вариации изменчивости признаков. Более того, по мере развития исследований видов, входящих в данную группу, «пустые» места в таблице заполняются и параллелизм в изменчивости близких видов становится всё более полным. Принципиально сходный, но слабее выраженный параллелизм характеризует изменчивость различных родов в пределах семейства, и ещё менее полный — различных семейств в пределах группы более высокого ранга.

Таким образом, Гомологических рядов закон сводится к следующему: близкие виды благодаря большому сходству их генотипов (почти идентичные наборы генов) обладают сходной потенциальной наследственной изменчивостью (сходные мутации одинаковых генов); по мере эволюционно-филогенетического удаления изучаемых групп (таксонов), в связи с появляющимися генотипическими различиями параллелизм наследственной изменчивости становится менее полным. Следовательно, в основе параллелизмов в наследственной изменчивости лежат мутации гомологичных генов и участков генотипов у представителей различных таксонов, то есть действительно гомологичная наследственная изменчивость. Однако и в пределах одного и того же вида внешне сходные признаки могут вызываться мутациями разных генов; такие фенотипические параллельные мутации различных генов могут, конечно, возникать и у разных, но достаточно близких видов. Н. И. Вавилов подчёркивал, что Гомологических рядов закон неизбежно обнимает и такую, в генетическом смысле не строго гомологичную, фенотипически же параллельную изменчивость.

После 1920 представители школы Н. И. Вавилова в СССР, а также ботаники и селекционеры зарубежных стран накопили огромный фактический материал, подтверждающий всеобщность Гомологических рядов закон

Сначала исследования касались в основном морфологических признаков; затем они были распространены на биологические, физиологические и биохимические свойства. Многочисленные подтверждения Гомологических рядов закон были получены на простейших, низших растениях, большом числе семейств высших растений и на животных.

Гомологических рядов закон отражает всеобщее и фундаментальное явление в живой природе. Он имеет огромное практическое значение в растениеводстве и селекции, а также в животноводстве. На основе этого закона растениеводы и животноводы могут целенаправленно искать и находить нужные признаки и варианты у различных видов в почти бесконечном мировом многообразии форм как культурных растений и домашних животных, так и у их диких родичей. Эти поиски, особенно среди культурных растений и их диких предков, значительно облегчаются учением Н. И. Вавилова (1926 и др.) о центрах происхождения культурных растений и его работами (1927, 1928, 1930) о географических закономерностях в распределении генов культурных растений. Гомологических рядов закон Н. И. Вавилова уже с 30-х гг. 20 в. явился мощным стимулятором целенаправленной селекции, создания новых сортов культурных растений и разработки научных основ интродукции и акклиматизации. Гомологических рядов закон играет всё большую роль в изучении механизмов эволюционного процесса, в истолковании ряда биогеографических явлений и в разработке основ современной систематики низших таксонов.

Лит.: Дарвин Ч., Происхождение видов путем естественного отбора, Соч., т. 3, М. — Л., 1939; Вавилов Н. И., Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, «Сельское и лесное хозяйство», 1921, № 1 и 3; его же, Географические закономерности в распределении генов культурных растений, «Природа», 1927, №10; его же, Избр. произв., т. 1-2, Л., 1967; Догель В. А., Ход развития видов в семействе Ophryoscolecidae, в кн.: Архив русского протистологического общества, т. 2, М. — П., 1923; Заварзин А. А., Параллелизм структур как основной принцип морфологии, «Zeitschrift für wissenschaftliche Zoologie», 1925, Bd 124, Н. 1; Филипченко Ю. А., О параллелизме в живой природе, «Успехи экспериментальной биологии», 1924, т. 3, в. 3-4; Duval-Jouve М. J., Variations parallèles des types congénères, «Bulletin de la Société Botanique de France», 1865, v. 12; Schimkewitsch W., Über die Periodizität in dem System der Pantopoda, «Zoologischer Anzeiger», 1906, Bd 30, № 1 /2.

Н. В. Тимофеев-Ресовский.

В Большой Советской Энциклопедии рядом со словом «Гомологических рядов закон»

Статья про слово «Гомологических рядов закон» в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 19697 раз

bse.sci-lib.com

Закон Н. И. Вавилова о роли гомологических рядов в наследственной изменчивости

Успех селекционной работы зависит главным образом от генетического разнообразия исходной группы растений или животных. Между тем генофонд существующих пород животных или сортов растений, естественно, менее разнообразен по сравнению с генофондом исходного дикого вида. Поэтому при выведении новых сортов растений и пород животных очень важны поиски и выявление полезных признаков у диких предков. С целью изучения многообразия и географического распространения культурных растений Н. И. Вавилов организовал многочисленные экспедиции как в пределах территории России, так и во многие зарубежные страны. В результате этих экспедиций был собран огромный семенной материал, который был использован для селекционной работы. Н. И. Вавилов выделил 7 центров происхождения культурных растений (таблица 1).

Кроме того, Н. И. Вавиловым были сделаны важные обобщения, послужившие крупным вкладом в теорию селекции.

Изучение наследственной изменчивости у культурных растений и их предков позволило Н. И. Вавилову сформулировать закон гомологических рядов наследственной изменчивости: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство». Суть этого закона заключается в том, что у близких по происхождению видов и родов организмов возникают сходные наследственные изменения. Так, у разных видов млекопитающих встречаются формы бесшерстные, длинношерстные, короткопалые и т.д.

Этот закон имеет важное значение для селекции. Создать заново желательный признак очень трудно. Гораздо легче найти разновидность с таким признаком и закрепить его скрещиванием с другими формами. Опираясь на этот закон, Н. И. Вавилову и его сотрудникам удалось найти не известные селекционерам формы многих видов растений, собрать богатейшую коллекцию сортов культурных растений.

На примере семейства злаковых Н. И. Вавилов показал, что сходные мутации обнаруживаются у целого ряда видов этого семейства. Так, черная окраска семян встречается у ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и ряда других за исключением овса, проса и пырея, удлиненная форма зерна – у всех изученных видов. У животных также наблюдаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие шерсти у млекопитающих, альбинизм и отсутствие перьев у птиц, короткопалость у крупного рогатого скота, овец, собак, птиц. Некоторые наследственные заболевания и уродства, встречающиеся у человека, отмечены и у некоторых животных. Животных с такими болезнями используют в качестве модели для изучения аналогичных дефектов у человека. Например, катаракта глаза бывает у мышей, крыс, собак, лошадей; гемофилия – у мыши и кошки; диабет – у крысы; врожденная глухота – у морской свинки, мыши, собаки и т.д. То, что сходные, наследственно обусловленные нарушения жизнедеятельности встречаются у представителей разных видов одного и того же класса – класса млекопитающих, убедительно подтверждает закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н. И. Вавилова. Появление сходных мутаций объясняется общностью происхождения генотипов. В процессе возникновения новых видов от одного общего предка различия между ними устанавливаются только по части генов, обусловливающих успешное существование в данных конкретных условиях. Многие гены у видов, имеющих общее происхождение, остаются неизменными и при мутировании дают сходные признаки.

Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову).

www.allvet.ru

Смотрите так же:

  • Нотариус в красногорске на карбышева Мы совершаем все нотариальные действия Мы стремимся к комфорту своих клиентов Записаться на прием к нотариусу Вы находитесь на сайте нотариуса Красногорского нотариального округа Московской области Губочкина Павла Александровича. Нотариус […]
  • Bdrip разрешение BDRip или HDRip: что лучше? Основные понятия и отличия. Любители видеопродукции, предлагаемой на современном рынке или на просторах Интернета, вероятно, не раз замечали, что ко многим роликам добавляется непонятное описание с неизменно […]
  • Сухой закон в сша 1919 Сухой закон в Америке Сухой закон был принят конгрессом США в 1919 г., вступил в силу в январе 1920 г., а в декабре 1933 г. был отменён. Как начинался сухой закон в Америке? Ограничения на продажу и производство алкоголя периодически […]
  • Закон о миграции для граждан россии Регистрация граждан России по месту жительства и месту пребывания Разделы: Со времен крепостного права в России практически не существует реальной свободы передвижения и права на выбор места жительства для ее граждан. До революции 1917 […]
  • Территориальные претензии россии к эстонии Эстония уступила России Правительство Эстонии одобрило новый пограничный договор с Россией. По требованию российской стороны, в документ добавлены два важных пункта. Первый говорит о том, что "данным договором регулируются вопросы, […]
  • Судьи канашского районного суда Канашский районный суд Чувашской республики Город Канаш основан в 1925 году. До основания города в 1891 году на Московско-Казанской железной дороге возникла станция Шихраны. В 1920 году поселок и станция Шихраны переименованы в Канаш […]