Комбинативная изменчивость на передовой эволюции

Восстановление знаний комбинативной изменчивости дает возможность показать ее роль в изменении генного состава популяции, т. е. в микроэволюции. Комбинация нескольких мутаций в результате скрещивания может привести к их взаимной нейтрализации, смягчению вредного действия каждой мутации в отдельности. Естественный отбор способствует сохранению таких комбинаций, в которых благодаря взаимодействию и множественному действию генов происходит обезвреживание мутаций. Так учащиеся приходят к выводу, что мутационный процесс, пополнение популяции новыми генами вследствие миграции особей и комбинативной изменчивости приводят к накоплению в популяции наследственных изменений. Образуется скрытый резерв наследственной изменчивости, существование которого открыл в 1926 г. С. С. Четвериков. Для конкретизации этого вывода учитель приводит примеры насыщения популяции дрозофилы в Европе разнообразными мутациями, большая часть из которых находится в рецессивном, скрытом состоянии.

Далее учитель рассматривает роль естественного отбора в изменении генного состава популяции. Для этого он восстанавливает знания учащимися отбора, его роли в достижении особи репродуктивного возраста, размножении, во внесении вклада в генофонд популяции. Учитель подчеркивает статистический характер отбора, определяющего лишь вероятность достижения той или иной особью репродуктивного возраста и размножения. В каждом отдельном случае результат отбора трудно предсказать, но вполне возможно определить общее направление его действия. Так, светлоокрашенные особи популяции березовой пяденицы могут оставить потомство и в районах с темными стволами деревьев, но вероятность выживания и размножения темноокрашенных особей большая. Так через массу случайностей осуществляется действие отбора в определенном направлении.

Учащиеся приходят к выводу, что естественный отбор представляет собой процесс, в результате которого из разнонаправленных наследственных изменений сохраняются такие, которые способствуют успешному размножению и выживанию особей. Учитель просит высказать предположение: будет ли изменяться популяция в относительно постоянных условиях (температуры, влажности, популяции других видов)? Знания школьниками мутационного процесса помогает им высказать мнение о том, что генный состав популяции постоянно изменяется. Следует получить от них объяснение, каким образом поддерживается стабильность популяций и видов в относительно постоянных условиях, несмотря на возникновение многочисленных мутаций. Учащиеся приходят к выводу, что отбор устраняет от размножения особей с такими мутациями, которые не соответствуют среде обитания. А так как среда остается без изменений, значит, отбор непрерывно устраняет мутации, сохраняет генотип относительно стабильным. Так учитель вводит определение стабилизирующего отбора, просит школьников конкретизировать его новыми примерами.

Затем учащиеся вспоминают процесс видообразования, микроэволюции и объясняют, может ли стабилизирующий отбор, способствовать образованию новых видов. Учитель описывает изменения, происходящие в биогеоценозе: перемена климата, проникновение новых популяций и др. Учащиеся по аналогии с рассмотренным ранее примером могут указать на сохранение таких постоянно возникающих мутаций, которые способствуют выживанию и размножению особей в новых условиях. Школьники раскрывают содержание движущего отбора, обосновывают его роль в видообразовании. С помощью учителя школьники отмечают роль отбора в изменении нормы реакции, в преобразовании генетической структуры популяции благодаря сохранению и накоплению полезных в изменившихся условиях мутаций, обезвреживанию их вследствие взаимодействия генов.

В заключение учитель ставит вопрос о генетическом обосновании творческой роли отбора. Учащиеся приходят к выводу, что естественный отбор обезвреживает относительно вредные и малые мутации за счет сохранения их благоприятных комбинаций и тем самым определяет направление эволюционного процесса, изменяет генотип, преобразует популяции и виды через распространение наиболее жизнеспособных форм, способствует совершенствованию приспособлений и образованию новых видов.

При закреплении знаний еще раз обосновывается роль генетики в развитии и углублении учения о движущих силах эволюции.


Учителю биологии на заметку:

Закономерности наследственност и изенчивости
Задачи селекции. Вклад Н. И. Вавилова в разработку теории и практику селекции
Идеи Вавилова актуальны по сей день
Методы селекции растений
Значение отбора в селекиции
Мутации в процессе селекции и межвидовое скрещивание
Самоопыление и его роль
Достижения селекции растений в нашей стране
Мичурин и его последователи
Селекция животных и микроорганизмов
Получение чистых линий
Методика обучения общей биологии