معلومة

8.4: الوراثة البسيطة - علم الأحياء


غمازات

يُظهر هذا الشخص سمة وراثية - الدمامل في وجنتيه عندما يبتسمان. الصفات الوراثية هي خصائص مشفرة في الحمض النووي. بعض الصفات الوراثية ، مثل الدمامل ، لها نمط وراثي بسيط مثل السمات التي درسها جريجور مندل في نباتات البازلاء. تسمى الطريقة التي يورث بها الأبناء من آبائهم هذه الصفات بالميراث البسيط.

ما هو الميراث البسيط؟

الميراث البسيط (أو المندلي) يشير إلى وراثة السمات التي يتحكم فيها جين واحد مع أليلين ، قد يكون أحدهما مهيمنًا تمامًا على الآخر. يعتمد نمط وراثة السمات البسيطة على ما إذا كانت الصفات تتحكم فيها الجينات الموجودة على الصبغيات أو الجينات الموجودة على الكروموسومات الجنسية.

  • الصفات الجسدية يتم التحكم فيها عن طريق الجينات الموجودة على واحد من 22 زوجًا من الجسيمات الذاتية البشرية. الصبغيات هي جميع الكروموسومات باستثناء كروموسوم X أو Y ، ولا تختلف بين الذكور والإناث ، لذلك يتم توريث الصفات الصبغية بنفس الطريقة بغض النظر عن جنس الوالد أو النسل.
  • تسمى السمات التي تتحكم فيها الجينات على الكروموسومات الجنسية الصفات المرتبطة بالجنس. نظرًا لصغر حجم الكروموسوم Y ، يتم التحكم في معظم السمات المرتبطة بالجنس بواسطة الجينات الموجودة على الكروموسوم X. تسمى هذه السمات الصفات المرتبطة بـ X. الصفات أحادية الجين المرتبطة بـ X لها نمط وراثي مختلف عن السمات الجسدية أحادية الجين لأن الذكور لديهم كروموسوم X واحد فقط. يرث الذكور دائمًا كروموسوم X الخاص بهم من أمهم ، وينقلون كروموسوم X الخاص بهم إلى جميع بناتهم ولكن لا أحد من أبنائهم.

دراسة أنماط الوراثة

هناك نوعان من الأدوات المفيدة للغاية لدراسة كيفية انتقال السمات من جيل إلى جيل. إحدى الأدوات هي النسب ، والأخرى هي مربع بونيت.

نسب

الرسوم البيانية أدناه تسمى النسب. يوضح النسب كيف تنتقل السمة من جيل إلى جيل داخل الأسرة. يمكن أن يُظهر النسب ، على سبيل المثال ، ما إذا كانت السمة هي سمة جسمية سائدة ، أو صفة متنحية ، أو سمة مرتبطة بـ X. تُظهر النسب العلاقات وتحدد الأفراد بسمة معينة. في النسب أدناه:

  • يظهر الأفراد المصابون باللون الأحمر ، بينما يظهر الأفراد غير المتأثرين باللون الأزرق
  • يظهر الذكور على شكل مربعات بينما تظهر الإناث على شكل دوائر
  • الصف العلوي من النسب هو الزوج الأصلي. اثنان من الأفراد المتصلين بواسطة خط أفقي هم أزواج تكاثر. يرتبط أطفال الزوجين بهم بخطوط عمودية.
  • يُظهر الصف التالي من النسب أطفال الزوجين ، وكذلك شركاء الأطفال. ويظهر الصف الثالث من النسب الجيل التالي (أحفاد الزوجين في الجزء العلوي من النسب). يمكن أن تحتوي النسب الأكبر على المزيد من الصفوف التي تعرض أجيالًا إضافية.

الشكل ( PageIndex {2} ) هو مثال على أصل سمة جسمية سائدة. يبدأ هذا النسب مع ذكر مصاب وأنثى غير مصابة. الطفل الأول للزوجين (على اليسار) هو ذكر مصاب وشريكته أنثى غير مصابة. ينجبون طفلين: أنثى مصابة ورجل غير مصاب. الطفل التالي هو ذكر غير مصاب يتشارك مع أنثى غير مصابة. أطفالهم اناثان غير مصابين ورجل غير مصاب. الطفل التالي هو أنثى مصابة غير شريكة. الطفل الرابع أنثى غير مصابة وغير مصابة. أصغر طفل هو أنثى مصابة شريكة مع ذكر غير مصاب. أطفالهم هم ذكر مصاب ، يليه ذكر غير مصاب ، تليها أنثى مصابة ، تليها أنثى غير مصابة.

في سمة جسمية سائدة ، الطفل الذي لديه هذه السمة سيكون له دائمًا أحد الوالدين على الأقل بهذه السمة. في سمة وراثي جسمي متنحي ، يمكن لشخصين بدون هذه السمة إنجاب طفل بهذه السمة.

الشكل ( PageIndex {3} ) هو أصل سمة جسمية متنحية. في هذا النسب ، يكون الأفراد نصف المظللين متغاير الزيجوت (وبالتالي لا يظهرون الصفة). في هذا المثال ، شخصان متغاير الزيجوت لديهما أربعة أطفال. أصغر أطفالهم ذكر مصاب. يتزاوج هذا الفرد مع أنثى غير مصابة لينتج طفلين متغاير الزيجوت وطفلين غير مصابين. أصغر الزوجين الأصليين هو أنثى متغايرة الزيجوت. الطفل الثاني للزوجين الأصلي هو ذكر غير مصاب ، يتشارك مع أنثى غير مصابة لإنجاب طفلين غير مصابين. أقدم طفل للزوجين الأصليين هو أنثى غير مصابة وشريكها ذكر متغاير الزيجوت. أطفالهم هم أنثى غير مصابة ، ذكر غير مصاب ، وذكر متغاير الزيجوت.

ميدان بونيت

أ ميدان بونيت هو مخطط يسمح لك بسهولة تحديد النسب المتوقعة للأنماط الجينية المحتملة في نسل الوالدين. يسمى التزاوج بين الوالدين بالصليب. تمت تسمية ساحة Punnett على اسم مطورها ، عالم الوراثة البريطاني ريجينالد سي بونيت. يمكنك رؤية مثال افتراضي في الشكل ( PageIndex {4} ). في هذه الحالة ، يكون الجين وراثيًا ، وكلا الوالدين متغاير الزيجوت (أأ) للجين. نصف الأمشاج التي ينتجها كل والد سيكون لها أ الأليل والنصف سيكون لهما أ أليل. ذلك لأن الأليلين موجودان على كروموسومات متجانسة ، والتي تنفصل دائمًا وتنتقل إلى الأمشاج المنفصلة أثناء الانقسام الاختزالي. وفقًا لقانون Mendel الخاص بالفصل العنصري ، فإن الأليلات الموجودة في الأمشاج من كل والد مكتوبة أسفل الجانب وعبر الجزء العلوي من مربع Punnett. يعطي ملء خلايا ميدان بونيت الأنماط الجينية المحتملة لأطفالهم. كما يُظهر النسب الأكثر احتمالية للأنماط الجينية ، والتي تبلغ في هذه الحالة 25 بالمائة AA ، 50 في المئة أأ ، و 25 بالمائة أأ.

توقع الأنماط الجينية والنمط الظاهري باستخدام مربعات Punnett

طور مندل قانون الفصل باتباع خاصية واحدة فقط ، مثل لون القرون ، في نباتات البازلاء. في التهجين أحادي الهجين ، مثل ذلك الموجود في الشكل ( PageIndex {5} ) ، يُظهر مربع بونت كل توليفة ممكنة عند الجمع بين أليل أمومي (أم بيولوجي) وأليل أب (أب بيولوجي) واحد. في هذا المثال ، كلا الكائنات الحية متغايرة الزيجوت للون الزهرة Bb (الأرجواني). ينتج كلا النباتين الأمشاج التي تحتوي على الأليلين B و b. إذا احتوت الأمشاج من كلا الوالدين على الأليلات السائدة ، فسيكون النبات الناتج هو السائد متماثل اللواقح وله أزهار أرجوانية. إذا احتوت الأمشاج من كلا الوالدين على الأليلات المتنحية ، فسيكون النبات الناتج متنحًا متماثلًا وله أزهار بيضاء. إذا احتوت الأمشاج من أحد الوالدين على الأليل السائد وكانت الأمشاج من الوالد الآخر تحتوي على الأليل المتنحي ، فإن النبات الناتج سيكون متغاير الزيجوت وله أزهار أرجوانية. احتمالية أن يظهر النسل الصفة السائدة هو 3: 1 ، أو 75٪.

صليب ثنائي الهجين

بالنسبة للصليب أحادي الهجين ، فإننا ننظر فقط إلى جين واحد. لذلك ، سيحتوي الجزء الخارجي من مربع Punnett على أحرف مفردة فقط (أليلات مفردة). بالنسبة للصليب ثنائي الهجين ، يتم استخدام أزواج من الأليلات. هذا يعني أن الجزء الخارجي من المربع سيحتوي على أزواج من الأحرف. يتم تقسيم مربع Punnett للصليب أحادي الهجين إلى أربعة مربعات ، بينما يتم تقسيم مربع Punnett للصليب ثنائي الهجين إلى 16 مربعًا. كم عدد الصناديق التي يحتاجها مربع بونت إذا تم فحص ثلاث سمات؟ تمتلئ المربعات بالمجموعات الممكنة من الأليلات المتكونة عندما تتحد الأمشاج ، كما هو الحال في البيضة الملقحة.

قد يكون إعداد هذه الأنواع من الصلبان أمرًا صعبًا ، وسيكون المربع الذي تقوم بإنشائه 4 × 4. سيرشدك هذا الدليل البسيط خلال خطوات حل صليب ثنائي الهجين نموذجي شائع في علم الوراثة. يمكن أن تعمل الطريقة أيضًا مع أي تهجين يتضمن سمتين.

تأمل هذا الصليب

يركز هذا الصليب على صفتين في البازلاء.

  • تسود سمة البازلاء الصفراء (Y) على سمة البازلاء الخضراء (y).
  • سمة البازلاء المستديرة (R) هي المهيمنة على سمة البازلاء المجعدة (r).

يوضح الشكل ( PageIndex {6} ) جيلين من الصلبان. في الجيل الأبوي (P) ، تم تهجين نباتين متماثلين: النبات الذي ينتج البازلاء الصفراء المستديرة (YYRR) يتم تهجينه مع نبات ينتج البازلاء الخضراء المجعدة (السنة). لا يظهر مربع بونت لهذا الصليب ، ولكن كل النسل سيكون متغاير الزيجوت (لديه النمط الجيني YyRr) وينتج بازلاء صفراء مستديرة. للوصول إلى هذا:

  • ينتج الوالد ذو التركيب الوراثي YYRR الأمشاج التي تكون جميعها YR
  • ينتج الوالد ذو التركيب الوراثي العام الأمشاج التي تكون كلها في العام
  • تنتج الأمشاج YR و yr ذرية YyRr

يتم عبور نباتين متغاير الزيجوت (YyRr). ما الأمشاج التي ينتجها كل من هذه النباتات؟ عندما يتم إنتاج الأمشاج ، يمكن أن يكون لها إما R المهيمن أو المتنحى r. ويمكن أن يكون لديهم إما Y المهيمن أو المتنحى y. اجمع بين R و Y لكل والد لتمثيل الحيوانات المنوية والبويضة.

  • المشيمة التي تحصل على الأليل Y:
    • يمكن إما الحصول على R allele ويكون YR
    • أو يمكنه الحصول على r allele ويكون Yr
  • أمشجة تحصل على y allele:
    • يمكن إما الحصول على R allele ويكون yR
    • أو يمكنه الحصول على r allele ويكون عام

المصنع الذي هو YyRr سينتج 4 أمشاج مختلفة: YR ، Yr ، yR ، yr. تمت كتابة هذه الأمشاج خارج مربع Punnett في الشكل ( PageIndex {6} ). بعد ذلك يتم دمج الأمشاج لتشكيل الأنماط الجينية للنسل (مكتوبة في وسط مربع Punnet). سيكون للنسل الناتج النسب التالية:

  • 9/16 مستديرة ، بازلاء صفراء ؛ وجود الأنماط الجينية
    • سنة (1)
    • سنة (2)
    • واي واي آر آر (2)
    • واي ار ار (4)
  • 3/16 مستديرة ، بازلاء خضراء ؛ الحصول على الأنماط الجينية yyRR (1) و yyRr (2)
  • 3/16 البازلاء الصفراء المجعدة ؛ الحصول على الأنماط الجينية YYrr [3)
  • 1/16 بازلاء خضراء مجعدة ؛ وجود النمط الجيني yyrr

الصفات الجسدية أحادية الجين في البشر

تشمل السمات الجسدية أحادية الجين ذروة الأرملة والنمش ، وكلاهما موضح أدناه. تشير ذروة الأرملة إلى نقطة في خط الشعر في منتصف الجبهة. افترض أن الأليلات السائدة والمتنحية لجين ذروة الأرملة يتم تمثيلها بواسطة دبليوو ث، على التوالى. لأن هذه هي السمة السائدة ، الأشخاص الذين لديهم النمط الجيني WW والنمط الجيني ر سيكون لها ذروة أرملة ، ولن يمتلك الصفة سوى الأشخاص الذين لديهم النمط الجيني ww.

افترض أن الأليلات السائدة والمتنحية للنمش يتم تمثيلها بواسطة F و F، على التوالى. لأنها سمة سائدة ، الأشخاص الذين لديهم النمط الجيني FF والنمط الجيني وما يليها سيكون لديهم نمش ، وفقط الأشخاص الذين لديهم النمط الوراثي وما يليها لن يكون لديه السمة.

وراثة الجنس

ما الذي يحدد ما إذا كان الطفل ذكرا أم أنثى؟ تذكر أن لديك 23 زوجًا من الكروموسومات - وأحد هذه الأزواج هو الكروموسومات الجنسية. عادة ما يكون لدى كل شخص اثنين من الكروموسومات الجنسية. لاحقًا ، ستتعلم أنه نظرًا لعدم الانفصال ، قد يكون لدى الذكور والإناث كروموسوم X واحد أو أقل. يمكن أن تكون الكروموسومات الجنسية الخاصة بك X أو Y. للإناث اثنين من الكروموسومات X (XX) ، بينما لدى الذكور كروموسوم X واحد وكروموسوم Y واحد (XY). إذا ورث الطفل كروموسوم X من الأب وكروموسوم X من الأم ، فما هو جنس الطفل؟ سيحصل الطفل على اثنين من الكروموسومات X ، لذلك سيكون أنثى. إذا كانت الحيوانات المنوية للأب تحمل الكروموسوم Y ، فسيكون الطفل ذكرًا. لاحظ أن الأم يمكنها نقل كروموسوم X فقط ، لذلك يحدد الأب جنس الطفل. لدى الأب فرصة بنسبة 50 بالمائة لتمرير كروموسوم Y أو X ، لذلك هناك احتمال بنسبة 50 بالمائة أن يكون الطفل ذكرًا ، وهناك احتمال بنسبة 50 بالمائة أن يكون الطفل أنثى. هذه الفرصة بنسبة 50:50 تحدث لكل طفل. يمكن أن يكون جميع أولاد الزوجين الخمسة أولادًا. لا يزال لدى الطفل السادس فرصة بنسبة 50:50 في أن يكون فتاة. يمكن أيضًا استخدام مربع Punnett لإظهار كيفية انتقال الكروموسومات X و Y من الآباء إلى أطفالهم. هذا موضح في ميدان Punnett أدناه. قد يساعدك على فهم نمط وراثة السمات المرتبطة بالجنس.

السمات المندلية المرتبطة بـ X في البشر

أحد الأمثلة على السمات المرتبطة بالجنس هو عمى الألوان الأحمر والأخضر. لا يستطيع الأشخاص المصابون بهذا النوع من عمى الألوان التمييز بين اللون الأحمر والأخضر. غالبًا ما يرون هذه الألوان على أنها ظلال من اللون البني (الشكل ( PageIndex {11} )).

الذكور أكثر عرضة للإصابة بعمى الألوان من الإناث لأن عمى الألوان هو سمة متنحية مرتبطة بالجنس. نظرًا لأن الذكور لديهم كروموسوم X واحد فقط ، فإن لديهم أليلًا واحدًا فقط لأي سمة مرتبطة بـ X. لذلك ، دائمًا ما يتم التعبير عن الأليل المتنحي المرتبط بـ X في الذكور. نظرًا لأن الإناث لديها اثنين من الكروموسومات X ، فإن لديها أليلين لأي سمة مرتبطة بـ X. يمكن أن يكون للإناث كروموسوم X واحد مع جين عمى الألوان وكروموسوم X واحد مع جين طبيعي لرؤية الألوان. نظرًا لأن عمى الألوان متنحي ، فإن الجين الطبيعي السائد سيخفي الجين المتنحي لعمى الألوان. يشار إلى الإناث التي لديها أليل واحد لعمى الألوان وأليل واحد عادي باسم الناقلات. إنهم يحملون الأليل لكنهم لا يعبرون عنه. يجب أن ترث الإناث نسختين من الأليل المتنحي للتعبير عن سمة متنحية مرتبطة بـ X. وهذا يفسر سبب كون الصفات المتنحية المرتبطة بـ X أقل شيوعًا في الإناث من الذكور ولماذا يظهرون نمطًا مختلفًا للوراثة عن السمات الجسدية.

وفقًا لمربع Punnett هذا (Table ( PageIndex {1} )) ، فإن ابن امرأة تحمل سمة عمى الألوان والرجل ذو الرؤية الطبيعية لديه فرصة بنسبة 50٪ للإصابة بعمى الألوان. يوضح الشكل ( PageIndex {10} ) أصلًا بسيطًا لهذه السمة.

Table ( PageIndex {1} ): مربع Punnet لعمى الألوان
XبXب
Xب

XبX

(الناقل أنثى)

XبXب

(أنثى عادية)

ص

Xبص

(ذكر عمى الألوان)

Xبص

(ذكر عادي)

مثال آخر على سمة مندلية المتنحية المرتبطة بالكروموسوم X هو الهيموفيليا. هو اضطراب يتميز بعدم قدرة الدم على التجلط بشكل طبيعي. ملكة إنجلترا فيكتوريا ، في الصورة أدناه ، كانت حاملة للاضطراب. ورثت اثنتان من بنات الملكة فيكتوريا الخمس أليل الهيموفيليا من أمهاتهن ، وكن حاملات له. عندما تزوجا من ملوك في دول أوروبية أخرى ، قاموا بنشر الأليل في جميع أنحاء أوروبا ، بما في ذلك العائلات الملكية في إسبانيا وألمانيا وروسيا. كما ورث ابن فيكتوريا الأمير ليوبولد أليل الهيموفيليا من والدته وعانى بالفعل من المرض. لهذه الأسباب ، كان الهيموفيليا يطلق عليه شعبيا "المرض الملكي".

الميزة: جسدي البشري

هل أنت مصاب بعمى الألوان أو تعتقد أنك قد تكون كذلك؟ إذا ورثت هذا الاضطراب المتنحي المرتبط بالكروموسوم X ، فإن العالم بدون اختلافات واضحة بين ألوان معينة يبدو طبيعيًا بالنسبة لك. هذا كل ما عرفته. هذا هو السبب في أن بعض الأشخاص المصابين بعمى الألوان لا يدركون ذلك. تم وضع اختبارات بسيطة لتحديد ما إذا كان الشخص مصاب بعمى الألوان ودرجة هذا العجز البصري. مثال على مثل هذا الاختبار موضح أدناه. ماذا ترى عندما تنظر إلى هذه الدائرة؟ هل يمكنك أن تدرك بوضوح الرقم 74؟ إذا كان الأمر كذلك ، فمن المحتمل أن يكون لديك رؤية طبيعية للون الأحمر والأخضر. إذا لم تتمكن من رؤية الرقم ، فقد تكون مصابًا بعمى الألوان الأحمر والأخضر.

قد يسبب عمى الألوان عددًا من المشاكل. قد تتراوح هذه من الإحباط البسيط إلى المخاطر الصريحة. على سبيل المثال:

  • إذا كنت مصابًا بعمى الألوان ، فقد يكون من الصعب تنسيق ألوان الملابس والمفروشات. قد ينتهي بك الأمر إلى ارتداء مجموعات الألوان التي يعتقد الأشخاص ذوو الرؤية اللونية العادية أنها غريبة أو متضاربة.
  • العديد من مصابيح مؤشر LED حمراء أو خضراء. على سبيل المثال ، قد تحتوي شرائط الطاقة والأجهزة الإلكترونية على أضواء مؤشر لتوضيح ما إذا كانت مضاءة (خضراء) أو مطفأة (حمراء).
  • غالبًا ما يتم أيضًا ترميز شرائط اختبار الأس الهيدروجيني والماء العسر والمواد الكيميائية لأحواض السباحة والاختبارات الشائعة الأخرى. يتحول ورق عباد الشمس لاختبار الأس الهيدروجيني ، على سبيل المثال ، إلى اللون الأحمر في وجود حمض ، ولكن إذا كنت مصابًا بعمى الألوان ، فقد لا تتمكن من قراءة نتيجة الاختبار.
  • هل تحب شريحة لحم مطبوخة جيدا؟ إذا كنت مصابًا بعمى الألوان ، فقد لا تتمكن من معرفة ما إذا كان اللحم لا يزال غير مطهو جيدًا (أحمر) أو مشويًا تمامًا. قد لا تتمكن أيضًا من التمييز بين الفاكهة والخضروات الناضجة (الحمراء) وغير الناضجة (الخضراء) مثل الطماطم. وبعض الأطعمة ، مثل السبانخ ذات اللون الأخضر الداكن ، قد تبدو مثل الطين أكثر من كونها طعامًا وتكون غير شهية تمامًا.
  • غالبًا ما تكون خرائط الطقس مشفرة بالألوان. هل هذا المطر (الأخضر) في توقعاتك أم مزيج شتوي من المطر المتجمد والصقيع (وردي أو أحمر)؟ إذا لم تتمكن من معرفة الفرق ، فقد تخرج على الطرق عندما لا يجب عليك ذلك وتعرض نفسك للخطر.
  • قد تكون القدرة على التمييز بين إشارات المرور الحمراء والخضراء مسألة حياة أو موت. قد يكون هذا صعبًا جدًا بالنسبة لشخص مصاب بعمى الألوان الأحمر والأخضر. لهذا السبب في بعض البلدان ، لا يُسمح للأشخاص الذين يعانون من عيب الرؤية هذا بالقيادة.

من المهم أيضًا أن تكون على دراية بظروف مثل عمى الألوان لأي شخص يقوم بإنشاء محتوى عبر الإنترنت. يعد تطوير صفحات الويب التي يمكن قراءتها لجميع المستخدمين مهارة مهمة لمجموعة متنوعة من الوظائف. يمكنك استخدام أدوات عبر الإنترنت (مثل Toptal Color Blind Filter) للتأكد من أن المحتوى الذي تنشئه قابل للاستخدام من قبل جميع عملائك.

إعادة النظر

  1. تحديد الصفات الوراثية والميراث البسيط.
  2. اشرح سبب وجود أنماط وراثية مختلفة للصفات الجسدية والمرتبطة بـ X.
  3. ما هو النسب ، ولماذا هو مفيد لدراسة كيفية انتقال السمات من جيل إلى جيل؟
  4. ما هو ميدان بونيت ، وماذا يظهر؟
  5. حدد أمثلة على السمات الجسدية البشرية والسمات المرتبطة بالكروموسوم X.
  6. تخيل جينًا بشريًا افتراضيًا له أليلين ، س و ف. س المهيمن على ف وراثة هذا الجين بسيطة. أجب عن الأسئلة التالية حول هذا الجين.
    1. إذا كانت المرأة لديها التركيب الوراثي ف ف وشريكها لديه النمط الجيني ف ف، ضع قائمة بكل من الأمشاج الممكنة ونسبة الأمشاج التي ستحتوي على كل أليل.
    2. ما هي النسب المحتملة من ذريتهم ف ف, ف ف، أو ف ف?
    3. هل هذه سمة جسمية أم سمة مرتبطة بـ X؟ كيف علمت بذلك؟
    4. ما هي احتمالات أن يظهر نسلهم المسيطر س سمة؟ اشرح اجابتك.
  7. اشرح لماذا ينقل الآباء دائمًا كروموسوم X الخاص بهم إلى بناتهم.
  8. صحيحة أو خاطئة. النساء أكثر عرضة للإصابة بأمراض مرتبطة بالكروموسوم X من الرجال.
  9. صحيحة أو خاطئة. يتم التحكم في معظم سمات الجسد البشري بواسطة جين واحد يحتوي على أليلين ، على غرار نباتات البازلاء من مندل.
  10. لكل من السيناريوهات أدناه ، اختر ما إذا كنت ستستخدم مربع بونيت أو النسب. اختر فقط أفضل ما يناسب السيناريو.
    1. عرف الرجل والمرأة الأنماط الجينية وتريد أن تتنبأ بالأنماط الجينية المحتملة لنسلهما.
    2. تريد توثيق أفراد عائلتك الذين أصيبوا أو أصيبوا بسرطان الثدي.

الصفات

  1. امرأة شابة ذات غمازات من قبل أنا أشعر بالملل ، CC BY-SA 3.0 عبر ويكيميديا ​​كومنز
  2. نسب سائدة وراثية بواسطة جيروم ووكر ، CC BY-SA 3.0 عبر ويكيميديا ​​كومنز
  3. النسب المتنحية الجسدية بواسطة جيروم ووكر ، CC BY-SA 3.0 عبر ويكيميديا ​​كومنز
  4. Punnett بواسطة miguelferig مخصص CC0 عبر ويكيميديا ​​كومنز
  5. ساحة بونت بواسطة ماريانا رويز فياريال (LadyofHats) ، CC BY-NC 3.0 عبر CK-12
  6. Dihybrid Cross بواسطة CNX OpenStax ، مرخص CC BY 4.0 عبر ويكيميديا ​​كومنز
  7. ذروة الأرملة التي أنشأتها Mandeep Grewal المرخصة CC BY-SA 4.0 ، من الصور
    1. ذكر أرامل الذروة من Jmblock2 مرخص CC BY-SA 4.0 عبر ويكيميديا ​​كومنز
    2. Omer Mor بواسطة Omer Mor مرخص CC BY-SA 4.0 عبر ويكيميديا ​​كومنز
  8. Freckles بواسطة Ayo Ogunseinde ، عبر ترخيص Unsplash
  9. تم ترخيص كروموسومات X و Y بواسطة Maria Jackson و Leah Marks و Gerhard May و Joanna Wilson CC BY-NC-ND 4.0 عبر Research Gate
  10. نسب عمى الألوان بواسطة Jodi So، CC BY-NC 3.0 عبر CK-12
  11. Ishara المجال العام عبر ويكيميديا ​​كومنز
  12. نص مقتبس من Human Biology بواسطة CK-12 المرخص له CC BY-NC 3.0

الوراثة البيولوجية: المعنى ، التصنيفات ، المواصفات وقوانين Mendel & rsquos

دعونا نجري دراسة متعمقة للميراث البيولوجي. بعد قراءة هذا المقال سوف تتعرف على 1. معنى الوراثة البيولوجية 2. فئات الوراثة البيولوجية 3. مواصفات الوراثة البيولوجية 4. قوانين مندل 5. أنواع الهيمنة و 6. جين سائد وراثي.

معنى الوراثة البيولوجية:

الوراثة البيولوجية هي العملية التي من خلالها تكتسب الخلية أو الكائن النسل أو يصبح مهيئًا لخصائص الخلية أو الكائن الأصلي. من خلال الوراثة ، يمكن أن تتراكم الاختلافات التي تظهر من قبل indi & shyviduals وتتسبب في تطور الأنواع. تسمى دراسة الوراثة البيولوجية علم الوراثة.

فئات الوراثة البيولوجية:

يتكون وصف نمط الميراث البيولوجي والخجل من ثلاث فئات رئيسية:

1. عدد المواقع المعنية:

أنا. أحادي الجين (يسمى أيضًا & # 8216simple & # 8217) —موقع واحد

2. الكروموسومات ذات الصلة:

(أ) جسمية - لا تقع Loci على الكروموسوم الجنسي

(ب) Gonosomal - تقع Loci على كروموسوم جنسي

(ج) كروموسوم X- توجد Loci على كروموسوم X (الحالة الأكثر شيوعًا)

(د) كروموسوم Y- تقع Loci على الكروموسوم Y.

(ه) الميتوكوندريا - تقع Loci على الحمض النووي للميتوكوندريا

3. الارتباط الجيني النمط الظاهري:

ثانيا. متوسط ​​(ويسمى أيضًا & # 8216co-dominant & # 8217)

هذه الفئات الثلاث هي جزء من كل وصف دقيق لطريقة الميراث بالترتيب أعلاه.

مواصفات الوراثة البيولوجية:

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إضافة المزيد من المواصفات على النحو التالي:

1. التفاعلات العرضية والبيئية:

ثانيا. غير مكتمل (العدد المئوي)

السابع. ظاهرة بصمة الأم أو الأب

ثامنا. التوريث (في الجينات المتعددة وأحيانًا أيضًا في أنماط الوراثة قليلة الجينات)

2. التفاعلات المرتبطة بالجنس:

ألف - الميراث المرتبط بالجنس (الموضع التناسلي)

التعبير الظاهري للجنس المحدود (على سبيل المثال ، التشفيرية)

ج- الوراثة عبر خط الأم (في حالة وجود الحمض النووي للميتوكوندريا)

د- الوراثة عبر الخط الأبوي (في حالة موقع الكروموسومات Y)

3. Locus-locus-التفاعلات:

أ. قامة مع مواضع أخرى (على سبيل المثال. الهيمنة المفرطة)

ب. اقتران الجينات مع مواضع أخرى

ج. العوامل القاتلة متجانسة الزيجوت

يتم تحديد ووصف نمط الميراث في المقام الأول من خلال التحليل الإحصائي لبيانات النسب. في حالة معرفة المواقع المعنية ، يمكن أيضًا استخدام طرق الوراثة الجزيئية. الوراثة المندلية (أو علم الوراثة المندلية أو Mendelism) هي مجموعة من المبادئ الأساسية المتعلقة بنقل الخصائص الوراثية من الكائنات الحية الأم إلى أطفالهم.

قوانين مندل:

يتكون & # 8220Law of Segregation & # 8221 ، المعروف أيضًا باسم Mendel & # 8217s first Law ، من ثلاثة أجزاء:

1. تفسر الإصدارات البديلة من الجينات الاختلافات في الخصائص الموروثة:

هذا هو مفهوم الأليلات. الأليلات هي نسخ مختلفة من الجينات تحمل نفس الخاصية. على سبيل المثال ، كل إنسان لديه جين يتحكم في لون العين ، ولكن هناك اختلافات بين هذه الجينات وفقًا للون المحدد الذي يستخدمه الجين & # 8216codes & # 8217.

2. لكل خاصية يرث الكائن الحي أليلين ، واحد من كل والد:

هذا يعني أنه عندما يتم إنتاج الخلايا الجسدية من أليلين ، يأتي أليل واحد من الأم والآخر من الأب. قد تكون هذه الأليلات هي نفسها (كائنات صادقة التكاثر / متماثلة اللواقح ، مثل W و & # 8216rr & # 8217 في الشكل 3 أدناه) ، أو مختلفة (هجينة / متغايرة الزيجوت ، مثل & # 8216wr & # 8217 في الشكل 3 أدناه).

3. الأليلين لكل خاصية منفصلة أثناء إنتاج الأمشاج:

هذا يعني أن كل مشيج سيحتوي فقط على أليل واحد لكل جين. يسمح هذا بالجمع بين الأليلات الأم والأب في النسل ، مما يضمن التباين. غالبًا ما يُساء فهم أن الجين نفسه هو المسيطر أو المتنحي أو المسيطر أو المسيطر بشكل غير كامل. ومع ذلك ، فإن السمة أو المنتج الجيني الذي يشفره الأليل هو السائد ، إلخ.

قانون التشكيلة المستقلة:

ينص قانون التشكيلة المستقلة ، المعروف أيضًا باسم & # 8220Law of Inher & shyitance & # 8221 or Mendel & # 8217s Second Law ، على أن نمط الوراثة لخاصية واحدة لن يؤثر على نمط وراثة سمة أخرى. بينما أسفرت تجاربه مع خلط سمة واحدة دائمًا عن نسبة 3: 1 (كما هو موضح في الشكل 1 أدناه) بين الأنماط الظاهرية السائدة والمتنحية ، أظهرت تجاربه مع خلط صفتين (تهجين ثنائي الهجين) نسب 9: 3: 3: 1 (كما هو موضح في الشكل 2 أدناه).

لكن الجدول 9: 3: 3: 1 يوضح أن كل جين من الجينين موروث بشكل مستقل بنسبة 3: 1. خلص مندل إلى أن السمات المختلفة موروثة بشكل مستقل عن بعضها البعض ، بحيث لا توجد علاقة ، على سبيل المثال ، بين لون القط وطول الذيل. هذا صحيح في الواقع فقط بالنسبة للجينات غير المرتبطة ببعضها البعض.

تحدث التشكيلة المستقلة أثناء الانقسام الاختزالي I في الكائنات حقيقية النواة ، وتحديداً الطور الأول للانقسام الاختزالي ، لإنتاج مشيج بمزيج من الكروموسومات الأم والأب # 8217. جنبًا إلى جنب مع تقاطع الكروموسومات ، تساعد هذه العملية في زيادة التنوع الجيني عن طريق إنتاج تركيبات وراثية جديدة.

من بين 46 كروموسومًا في خلية بشرية ثنائية الصبغيات طبيعية ، نصفها مشتق من الأم (من بويضة الأم) والنصف الآخر مشتق من الأب (من الأب & # 8217s الحيوانات المنوية). يحدث هذا لأن التكاثر الجنسي ينطوي على اندماج اثنين من الأمشاج الفردية (البويضة والحيوانات المنوية) لإنتاج كائن حي جديد يحتوي على مجموعة كاملة من الكروموسومات.

أثناء عملية تكوين الأمشاج ، يحتاج إنتاج الأمشاج الجديدة من قبل شخص بالغ إلى خفض عدد الكروموسومات الطبيعية المكونة من 46 كروموسوم إلى النصف إلى 23 للتأكد من أن الأمشاج الأحادية الصبغية الناتجة يمكن أن تنضم إلى مشيج آخر لإنتاج كائن ثنائي الصبغيات. يُطلق على الخطأ في عدد الكروموسومات وخلل الصيغة الصبغية ، مثل تلك التي تسببها الأمشاج ثنائية الصبغيات المنضمة إلى مشيج أحادي الصيغة الصبغية ، اختلال الصيغة الصبغية.

في تشكيلة مستقلة ، يتم فرز الكروموسومات التي تنتهي بتشكيل مشيج حديثًا بشكل عشوائي من جميع التوليفات الممكنة من كروموسومات الأم والأب. نظرًا لأن الأمشاج تنتهي بمزيج عشوائي بدلاً من معرفة مسبقة & # 8220set & # 8221 من أي من الوالدين ، لذلك تعتبر الأمشاج متنوعة بشكل مستقل. على هذا النحو ، يمكن أن ينتهي الأمر بالمشيج مع أي مزيج من الكروموسومات الأبوية أو الأمومية.

أي من التوليفات الممكنة من الأمشاج المتكونة من كروموسومات الأم والأب سوف تحدث بتواتر متساوٍ. بالنسبة إلى الأمشاج البشرية ، التي تحتوي على 23 زوجًا من الكروموسومات ، فإن عدد الاحتمالات هو 2:23 أو 8388608 توليفة محتملة. عادة ما تنتهي الأمشاج بـ 23 كروموسومًا ، ولكن سيتم اختيار أصل أي واحد بشكل عشوائي من الكروموسومات الأب أو الأم. هذا يساهم في التباين الجيني للذرية.

تم العثور على سبب هذه القوانين في طبيعة نواة الخلية. يتكون من عدة كروموسومات تحمل الصفات الوراثية. في الخلية الطبيعية ، يتكون كل من هذه الكروموسومات من جزأين ، الكروماتيدات. عادة ما تحتوي الخلية التناسلية ، التي يتم إنشاؤها في الانقسام الاختزالي ، على واحد فقط من تلك الكروماتيدات من كل كروموسوم.

من خلال دمج اثنتين من هذه الخلايا (عادة ذكر وأنثى) ، تتم استعادة المجموعة الكاملة ويتم خلط الجينات. تصبح الخلية الناتجة جنينًا جديدًا. حقيقة أن هذه الحياة الجديدة بها نصف جينات كل والد (23 من الأم ، 23 من الأب لإجمالي 46) هي أحد أسباب قوانين مندلية.

السبب الثاني الأكثر أهمية هو الهيمنة المتفاوتة للجينات المختلفة ، مما يتسبب في ظهور بعض السمات بشكل غير متساوٍ بدلاً من تجاوز المتوسط ​​(حيث لا يعني المهيمن & # 8217t أن احتمال تكاثر الجينات المتنحية هو الأكثر شيوعًا أيضًا).

هناك عدة مزايا لهذه الطريقة (التكاثر الجنسي) على التكاثر دون التبادل الجيني (التكاثر اللاجنسي):

1. بدلاً من النسخ المتطابقة تقريبًا من الكائن الحي ، تتطور مجموعة واسعة من النسل ، مما يسمح بمزيد من القدرات المختلفة والاستراتيجيات التطورية.

2. عادة ما توجد بعض الأخطاء في كل نواة خلية. عادة ما يضيف نسخ الجينات المزيد منها. من خلال توزيعها بشكل عشوائي على كروموسومات مختلفة وخلط الجينات ، سيتم توزيع هذه الأخطاء بشكل غير متساو على الأطفال المختلفين. لذلك لن يعاني البعض منهم سوى عدد قليل جدًا من مثل هذه المشاكل. يساعد هذا إلى حد ما في تقليل مشاكل أخطاء النسخ.

3. يمكن أن تنتشر الجينات بشكل أسرع من جزء من السكان إلى جزء آخر. هذا مفيد على سبيل المثال إذا كان هناك & # 8217 عزل مؤقت لمجموعتين. الجينات الجديدة التي تتطور في كل مجموعة من السكان لا تنخفض إلى النصف عندما يحل أحد الجانبين محل الآخر ، فهي تختلط وتشكل مجموعة مع مزايا كلا الجانبين.

4. في بعض الأحيان ، يمكن أن يكون لطفرة (مثل فقر الدم المنجلي) آثار جانبية إيجابية (في هذه الحالة مقاومة الملاريا). يمكن للآلية الكامنة وراء قوانين مندلية أن تجعل من الممكن لبعض الأبناء أن يحملوا المزايا دون عيوب حتى تحل طفرات أخرى المشاكل.

السمة المندلية هي السمة التي يتحكم فيها موضع واحد وتُظهر نمطًا بسيطًا للوراثة من الرجال والشيديلين. في مثل هذه الحالات ، يمكن أن تسبب طفرة في جين واحد مرضًا موروثًا وفقًا لقوانين Mendel & # 8217. ومن الأمثلة على ذلك فقر الدم المنجلي ومرض تاي ساكس والتليف الكيسي و xero & shyderma pigmentosa.

يتناقض المرض الذي يتحكم فيه جين واحد مع مرض متعدد العوامل ، مثل التهاب المفاصل ، الذي يتأثر بالعديد من المواقع (والبيئة) وكذلك تلك الأمراض الموروثة بطريقة غير مندلية. الميراث المندلي في قاعدة بيانات الإنسان هو كتالوج ، من بين أمور أخرى ، الجينات التي تسبب فيها طفرات مندلية المرض.

في علم الوراثة ، تصف الهيمنة علاقة محددة بين تأثيرات الإصدارات المختلفة من الجين (الأليلات) على سمة (النمط الظاهري). الحيوانات (بما في ذلك البشر) والنباتات ثنائية الصبغة في الغالب ، مع نسختين من كل جين ، واحدة موروثة من كل والد.

إذا لم تكن النسختان متطابقتين (وليس نفس الأليل) ، فقد يختلف تأثيرهما المشترك عن تأثير وجود نسختين متطابقتين من أليل واحد. ولكن إذا كان التأثير المشترك هو نفسه تأثير وجود نسختين من أحد الأليلات ، فإننا نقول إن تأثير الأليلات # 8217 هو المسيطر على الآخر.

على سبيل المثال ، يؤدي وجود نسختين من أليل واحد من جين EYCL3 إلى تحول لون قزحية العين إلى اللون البني ، ووجود نسختين من أليل آخر يتسبب في أن تصبح قزحية العين زرقاء. لكن وجود نسخة واحدة من كل أليل يؤدي إلى قزحية بنية. وهكذا يقال إن الأليل البني هو المسيطر على الأليل الأزرق (ويقال إن الأليل الأزرق متنحي للأليل البني).

نحن نعلم الآن أنه في معظم الحالات تظهر علاقة الهيمنة عندما يكون الأليل المتنحي معيبًا. في هذه الحالات ، تنتج نسخة واحدة من الأليل الطبيعي ما يكفي من منتج الجين & # 8217s لإعطاء نفس تأثير نسختين عاديتين ، وبالتالي يوصف الأليل الطبيعي بأنه المسيطر على الأليل المعيب. هذا هو الحال بالنسبة لأليلات لون العين الموصوفة أعلاه ، حيث تتسبب نسخة وظيفية واحدة من & # 8216 براون & # 8217 أليلًا في إنتاج كمية كافية من الميلانين في القزحية بحيث تبدو العيون بنية حتى عند إقرانها مع غير الميلانين الذي ينتج & # 8216 أزرق & # 8217 أليل.

تم اكتشاف الهيمنة من قبل مندل ، الذي قدم استخدام الأحرف الكبيرة للإشارة إلى الأليلات السائدة والأحرف الصغيرة للإشارة إلى الأليلات المتنحية ، كما لا يزال شائعًا في دورات علم الوراثة التمهيدية (على سبيل المثال & # 8216Bb & # 8217 للأليلات التي تسبب عيون بنية وزرقاء). على الرغم من أن هذا الاستخدام مناسب ، إلا أنه مضلل ، لأن الهيمنة ليست خاصية لأليل يتم اعتباره منعزلاً ولكن لعلاقة بين تأثيرات أليلين. عندما يشير علماء الوراثة بشكل فضفاض إلى أليل سائد أو أليل متنحي ، فإنهم يعنون أن الأليل هو المسيطر أو المتنحي للأليل القياسي.

غالبًا ما يستخدم علماء الوراثة مصطلح الهيمنة في سياقات أخرى ، ويميزون بين الهيمنة البسيطة أو الكاملة كما هو موضح أعلاه ، والعلاقات الأخرى. عادة ما توصف العلاقات التي توصف بأنها هيمنة غير كاملة أو جزئية بشكل أكثر دقة على أنها تعطي نمطًا ظاهريًا وسيطًا أو مخلوطًا. تصف العلاقة الموصوفة بالهيمنة المشتركة العلاقة حيث يتم رؤية الأنماط الظاهرية المتميزة الناتجة عن كل أليل عند وجود كلا الأليلين.

يشار إلى الجينات باختصار بمزيج من حرف واحد أو عدة أحرف:

بالنسبة للامتحان و shyple ، في علم وراثة معطف القطط ، تلعب الأليلات Mc و mc (لـ & # 8216mackerel tabby & # 8217) دورًا بارزًا. يتم الإشارة إلى الأليلات التي تنتج سمات سائدة بأحرف كبيرة أولية تلك التي تمنح سمات متنحية مكتوبة بأحرف صغيرة.

عادةً ما يتم فصل الأليلات الموجودة في موضع ما بشرطة مائلة & # 8216 / & # 8217 في حالة & # 8216Mc & # 8217 vs & # 8216mc & # 8217 ، السمة السائدة هي & # 8216mackerel-stripe & # 8217 pattern ، و واحد متنحي هو & # 8216classic & # 8217 أو & # 8216oyster tabby & # 8217 pattern ، وبالتالي فإن قط العتابي ذو النمط الكلاسيكي سيحمل الأليلات & # 8216mc / mc & # 8217 ، في حين أن شريط الماكريل سيكون إما & # 8216Mc / mc & # 8217 أو & # 8216Mc / Mc & # 8217.

العلاقة بمفاهيم الوراثة الأخرى:

لدى البشر 23 زوجًا من الكروموسومات المتجانسة (22 زوجًا من الكروموسومات الجسدية واثنين من الكروموسومات الجنسية المتميزة ، X و Y). تشير التقديرات إلى أن الجينوم البشري يحتوي على 20000-25000 جين. كل زوج من الكروموسومات له نفس الجينات ، على الرغم من أنه من غير المحتمل عمومًا أن تكون الجينات المتماثلة من كل والد متطابقة في التسلسل.

تسمى الاختلافات المحددة الممكنة لجين واحد الأليلات:

بالنسبة لجين واحد من لون العين ، قد يكون هناك أليل عين زرقاء ، وأليل عين بني ، وأليل عين أخضر ، وما إلى ذلك. وبالتالي ، قد يرث الطفل أليل عين زرقاء من الأم وأليل عين بني من الأب. تتحكم علاقات الهيمنة بين الأليلات في السمات التي يتم التعبير عنها وما لا يتم التعبير عنها.

مثال على اضطراب جسمي سائد بشري هو مرض هنتنغتون # 8217 ، وهو اضطراب عصبي يؤدي إلى ضعف الوظيفة الحركية. ينتج عن الأليل الطافر بروتين غير طبيعي ، ويحتوي على تكرار كبير للحمض الأميني الجلوتامين ويخجله.

هذا البروتين المعيب سام للأنسجة العصبية ، مما يؤدي إلى الأعراض المميزة للمرض. وبالتالي ، تكفي نسخة واحدة لإضفاء الاضطراب. يمكن العثور على قائمة بالصفات البشرية التي تتبع نمط وراثي بسيط في علم الوراثة البشرية. يعاني البشر من العديد من الأمراض الوراثية ، غالبًا ولكن ليس دائمًا بسبب الأليلات المتنحية.

يمكن التعبير عن التركيبات الجينية الممكنة مع الهيمنة البسيطة من خلال رسم تخطيطي يسمى a & # 8216Punnett square & # 8217. يتم سرد أليلات أحد الوالدين & # 8217s عبر الجزء العلوي بينما يتم سرد الأليلات الأصل الأخرى & # 8217s أسفل الجانب الأيسر. تمثل المربعات الداخلية نسلًا محتملاً ، في نسبة احتمالها الإحصائي. في مثال على لون الزهرة ، يمثل & # 8216P & # 8217 & # 8216 أليل اللون الأرجواني المهيمن & # 8217 و & # 8216p & # 8217 & # 8216 أليل أبيض اللون ضروري & # 8217.

إذا كان كلا الوالدين أرجواني اللون وغير متجانسين (Pp) ، فإن ميدان Punnett لنسلهما سيكون:

في حالات PP و Pp ، يكون النسل أرجواني اللون بسبب P. السائد فقط في حالة pp يوجد تعبير عن النمط الظاهري المتنحى ذو اللون الأبيض. لذلك ، فإن النسبة المظهرية في هذه الحالة هي 3: 1 ، مما يعني أن نسل الجيل الثاني سيكون لونه بنفسجي ثلاث مرات من أصل أربعة ، في المتوسط. يتم رسملة الأليلات السائدة.

تشير السمة السائدة إلى السمة الجينية التي تخفي السمة المتنحية في النوع الظاهري والفرد الخجول. السمة السائدة هي النمط الظاهري الذي يظهر في كل من الأنماط الجينية متماثلة اللواقح & # 8216AA & # 8217 ومتغايرة الزيجوت & # 8216Aa & # 8217. يتم تحديد العديد من السمات من خلال أزواج من الجينات التكميلية ، كل منها موروث من والد واحد.

في كثير من الأحيان عندما يتم إقران ومقارنة هذه ، سيتم العثور على أليل واحد (السائد) لإغلاق التعليمات من الآخر بشكل فعال ، الأليل المتنحي. على سبيل المثال ، إذا كان لدى الشخص أليل واحد لفصيلة الدم A وآخر لفصيلة الدم O ، فسيكون لهذا الشخص دائمًا فصيلة الدم A. لكي يكون لدى الشخص فصيلة دم O ، يجب أن يكون كلا الأليلين O (متنحي).

عندما يكون لدى الفرد أليلين مهيمنين (AA) ، يُشار إلى الفرد باسم domi متماثل اللامع ويطلق على الفرد مع أليلين متنحيين (aa) اسم متنحي متماثل اللواقح. يشار إلى الفرد الذي يحمل أليلًا مهيمنًا وآخر متنحيًا على أنه متغاير الزيجوت. السمة المهيمنة عند كتابتها في geno & shytype تكتب دائمًا قبل الجين المتنحي في زوج متغاير الزيجوت. يتم كتابة النمط الجيني متغاير الزيجوت Aa ، وليس aA.

أنواع الهيمنة:

هيمنة بسيطة أو هيمنة كاملة:

تأمل في المثال البسيط للون الزهرة في البازلاء. الأليل السائد أرجواني والأليل المتنحي أبيض.

في فرد معين ، يقع الأليلين المطابقين لزوج الكروموسوم في أحد الأنماط الثلاثة:

ثالثا. أليل أرجواني واحد وأليل أبيض (ص)

إذا كان الأليلين متماثلين (متماثلان) ، فسيتم التعبير عن الصفة التي يمثلانها. ولكن إذا كان الفرد يحمل واحدًا من كل أليل (متغاير الزيجوت) ، فسيتم التعبير عن السائد فقط. سيتم ببساطة قمع الأليل المتنحي.

هيمنة بسيطة في النسب:

يمكن التعرف على السمات المهيمنة من خلال حقيقة أنها لا تتخطى الأجيال ، كما تفعل الصفات المتنحية. لذلك من الممكن تمامًا للوالدين اللذين لديهما أزهار أرجوانية أن يكون لديهما أزهار بيضاء بين ذريتهما ، ولكن لا يمكن أن يكون لدى اثنين من هذه النسل الأبيض نسل أرجواني (على الرغم من أنه نادرًا جدًا ، قد ينتج أحدهما عن طريق الطفرة). في هذه الحالة ، يجب أن يكون كل من الأفراد الأرجواني في الجيل الأول متغاير الزيجوت (يحمل نسخة واحدة من كل أليل).

اكتشف كارل كورينز أن الهيمنة غير المكتملة (تسمى أحيانًا الهيمنة الجزئية) هي نمط وراثي متغاير الزيجوت يخلق نمطًا ظاهريًا وسيطًا. في هذه الحالة ، يتم التعبير عن أليل واحد فقط (عادةً من النوع البري) في موضع واحد بطريقة تعتمد على الجرعة ، مما ينتج عنه نمط ظاهري وسيط.

سيؤدي تهجين نمطين ظاهريين متوسطين (متغاير الزيجوت أحادي الهجين) إلى ظهور كل من الطرز الظاهرية الأصلية والنمط الظاهري الوسيط.توجد نسبة 1: 2: 1 فينو & نوع shytype بدلاً من نسبة النمط الظاهري 3: 1 الموجودة عندما يكون أحد الأليل هو المسيطر والآخر متنحي. يسمح هذا بتشخيص النمط الجيني للكائن الحي من النمط الظاهري دون اختبارات تكاثر تستغرق وقتًا طويلاً. المثال الكلاسيكي على ذلك هو لون القرنفل.

R هو أليل الصبغة الحمراء. R & # 8217 هو الأليل لعدم وجود صبغة. وهكذا ، فإن نسل RR يصنع الكثير من الصباغ الأحمر ويظهر باللون الأحمر. لا ينتج النسل R & # 8217R & # 8217 صبغة حمراء ويظهر باللون الأبيض. كلا النسل RR & # 8217 و R & # 8217R يصنعان بعض الصبغة وبالتالي يظهران باللون الوردي.

في الهيمنة المشتركة ، لا يكون أي من النمط الظاهري متنحي. بدلاً من ذلك ، يعبر الفرد المتغاير الزيجوت عن كلا الطرز الظاهرية. مثال شائع هو نظام فصيلة الدم ABO.

يحتوي جين فصيلة الدم على ثلاثة أليلات:

أ ، ب ، وأنا. أنا تسبب النوع O وهو متنحي لكل من A و B. الأليلين A و B هما المسيطران مع بعضهما البعض. عندما يكون لدى الشخص أليل A و B ، يكون لدى الشخص فصيلة دم AB. عندما يكون لدى شخصين من فصيلة الدم AB أطفال ، يمكن أن يكون الأطفال من النوع A أو النوع B أو النوع AB.

توجد نسبة النمط الظاهري 1A: 2AB: 1B بدلاً من نسبة النمط الظاهري 3: 1 الموجودة عندما يكون أحد الأليل هو المسيطر والآخر متنحي. هذه هي نفس نسبة النمط الظاهري الموجودة في حصائر اثنين من الكائنات الحية غير المتجانسة للأليلات السائدة غير الكاملة. السابق. ساحة Punnett للأب مع A و i ، وأم مع B و i-

بعض طفرات اكتساب الوظيفة هي السائدة وتسمى & # 8216 الطفرات السلبية المهيمنة & # 8217 أو الطفرات المضادة للتشكل. عادة ، تحدث طفرة سلبية سائدة عندما يؤثر إعلان المنتج الجيني بشكل عكسي على منتج الجين الطبيعي من النوع البري داخل نفس الخلية. يحدث هذا عادةً إذا كان المنتج لا يزال قادرًا على التفاعل مع نفس العناصر مثل المنتج من النوع البري ، ولكنه يمنع بعض جوانب وظيفته. قد تكون هذه البروتينات مثبطات تنافسية لوظائف البروتين الطبيعية.

1. طفرة في عامل النسخ الذي يزيل مجال التنشيط ، لكنه لا يزال يحتوي على مجال ربط الحمض النووي. يمكن لهذا المنتج بعد ذلك منع عامل النسخ من النوع البري من تقييد موقع الحمض النووي وإخفائه مما يؤدي إلى انخفاض مستويات تنشيط الجينات.

2. بروتين وظيفي كالثنائي. إن الطفرة التي تزيل المجال الوظيفي ، ولكنها تحتفظ بمجال dimerization من شأنها أن تسبب النمط الظاهري السلبي السائد ، لأن بعض أجزاء من ثنائيات البروتين قد تفقد أحد المجالات الوظيفية.

جين سائد وراثي:

مخطط النسب الصبغي الجسدي السائد:

الجين الصبغي الجسدي السائد هو الجين الذي يحدث على كروموسوم جسمي (غير محدد الجنس). نظرًا لأنه مهيمن ، سيتم التعبير عن النمط الظاهري الذي يعطيه حتى لو كان الجين متغاير الزيجوت. هذا يتناقض مع الجينات المتنحية ، والتي يجب أن تكون متماثلة اللواقح للتعبير عنها.

تبلغ احتمالية توريث اضطراب صبغي جسدي سائد 50٪ إذا كان أحد الوالدين متغاير الزيجوت بالنسبة للجين الطافر والآخر متماثل الزيجوت بالنسبة للجين الطبيعي أو & # 8216wild-type & # 8217. وذلك لأن النسل سيرث دائمًا جينًا طبيعيًا من الوالد الذي يحمل جينات من النوع البري ، وستكون لديه فرصة بنسبة 50٪ في وراثة الجين الطافر من الوالد الآخر.

إذا كان الجين الطافر موروثًا ، فسيكون النسل متغاير الزيجوت بالنسبة للجين الطافر ، وسيعاني من الاضطراب. إذا كان الوالد المصاب بالاضطراب متماثل اللواقح بالنسبة للجين ، فإن النسل الناتج من التزاوج مع والد غير مصاب سيظل دائمًا مصابًا بهذا الاضطراب.

يشير مصطلح الانتقال العمودي إلى مفهوم أن الاضطرابات الصبغية السائدة موروثة عبر الأجيال. هذا واضح عند فحص مخطط النسب لعائلة ما لسمة معينة. نظرًا لأن الذكور والإناث يتأثرون بشكل متساوٍ ، فمن المحتمل بشكل متساوٍ أن يكونوا قد أثروا على الأطفال. على الرغم من أن الجين المتحور يجب أن يكون موجودًا في الأجيال المتعاقبة التي يوجد فيها أكثر من نسل واحد أو اثنين ، فقد يبدو أنه يتم تخطي جيل إذا كان هناك انخفاض في الاختراق.

الاضطرابات الصبغية السائدة:

2. نقص مضادات الثرومبين

3. مرض الكلى المتعدد الكيسات السائد ، ADPKD (بداية البالغين)

4. طفرات BRCA1 و BRCA2 (متلازمة سرطان الثدي الوراثي)

6. متلازمة شاركو ماري توث

10. ارتفاع الكولسترول العائلي

11. داء البوليبات الغدي العائلي

12. الحثل العضلي الوجهي العضدي

13. الأرق العائلي القاتل

14. Fibrodysplasia ossificans progressiva

15. توسع الشعيرات النزفي الوراثي (متلازمة أوسلر ويبر ريندو)

16. كثرة الكريات الحمر الوراثي

18. اعتلال عضلة القلب الضخامي

19. متلازمة كابوكي (محتمل)

21. ارتفاع الحرارة الخبيث

22. خلل تعظم الفك السفلي

25. أورام الغدد الصماء المتعددة

28. تكوّن العظم غير كامل

يشير المصطلح & # 8216 أليل ضروري & # 8217 إلى أليل يسبب نمطًا ظاهريًا (خاصية مرئية أو قابلة للاكتشاف) لا يُرى إلا في الأنماط الجينية متماثلة اللواقح (الكائنات الحية التي لها نسختان من نفس الأليل) وليس أبدًا في الأنماط الجينية متغايرة الزيجوت.

يحتوي كل كائن حي ثنائي الصبغة ، بما في ذلك البشر ، على نسختين من كل جين على الكروموسومات الجسمية ، واحدة من الأم والأخرى من الأب. سيتم دائمًا التعبير عن الأليل السائد للجين بينما سيتم التعبير عن الأليل المتنحي للجين فقط إذا كان الكائن الحي له شكلين متنحيين. وبالتالي ، إذا كان كلا الوالدين يحملان سمة متنحية ، فهناك فرصة بنسبة 25٪ مع كل طفل لإظهار الصفة المتنحية.

المصطلح & # 8216 أليل ضروري & # 8217 جزء من قوانين الميراث المندلية التي صاغها جريجور مندل. تتضمن أمثلة الصفات المتنحية في تجارب نبات البازلاء الشهيرة مندل & # 8217 لون وشكل قرون البذور وارتفاع النبات.

أليل وراثي متنحي:

الصبغيات الجسدية المتنحية هي نمط وراثة الصفات الجينية الموجودة على الجسيمات الذاتية (أزواج الكروموسومات غير الجنسية المحددة - 22 في البشر).

في معارضة السمة الصبغية السائدة ، تصبح السمة المتنحية ظاهرة فقط عند وجود أليلين متشابهين من الجين. بمعنى آخر ، الموضوع متماثل الزيجوت بالنسبة للسمة.

يمكن حساب تردد الحالة الحاملة بواسطة صيغة هاردي-واينبرغ:

p 2 + 2pq + q 2 = 1 (p هو تردد زوج واحد من الأليلات ، و q = 1 - p هو تردد زوج الأليلات الآخر).

تحدث الاضطرابات الوراثية المتنحية عندما يكون كلا الوالدين حاملين للجنين ويساهم كل منهما بأليل في الجنين ، مما يعني أن هذه ليست جينات سائدة. نظرًا لأن كلا الوالدين غير متجانسين للاضطراب ، فإن فرصة هبوط اثنين من الأليلات المرضية في أحد نسلهما هي 25 ٪ (في الصفات الجسدية السائدة هذا أعلى).

50٪ من الأطفال (أو 2/3 من الباقين) حاملون. عندما يكون أحد الوالدين متماثل الزيجوت ، فإن السمة ستظهر فقط في نسله إذا كان الوالد الآخر هو أيضًا ناقل. في هذه الحالة ، فإن فرصة الإصابة بالمرض في النسل هي 50٪.

تسمية العطلة:

من الناحية الفنية ، فإن مصطلح & # 8216 الجين الضروري & # 8217 غير دقيق لأنه ليس الجين المتنحي ولكن النمط الظاهري (أو السمة). وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن مفاهيم التراجع والهيمنة قد تم تطويرها قبل الفهم الجزيئي للحمض النووي وقبل تطوير البيولوجيا الجزيئية ، وبالتالي فإن تعيين العديد من المفاهيم الأحدث إلى & # 8216 مهيمن & # 8217 أو & # 8216 ضروري & # 8217 هو محتمل وخجول.

العديد من السمات التي كان يُعتقد سابقًا أنها متنحية لها أشكال خفيفة أو تشوهات كيميائية حيوية تنشأ من وجود نسخة واحدة من الأليل. يشير هذا إلى أن النمط الظاهري السائد يعتمد على وجود أليلين مهيمنين ، وأن وجود أليل مهيمن وآخر متنحي يخلق بعض المزج بين كل من الصفات السائدة والمتنحية.

أجرى مندل العديد من التجارب على نبات البازلاء (Visum sativum) أثناء البحث عن السمات ، التي تم اختيارها بسبب تنوع الخصائص البسيط والمنخفض ، فضلاً عن قصر فترة الإنبات. لقد جرب اللون (& # 8216green & # 8217 مقابل & # 8216yellow & # 8217) ، والحجم (& # 8216 Short & # 8217 مقابل & # 8216tall & # 8217) ، وقوام البازلاء (& # 8216 smooth & # 8217 vs. & # 8216 wrinkled & # 8217 )، واشياء أخرى عديدة. لحسن الحظ ، أظهرت الخصائص التي أظهرتها هذه النباتات بوضوح دومًا وشكلًا متنحيًا. هذا ليس صحيحا بالنسبة للعديد من الكائنات الحية.

على سبيل المثال ، عند اختبار لون نباتات البازلاء ، اختار نباتين أصفر ، حيث كان اللون الأصفر أكثر شيوعًا من الأخضر. فتزاوجهم وفحص النسل. استمر في التزاوج فقط مع تلك التي ظهرت باللون الأصفر ، وفي النهاية ، توقف إنتاج الأخضر. قام أيضًا بتزاوج الأخضر معًا وقرر أنه تم إنتاج الأخضر فقط.

حدد مندل أن هذا يرجع إلى أن اللون الأخضر كان سمة متنحية ظهرت فقط عندما لم يكن اللون الأصفر ، السمة السائدة ، موجودًا. أيضًا ، قرر أن السمة السائدة سيتم عرضها سواء كانت السمة المتنحية موجودة أم لا.

الاضطرابات الجسدية المتنحية:

تشير الهيمنة / الانحسار إلى النمط الظاهري ، وليس النمط الجيني. مثال خجول لإثبات النقطة هو فقر الدم المنجلي. ينتج النمط الجيني للخلايا المنجلية عن تغيير زوج قاعدي واحد في جين بيتا غلوبين ، والطبيعي هو GAG (glu) والمنجل هو GTG (val).

هناك العديد من الأنماط الظاهرية المرتبطة بالنمط الجيني المنجلي:

1. فقر الدم (سمة متنحية)

2. منجل خلايا الدم (غالب)

3 - التنقل الكهربي المعدّل لبيتا غلوبين (غلبة مشتركة)

4 - مقاومة الملاريا (السائدة)

يوضح هذا المثال أنه يمكن للمرء أن يشير فقط إلى الهيمنة / الانحسار فيما يتعلق بالأنماط الظاهرية الفردية.

اضطرابات متنحية أخرى:

2. نقص ألفا 1 أنتيتريبسين

3. جسمية متنحية متعددة الكيسات الكلى

5. بعض أشكال الضمور العضلي النخاعي

6. مرض الورم الحبيبي المزمن

7. تضخم الغدة الكظرية الخلقي

9. شمع الأذن الجاف (المعروف أيضًا باسم & # 8216rice-bran & # 8217)

11. مرض حمى البحر الأبيض المتوسط ​​العائلي - ARPKD (ظهور الطفل)

15. GluC0SC-6-ph0 سفات نازعة الهيدروجين

16. أمراض تخزين الجليكوجين

17. أنواع الاصطباغ الدموي 1-3

آليات الهيمنة:

العديد من الجينات ترمز للإنزيمات. ضع في اعتبارك الحالة التي يكون فيها شخص ما هو و shymozygous لبعض السمات. كلا الأليلين يرمزان لنفس الإنزيم الذي يسبب سمة. قد تكون كمية صغيرة فقط من هذا الإنزيم ضرورية لنمط ظاهري معين.

وبالتالي فإن الفرد لديه فائض من الإنزيم الضروري. & # 8217s نسمي هذه الحالة & # 8216normal & # 8217. الأفراد الذين ليس لديهم أي نسخ وظيفية لا يمكنهم إنتاج الإنزيم على الإطلاق ، ويعكس نمطهم الظاهري ذلك. ضع في اعتبارك فردًا متغاير الزيجوت. نظرًا لأن هناك حاجة إلى كمية صغيرة فقط من الإنزيم الطبيعي ، فلا يزال هناك ما يكفي من الإنزيم لإظهار النمط الظاهري. هذا هو سبب سيطرة بعض الأليلات على البعض الآخر.

في حالة الهيمنة غير الكاملة ، لا ينتج الأليل الوحيد السائد ما يكفي من الإنزيمات ، لذلك تظهر الزيجوتات المتغايرة بعض النمط الظاهري المختلف. على سبيل المثال ، يتم توريث لون الفاكهة في الباذنجان بهذه الطريقة.

ينتج اللون الأرجواني عن نسختين وظيفيتين من الإنزيم ، مع اللون الأبيض الناتج عن نسختين غير وظيفيتين. مع نسخة وظيفية واحدة فقط ، لا توجد صبغة أرجوانية كافية ، ولون الثمرة ظل أفتح يسمى البنفسجي.

يمكن أن تكون بعض الأليلات غير الطبيعية هي السائدة. تتنوع آليات ذلك ، ولكن أحد الأمثلة البسيطة هو عندما يتكون الإنزيم الوظيفي E من عدة وحدات فرعية حيث يتكون كل Ei من عدة أليلات Ei = ailai2 ، مما يجعلها إما وظيفية أو غير وظيفية وفقًا لأحد المخططات الموضحة أعلاه.

على سبيل المثال ، يمكن للمرء أن يكون لديه قاعدة مفادها أنه إذا كانت أي من الوحدات الفرعية Ei غير وظيفية ، فإن الإنزيم E بأكمله لا يعمل بمعنى أن النمط الظاهري لا يتم عرضه. في حالة وحدة فرعية واحدة تقول El هو El = F حيث F لديها أليل وظيفي وغير وظيفي (فرد متغاير الزيجوت) (F = a1A1) ، يمكن أن يكون تركيز الإنزيم الوظيفي المحدد بواسطة E 50 ٪ من الطبيعي. إذا كان الإنزيم يحتوي على وحدتين فرعيتين متطابقتين (يكون تركيز الإنزيم الوظيفي 25٪ من الطبيعي).

بالنسبة لأربع وحدات فرعية ، يكون تركيز الإنزيم الوظيفي حوالي 6٪ من الطبيعي (التحجيم أبطأ تقريبًا من 1 / 2c حيث c هو عدد نسخ الأليل 1/24 حوالي 51٪). قد لا يكون هذا كافيًا لإنتاج النمط الظاهري من النوع البري. هناك آليات أخرى للطفرات المهيمنة.

الجينات المحدودة الجنس هي الجينات الموجودة في كلا الجنسين من الأنواع التي تتكاثر جنسيًا ولكنها تعمل في جنس واحد فقط. بعبارة أخرى ، تسبب الجينات المحدودة الجنس إظهار الجنسين لصفات أو أنماط ظاهرية مختلفة. من الأمثلة على الجينات المحدودة الجنس الجينات التي توجه ذكور الفقمة إلى النمو والقتال ، وفي نفس الوقت تطلب من أنثى الفقمة أن تكبر وتتجنب المعارك. هذه الجينات مسؤولة عن إزدواج الشكل الجنسي.


8.4: الوراثة البسيطة - علم الأحياء

الوراثة هي عندما تنتقل سمات معينة من الوالدين إلى الأبناء. السمات هي خصائص مثل لون العين والطول والقدرة الرياضية. يتم تمرير الوراثة من خلال الجينات في جزيء الحمض النووي. في علم الأحياء تسمى دراسة الوراثة علم الوراثة.

يعتبر العالم جريجور مندل (1822 - 1884) والد علم الوراثة. وجد من خلال التجريب أن سمات معينة موروثة باتباع أنماط محددة.

درس جريجور الميراث من خلال تجربة البازلاء في حديقته. تعمل البازلاء كموضوع اختبار ممتاز حيث يمكنها التلقيح الذاتي والتخصيب المتبادل ولديها العديد من السمات التي لها شكلين فقط. مكن هذا مندل من التحكم بسهولة في تجاربه وقلل من احتمالية النتائج إلى شيء يمكنه تسجيله وإدارته.

درس جريجور سبع سمات لنبات البازلاء: لون البذرة وشكل البذرة وموضع الزهرة ولون الزهرة وشكل القرنة ولون القرنة وطول الساق. كانت هناك ثلاث خطوات رئيسية لتجارب مندل:

1. أنتج أولاً جيلاً أبويًا من نباتات صادقة التكاثر. لقد صنعها عن طريق تخصيب النباتات ذاتيًا حتى علم أنها تتكاثر وفقًا للصفات السبع. على سبيل المثال ، كانت النباتات المزهرة الأرجوانية تنتج دائمًا بذورًا تصنع زهورًا أرجوانية. أطلق على هذه النباتات اسم جيل P (للآباء).
2. بعد ذلك ، أنتج جيلًا ثانيًا من النباتات (F1) عن طريق تربية نباتين مختلفين من نبات الفسفور حقيقي التكاثر.
3. قام بعد ذلك بإنتاج جيل ثالث من النباتات (F2) عن طريق التلقيح الذاتي لنبتين من الجيل F1 لهما نفس الصفات.

وجد مندل بعض النتائج المذهلة من تجاربه.

وجد مندل أن جيل F1 أنتج جميعًا نفس الصفة. على الرغم من أن الوالدين لهما سمات مختلفة ، إلا أن النسل كان له دائمًا نفس الصفة. على سبيل المثال ، إذا قام بتربية نبات P مع زهرة أرجوانية مع نبات P مع زهرة بيضاء ، فإن كل نباتات النسل (F1) سيكون لها أزهار أرجوانية. هذا لأن الزهرة الأرجوانية هي السمة الغالبة.

يمكن عرض هذه النتائج في رسم تخطيطي يسمى مربع Punnett. يظهر الجين المسيطر بحرف كبير والجين المتنحي بحرف صغير. هنا اللون الأرجواني هو الجين السائد الموضح بالحرف "P" والأبيض هو الجين المتنحي الموضح بالحرف "w".

يمكنك الانتقال إلى هذه الصفحة لمعرفة المزيد حول أنماط الوراثة ومربعات Punnett.

في الجيل الثاني وجد أن 75٪ من الأزهار أرجوانية و 25٪ بيضاء. على الرغم من أن كلا الوالدين كان لديهما زهور أرجوانية ، فإن 25 ٪ من النسل كان لديهم أزهار بيضاء. تبين أن هذا يرجع إلى وجود جين متنحي أو سمة موجودة في كلا الوالدين.

هذا هو مربع بونت الذي يوضح أن 25٪ من النسل لديهم جينات "w" مما تسبب في حصولهم على أزهار بيضاء:

متماثل الزيجوت ومتغاير الزيجوت

عندما يكون اثنان من الجينات متماثلين (كما هو الحال مع "PP" أو "ww" أعلاه) يُطلق عليهم اسم متماثل الزيجوت. عندما يكونون مختلفين (مثل "Pw") يطلق عليهم اسم متغاير الزيجوت.


الإنتاجية: 3 أنواع رئيسية من الإنتاجية | النظام البيئي | مادة الاحياء

معدل إنتاج الكتلة الحيوية أو كمية الطاقة الغذائية التي يتم إنتاجها أو الحصول عليها أو تخزينها بمستوى غذائي معين لكل وحدة مساحة في وحدة زمنية تسمى الإنتاجية. يمكن تعريفها أيضًا على أنها الطاقة المتراكمة في النباتات عن طريق التمثيل الضوئي. وحدة الإنتاجية جم / م 2 / سنة أو كيلو كالوري / م 2 / سنة.

وفقًا لـ Odum ، هناك ثلاثة أنواع من الإنتاجية - الإنتاجية الأولية والإنتاجية الثانوية وإنتاجية المجتمع.

اكتب رقم 1. الإنتاجية الأولية:

الإنتاجية الأولية هي الإنتاجية على مستوى المنتج. يمكن أن يطلق عليه كمية المواد العضوية التي تنتجها النباتات من الطاقة الشمسية في منطقة معينة خلال فترة زمنية معينة. يتم تحويل ما يقرب من 1-5٪ من الطاقة الشمسية التي تسقط على النبات إلى مادة عضوية.

الإنتاجية الأولية من نوعين:

أنا. الإنتاجية الأولية الإجمالية (GPP):

يشير هذا إلى إجمالي كمية المواد العضوية المنتجة. وهذا يشمل أيضًا ما يستخدمه المنتج في التنفس. يمكن أيضًا تعريف هذا على أنه إجمالي الطاقة التي يلتقطها كائن التمثيل الضوئي. سيعتمد هذا على قدرة التمثيل الضوئي للمنتج والعوامل البيئية والخجولة. متوسط ​​صافي الإنتاج الأولي مرتفع في الغابات الاستوائية المطيرة بينما هو الأدنى في الصحاري.

ثانيا. صافي الإنتاجية الأولية (NPP):

تشير هذه الإنتاجية إلى إجمالي الإنتاج مطروحًا منه الخسارة عن طريق التنفس والتحلل. وهذا ما يسمى أيضًا بالتمثيل الضوئي الظاهري أو الاستيعاب الصافي.

يمكن تعريفه أيضًا على أنه توازن الطاقة أو الكتلة الحيوية المتبقية بعد تلبية تكلفة تنفس المنتجين. إنها صافي الطاقة المخزنة في النباتات الخضراء. هذا هو التراكم الصافي للكتلة الحيوية التي تعمل كغذاء للحيوانات العاشبة والمحللات. يقال إن NPP هو مقياس لكمية المادة العضوية المنتجة في مجتمع ما في وقت معين متاح للكائنات غيرية التغذية.

النوع رقم 2. الإنتاجية الثانوية:

يشير هذا إلى الإنتاجية على مستوى المستهلك. تعكس الإنتاجية الثانوية فقط استخدام الغذاء لإنتاج الكتلة الحيوية الاستهلاكية. يمكن الإشارة إليه على أنه المعدل الصافي للزيادة في الكتلة الحيوية للكائنات غيرية التغذية. تعمل الإنتاجية الثانوية كغذاء للمستوى الغذائي التالي (الشكل 3).

اكتب رقم 3. إنتاجية المجتمع:

هذا هو معدل التوليف الصافي للمادة العضوية من قبل المجتمع لكل وحدة زمنية ومساحة.

تدفق الطاقة في النظام البيئي:

تتمثل الوظيفة الرئيسية للنظام البيئي في نقل الطاقة من مستوى إلى مستوى آخر. يعتمد تدفق الطاقة على قانونين للديناميكا الحرارية. ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية على أنه لا يمكن إنشاء أو تدمير الطاقة. ومع ذلك ، يمكن تحويلها من شكل إلى آخر.

على سبيل المثال ، تتحول الطاقة الشمسية إلى طاقة من الطعام والحرارة. ينص القانون الثاني للديناميكا الحرارية على أنه أثناء هذا التحول ، يتم دائمًا فقد قدر من الطاقة على شكل حرارة. على سبيل المثال ، عندما يتم نقل الطاقة في شكل طعام من كائن حي إلى آخر ، يتم فقد بعض الطاقة في كل خطوة.

الشمس هي المصدر الوحيد للطاقة لجميع الكائنات الحية. يمكن تقسيم ضوء الشمس إلى ثلاث فئات ؛ # 8211 ضوء الأشعة فوق البنفسجية الذي ينعكس مرة أخرى بواسطة الأوزون ، وضوء الأشعة تحت الحمراء الذي يساعد في التسخين والضوء المرئي والذي يسمى أيضًا بالإشعاع النشط للصور الاصطناعية (PAR). من الإشعاع الشمسي الساقط ، ينعكس 30٪ منه للخلف ، ويمتص 20٪ في الغلاف الجوي و 50٪ ضوء مرئي.

من بين 50٪ من الضوء المرئي ، يتم استخدام 2-10٪ فقط من أجل التمثيل الضوئي لإجمالي الإنتاجية الأولية. تتبدد نسبة 40-48٪ المتبقية على الأرض على شكل حرارة. تستخدم النباتات بعض الطاقة وما يتبقى هو صافي الإنتاجية الأولية التي تبلغ 0.8-4٪ فقط من الإشعاع الشمسي الساقط.

من العوامل المذكورة أعلاه يتضح أن الطاقة تتدفق في اتجاه واحد ، وتستمر في التناقص عند كل مستوى.

تمثل المستويات الغذائية مستويات التغذية. يتم إجراء المستويات الغذائية على أساس الخطوات الموجودة في السلسلة الغذائية. عادة ما يكون هناك حوالي 4-5 مستويات غذائية في السلسلة الغذائية وتتدفق الطاقة في اتجاه واحد فقط في هذه السلاسل الغذائية.

يحتل المنتجون المستوى الغذائي الأول ، وهم أصحاب التغذية الذاتية. لديهم القدرة على استخدام الطاقة الشمسية. المستوى الثاني يحتله المستهلكون الأساسيون وهم العواشب. المستهلكون الثانويون هم من آكلات اللحوم والحيوانات آكلة اللحوم ويحتلون المستوى الغذائي الثالث. المستوى الغذائي الرابع مخصص للمستهلكين من الدرجة الثالثة وهم من آكلات اللحوم الكبيرة. (الشكل 5)


محتويات

الأصول تحرير

تم اقتراح وراثة الخصائص المكتسبة في العصور القديمة ، وظلت فكرة حالية لعدة قرون. كتب مؤرخ العلوم كونواي زيركل في عام 1935 ما يلي: [3]

لم يكن لامارك عالم الأحياء الأول أو الأكثر تميزًا الذي يؤمن بوراثة الشخصيات المكتسبة. لقد أيد مجرد اعتقاد تم قبوله بشكل عام لمدة 2200 عام على الأقل قبل وقته واستخدمه لشرح كيف يمكن أن يحدث التطور. تم قبول ميراث الشخصيات المكتسبة سابقًا من قبل أبقراط وأرسطو وجالينوس وروجر بيكون وجيروم كاردان وليفينوس ليمنيوس وجون راي ومايكل أدانسون وجو. المقلية. بلومنباخ وإيراسموس داروين من بين آخرين. [3]

أشار زيركل إلى أن أبقراط وصف التكاثر الشامل ، وهي النظرية القائلة بأن ما ورث مستمد من جسد الوالد بالكامل ، بينما اعتقد أرسطو أنه مستحيل ، لكن على الرغم من ذلك ، وافق أرسطو ضمنيًا على وراثة الخصائص المكتسبة ، مع إعطاء مثال وراثة ندبة أو عمى ، مع ملاحظة أن الأطفال لا يشبهون والديهم دائمًا. سجل زيركل أن بليني الأكبر كان يفكر بنفس الطريقة. أشار زيركل أيضًا إلى أن القصص التي تتضمن فكرة وراثة الخصائص المكتسبة تظهر عدة مرات في الأساطير القديمة والكتاب المقدس ، واستمرت حتى روديارد كيبلينج فقط حتى القصص. [4] إيراسموس داروين Zoonomia (ج. 1795) اقترح أن الحيوانات ذوات الدم الحار تتطور من "خيوط حية واحدة. مع قوة اكتساب أجزاء جديدة" استجابة للمنبهات ، مع كل جولة من "التحسينات" موروثة من الأجيال المتعاقبة. [5]

تحرير داروين pangenesis

تشارلز داروين حول أصل الأنواع اقترح الانتقاء الطبيعي كآلية رئيسية لتطوير الأنواع ، لكنه لم يستبعد أحد أشكال اللاماركية كآلية تكميلية. [6] دعا داروين هذا التكوّن ، وشرحها في الفصل الأخير من كتابه تنوع الحيوانات والنباتات تحت التدجين (1868) ، بعد وصف العديد من الأمثلة لإثبات ما اعتبره وراثة للخصائص المكتسبة. استند التكاثر ، الذي أكد على أنه فرضية ، على فكرة أن الخلايا الجسدية ، استجابة للتحفيز البيئي (الاستخدام والإهمال) ، تتخلص من `` الأحجار الكريمة '' أو `` البانجين '' التي تنتقل حول الجسم ، ولكن ليس بالضرورة في الجسم. تيار الدم. كانت هذه البانجينات عبارة عن جسيمات مجهرية من المفترض أنها تحتوي على معلومات حول خصائص الخلية الأم ، وكان داروين يعتقد أنها تراكمت في النهاية في الخلايا الجرثومية حيث يمكن أن تنقل إلى الجيل التالي الخصائص المكتسبة حديثًا للوالدين. [7] [8]

أجرى ابن عم داروين ، فرانسيس جالتون ، تجارب على الأرانب ، بالتعاون مع داروين ، حيث نقل دم مجموعة متنوعة من الأرانب إلى نوع آخر متوقعا أن يظهر نسله بعض خصائص الأول. لم يفعلوا ذلك ، وأعلن غالتون أنه دحض فرضية داروين حول التخلق ، لكن داروين اعترض ، في رسالة إلى المجلة العلمية. طبيعة سجية، أنه لم يفعل شيئًا من هذا القبيل ، لأنه لم يذكر الدم في كتاباته. وأشار إلى أنه اعتبر أن التكوّن يحدث في الأوالي والنباتات التي ليس لها دم ، وكذلك في الحيوانات. [9]

تحرير إطار لامارك التطوري

بين عامي 1800 و 1830 ، اقترح لامارك إطارًا نظريًا منهجيًا لفهم التطور. رأى التطور على أنه يتكون من أربعة قوانين: [10] [11]

  1. "الحياة بقوتها تميل إلى زيادة حجم جميع الأعضاء التي تمتلك قوة الحياة ، وقوة الحياة تمد أبعاد تلك الأجزاء إلى الحد الذي تجلبه تلك الأجزاء إلى نفسها"
  2. "إن إنتاج عضو جديد في جسم الحيوان ، ناتج عن مطلب جديد ينشأ. ويستمر في الظهور ، وحركة جديدة يولدها هذا المطلب ، وصيانته / صيانته"
  3. "إن تطور الأعضاء وقدرتها هما نتيجة دائمة لاستخدام تلك الأعضاء".
  4. "كل ما تم اكتسابه أو تتبعه أو تغييره ، في فسيولوجيا الأفراد ، خلال حياتهم ، يتم حفظه من خلال التكوين والتكاثر ونقله إلى أفراد جدد مرتبطين بأولئك الذين خضعوا لهذه التغييرات."

مناقشة لامارك للوراثة تحرير

في عام 1830 ، بصرف النظر عن إطاره التطوري ، ذكر لامارك بإيجاز فكرتين تقليديتين في مناقشته للوراثة ، والتي كانت تعتبر في أيامه صحيحة بشكل عام. الأول كان فكرة الاستخدام مقابل الإهمال الذي وضع نظريته أن الأفراد يفقدون خصائص لا يحتاجونها ، أو يستخدمونها ، ويطورون خصائص مفيدة. والثاني هو القول بأن السمات المكتسبة قابلة للتوريث. وقدم كتوضيح متخيل فكرة أنه عندما تمد الزرافات أعناقها لتصل إلى أوراق عالية في الأشجار ، فإنها ستقوي أعناقها وتطيلها تدريجيًا. عندئذ يكون لهذه الزرافات ذرية ذات رقبة أطول قليلاً. وبنفس الطريقة ، كما قال ، فإن الحداد ، من خلال عمله ، يقوي عضلات ذراعيه ، وبالتالي يكون لأبنائه نمو عضلي مماثل عندما ينضجون. ذكر لامارك القانونين التاليين: [12]

  1. Première Loi: Dans tout animal qui n 'a point dépassé le terme de ses développemens، l' emploi plus fréquent et soutenu d 'un organe quelconque، fortifie peu à peu cet organe، le développe، l' agrandit، etu lui donne une une pissance نسبة الاستخدام المستمر للاستخدام عبر الهاتف ، عدم الإدراك الذاتي ، عدم الإدراك ، تقليل التقدم في الكليات ، والنهائية على أساس عدم المساواة.[12]
  2. Deuxième Loi: Tout ce que la nature a fait actre ou perdre aux individus par l 'effect des circonstances où leur race se trouble depuis long temps exposée، et، par conséquent، par l' effect de l 'emploi prédominant de tel organe، على قدم المساواة مع الاستخدام المستمر للاستخدام من جانب واحد ، الحفاظ على المساواة بين الجنسين في المستقبل القريب ، من خلال الحصول على مجتمعات متكافئة من الجنسين ، ومنتج من الأفراد الجدد.[12]
  1. القانون الأول [الاستخدام والإلغاء]: في كل حيوان لم يتجاوز حدود نموه ، فإن الاستخدام المتكرر والمستمر لأي عضو يقوي هذا العضو ويطوره ويوسع تدريجياً ، ويمنحه قوة تتناسب مع طول الوقت لقد تم استخدامه على هذا النحو بينما يؤدي الإهمال الدائم لأي عضو إلى إضعافه وتدهوره بشكل غير محسوس ، ويقلل تدريجياً من قدرته الوظيفية ، حتى يختفي في النهاية.
  2. القانون الثاني [الميراث الناعم]: جميع المكاسب أو الخسائر التي تحدثها الطبيعة على الأفراد ، من خلال تأثير البيئة التي وُضع فيها عرقهم منذ فترة طويلة ، وبالتالي من خلال تأثير الاستخدام السائد أو الإهمال الدائم لأي عضو. يتم الحفاظ عليها عن طريق التكاثر للأفراد الجدد الذي يظهر ، بشرط أن تكون التعديلات المكتسبة مشتركة بين الجنسين ، أو على الأقل للأفراد الذين ينتجون الصغار. [13]

من حيث الجوهر ، يؤدي التغيير في البيئة إلى إحداث تغيير في "الاحتياجات" (يتألق) ، مما يؤدي إلى تغيير في السلوك ، مما يؤدي إلى تغيير في استخدام الأعضاء وتطورها ، وإحداث تغيير في الشكل بمرور الوقت - وبالتالي التحول التدريجي للأنواع. أشار علماء الأحياء التطورية ومؤرخو العلوم كونواي زيركل ومايكل جيزلين وستيفن جاي جولد إلى أن هذه الأفكار لم تكن أصلية بالنسبة إلى لامارك. [3] [1] [14]

تجربة وايزمان تحرير

أكدت نظرية البلازما الجرثومية لأوغست وايزمان أن خلايا السلالة الجرثومية في الغدد التناسلية تحتوي على معلومات تنتقل من جيل إلى آخر ، غير متأثرة بالخبرة ، ومستقلة عن الخلايا الجسدية (الجسم). وهذا يعني ضمناً ما أصبح يُعرف باسم حاجز وايزمان ، لأنه سيجعل وراثة لامارك من التغييرات في الجسم صعبة أو مستحيلة. [15]

أجرى وايزمان تجربة إزالة ذيول 68 فأرًا أبيض ، وتلك الخاصة بنسلها على مدى خمسة أجيال ، وذكر أنه لم يولد أي فئران نتيجة لذلك بدون ذيل أو حتى بذيل أقصر. في عام 1889 ، صرح بأن "901 شابًا تم إنتاجهم بواسطة خمسة أجيال من الآباء المشوهين صناعياً ، ومع ذلك لم يكن هناك مثال واحد للذيل البدائي أو أي خلل آخر في هذا العضو." [16] كان يُعتقد في ذلك الوقت أن التجربة والنظرية التي تقوم عليها كانت تفنيدًا لللاماركية. [15]

إن فعالية التجربة في دحض فرضية لامارك مشكوك فيها ، لأنها لم تتناول استخدام وإهمال من الخصائص استجابة للبيئة. لاحظ عالم الأحياء Peter Gauthier في عام 1990 أن: [17]

هل يمكن اعتبار تجربة وايزمان حالة إهمال؟ اقترح لامارك أنه عندما لا يتم استخدام العضو ، فإنه يتلف ببطء وبشكل تدريجي للغاية. بمرور الوقت ، على مدى عدة أجيال ، سوف تختفي تدريجياً حيث تم توريثها بشكلها المعدل في كل جيل متتالي. يبدو أن قطع ذيول الفئران لا يفي بمؤهلات الإهمال ، ولكنه يقع في فئة إساءة الاستخدام العرضي. لم يتم إثبات فرضية لامارك من الناحية التجريبية ولا توجد آلية معروفة لدعم فكرة أن التغيير الجسدي ، مهما كان مكتسبًا ، يمكن بطريقة ما إحداث تغيير في البلازما الجرثومية. من ناحية أخرى ، من الصعب دحض فكرة لامارك بشكل تجريبي ، ويبدو أن تجربة وايزمان فشلت في تقديم الدليل على إنكار فرضية لامارك ، لأنها تفتقر إلى عامل رئيسي ، وهو الجهد المتعمد للحيوان في التغلب على العقبات البيئية. [17]

اعتبر Ghiselin أيضًا أن تجربة Weismann لتقطيع الذيل ليس لها أي تأثير على فرضية Lamarckian ، حيث كتب في عام 1994 ما يلي: [1]

كانت الخصائص المكتسبة التي برزت في تفكير لامارك هي التغييرات التي نتجت عن دوافع الفرد وأفعاله ، وليس من تصرفات العوامل الخارجية. لم يكن لامارك معنيًا بالجروح أو الإصابات أو التشوهات ، ولم يتم اختبار أو "دحض" أي شيء ذكره لامارك من خلال تجربة وايزمان لتقطيع الذيل. [1]

صرح مؤرخ العلوم راسموس وينثر أن وايزمان كان لديه آراء مختلفة حول دور البيئة في البلازما الجرثومية. في الواقع ، مثل داروين ، أصر باستمرار على أن البيئة المتغيرة ضرورية لإحداث تباين في المادة الوراثية. [18]

يعتبر تحديد اللاماركية مع وراثة الخصائص المكتسبة من قبل علماء الأحياء التطورية بما في ذلك Ghiselin كقطعة أثرية مزيفة للتاريخ اللاحق للفكر التطوري ، تكررت في الكتب المدرسية دون تحليل ، وتتناقض بشكل خاطئ مع صورة مزيفة لتفكير داروين. يلاحظ Ghiselin أن "داروين قبل وراثة الخصائص المكتسبة ، تمامًا كما فعل لامارك ، حتى أن داروين اعتقد أن هناك بعض الأدلة التجريبية لدعمها." [1] كتب غولد أنه في أواخر القرن التاسع عشر ، أعاد أنصار التطور "قراءة لامارك ، ونبذوا شجاعته جانبًا. ورفعوا جانبًا واحدًا من الميكانيكا - وراثة الشخصيات المكتسبة - إلى التركيز المركزي الذي لم يكن لدى لامارك نفسه. " [19] وجادل بأن "حصر" اللاماركية "في هذه الزاوية الصغيرة وغير المميزة نسبيًا من فكر لامارك يجب أن يوصف بأنه أكثر من مجرد تسمية خاطئة ، ويشكك حقًا في ذكرى الرجل ونظامه الأكثر شمولية. . " [2] [20]

تحرير السياق

إن فترة تاريخ الفكر التطوري بين وفاة داروين في ثمانينيات القرن التاسع عشر ، وتأسيس علم الوراثة السكانية في عشرينيات القرن الماضي وبدايات التركيب التطوري الحديث في الثلاثينيات ، أطلق عليها بعض مؤرخي العلوم اسم كسوف الداروينية. خلال ذلك الوقت ، قبل العديد من العلماء والفلاسفة حقيقة التطور ، لكنهم شككوا فيما إذا كان الانتقاء الطبيعي هو الآلية التطورية الرئيسية. [21]

من بين البدائل الأكثر شيوعًا كانت النظريات التي تنطوي على وراثة الخصائص المكتسبة خلال حياة الكائن الحي. العلماء الذين شعروا أن مثل هذه الآليات اللاماركية كانت مفتاح التطور ، أطلق عليهم اسم اللاماركيين الجدد. ومن بينهم عالم النبات البريطاني جورج هنسلو (1835-1925) ، الذي درس آثار الإجهاد البيئي على نمو النباتات ، معتقدًا أن مثل هذا التباين الناجم عن البيئة قد يفسر الكثير من تطور النبات ، وعالم الحشرات الأمريكي ألفيوس سبرينغ باكارد ، الابن ، الذي درس الحيوانات العمياء التي تعيش في الكهوف وكتب كتابًا عام 1901 عن لامارك وعمله. [22] [23] كما تم تضمين علماء الأحافير مثل إدوارد درينكر كوب وألفيوس هيات ، الذين لاحظوا أن سجل الحفريات أظهر أنماطًا منظمة ، وخطية تقريبًا ، من التطور الذي شعروا أنه تم تفسيره بشكل أفضل من خلال آليات لامارك وليس عن طريق الانتقاء الطبيعي. شعر بعض الناس ، بما في ذلك كوب وناقد داروين صموئيل بتلر ، أن وراثة الخصائص المكتسبة ستسمح للكائنات بتشكيل تطورها الخاص ، لأن الكائنات الحية التي اكتسبت عادات جديدة ستغير أنماط استخدام أعضائها ، مما سيبدأ التطور لاماركي. لقد اعتبروا هذا متفوقًا من الناحية الفلسفية على آلية داروين للتباين العشوائي التي تتأثر بالضغوط الانتقائية. استقطبت اللاماركية أيضًا هؤلاء ، مثل الفيلسوف هربرت سبنسر وعالم التشريح الألماني إرنست هيكل ، الذين رأوا التطور باعتباره عملية تقدمية بطبيعتها. [22] جمع عالم الحيوان الألماني ثيودور آيمر بين Larmarckism والأفكار حول تكوين العظام ، وفكرة أن التطور موجه نحو هدف. [24]

مع تطور التوليف الحديث لنظرية التطور ، وعدم وجود دليل على وجود آلية لاكتساب وتمرير خصائص جديدة ، أو حتى وراثتها ، لم تعد اللاماركية مفضلة إلى حد كبير. على عكس الداروينية الجديدة ، فإن اللاماركية الجديدة هي مجموعة فضفاضة من النظريات والآليات غير التقليدية إلى حد كبير والتي ظهرت بعد زمن لامارك ، بدلاً من مجموعة متماسكة من العمل النظري. [25]

تحرير القرن التاسع عشر

انتشرت نسخ التطور اللاماركية الجديدة على نطاق واسع في أواخر القرن التاسع عشر. إن الفكرة القائلة بأن الكائنات الحية يمكنها إلى حد ما اختيار الخصائص التي سيتم توريثها أتاحت لها أن تكون مسؤولة عن مصيرها على عكس النظرة الداروينية ، التي وضعتها تحت رحمة البيئة. كانت مثل هذه الأفكار أكثر شيوعًا من الانتقاء الطبيعي في أواخر القرن التاسع عشر لأنها جعلت من الممكن للتطور البيولوجي أن يتلاءم مع إطار عمل إلهي أو خطة إرادة طبيعية ، وبالتالي فإن النظرة اللاماركية الجديدة للتطور غالبًا ما دعا إليها مؤيدو التأسيس. [26] وفقًا لمؤرخ العلوم بيتر ج.بولر ، كتب في عام 2003:

كانت إحدى الحجج الأكثر إقناعًا عاطفياً التي استخدمها اللاماركيون الجدد في أواخر القرن التاسع عشر هي الادعاء بأن الداروينية كانت نظرية ميكانيكية اختزلت الكائنات الحية إلى دمى مدفوعة بالوراثة. جعلت نظرية الاختيار الحياة في لعبة روليت روسية ، حيث تم تحديد الحياة أو الموت مسبقًا بواسطة الجينات الموروثة. لا يمكن للفرد فعل أي شيء للتخفيف من الوراثة السيئة. في المقابل ، سمحت اللاماركية للفرد باختيار عادة جديدة عندما يواجه تحديًا بيئيًا وتشكيل مسار التطور المستقبلي بأكمله. [27]

أجرى العلماء من ستينيات القرن التاسع عشر فصاعدًا العديد من التجارب التي زُعم أنها تُظهر وراثة لاماركيين. بعض الأمثلة موصوفة في الجدول.

تحرير أوائل القرن العشرين

بعد قرن من الزمان ، استمر العلماء والفلاسفة في البحث عن آليات وأدلة لوراثة الخصائص المكتسبة. تم الإبلاغ عن التجارب في بعض الأحيان على أنها ناجحة ، ولكن منذ البداية تم انتقادها على أسس علمية أو تبين أنها مزيفة. [45] [46] [47] [48] [49] على سبيل المثال ، في عام 1906 ، جادل الفيلسوف أوجينيو رينيانو عن نسخة أسماها "التخلق المركزي" ، [50] [51] [52] [53] [54] [55] لكنه رفض من قبل معظم العلماء. [56] بعض الأساليب التجريبية موصوفة في الجدول.

تجارب أوائل القرن العشرين في محاولة لإثبات الميراث اللاماركي
عالم تاريخ تجربة النتيجة المزعومة نقض
برج ويليام لورانس 1907 حتى 1910 كولورادو خنافس البطاطس في الرطوبة الشديدة ودرجة الحرارة تغيرات قابلة للتوريث في الحجم واللون انتقد ويليام باتسون تاور وزعم أن جميع النتائج المفقودة في حريق زار ويليام إي كاسل المختبر ، ووجد حريقًا مشبوهًا ، وشكوكًا في الادعاء بأن تسرب البخار قد قتل جميع الخنافس ، وخلصت البيانات المزيفة. [57] [58] [59] [46] [47]
جوستاف تورنير 1907 حتى 1918 ذهبية ، أجنة الضفادع ، نيوت تشوهات موروثة المتنازع عليها ربما تأثير تناضحي [60] [61] [62] [63]
تشارلز روبرت ستوكارد 1910 التسمم المتكرر للكحول لخنازير غينيا الحامل التشوهات الموروثة ريمون بيرل غير قادر على استنساخ النتائج في الدجاج التفسير الدارويني [64] [45]
فرانسيس بيرتودي سومنر 1921 تربية الفئران في درجات حرارة ورطوبة مختلفة أجساد أطول موروثة ، وذيول ، وأقدام خلفية نتائج غير متسقة [65] [66]
مايكل ف.جاير ، إليزابيث أ. سميث من عام 1918 حتى عام 1924 حقن الأجسام المضادة في مصل الدواجن لبروتين عدسة الأرانب في الأرانب الحوامل عيوب العين موروثة منذ 8 أجيال متنازع عليه ، النتائج لم يتم تكرارها [67] [68]
بول كامرير عشرينيات القرن الماضي القابلة الضفدع وسادات القدم السوداء موروثة احتيال أو حقن حبر أو نتيجة إساءة تفسير قضية احتفل بها آرثر كويستلر بحجة أن المعارضة كانت سياسية [48] [69]
وليام ماكدوغال عشرينيات القرن الماضي متاهات حل الفئران تعلم النسل متاهات أسرع (20 تجربة مقابل 165 تجربة) ضوابط تجريبية ضعيفة [70] [71] [72] [73] [74] [75] [49]
جون ويليام هيسلوب هاريسون عشرينيات القرن الماضي تعرض العث الفلفل للسخام الطفرات الموروثة التي يسببها السخام [76] [77] الفشل في تكرار النتائج غير المعقولة معدل الطفرات
إيفان بافلوف 1926 منعكس مشروط في الفئران للطعام والجرس النسل أسهل في التكييف نتائج مطالبة بافلوف التي تم سحبها غير قابلة للتكرار [78] [79]
كولمان جريفيث ، جون ديتليفسون من 1920 إلى 1925 تمت تربية الفئران على طاولة دوارة لمدة 3 أشهر اضطراب التوازن الموروث النتائج غير قابلة للتكرار تسبب على الأرجح عدوى الأذن [80] [81] [82] [83] [84] [85]
فيكتور جولوس [رر] الثلاثينيات المعالجة الحرارية في ذبابة الفاكهة سوداء البطن الطفرات الموجهة ، شكل من أشكال تقويم العظام النتائج غير قابلة للتكرار [86] [87]

أواخر القرن العشرين

أيد عالم الأنثروبولوجيا البريطاني فريدريك وود جونز وعالم الحفريات الجنوب أفريقي روبرت بروم وجهة نظر لاماركية جديدة للتطور البشري. اعتمد عالم الأنثروبولوجيا الألماني هيرمان كلااتش على نموذج لاماركي جديد للتطور لمحاولة شرح أصل المشي على قدمين. ظلت اللاماركية الجديدة مؤثرة في علم الأحياء حتى الأربعينيات عندما أعيد تأكيد دور الانتقاء الطبيعي في التطور كجزء من التركيب التطوري الحديث. [88] هربرت جراهام كانون ، عالم الحيوان البريطاني ، دافع عن اللاماركية في كتابه عام 1959 لامارك وعلم الوراثة الحديث. [89] في الستينيات من القرن الماضي ، دعا عالم الأجنة بول وينتريبرت إلى "لاماركية كيميائية حيوية". [90]

كانت اللاماركية الجديدة سائدة في علم الأحياء الفرنسي لأكثر من قرن. كان من بين العلماء الفرنسيين الذين دعموا اللاماركية الجديدة إدموند بيرييه (1844-1921) وألفريد جيار (1846-1908) وجاستون بونييه (1853-1922) وبيير بول غراسي (1895-1985). لقد اتبعوا تقليدين ، أحدهما ميكانيكي ، والآخر حيوي بعد فلسفة التطور عند هنري بيرجسون. [91]

في عام 1987 ، صاغ Ryuichi Matsuda مصطلح "عموم البيئة" لنظريته التطورية التي رأى أنها اندماج الداروينية مع اللاماركية الجديدة. ورأى أن التغاير هو آلية رئيسية للتغيير التطوري وأن الجدة في التطور يمكن أن تتولد عن طريق الاستيعاب الجيني. [92] [93] انتقد آرثر إم شابيرو آرائه لأنها لم تقدم دليلًا قويًا على نظريته. وأشار شابيرو إلى أن "ماتسودا نفسه يقبل الكثير في ظاهره ويميل إلى التفسير الذي يحقق الرغبات". [93]

تحرير اللاماركية الأيديولوجية الجديدة

تم إحياء شكل من أشكال اللاماركية في الاتحاد السوفيتي في ثلاثينيات القرن الماضي عندما روج تروفيم ليسينكو لبرنامج البحث المدفوع أيديولوجيًا ، Lysenkoism الذي يناسب المعارضة الأيديولوجية لجوزيف ستالين لعلم الوراثة. أثرت Lysenkoism على السياسة الزراعية السوفيتية والتي بدورها تم إلقاء اللوم عليها لاحقًا لفشل المحاصيل. [94]

تحرير النقد

جورج جايلورد سيمبسون في كتابه الإيقاع والوضع في التطور (1944) ادعى أن التجارب في الوراثة فشلت في إثبات أي عملية لاماركية. [95] أشار سيمبسون إلى أن اللاماركية الجديدة "تؤكد عاملاً رفضه لامارك: وراثة التأثيرات المباشرة للبيئة" وأن اللاماركية الجديدة أقرب إلى تكوّن داروين من آراء لامارك. [96] كتب سيمبسون ، "وراثة الشخصيات المكتسبة ، فشلت في تلبية اختبارات الملاحظة وتم تجاهلها عالميًا تقريبًا من قبل علماء الأحياء." [97]

أشار عالم النبات كونواي زيركل إلى أن لامارك لم يبتكر الفرضية القائلة بأن الخصائص المكتسبة يمكن توريثها ، لذلك من الخطأ الإشارة إليها على أنها لاماركية:

ما فعله لامارك حقًا هو قبول الفرضية القائلة بأن الشخصيات المكتسبة قابلة للتوريث ، وهي فكرة سادت عالميًا تقريبًا لأكثر من ألفي عام وقبلها معاصروه بالطبع ، وافتراض أن نتائج هذا الميراث كانت تراكمي من جيل إلى جيل ، وبالتالي إنتاج أنواع جديدة بمرور الوقت. تتمثل مساهمته الفردية في النظرية البيولوجية في تطبيقه على مشكلة أصل الأنواع من وجهة النظر القائلة بأن الشخصيات المكتسبة موروثة وفي إظهار أن التطور يمكن استنتاجه منطقيًا من الفرضيات البيولوجية المقبولة. كان من دون شك سيذهل كثيرًا عندما علم أن الاعتقاد في وراثة الشخصيات المكتسبة يسمى الآن "لاماركيان" ، على الرغم من أنه كان سيشعر بالرضا إذا كان التطور نفسه قد تم تحديده على هذا النحو. [4]

كتب بيتر مدور بخصوص اللاماركية ، "يعتقد عدد قليل جدًا من علماء الأحياء المحترفين أن أي شيء من هذا النوع يحدث - أو يمكن أن يحدث - لكن الفكرة استمرت لمجموعة متنوعة من الأسباب غير العلمية." صرح مدور بأنه لا توجد آلية معروفة يمكن من خلالها طباعة التكيف المكتسب في حياة الفرد على الجينوم ، ولا يكون الميراث اللاماركي صالحًا ما لم يستبعد إمكانية الانتقاء الطبيعي ولكن هذا لم يتم إثباته في أي تجربة. [98]

تم تصميم مجموعة من التجارب لاختبار اللاماركية. كل ما تم التحقق منه ثبت أنه سلبي. من ناحية أخرى ، أثبتت عشرات الآلاف من التجارب - التي تم الإبلاغ عنها في المجلات وتم فحصها بعناية وإعادة فحصها من قبل علماء الوراثة في جميع أنحاء العالم - صحة نظرية الطفرات الجينية بما لا يدع مجالاً للشك. على الرغم من الأدلة المتزايدة بسرعة على الانتقاء الطبيعي ، لم يتوقف لامارك أبدًا عن أن يكون لديه أتباع مخلصون. هناك بالفعل جاذبية عاطفية قوية في فكرة أن كل جهد صغير يبذله حيوان ينتقل بطريقة ما إلى ذريته. [99]

وفقًا لإرنست ماير ، فإن أي نظرية لاماركية تنطوي على وراثة الشخصيات المكتسبة تم دحضها لأن "الحمض النووي لا يشارك بشكل مباشر في تكوين النمط الظاهري وأن النمط الظاهري ، بدوره ، لا يتحكم في تكوين الحمض النووي". [100] كتب بيتر ج.بولر أنه على الرغم من أن العديد من العلماء الأوائل أخذوا اللامارك على محمل الجد ، فقد فقدها علم الوراثة في أوائل القرن العشرين. [101]

أبرزت الدراسات في مجال علم التخلق ، وعلم الوراثة وفرط الطفرات الجسدية [102] [103] إمكانية توريث السمات التي اكتسبها الجيل السابق. [104] [105] [106] [107] [108] ومع ذلك ، فإن توصيف هذه النتائج على أنها لاماركية كان محل خلاف. [109] [110] [111] [112]

تحرير الوراثة اللاجينية عبر الأجيال

جادل العلماء بما في ذلك إيفا جابلونكا وماريون ج. لامب بأن الوراثة اللاجينية هي لاماركية. [113] يعتمد علم التخلق على عناصر وراثية بخلاف الجينات التي تنتقل إلى الخلايا الجرثومية. وتشمل هذه أنماط المثيلة في الحمض النووي وعلامات الكروماتين على بروتينات هيستون ، وكلاهما يشارك في تنظيم الجينات. هذه العلامات تستجيب للمنبهات البيئية ، وتؤثر بشكل مختلف على التعبير الجيني ، وهي قابلة للتكيف ، مع تأثيرات نمطية تستمر لبعض الأجيال. قد تمكن الآلية أيضًا من وراثة السمات السلوكية ، على سبيل المثال في الدجاج [114] [115] [116] الفئران [117] [118] والسكان البشريين الذين عانوا من الجوع ، ومثيلة الحمض النووي التي أدت إلى تغيير وظيفة الجين في كل من الجوع. السكان وذريتهم. [119] تتوسط الميثيل بالمثل الوراثة اللاجينية في نباتات مثل الأرز. [120] [121] جزيئات الرنا الصغيرة أيضًا قد تتوسط المقاومة الموروثة للعدوى. [122] [123] [124] علق هاندل وروماغوبالان أن "علم التخلق يسمح بالتعايش السلمي للتطور الدارويني واللاماركي." [125]

علّق جوزيف سبرينغر ودينيس هولي في عام 2013 بما يلي: [126]

تم السخرية من لامارك وأفكاره وفقدان المصداقية. في تطور غريب من القدر ، قد يضحك لامارك أخيرًا. أظهر علم التخلق ، وهو مجال ناشئ في علم الوراثة ، أن لامارك ربما كان صحيحًا جزئيًا على الأقل طوال الوقت. يبدو أن التغييرات القابلة للانعكاس والوراثة يمكن أن تحدث دون تغيير في تسلسل الحمض النووي (النمط الجيني) وأن مثل هذه التغييرات قد تحدث تلقائيًا أو استجابةً لعوامل بيئية - "سمات لامارك المكتسبة". إن تحديد الأنماط الظاهرية المرصودة موروثة وراثيًا والتي تحدث بيئيًا يظل جزءًا مهمًا ومستمرًا من دراسة علم الوراثة وعلم الأحياء التطوري والطب. [126]

يمكن تصنيف نظام كريسبر بدائية النواة والحمض النووي الريبي المتفاعل مع بيوي على أنه لاماركيان ، ضمن إطار دارويني. [127] [128] ومع ذلك ، فإن أهمية علم التخلق في التطور غير مؤكد. يشير النقاد مثل عالم الأحياء التطوري جيري كوين إلى أن الوراثة اللاجينية تستمر لأجيال قليلة فقط ، لذا فهي ليست أساسًا مستقرًا للتغيير التطوري. [129] [130] [131] [132]

يؤكد عالم الأحياء التطوري T. Ryan Gregory أن الوراثة اللاجينية لا ينبغي اعتبارها لاماركية. وفقًا لغريغوري ، لم يدعي لامارك أن البيئة تؤثر بشكل مباشر على الكائنات الحية. وبدلاً من ذلك ، قال لامارك "إن البيئة خلقت احتياجات تستجيب لها الكائنات الحية باستخدام بعض الميزات بشكل أكبر وبعضها الآخر أقل ، وأن هذا أدى إلى إبراز هذه الميزات أو تخفيفها ، وأن هذا الاختلاف قد ورثه النسل بعد ذلك." ذكر جريجوري أن التطور اللاماركي في علم التخلق يشبه وجهة نظر داروين أكثر من وجهة نظر لامارك. [109]

في عام 2007 ، كتب ديفيد هيج أن البحث في العمليات اللاجينية يسمح بوجود عنصر لاماركي في التطور ولكن العمليات لا تتحدى المبادئ الرئيسية للتوليف التطوري الحديث كما ادعى لاماركيون المعاصرون. جادل هيغ لأسبقية الحمض النووي وتطور المفاتيح اللاجينية عن طريق الانتقاء الطبيعي. [133] كتب هيج أن هناك "انجذابًا عميقًا" للتطور اللاماركي من الجمهور وبعض العلماء ، لأنه يفترض أن العالم له معنى ، حيث يمكن للكائنات أن تشكل مصيرها التطوري. [134]

جادل توماس ديكنز وقازي رحمن (2012) بأن الآليات اللاجينية مثل مثيلة الحمض النووي وتعديل الهيستون موروثة وراثيًا تحت سيطرة الانتقاء الطبيعي ولا تتحدى التوليف الحديث. إنهم يجادلون في ادعاءات جابلونكا ولامب بشأن عمليات لاماركية اللاجينية. [135]

في عام 2015 ، اكتشف خورشيد إقبال وزملاؤه أنه على الرغم من أن "العوامل المسببة لاضطرابات الغدد الصماء تمارس تأثيرات مباشرة فوق الجينية في الخلايا الجرثومية للجنين المكشوفة ، إلا أنه يتم تصحيحها عن طريق إعادة برمجة الأحداث في الجيل التالي". [137] وفي عام 2015 أيضًا ، جادل آدم فايس بأن إعادة لامارك إلى سياق علم التخلق يعد أمرًا مضللًا ، وعلق قائلاً: "يجب أن نتذكر [لامارك] من أجل الخير الذي ساهم به في العلم ، وليس للأشياء التي تشبه نظريته بشكل سطحي فقط. ، فإن التفكير في CRISPR والظواهر الأخرى على أنها لاماركية يخفي فقط الطريقة البسيطة والأنيقة التي يعمل بها التطور حقًا. " [138]

فرط الحركة الجسدية والنسخ العكسي لتحرير السلالة الجرثومية

في سبعينيات القرن الماضي ، طور عالم المناعة الأسترالي إدوارد جيه. ستيل نظرية لاماركية جديدة عن فرط الطفرات الجسدية داخل الجهاز المناعي وربطها بالنسخ العكسي للحمض النووي الريبي المشتق من خلايا الجسم إلى الحمض النووي لخلايا السلالة الجرثومية. يُفترض أن عملية النسخ العكسي هذه قد مكّنت الخصائص أو التغييرات الجسدية المكتسبة خلال العمر ليتم كتابتها مرة أخرى في الحمض النووي وتمريرها إلى الأجيال اللاحقة. [139] [140]

كانت الآلية تهدف إلى تفسير سبب العثور على تسلسل الحمض النووي المتماثل من مناطق الجين VDJ للفئران الأم في خلاياها الجرثومية ويبدو أنها تستمر في النسل لبضعة أجيال. تضمنت الآلية الاختيار الجسدي والتضخيم النسيلي لتسلسلات جينات الجسم المضاد المكتسبة حديثًا والتي تم إنشاؤها عن طريق فرط الحركة الجسدية في الخلايا البائية. تم التقاط منتجات الحمض النووي الريبي المرسال لهذه الجينات الجديدة جسديًا بواسطة الفيروسات القهقرية الذاتية للخلايا البائية ثم تم نقلها عبر مجرى الدم حيث يمكنها اختراق حاجز وايزمان أو سوما جرثومة وعكس نسخ الجينات المكتسبة حديثًا إلى خلايا الجراثيم الخط ، على طريقة شعيبات داروين. [103] [102] [141]

لاحظ مؤرخ علم الأحياء بيتر ج. بولر في عام 1989 أن علماء آخرين لم يتمكنوا من إعادة إنتاج نتائجه ، ووصف الإجماع العلمي في ذلك الوقت: [136]

لا توجد تغذية راجعة للمعلومات من البروتينات إلى الحمض النووي ، وبالتالي لا يوجد طريق يمكن من خلاله تمرير الخصائص المكتسبة في الجسم عبر الجينات. أثار عمل تيد ستيل (1979) موجة من الاهتمام باحتمالية وجود طرق يمكن من خلالها حدوث هذا التدفق العكسي للمعلومات. . لم تنتهك آليته ، في الواقع ، مبادئ البيولوجيا الجزيئية ، لكن معظم علماء الأحياء كانوا متشككين في ادعاءات ستيل ، وفشلت محاولات إعادة إنتاج نتائجه. [136]

علق بولر قائلاً: "تعرض عمل [ستيل] لانتقادات شديدة في ذلك الوقت من قبل علماء الأحياء الذين شككوا في نتائجه التجريبية ورفضوا آليته الافتراضية باعتبارها غير قابلة للتصديق". [136]

نظرية التطور الهولوجينوم

نظرية التطور المجسمة ، بينما الداروينية ، لها جوانب لاماركية. يعيش حيوان أو نبات فردي في تعايش مع العديد من الكائنات الحية الدقيقة ، ولديهما معًا "صورة ثلاثية الأبعاد" تتكون من جميع الجينومات الخاصة بهم. يمكن أن يختلف الهولوغينوم مثل أي جينوم آخر عن طريق الطفرات ، والتأليف الجنسي ، وإعادة ترتيب الكروموسومات ، ولكن بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يختلف عندما تزداد أو تنقص مجموعات الكائنات الحية الدقيقة (تشبه استخدام لاماركيين وإهمالهم) ، وعندما تكتسب أنواعًا جديدة من الكائنات الحية الدقيقة (تشبه لاماركية). وراثة الخصائص المكتسبة). ثم يتم نقل هذه التغييرات إلى النسل. [143] الآلية غير مثيرة للجدل إلى حد كبير ، ويحدث الانتقاء الطبيعي أحيانًا على مستوى النظام بأكمله (الهولوغينوم) ، ولكن ليس من الواضح أن هذا هو الحال دائمًا. [142]

تحرير تأثير بالدوين

يقترح تأثير بالدوين ، الذي سمي على اسم عالم النفس جيمس مارك بالدوين من قبل جورج جايلورد سيمبسون في عام 1953 ، أن القدرة على تعلم سلوكيات جديدة يمكن أن تحسن النجاح التناسلي للحيوان ، وبالتالي مسار الانتقاء الطبيعي على تركيبته الجينية. ذكر سيمبسون أن الآلية "لا تتعارض مع التركيب الحديث" للنظرية التطورية ، [144] على الرغم من أنه شك في أنها تحدث كثيرًا ، أو يمكن إثبات حدوثها. وأشار إلى أن تأثير بالدوين يوفر مصالحة بين المقاربات الداروينية الجديدة واللاماركية الجديدة ، وهو أمر بدا أن التركيب الحديث يجعله غير ضروري. على وجه الخصوص ، يسمح التأثير للحيوانات بالتكيف مع ضغوط جديدة في البيئة من خلال التغييرات السلوكية ، يليها التغيير الجيني. هذا يشبه إلى حد ما اللاماركية ولكن دون مطالبة الحيوانات بأن ترث الخصائص التي اكتسبها آباؤهم. [145] تم قبول تأثير بالدوين على نطاق واسع من قبل الداروينيين. [146]

في مجال التطور الثقافي ، تم تطبيق اللاماركية كآلية لنظرية الميراث المزدوج. [147] نظر غولد إلى الثقافة على أنها عملية لاماركية حيث تنقل الأجيال الأكبر سنًا المعلومات التكيفية إلى الأبناء عبر مفهوم التعلم. في تاريخ التكنولوجيا ، تم استخدام مكونات اللاماركية لربط التنمية الثقافية بالتطور البشري من خلال اعتبار التكنولوجيا امتدادًا للتشريح البشري. [148]


الواجب المنزلي في علم الأحياء الفصل 9: الميراث المندلي

قم بتدوين ملاحظات حول أي أسئلة لديك ، وكن مستعدًا لمناقشة المحاضرة في الدردشة.

نشاط الدراسة

قم بتنفيذ نشاط الدراسة أدناه:

العمل من خلال نشاط BioCoach الميراث المندلي ، المفاهيم 1-4.

أنشطة تحضير الدردشة

  • سؤال المقال: منتدى موودل للجلسة سيخصص لك سؤالاً دراسياً محدداً لتستعد للمحادثة. تحتاج إلى قراءة هذا السؤال ونشر إجابتك قبل تبدأ الدردشة لهذه الجلسة.
  • تمرين الإتقان: سيحتوي تمرين Moodle Mastery الخاص بالفصل على أقسام متعلقة بموضوع الدردشة لدينا. حاول إكمالها قبل بدء الدردشة ، حتى تتمكن من طرح الأسئلة.

مسابقة الفصل

عمل مختبري

& copy 2005 - 2021 يتم تقديم هذه الدورة من خلال Scholars Online ، وهي منظمة غير ربحية تدعم التعليم المسيحي الكلاسيكي من خلال الدورات التدريبية عبر الإنترنت. يُمنح إذن لنسخ محتوى الدورة (الدروس والمختبرات) للدراسة الشخصية للطلاب المسجلين حاليًا أو سابقًا في الدورة من خلال Scholars Online. الاستنساخ لأي غرض آخر ، دون موافقة كتابية صريحة من المؤلف ، محظور.


ما هو الميراث ثنائي الهجين

يصف الميراث ثنائي الهجين أنماط الوراثة لزوجين من الأحرف خلال تهجين ثنائي الهجين. يتم استخدام الآباء تربية نقية في صليب ثنائي الهجين. عندما يتم عبور زوجين من الشخصيات ، فإن جيل F1 يعرض شخصيتين مهيمنتين فقط. في الجيل F2 ، تكون النسبة المظهرية 9: 3: 3: 1.

الشكل 2: ثنائي الهجين الصليب

اقترح مندل قانونه الثاني بناءً على نتائج التهجين الثنائي ، والذي يُعرف أيضًا باسم قانون التشكيلة المستقلة. وهذا يعني أنه على الرغم من أن جيل F1 يعرض الحرفين معًا ، إلا أن الزوجين من الشخصيات المتباينة يصنفان بشكل مستقل أثناء تكوين الأمشاج ، مما ينتج سمات مميزة في الجيل F2.


8.4: الوراثة البسيطة - علم الأحياء

تحدد إعلانات الفئة أنواعًا مرجعية جديدة وتصف كيفية تنفيذها (القسم 8.1).

أ أعلى مستوى هي فئة ليست فئة متداخلة.

أ فئة متداخلة هي أي فئة يتم إعلانها داخل جسم فئة أو واجهة أخرى.

يناقش هذا الفصل الدلالات الشائعة لجميع الفئات - المستوى الأعلى (القسم 7.6) والمتداخلة (بما في ذلك فئات الأعضاء (القسم 8.5 ، والقسم 9.5) ، والفئات المحلية (والقسم 14.3) والفئات المجهولة (والقسم 15.9.5)). تتم مناقشة التفاصيل الخاصة بأنواع معينة من الفصول الدراسية في الأقسام المخصصة لهذه التركيبات.

قد يتم الإعلان عن فئة محددة بأنها مجردة (& section8.1.1.1) ويجب إعلانها كمجردة إذا تم تنفيذها بشكل غير كامل ، لا يمكن إنشاء مثيل لهذه الفئة ، ولكن يمكن تمديدها بواسطة الفئات الفرعية. قد يتم الإعلان عن فئة نهائية (& section8.1.1.2) ، وفي هذه الحالة لا يمكن أن تحتوي على فئات فرعية. إذا تم الإعلان عن فئة عامة ، فيمكن الإشارة إليها من الحزم الأخرى. كل فئة باستثناء الكائن هي امتداد (أي فئة فرعية من) فئة موجودة واحدة (& section8.1.4) وقد تنفذ واجهات (& section8.1.5). قد تكون الطبقات نوعي (& section8.1.2) ، أي أنهم قد يعلنون عن متغيرات النوع التي قد تختلف ارتباطاتها بين الحالات المختلفة للفئة.

يمكن تزيين الفئات بالتعليقات التوضيحية (والقسم 9.7) تمامًا مثل أي نوع آخر من الإعلانات.

يعلن نص الفئة عن الأعضاء (الحقول والأساليب والفئات والواجهات المتداخلة) ، والمُبدِعين للمثيل والثابت ، والمُنشئين (& section8.1.6). نطاق (& section6.3) العضو (& section8.2) هو كامل نص إعلان الفئة التي ينتمي إليها العضو. قد تتضمن إعلانات الحقل ، والطريقة ، وفئة العضو ، وواجهة الأعضاء ، والمنشئ ، مُعدِّلات الوصول (والقسم 6.6) عام أو محمي أو خاص. يشمل أعضاء الفصل كلا من الأعضاء المصرح بهم والموروث (& section8.2). يمكن للحقول المعلنة حديثًا إخفاء الحقول المعلنة في فئة فائقة أو واجهة فائقة. يمكن لأعضاء الفصل وأعضاء الواجهة الذين تم الإعلان عنهم حديثًا إخفاء فئة أو أعضاء واجهة تم الإعلان عنها في فئة فائقة أو واجهة فائقة. يمكن للطرق المعلنة حديثًا إخفاء أو تنفيذ أو تجاوز الطرق المعلنة في الطبقة الفائقة أو الواجهة الفائقة.

تصف الإعلانات الميدانية (والقسم 8.3) متغيرات الفئة ، التي تم تجسيدها مرة واحدة ، ومتغيرات الحالة ، والتي تم تجسيدها حديثًا لكل مثيل من الفئة.يمكن إعلان الحقل نهائيًا (& section8.3.1.2) ، وفي هذه الحالة يمكن تعيينه مرة واحدة فقط. قد يتضمن أي إعلان حقل مُهيئ.

تصف تصريحات فئة العضو (& section8.5) الفئات المتداخلة التي هي أعضاء في الفصل الدراسي المحيط. قد تكون فئات الأعضاء ثابتة ، وفي هذه الحالة لا يكون لديهم وصول إلى متغيرات الحالة للفئة المحيطة أو قد تكون فئات داخلية (والقسم 8.1.3).

تصف إعلانات واجهة العضو (& section8.5) الواجهات المتداخلة التي هي أعضاء في الفئة المحيطة.

تصف إعلانات الطريقة (القسم 8.4) الكود الذي يمكن استدعاؤه بواسطة تعبيرات استدعاء الأسلوب (القسم 15.12). يتم استدعاء طريقة الفئة بالنسبة لنوع الفئة ، ويتم استدعاء أسلوب المثيل فيما يتعلق ببعض الكائنات المعينة التي تمثل مثيلًا لنوع فئة. يجب التصريح عن الطريقة التي لا يشير إعلانها إلى كيفية تنفيذها بأنها مجردة. قد يتم إعلان طريقة نهائية (& section8.4.3.3) ، وفي هذه الحالة لا يمكن إخفاؤها أو تجاوزها. يمكن تنفيذ طريقة عن طريق رمز أصلي يعتمد على النظام الأساسي (القسم 8.4.3.4). تقوم الطريقة المتزامنة (القسم 8.4.3.6) بإغلاق كائن تلقائيًا قبل تنفيذ جسمه وإلغاء قفل الكائن تلقائيًا عند العودة ، كما لو كان باستخدام عبارة متزامنة (القسم 14.19) ، مما يسمح بمزامنة أنشطته مع أنشطة خيوط أخرى (& Sect17 (خيوط وأقفال)).

قد تكون أسماء الطرق محملة بشكل زائد (القسم 8.4.9).

مُهيِّئات المثيل (القسم 8.6) عبارة عن كتل من التعليمات البرمجية القابلة للتنفيذ التي يمكن استخدامها للمساعدة في تهيئة مثيل عند إنشائه (القسم 15.9).

المُبدِلات الثابتة (& Sect8.7) عبارة عن كتل من التعليمات البرمجية القابلة للتنفيذ التي يمكن استخدامها للمساعدة في تهيئة فئة.

المنشئات (& Sect8.8) تشبه الأساليب ، ولكن لا يمكن استدعاؤها مباشرة بواسطة استدعاء طريقة يتم استخدامها لتهيئة مثيلات فئة جديدة. مثل الطرق ، قد تكون محملة بشكل زائد (القسم 8.8.8).


8.4: الوراثة البسيطة - علم الأحياء

ولد جريجور جون مندل عام 1822 في مورافيا بجمهورية التشيك. بسبب الحالة الأسرية السيئة ، انضم إلى دير Augustinian في Brunn في النمسا في عام 1843 ، حيث درس الرياضيات والفيزياء والعلوم وطور اهتمامًا كبيرًا بتهجين النباتات. ثم أمضى حياته في صنع الصلبان بين النباتات.

درس شخصيات مختلفة من النباتات وأجرى تجارب عليها بيسوم ساتيفوم(نبات البازلاء المشتركة). بمساعدة تجاربه على البازلاء ، كان قادرًا على صياغة قوانين وعملية وراثة الشخصيات. نشر نتائجه في "الوقائع السنوية لجمعية التاريخ الطبيعي" وهو مجتمع محلي للتاريخ الطبيعي.

على الرغم من أن مندل وصف نتائجه في عام 1860 ، إلا أنه لم يتم إعطاء أي أهمية لعمله حتى وفاة مندل في عام 1844. تم الاعتراف بعمله في عام 1900 عندما اكتشف عمله هوغو دي فريس (عالم النبات الهولندي) ، كارل كورينز (عالم النبات الألماني) ، إريك فون Tschermark (عالم النبات النمساوي) الذي وجد بعد ذلك مندل صحيحًا ونشر أعمال مندل. تم قبول إعادة اكتشاف عمل مندل على نطاق واسع ، وبالتالي ، أطلق عليه اسم مندل "أبو علم الوراثة".

عمل مندل-

أجرى مندل تجربته في 5 خطوات:

1) اختيار المواد

2) اختيار النبات الأم

3) التهجين

4) التلقيح الذاتي لـ F1 الهجينة

5) نتائج مندل

1) اختيار المواد-

اختار مندل حديقة البازلاء (بيسوم ساتيفوم)كمادة نباتية لتجربته للأسباب التالية:

& bullPea نبات ذاتي الإخصاب عادة بسبب البتلات المغلقة. يساعد الإخصاب الذاتي على إنتاج الخط النقي بالسمة الثابتة.

& bullPea من السهل زراعتها ويمكن إنتاج أجيال في غضون عام.

& bullIt له عدة أزواج من الشخصيات المتناقضة.

يمكن أيضًا تحقيق التلقيح المتبادل والتخصيب بسهولة.

والثور الزهور هي المخنثين و خنثى.

والثور ؛ نباتات البازلاء الهجينة تكون خصبة.

2) اختيار النبات الأم-

اختار مندل سلالات نقية (متماثلة اللواقح) لتجربته. حصل على سلالة نقية من نباتات البازلاء ذاتية التلقيح لسنوات عديدة. ثم أجرى مندل 100s من الصلبان. تم اختيار سبعة أزواج من الشخصيات المتناقضة لدراسته.

3) التهجين-

تسمى عملية إنتاج الهجينة عن طريق عبور الوالدين المتماثلين المتناقضين التهجين. لإنتاج الهجينة (متغايرة الزيجوت) ، تم عمل تهجين أحادي الهجين وثنائي الهجين من قبله.

التقاطع الأحادي الهجين هو التقاطع الذي يؤخذ فيه زوج واحد من السمة المتباينة. لهذا ، أخذ واحدة من السمات السبع المتناقضة. أزال الأنثرات ، لأن البازلاء في الحديقة تُخصب نفسها بنفسها. تسمى عملية إزالة الجمرة قبل نضجها إخصاء.على سبيل المثال - أخذ طويل القامة (TT) وقزمًا نقيًا (tt) كآباء.

التين: تشكيل الهجين

dihybrid-cross os الصليب الذي يؤخذ فيه زوجان من الصفات المتناقضة. لهذا ، أخذ أي سمتين من 7. على سبيل المثال - نقي طويل القامة مع أزهار حمراء (TTRR) وقزم نقي مع أزهار بيضاء (ttrr) كآباء. كما قام بعملية متبادلة.

4) التلقيح الذاتي لـ F1الهجينة-

كانت المرحلة الأخيرة من تجربة مندل هي السماح لـ F1 الهجينة تلقيح نفسها. النباتات المنتجة على هذا النحو كانت تسمى الجيل الثاني من الأبناء أو F2 النباتات. وبالمثل ، فإن F3، F4 إلخ. تم الحصول عليها أيضا.

5) نتائج مندل-

أنهى مندل تجاربه بإعطاء النتائج التالية:

& ناقص جميع النباتات الموجودة في F1 كان الجيل من نفس النوع في جميع الصلبان المتبادلة.

& ناقص: شوهد أحد السمات المهيمنة على السمة البديلة.

& ناقص لم يتم خلط أليلين في الهجين.

& ناقص في F2جيل ، تم إعادة ظهور كل من أشكال الوالدين.

& ناقص في التهجينات ثنائية الهجين ، تم العثور على الأحرف متنوعة بشكل مستقل.

& ناقص النسبة المظهرية والوراثية في F2 تم العثور على الجيل على النحو التالي:

نسبة النمط الظاهري نسبة النمط الجيني
هجين أحادي الخلة- 3:1 1:2:1
صليب ثنائي الهجين- 9:3:3:1 1:2:1:2:4:2:1:2:1

الاختلافات بين النمط الظاهري والنمط الجيني

النمط الظاهري الطراز العرقى
1) إنه المظهر المورفولوجي للكائن الحي. إنه التركيب الجيني للكائن الحي.
2) بمساعدة النمط الظاهري ، لا يمكن تحديد النمط الجيني. بمساعدة النمط الجيني ، يمكن تحديد النمط الظاهري.
3) يبقى التغيير مع الوقت والبيئة. يبقى كما هو طوال حياة الفرد.
4) يمكن أن يعرف من خلال الدراسة الصرفية. لا يمكن دراستها من خلال الدراسة الصرفية.
5) عادة ما يكون للأفراد الذين لديهم أنماط ظاهرية مختلفة تركيب وراثي مختلف. الأفراد الذين لديهم أنماط وراثية مختلفة قد يكون لديهم نمط ظاهري مشابه.
6) في التهجين أحادي الهجين ، تكون نسبة النمط الظاهري 3: 1. في التهجين أحادي الهجين ، تكون نسبة التركيب الوراثي 1: 2: 1.

الاختلافات بين الهجين أحادي الهجين والصليب ثنائي الهجين

صليب Monohybird صليب ثنائي الهجين
1) يسمى التهجين بين الآباء المتماثلين في زوج واحد فقط من الأحرف المتناقضة التقاطع أحادي الهجين. يسمى التهجين بين الآباء متماثلين اللواقح المختلفين في زوجين من الشخصيات المتناقضة تقاطع ثنائي الهجين.
2) النسبة المظهرية في F.2 الجيل 3: 1 والنسبة الوراثية 1: 2: 1. النسبة المظهرية في F.2 الجيل هو 9: 3: 3: 1 ونسبة النمط الجيني 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1.
3) أنها تنطوي على تقاطع مع حرف واحد فقط. أنها تنطوي على تقاطع مع حرفين.

مبادئ (قوانين) الميراث التي قدمها مندل

أعطت مندل مبادئ الميراث التالية:

ب) قانون الفصل / نقاء الأمشاج

ج) مبدأ التشكيلة المستقلة

أ) قانون الهيمنة-

من بين عاملين متناقضين ، واحد فقط يعبر عن نفسه في الفرد. يُطلق على العامل الذي يعبر عن نفسه اسم المهيمن والآخر الذي لم يُظهر تأثيره يُعرف بالصفة المتنحية ،

عندما يتم تهجين نباتات البازلاء طويلة الزيجوت مع نباتات البازلاء القزمة متماثلة اللواقح ، ظهرت النباتات في F1 جيل طويل ، على الرغم من أنهم تلقوا عاملاً من النبات القزم. ومع ذلك ، فإن هذه السمة الخفية المتنحية تظهر مرة أخرى ، دون تغيير في F2 توليد.

يمكن إجراء الاستنتاجات التالية لقانون الهيمنة-

يتم التحكم في الأحرف بواسطة وحدات منفصلة تسمى العوامل (الجينات).

& raquo في زوج من العوامل غير المتشابهة ، يهيمن أحد الزوجين ويفشل الآخر في الظهور.

& Diams أهمية قانون الهيمنة-

تعتبر ظاهرة الهيمنة ذات أهمية عملية حيث تظل الشخصيات المتنحية الضارة مخفية بواسطة الشخصية السائدة الطبيعية في الهجينة. في البشر ، شكل من أشكال الحماقة ، والسكري ، والهيموفيليا هي شخصيات متنحية.

ب) قانون الفصل / نقاء الأمشاج-

ينص قانون الفصل على أنه عندما يتم الجمع بين زوج من العوامل المتناقضة أو الأليلات معًا في هجين ، فإن هذه الأليلات لا تمتزج أو تختلط ، ولكنها ببساطة تربط نفسها وتبقى معًا ومنفصلة أثناء تكوين الأمشاج.

يمكن أيضًا تعريف هذا على أنه "زوج الأليل منفصل أثناء تكوين الأمشاج ويتم استعادة الحالة المزدوجة عن طريق الاندماج العشوائي للأمشاج أثناء الإخصاب.

يسمى هذا القانون أيضًا قانون مندل الأول.

التين: تمثيل مبدأ الفصل

ج) مبدأ التشكيلة المستقلة-

ينص هذا القانون على أن جينات الشخصيات المختلفة الموجودة في أزواج مختلفة من الكروموسومات مستقلة عن بعضها البعض في فصلها أثناء تكوين الأمشاج. هذا يعني أنه إذا أخذنا في الاعتبار وراثة اثنين أو أكثر من الجينات في وقت واحد ، فإن توزيعها في الأمشاج وذرية الجيل التالي يكون مستقلاً عن بعضها البعض.

التين: صليب ثنائي الهجين يظهر تشكيلة مستقلة

أسباب نجاح مندل-

1) كان اختياره للنباتات كنبات البازلاء اختيارًا ممتازًا.

2) اختار فقط الأصناف النقية لتجربته.

3) احتفظ مندل بالسجل الكامل لكل صليب.

4) كما استخدم الأساليب الإحصائية وقوانين الاحتمالات لوضع اللمسات الأخيرة على النتائج.

5) كان مندل محظوظًا أيضًا لأن الشخصيات التي اختارها لم تُظهر الترابط ، أو الهيمنة غير الكاملة ، أو التفاعل الجيني ، إلخ.

6) لقد أخذ عناية قصوى للتحقق من التلوث من حبوب اللقاح الأجنبية في وقت التكاثر المتصالب.

7) صاغ تفسيرات نظرية لتفسير نتائجه.

8) لم يحاول حل جميع الاختلافات في تجاربه حيث لم يكن واضحًا.

كيشاري ، أرفيند ك. وكمال ك. أديكاري. كتاب نصي لعلم الأحياء الثانوي العالي (الفصل الثاني عشر). الأول. كاتماندو: Vidyarthi Pustak Bhandar ، 2015.

ميهتا ، كريشنا رام. مبدأ علم الأحياء. الطبعة الثانية. كاتماندو: أسميتا ، 20682069.


في البشر ، لون العين هو مثال على خاصية موروثة: قد يرث الفرد "سمة العين البنية" من أحد الوالدين. [1] يتم التحكم في السمات الموروثة بواسطة الجينات وتسمى المجموعة الكاملة من الجينات داخل جينوم الكائن الحي بالنمط الجيني الخاص به. [2]

تسمى المجموعة الكاملة من السمات التي يمكن ملاحظتها في بنية وسلوك الكائن الحي بالنمط الظاهري. تنشأ هذه السمات من تفاعل التركيب الوراثي مع البيئة. [3] نتيجة لذلك ، لا يتم توريث العديد من جوانب النمط الظاهري للكائن الحي. على سبيل المثال ، تأتي البشرة المسمرة من التفاعل بين التركيب الوراثي للشخص وضوء الشمس [4] وبالتالي ، لا ينتقل اسمرار البشرة إلى أطفال الناس. ومع ذلك ، فإن بعض الناس يسمرون بسهولة أكثر من غيرهم ، بسبب الاختلافات في التركيب الوراثي لديهم: [5] مثال صارخ هو الأشخاص الذين يعانون من السمة الموروثة للمهق ، والذين لا يسمرون على الإطلاق ويكونون حساسين جدًا لحروق الشمس. [6]

من المعروف أن السمات الوراثية تنتقل من جيل إلى آخر عبر الحمض النووي ، وهو جزيء يشفر المعلومات الجينية. [2] الحمض النووي عبارة عن بوليمر طويل يشتمل على أربعة أنواع من القواعد قابلة للتبادل. يحدد تسلسل الحمض النووي (تسلسل القواعد على طول جزيء DNA معين) المعلومات الجينية: هذا يمكن مقارنته بسلسلة من الحروف التي توضح مقطعًا نصيًا. [7] قبل أن تنقسم الخلية من خلال الانقسام الفتيلي ، يتم نسخ الحمض النووي ، بحيث ترث كل خلية من الخليتين الناتجتين تسلسل الحمض النووي. يسمى جزء من جزيء الحمض النووي الذي يحدد وحدة وظيفية واحدة جينًا. الجينات المختلفة لها تسلسلات مختلفة من القواعد. داخل الخلايا ، تشكل الخيوط الطويلة من الحمض النووي هياكل مكثفة تسمى الكروموسومات. ترث الكائنات الحية المادة الجينية من والديها في شكل كروموسومات متجانسة ، تحتوي على مزيج فريد من تسلسلات الحمض النووي التي ترمز للجينات. يُعرف الموقع المحدد لتسلسل الحمض النووي داخل الكروموسوم بالموقع. إذا كان تسلسل الحمض النووي في مكان معين يختلف بين الأفراد ، فإن الأشكال المختلفة لهذا التسلسل تسمى الأليلات. يمكن أن تتغير تسلسل الحمض النووي من خلال الطفرات ، مما ينتج عنه أليلات جديدة. إذا حدثت طفرة داخل الجين ، فقد يؤثر الأليل الجديد على السمة التي يتحكم فيها الجين ، مما يؤدي إلى تغيير النمط الظاهري للكائن الحي. [8]

ومع ذلك ، في حين أن هذا التطابق البسيط بين الأليل والسمة يعمل في بعض الحالات ، فإن معظم السمات أكثر تعقيدًا ويتم التحكم فيها بواسطة جينات متفاعلة متعددة داخل الكائنات الحية وفيما بينها. [9] [10] يقترح علماء الأحياء التطورية أن التفاعلات المعقدة في الشبكات الجينية والتواصل بين الخلايا يمكن أن تؤدي إلى اختلافات وراثية قد تكمن وراء بعض الآليات في المرونة التنموية والقناة. [11]

أكدت النتائج الحديثة أمثلة مهمة للتغيرات الوراثية التي لا يمكن تفسيرها بالوكالة المباشرة لجزيء الحمض النووي. تصنف هذه الظواهر على أنها أنظمة وراثة وراثية تتطور بشكل سببي أو مستقل على الجينات. لا يزال البحث في طرق وآليات الوراثة اللاجينية في مهده العلمي ، ومع ذلك ، فقد اجتذب هذا المجال من البحث الكثير من النشاط الحديث لأنه يوسع نطاق التوريث وعلم الأحياء التطوري بشكل عام. [12] مثيلة الحمض النووي التي تميز الكروماتين ، الحلقات الأيضية ذاتية الاستدامة ، إسكات الجينات بتداخل الحمض النووي الريبي ، والتشكيل ثلاثي الأبعاد للبروتينات (مثل البريونات) هي مناطق تم فيها اكتشاف أنظمة الوراثة اللاجينية على المستوى العضوي. [13] [14] قد يحدث التوريث أيضًا على نطاقات أكبر. على سبيل المثال ، يتم تحديد الميراث البيئي من خلال عملية بناء الموضع من خلال الأنشطة المنتظمة والمتكررة للكائنات الحية في بيئتها. هذا يولد إرثًا من التأثير الذي يعدل ويعيد تغذية نظام الاختيار للأجيال اللاحقة. الأحفاد ترث الجينات بالإضافة إلى الخصائص البيئية الناتجة عن الإجراءات البيئية للأسلاف. [15] من الأمثلة الأخرى على التوريث في التطور والتي لا تخضع للسيطرة المباشرة للجينات وراثة السمات الثقافية ، والتوريث الجماعي ، والتكافل. [16] [17] [18] هذه الأمثلة على التوريث التي تعمل فوق الجين مغطاة على نطاق واسع تحت عنوان الاختيار متعدد المستويات أو الهرمي ، والذي كان موضوع نقاش حاد في تاريخ العلوم التطورية. [17] [19]

عندما اقترح تشارلز داروين نظريته عن التطور عام 1859 ، كانت إحدى مشكلاته الرئيسية هي عدم وجود آلية أساسية للوراثة. [20] كان داروين يؤمن بمزيج من الميراث المزج ووراثة الصفات المكتسبة (التكوّن الشامل). قد يؤدي مزج الميراث إلى التوحيد عبر السكان في بضعة أجيال فقط ومن ثم سيزيل الاختلاف من السكان الذين يمكن أن يعمل الانتقاء الطبيعي عليهم. [21] أدى ذلك إلى تبني داروين لبعض الأفكار اللاماركية في طبعات لاحقة من حول أصل الأنواع وأعماله البيولوجية اللاحقة. [22] كان نهج داروين الأساسي للوراثة هو تحديد كيف يبدو أنها تعمل (مع ملاحظة أن السمات التي لم يتم التعبير عنها صراحة في الوالد في وقت التكاثر يمكن توريثها ، وأن بعض السمات يمكن أن تكون مرتبطة بالجنس ، وما إلى ذلك) بدلاً من ذلك. من اقتراح الآليات.

تم تبني نموذج داروين الأولي للوراثة من قبل ابن عمه فرانسيس جالتون ، ثم تم تعديله بشكل كبير من قبل ، الذي وضع إطارًا لمدرسة المقاييس الحيوية للوراثة. [23] لم يجد جالتون أي دليل يدعم جوانب نموذج داروين للتكوين الشامل ، والذي اعتمد على السمات المكتسبة. [24]

تبين أن وراثة السمات المكتسبة ليس لها أساس يذكر في ثمانينيات القرن التاسع عشر عندما قطع أوجست وايزمان ذيول أجيال عديدة من الفئران ووجد أن نسلها استمر في التطور. [25]

كان لدى العلماء في العصور القديمة مجموعة متنوعة من الأفكار حول الوراثة: اقترح ثيوفراستوس أن أزهار الذكور تجعل الأزهار الأنثوية تنضج. يعتقد أن سوائل الذكور والإناث اختلطت عند الحمل. [28] في عام 458 قبل الميلاد ، اقترحت إسخيلوس أن يكون الذكر هو الوالد ، وأن تكون الأنثى "ممرضة للحياة الصغيرة التي تزرع بداخلها". [29]

انتقلت المفاهيم القديمة للوراثة إلى مذهبين تمت مناقشتهما في القرن الثامن عشر. كان مذهب التكوين اللاجئى وعقيدة المسبق رأيين متميزين لفهم الوراثة. ادعى مبدأ التخلق ، الذي نشأ من قبل أرسطو ، أن الجنين يتطور باستمرار. تنتقل التعديلات التي تطرأ على سمات الوالدين إلى الجنين خلال حياته. استند أساس هذه العقيدة على نظرية وراثة السمات المكتسبة. في معارضة مباشرة ، ادعت عقيدة التشكل أن "مثل يولد مثل" حيث تتطور الجرثومة لتنتج نسلًا مشابهًا للوالدين. يعتقد الرأي المسبق أن الإنجاب كان فعلًا للكشف عما تم إنشاؤه قبل فترة طويلة. ومع ذلك ، كان هذا محل خلاف من خلال إنشاء نظرية الخلية في القرن التاسع عشر ، حيث الوحدة الأساسية للحياة هي الخلية ، وليس بعض الأجزاء مسبقة التشكيل من الكائن الحي. تم أيضًا تصور آليات وراثية مختلفة ، بما في ذلك وراثة المزج دون اختبارها أو تحديدها بشكل صحيح ، وتم الخلاف عليها لاحقًا. ومع ذلك ، كان الناس قادرين على تطوير سلالات محلية من الحيوانات وكذلك المحاصيل من خلال الانتقاء الاصطناعي. شكلت وراثة السمات المكتسبة أيضًا جزءًا من أفكار لاماركية المبكرة حول التطور.

خلال القرن الثامن عشر ، اكتشف عالم الميكروسكوب الهولندي أنتوني فان ليوينهوك (1632-1723) "حويصلات حيوانية" في الحيوانات المنوية للإنسان والحيوانات الأخرى. [30] تكهن بعض العلماء بأنهم رأوا "رجلًا صغيرًا" (homunculus) داخل كل حيوان منوي. شكل هؤلاء العلماء مدرسة فكرية عرفت باسم "المنويون". لقد جادلوا بأن المساهمات الوحيدة للإناث في الجيل التالي كانت الرحم الذي نما فيه الهومونكولوس ، وتأثيرات ما قبل الولادة في الرحم. [31] اعتقدت مدرسة فكرية متعارضة ، البويضات ، أن الإنسان المستقبلي سيكون في البويضة ، وأن الحيوانات المنوية تحفز نمو البويضة فقط. يعتقد البيض أن النساء يحملن بويضات تحتوي على أولاد وبنات ، وأن جنس النسل قد تم تحديده قبل الحمل بفترة طويلة. [32]

ظهرت مبادرة بحثية مبكرة في عام 1878 عندما قاد ألفيوس حياة تحقيقًا لدراسة قوانين الوراثة من خلال تجميع البيانات عن الأنماط الظاهرية للعائلة (حجم الأنف وشكل الأذن وما إلى ذلك) والتعبير عن الحالات المرضية والخصائص غير الطبيعية ، لا سيما فيما يتعلق بالعمر من المظهر. كان أحد المشاريع هو جدولة البيانات لفهم أفضل لسبب التعبير عن سمات معينة بشكل متسق بينما البعض الآخر غير منتظم إلى حد كبير. [33]

جريجور مندل: والد تحرير الجينات

يمكن أن تُعزى فكرة وراثة الجينات إلى الراهب المورافي [34] جريجور مندل الذي نشر عمله عن نباتات البازلاء في عام 1865. ومع ذلك ، لم يكن عمله معروفًا على نطاق واسع وتم اكتشافه مرة أخرى في عام 1901. وكان من المفترض في البداية أن الميراث المندلي يفسر فقط الاختلافات الكبيرة (النوعية) ، مثل تلك التي لاحظها مندل في نباتات البازلاء الخاصة به - ولم تتحقق فكرة التأثير الإضافي للجينات (الكمية) حتى RA قدمت ورقة فيشر (1918) ، "العلاقة بين الأقارب على افتراض الميراث المندلي" مساهمة مندل الشاملة للعلماء نظرة عامة مفيدة على أن السمات قابلة للتوريث. أصبح عرض نبات البازلاء أساس دراسة السمات المندلية. يمكن تتبع هذه السمات في موضع واحد. [35]

التطور الحديث للوراثة والوراثة تحرير

في الثلاثينيات من القرن الماضي ، أدى العمل الذي قام به فيشر وآخرون إلى مزيج من المدارس المندلية والقياسية الحيوية في التوليف التطوري الحديث. قام التركيب الحديث بسد الفجوة بين علماء الوراثة التجريبيين وعلماء الطبيعة وبين كليهما وعلماء الحفريات ، مشيرًا إلى أن: [36] [37]

  1. يمكن تفسير جميع الظواهر التطورية بطريقة تتفق مع الآليات الجينية المعروفة والأدلة الرصدية لعلماء الطبيعة.
  2. التطور تدريجي: تغييرات وراثية صغيرة ، إعادة التركيب بأمر من الانتقاء الطبيعي. يتم شرح حالات التوقف بين الأنواع (أو الأصناف الأخرى) على أنها تنشأ تدريجياً من خلال الفصل الجغرافي والانقراض (وليس الملوحة). هي الآلية الرئيسية للتغيير بشكل كبير ، حتى المزايا الطفيفة تكون مهمة عند استمرارها. موضوع الاختيار هو النمط الظاهري في البيئة المحيطة به. دور الانجراف الجيني ملتبس على الرغم من دعمه بقوة في البداية من قبل Dobzhansky ، تم تخفيضه لاحقًا حيث تم الحصول على نتائج من علم الوراثة البيئية.
  3. أسبقية التفكير السكاني: التنوع الجيني الذي يحمله السكان الطبيعيون هو عامل رئيسي في التطور. كانت قوة الانتقاء الطبيعي في البرية أكبر مما كان متوقعًا ، حيث أن تأثير العوامل البيئية مثل المهنة المتخصصة وأهمية الحواجز أمام تدفق الجينات كلها مهمة.

كانت فكرة أن الانتواع يحدث بعد عزل السكان تكاثريًا محل نقاش كبير. [38] في النباتات ، يجب تضمين تعدد الصبغيات في أي طريقة عرض للانتواع. تم اقتراح صيغ مثل "التطور يتكون أساسًا من تغييرات في ترددات الأليلات بين جيل وآخر" في وقت لاحق إلى حد ما. الرأي التقليدي هو أن علم الأحياء التطوري ("evo-devo") لعب دورًا ضئيلًا في التوليف ، لكن وصفًا لعمل Gavin de Beer بواسطة Stephen Jay Gould يشير إلى أنه قد يكون استثناءً. [39]

تم تحدي جميع جوانب التوليف تقريبًا في بعض الأحيان ، بدرجات متفاوتة من النجاح. ومع ذلك ، ليس هناك شك في أن التخليق كان علامة بارزة في علم الأحياء التطوري. [40] لقد أزال الكثير من الالتباسات ، وكان مسؤولاً بشكل مباشر عن تحفيز قدر كبير من البحث في حقبة ما بعد الحرب العالمية الثانية.

لكن تروفيم ليسينكو تسبب في رد فعل عنيف لما يسمى الآن Lysenkoism في الاتحاد السوفيتي عندما شدد على أفكار لاماركية حول وراثة السمات المكتسبة. أثرت هذه الحركة على البحوث الزراعية وأدت إلى نقص الغذاء في الستينيات وأثرت بشكل خطير على الاتحاد السوفياتي. [41]

هناك أدلة متزايدة على وجود وراثة عبر الأجيال للتغيرات اللاجينية في البشر [42] والحيوانات الأخرى. [43]


شاهد الفيديو: عملية نسخ وترجمة RNA (كانون الثاني 2022).