Генетический полиморфизм и адаптивный потенциал популяции.Генетический груз и его биологическая сущность.Генетический полиморфизм человечества

3.Балантидий: систематика, геогр.распространение,особенности морфологии,цикл развития, лаб.диагностика и профилактика парагонимоза.

_____________

Вопрос 1

Долгое время многие палеонтологи и антропологи считали наиболее древними представителями семейства гоминид южно-аф­риканских двуногих приматов Australopithecus africanus. Возраст боль­шей части южно-африканских находок австралопитеков определя­ется в интервале 3:—-1 млн. лет. Строение скелетов этих организмов свидетельствует об их прямохождении. Масса мозга 450—550 г при общей массе тела от 25 до 65 кг. Зубная система близка к челове­ческой: клыки малых размеров, зубы расположены в виде широкой дуги, как у человека. Это свидетельствует о всеядности.

В местах обнаружения остатков австралопитеков имеется мно­жество костей, расколотых тяжелыми предметами. Большое число черепов животных расколоты с левой стороны, и это свидетельствует о том, что австралопитеки были в основном правшами. Некото­рые австралопитеки, видимо, начинали осваивать огонь. В 1960— 1970 гг. в результате раскопок в Эфиопии и позже в Танзании и Кении были обнаружены большие группы гоминид, древность которых определяется в 4—2,5 млн. лет. По этим материалам в 1978 г. был описан новый вид австралопитеков А. afarensis, более примитивный, чем А africanus, но тоже двуногий и с чертами «промежуточности» по отношению к современным человекообраз­ным обезьянам и человеку. Объем мозговой полости черепа оказался в пределах 380—450 см³, т.е. практически не отличался от объема мозга современного шимпанзе.

Действительно, австалопитеки имеют большее сходство с чело­веком не по объему и строению мозга, а по строению зубной системы и способу передвижения. Изучение австралопитековых показало, что именно двуногость, а не брльшой объем мозга, явилась ключе­вой адаптацией ранних гоминид. В 1964 г. по находкам, сделанным в Танзании, был выделен вид Нотo habilis, имеющий абсолютный возраст 2—1,7 млн. лет. Отличительными чертами, его являются двуногость, в це­лом прогрессивное строение кисти, зуб­ной системы, объем мозговой коробки от 540 до 700 см³, что примерно в полтора раза превышает объем мозга австралопи­теков. На внутренней поверхности чере­па обнаруживаются признаки про­грессивных нейроморфологичееких из­менений, определяющиеся по отпечат­кам головного мозга: выраженная асимметрия полушарий и развитие двух речевых центров как условие для возник­новения членораздельной речи. Большой Австралопитек палец стопы не отведен в сторону. Это афарский. Реконструкция свидетельствует о том, что морфологические перестройки, связан­ные с прямохождением, у негошолностью завершились. Вместе с остатками Н. Habilis найдены орудия труда со следами целенаправ­ленной обработки, свидетельствующие о ранних формах трудовой деятельности. \

Перечисленные признаки, ведущим из которых является про­грессивное развитие мозга, характеризуют организм уже с иной морфофункциональной организацией по сравнению с австралопи­теками. Эти признаки считаются специфичными для рода Ното. Сопоставление морфологии африканского и афарского австрало­питеков с Н. habilis и современным человеком позволяет предполо­жить следующую схему филогенетических взаимоотношений ранних гоминид (рис. 15.5). Африканский австралопитек, считав­шийся раньше общим предком как рода Ното, так и других австралопитековых, является в этой схеме представителем боковой ветки эволюции, приведшей к узкой специализации и образованию мощных форм типа А. robustus, которые вымерли около 1 млн. дет назад. Общим предком всех австралопитековых и рода Ното 'явля­ется в соответствии с этой схемой А. afarensis,

Таким образом, на протяжении 1—1,5 млн. лет представители двух близких родов и, возможно, нескольких видов семейства гоминид сосуществовали, причем не только во времени, но и на ■> перекрывающихся территориях. В основе дивергенции различных линий ранних гоминид и австралопитековых могли лежать разного рода механизмы изоляции, в первую очередь генетические: мутации в виде хромосомных перестроек. Это означает, что эволюция авст­ралопитековых шла постепенно, приводя благодаря дивергенции к морфологическому и экологическому разнообразию.

Ведущими факторами эволюции н а прегоминидной стадии ант­ропогенеза являлись, несомненно, факторы биологической эволю­ции, главным из которых является естественный отбор. Об этом свидетельствует, в частности, большое видовое разнообразие авст­ралопитековых, обитавших в различных условиях практически на 'всей территории Южной, Центральной и Северо-Восточной Афри­ки. В это же время в происхождении рода Ното имело место скачкообразное изменение наследственного материала.

В разных органах и системах прегоминид обнаруживалась асин-хронность филогенеза. Есть предположение о том, что эволюция коры больших полушарий мозга состоит из двух компонентов, разобщенных но времени; соматического, обеспечивающего сен­сорно-моторные функции, и несоматического, связанного с высши­ми психическими функциями. Если локомоторный комплекс под­вергался длительным постоянным изменениям, то головной мозг эволюционировал скачкообразно. Элементы скачкообразности в эволюции некоторых структур ранних гоминид могли быть обус­ловлены «транспозиционными взрывами» (перестройками генома за счет подвижных генетических элементов, переносящих комплек­сы генов на новое место). Это могло сопровождаться постепенным развитием других морфофизиологических свойств в результате на­копления малых мутаций под контролем естественного отбора. Но именно в период становления Н. habilis возникла, вероятно, часть хромосомных перестроек в геноме человека, о которых гово­рилось выше, л,. "'.,

Следующей ступенью гоминизации после появления Н. habilis считается возникновение архантропов, представителем которых является сборный вид Н. erectus. Материальная культура и ярко выраженная социальность позволили ему быстро и эффективно расселиться по всей территории Африки и Евразии и освоить обширный ареал, разнообразный в климатическом отношении.,Действительно, орудия труда Н. егес1из более прогрессивны, чем у Н. habilitis, а масса мозга (от 800 до 1000 г) явно превышает мини­мальную массу (750 г), при которой возможно существование речи. Наличие при этом речевыхцентров, возникших впервые у Н habilitis, предполагает и развитие второй сигнальной системы.

Выделяют три группы Н. erectus: обитавшие в Европе, Азии и Африке. Долгое время древнейшими архантропами считались ази­атские представители из Индонезии и Восточного Китая — пите­кантроп и синантроп. Однако находки последних лет на территории Израиля (1982) и Кении (1984), датирующиеся соответственно 2,0 и 1,6 млн. лет, сопровождающиеся элементами материальной куль туры и признаками использования огня, показали, что арогенная эволюция гоминид происходила на африканском континенте и на Ближнем Востоке. Это позволило связать происхождение Н. erectus с восточноафриканскими формами Н. habilis.

Наличие большого количества находок архантропов древностью 1,5—0,1 млн. лет в отдаленных от Африки регионах — в Юго-Во­сточной и Восточной Азии, в Центральной Европе и даже на Британских о-вах — свидетельствуют об активных адаптациях их к разнообразным условиям существования (рис. 15.6). В связи с тем что небольшое различие ископаемых остатков Н. erectus не соответ­ствует значительному разнообразию природно-климатических ус­ловий указанных территорий, можно заключить, что в этих адапта­циях значительную роль играли наряду с факторами биологической эволюции также и социальные факторы: совместное изготовление укрытий, орудий труда и использование огня.

Роль Н. erectus как этапа антропогенеза никогда не подвергалась сомнению. Что же касается питекантропа^ или неандертальского человека, то его роль в происхождении человека в настоящее время оспаривается. Это связано в первую очередь с обнаружением боль­шого количества ископаемых остатков человека с промежуточными чертами между Н erectus и человеком современного физического, типа. Кроме того^ палеонтологические находки последних лет дают повод судить о недооценке интеллектуальных возможностей неан­дертальцев. На всех их стоянках обнаружены следы костров и обгоревшие кости животных, что свидетельствует об использовнии огня для приготовления пищи. Орудия труда их гораздо совершеннее, чем у предковых форм. Масса мозга неандертальцев около 1500 г, причем сильное развитие получили отделы, связанные с логическим мышлением. Костные остатки неандертальца из Сен-Сезер (Фран­ция) были найдены вместе с орудиями труда, свойственными верхнепалеолитическому человеку, что свидетельствует об отсутст­вии резкой интеллектуальной грани между неандертальцем и «*-временным человеком. Имеются данные о ритуальных захоронениях неандертальцев на территории Ближнего Востока.

Эти и ряд других находок позволили в конце 60-х годов выделить палеоантропов в отдельный подвид Homo sapiens neanderthalensis в отличие ох неоантропа Н.s. sapiens, который, таким образом, тоже получил ранг Подвида. Наиболее древние ископаемые остатки его возрастом 100 тыс. лет обнаружены также на территории Северо-Восточной Африки. Многочисленные находки палеоантропов и неоантропов на территории Европы, датирующиеся 37—25 тыс. лет, свидетельствуют о сосуществовании обоих подвидов В течение нескольких тысячелетий.

В тот же период неоантропы обитали уже не только в Европе и Африке, но и в отдаленных районах Азии (о. Тайвань, о. Окинава) и даже в Америке. Эти данные указывают на необычайно быстрый процесс расселения современного человека, что может быть дока­зательством «взрывного», скачкообразного характера антропогенеза в этот период как в биологическом, так и в социальном смысле. Н.s. neanderthalensis в виде ископаемых остатков не обнаруживается позже рубежа в 25 тыс. лет. Быстрое исчезновение палеоантропов может быть объяснено вытеснением их людьми с более совершен­ной техникой изготовления орудий труда и метисацией с ними.

С возникновением человека современного физического типа роль биологических факторов в его эволюции свелась к минимуму, уступив место социальной эволюции. Об этом отчетливо свидетель­ствует отсутствие существенных различий между ископаемым че­ловеком, жившим 30—25 тыс. лет назад, и нашим современником.

Вопрос 2

2. Генетический полиморфизм – наличие в популяции нескольких генетических форм в состоянии длительного равновесия.

Генетический полиморфизм бывает адаптационный и балансированный.

Адаптационный (приспособительный). Пример: у виноградной улитки часть особей популяции, обитающая на песчаных почвах, имеет белый вход в раковину, а другая часть – красный цвет, они обитают на глинистой почве. У двухточечной божьей коровки есть красные и черные особи. Красные хорошо переносят зиму, а черные хорошо размножаются летом.

Балансированный – гетерозиготный – отбор благоприятствует сохранению гетерозиготных особей. Имеет большой биологический смысл – обеспечивает выживаемость особей в изменяющихся условиях окружающей среды, создает резерв наследственной изменчивости. Приспособленность любой реальной популяции всегда хуже приспособленности идеальной популяции, которая состояла бы только из нужных в данный момент генотипов. Разность между приспособленностью идеальной и реальной популяций называется генетическим грузом. Различают генетический груз мутационный (обусловлен мутациями в данном поколении) и сегрегационный (обусловлен мутациями, которые передались от предков).

В медицине наблюдаются следующие проявления генетического полиморфизма:

1) неравномерное распределение заболеваний на планете;

2) различная тяжесть течения заболеваний;

3) неодинаковая предрасположенность к наследственным заболеваниям.

Для человеческих популяций также характерен генетический груз. Он эквивалентен числу рецессивных генов, которые в гомозиготном состоянии ведут к гибели индивидуума до наступления репродуктивного периода. У отдельных людей число таких генов колеблется от 3 до 8.

Наличие генетического груза ведет к тому, что в каждом поколении 50% зигот не дают потомства:

15% – гибнут до рождения,

3% – гибнут при рождении,

2% – гибнут сразу после рождения,

3% – не достигают половой зрелости,

20% – не вступают в брак,

10% – бездетны.

Как видим, генетический груз в человеческих популяциях не имеет того биологического смысла, как в природных популяциях животных, однако перешел к человеку по наследству.

Вопрос 3

Балантидий.

Название: Тип Простейшие, Protozoa, Класс Инфузории, Infusoria, Вид Балантидий, Balantidium coli.

Морфологическая характеристика:

Ø 30-200*20-70 мкм

Ø овальной формы

Ø с ресничками

Ø 2 пульсирующих вакуоли

Ø бобовидный макронуклеус и мелкий микронуклеус

Ø размножение бесполое – поперечное деление

Географическое распространение: повсеместно, в тёплом климате

Экологическая характеристика: неспецифический, эндопаразит (в толстой кишке), постоянный, 1-хозяйный.

Цикл развития: алиментарно (мухи), свиньи, человек: циста, затем – вегетативная форма.

Заболевание: балантидиоз: кровавый понос.

Диагностика: в фекалиях слизь, кровь, гной, паразиты.

Профилактика: стандартная.

Очаговость: все.

Билет № 8