które trwają bardzo, bardzo długo, a do matury już w tym momencie, do matury w 2025 roku niespełna półtora miesiąca. Zachęcam do zapoznania się z ofertą kursów Last Minute, gdzie poruszam tylko wymagania maturalne. Rozwiązuję ponad 160 zadań maturalnych z Twojej podstawy programowej, więc zachęcam do zajrzenia w link w opisie albo wejścia na tą stronę luzchemia.pl.
gdzie możesz znaleźć ten kurs. O czym mówiliśmy poprzednio? Poprzednio mówiliśmy o różnych sposobach dziedziczenia, takich innych niż takie standardowe, omawiane w liceum na samym początku. Mówiliśmy o dziedziczeniu wielogenowym, mówiliśmy o kolominacji, mówiliśmy o genach kumulatywnych.
Tutaj właśnie jest przedstawione dziedziczenie cech związanych z genami kumulatywnymi. Pamiętacie, jak sobie mówiliśmy o tym, że mamy w tym przypadku szlak metaboliczny A in... Tak naprawdę jeżeli nie ma genu A, to znaczy np. mamy dwa alele recesywne w przypadku genu A, to nie za bardzo nas interesuje co jest w przypadku genu B, no bo nie powstaje nam związek pośredni.
Mówiliśmy także o plejotropii, np. genu Agutii w Mysiego oraz o epistazie i hipostazie. Dzisiaj właśnie dowiemy się więcej o zmienności organizmów.
tutaj pod... Tytuł sugeruje już o czym będziemy mówić. Będziemy mówić o tym, że każdy z nas jest inny, oprócz bliziont jednojajowych, ale to już zostawiam jako wyjątek, który tylko potwierdza regułę.
Więc zmienność definiujemy jako występowanie różnic między organizmami. Będziemy wyróżniać zmienność genetyczną, która będzie zmiennością dziedziczną, czyli będzie to zmienność, którą nowy organizm danego gatunku będzie mógł jakoś nabyć. w procesie zapłodnienia, jeśli chodzi o rodziców. No i mamy zmienność środowiskową, która będzie zmiennością niedziedziczną. Pierwsze eksperymenty dotyczące zmienności i ogólnie dziedziczności takiej zmienności były prowadzone przez Augusta Weissmana.
I to, co on robił, to robił dość rzecz nieetyczną, ale ciekawą, dlatego wam ją tutaj pokazuję. Otóż on ucinał ogony... myszą, a następnie parował je i patrzył, czy potomstwo będzie miało ucięty ogon. To jest coś, co w naszych czasach, w czasach ewolucji darwinowskiej, kiedy już wiemy, że jest ona prawdziwa, wydaje się być absurdalne.
Jeżeli odetniemy człowiekowi nogę, to jeżeli będzie miał dziecko, to dziecko urodzi się normalnie z dwiema nogami. Natomiast w tym przypadku były to początki nauk biologicznych, więc... Takie eksperymenty były przeprowadzane, więc on ucinał ogony myszą, zarówno załóżmy samczykowi, jak i samiczce, no i powstawała nowa mysz, która miała cały ogon. I tutaj jest pokazana, dzięki temu eksperymentowi były pokazane dwie rzeczy, do tego będziemy się nawiązywać do ewolucji.
Po pierwsze, że nie dziedziczymy cech nabytych, ale to bardzo ściśle wiąże się ze zmiennością. Zauważcie, że ten typ zmienności, który tutaj został wprowadzony, czyli że np. niektóre myszy mają, no może nie odcięty w naturze, ale zjedzony kawałek ogona przez drapieżników, no wprowadza pewną zmienność tej populacji. Niektóre myszy będą miały troszeczkę obgryziony ten ogon, niektóre nie.
Ale niezależnie od tego, te wszystkie myszy dadzą w potomstwie myszy, które będą miały ogon pełny. Więc w tym przypadku mamy do czynienia ze zmiennością środowiskową. I jak widzimy, nie jest ona dziedziczna. Myślę, że ten przykład jest bardzo intuicyjny i teraz zapamiętasz już, że na maturze, że zmienność środowiskowa się nie dziedziczy. A teraz troszkę więcej właśnie o tej zmienności.
Nazywamy ją też zmiennością fluktuacyjną. Zaraz Wam pokażę dlaczego. Więc jest ona determinowana przez środowisko.
My jesteśmy organizmami i będę chciał Was do tego przekonać na ekologii. które żyją w środowisku. My nie jesteśmy bytami, które są wyłącznie takim wyrazem genotypu, wyrazem tego, co mamy w komórkach, ale oddziałuje na nas środowisko. Tutaj to zapisałem, pamiętaj, fenotyp, czyli to, co widzimy, cechy obserwowalne organizmu, to jest to, co mamy w DNA, czyli genotyp oraz środowisko. A zatem cechy, które posiadamy, czyli np.
opalenizna jest dobrym przykładem. Mamy bardzo bladą skórę, jeżeli przebywamy w... przez dłuższy czas w pomieszczeniu zamkniętym, ale kiedy wyjedziemy gdzieś na wakacje nad morze do Egiptu i będziemy tam się opalać w słoneczku, no to wtedy środowisko spowoduje, że będziemy mieli opaleniznę.
Więc widzicie tutaj, jak to środowisko wpływa na to, co mamy w genotypie. Bo pamiętacie, w ostatnim odcinku mówiliśmy o tym, że nasza... Nasz kolor skóry jest determinowany przez geny kumulatywne. Czym więcej alerii dominujących, mówiliśmy sobie o tym, tym ciemniejszy kolor skóry. Więc to jest ten genotyp.
Ale do tego dochodzi opalenizna na przykład. Może korzystamy z solarium, to też jest środowisko. No i tutaj jest pokazany, ta zmiana środowiskowa jest pokazana na przykładzie drzew.
Bardzo często w lasach jest tak, że mamy jakieś gigantyczne drzewa, które tworzą tak zwany baldachim. który jest nieprzepuszczalny, jeśli chodzi o światło, dla tych niższych partii lasu. I takie drzewa osiągają pod takim baldachimem bardzo niskie rozmiary.
Ale to samo drzewo, gdybyśmy je posadzili na otwartym polu, gdzie nie jest ograniczone przez żaden baldachim, urośnie do swoich takich prawidłowych rozmiarów. To są właśnie te fluktuacje, że ta cecha jest taka gibka, jak taka masa, która się przelewa w jedną albo w drugą stronę w zależności od tego, jak środowisko na nią oddziałuje. To, dlaczego zmienność środowiskową nazywamy zmiennością fluktuacyjną, można także pokazać na przykładzie liczby erytrocytów w naszej krwi.
Otóż w naszej krwi występuje x erytrocytów. Mamy ileś tam erytrocytów. A w górach, jeżeli będziecie przebywać przez długi czas w górach, zaklimatyzujecie się, albo po prostu pobierzecie krew od osoby, która żyje w Butanie czy w Nepalu, czyli w krajach, które są położone na dość wysokich, na dużych wysokościach, no to zobaczycie, że oni mają statystycznie znacznie więcej tych elektrostytów w krwi. Jest to związane z tym, że czym wyżej, tym niższe ciśnienie, więc tym mniej chętnie tlen przechodzi do naszej... I dlatego potrzebujemy więcej erytrocytów, żeby to zrekompensować, żeby tę słabą dyfuzję tlenu zrekompensować liczbą erytrocytów, które ten tlen przenosi.
Więc widzicie, tutaj mamy tę fluktuację. Mamy człowieka, mamy dany gatunek, prawda? Ale w zależności od tego, w jakim środowisku występuje, no to mamy różne natężenie danej cechy.
Zmienność środowiskową nazywamy także zmiennością modyfikacyjną. Bo tak naprawdę bardzo często jest tak, że środowisko wpływa na to, jak czytane są nasze geny. Jest gałąź nauki, która nazywana jest epigenetyką, która bada, jak środowisko wpływa na ekspresję genów. Czyli na przykład, jeżeli jest zbyt gorąco w danej części na przykład rośliny, to włączane są takie geny.
Jeżeli jest zbyt zimno, to na przykład są jakieś mechanizmy, które powodują, że chromatyna się rozluźnia. i są eksprymowane jakieś geny. Dobrym przykładem zmienności modyfikacyjnej, czyli przykład takiej sytuacji, gdzie mamy jakąś tkankę zarodkową, która daje liście, która różnicuje się w bardzo różne formy morfologiczne liści, jest strzałka wodna.
Zauważcie, mamy tutaj w tym przypadku kilka rodzajów liści, które powstały w wyniku ekspresji różnych genów. w tychże organach. Czyli na przykład mamy liście takie taśmowate, które występują pod wodą, takie bardzo wiotkie, prawda? Mamy liście takie jajowate, które występują na powierzchni wody i strzałkowate, które występują nad wodą, o takiej pokaźnej blaszce liściowej, która będzie asymilować światło. Więc tutaj to też jest ważne, że to środowisko potrafi realnie wpływać na ekspresję genów.
Realnie wpływać na ekspresję. To nie jest tylko tak, że... Będziemy mieli ciemniejszą skórę, tylko faktycznie w tych komórkach, w tym jądrze komórkowym czynniki środowiskowe, jakieś związki chemiczne w środowisku, czy chociażby temperatura, a może patogeny, które występują w środowisku, przełączą nam... ekspresję genów z jednego trybu na drugi. Na przykład w wyniku tego powstaną nam różne formy liści.
I teraz jest bardzo ważna rzecz, do której będę jeszcze wracał na ewolucji. Zmienność to jest podstawa zachodzenia ewolucji biologicznej. Zauważcie sobie taką sytuację. Mamy jakąś populację ludzką. albo w ogóle populacji jakiegokolwiek gatunku na Ziemi i nagle dochodzi do jakiejś okropnej katastrofy.
Okropnej katastrofy. I okazuje się, że dzięki temu, że ta populacja wykazywała się pewną zmiennością, czyli na przykład niektóre osobniki były bardziej wrażliwe na płomienie, albo niektóre osobniki nie uciekały tak szybko przed płomieniem. trąbą powietrzną, wiecie, ja mówię abstrakcyjne rzeczy teraz, ale rozumiecie o co chodzi, to te osobniki, które będą najlepiej przystosowane, czyli będą najszybciej uciekać przed trąbą powietrzną, będą unikać piorunów, to one przeżyją i będą mogły w tym nowym już środowisku, które zostało zmienione przez kataklizm, odbudować populację.
Czyli ta zmienność to jest taka podstawa, ja nie lubię tak... przedstawiać ewolucję jako takiej, która działa celowo, ale wyobraźcie sobie, że jesteście ewolucją i jesteście doborem naturalnym i macie jakąś populację ludzką, prawda? I teraz macie jakieś warunki środowiskowe i teraz wy możecie zobaczyć sobie taką tabelę, macie taki arkusz i patrzycie sobie, Jan Kowalski jest odporny na to i na to. No to on jest najlepiej przystosowany do życia w danym środowisku. Ale na przykład Małgorzata Nowak nie jest tak dobrze przygotowana, więc najpewniej nie przeżyje do następnego, na przykład nie wejdzie w rozwód, prawda?
Więc zmienność jest niezwykle ważna dla ewolucji. Oczywiście dobór nie działa tak, że sobie wybiera osobniki. To się dzieje biernie, prawda? Dobór jest jakąś tam tylko naszym opisem tego, jak działa ewolucja.
Ale nadal ta zmienność jest... wymagana do tego, żeby ta populacja przetrwała. No bo wyobraźcie sobie taką sytuację, że mamy wszystkie jednakowe osobniki w naszej populacji. Wszyscy wyglądają tak samo, wszyscy mają takie same cechy, wszyscy noszą te same ubrania, po prostu jesteśmy klonami. I nagle przychodzi kataklizm i okazuje się, że wszyscy jesteśmy beznadziejnie przystosowani do tego.
To co się dzieje? Populacja wymiera, prawda? Więc ta zmienność jest niezwykle ważna.
Drugim rodzajem zmienności jest zmienność genetyczna i jest to już zmienność dziedziczna. Jest to zmienność, która dotyczy naszego materiału genetycznego. Każdy z nas ma swój niepowtarzalny genotyp, więc to jest ważne, żeby o tym pamiętać.
No i teraz przejdźmy sobie do rodzajów tej zmienności genetycznej. Pierwsza zmienność to zmienność rekombinacyjna. W tym przypadku w zmienności rekombinacyjnej raczej nie powstają nowe geny.
Do zmienności rekombinacyjnej zaliczamy po pierwsze niezależną segregację chromosomów. Wiemy już jak działa mejoza z tych pierwszych odcinków na kanale, więc wiemy, że w anafazie pierwszej fazy mejozy dochodzi do rozejścia się chromosomów homologicznych do komórek potomnych. I teraz...
Odpowiedzmy sobie w takim razie na pytanie, ile różnych gamet może wytworzyć człowiek. No to wyobraźcie sobie, że jesteście gametą, prawda? I teraz macie do wyboru, macie przed sobą 23 pary chromosomów.
I z każdej możecie wybrać tylko jeden chromosom, który trafi do Was. No więc co? Tutaj macie pierwszą parę, macie dwie możliwości. Bierzecie albo ten, albo ten. No weźmy sobie ten.
Następna para, również dwie możliwości. Prawda? No weźmy sobie teraz żółty. I tak robicie 23 razy, aż dojdziecie do następnej pary, no i znowu macie dwie możliwości, wybieracie ten.
A więc mieliście 23 razy, czyli 23 pary, 23 razy mieliście możliwość wyboru dwóch różnych chromosomów. Czyli 2 do 23 potęgi. Czyli mamy 2 do 23 możliwości powstania różnych gamet. Okej, z samej niezależnej segregacji chromosomów.
To jest ponad chyba 8 milionów z tego co pamiętam. Więc już w samym tym procesie niezależnej segregacji chromosomów zobaczcie jak bardzo już powstaje nam gigantyczna liczba możliwości, która może wprowadzić zmienność. Jeśli chodzi o drugi mechanizm zmienności rekombinacyjnej, jest to crossing over. Ja nie będę tutaj wchodził w szczegóły, bo crossing over omawiałem już dwa razy na mejozie i na genetyce w przypadku genów sprzężonych, ale tylko przypomnę, że jest to wymiana tych odcinków pomiędzy dwoma chromatydami siostrzanymi w przypadku chromosomów homologicznych, przez co mogą powstawać inne kombinacje. tutaj w tym przypadku alleli w chromosomach.
Więc nie dość, że mamy 8 milionów różnych gamet, to mamy jeszcze proces crossing over, który może nam wprowadzać jeszcze dodatkową zmienność, prawda? No i mamy jeszcze zmienność mutacyjną i o mutacjach będzie poświęcony, znaczy mutacją będzie poświęcony cały następny odcinek, więc tutaj tylko tak zagaję temat. Mutacje to jest absolutna podstawa zjawisk ewolucyjnych.
Tak, mutacje to jest coś, co doprowadza do zmienności. Powiedzieliśmy, że zmienność to jest podstawa, a więc również mutacje to są podstawą zjawisk ewolucyjnych. Ogólnie rzecz biorąc, to są zmiany w materiale genetycznym.
Będziemy mówić o różnych mutacjach, mutacjach punktowych, mutacjach całych chromosomowych, strukturalnych. Ogólnie rzecz biorąc, zmiany w materiale genetycznym. I mutacje bardzo często są...
negatywne, najczęściej są negatywne, chociaż przedstawię Wam taki model, który mówi, że najczęściej mutacje są neutralne, ale przyjmijmy teraz, że mutacje są najczęściej negatywne, ale czasami zdarza się tak, że mutacja może być korzystna i wtedy ewolucyjnie ten osobnik zwiększa swoje dostosowanie, jeśli chodzi o życie w środowisku. Więc tylko tutaj mówię, mutacje są źródłem zmienności i to też trzeba... pamiętać, zmienności dziedzicznej. I ostatnia rzecz, która jest ważna, jeśli chodzi o zmienność, to jest jej podział na zmienność ciągłą i nieciągłą. Tutaj troszeczkę matematyki.
Zmienność ciągła dotyczy cech ilościowych. To najczęściej są cechy, które są kodowane przez geny kumulatywne, czyli takie jak wzrost, takie jak kolor skóry, o którym mówiliśmy. I takie cechy, taki rozkład cech w populacji można przedstawiać rozkładem normalnym, czyli I... rozkładem, który przedstawiamy, krzywą Gaussa.
I tę krzywą czytamy w ten sposób, że w takim przypadku tych cech, które są kodowane przez geny kumulatywne, najwięcej osobników w populacji ma cechę średnią, prawda? Znaczy średnią wartość cechy, czyli na przykład mamy jakąś średnią, średni wzrost mężczyzn w populacji, prawda? No i najczęściej spodziewamy się właśnie gdzieś tutaj mężczyzn, którzy mają te te środkową, że tak powiem, średni wzrost. Rzadko się spotyka tutaj niskich bardzo mężczyzn oraz bardzo wysokich mężczyzn. To są jakieś jednostki, które są jednak zauważalne, prawda?
Więc jest ich tutaj znacznie mniej niż tych w środku. Jeśli chodzi o cechy nieciągłe, znaczy zmienność nieciągłą, To ona dotyczy cech jakościowych, czyli takich, których możemy wyszczególnić kategorię, możecie tak o tym myśleć. Czyli mamy tak zwane geny pojedyncze.
Tutaj mamy taki wykres kołowy. Wyobraźcie sobie, bo tu idealnie akurat liczba pasuje, że mówimy o... Chociaż nie, nie pasuje. Ale możemy mówić o grupach krwi na przykład, prawda? I wtedy możemy sobie przedstawić, że ten niebieski to będzie grupa krwi zero.
Ten to będzie grupa krwi A, ten B, a ten AB. Tak, więc w ten sposób możemy przedstawiać cechy nieciągłe. Nie ma nic pomiędzy, możecie tak o tym mówić, że nieciągłe, bo wiecie, ja jestem po studiach matematycznych, w sensie na Wydziale Matematycznym, więc mam jakąś intuicję, ale nieciągłe to znaczy, że nie ma nic pomiędzy tymi kategoriami.
Macie A i B i nie ma nic pomiędzy, prawda? Nie ma nic, jedna druga A, jedna druga B. No nie ma czegoś takiego. A w przypadku zmienności ciągłej... Zawsze możemy znaleźć jakąś wartość cechy, która jest pomiędzy.
Czyli na przykład mamy wzrost 150 cm, 180 cm i pomiędzy mamy mnóstwo cech. Mnóstwo, tak naprawdę matematycznie mamy nieskończoną liczbę wartości cech, które może przyjąć osobnik. Czyli może przyjąć 160 cm, 170 cm, 175 cm. Tak, czyli ciągłe... Możecie sobie wyobrazić to jako odcinek, coś ciągłego, a w przypadku nieciągłego jako punkty, które oznaczają wartości.
I to wszystko w tym odcinku. Dzisiaj krótszy odcinek. W następnym odcinku porozmawiamy o mutacjach.
Ja zachęcam do odwiedzenia naszego Facebooka oraz Instagrama, a także zachęcam do odwiedzenia kanału partnerskiego Duschemia, gdzie pojawiają się analogiczne odcinki z chemii. A na dzisiaj to wszystko. Dziękuję Wam bardzo za oglądanie.
Trzymajcie się. Cześć.