Изменчивость – это способность организма приобретать новые признаки в ходе собственного оригинального онтогенеза.
Изменчивость как базовое свойство живых организмов
Изменчивость является базовым свойством живых организмов и у представителей различных царств она может проявляться совершенно по - разному.
Изменчивость бывает:
- наследственной, затрагивающей генетический аппарат организма;
- ненаследственной или модификационной, не затрагивающей наследственный материал организм, но лежащей в пределах нормы реакции.
Норма реакции – это свойство генотипа, которое заключается в обеспечении пределов развития особенностей онтогенеза организма в зависимости от смены условий среды обитания.
Примером может служить отсутствие кочанов у капусты в жарких странах или падение продуктивности животных при отсутствии должного ухода за ними. Норма реакции признака также может варьировать. Некоторые признаки (молочность, вес) обладают весьма широкой нормой реакции, а окраска шерсти – узкой. При этом организм передает не сам признак, а способность генотипа взаимодействовать с условиями среды и давать тот или иной генотип. Иначе говоря, организм наследует ту норму реакции, которая была свойственна предковым формам.
Если несколько организмов одного вида расположить в порядке убывания и возрастания, то можно образовать вариационный ряд изменчивости того или иного признака.
Вариационный ряд изменчивости – это иерархия изменения признака или иллюстрация диапазона изменения признака в пределах вида.
Для того, чтобы сформировать полноценное представление о пределах изменения признака необходимо отмечать его варианты в конкретной последовательности.
Варианта – это единичное изменение признака организма.
Частоту встречаемости отдельных вариант признака изучают с помощью построения вариационной кривой или графического выражения изменчивости признака. Данные кривой позволяют определить среднюю величину выражения данного признака путем сравнения всех полученных вариант.
Формы изменчивости
Модификационная изменчивость позволяет особям приспособиться к меняющимся условиям среды и имеет обратимый характер.
Наследственная изменчивость служит основным материалом для естественного отбора и определения вектора эволюционного процесса. Ч. Дарвин назвал этот тип изменчивости неопределенным.
Наследственная изменчивость также починяется определенной классификации. Так выделяют:
- комбинативную изменчивость или формирующиеся в профазе первого деления мейоза новые комбинации генов в результате конъюгации и кроссинговера. Комбинативная изменчивость является результатом полового размножения и способствует адаптации организма к меняющимся (глобально) условиям окружающей среды;
- мутационную изменчивость или ненаправленные изменения генотипа, возникающие внутри генов случайным образом. Мутации ведут к появлению у живых организмов качественно новых наследственных признаков и свойств, которых ранее в природе не было.
Выделяют несколько типов мутаций:
- геномные мутации (полиплоидия и анеуплоидия) это изменения числа хромосом в геноме. Полиплоидию характеризуют как кратное увеличение числа хромосом. Чаще всего она возникает при нарушении процесса расхождения хромосом к полюсам клетки в мейозе или митозе. Это происходит благодаря действию мутагенных факторов;
- хромосомные мутации являются изменениями структуры хромосом.
Также выделяют такие геномные мутации, как анеуплоидия.
Анеуплоидия – это уменьшение или увеличение числа хромосом по отдельным парам. Такой тип мутаций возникает при не расхождении хромосом в мейозе или митозе, встречается у растений и животных с низкой жизнеспособностью.
Хромосомные мутации определяют как изменение структуры хромосом. Что касается хромосомных мутаций, то можно выделить: дифишенсию, делецию, дупликацию:
- Дифишенсия – это потеря концевых участков хромосом.
- Делеция – это выпадение участка плеча хромосомы.
- Дупликация – это повторение генетического набора в определенном участке хромосомы.
Также к хромосомным мутациям относят инверсию или поворот участка хромосомы на 180 градусов, транслокацию или перенос участка хромосомы к другому концу той же хромосомы или другой негомологичной хромосомы. Инверсии встречаются достаточно часто.
Наконец, существуют генные мутации или изменения нуклеотидной последовательности ДНК. Результатом генных мутаций можно назвать появление новой последовательности аминокислот в полипептидной цепи, а также белка с новыми свойствами. Большая часть генных мутаций не проявляется, так как они рецессивны.
Некоторые исследователи также выделяют цитоплазматические мутации.
Цитоплазматические мутации являются группой мутаций, характерных для цитоплазматических органоидов. Эти мутации передаются по материнской линии. Такой тип наследования можно объяснить тем, что в зиготу при оплодотворении переходит цитоплазма материнской клетки (яйцеклетки).
Пример: пестролистность растений связана с мутациями в хлоропластах. Цитоплазматические мутации также имеют ненаправленный характер.
Таким образом, мутации, которые затрагивают половые клетки называются генеративными, они проявляются уже в следующем поколении. Мутации соматических клеток проявляются в измененных клетках некоторых органов. У животных соматические мутации не передаются по наследству, поскольку из этих клеток не может возникнуть новый организм. Растения обладают таким типом размножения, как вегетативный, поэтому их соматические мутации могут сохраняться в ряду поколений. Любые типы мутаций возникают под действием мутагенов: ультрафиолетового излучения, рентгеновских лучей, токсинов, гормонов и других химических веществ.
Изучением законов наследственности и изменчивости занимается такая наука, как генетика. За последние годы она достигла высокой степени развития и с использование ее данных успешно решаются многие медицинские, а также междисциплинарные научные проблемы.
