Изменчивость.

Изменчивость – способность дочерних организмов отличаться от родительских форм.

Изменчивость

Ненаследственная Наследственная

(фенотипическая, (генотипическая,

модификационная, индивидуальная,

направленная) случайная)

Комбинативная Мутационная

Модификационная изменчивость (ненаследственная) – представляет собой эволюционно закреплённые приспособленческие реакции организма на изменения условий внешней среды без изменения генотипа.

Характеристика – затрагивает только фенотип; не передается по наследству; определяется условиями существования; носит приспособительный характер к условиям среды.

Модификация (от лат. «modificatio» - «видоизменение») – ненаследственное изменение фенотипа, возникающее под влиянием факторов внешней среды в пределах нормы реакции генотипа.

Пределы, в которых возможно изменение признаков у данного генотипа, называется нормой реакции. По степени варьирования нормы реакции признаки бывают пластичные и непластичные. Пластичные (широкая норма реакции), примеры: жирность молока у коров, масса тела человека, и т. д. Непластичные (узкая норма реакции), примеры – окраска радужки глаз, группа крови у человека, и т.п.

Примеры модификационной изменчивости:

- количество эритроцитов в 1 мл³ крови увеличивается почти вдвое у альпинистов, поднимающихся на высоту 4000 м.

- сосна, выросшая на горном склоне, будет сильно внешне отличаться по росту и форме ствола от такой же сосны, растущей на равнине.

- у людей индивидуальность и талант проявляются в результате воздействия генетических задатков и внешней среды, причём решающая роль в этом принадлежит воспитанию и общественным отношениям.

Модификационная изменчивость характеризуется следующими особенностями:

ü групповой характер изменений: например, находясь под воздействием УФ-лучей, все отдыхающие на пляже загорают, но интенсивность загара отличается.

ü адекватность изменений: чем больше люди находились под воздействием лучей солнца, тем больше загорали.

ü кратковременность большинства модификаций: люди приезжают с юга, и через несколько недель загар сходит.

ü адаптивность изменений: загар – защита организма от действия УФ-лучей.

ü ограниченность: - норма реакции.

Признаки организма могут быть:

- качественными (цвет глаз и волос у человека);

- количественными (рост и масса тела у человека).

Для характеристики степени изменчивости количественных признаков применяется один из методов статистики – построение вариационной кривой.

Дарвин называл модификацию изменений определённой, т.к. все особи одного вида, попав в сходные условия, изменяются одинаково, т.е., такая изменчивость предсказуема, например: все овцы при выращивании в более холодных условиях стали иметь более густую шерсть.

Генотипической называется изменчивость самого генотипа организма.

Характеристика: передаётся по наследству; затрагивает генотип; носит случайный характер.Подразделяется на комбинативную и мутационную.

Комбинативная изменчивость связана с получением новых комбинаций имеющихся в генотипе генов. Обусловлена: независимым расхождением хромосом в мейозе; случайным сочетанием хромосом при оплодотворении; перекомбинацией генов при кроссинговере.

Пример: появление зелёной окраски семян гороха при скрещивании гетерозиготных растений с растениями с жёлтыми семенами.

Мутационная изменчивость – изменение самого генотипа, в результате мутаций.

Мутации – внезапные скачкообразные и ненаправленные изменения ДНК, с появлением у живых организмов качественно новых признаков и свойств, которых ранее в природе не существовало.

Основные положения мутационной теории разработаны Г. Де Фризоне.

- Мутации возникают внезапно, как дискретные изменения признаков;

- Новые фенотипы устойчивы;

- В отличие от ненаследственных изменений, мутации не образуют непрерывных рядов, представляющих собой качественные изменения;

- Мутации могут быть вредными, нейтральными и полезными для организма;

- Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследуемых особей;

- Сходные мутации могут возникать повторно.

Причины мутаций – воздействие мутационных факторов различного происхождения. Их подразделяют на:

ü Физические (ионизирующая радиация: альфа-, бета-, гамма-излучения, УФ-лучи, высокая температура);

ü Химические (формалин, иприт, лекарства, пищевые консерванты, пестициды и др.);

ü Биологические (вирусы, бактерии).

Генные мутации связаны с изменением нуклеотидной последовательности ДНК одного гена. Типы генных мутаций проявляются в формах: дупликаций (повторение набора генов, локализованных в этом участке), вставок, делеций (выпадение участков хромосом в средней части), инверсий (поворот участка на 180^о), дефименси (потеря концевых участков хромосом), транслокации (перенос участка к другому концу той же хромосомы либо к другой негомологичной хромосоме).

Пример: дефименси – синдром «кошачьего крика» - гетерозиготность по дефименси в пятой хромосоме.

Хромосомные мутации связаны с перемещеним участков хромосом.

Геномны е мутации – изменение числа хромосом в геноме клетки (в кариотипе особи).

Геном – содержание наследственного материала в гаплоидном наборе хромосом.

К геномным мутациям относятся:

Полиплоидия (эуплоидия) – кратное увеличение гаплоидного набора хромосом.

Клетки с различным числом гаплоидных наборов называются триплоидными (3), тетраплоидными (4), гексаплоидными (6), и т.п.

Полиплоиды образуются при нарушении расхождения хромосом к полюсам клетки в митозе. Полиплоидия распространена главным образом у растений. Полиплоидные формы имеют более крупные листья, цветы, плоды и семена. Многие культурные растения являются полиплоидами. Существует 2 типа полиплоидии: аутополиплоидия и аллополиплоидия.

Гетероплоидия (анэуплоидия) – вид геномной мутации, при которой происходит некратное гаплоидному увеличение или изменение количества хромосом. (2n-1 – моносомия, 2n+1 – трисомия; полисомия и др.).

У человека анэуплодия приводит к бесплодию и часто к хромосомным болезням (синдром Дауна 2n = 47; синдром Шериневского-Тернера, синдром Клайнфельтера и др.).

Мутации классифицируются:

1) по причинам, вызвавшим мутацию: спонтанные (в естественных условиях) и индуцированные (под направленным воздействием на органы мутационных факторов). Впервые данные мутации были получены Г. А. Надсоном и Л. С. Филипповым (1925г.) при облучении грибов радием, и Г. Меллером (1927г.) при облучении мух-дрозофил рентгеновскими лучами.

2) по характеру мутировавших клеток: соматические – проявляются у самой особи, не наследуются при половом размножении, наследуются при вегетативном. Пример: разный цвет радужки глаз у человека) и генеративные – происходят в половых клетках, наследуются, выявляются фенотипически у потомков, являющихся материалом для естественного отбора.

3) по исходу для организма: отрицательные – летальные/полулетальные (снижение жизнеспособности); нейтральные; положительные (встречаются редко).