Содержание разделов дисциплины

1. Молекулярные основы жизни

ДНК, РНК, белки. Природа наследственности. Принцип комплементарности и репликация ДНК. Гены. Мутации. Соотношение генотипа и фенотипа. Транскрипция. Генетический код. Трансляция.

Мембраны. Прокариотическая клетка. Эукариотическая клетка. Компартментализация. Органеллы. Клеточный цикл. Митоз. Метаболизм. Энергетика клетки. Мембранный транспорт.

Геном как интерактивная программа поведения клетки. Рецепторы и передача сигналов. Регуляторные системы. Регуляция экспрессии генов. Транскрипционные факторы. Промоторы, энхансеры. Посттранскрипционная регуляция. Геннорегуляторные сети.

Природа изменчивости. Мутационная и модификационная изменчивость. Рекомбинация. Горизонтальный перенос. Трансдукция, трансформация, конъюгация. Вирусы, плазмиды, транспозоны, ретротранспозоны. Половое размножение. Мейоз и кроссинговер. Гаметы. Оплодотворение. Основы классической генетики.

2. Эволюционная биология

Эволюция как способ существования жизни. Теория Ч. Дарвина. Естественный отбор. Доказательства эволюции.

Биологическая систематика и эволюционное дерево. Сравнительно-анатомические доказательства эволюции. Наблюдаемая эволюция. Эволюционные эксперименты. Биогеографические доказательства эволюции. Палеонтологические доказательства эволюции. Основы эмбриологии и эмбриологические доказательства эволюции. Современная эволюционная биология развития. Геннорегуляторные каскады, формирующие «генетическую программу развития». Биохимические и молекулярно-генетические доказательства эволюции. Методы сравнительного анализа нуклеотидных и аминокислотных последовательностей.

Групповой селекционизм, организмоцентрический и геноцентрический подходы. Концепция эгоистичного гена.

Механизмы и факторы эволюции. Основы генетической теории эволюции. Популяции и виды. Нейтральные мутации. Дрейф генов. Принцип «молекулярных часов». Естественный отбор: его основные формы; факторы, влияющие на направленность и эффективность отбора. Аллельное замещение. Направленность эволюции. Коэволюция. Эволюционные «гонки вооружений». Плейотропность и мультигенность. Вероятностный характер причинно-следственных связей между генами и фенотипическими признаками.

Храповик Мюллера.

Адаптивный смысл полового размножения. Половой отбор. Стратегии, алгоритмы и механизмы выбора полового партнера. Фишеровское «убегание». Индикаторы приспособленности. Принцип гандикапа. Половой отбор как «усилитель» обычного естественного отбора; его роль в видообразовании.

Балансирующий отбор. Эволюционно стабильные стратегии. Родственный отбор. Эволюция кооперации и альтруизма. Проблема социального паразитизма и возможности ее преодоления. Реципрокный альтруизм. Непрямая реципрокность.

Дивергенция. Репродуктивная изоляция. Механизмы видообразования. Симпатрия и аллопатрия. Экологическое видообразование. Положительные обратные связи (создание ниш, цепные реакции видообразования). Экспериментальное изучение механизмов видообразования.

Механизмы появления эволюционных новшеств. Сравнительная геномика. Дупликация и дивергенция генов. Эволюция кодирующих последовательностей и смена функций белков. Модификации регуляторных последовательностей и геннорегуляторных сетей. Блочно-комбинаторный принцип формирования эволюционных новшеств. Симбиоз и симбиогенез. Происхождение эукариот. Симбиотические сверхорганизмы. Биохимическая кооперация в симбиотических системах. Молекулярное «одомашнивание» вирусов и мобильных генетических элементов.

3. Современные теории происхождения и развития жизни, человека и его поведения

Палеоантропология. Важнейшие находки. Первые гоминиды. Гипотезы эволюции прямохождения. Австралопитеки и их «гоминизация». Параллелизмы и тупиковые ветви. Падальщики и охотники. Факторы увеличения мозга. Первый выход из Африки. Дивергенция архантропов. Освоение огня. Неандертальцы и сапиенсы. Развитие орудийной деятельности.

Молекулярно-генетические подходы к изучению антропогенеза. Палеогенетика. Сравнение геномов сапиенсов, неандертальцев, шимпанзе и других млекопитающих Геногеография. Реконструкция древних миграций и расселения по генетическим данным. Митохондриальная Ева и хромосомный Адам. Моноцентризм и полицентризм.

Генетика поведения и психогенетика. Нейробиология. Эволюционная психология. Сходства и различия мышления и поведения человека и животных. Особенности эволюции социальных животных. Социальная жизнь приматов и ее эволюционная роль. Социальность и мозг.

Межгрупповая конкуренция как фактор развития внутригруппового (парохиального) альтруизма. Коммуникативные системы у животных и человека. Происхождение человеческого языка. Происхождение эмоций, разума, морали, искусства. Роль полового отбора в эволюции человека.

Естественный отбор и биологическая эволюция в современном человечестве. Проблема накопления вредных мутаций. Культурно-социальная эволюция. Биоцентрический подход к человеку, пределы его применимости и этические следствия.

4. Методы изучения биологических объектов

Оптические приборы в биологической лаборатории. Приготовление срезов биологических объектов. Изготовление временных и постоянных микропрепаратов.

Культивирование биологических объектов. Научные и учебные биологические коллекции.