Genetica (de la cuv. grecesc „genesis” - origine, proveniență), este știința despre legile eredității și variabilității la organismele vii și despre dirijarea acestor fenomene. Ea studiază legitățile moștenirii diverselor particularități și însușiri la formele parentale, elaborează metode și procedee de dirijare a eredității. Aplicată în practica de obținere a noi soiuri de plante și rase de animale, ea permite programarea ontogenezei acestora și obținerea unor organisme cu anumite caractere.

acid dezoxiribonucleic
ADN (acid dezoxiribonucleic)

  Bazele geneticii modernă au fost preconcepute de către naturalistul G. Mendel, care în 1865 a stabilit principiul discontinuității la moștenirea diverselor particularități și însușiri ale organismelor. Prin experiențele sale efectuate asupra mazării Mendel a demonstrat, că în urma încrucișării plantelor parentale particularitățile lor nu dispar și nu se amestecă, ci se transmit descendenților fie într-o formă caracteristică unuia dintre părinți, fie într-o formă intermediară, manifestându-se din nou la generațiile următoare în anumite raporturi cantitative. El a demonstrat, de asemenea, că există purtători materiali ai eredității, numiți ulterior gene.

  La începutul sec. 20 biologul american T. Morgan a fundamentat teoria cromozomială a eredității, potrivit căreia particularitățile ereditare sunt determinate de cromozomi - componenți obligatorii ai tuturor celulelor. Savantul a demonstrat, că genele sunt aranjate în cadrul cromozomului în mod liniar și sunt unite între ele. Fiecare caracter este determinat de anumite ansambluri de gene, aflate în unul din cromozomii aceleași perechi. În procesul de formare a celulelor sexuale cromozomii fiecărei perechi se despart, ca rezultat formându-se celule cu garnitura înjumătățită (haploidă) de cromozomi. Garnitura deplină (diploidă) se formează în procesul fecundării. Prin urmare un organism nou capătă cromozomi de la ambii părinți, iar împreună cu ei moștenește și particularitățile corespunzătoare.

  În deceniul al treilea al sec. 20 a apărut genetica mutațională - o ramură a geneticii care studiază mutațiile aparatului genetic, care se transmit prin ereditate. Apărute în celulele sexuale, mutațiile se pot manifesta prin schimbarea numărului de cromozomi sau prin modificarea structurii lor. Savantul sovietic N.I. Vavilov a stabilit, că la plantele înrudite au loc modificări mutaționale asemănătoare: de exemplu, la grâu se modifică culoarea spicului, gradul de aristate (de dezvoltare a țepilor). Această legitate se explică prin compoziția asemănătoare a genelor din cromozomii speciilor înrudite. Descoperirea făcută de către N.I. Vavilov a fost numită legea seriilor omoloage în variabilitatea ereditară. Pe baza ei se poate prevedea apariția unor anumite modificări la plantele de cultură.

  În același timp a luat ființă genetica populațiilor, care se ocupă cu studiul factorilor fundamentali ai evoluției - ereditatea, variabilitatea și selecția - în anumite condiții ale mediului extern, în populații. Fondatorul acestei școli științifice a fost învățatul sovietic S.S. Cetverikov. În deceniul al patrulea geneticianul N.K. Kolțov a presupus, că cromozomii reprezintă niște molecule gigantice, anticipând astfel apariția geneticii moleculare.

  Mai târziu s-a dovedit, că cromozomii prezintă niște lanțuri lungi de acid dezoxiribonucleic (ADN) asamblate cu proteină. În moleculele de ADN este cifrată informația ereditară, programa de sintetizare a proteinelor - substanțe ce constituie baza vieții pe Pământ.

  Genetica modernă se dezvoltă multilateral. Ea cuprinde diferite ramuri: genetica microorganismelor, genetica plantelor, genetica animalelor, genetica omului. Genetica este strâns legate și de alte științe biologice - de teoria evoluționistă, biologia moleculară, biochimie. Ea constituie baza teoretică a selecției plantelor și animalelor. Pe baza cercetărilor efectuate în domeniul geneticii au fost elaborate metode de obținere a hibrizilor de păpușoi, de răsărită, sfeclă-de-zahăr, castravete, precum și a hibrizilor și metișilor de animale, care au, datorită heterozisului, o productivitate sporită. Investigațiile geneticienilor au condus la obținerea unor noi soiuri de roșii rezistente la salinitate și la înghețuri, soiuri de păpușoi, soia, triticale ș.a. Datele obținute în urma cercetărilor în domeniul geneticii au o mare importanță și pentru medicină.
infuzorii
Infuzorii

  Infuzoriile constituie o încrengătura de animale nevertebrate acvatice din subregnul protozoare. Se cunosc peste 7 mii specii, răspândite pretutindeni – în iazuri și lacuri, râuri și mări, oceane și pe solul umed. În Moldova au fost descoperite peste 500 de specii. Infuzoriile au corpul de la 10 mkm până la 3 mm lungime, de formă variată (ovală, sferică, cilindrică, conică), prevăzut cu cili vibratili. Cilii servesc pentru deplasare și pentru dobândirea hranei. Citoplasma conține 2 tipuri de nuclee – unul vegetativ (macronucleu) și altul generativ (micronucleu). Infuzoriile se reproduc pe cale asexuată (prin diviziune binară transversală) și pe cale sexuată (prin conjugare). Se hrănesc cu bacterii, alge monocelulare, rotifere ș.a. Există și specii parazite – agenți patogeni ai unor boli la animale și la om. În procesul evoluției infuzoriile s-au adaptat la diferite temperaturi de la +1℃ până la +35℃. Multe specii suportă ușor atât deficitul de oxigen în apă, cât și gradul înalt de aciditate și mineralizare al apei.

  Infuzoriile joacă un rol colosal în bioenergetica ecosistemelor acvatice. Ele pot servi drept indicatori biologici ai gradului de poluare cu substanțe organice al bazinului acvatic. Au o deosebită importanță pentru auto purificarea apelor naturale. Servesc ca hrană pentru puietul de pește. Unele infuzorii, bunăoară, parameciul prezintă obiecte ideale pentru cercetări în domeniul biologiei moleculare, geneticii, biochimiei, radiobiologiei.
  Insectele numite și hexapode constituie o clasă (după unii autori o super-clasă) de animale nevertebrate. Se cunosc peste 1 milion de specii. Savanții entomologi consideră că în natură există de fapt 3-4 milioane de specii. În Moldova se întâlnesc circa 10 mii specii.

insecte
Insecte

  Insectele trăiesc pretutindeni: în păduri, în stepe, în râuri, lacuri, în deșerturile aride și aer – pe vârfurile celor mai înalți munți. Multe dintre ele (muștele, gândaci de bucătărie ș.a.) trăiesc pe lângă locuința omului, și de aceea se numesc insecte sinantrope. Cele mai variate după dimensiuni și culoare sunt insectele din regiunile tropicale. Insectele au corpul de la 0.2 mm (trihogramele) până la 33 cm (fasmodeele tropicale), segmentat și acoperit cu un strat chitinos protector; capul, toracele și abdomenul bine delimitate. Pe cap sunt situați ochii (compuși și simpli), o pereche de „antene” și aparatul bucal, adaptat atât pentru rupt sau lins, cât și pentru supt sau înțepat. Pe torace insectele au 3 perechi de picioare, de unde și le provine denumirea de hexapode (cu 6 picioare). De regulă, ele sînt înzestrate cu 2 perechi de aripi, însă există insecte și fără aripi. Abdomenul se termină cu un ovipozitor sau cu un ac (retractil) la femelă sau cu un aparat copulator (la masculi). Insectele sunt, de regulă, animale unisexuate. Majoritatea lor se înmulțesc prin ouă. Dezvoltarea post-embrională are loc prin metamorfoză.

  Gândacii de bucătărie, greierii, lăcustele și ploșnițele se dezvoltă prin metamorfoză incomplectă (din ouă apar niște ființe mici asemănătoare întocmai cu cele adulte, numai că lipsite de aripi. Coleopterele, fluturii, țânțarii, muștele, albinele, furnicile, puricii ș.a. se dezvoltă prin metamorfoză complectă (din ouă apar larvele, care se deosebesc radical de organismele adulte atât după aspect, cât și după modul de nutriție și cel de trai; din larve se dezvoltă ulterior pupa, iar din aceasta – insecta adultă).

gândaci
Gîndaci

  Insectele sunt unele dintre cele mai vechi animale care au populat uscatul. Urme ale lor au fost descoperite în stratele de nisipuri și de gresie devoniene și în cele carbonifere. Este interesant faptul, că insectele din acele timpuri se asemănau mult cu insectele actuale. În procesul evoluției datorită insectelor de dobândire a hranei, de apărare, de atracție dintre indivizi, aceste animale s-au adaptat la cele mai diferite moduri de trai.

  Una dintre adaptările caracteristice insectelor sociale – albinelor-melifere, furnicilor și termitelor – este așa-numită „sociabilitate” care se manifestă printr-o activitate în colectiv și printr-o diviziune bine determinată a funcțiilor între membrii acestuia.

  Ne uimesc insectele și prin zborul lor. La o demonstrare încetinită a unei pelicule pe care s-a filmat zborul unui fluture sau al unei muște, ni se pare că ele nu zboară, ci înoată în aer. Pentru aceste ființe mediul aerian are aproape aceiași viscozitate pe care o are apa pentru pești. Insectele care „înoată” în aer cu o viteză de până la 30 m/s (unele muște, libelulele, albinele) au corpul de formă aerodinamică excelentă. Majoritatea insectelor fitofage (se hrănesc cu diferite părți ale plantelor), unele – țânțarii, tăunii, ploșnițele sunt hematofage (se hrănesc cu sânge pe care-l sug de la animalele mamifere și de la om), altele, de exemplu, gândacii gropari sunt saprofite (se hrănesc cu resturi organice în stare de putrefacție); există și insecte răpitoare, cum sunt bunăoară, buburuzele, muștele-sirfide (se hrănesc cu insecte dăunătoare). Insectele joacă un rol colosal în natură. Unele au fost domesticite, de exemplu, viermii de mătase de la care omul obține mătase, albinele-melifere, de la care se obține miere și care contribuie la polenizarea plantelor cu flori. Altele sunt dăunători ai plantelor, alterează produsele alimentare, sunt purtători de agenți patogeni ai unor boli.

  Astfel de insecte folositoare, ca bunăoară, furnicile, buburuzele, bondarii trebuie să fie ocrotite. Insectele dăunătoare se combat prin diferite mijloace (vezi Protecția plantelor).
  Geologia (din cuv. grecești „ge” - Pământ și „logos” - știință) este un complex de științe despre Pământ. După cum au stabilit savanții planeta noastră este alcătuită din mai multe învelișuri, numite geosfere, care diferă după densitate și constituție. Se deosebesc geosfere interioare sau adânci (nucleul Pământului sau barisfera și mantia Pământului, care constituie sferele cele mai dense ale globului pământesc) și geosfere exterioare (litosfera sau scoarța terestră, hidrosfera sau învelișul de apă și atmosfera sau învelișul gazos).

geologia

  Geologia se ocupă, în deosebi, cu studierea învelișului de piatră al Pământului, precum și cu sferele mai adânci ale acestuia. Ea studiază modul de formare și istoria dezvoltării globului pământesc: structura și constituția acestuia, mai ales a scoarței terestre; procesele care se petrec în interiorul și exteriorul Pământului (vulcanism, cutremure de pământ); procese care contribuie la modificarea și evoluția scoarței terestre (alterarea rocilor și spălarea lor, cutarea stratelor de roci ș.a.); legitățile de formare și repartiție a diferitelor minerale, roci și zăcăminte de substanțe minerale utile în scoarța Pământului. Scopul științific și practic al geologiei este de a cunoaște structura geologică a Pământului și dezvoltarea lui în timp și spațiu; de a reconstitui istoria diferitelor procese geologice; de a determina legile de dezvoltare a diferitelor fenomene geologice; de a descoperi zăcăminte de minereuri, petrol și gaze naturale, cărbuni, materiale de construcție, sare, pietre prețioase, îngrășăminte minerale utile și alte substanțe minerale.

  Pentru rezolvarea acestor probleme se execută un complex de lucrări geologice, numite lucrări de prospecțiune, care au drept scop descoperirea zăcămintelor de substanțe minerale utile, precum și un alt complex de lucrări, numite lucrări de exploatare, care stabilesc dimensiunile corpului de minerale utile, condițiile lui de zăcământ, cantitatea de mineral util și calitatea lui în vederea extragerii lui raționale.

  Pentru înfăptuirea lucrărilor geologice în diferite regiuni ale globului pământesc se organizează expediții geologice. Acestea efectuează observații pe teren (văi, câmpii, păduri, munți, șesuri, în mări și oceane), care au drept scop stabilirea componenței stratului de roci, poziției lor în spațiu, extinderii lor ș.a. Aceste lucrări poartă denumirea de cartare geologică.

  Diversitatea problemelor de studiu a contribuit la împărțirea geologiei într-o serie de discipline, care cu timpul au devenit independente. Astfel au apărut: mineralogia (studiază minerale), petrografia (studiază rocile), cristalografia (studiază structura cristalelor din care sunt formate mineralele și rocile), geochimia (studiază compoziția chimică a globului pământesc), tectonica și geotectonica (științele despre structura Pământului, mișcările scoarței terestre, formarea munților și depresiunilor), vulcanologia (studiază acțiunea vulcanică a Pământului, formarea vulcanilor și produsele erupțiilor vulcanice), geologia istorică (studiază istoria dezvoltării geologice a Pământului și legitățile evoluției acestuia în timp și spațiu, vârsta formațiunilor geologice), stratigrafia (prezintă o ramură a geologiei istorice ce studiază succesibilitatea formării rocilor).

  Acumularea cunoștințelor geologice a început încă din timpuri străvechi, când învățații antici greci Pitagora, Herodot, Aristotel și alții au încercat să explice unele fenomene geologice ca, de exemplu, cutremurele de pământ sau erupțiile vulcanice, acțiunea apelor subterane ș.a.

  Studierea mai aprofundată rocilor și mineralelor a început, însă, în a doua jumătatea a sec. 18 – începutul sec. 19, odată cu dezvoltarea industriei capitaliste și creșterea necesarului de materie primă minerală. Primele încercări de a sistematiza datele geologice acumulate până atunci au fost făcute în Rusia de către M. V. Lomonosov.

  Cei mai de vază savanți geologi ruși și sovietici sunt N. I. Andrusov (1861-1924), A. D. Arhangelskii (1879-1940), V. A. Obrucev (1863-1956), N. M. Strahov (1900-1978) ș.a.
 Ereditatea (de la cuvântul latinesc hereditas - moștenire) este însușirea organismelor vii de a păstra și a transmite descendenților anumite caractere. Ea se manifestă elocvent în asemănarea dintre părinți (genitori) și copii (progeni). Datorită eredității fiecare specie de plante și animale își păstrează din generație în generație trăsăturile caracteristice.

Ereditatea

 Ereditatea asigură organismelor menținerea la urmași a aspectului exterior, structurii și funcțiilor, fapt care contribuie la conservarea speciilor. Pe această cale multe specii își pot păstra fără modificări esențiale identitatea. În bucăți de chihlimbar au fost descoperiți țânțari care au existat cu milioane de ani în urmă și care aproape că nu se deosebesc de țânțarii pe care îi vedem în prezent. Crosopterigienii sunt un grup de pești fosili, care au trăit cu 150 milioane de ani în urmă. Ihtiologii au aflat despre existența lor datorită amprentelor rămase în pietre și considerau că aceste animale sunt demult dispărute. Nu demult, însă, în apropierea țărmurilor Africii de Sud a fost prinsă așa-numita latimerie - un pește, care s-a dovedit a fi un reprezentant al crosopterigienilor. S-a constatat că latimeria aproape că nu diferă de alți pești crosopterigieni străvechi.

 Ereditatea condiționează modul în care se va dezvolta în continuare un organism nou născut.

 Ce structuri și procese din organism asigură continuitatea ereditară și determină caracterul dezvoltării individuale? La majoritatea speciilor de plante, animale și om celulele corpului se înmulțesc prin diviziune indirectă.

 Nucleele celulare conțin structuri speciale numite cromozomi. Înainte de începerea procesului de diviziune a celulei are loc dublarea cromozomilor. Procesul se bazează pe replicarea moleculelor de ADN (acid dezoxiribonucleic). În decursul diviziunii celulare cromozomii omologi se încorporează în celulele noi, formându-le în acest fel garnitura complectă de cromozomi de care ele au nevoie. Celulele sexuale mature au o garnitură de cromozomi de două ori mai mică. Garnitura lor devine complectă în celula fecundată - în fiecare pereche de cromozomi omologi, unul dintre care este moștenit pe linie paternă, iar celălalt - pe linie maternă. Anume cromozomii sunt acele structuri, care determină ereditatea. Purtătorii materiali ai eredității unuia sau ai câtorva caractere sunt anumite porțiuni de cromozomi numite gene. Fiecare genă este ”responsabilă” de sinteza moleculelor proteice ale noului organism, urmând un anumit model în conformitate cu codul genetic, adică cu informația genetică din acesta. De exemplu, una din gene controlează o anumită etapă a schimbului de substanțe. Gena propriu-zisă nu participă nemijlocit la crearea proteinelor, în schimb pe ea, ”se tipărește” ca pe hârtie la o mașină tipografică sarcina privind crearea unei anumite molecule de proteină. Garnitura de gene caracteristice pentru o anumită specie de plante sau animale se numește genotip.  De exactitatea transmiterii informației ereditare depinde stabilitatea caracterelor în fiecare generație nouă de descendenți. Pe această cale se asigură stabilitatea caracterelor unei specii. Dar în cadru unei specii pot să apară și indivizi cu caractere ereditare noi. Acest fenomen poartă numele de variabilitate ereditară a organismelor. Ereditatea și variabilitatea constituie obiectul de studiu al geneticii - știință biologică specială. Succesele înregistrate de cercetările genetice dau posibilitatea de a rezolva sarcini importante și practice. De exemplu, selecția genetică a microorganismelor prezintă o mare importanță pentru producerea antibioticelor, vitaminelor, proteinelor și a altor substanțe. Noi perspective de dezvoltare oferă aplicarea în agricultură și medicină a ingineriei genetice care folosește sinteza genelor și introducerea lor în organisme.

 În Republica Moldova se acordă o deosebită atenție geneticii ecologice care se ocupă de dirijarea reacțiilor de adaptare a plantelor și animalelor.

 Un rol important îl joacă în prezent și genetica populațiilor, fondatorul căreia este savantul sovietic S.S. Cetvericov. Această știință studiază acțiunea factorilor de bază ai evoluției (ereditatea, variabilitatea și selecția) în condiții concrete ale mediului ambiant, în populații. Genetica populațiilor cercetează bolile ereditare și răspândirea acestora, contribuind astfel la combaterea lor.