Факультет

Студентам

Посетителям

Актуальные задачи изучения природных популяций

Изучение популяций необходимо для организации эффективной эксплуатации хозяйственно-ценных видов;

разработки эффективных мер по регуляции численности популяций видов, которые могут наносить ущерб народному хозяйству и здоровью человека; и, наконец, для разработки мероприятий, направленных на сохранение видового многообразия живой природы и способности живой природы выполнять свои функции по поддержанию нормального состава атмосферы, пресных вод и плодородия почв в условиях повсеместно растущего антропогенного влияния.

Для решения этих практических задач необходимо в первую очередь теоретическое понимание процессов, протекающих в природных популяциях, и тех процессов в окружающей среде, в которые вовлечена данная популяция, т. е. необходимо изучение процесса микроэволюции и эволюции биогеоценозов. При этом возникают такие задачи, как определение местами роли конкретных популяций в системе данного вида; выяснение особенностей взаимоотношения популяций изучаемого вида с другими видами в пищевых сетях, потоках вещества и энергии; определение границ между соседними популяциями; выделение групп сходных и различных популяций; установления связей между близко расположенными и удаленными друг от друга популяциями; выяснение происхождения (микрофилогенеза) изучаемых популяций; установление особенностей динамики биохорологической структуры и величины популяций.

Эти задачи можно было бы сравнительно быстро решить при условии, во-первых, знания генетического состава природных популяций и его динамики и, во-вторых, знания статики и динамики вещественно-энергетических параметров популяций видов, связанных в процессе эволюции. К сожалению, выполнить оба эти требования оказывается крайне трудно. Так, с популяционно-генетической точки зрения хорошо изучены около десятка видов двукрылых насекомых из рода Drosophila. Дрозофилы, особенно формы из групп D. obscura, D. funebris, D. virilis, D. melanogaster, оказались удобными объектами для таких исследований. Генетически изучены около трех миллиардов особей дрозофил, происходящих из тысяч разных популяций. Некоторые популяции изучены в природе и экспериментально на протяжении десятков и сотен поколений. Есть достаточно обширные данные по генетике нескольких видов моллюсков, одного вида тараканов, шелковичного червя (Bombyx mori) и непарного шелкопряда (Limantria dispar), мучнистой (Pyralis farinalis) и мельничной (Ephestia kiihniella) огневок, мучного хрущака. (Tribolium confusum), медоносной пчелы (Apis melliphera) и несколько их видов ос, комаров, мух, божьих коровок. Из простейших изучена генетика практически только инфузорий Paramecium. Из низших позвоночных изучена генетика 12—15 интенсивно разводимых в хозяйстве и аквариумах видов рыб и нескольких видов бесхвостых амфибий рода Rafia. Среди птиц изучена генетика домашних курицы (Gallus domesiica), индейки (Meleagris gallopavo), кряковой утки (Anas platyrhynchos), голубей (Columba livia), в меньшей степени — фазанов (Phasianus) и перепелов (Coturnix coturnix), попугайчиков (Melopsittacus undulatus) и канареек (Serinus candria). Среди млекопитающих наиболее генетически изученным видом можно считать домовую мышь (известно около 500 генов). Сравнительно хорошо изучена генетика двух видов крыс рода Rattus, обыкновенного кролика (Oryctolagus cuniculus), морской свинки (Cavia porcellus), двух видов хомячков рода Peromyscus, всех современных домашних млекопитающих (Bos, Sus, Ovis, Capra, Equus, Felis, Canis), а также ряда пушных зверей, давно разводимых в неволе: обыкновенной лисицы (Vulpes vulpes), американской норки (Mustela vison), песца (Alopex lagopus). Интенсивно накапливаются данные по генетике человека.

Не будет преувеличением сказать, что с генетической точки зрения изученными оказываются, по-видимому, не более 100 видов животных, при этом изученными с популяционно-генетической точки зрения можно считать лишь 15—17 видов.

Аналогично положение в царстве растений. Изучена генетика культурных растений, прежде всего кукурузы (Zea mays), гороха (Pisum), фасоли (Phaseolus), томатов (Zycopersicon), ячменя (Hordeum), пшеницы (Triticum), овса (Avena), ржи (Secale), клевера (Trifolium), турнепса (Brassica), свеклы (Beta vulgaris), капусты (Brassica), картофеля (Solatium), горчицы (Sinapis), сахарного тростника (Saccharum), подсолнечника (Helianthus), огурцов (Cacurbita), дыни (Cucumis), тыквы (Cucurbita), некоторых других (в основном плодово-ягодных) растений; львиного зева (Antherrinum), нескольких видов хризантем (Chrysanthemum), Табаков (Nicotiana), душистого горошка (Lathyrus), примул (Primula), ослинника (Oenothera), чернушки (Crepis capillaris), фиалок (Viola) и некоторых других декоративных растений. В последнее время генетика нашла свою «ботаническую дрозофилу» — очень удобный для генетических исследований вид капустных — резушка Таля Arabidopsis thaliana. В целом будет справедлив вывод, что генетика растений основана на изучении в основном нескольких десятков видов растений.

Из царства грибов изучена генетика всего нескольких видов актиномицетоз, дрожжей, а также нескольких видов из родов Aspergillus, Ophistoma, Penicillus, Micrococcus.

У прокариот (бактерий) изучена генетика в основном только кишечной палочки, бактерий мышиного тифа, родов пневмококков, стрептококков и нескольких видов рода Haemophilias.

В целом степень генетической изученности живых организмов оказывается ошеломляюще низкой.

Приведенные данные ориентировочны, но порядок величин, по-видимому, можно считать достаточно точным: генетически изученной отзывается лишь примерно сотая доля процента видов, а значительные данные по популяционной генетике есть лишь для тысячной доли процента всех существующих видов.

Такое положение сложилось не случайно: генетическое изучение большинства видов живых организмов технически сложно или невозможно, поскольку их трудно разводить в неволе, а результаты скрещиваний практически невозможно анализировать из-за длительности смены поколений. Правда, в последнее десятилетие число видов, изученных популяционно-генетически, возросло примерно на два порядка за счет исследований одного специфического типа изменчивости — электрофоретической подвижности белков и ферментов. Однако рассчитывать на принципиальное расширение спектра видов, для которых будет дана генетическая характеристика морфофизиологической изменчивости, не приходится. Таким образом, глубокие достижения популяционной генетики ограничены ничтожной долей исследованных видов живых организмов. В этих условиях велика вероятность того, что полученные по немногим видам данные могут оказаться недостаточно характерными для всей живой природы.

Из сложившегося положения есть, по крайней мере, два выхода. Первый из них — развитие моделирования происходящих в природе микроэволюционных процессов с помощью вычислительной техники. Но и здесь биологам придется определить, какие из теоретически возможных процессов наблюдаются реально в природе, а какие нет и с какой частотой наблюдаются те или иные процессы. Второй выход — всемерное проникновение идей и методов популяционной генетики во все остальные — «негенетические»— направления популяционной биологии, с тем чтобы использовать широкие возможности сбора популяционных данных. Этот выход окажется реальным в том случае, если мы сможем анализировать популяционно-экологические, популяционно-морфологические, популяционно-физиологические данные с генетических позиций.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: