Генетический код, наследственность, эволюция.

Природа вещества наследственности у разных групп организмов не совсем идентична. Различия в размерах, строении и композитных свойствах «вещества наследственности» у про и эукариот весьма существенны. Размер любого вируса меньше размера любой хромосомы, а кроме того, вирусы проще устроены, нежели хромосомы. «Прокариотическую структуру, несущую гены, иногда неправильно называют бактериальной хромосомой, следует называть генофором» [1]. У вирусов и прокариот нет ядра, окруженного мембраной, нет цикла конденсации вещества наследственности, нет механизма веретена деления, нет митоза, генофор прокариот содержит только ДНК и почти не содержит белков и т. д. По этой причине на вирусы и прокариоты не распространяется концепция Вейсмана о хроматине как «веществе наследственности», а на эукариотические клетки – представление, что «вещество наследственности» – это молекулы ДНК.

Наследственность и репродукция
Процессы реализации наследственности – многоэтапные, охватывают различные структурные и информационные уровни. Например, феномен наследственности на уровне индивида реализуется через системы его репродукции на трех уровнях организации: на уровне молекул ДНК и внутриклеточных структур (хромосом, хлоропластов, митохондрий) – через механизмы их самоудвоения; на клеточном уровне – через механизмы кариокинеза ( митоза) и цитокинеза; на уровне индивидов – при их воспроизводстве в популяции (зиготическом или апозиготическом). Например, растениям свойственны три типа репродукции: саморепродукция, дробление, воспроизводство. Самоудвоение присуще молекулярному и субклеточному уровням, дробление – клеточному, а семенное воспроизводство реализуется на уровне каждого мультивидуума (самооплодотворение, перекрестное оплодотворение между цветками внутри или между растениями, партеногенез). В ядрах клеток и в цитоплазматических органеллах самоудваиваются молекулы ДНК, хроматиды (хромосомы), хлоропласты и митохондрии. По завершении процессов самоудвоения происходит дробление: клетка делится на две дочерние. Деление клеток включает два самоуправляемых процесса: кариокинез (митоз) и цитокинез. В итоге обе дочерние клетки получают идентичные наборы хромосом и внутриклеточных органелл (клеточная наследственная память). Расхождение хромосом в дочерние ядра осуществляется с помощью динамической структуры – веретена деления, построенного из множества микротрубочек. Наряду с митозом, как известно, существует еще один тип деления ядра – мейоз (однократное удвоение хромосом сопровождается двумя делениями ядра), связанный у растений с образованием спор и гамет [7].
Третий тип наследуемой репродукции – семенное воспроизводство – осуществляется при смене фаз жизненного цикла растений: сформированные на спорофитах микро и мегагаметофиты воспроизводят новое семенное поколение путем апогамии или сингамии. Если первые два способа репродукции (самоудвоение и дробление) направлены на сохранение генетической идентичности биологических структур клеток, то третий способ – воспроизводство семян – амбивалентен. Возможны как прямое копирование потомками материнской наследственности (некоторые формы агамоспермии), так и вариабельность наследственного материала у потомков (в гаметах, зиготах и апозиготах) за счет рекомбинационных процессов в мейозе и оплодотворения. У животных в отличие от растений на индивидуальном уровне реализуются лишь два типа репродукции (саморепродукция и дробление), а воспроизводство реализуется на популяционном уровне [6].
Индивидуум и мультивидуум. Наследственность присуща всем субъектам живой природы, но представления о наследственности и изменчивости сформировались из наблюдений за репродукцией животных и растений. Системы наследственности у растений и животных считаются почти идентичными, хотя между этими двумя группами живых существ, с одной стороны, много общего, а с другой – они существенно разнятся. Для обозначения различий в системах наследственности животных и растений введем два понятия: индивидуум и мультивидуум. Особью или индивидуумом называют неделимую единицу жизни. «Самый существенный признак особи – строгая взаимозависимость отдельных частей: разделить особь на части без потери « индивидуальности» невозможно. Понятие « особь» применимо лишь к высшим неколониальным организмам. Для колониальных, вегетативно размножающихся и симбиотических организмов понятие «особь» относительно» [1].
Принимая во внимание многоклеточное строение индивидов, определим понятие «особь» как самовоспроизводящуюся многоклеточную систему, состоящую из двух автономных, но взаимообусловленных клеточных подмножеств, представленных соматическими и генеративными клетками (схема 1) [7]. Из определения следует, что понятия «особь» и «индивидуум» синонимичны.

Схема 1. Схематическое изображение особей (индивидуумов).
Серые и черные сектора генеративные клетки (особи); неокрашенные соматические (клетки).

Например, высшее животное невозможно расчленить на части с условием, чтобы эти части сохраняли всю совокупность признаков, необходимых для воспроизводства потомков, т. е. к животным можно применить термины «особь» и «индивидуум». Кроме того, понятие «индивидуум» можно отнести также к отдельным клеткам, из которых состоят особи. Клетку, как и особь, нельзя делить на части без потери целостности.
Структурно более сложными (громоздкими), чем животные, являются растения (растительные организмы), состоящие из множества субиндивидуумов (фитомеров). «Организм это любая биологическая или биокосная целостная система, состоящая из взаимозависимых и соподчиненных элементов, взаимоотношения которых и особенности строения детерминированы их функционированием как целого. В этом смысле в понятие «организм» входят не только особи (индивиды), но и колонии, семьи (у общественных животных), популяции, биогеоценозы и т. д.» [1]. Все высшие растения это организмы, состоящие из множества фитомеров. Растения, как правило, легко расчленить на части ( фитомеры), а каждый фитомер можно рассматривать как отдельный субиндивидуум, по своим свойствам аналогичный особи. С теоретической точки зрения в отличие от животных индивидуумов растения составлены из множества субиндивидуумов и для них подходит термин «мультивидуум». Мультивидуум – это биосистема, состоящая из множества субиндивидуумов (повторяющихся единиц), каждый из которых реализует собственную программу индивидуального развития (схема 2) и имеет собственный зародышевый путь клеток. Мультивидуумы реализуют не один, а множество зародышевых путей, а потому их можно делить на части: «черенкование», «клонирование», «вегетативное размножение» растений [2].


Схема 2. Схематическое изображение мультивидуумов (строение цветоносных побегов).
Серые и черные сектора генеративные клетки (особи); неокрашенные – соматические клетки; овалы клетки образовательной ткани.
Рассматривая феномен наследственности у животных и растений, выделим два уровня структурнофункциональной и кодовой сложности: а) индивидуальная сложность, связанная со структурным и функциональным разнообразием множества элементов, из которых составлен индивид (неделимое целое); б) мультивидуальная сложность, связанная с числом однотипных субиндивидуумов ( делимое целое), из которых состоят растения. С точки зрения теории наследственности, принципиальное отличие растений (мультивидуумов) от животных (индивидуумов) состоит в том, что у последних формируется один зародышевый путь клеток, а у растений их множество. Говоря другими словами, у животных дифференциация клеток зародышевого пути осуществляется однократно, в самом начале эмбриогенеза, тогда как у высших растений этот процесс реализуется многократно и в течение всей жизни растения [1].
Генетика. С появлением генетики понятие «наследственность» постепенно стало уходить на периферию языкового сознания и в настоящее время понятия «наследственность» и «генетика» многими людьми воспринимаются как синонимы, ибо понятие « генетика» определено через понятие «наследственность». В учебных пособиях и справочных руководствах генетика определяется как «наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими. В ее основу легли закономерности наследственности, обнаруженные Г. Менделем при скрещивании различных сортов гороха (1865), а также мутационная теория Х. Де Фриза (1901–1903). Рождение генетики принято относить к 1900 г., когда Х. Де Фриз, К. Корренс и Э. Чермак вторично открыли законы Г. Менделя. Термин “генетика” предложил в 1906 г. У. Бэтсон» [1].
В соответствии с менделевской парадигмой наследственность не является свойством, присущим отдельным клеткам или индивидууму в целом, а есть свойство отдельных факторов клетки. Менделизм расширил фронт исследований и породил необъятное поле для экспериментов по наследованию признаков у множества растений и животных. Вместо архетипических свойств растений и животных объектов в гибридологических экспериментах стали использовать различные признаки и свойства индивидуумов и мультивидуумов. Рождение менделизма повлекло за собой частичную утрату идиографического способа описания наследственности и расширение номотетической парадигмы. Утрата идиографизма сочеталась с заменой парадигмы слитного наследования признаков, составляющего основу архетипического стиля мышления в биологии, на парадигму дискретного их наследования.
Замене понятия «наследственность» на понятие « генетика» сопутствовали и другие мировоззренческие коллизии. Прежде всего, было редуцировано само понятие «наследственность»: если прежде под наследственностью понимали интегральное свойство, присущее целостной системе (растение, животное), то генетика стала исследовать множество дискретных факторов, локализованных в хромосомах. Изменилось и восприятие феномена наследственности: вместо представления о воспроизводстве в дочернем поколении архетипов родителей менделевская генетика концентрирует внимание на множестве дискретных (независимых) признаков и множестве единиц наследственности (факторов), локализованных в хромосомах и контролирующих формирование этих признаков (хромосомная теория наследственности). Постижение природы наследственности у животных и растений стали связывать только с поиском ядерных факторов (генов), в той или иной степени влияющих на формирование отдельных признаков. Наследственная система видов теперь представлялась совокупностью свободно комбинируемых единиц наследственности (генов), и ее метафорически уподобили «мешку с независимыми распределяющимися горошинами».
Менделевская теория наследственности существенно укрепила свои позиции после выявления структурнофункциональной связи между абстрактными генами и реальными хромосомами. Выяснилось, что гены, ответственные за сегрегацию отдельных признаков у животных и растений, в определенном порядке локализованы в хромосомах. Это привело к построению генетических карт с фиксацией линейного порядка расположения генов в хромосомах. Генетические карты, по мнению исследователей, отражали объем и глубину постижения феномена наследственности у конкретных видов растений или животных.

Заключение
На современном этапе развития теоретической биологии фактически реализуется синтез эволюционных взглядов Ламарка, Дарвина и современных эволюционистов, придерживавшихся концепции синтетическая теория эволюции.
Эпигенетическая теория эволюции, не отрицая сущностные представления о генетических механизмах наследования, допускает возможность наследования идиоадаптаций и морфозов: наследуются не только отдельные гены, но и модифицированные реакции онтогенеза на различные формы стрессов, меняющие сценарный тип развития особи (изменения эпигенетических креодов). Благодаря концепции эпигенетической теории эволюции начался процесс переосмысления сценариев эволюционных преобразований, развиваемых в последние два столетия и получивших в современной биологии мощный креативный импульс. Новый эволюционный синтез, формируемый в рамках современной теоретической биологии, включает как генетические, так и эпигенетические формы генетического кода, наследственности и изменчивости.


Список литературы
Просандеева Н. Естествознание в прошлом и настоящем. Факты, идеи, теории. Учебное пособие. – М.: Канон+РООИ "Реабилитация", 2014. - 256 с.
Генетика - https://ru.wikibooks.org/wiki
Рузавин Г. Концепции современного естествознания. Серия: Высшее образование. – М.: Инфра-М, 2012. - 272 с.
Генетический код - http://kineziolog.bodhy.ru/content/geneticheskii-kod
Соколов А. Мифы об эволюции человека. – М.: Альпина нон-фикшн, 2015. – 392 с.
Стрельник О. Естествознание. Учебное пособие. Серия: Профессиональное образование. – М.: Юрайт, 2015. - 224 с.
Генетика человека - http://cureplant.ru/medicinskaya-enciklopedia/452-genetika-cheloveka










3