Наследование приобретенных признаков 2020 год

Наследование приобретенных признаков

Несмотря на то, что официальная наука уже давно дала отрицательный ответ на вопрос о наследовании приобретенных признаков, время от времени он всплывает на поверхность, как в науке, так и в практике. В качестве «доказательства» наследования подобного признака приводят, например, тот факт, что у собак тех пород, которым на протяжений многих поколений купируют хвосты, значительно чаще встречаются разнообразные их дефекты: укорочение, искривления, изломы и т. п… Это действительно так, но связано с тем, что в других породах, собак с укороченными или искривленными хвостами обычно не допускают к разведению. Поскольку же, подобные аномалии обусловлены генетически, то в популяциях собак с хвостами нормальной формы и длины, под воздействием отбора происходит постоянное понижение частоты данных аллелей. В породах, где хвосты традиционно купируют, носители затих генов остаются в разведении.

Кстати, классическим экспериментом в генетике, отрицающим наследование приобретенных признаков, является работа знаменитого Вейсмана, который в течение 24-х поколений отрезал хвосты мышам. В результате этих опытов мыши так и остались с хвостами нормальной длины и формы. Никаких дефектов хвостов у экспериментальных мышей не отмечалось, но для них, они в принципе не характерны.

Одну из «болевых» точек практического собаководства представляет собой проблема, связанная с наследованием условных рефлексов. В большинстве руководств по служебному собаководству можно прочитать, что если собак производителей не дрессировать, то от них будут рождаться глупые щенки. При этом авторы часто ссылаются на эксперименты И.П. Павлова, якобы доказавшего, что условные, т. е. приобретенные рефлексы передаются по наследству.

В действительности дело обстояло следующим образом. В 20-х годах прошлого столетия в лаборатории И.П. Павлова был проведен эксперимент на мышах, целью которого было выяснение возможности передачи по наследству навыка ориентироваться в лабиринте. Данный эксперимент проводился следующим образом. Мышей обучали пробегать лабиринт. От обученных мышей получали потомство, которое снова обучали. Подобным образом продолжали действовать на протяжении 10 поколений. В результате проведенных опытов оказалось, что скорость пробегания лабиринта от поколения к поколению постепенно увеличивалась, и потомки 10-го поколения обучались заметно быстрее, чем мыши исходного. В результате этой работы были сделаны выводы том, что условные рефлексы могут передаваться по наследству, о чем в 1924 году была опубликована статья, получившая довольно широкую известность.

Однако, спустя некоторое время у И.П. Павлова возникли сомнения в правомочности полученных результатов и выводов, сделанных из них.

Сотрудники его лаборатории тщательно проанализировали методику проведения эксперимента и пришли к выводу, что скорость пробегания мышами лабиринта в большой степени зависела от поведения экспериментатора. В ходе опыта мышь сначала вылавливали из жилой клетки, затем помещали в стартовую камеру, с треском открывали задвижку при входе в лабиринт. Все эти действия пугали зверька, поэтому требовалось некоторое время для его адаптации и угашения возникшей у него вследствие испуга пассивно-оборонительной реакции. В процессе работы экспериментатор постепенно научался действовать все более и более аккуратно и стал меньше пугать мышей перед опытом и в ходе его. В результате мыши стали тратить меньше времени на адаптацию и стали обучаться быстрее. Так И.П. Павлов пришел к выводу, что различия в скорости обучения пробежки в лабиринте у мышей разных поколений были вызваны погрешностью в методике проведения эксперимента.

Позже данный эксперимент был повторен в автоматизированном варианте и, как показали опыты, никакой разницы между мышами первого и последнего поколений не обнаружилось. В связи с этим великий ученый опубликовал свое отношение к этому вопросу в письме, напечатанном в «Правде» (13 мая 1927 г. № 106): «Первоначальные опыты с наследственной передачей условных рефлексов у белых мышей при улучшении методики и при более строгом контроле до сих пор не подтверждаются, так что я не должен причисляться к авторам, стоящим за эту передачу».

К сожалению это письмо оказалось быстро забыто.

Проблема наследования условных рефлексов интересовала и ряд других ученых. Эксперименты, связанные с последовательным, от поколения к поколению, обучением были проведены на животных целого ряда видов и показали аналогичные результаты. Поэтому в настоящий момент разногласия среди большинства ученых по этому вопросу практически отсутствуют. Вопрос о наследовании условных рефлексов — индивидуальных приспособительных реакций организма, осуществляющихся посредством нервной системы, — частный случай идеи о наследовании любых приобретенных признаков организма. Эта идея — некогда предмет ожесточенных дискуссий — ныне окончательно отвергнута. Все опыты, которые проводились для доказательства наследования приобретенных признаков, при проведении правильно поставленных экспериментов не подтвердились.

Те различия в способности обучения, которые наблюдаются у животных связаны со многими факторами: типологическими особенностями их высшей нервной деятельности, способностью к определенным формам обучения, степенью выраженности оборонительных реакций и т. д. Необходимо отметить, что обучаемость является наследственно обусловленным фактором. Поэтому отбор собак по рабочим качествам служит исключительно важным моментом племенной работы.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

7.7. Наследование приобретенных признаков

7.7. Наследование приобретенных признаков

Влияние предшествующих организмов на последующие подобные организмы путем морфического резонанса может приводить к эффектам, которые невозможно было бы предположить в случае, если наследственность зависит только от передачи генов или других материальных структур от родителей к потомству. Такое обстоятельство позволяет увидеть в ином свете вопрос о наследовании приобретенных признаков.

В упорном противостоянии друг другу в конце девятнадцатого — начале двадцатого столетия как ламаркисты, так и последователи Вейсмана и Менделя полагали, что наследственность зависит только от зародышевой плазмы вообще или от генов в частности. Поэтому, если признаки, приобретенные организмом в ответ на воздействие среды, должны были наследоваться, то или зародышевая плазма, или гены должны были претерпевать специфические изменения. Противники ламаркизма подчеркивали, что такие изменения представляются чрезвычайно маловероятными, если не невозможными. Даже сами ламаркисты были неспособны предложить какие-либо правдоподобные механизмы, которые могли бы привести к таким изменениям.

Читать еще:  Что значит наследование по праву представления 2020 год

С другой стороны, теория Ламарка, казалось, давала правдоподобные объяснения наследственным адаптациям у животных и растений. Например, у верблюдов на коленях есть мозоли. Легко понять, что они приобретаются в результаты стирания кожи, когда верблюды становятся на колени. Но верблюжата рождаются уже с мозолями. Факты такого рода могут стать вполне понятными, если приобретенные признаки каким-то образом наследуются.

Однако менделисты такую возможность отрицают и предлагают альтернативную интерпретацию, используя идею о случайных мутациях: если организмы с данными приобретенными признаками являются более приспособленными с точки зрения естественного отбора, то случайные мутации, которые приводят к появлению таких же признаков без необходимости их наследования, также будут усиливаться путем естественного отбора, и, таким образом, эти признаки станут наследуемыми. Такое гипотетическое представление наследования приобретенных признаков иногда называют эффектом Болдуина — по имени теоретика-эволюциониста, который впервые его предложил.[154]

В начале двадцатого столетия многие ученые утверждали, что им удалось продемонстрировать наследование приобретенных признаков у различных видов животных и растений.[155] Антиламаркисты ответили контрпримерами, снова и снова цитируя хорошо известный эксперимент Вейсмана, в котором он отрубал хвосты у мышей в двадцати двух последовательных поколениях и обнаружил, что их потомство все равно рождается с хвостами. Другой аргумент привлекал внимание к тому факту, что после обрезания у многих поколений евреев они все еще рождаются с крайней плотью.

После самоубийства одного из ведущих ламаркистов, П. Каммерера, в 1926 году менделизм утвердился на Западе как почти неоспоримая общепринятая теория.[156] Между тем в Советском Союзе последователи идеи о наследовании приобретенных признаков во главе с Т. Д. Лысенко заняли ведущие позиции в руководстве биологической наукой в 1930-х гг. и сохраняли их до 1964 г. В этот период многие из их оппонентов — менделистов — подверглись жестоким гонениям.[157] Такая поляризация породила горечь и догматизм в обоих направлениях.

Однако сейчас имеется достаточно много свидетельств того, что приобретенные признаки действительно могут наследоваться; проблема перешла в область интерпретации. В своих выдающихся сериях экспериментов К. X. Уоддингтон подвергал яйца или куколки дикой популяции плодовой мушки воздействию либо паров эфира, либо высоких температур, вызывая тем самым ненормальное развитие некоторых мушек.[158] Следующее поколение выводилось от этих ненормальных мушек, яйца или куколки снова подвергались стрессовым воздействиям среды; и снова отбирались ненормальные мушки, от них получали потомство и так далее. В последовательных поколениях процент ненормальных мушек возрастал. Через много поколений (в некоторых случаях 14, в других — 20 или более), когда потомство ненормальных мушек выращивалось без стрессовых воздействий, в нормальных условиях среды некоторые из них все еще развивались с характерными отклонениями. Более того, эти отклонения продолжали появляться в их потомстве, выращенном в нормальных условиях. По словам Уоддингтона: «Все эти эксперименты показывают, что если отбор происходит по наличию признака, приобретенного в данных ненормальных условиях окружающей среды, полученные избранные линии могут проявлять этот признак даже тогда, когда они возвращаются к нормальному окружению».[159]

Уоддингтон рассматривал возможность того, что некоторые физические или химические воздействия от измененных структур в ненормальных мушках могли вызывать наследуемые модификации в их генах,[160] но отверг ее, поскольку открытия молекулярной биологии показали, что любой из таких механизмов крайне маловероятен.[161] Его заключительная интерпретация подчеркивала как роль отбора для отклика генетического потенциала на стрессовые воздействия путем ненормального развития, так и «канализацию развития», происходящую при модифицированном морфогенезе. «Используя несколько образный язык, можно сказать, что отбор не просто понизил порог, но и определил, в каком направлении будет двигаться развивающаяся система, когда она этот порог перейдет».[162] Сам Уоддингтон создал слово «хреода» для выражения идеи направленного, канализированного развития. Он думал об определении направления, принимаемого хреодой, в терминах ее «настройки». Но он не объяснил, как возникают эта канализация и «настройка», сделав лишь неопределенное предположение, что они каким-то образом зависят от отбора генов.[163]

Гипотеза формативной причинности дополняет интерпретацию Уоддингтона: хреоды и конечные формы, к которым они направлены, зависят от морфического резонанса от предыдущих подобных организмов; наследование приобретенных признаков типа, исследовавшегося Уоддингтоном, зависит как от генетического отбора, так и от прямого влияния морфического резонанса от организмов, развитие которых было модифицировано в ответ на ненормальное окружение.

Модификации и проблема наследования приобретенных признаков

Модификации – это варианты фенотипа в пределах нормы реакции генотипа. Они обеспечивают приспособляемость организма в течение его жизни к факторам внешней среды и представляют собой изменения, приобретаемые в ходе онтогенеза.

Выделяют два основных типа модификаций, хотя всегда надо помнить о сложности проведения четких границ в любых природных явлениях.

Адаптивные модификации – ненаследуемые изменения, способствующие адаптации организма. Их можно рассматривать как реакции организма на условия внешней среды, в которой проходила его эволюция.

Морфозы – случайные неадаптивные изменения под воздействием определенных факторов. Степень выраженности морфоза усиливается при увеличении дозы действующего агента. Чаще всего морфозы выражаются в виде уродств – отклонений от нормы реакции. Иногда они фенотипически напоминают известные мутации – тогда их называют фенокопиями этих мутаций. Явление фенокопий представляет большой теоретический интерес для генетики. Если адаптивные модификации могут исчезнуть после прекращения действия агента, то морфозы сохраняются в течение всей жизни организма. Это определяется действием порождающих их факторов на критических стадиях онтогенеза. Необратимость морфозов объясняется необратимостью онтогенеза, что важно понимать при дискуссиях о роли генотипа и среды в развитии.

Читать еще:  Порядок наследования автомобиля 2020 год

Возможность модификаций определяется генотипом. Поэтому неправомерно противопоставлять ненаследственную изменчивость наследственной. Способность к модификациям наследуется и характеризуется генетически заданной нормой реакции. Это положение особенно актуально в спорах относительно биологической природы человека, когда необходимо четко понимать, что значит «генетически детерминированное», а что значит «влияние среды».

В механизме возникновения модификаций еще много неясного. Это наименее разработанный раздел генетики. Одной из причин модификационных изменений могут являться вариации трансляции при некоторых внешних воздействиях. Причиной морфозов могут быть временные повреждения генетического аппарата, устраняемые далее системой репарации, но проявленные в критические периоды детерминации клеток. Одни и те же факторы могут быть причиной и мутаций, и модификаций. Взаимосвязь и взаимозависимость этих понятий, сложность некоторых механизмов породили немало проблем. Одна из них прошла через всю историю биологии, вызывая острые диспуты и конфронтации. Это проблема наследования приобретенных признаков.

Большую часть времени в истории биологии господствовала концепция наследования приобретенных признаков. Эту концепцию обычно связывают с именем Ж.‑Б. Ламарка (в биологии она получила название ламаркизма), но ее истоки можно найти еще в трудах Гиппократа. Разделял ее и Ч. Дарвин. Аргументированную противоположную точку зрения впервые высказал А. Вейсман в книге «Очерки о наследственности», вышедшей в 1892 г. С тех пор вопрос о том, наследуются или не наследуются приобретенные признаки, надолго стал одним из основных предметов дискуссий в биологии.

С началом эры молекулярной биологии концепция ненаследования приобретенных признаков становится общепринятой. Однако ламаркизм не исчез с научного горизонта. Неоднократно предпринимались попытки реанимировать его, используя последние открытия генетики. Так было с феноменами обратной транскрипции, горизонтального переноса генов, генетической интеграции при эндопаразитизме и др. Особо благодатной почвой для ламаркизма являются нерешенные вопросы генетики, в частности некоторые примеры индукции.

Вопросы, связанные с наследованием приобретенных признаков, активно муссируются в околонаучной среде. Многократно развенчанные байки снова и снова публикуются в научно‑популярных изданиях и СМИ (одним из экзотических примеров может служить живучесть понятия телегонии – передачи потомству свойств всех предшествующих зачатию половых партнеров).

Ясно, что проблема, имеющая столь долгую историю, не проста и не имеет однозначного решения. Необходимо особо отметить, что явление строго отвечает принципу наследования приобретенных признаков, если изменение возникает под действием какого‑либо внешнего фактора в теле организма, затем как‑то оказывается закодированным в аппарате наследственности этого организма, передается потомкам и, самое главное, это изменение адаптивно (т. е. адекватно первоначальному воздействию). Например, если охлаждение вызывает более сильное развитие меха у какого‑нибудь млекопитающего (адаптивное изменение), то это изменение должно наблюдаться у потомков и без охлаждения.

Концепцию наследования приобретенных признаков трудно опровергнуть экспериментальным путем, ибо в науке вообще труднее всего доказать отсутствие какого‑либо явления. Некоторые явления в природе похожи на наследование приобретенных признаков, хотя имеют другие причины и другое объяснение. Толчком к новому витку дискуссий стало изучение прионных болезней и, особенно, неожиданной распространенности в природе горизонтального переноса (прионы рассматриваются в следующей главе).

В эволюционной биологии модификации традиционно рассматриваются как проба нормы реакции генотипа, где явления модификации и генотипической изменчивости взаимосвязаны. Действительно, между ними не всегда можно провести четкую границу. Так, показано влияние среды, выраженное модификациями, на мутационный процесс и рекомбинацию в ходе онтогенеза. Это явление получило название генотипической преадаптации. Особенно наглядно оно проявляется при действии стрессовых факторов, в экстремальных условиях. Дальнейшее изучение генотипической преадаптации, несомненно, принесет новые, может быть, неожиданные результаты.

Особая страница в истории этой проблемы – период лысенковщины в СССР, когда научная сторона вопроса отошла на задний план, а главной стала идеологическая борьба. Во главе советской генетики в тот период оказались люди, далекие от всех научных направлений. Наиболее точным определением «учения» Лысенко будет невежество. Интересно отметить, что Т. Д. Лысенко (1898–1976) первоначально достиг определенных успехов в селекции растений, несмотря на «неправильную» теорию. Причину господства лысенковщины обычно видят в тотальном идеологическом контроле в сталинское время всех сфер жизни общества, в том числе и науки. Но не стоит сваливать все проблемы на тоталитаризм. История науки имеет печальные страницы во все времена, при всех режимах. Не является исключением и наше время. Уникальная и трагическая история советской генетики описана в многочисленных литературных источниках (Сойфер В. Н., 1989; Медведев Ж. А., 1993).

Интересную, сложную, многогранную и до конца нерешенную проблему наследования приобретенных признаков невозможно раскрыть в кратком разделе. Изучение истории этой проблемы – прекрасный путь развития аналитического мышления биолога, психолога, и вообще любого специалиста, занимающегося природой человека.

Дата добавления: 2019-02-12 ; просмотров: 60 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Приобретённые признаки могут наследоваться

Приобретённые признаки могут наследоваться… за последние пять лет поток работ по неменделевскому наследованию превратился в потоп.
Д. Нобль «Физиология колеблет основы эволюционной биологии», май 2013 г. [1]

Мыши, у которых был вызван рефлекс страха к определённому запаху, передавали его потомкам.
Brian G Dias, Kerry J Ressler «Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations», Dec 2013.
http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/abs/nn.3594.html

Читать еще:  Особенности наследования по закону в мчп 2020 год

Голодание беременных мышей влияло на ДНК потомства.
Ewen Callaway «Starvation in pregnant mice marks offspring DNA» 10 July 2014.
http://www.nature.com/news/starvation-in-pregnant-mice-marks-offspring-dna-1.15534

Всё большее число свидетельств показывает, что стрессовые изменения в окружающей среде могут изменять экспрессию генов, и она может передаваться от родителей потомкам.
«How epigenetic memory is passed through generations», September 18, 2014.
https://www.sciencedaily.com/releases/2014/09/140918141448.htm

Разнообразные стрессы могут менять экспрессию генов, не меняя самой последовательности ДНК… зародыши и дети могут быть особенно чувствительны к воздействию индуцированных стрессами эпигенетических изменений.
«Stresses can change gene expression without DNA sequence change», June 24, 2011.
http://www.news-medical.net/news/20110624/Stresses-can-change-gene-expression-without-DNA-sequence-change.aspx

Стресс меняет экспрессию РНК у самцов мышей и приводит к депрессивному поведению у потомков.
Virginia Hughes, «Sperm RNA carries marks of trauma», 14 April 2014.
http://www.nature.com/news/sperm-rna-carries-marks-of-trauma-1.15049#auth-1

H3K27me и PRC2 передают память о репрессии генов потомству.
Laura J. Gaydos, Wenchao Wang, Susan Strome «H3K27me and PRC2 transmit a memory of repression across generations and during development», 19 Sep 2014.
http://science.sciencemag.org/content/345/6203/1515

Исследование травмированных в результате теракта 11 сентября беременных женщин показало пониженный уровень кортизола в слюне, и этот признак был передан их детям.
https://www.theguardian.com/science/neurophilosophy/2011/sep/09/pregnant-911-survivors-transmitted-trauma

У детей, родившихся в Квебеке после сильного ледяного шторма 1998 года, была обнаружена характерная «сигнатура» в ДНК. Через тринадцать лет исследователи нашли у 36 детей характерные изменения в метилировании ДНК. Проведённое исследование также впервые показало, что изменения в эпигенетике у детей вызывали не эмоциональные состояния беременных женщин, а объективный стресс.
«Prenatal maternal stress exposure to Quebec ice storm predicts epigenetic profile of offspring», September 30, 2014.
http://www.news-medical.net/news/20140930/Prenatal-maternal-stress-exposure-to-Quebec-ice-storm-predicts-epigenetic-profile-of-offspring.aspx»
http://medicalxpress.com/news/2014-09-dna-signature-ice-storm-babies.html

Ламарка выручает РНК?
Похоже, что живые организмы имеют запрограммированный инструмент для адаптации к изменениям внешней среды. Его молекулярным механизмом является транспортировка дсРНК от клеток тела к половым клеткам. Подобно тому, как тРНК переносит генетическую информацию к рибосомам, дсРНК переносит эпигенетическую информацию другим клеткам и далее последующим поколениям. Это можно представить как email «Внимание, все клетки! Надвигается засуха! Выключите ген №59348h!»

Evolution News & Views, «Lamarck Rescued by RNA? New «Level of Organization» Found for Epigenetic Inheritance», February 5, 2015.
http://www.evolutionnews.org/2015/02/lamarck_rescued093301.html

Современные исследования показали, что… гены могут быть выключены, в ответ на воздействие внешней среды и другие факторы, и эти изменения иногда могут наследоваться. Это явление получило название эпигенетического наследования … Генетик из университета Мэриленда Энтони Джоз совместно с двумя студентами впервые выяснил специфический механизм, с помощью которого родительские гены выключают гены потомства. Было показано, что этот эффект может сохраняться на протяжении 25 поколений и более. Основным достижением исследователей стало нахождение того, что дсРНК могут транспортируются от клеток тела к половым и выключать в них гены… Если этот механизм действует и у других животных, у людей, то виды могут эволюционировать совершенно иным путём, чем считалось – а именно, реагируя на воздействие окружающей среды.
CMNS News, «New Mechanism of Epigenetic Inheritance Could Advance Study of Evolution and Disease Treatment», университет Мэриленда, 2 февраля 2015 г. [2]
http://cmns.umd.edu/news-events/features/2758

Стресс служит важнейшим модусом эволюции, ее фактором.
Д.Н. Беляев, 1979 г.

Клетка в состоянии стресса способна изменять то, что в обычных условиях неизменно, – свою генетическую информацию… преодолевать барьер Вейсмана.
Ю. Чайковский

Изменённые условия вызывают последствия, передающиеся по наследству, например, изменение периода цветения растений, перенесённых из одного климата в другой.
Ч. Дарвин

Наследование приобретённых признаков существует, или я ничего не знаю о жизни растений.
Л. Бербанк

Географический ландшафт и другие условия жизни воздействуют на организмы, заставляя все особи варьировать, и притом наследственно, в определённом направлении, «насколько это допускает организация вида»…
не только душа человека зависит от «почвы», но и весь его физический склад носит ясны отпечаток физико-географической обстановки.

Л. Берг

Генетики (вейсманисты) категорически отрицают возможность направленного изменения наследственной основы растений путём соответствующего воспитания их в ряду поколений
Т.Д, Лысенко, выступление на дискуссии 1936 г.; «Спорные вопросы…», стр. 57; «Агробиология», стр. 182.

В споре, разгоревшемся в начале XX века между вейсманистами и ламаркистами, последние были ближе к истине, ибо они отстаивали интересы науки, тогда как вейсманисты ударялись в мистику и порывали с наукой.
Т.Д. Лысенко, «Агробиология», стр. 552,

Центральным пунктом расхождения мичуринского учения и учения генетиков менделистов-морганистов является признание одними (мичуринское учение) изменений и направленности этих изменений в зависимости от условий жизни и абсолютное отрицание другими (менделизм- морганизм) зависимости качества, направленности изменений от условий жизни, от питания, в общем, от условий внешней среды.
Т.Д. Лысенко, «Агробиология», стр. 295.

Дискуссия по вопросам теории наследственности поставила большие принципиальные вопросы о борьбе подлинной науки, основанной на принципах материализма, с реакционно- идеалистическими пережитками в научной работе, вроде учения вейсманизма о неизменной наследственности, исключающей передачу приобретенных свойств последующим поколениям.
В.М. Молотов, 7 ноября 1948 г.

Я считаю, что мичуринская установка является единственно научной установкой. Вейсманисты и их последователи, отрицающие наследственность приобретенных свойств, не заслуживают того, чтобы долго распространяться о них. Будущее принадлежит Мичурину.
И. Сталин, 31 октября 1947 г.

Наша наука овладела вопросами направленного изменения наследственности и, как бы ни изменялись способы воздействия на растительный организм, приоритет этого важного теоретического открытия в биологической науке останется за Советским Союзом, за мичуринской биологией.
Т.Д. Лысенко, «Теоретические вопросы направленного изменения наследственности»// «За развитие мичуринской агробиологической науки», М., 1963 г., стр. 17.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector