Биология. В 3-х томах. Т. 3

Глава 17

17.1. Бедренная кость в основном полая. Когда при сопротивлении изгибу на одну ее сторону действует сжимающая сила, другая сторона подвергается растяжению. Вдоль центральной оси кости эти силы взаимно компенсируются. Поэтому материал внутренней области не выполняет существенной механической функции, и для животного выгодно иметь здесь полость, чтобы вес бедренной кости был меньше. Компактное вещество, которое испытывает воздействие сил сжатия и растяжения, расположено по периметру кости. Губчатая ткань в головке бедренной кости представляет собой сеть связанных между собой костных пластинок (трабекул). Такая структура обеспечивает прочность кости при минимальном весе.

Хрящ служит амортизирующей прокладкой между двумя сочлененными костями. При сжатии его матрикс может деформироваться, но после снятия нагрузки возвращается в исходное состояние. Кроме того, хрящ уменьшает трение между гладкими суставными поверхностями при движении.

Сухожилия образованы белой нерастяжимой волокнистой тканью и служат для прикрепления мышц к бедренной кости. Тянущая сила мышц оказывается приложенной к небольшой поверхности. Наличие сухожильных рецепторов позволяет предотвратить повреждение при внезапном воздействии большой нагрузки.

Связки тоже состоят из нерастяжимой волокнистой ткани; они соединяют бедренную кость с другими костями, образующими с ней суставы. Связки позволяют сочлененным костям двигаться лишь в определенном направлении и таким образом обеспечивают эффективную работу суставов. Кроме того, они укрепляют сустав.

17.2. а) Обеспечиваются свободные движения грудной клетки млекопитающего.

б) Упругая "подвеска" позволяет животному амортизировать удар, который испытывают его передние конечности во время приземления в конце прыжка.

в) Передние конечности приобретают широкий диапазон движений, необходимый для таких действий, как лазание, "умывание", манипулирование с пищей, рытье.

17.3. Длина полосы А не изменяется, полосы Н и I укорачиваются.

17.4. Миозиновые нити (образующие полосу А) сохраняют постоянную длину, а актиновые нити скользят вдоль них навстречу друг другу, что фактически приводит к укорочению (сужению) полос Н и I.

17.5. а) Центральная несократимая часть мышечного веретена растягивается. Аннулоспиральные окончания посылают импульсы в центральную нервную систему. Оттуда по эфферентным нейронам поступают ответные импульсы к экстрафузальным мышечным волокнам, и эти волокна сокращаются (рефлекс на растяжение).

б) Мышечное волокно теперь уже не растянуто, и число импульсов, поступающих из его центрального несократимого участка, уменьшается.

в) В сухожильных рецепторах генерируются импульсы, которые поступают к тормозным нейронам спинного мозга. Активация последних рефлекторно подавляет сокращение растянутой мышцы, и активное сопротивление растягивающей силе уменьшается. Этот механизм обеспечивает защиту мышцы от возможного разрыва при внезапной ее перегрузке.

г) Центральный участок веретена растягивается, и импульсы от него поступают в спинной мозг. Двигательные нейроны активируются, импульсы передаются по ним к экстрафузальным волокнам мышцы и вызывают ее сокращение. После того как сокращение интрафузальных волокон приводит к соответствующему сокращению экстрафузальных волокон, центральный участок веретена уже не подвергается дальнейшему растяжению и наступает состояние равновесия. Этот механизм очень важен, так как он регулирует тонус мышц. Он не позволяет мышце полностью расслабиться: в ответ на более сильное растяжение веретена тонус мышцы вновь возрастает. Если бы мышца была полностью расслаблена, внезапное воздействие большой нагрузки могло бы привести к ее повреждению.

17.6. Это обеспечивает больший поток ионов Са²⁺, необходимых для мышечного сокращения.

17.7. В мышцах синхронного типа саркоплазматический ретикулум развит сильнее, так как для регуляции их работы необходимо большее число нервных импульсов, а каждый импульс связан с высвобождением Са²⁺ из ретикулума.

17.8. а) Обтекаемая форма тела.

б) Гладкая поверхность тела — чешуи перекрывают друг друга в соответствующем направлении, а слизистая или маслянистая смазка уменьшает трение.

в) Плавники различных типов, обеспечивающие продвижение вперед и устойчивость при плавании.

г) Развитая мускулатура тела.

д) Боковая линия (см. табл. 4.12).

ё) Плавательный пузырь у костистых рыб.

ж) Четко координированная работа нервно-мышечного аппарата.

17.9. а) Мощные грудные мышцы.

б) Обтекаемая форма тела.

в) Узкие заостренные крылья, обеспечивающие малое лобовое сопротивление.

г) Развиты главным образом маховые перья 1-го порядка (для продвижения вперед).

д) Быстрота взмахов (около 10 в 1 с).

ё) Тяга, направленная вперед, создается как при подъеме крыла, так и при его опускании.

17.10. Это увеличивает полезную длину конечностей. В результате каждый шаг получается длиннее и тело переносится вперед на большее расстояние. Таким образом, при равной быстроте перестановки ног скорость бега возрастает.

Глава 18

18.1. При гипервентиляции воздух в легких обновляется быстрее, углекислота усиленно выводится из легких и ее парциальное давление в альвеолярном воздухе понижается. Когда кровь проходит через легочные капилляры, уровень СО₂ в ней приходит в новое равновесие с альвеолярным воздухом. В результате этого напряжение СO₂ в крови уменьшается и рН крови возрастает. Защелачивание крови может приводить к головокружению и даже обмороку. Импульсы от хеморецепторов перестают поступать в дыхательный центр, и это затормаживает вентиляцию легких.

18.2. Скорость транспирации и испарения воды обратно пропорциональна влажности воздуха. При высокой влажности эти процессы идут медленно, поэтому растение не может таким путем отдавать тепло и понижать свою температуру.

18.3. 19,6%.

18.4. В этот период испытуемый имел возможность прийти в равновесие с окружающей средой.

18.5. Существует прямая зависимость между этими двумя переменными; это позволяет предполагать, что потоотделение регулируется гипоталамусом.

18.6. Прямая зависимость между температурой кожи и испарением влаги в первые 20 мин показала, что между ними устанавливается равновесие. Когда под влиянием гипоталамуса, реагирующего на прием ледяной воды, испарение замедляется, кожа начинает терять за счет испарения меньше тепла; этим и объясняется наблюдаемое повышение ее температуры.

18.17. Лихорадка обусловлена изменением настройки гипоталамического "термостата": он стремится теперь поддерживать более высокую температуру. Пока температура не поднимется до этого нового уровня, организм реагирует на более низкую "нормальную" температуру как на охлаждение. Возникает дрожь, и мы чувствуем, что нам холодно, пока температура внутренних областей тела не придет в соответствие с настройкой гипоталамического "термостата".

Глава 20

20.1. А. Верно утверждение б: гаметы всегда гаплоидны. Но даже оно не всегда справедливо, так как полиплоидные родительские клетки дают начало гаметам, в которых число хромосом больше гаплоидного; например, гаметы гексаплоидной пшеницы будут триплоидными.

Б. Исключения для утверждений а, в, г и д:

а) В бесполом размножении растений, которым свойственно чередование поколений, участвует мейоз; поэтому среди образующихся гаметофитов наблюдается изменчивость.

б) В жизненных циклах А и Г (рис. 20.13) гаметы образуются в результате митоза.

в) В результате мейоза всегда образуются гаплоидные клетки (исключение — полиплоидные организмы). В результате митоза могут образоваться гаплоидные клетки [у таких гаплоидных организмов, как спирогира (рис. 20.13,A) и при росте гаметофита (рис. 20.13,Г)]. Митоз может также давать диплоидные клетки — при росте многоклеточных диплоидных организмов.

г) Митоз может происходить в гаплоидных клетках (как в примерах, приведенных в пункте в).

20.2. а) Если есть возможность определить растения, которым принадлежат пыльцевые зерна, то можно сделать некоторые выводы о климате, который в то время существовал.

б) Любое вмешательство человека в естественную растительность будет отражено в палинологической летописи. Например, пыльца сорняков и сельскохозяйственных культур, таких как пшеница, будет указывать на уничтожение природной растительности и возделывание земли, отсутствие в какой-то области пыльцы древесных пород — на вырубку лесов.

20.3. У двудомных растений половина экземпляров не производит семян. Кроме того, большое количество пыльцы расходуется зря, что невыгодно с точки зрения использования материальных и энергетических ресурсов.

20.4. У животных раздельнополость более целесообразна, чем у растений, так как перенос мужских гамет сопряжен у них с меньшим риском благодаря подвижности этих организмов и особенностям их поведения.

20.5. Половина (50%). Вспомните, что пыльцевые зерна гаплоидны:

Обратите внимание на то, что ни пыльцевые зерна S₁, ни зерна S₂ не будут совместимы со столбиком родительского растения (S₁S₃), так что самоопыление невозможно.

20.6. а) Больше всего пыльцы попадет на ту часть тела пчелы, которая соприкасается с пыльниками, когда пчела высасывает нектар.. Поэтому перекрестное опыление обычно происходит между цветками, у которых пыльники и рыльца расположены в цветке на одинаковой высоте, т. е. между длинно- и короткостолбчатыми.

б) Она способствует аутбридингу.

20.7. Функции органелл, содержащихся в клетках Сертоли, указывают на то, что эти клетки синтезируют вещества, используемые в них самих. Сырье для синтезов они получают путем расщепления материалов, поступающих в клетку, используя для этого ферменты, находящиеся в лизосомах. Синтезированные продукты запасаются в аппарате Гольджи для последующего использования.

20.8. 1. а) Складывая число желтых тел и число рубцов от желтых тел, можно установить общее число имевших место овуляций; в данном случае их было 67. Считая, что из каждого фолликула выходит по одному ооциту в месяц, получим репродуктивный период, равный 5 годам и 7 месяцам. Следовательно, у этой 22-летней женщины овуляция началась в 16,5 лет.

б) Из 42000 фолликулов только 219 имели более 100 мкм в диаметре, т. е. содержали ооциты первого порядка. Предполагая снова, что в месяц высвобождается по одному ооциту, находим, что запас ооцитов был бы достаточен еще на 18 лет и 3 месяца.

в) Пять фолликулов содержали по два ооцита. Поэтому у женщины потенциально могло бы родиться 5 пар разнояйцовых близнецов. 2. Нерасхождением, имевшим место в анафезе I.

20.9. Кровь стала бы течь по боталлову протоку в обратном направлении.

Глава 21

21.1. На основании этих кривых можно сделать три заключения:

а) относительный рост достигает максимума во время эмбрионального развития;

б) скорость роста максимальна в младенческом и подростковом возрасте;

в) максимальный результат роста, если оценивать его по одному параметру, например по длине тела, достигается у взрослого человека.

21.2. а) Происходит потеря массы, обусловленная расходованием запасенных питательных веществ в процессе дыхания.

б) Появились и распустились зеленые листья.

в) Процессы фотосинтеза; их скорость должна быть выше скорости дыхания.

г) Оно объясняется сбрасыванием семян и плодов.

21.3. С ноября по март масса тела составляет в среднем 33,5 кг; в это время потребление пищи соответствует 320 кДж в сутки. На протяжении всего этого периода среднемесячная температура не бывает выше — 10°С. Для того чтобы поддерживать постоянную температуру крови на уровне около 35°С, несмотря на разность температур в 45°С, лайке (гомойотермное животное) необходима очень высокая интенсивность метаболизма; а это в свою очередь требует соответствующего снабжения пищей, чтобы обеспечить источники энергии для дыхания. Поскольку приведенные на рис. 21.13 данные показывают, что масса тела в зимний период меньше, чем летом, это дополнительно свидетельствует о том, что для поддержания постоянной температуры тела нужны большие затраты энергии.

21.4. В мелких семенах запасы питательных веществ невелики; поэтому растущий побег должен как можно быстрее оказаться на свету, чтобы фотосинтез начался раньше, чем эти запасы будут исчерпаны.

21.5. а) Хлорофилл интенсивно поглощает свет в красной и синей, но не в зеленой и дальней красной областях (см. спектр поглощения хлорофилла на рис. 9.9). б) Красный компонент света стимулирует прорастание семян латука, а дальний красный подавляет (см. разд. 15.4.2). Поэтому прорастание семян, находящихся под пологом листьев, где свет обогащен дальним красным компонентом, может быть подавлено до тех пор, пока между листьями не появится просвет, так что семена получат достаточно света для фотосинтеза и роста.

21.6. При прорастании ячменного зерна мобилизуются содержащиеся в нем питательные вещества (главным образом крахмал и некоторое количество белка). Крахмал превращается в сахара, а белки-в аминокислоты; продукты переходят в зародыш, где используются в процессах роста. Поэтому с увеличением сухой массы зародыша сухая масса эндосперма уменьшается.

В то же самое время сухая масса в целом в течение первой недели уменьшается. Это обусловлено аэробным дыханием как эндосперма, так и зародыша (хотя в большей степени зародыша), при котором расходуется сахар. Примерно на 7-й день появляется первый лист и начинается фотосинтез. Это приводит к увеличению сухой массы, которое более чем компенсирует ее потери за счет дыхания, так что в итоге общая сухая масса возрастает. Одновременно ускоряется рост зародыша, который теперь превратился в проросток.

21.7. а) При этом сухая масса увеличивается на 8,6 г. Вычисление проводится следующим образом:

Масса семян = 51,2 г

Масса жирных кислот = 51,2/2 = 25,6 г

Мол. масса жирных кислот = 256

Отсюда 1 моль = 256 г, а 25,6 = 0,1 моль

Из уравнения реакции следует:

0,1 моль жирных кислот → 0,1 моль сахара + 0,5 моль воды + 0,4 моль СO₂

Мол. масса сахара = 342

Поэтому: 25,6 г жирных кислот → 34,2 г сахара + вода + СO2. Вода не входит в сухую массу, а СO₂ улетучивается, поэтому прирост сухой массы = (34,2 — 25,6) г = 8,6 г.

б) Дыхание должно приводить к уменьшению сухой массы. На самом деле сухая масса все же возрастает.

в) Объем СО₂, выделившейся из семян, = 8,96 л при нормальных температуре и давлении; это вычисляется следующим образом: согласно уравнению, 0,1 моль жирных кислот 0,4 моль СO₂. 0,4 моль СO₂ при нормальных температуре и давлении занимает 0,4⋅22,4 л = 8,96 л.

г) Жирные кислоты можно получить из жира путем гидролиза, катализируемого липазой. Другим компонентом липида является глицерол.

д) 51 атом углерода (липидом был трипальмитин; жирная кислота — это пальмитиновая кислота). Каждая молекула липида содержит три молекулы жирной кислота, по 16 атомов С в каждой, плюс одну молекулу глицерола с тремя атомами С.

е) Сахароза или мальтоза.

ж) Кислород диффундирует в запасающую ткань через семенную кожуру и микропиле.

21.8. а) Среди запасных веществ преобладают липиды, составляющие около 70% сухой массы семян до начала прорастания. К 4-му дню масса липидов начинает уменьшаться, а масса Сахаров — увеличиваться: липиды превращаются в сахара и переносятся в зародыш. Образования Сахаров путем фотосинтеза происходить не может, так как семена прорастают в темноте. На 5-й день дыхательный коэффициент (ДК) зародыша равен 1; это указывает на то, что зародыш дышит за счет сахара, образующегося из липидов. Между тем семядоли (ДК от 0,4 до 0,5) получают энергию за счет превращения липидов в сахар и, возможно, за счет окисления сахара и жирных кислот.

Превращение липида в сахар сопровождается увеличением сухой массы, так что суммарная сухая масса проростков возрастает вплоть до 6-го или 7-го дня. Затем запасы липидов истощаются, так что скорость использования сахара начинает превышать скорость его образования. После этого масса сахара и общая масса проростков начинают уменьшаться. Сахар расходуется в процессе дыхания и в анаэробных реакциях. б) На 11-й день ДК целых зародышей должен быть, вероятно, чуть меньше 1,0. Эта величина складывается из результатов двух процес-сов; главный из них — окисление сахара при дыхании (ДК =1), но возможен также небольшой вклад превращения липида в сахар (ДК от 0,4 до 0,5).

21.9. Обычно количества кислорода, проникающего сквозь семенную кожуру, недостаточно для обеспечения полностью аэробного дыхания; ДК складывается из ДК для аэробного дыхания (вероятно, около 1,0) и ДК для анаэробного дыхания, который равен бесконечности. Удаление семенной кожуры создает возможность для более быстрого проникновения кислорода путем диффузии, что ведет к усилению аэробного дыхания и снижению ДК. Этиловый спирт представляет собой продукт анаэробного дыхания, поэтому при удалении семенной кожуры он накапливается в меньших количествах.

21.10. Во время 6-недельного воздействия на куколку постоянной низкой температуры 3°С нейросекреторные клетки мозга вырабатывают и запасают торакотропин. Последующее содержание куколки при постоянной температуре 25°С приводит к выведению торакотропина в кровь; этот гормон побуждает торакальные железы к секреции гормона линьки, диапауза прерывается и из куколки выходит имаго.

Глава 22

22.1.

а) Мейоз

б) W-интерфаза

Х-телофаза I

Y-телофаза II

в) Половые клетки

22.2. См. рис. 22.2 (отв.).

Рис. 22.2. (отв.). Схемы, поясняющие гипотезы о консервативной и дисперсивной репликации ДНК. Показано распределение ДНК в градиенте плотности хлористого цезия в соответствии с теориями, проиллюстрированными на рис. 22.14

22.3.

22.4. 4 основания, используемые поодиночке: 4⋅1 = 4¹ = 4; 4 основания, используемые парами: 4⋅4 = 4² = 16; 4 основания, используемые тройками: 4 ⋅ 4 ⋅ 4 = 4³ = 64. Математическое выражение имеет вид где х — число различных оснований, а у — число оснований в ко доне.

22.5. См. рис. 22.5 (отв.).

Рис. 22.5. (отв.). Общий принцип, на котором основано восстановление нормальной рамки считывания триплетов путем добавления или удаления оснований, состоит в том, чтобы внести в любой участок нуклеотидного кода или удалить из него три основания

22.6. УАГ ААГ ЦУЦ АУГ ГУА ЦАУ УГЦ.

22.7. Результаты этих экспериментов показывают, что процесс дифференцировки связан не с утратой или повреждением генетического материала (ДНК), а с выключением определенных генов. ДНК сохраняла способность функционировать, оказавшись в новой для себя среде недифференцированной клетки. Дальнейшие эксперименты по трансплантации ядер, взятых из клеток на более поздней стадии онтогенеза, не привели к развитию жизнеспособных зародышей. Это было Сочтено доказательством того, что в процессе развития в генетическом материале происходят какие-то необратимые изменения, воздействующие на дифференцировку путем необратимого выключения генов. Однако в 1960-х годах Гёрдон провел в Оксфорде эксперименты с пересадкой ядер из клеток кишечного эпителия головастиков в энуклеированные яйцеклетки от половозрелой лягушки. Во многих случаях из таких яиц развивались нормальные лягушки с признаками, соответствующими признакам донора ядра. Этот метод известен под названием клонирования особей; полученные результаты позволяют думать, что хотя ядру принадлежит доминирующая роль в процессе развития, цитоплазма (в данном случае цитоплазма яйца) играет важную роль в определении избирательной экспрессии ядерного материала, т.е. в дифференцировке. В данном случае она побуждает ядро к полной реализации его генетических потенций и созданию целого организма.

Глава 23

23.1. Пусть:

В-коричневая шерсть (доминантный признак)

b-серая шерсть (рецессивный признак)

В случае моногибридного скрещивания гетерозиготной особи с особью, гомозиготной по рецессивному аллелю, среди потомков будет равное число особей того и другого фенотипа, в данном случае 50% с коричневой и 50% с серой шерстью.

23.2. Если провести анализирующее скрещивание особи неизвестного генотипа с особью, гомозиготной по доминантному аллелю изучаемого гена, то у всех потомков в фенотипе проявится доминантный признак, как это показано ниже. Обозначим доминантный аллель Т, а рецессивный t.

23.3. а) Если в F₁ у всех морских свинок была короткая черная шерсть, то это означает, что короткая шерсть доминирует над длинной, а черная окраска над белой. б) Рассмотрим приведенную ниже схему. Примем следующие обозначения:

В-черная шерсть

b-белая шерсть

S-короткая шерсть

s — длинная шерсть

23.4. Пусть: R, г и S, s-две пары аллеломорфных генов, контролирующих окраску цветков.

23.5. В метафазе I и анафазе I происходит расщепление по этим двум аллелям.

23.6. Число различных комбинаций хромосом в пыльцевых зернах (и мужских гаметах) вычисляется по формуле 2й, где n-гаплоидное число хромосом. У шафрана 2n = 6, следовательно и = 3. Поэтому число комбинаций равно 23 = 8.

23.7. Фенотипы F₁ свидетельствуют о том, что пурпурные цветки и короткий стебель-доминантные признаки, а красные цветки и длинный стебель-рецессивные. Примерное соотношение 1:1:1:1 при дигибридном скрещивании означает, что два гена, контролирующие окраску цветка и длину стебля, не сцеплены и что четыре соответствующих аллеля находятся в разных парах хромосом. Поясним это следующим образом:

Поскольку оба родительских растения были гомозиготны по обоим признакам, растения F₁ должны иметь генотип PpSs.

23.8. а) Гомологичные хромосомы.

б) Между локусами окраски тела и длины крыльев.

в) На основании имеющихся данных ответить на этот вопрос нельзя, так как на схеме не указано положение гена, определяющего форму антенн.

23.9. Из 800 полученных семян только у 24 наблюдаются результаты кроссинговера между генами окраски семян и характера эндосперма. У остальных 776 семян аллели этих генов остаются сцепленными, о чем свидетельствует отношение, примерно равное 1:1. Таким образом, частота рекомбинации равна (24/800)⋅100 = 3%. Значит, расстояние между генами окраски семян и характера эндосперма равно 3 морганидам.

23.10. а) Пусть:

N — нормальные крылья (доминантный признак)

n — миниатюрные крылья (рецессивный признак)

R — красные глаза (доминантный признак)

r — белые глаза (рецессивный признак)

XX — самка

XY — самец

(1)

(2) Если между генами длины крыльев и цвета глаз не происходит перекрестов, то можно ожидать следующих результатов:

(2)

б) Отсутствие отношения 1:1:1:1 между фенотипамитособей, полученных от этого скрещивания, указывает на кроссинговер между генами длины крыльев и цвета глаз у самки.

Аллели, определяющие длину крыльев и цвет глаз, указаны выше для двух "женских" (X) хромосом в F₁. В результате кроссинговера между этими аллелями получаются указанные рекомбинантные генотипы. Из 106 мух 35 (18 + 17) являются рекомбинантными; таким образом, частота рекомбинации равна 35/106 ≈ 30%.

23.11. а) Пяденица

N — нормальная окраска (доминантный признак)

n — бледная окраска (рецессивный признак)

На основании фенотипов потомства можно сделать вывод, что гетерогаметным полом у пяденицы является самка.

б) Кошка

В — черная окраска (доминантный признак)

b — рыжая окраска (рецессивный признак)

На основании фенотипов потомства можно сделать вывод, что у кошки гетерогаметным полом является самец.

23.12. Пусть:

В — черная шерсть

G — рыжая шерсть

XX — кошка

XY — кот

(Родительская особь женского пола должна быть гомозиготна по черной окраске шерсти, так как только в этом случае могут получиться потомки с черной шерстью.)

23.13. а) Пусть:

I — ген, детерминирующий группу крови

А — аллель А (доминантны в одинаковой степени)

В — аллель В

О — аллель О (рецессивен)

б) Для каждого из детей вероятность того, что кровь будет принадлежать к группе А, равна 1/4 (25%). Поэтому вероятность того, что у обоих будет группа А, равна 1/4⋅1/4 = = 1/16 (6,25%).

23.14. Пусть:

Р — гороховидный гребень

R — розовидный гребень

Один аллель Р и один аллель R вместе дают ореховидный гребень. Гомозигота по обоим рецессивным аллелям имеет простой гребень.

W — белое оперение (доминантный признак)

w — черное оперение (рецессивный признак).

Если среди потомков от скрещивания получено восемь различных фенотипов, то каждая из родительских особей должна быть гетеро-зиготна по максимально возможному числу аллелей. Поэтому они должны иметь генотипы, указанные ниже:

23.15. Поскольку в гетерозиготном генотипе поколения F₁ содержатся оба доминантных аллеля, W (белая окраска) и В (черная окраска), а фенотипически куры белые, можно сделать вывод, что эти аллели эпистатически взаимодействуют друг с другом, причем белый аллель эпистатичен, а черный-гипостатичен.

Ниже показаны соотношения фенотипов в F₂ (использованы символы, приведенные в задаче):

Глава 24

24.1. Ван Гельмонту следовало поставить контрольные эксперименты, в которых исключалась бы по одной каждая из переменных.

24.2. Реди исходил из предположения, что наличие "червяков" было связано с мухами, свободно залетавшими в открытые сосуды.

24.3. Запечатывание бульона могло препятствовать попаданию организмов в сосуды. Отсутствие же в сосудах воздуха могло лишить организмы необходимого для дыхания кислорода.

24.4. Главное предположение Пастера заключалось в том, что каждое поколение организмов происходит от предшествующего поколения, а не возникает спонтанно.

24.5. Микроорганизмы развиваются в питательном бульоне в результате его загрязнения организмами из атмосферы.

24.6 Плотное закрывание пробирок, кипячение, автоклавирование, прямой контакт с атмосферой, непрямой контакт с атмосферой.

24.7. По контакту с атмосферой.

24.8. Пробирки пары А не нагревали, пары Б кипятили 10 мин, пары В — автоклавировали 20 мин при давлении 0,8 атм, пары Г различались в отношении контакта с атмосферой.

24.9. Эксперименты Спалланцани — в пробирках 3 и 4, Пастера-в пробирках 7 и 8.

24.10. Пробирки 1, 3, 5 и 7.

24.11. Проведение экспериментов соответствует всем требованиям, предъявляемым к научному методу. Они основаны на определенной гипотезе, сопровождаются соответствующим контролем, и в них последовательно исключаются переменные факторы. Если идентичные эксперименты дают одинаковые результаты, то полученные данные можно считать достоверными. Достоверность выводов, сделанных на основании этих (или любых других) данных, зависит от того, насколько правильно эти данные интерпретируются.

Глава 25

25.1. Носители являются гетерозиготами. Частоты генотипов вычисляются по уравнению Харди-Вайнберга

где р² — частота доминантного гомозиготного генотипа, 2pq-частота гетерозиготного генотипа и q² — частота рецессивного гомозиготного генотипа.

Кистозный фиброз поджелудочной железы поражает индивидуумов с рецессивным гомозиготным фенотипом; следовательно, q² = = 1 на 2000, или 1/2000 = 0,0005. Отсюда .

Поскольку p + q = 1, p = 1 — q = 1 — 0,0224 = 0,9776.

Таким образом, частота гетерозиготного фенотипа (2pq) = 2 ⋅ (0,9776) ⋅ (0,0224) = 0,044 = = 1 на 23 ≈ 5%, т.е. носители рецессивного гена кистозного фиброза поджелудочной железы составляют около 5% популяции.

25.2. Печеночная двуустка (Fasciola hepatica) — паразит, заражающий овец. У него есть промежуточный хозяин-малый прудовик (limnaea truncutula), живущий в пресных водоемах и на сырых лугах. Осушение прудов и сырых участков приведет к изменению условий среды и создаст давление отбора, направленное на элиминацию улитки. С уменьшением численности улитки сократится число подходящих хозяев, что повлечет за собой снижение численности паразита.

25.3. Пониженная интенсивность отбора в краевых областях ареала каждой новой популяции будет благоприятствовать увеличению измен-чивости. Новые фенотипы могут оказаться приспособленными к областям, которые прежде были заняты элиминированными подвидами, и будут распространяться внутрь ареала, занимая освободившуюся экологическую нишу. Географическое разделение клины могло привести к аллопатрическому видообразованию. В случае восстановления кольца обмен генами может оказаться невозможным вследствие генетической изоляции, и тогда обе субпопуляции будут дивергировать еще сильнее на пути к образованию самостоятельных видов, подобно нынешнему положению на Британских островах, где два вида сосуществуют симпатрически. Если генетическая изоляция между двумя субпопуляциями зашла не слишком далеко, то при воссоединении субпопуляций между ними возможна гибридизация. Такая зона гибридизации может играть роль репродуктивного барьера, как в случае черной и серой ворон.