Изменчивость – это универсальное свойство живых организмов приобретать новые признаки под действием среды (как внешней, так и внутренней).
Ненаследственная (фенотипическая, модификационная, определенная) Наследственная (генотипическая, неопределенная) фенотип изменяется под действием факторов окружающей среды, генотип не изменяется; по наследству не передается; носит приспособительный (адаптивный ) и массовый характер; предсказуема и обратима пределы определяются нормой реакции; наследуется не сам признак, а способность проявлять этот признак в определенных условиях, то есть наследуется норма реакции. изменяется фенотип вследствие изменения генотипа; передается по наследству; носит случайный характер; непредсказуема, необратима является основой разнообразия живых организмов и главной причиной эволюционного процесса (источник материала естественного отбора).
1) ненаследуемость 2) групповой характер изменений (особи одного вида, помещенные в одинаковые условия, приобретают сходные признаки) 3) соответствие изменений действию фактора среды 4) зависимость пределов изменчивости от генотипа.
Знание закономерностей модификационной изменчивости имеет большое практическое значение, поскольку позволяет предвидеть и заранее планировать степень выраженности многих признаков организмов в зависимости от условий внешней среды.
У одних признаков норма реакции очень широкая (например, настриг шерсти с овец, молочность коров), а другие признаки характеризуются узкой нормой реакции (окрас шерсти у кроликов). Широкая норма реакции приводит к повышению выживаемости. Интенсивность модификационной изменчивости можно регулировать. Модификационная изменчивость направлена.
Пределы модификационной изменчивости какого-либо признака называют нормой реакции Листья клена имеют разные размеры, так как тепло и свет распределяются неравномерно Наследуется не сам признак, а способность проявлять этот признак в определенных условиях, или можно сказать, что наследуется норма реакции организма на внешние условия.
Крупнейшим обобщением работ по изучению изменчивости в начале XX в. стал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Он был сформулирован выдающимся русским ученым Н. И. Вавиловым в 1920 г. Сущность закона заключается в следующем: виды и роды, генетически близкие, связанные друг с другом единством происхождения, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. Зная, какие формы изменчивости встречаются у одного вида, можно предвидеть нахождение аналогичных форм у родственного ему вида.
Так, у разных классов позвоночных встречаются сходные мутации : альбинизм и отсутствие перьев у птиц, альбинизм и бесшерстность у млекопитающих, гемофилия у многих млекопитающих и человека. У растений наследственная изменчивость отмечена по таким признакам, как пленчатое или голое зерно, остистый или безостый колос и др. Медицинская наука в качестве моделей для изучения болезней человека получила возможность использовать животных с гомологическими заболеваниями: это сахарный диабет крыс; врожденная глухота мышей, собак, морских свинок; катаракта глаз мышей, крыс, собак и др.
Наследственные изменения обусловлены изменениями генов и хромосом, передаются по наследству, различаются у особей в пределах одного вида, сохраняются в течение всей жизни особи.
Это стойкие внезапно возникшие изменения структуры наследственного материала на различных уровнях его организации, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.
Процесс возникновения мутаций называют мутагенезом, а факторы среды, вызывающие появление мутаций, — мутагенами.
Механизм мутаций Геномные приводят к изменению числа хромосом Генные Связаны с изменением последовательности нуклеотидов молекулы ДНК Хромосомные связаны с изменением структуры хромосом Цитоплазматические результат изменения ДНК клеточных органоидов – пластид, митохондрий
Виды мутаций по изменению генотипа Генные ( точковые ) Хромосомные Геномные Изменение одного гена Изменение структуры хромосом Изменение числа хромосом Утрата части хромосомы, поворот или удвоение участка хромосомы Замена, утрата или удвоение нуклеотидов Кратное увеличение числа хромосом; уменьшение или увеличение числа хромосом
Генные, или точковые, мутации – это изменение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Генные мутации следует рассматривать как результат «ошибок», возникающих в процессе удвоения молекул ДНК. Мутация гена возникает в среднем в одной из 100 000 гамет. Но так как количество генов в организме человека велико, то практически каждая особь несет вновь возникшую мутацию.
Вместе с тем известен ряд случаев, когда изменение лишь одного основания в определенном гене оказывает заметное влияние на фенотип. Одним из примеров служит такая генетическая аномалия, как серповидноклеточная анемия. Рецессивный аллель, вызывающий в гомозиготном состоянии это наследственное заболевание, выражается в замене всего одного аминокислотного остатка в ( B -цепи молекулы гемоглобина ( глутаминовая кислота —» —> валин ). Это приводит к тому, что в крови эритроциты с таким гемоглобином деформируются (из округлых становятся серповидными) и быстро разрушаются. При этом развивается острая анемия и наблюдается снижение количества кислорода, переносимого кровью. Анемия вызывает физическую слабость, нарушения деятельности сердца и почек и может привести к ранней смерти людей, гомозиготных по мутантному аллелю.
Участок хромосомы может изменить свое положение оставаясь в той же хромосоме или включаясь в какую-то другую.
Полиплоидия
Это изменение числа хромосом в геноме клеток организма. Это явление происходит в двух направлениях: в сторону увеличения числа целых гаплоидных наборов (полиплоидия) и в сторону потери или включения отдельных хромосом (анеуплоидия).
Цитоплазматическая мутация
Мутации возникают внезапно В отличие от ненаследственных изменений мутации представляют собой качественные изменения, которые передаются из поколения в поколение. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными, как доминантными, так и рецессивными. Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей. Сходные мутации могут возникать повторно. Мутации ненаправленны (спонтанны), т. е. мутировать может любой участок хромосомы, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков.
Факторы, вызывающие мутации - мутагены Излучение Яды Температура Газы Радиоактивное излучение Никотин Колхицин Холодовой шок Высокие температуры Выбросы промышленных предприятий
Ненаследственная Наследственная Значение для особи Повышает или понижает жизнеспособность, продуктивность, адаптацию. Полезные изменения приводят к победе в борьбе за существование, вредные к гибели Значение для вида Способствует выживанию Образуются новые популяции, виды в результате процесса дивергенции Роль в эволюции Формируются адаптации (приспособления) организмов к условиям окружающей среды Поставляет материал для естественного отбора
