Белый цвет кожи у европейцев какая изменчивость

Обновлено: 24.04.2024

Ответ. У здорового человека содержится 23 пары здоровых хромосом, из которых 22 пары — аутосомы и одна пара — половые. В соматических клетках (те, которые формируют тело организма) хромосомы одной пары всегда одинаковы по размерам, кроме последней, половой: у женщин это XX, а у мужчин — XY. В генетике существует так называемый анализ на кариотип, благодаря которому можно выяснить, каково количество хромосом у того или иного человека. Если их количество отличается от стандартного (не 46, а 45 или 47), то это может говорить о наличии генетического заболевания, наиболее известным из которых является синдром Дауна. Обычно у людей с данным синдромом 47 хромосом, хотя существуют иные формы заболевания. Синдром назван в честь доктора Джона Дауна, который стал первым человеком, его описавшим в 1866 году. Кстати, люди, страдающие заболеванием, достаточно неплохо обучаются, а вот средняя продолжительность их жизни составляет лишь около 50 лет. Они нередко вступают в браки и даже рожают детей. Правда, они же чаще других страдают от недугов, поскольку у них ослаблен иммунитет.

2. Можно ли утверждать, что в клетках различных видов растений обычно гораздо меньше хромосом, чем в клетках различных видов животных?

Ответ. Хромосомный набор обладает видовой специфичностью. Например малярийный комар, лошадиная аскарида имеют всего по 2 хромосомы. Ясень и человек имеют по 46 хромосом. Шпинат и домашняя муха имеют по 12 хромосом.

3. Правда ли, что в клетках человека больше хромосом, чем в клетках других видов животных?

Ответ. Число хромосом у различных видов различно. Существует огромное количество видов животных, у которых число хромосом больше чем у человека. Например, у приматов: тупайя обыкновенная в клетке содержит 60 хромосом, у лемура большого – 66, у разных видов мартышек – от 54 до 72, у псовых у волков, собак, шакалов – 78, у карпа обыкновенного – 104. У ряда животных число хромосом, содержащихся в клетке меньше чем у человека: у кошки – 38, у дельфина - 44 и т.д.

Вопросы после § 43

1. Какие виды взаимодействия неаллельных генов вы знаете?

Ответ. Гены подразделяют на аллельные и неаллельные, в зависимости от места их расположения. Неалле́льные ге́ны — это гены, расположенные в различных участках хромосом.

Виды взаимодействия неаллельных генов:

Комплемента́рное (дополнительное) действие генов — это вид взаимодействия неаллельных генов, доминантные аллели которых при совместном сочетании в генотипе обусловливают новое фенотипическое проявление признаков. Пример - наследование формы плода тыквы. Наличие в генотипе доминантных генов А или В обусловливает сферическую форму плодов, а рецессивных — удлинённую. При наличии в генотипе одновременно доминантных генов А и В форма плода будет дисковидной. При скрещивании чистых линий с сортами, имеющими сферическую форму плодов, в первом гибридном поколении F1 все плоды будут иметь дисковидную форму, а в поколении F2 произойдёт расщепление по фенотипу: из каждых 16 растений 9 будут иметь дисковидные плоды, 6 — сферические и 1 — удлинённые.

Эписта́з — взаимодействие неаллельных генов, при котором один из них подавляется другим. Гены, которые подавляют действие других генов, называются генами-ингибиторами. Пример. Доминантный - наследственные заболевания людей совпадают с группами крови. Рецессивный - «бомбейский феномен». У человека встречаются тяжёлые генетические заболевания, связанные с отсутствием в организме какого-либо фермента. Иногда такие болезни связаны с эпистазом, при котором вещества, возникающие при деятельности гена-ингибитора, препятствуют образованию жизненно важных ферментов, закодированных в другом гене.

Полимери́я — взаимодействие неаллельных множественных генов, однозначно влияющих на развитие одного и того же признака; степень проявления признака зависит от количества генов. Пример. цвет кожи у людей, зависит от четырёх генов.

Плейотропност -. зависимость нескольких признаков от одного гена получила название плейотропности. Это явление было обнаружено ещё Менделем, заметившим, что у растений гороха с красными цветками стебли всегда темнее, чем у особей с белыми цветками.

2. Что такое комплементарное действие генов?

Ответ. Некоторые признаки развиваются только в результате взаимодействия нескольких неаллельных генов. Например, при скрещивании двух чистых линий душистого горошка, имеющих белые цветки, у гибридов первого поколения все цветки будут иметь пурпурную окраску. Оказывается, доминантные гены А и B каждый в отдельности не могут обеспечить синтез красного пигмента антоциана для окраски цветка. И только при наличии двух этих генов в одной клетке там начинает синтезироваться антоциан, и цветки окрашиваются в пурпурный цвет.

Другой возможный механизм дополнительного взаимодействия может заключаться в том, что ген А кодирует структуру одной части (субъединицы) белка, необходимого для проявления какого-либо признака, а ген В – структуру другой субъединицы этого же белка. И только при наличии генов А и B, вместе взятых, синтезируется полноценный белок с четвертичной структурой, способной обеспечить проявление данного признака.

Следовательно, дополнительным называют такой вид взаимодействия генов, когда для проявления признака необходимо присутствие неаллельных генов А и B. Эти гены называют дополнительными или комплементарными.

3. Сколькими генами определяется цвет кожи человека?

Ответ. Цвет кожи человека определяется четырьмя генами, ответственными за выработку пигмента меланина. Чем больше активных генов, запускающих синтез меланина, имеется в клетке, тем темнее ее окраска. Эти гены локализованы в четырех разных хромосомах. У людей с самой темной кожей имеется восемь аллелей этих генов (поскольку клетки диплоидные). У человека с самой светлой кожей нет ни одного активного аллеля. У европейцев чаще всего встречается набор генов a1a1a2a2a3a3a4а4, что определяет белый цвет кожи, а у самых тёмных африканцев – А1А1А2А2А3А3А4А4. Таким образом, разнообразие наборов генов, а следовательно, и окраски кожи может возникать при различных смешанных браках.

«Биология отрицает законы математики: при делении происходит умножение» Валерий Красовский

Наследственность и изменчивость

При самостоятельной подготовке к ЕГЭ по биологии особое внимание следует уделить вопросам по наследственности и изменчивости

1. Все приведенные ниже характеристики, кроме двух, используются для описания фенотипической изменчивости. Определите два термина «выпадающих» из общего списка, из запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны

1) проявляется только в части клеток организма

2) проявляется в пределах нормы акции

3) зависит от условий окружающей среды

4) затрагивает изменения генотипа и фенотипа

5) определяется комбинацией гамет при оплодотворении

2. Установите соответствие

А) появление морщинистых семян у гороха при скрещивании растений с гладкими семенами

Б) наличие листьев разной длины на одном растении

В) рождение у здоровых родителей ребенка-дальтоника

Г) изменение окраски шерсти у зайца-беляка в зависимости от температуры

3. Установите соответствие

А) возможна в пределах нормы реакции

Б) фенотип изменяется под действием факторов внешней среды

В) непредсказуема и необратима

Г) носит массовый характер

Д) по наследству не передается

4. Все приведенные ниже характеристики, кроме двух, используют для описания ненаследственной изменчивости. Определите две характеристики, «выпадающие» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) появление признаков под влиянием факторов внешней среды

2) проявление ограничено нормой реакции

3) затрагивает изменения генотипа

4) имеет случайный ненаправленный характер

5) изменения носят приспособительный характер

5. Все приведенные ниже характеристики, кроме двух, используются при описании генотипической изменчивости. Определите две характеристики, «выпадающие» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

6. Все приведенные ниже примеры, кроме двух, являются примерами проявления генотипической изменчивости. Определите две характеристики, «выпадающие» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1) появление шестого пальца на руке

2) белый цвет кожи у европейцев

3) увеличение жирности молока у коров за счет улучшения их рациона питания

4) повышение устойчивости к низким температурам у растений при внесении в почву фосфорных и калийных удобрений

5) рождение ребенка с I группой крови у родителей, имеющих III группу крови

7. Установите соответствие между характеристиками и видами изменчивости (обозначены на рисунке цифрами 1 и 2): к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) фенотип изменяется вследствие изменения генотипа

Б) фенотип изменяется под действием факторов внешней среды

В) носит массовый характер

Г) носит случайный характер

Д) источник материала для естественного отбора

8. Установите соответствие

А) появление в одном соцветии у капусты цветков с пятью лепестками вместо четырех

Б) рождение ребенка-альбиноса у родителей с нормальной пигментацией кожи

В) развитие листовых пластинок различной величины на одном побеге

Г) усиление роста листьев и стеблей при внесении в почву азотных удобрений

Д) увеличение массы тела при злоупотреблении сладкой и жирной пищи

9. Мутации ведут к изменению

1) первичной структуры белка

2) этапов оплодотворения

3) генофонда популяции

4) нормы реакции признака

5) последовательности фаз митоза

6) полового состава популяции

10. Установите соответствие между характеристиками изменчивости и её видами: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) изменяет фенотип в пределах нормы реакции

Б) передаётся по наследству

В) затрагивает гены, хромосомы

Г) вызывает одинаковые изменения у всех особей вида

Д) вызывает индивидуальные изменения

Список используемых источников:

ЕГЭ. Биология: типовые экзаменационные варианты: 30 вариантов / под ред. В.С. Рохлова. – М,: Издательство «Национальное образование», 2018
Биология. Подготовка к ЕГЭ-2018. 30 тренировочных вариантов по демоверсии 2018 / А.А. Кириленко, С.И. Колесников, Е.В. Даденко. – Ростов-на-Дону: Легион, 2017

Последние обновления

Строение бактерий
Сравнение прокариот и эукариот
Китообразные
Класс Земноводные (Амфибии)
Эффект бутылочного горлышка
Головной мозг
Спинной мозг
Синапс
Коферменты и их значение
Тип Плоские черви

Последние видео:

Подписывайся на обновления, обсуждай вопросы в соцсетях

Изменчивость — способность организма меняться под воздействием различных условий, что в процессе эволюции приводит к изменению признаков и свойств организма и даже появлению новых и служит выживанию вида.

Внешняя среда определяет процессы отбора, изменчивости и наследственности, т.е. факторы эволюции. В соответствии с изменениями внешней среды развивался весь органический мир. Благодаря этому каждый вид организма приобрел своеобразное внутреннее строение и присущий ему тип индивидуального развития, закрепленные наследственностью.

Вопросы и задания

1. Что такое модификационная изменчивость? Почему её называют фенотипической? Ответ проиллюстрируйте примерами.

Изменчивость – способность организма меняться под воздействием различных условий, что в процессе эволюции приводит к изменению признаков и свойств организма и даже появлению новых и служит выживанию вида.

Фенотипическая изменчивость имеет ряд особенностей: Во — первых, при такой форме затрагивается лишь фенотип – комплекс внешних характеристик и свойств живого организма. Генетический материал при этом не изменяется. Например, две популяции животных, которые обитают в разных условиях, имеют некоторые внешние различия, несмотря на идентичный генотип. С другой стороны, фенотипическая изменчивость носит групповой характер. Изменения в строении и свойствах возникают у всех организмов данной популяции. Для сравнения стоит сказать, что перемены генотипа одиночны и спонтанны.

Примеры: 1) изменение окраски у колорадского жука вследствие длительного влияния на их куколки высоких или низких температур

2) смена окраски шерсти у некоторых млекопитающих при изменении погодных условий (например, у зайца)

2. Куст дикой малины из леса пересадили на приусадебный участок. Через год оказалось, что плоды на нём крупнее, чем у кустов, растущих в лесу. С чем это связано? Объясните, какая изменчивость имеет место в данном случае.

Это связано с модификационной изменчивостью. Генотип малины остался неизменным, в отличие от фенотипа. Плод малины стал крупнее, потому что в лесу менее удовлетворительные условия.

3. Двух коров одного возраста от одного быка — производителя продали в разные фермерские хозяйства. Одна из коров стала через некоторое время давать больше молока по сравнению с другой. При этом жирность молока не изменилась и осталась у обеих коров почти одинаковой. Объясните, с чем это связано.

Это связано с модификационной изменчивостью. В хозяйстве, где корова давала больше молока, были лучше условия, такие как: корм, уход.

4. Определите, какие из перечисленных признаков человека относят к модификационной изменчивости: увеличение мышечной массы, изменение пигментации кожи на солнце, появление шестого пальца на руке, белый цвет кожи у европейцев.

Часть населения Земли рождается со светлой кожей. Родина человечества — Африка, цвет кожи наших предков был темным. Долгое время популярной оставалась гипотеза о том, что светлая кожа досталась европейцам от неандертальцев. Анализ ДНК неандертальцев показал, что в их популяции действительно встречались люди с разными цветами волос и кожи. Современные исследования опровергают популярную гипотезу, доказывая, что цвет кожи обитателей Европы начал меняться уже после вымирания неандертальцев. Постепенно оттенок приближался к современному. Сейчас изменение цвета кожи объясняют через физиологические процессы.

Высокий мужчина со светлой кожей, который хорошо усваивает лактозу — типичное описание современного юноши европеоидной расы. В действительности эти европейские юноши уже не те, что были 8 000 лет назад. Почему у европейцев светлая кожа — в новом материале от Genotek.

Делить кожу древнего человека

Если вы находитесь в компании с антропологом, генетиком и эволюционистом, и вам скучно, спросите: “Скрещивались ли предки современных людей и неандертальцы?” Споры на эту тему ведутся уже несколько десятков лет. Если верить исследованиям, у неандертальцев была привлекательная внешность, встречались разные оттенки волос и кожи. С одной стороны, у нас с неандертальцами много общего. Анализ ДНК сегодня показывает, какой процент неандертальского генома есть в вашем собственном. Варианты генов, ассоциированные с развитием заболеваний, таких, как диабет и болезнь Крона, были унаследованы от неандертальцев. Впрочем, общие черты в геноме могли достаться и нам, и им от общего предка. А механизм изменения пигментации отличается от того, который используют современные люди.

Лезть вон из кожи, чтобы переехать

Переселившись в Европу, людям понадобилось менять внешность и диету. Современная гипотеза заключается в том, что распространение этих признаков в популяции было мотивировано потребностью в витамине D. Этот витамин может вырабатываться в коже под воздействием ультрафиолета, а может поступать извне с молочными продуктами. Так, в ходе эволюции было предложено сразу 2 решения для проблемы дефицита витамина. Первое решение: сделать кожу восприимчивой к ультрафиолету. Второе решение: создать фермент для эффективного получения витамина из молочных продуктов.

Вероника Мусатова, консультант медико-генетического центра Genotek: “Витамин D необходим для нормального образования и роста костей. Он регулирует обмен кальция и фосфора. При сбалансированном и полноценном питании и периодическом пребывании на солнце причин для беспокойства нет. В случае появления признаков гиповитаминоза появляются потеря аппетита, бессонница, судороги, развивается остеопороз и остеомаляция — размягчение костей”.

83 древних человека

Если раньше каждый новый геном древнего человека был событием, то теперь ученые работают на полногеномном масштабе с данными нескольких древних людей. Антропологи из Гарварда проанализировали 83 генома древних людей Homo sapiens с археологических стоянок в Европе, датированных от 8 000 лет до н.э. по настоящее время. Основная задача исследования — найти гены, которые по какой-то причине стали доминировать в европейской популяции за последние 10 тысяч лет. Для сравнения использовали геномы современных европейцев из проекта “1 000 геномов”. Прелесть работы с геномом в том, что это последовательность символов — для решения ряда задач достаточно определить генотип в конкретной позиции. Всего проанализировали 390 000 геномных локусов (отдельных позиций в геноме). Среди них только для 30 000 известна связь между генотипом и фенотипом (внешним признаком).

Облик коренного европейца

Гарвардские антропологи разделили результаты на 3 группы в зависимости от характера изменений. “Модные веяния” постоянно менялись вместе с популяцией; “случайные изменения” происходили вне зависимости от внешних причин, и “фундаментальные метаморфозы” существенно преобразили популяцию под влиянием естественного отбора. Гены, относящиеся к последней группе, интересовали ученых больше всего. Они связаны с пигментацией кожи и особенностями питания. В далеком прошлом европейцы были темнокожими людьми, не употреблявшими молока. Работа лактазы в теле человека началась уже после одомашнивания скота и после миграции степных племен черноморских скотоводов, то есть около 4 300 лет назад. Изменение диеты вызвало спрос на развитие специфических физиологических признаков.

Приспособление к молоку

Работа генов, которые поменялись с приходом человека в Европу, была связана с метаболизмом. Самое сильное давление отбора наблюдалось в локусе, который связан с жизнеспособностью лактазы у европейцев. Замена всего одного нуклеотида влияет на то, как будет синтезироваться этот фермент, а, значит, на способность усваивать молочный сахар — лактозу. Также с метаболизмом были связаны 2 гена: FADS1 и NADSYN1. Ген FADS1 вовлечен в метаболизм жирных кислот, а ген NADSYN1 связан с уровнем витамина D.

Изменить цвет кожи

В новой популяции европейцев распространились 2 гена, влияющих на пигментацию кожи, SLC24A5 и SLC45A2. Кожа — это сложный мультифункциональный орган человеческого тела. На клеточном уровне пигментация кожи зависит от работы меланоцитов — клеток, вырабатывающих меланин. Ген SLC45A2 помогает в создании меланина, а ген SLC24A5 регулирует концентрацию кальция в меланоцитах. Любопытно, что ингибиторы (вещества, угнетающие работу гена) последнего доступны в качестве коммерческих наборов для инъекций, осветляющих кожу. Мутации в SLC24A5 и SLC45A2 независимо появились на территории Европы примерно в одно и то же время. То есть, в то время, как существовали две независимых светлокожих популяции — охотников-собирателей из Швеции и средневосточных земледельцев, основное население Европы от них отличалось. Ещё 8 500 лет назад у охотников-собирателей из Люксембурга, Испании и Венгрии была темная кожа.

Александр Ракитько, автор-разработчик ДНК-теста “Генеалогия” (Genotek), исследующего генетическое происхождение человека: “Мы провели анализ нашей базы данных и выяснили, что для российской популяции помимо варианта гена SLC24A5, который отвечает за светлую кожу, встречаются и другие. В то же время, если верить базе данных проекта “1 000 Геномов”, в центральноевропейской популяции вообще не встречается других вариантов. Фактически, это подтверждает, что популяция россиян отличается от популяции европейцев, и сравнение генома человека из России с геномом из всемирной базы данных может показывать существенные различия”.

Логистика цвета глаз

Ещё одна мутация, которая закрепилась, связана с генами HERC2/OCA2. Работа этих генов ассоциирована с доставкой темного пигмента в радужную оболочку. Ген HERC2 в данном случае — это телефонный звонок, а ген OCA2 — грузовик, который доставляет пигмент. Если что-то не так на линии или с транспортом, то пигмент не доставляется, и глаза остаются светлыми. “По умолчанию” глаза имеют темный цвет, светлые оттенки связаны с тем, что пигмент отсутствует или не доходит до места назначения.

Адам, Ева и я

С концептуальной точки зрения, это исследование переводит нас на новый уровень получения информации о прошлом. Можно сравнить данные древних людей и современных и найти не только специфические черты популяций прошлого, но и общие механизмы эволюции и адаптации в человеческой истории. Результатом генотипирования является информация о генотипе в локусе. В исследовании эволюции основной интерес прикован к изменению генотипов с течением времени.

Восстановить цвет кожи по ДНК

Современные технологии анализа ДНК дополняют образ древних людей теми чертами, которые невозможно прочитать из останков скелета. Воссоздавать контур лица с черепа умели и раньше, теперь глаза, волосы и кожа обрели цвет. Помимо этого раскрываются личные сведения вроде особенностей метаболизма, например, непереносимости лактозы, предрасположенности к ожирению и устойчивости к заболеваниям. Чтобы строить такие модели, исследователи работают с геномом. Рост, вес, хронические патологии – комплексные признаки, которые можно узнать о человеке из ДНК. Динамику изменения генома во времени можно проследить, сравнив данные древних и современных людей. Анализируя изменения, эволюционисты и антропологи оценивают вклад естественного отбора и изменение популяции за конкретный промежуток времени.

Tabula rasa

Эти исследования показывают, что внешние особенности — средство для выживания. Сейчас человек в меньшей степени зависит от окружающей среды, и его фенотипические признаки — его собственная история. А пигментация кожи — это не инструмент, не символ превосходства, не особое право и не специальные полномочия. Пигментация кожи — это просто фенотипический признак, который менялся в ходе эволюции в связи с приспособлением к определенным условиям среды.

Белая кожа, а также способность переваривать коровье молоко, появились у европейцев относительно недавно, выяснили американские антропологи. Еще восемь тысяч лет назад большинство жителей Европы были темнокожими. Об этом сообщает издание Science News со ссылкой на доклад, представленный на 84-й конференции Ассоциации физической антропологии США.

Ученые занялись генами, пережившими наиболее сильный естественный отбор за последние восемь тысяч лет. Сравнив гены древних и современных европейцев (участников проекта «1000 геномов»), Иан Мэтиэсон (Iain Mathieson) из Гарварда определил пять рекордсменов: ими оказались гены, связанные с цветом кожи и рационом.

Ученые нашли три гена, определяющих белый цвет кожи, и раскрыли достаточно сложную историю его появления. Первые анатомически современные люди, прибывшие из Африки 40 тысяч лет назад, обладали темной кожей, более полезной в теплых широтах. Но и 8500 лет назад охотники-собиратели, жившие на территории современной Испании, Люксембурга и Венгрии, все еще были темнокожими. Генов SLC24A5 и SLC45A2, определяющих депигментацию кожи, у них не нашли.

Однако на севере Европы, где солнечного света было крайне мало, уже 7700 лет назад европейцы обладали не только SLC24A5 и SLC45A2, но и третьим геном (HERC2/OCA2), который связан с голубыми глазами и, возможно, со светлой кожей и волосами. Об этом свидетельствуют данные по семи охотникам-собирателям, кости которых нашли в южной Швеции (Мотала).

Окончательно светлую кожу в Европу принесли неолитические земледельцы с Ближнего Востока — смешиваясь с местными жителями, они распространили ген SLC24A5 по Центральной и Южной Европе.

Антропологи определили, что, как уже было известно, европейские охотники-собиратели восемь тысяч лет назад не могли переваривать коровье молоко. Однако такой способности были лишены и мигранты неолита: как земледельцы с Ближнего Востока (7800 лет назад), так и скотоводы ямной культуры (пришли из восточных степей 4800 лет назад). У них отсутствовал ген толерантности к лактозе LCT. Этот ген распространился по Европе только 4300 лет назад, уже в бронзовом веке.

Докладчики не объяснили, почему именно эти гены лучше остальных проходили естественный отбор. Скорее всего, причина в необходимости максимально усилить выработку витамина D, считает палеоантрополог Нина Яблонски (Nina Jablonski) из Университета штата Пенсильвания. Обитатели северных широт получали слишком мало ультрафиолета (из солнечных лучей). У этой проблемы нашлось два генетических решения: белая кожа, позволяющая более эффективно поглощать ультрафиолет, и переносимость лактозы, помогающая получать витамин D из молока.

В начале марта 2015 года авторы доклада опубликовали в журнале Nature данные анализа ДНК 83 древних европейцев. Население этой части света, по их мнению, сформировалось благодаря слиянию трех групп земледельцев и охотников-собирателей, прибывших в разное время.

Читайте также: