Генофонд человека и агрессивные факторы среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛЕКЦИЯ

ТЕМА: ГЕНОФОНД ЧЕЛОВЕКА И АГРЕССИВНЫЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ

План

1. Воспроизведение человеческой популяции и природная среда

2. Уровни влияния факторов среды на воспроизведение человечества

3. Воздействие комплекса природных условий. Влияние климата на состояние здоровья человека

4. Генетическая адаптивность

1. Воспроизведение человеческой популяции и природная среда

Генофонд человека отличается двумя важными качествами. Он содержит биологическую информацию о способах выживания и размножения в определенных условиях окружающей среды, а так же обладает способностью к частичному изменению содержания включенной в нем биологической информации. Последнее является основой эволюционной и экологической пластичности вида, т. е., возможности приспособиться к существованию в иных условиях, меняющихся в историческом времени или от территории к территории. Популяционная структура вида, приводящая к распаду генофонда вида на генофонды популяций, способствует проявлению в исторической судьбе вида в зависимости от обстоятельств обоих отмеченных качеств генофонда - консервативности и пластичности.

В генетике индивидуального развития среда представляет собой сложное понятие. С одной стороны, это непосредственное окружение, в котором осуществляют свои функции отдельные гены и генотип в целом. Оно образовано всей совокупностью факторов внутренней среды организма: клеточное содержимое (исключая ДНК), характер прямых межклеточных взаимодействий, биологически активные вещества (гормоны, Совокупность внутри организменных факторов, влияющих на реализацию наследственной программы, обозначают как среду 1-го порядка. Особенно большое влияние на функцию генотипа факторы этой среды оказывают в период активных формообразовательных процессов, прежде всего в эмбриогенезе. С другой стороны, выделяют понятие окружающей среды, или среды 2-го порядка, как совокупности внешних по отношению к организму факторов.

Репродуктивные ареалы человека в той или иной степени ограничены определенной группой населения. Это позволяет выделить в человечестве сообщества, аналогичные популяциям в биологическом понимании этого термина. В антропогенетике популяцией называют группу людей, занимающих общую территорию и свободно вступающих в брак.

Изоляционные барьеры, препятствующие заключению брачных союзов, нередко носят выраженный социальный характер (например, различия в вероисповедании). Благодаря этому в формировании популяций людей главную роль играет не общность территории, а родственные связи.

В больших по размерам популяциях распределение аллелей отдельных генов в генотипах индивидуумов последовательных поколений подчиняется закону Харди-Вайнберга. Это используют в медико-генетической практике для расчета доли гетерозигот - носителей определенного рецессивного аллеля.

Мутационный процесс у человека сходен с таковым у других организмов по всем основным показателям - средней частоте мутации на локус или геном за поколение, генетико-физиологическим характеристикам мутаций, наличию антимутационных барьеров. Это совпадение не случайно. Основные характеристики спонтанного мутагенеза формировались на начальных этапах эволюции жизни под действием таких постоянных факторов, как ультрафиолетовое или иные виды излучения, температура, определенная химическая среда.

Холя оценка частоты возникновения мутаций у людей встречает серьезные трудности, некоторые подходы к получению таких данных имеются.

Согласно одному из них, максимальная определяемая вероятность новой мутации составляла 2,24%, 10-5 на один локус в поколении.

В настоящее время давление мутационного процесса на генофонд человечества, по-видимому, усиливается благодаря росту индуцированных мутаций.

Их причиной нередко служат факторы, возникающие в связи с производственной деятельностью человека в условиях научно-технической революции, например, ионизирующее излучение.

Согласно ориентировочным данным, доза в 1 Гр (грей), получаемая при низкой радиации мужчинами, индуцирует от 100 до 2000 мутаций с серьезными фенотипическими последствиями на каждый миллион живых новорожденных.

У женщин эта цифра ниже - 900. Мутагенные факторы индуцируют мутации как в половых, так и в соматических клетках. В последнем случае результат может состоять в повышении частоты определенных заболеваний, прежде всего злокачественных опухолей. В отношении ионизирующих излучений, в частности, это лейкозы. Далее идут рак молочной железы и щитовидной железы.

2. Уровни влияния факторов среды на воспроизведение человечества

Процессом эволюции в конечном итоге обуславливаются биологические механизмы главных уровней организации жизни - молекулярно-генетического, клеточного, онтогенетического, популяционно-видового, биогеоценотического.

Генофонды популяций людей и в настоящее время изменяются в результате мутаций, комбинативной изменчивости, неслучайного подбора брачных пар, дрейфа генов, изоляции и некоторых форм естественного отбора.

Однако благодаря действию в социальной сфере естественный отбор утратил здесь свою важнейшую биологическую функцию - видообразование. В таком случае исключается возможность завершенного эволюционного цикла путем достижения закономерного биологического результата - появления новых видов рода Человек.

Сохраняющееся жене действие элементарных эволюционных факторов, перечисленных выше, оборачивается в отношении человеческих популяций необычными с эволюционно точки зрения последствиями (например, не имеющим по масштабам равных в других видах организмов генетическим и, следовательно, фенотипическим разнообразием).

3. Воздействие комплекса природных условий. Влияние климата на состояние здоровья человека

Исследование физиологических механизмов адаптации человека к экстремальным условиям и медико-биологическое изучение экзотических сообществ в различных регионах мира представляют уникальные возможности для составления «экологического портрета» человека. Это понятие было введено Н.А. Агаджаняном в 1981 г.

Экопортрет - совокупность генетически обусловленных свойств и структурно-функциональных особенностей индивидуума, характеризующих специфическую адаптацию к конкретному набору факторов среды обитания (высокогорье, аридная зона, Крайний Север и др.).

В условиях усиливающейся урбанизации, когда в кратчайшие сроки резко меняются традиционная популяционная структура общества и окружающая среда, изоляты древнего населения - аборегены экстремальных регионов представляют собой естественные (природные) популяции человека со строго специфическими, уникальными морфофункциональными особенностями конкретного региона.

Исследования структурно-физиологической, биохимической, и популяционной структуры аборигенов позволит создать своеобразный эталон для формирования экологического портрета населения той или другой среды обитания, со специфическим набором геохимических, природно-климатических, геофизических параметров. Это могло бы стать основой индивидуального отбора людей для работы в различных природно-климатических условиях. Установление портрета каждого индивидуума поможет выявлению соответствующих природных условий, при которых будет достигнута гармония его внутренней и внешней среды. Чтобы понять стратегию приспособления к той или иной местности, нужно сначала познакомиться с природными особенностями и климатом данной зоны.

4. Генетическая адаптивность

Условия формирования генетической адаптивности сводятся к особенностям географической среды, положению адаптирующейся популяции в системе других популяций и внутрипопуляционной структуре. Каждый из этих факторов достаточно сложен сам по себе и состоит, в свою очередь, из многих составляющих. Популяционный гомеостаз, понятие которого все шире входит в современную популяционную генетику, несмотря на некоторую свою неопределенность, по-видимому, и есть конечный результат взаимодействия этих составляющих.

Каковы характерные особенности географической среды, если рассматривать ее как условие микро-эволюции человеческих популяций? Направленная динамика природных явлений сразу же выпадает из анализа, так как скорость изменения природных явлений не соотносимо медленна по сравнению со скоростью внутрипопуляционных перестроек. Иными словами, географическая среда практически статична по отношению к явлениям микро-эволюции, а характеристики среды, важные для этих явлений, можно рассматривать как постоянные.

Среди огромного разнообразия постоянных характеристик наиболее важны, по-видимому, пищевые ресурсы, особенности климата и погодных условий, геоморфологическая структура местности и гидрологическая сеть. Последние определяют существование географических барьеров, наличие или отсутствие которых препятствует или, наоборот, способствует генетическому контакту между популяциями.

К этой же группе воздействий природной среды на человеческие популяции следует отнести влияние через пищу и воду концентрации микроэлементов. человеческий генофонд биологический

Рентгеновский фотометр - определяемая минерализация скелета отражает распределение микроэлементов в соответствующих экологических нишах даже в пределах нормальных вариаций.

Недостаточная или избыточная концентрация микроэлементов приводит к появлению патологий.

Наиболее красноречивый пример - болезнь Кашина-Бека, приуроченная к району избытка стронция в Забайкалье и Читинской области.

Размещено на Allbest.ru