Спадкова, або генотипічна, мінливість

Спадкова мінливість обумовлена ​​змінами генів або виникненням їх нових комбінацій. Спадкова мінливість пов’язана зі змінами генотипу організму.

Мутаційна мінливість. За часів Дарвіна причини спадкової мінливості не були відомі. Вивчення генетичних процесів у популяціях сприяло подальшому розвитку еволюційної теорії. Мутації як одна з форм спадкової мінливості розглядаються єдиним джерелом отримання якісно нових ознак. Мутаційна мінливість властива всім організмам. Мутаційні процеси – результат стійких змін, що відбуваються в хромосомах під впливом факторів зовнішнього або внутрішнього середовища.

Основи уявлень про мутаціях були закладені в роботах голландського ботаніка і генетика X. Де Фріза (1848-1935) ще в 1901 – 1903 рр. Він досліджував рослина енотери, або ослинник, і спостерігав появу різких спадкових відхилень від вихідної форми.

Згідно мутаційної теорії, мутації виникають раптово, без всяких переходів; мутації цілком стійкі, мутації – зміни якісні; мутації можуть бути як корисними, так і шкідливими, і т. д. Головною помилкою Де Фріза було твердження, що в результаті мутації, без участі природного відбору, можуть виникати нові види. Насправді, мутаційна мінливість поставляє матеріал для природного відбору, в результаті якого в процесі еволюції формуються нові види.

Мутації можуть бути неглибокими і незначно зачіпати лише окремі особливості (морфологічні, фізіологічні, поведінкові) організму – розміри і конституцію, забарвлення, плодючість, несучість (наприклад, курей) і молочність (наприклад, великої рогатої худоби). У той же час трапляються і більш глибокі мутаційні зміни, використовувані людиною в селекції рослин (махрові сорти квітів, дерева з пірамідальними кронами) і тварин (курдючні, каракулеві та інші породи овець).

Нерідко мутації поділяють відповідно до рівнів носіїв генетичної інформації: генні, геномні і хромосомні. Найбільш різноманітні і численні генні мутації. Природні популяції насичені різноманітними мутаціями. Синтетична теорія еволюції допускає можливість раптового видоутворення, наприклад, шляхом хромосомних мутацій, геномних мутацій (поліплоїдія).

Генні, або точкові, мутації виникають в результаті якісних змін окремих генів. Найкраще генні мутації вивчені на мікроорганізмах. Генні мутації пов’язані зі змінами в послідовності нуклеотидів, що виникають у процесі подвоєння молекул ДНК. Утворюються нові алельних гени. Зазначені зміни призводять до формування нової послідовності амінокислот при синтезі білкової молекули і проявляються у зміні фенотипу організму. Генні мутації відіграють значну роль в еволюційних процесах, поставляючи матеріал для природного відбору. Значне число генних мутацій шкідливо для організму або нейтрально. При певному збігу обставин деякі з них можуть виявитися корисними.

Геномні мутації приводять до зміни числа хромосом. Найбільш поширений варіант геномних мутацій – кратне збільшення числа хромосом, або полиплоидия. Полиплоидия найбільше характерна для рослин і найпростіших. Поліплоїдні рослини володіють великими розмірами і відрізняються швидким зростанням. Такі рослини можуть являти собою певний інтерес для селекційної роботи. У багатоклітинних організмів це явище надзвичайно рідкісне, але зустрічається у дощових черв’яків. Полиплоидия виникає в результаті порушень розбіжності хромосом в мітозі або мейозі. Причинами таких порушень може бути низька або висока температура, іонізуюче випромінювання, а також деякі хімічні реагенти. Полиплоидия виражається у відхиленнях від диплоїдного набору числа хромосом в соматичних клітинах і від гаплоїдного – в статевих клітинах. Виникають клітини з триплоїдному (Зя), Тетраплоїдний (4л), пентаплоідним (5 “), гексаплоїдному (бп) і т. д. наборами хромосом. Зустрічаються 10- 12-кратні набори хромосом.

Хромосомні мутації – це перебудови хромосом, або хромосомні аберації. У результаті хромосомних аберацій структура хромосом змінюється. При цьому якусь ділянку хромосоми може випасти, подвоїтися або переміститися на інше місце. Можливі й міжхромосомні перебудови, “злиття” хромосом. Хромосомні мутації виникають спонтанно, але найчастіше під впливом мутагенів. Хромосомні мутації ведуть до змін у функціонуванні генів. Наприклад, у дрозофіли хромосомніаберації можуть викликати морфологічні зміни, такі, як зменшення числа фасеток очі, вирізки на крилах і ін. Гомозиготи по хромосомним перебудовам, як правило, нежиттєздатні.

Вітчизняний генетик-еволюціоніст С. С. Четвериков (1880- 1959), роботи якого дали початок сучасному синтезу генетики і класичного дарвінізму, прийшов до висновку, що природні популяції насичені рецесивними мутаціями, залишаючись при цьому фенотипно однорідними, тобто в поєднанні з аллель-ним домінантним геном вони не виявляються. Але іноді зустрічаються домінантні мутації, які не тільки знижують життєздатність організму, але й можуть приводити його до загибелі.

У природі мутації досить рідкісні: одна нова мутація на 104- 10 “генів, в середньому в одній з 100 000 гамет. Але оскільки, наприклад, кожна особина ссавця несе в собі до 100 000 генів, то кожна з них несе в собі і знову виниклу мутацію. У підсумку складається свого роду прихований резерв спадкової мінливості, резерв (передумова) для подальших еволюційних перетворень. Результати спадкової мінливості проявляються в мінливості форми рогів оленів, антилоп, баранів і козлів, малюнка крил деяких видів метеликів, малюнка шкур жирафів і т. п. Завдяки властивості накопичення мутацій в генотипах особин їх число значно.

Комбинативная мінливість. Комбинативная мінливість обумовлена ​​новими поєднаннями окремих генів і хромосом, тобто виникненням їх нових комбінацій. У результаті панмиксии (вільного схрещування) виникають зовсім нові комбінації алелей, які складаються за рахунок певної поведінки хромосом в мейозі і при заплідненні або в результаті рекомбінації. Внаслідок комбіна-тивной мінливості виникає нескінченно велике генотипи-чеський і фенотипічнірізноманітність. Формується постійне джерело для різноманітності видів і накопичується великий матеріал для природного відбору. Нові комбінації не тільки легко виникають, але і швидко руйнуються.

Видатний російський біолог-генетик Н. И. Вавилов (1887 – 1943), автор вчення про центри походження культурних рослин, багато років вивчав спадкову мінливість родини злакових, досліджуючи як культурні рослини, так і їх диких предків, створив вчення про центри походження культурних рослин. Н. И. Вавилов встановив (1920) таку закономірність, відому як закон гомологічних рядів: “Види і пологи, генетично близькі між собою, характеризуються подібними рядами спадкової мінливості з такою правильністю, що, знаючи ряд форм для одного виду, можна передбачати знаходження тотожних форм у інших видів і родів “(М. І. Вавілов. Закон гомологічних рядів в спадкової мінливості. – М.: Наука, 1987). Причому чим ближче генетично форми, тим повніше тотожність в рядах їх мінливості (рис. 2.10).

Закон гомологічних рядів не є приватним законом, незважаючи на те що він відкритий на прикладі рослин, а відображає общебиологическое явище. Теоретичною основою гомології рядів фенотипической мінливості у близькоспоріднених груп є уявлення про єдність їх походження шляхом дивергенції під дією природного відбору. В основі закону лежить явище паралелізму генотипической мінливості у особин з подібним набором генів. Закон гомологічних рядів вказує селекціонерам напрямки штучного відбору.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 5.00 out of 5)

Спадкова, або генотипічна, мінливість