Изменчивость – это свойство живых организмов приобретать изменения, новые признаки, а также утрачивать старые.
Выделяют два основных типа изменчивости:
- фенотипическую (кодификационную), которая не наследуется;
- генотипическую (вид изменчивости, который передается в генотипе).
Фенотипическая изменчивость и ее закономерности
Что касается фенотипической изменчивости, она представляет собой систему изменения внешних признаков организма, которая не затрагивает генотип, но обусловлена им в полной мере. При этом решающее значение в ходе возникновения разнообразия генотипов имеет влияние факторов окружающей среды. Фенотипическая изменчивость имеет обратимый характер.
Например, если картофель размножают вегетативным способом, то потомки будут обладать одинаковым генотипом, но при этом растения одного поля не будут одинаковыми. Все зависит от уровня увлажненности, типа почвы, наличия в ней питательных веществ, а также других факторов.
Модификационные изменения не затрагивают генотип и поэтому они не наследуются, они носят обратимый характер. Но сама способность приобретать изменения является наследственным признаком. Пределы модификационной изменчивости ограничиваются нормой реакции организма.
Норма реакции – это диапазон или предел изменения признаков в рамках одного и того же генотипа.
Норма реакции разных генотипов существенно зависит от условий среды, складывается исторически и является результатом действия естественного отбора. Она имеет достаточно большую степень значимости и способствует сохранению вида в природе, поскольку дает возможность адаптироваться к меняющимся условиям среды в короткие сроки и весьма эффективно.
Модификационная изменчивость формируется не только в результате передачи признака, а ввиду его способности сформировать новый фенотип для конкретных условий обитания. Существует особенная формам изменчивости, которая представлена длительными модификациями, которые сохраняются в ряду поколений.
Примером является формирование на куколках майских жуков окраски взрослой особи под влиянием высоких и низких температур.
Генотипическая изменчивость и ее закономерности
Что касается генотипической изменчивости, она обусловлена изменениями внутри генотипа. В рамках такой изменчивости выделяется два типа:
- комбинативная изменчивость, которая формируется при половом размножении и является результатом процесса кроссинговера или обмена участками между гомологичными хромосомами;
- мутационная изменчивость (или случайные ненаправленные изменения генотипа).
Комбинативная изменчивость формируется также в ходе случайного комбинирования у потомков негомологичных хромосом, которое происходит в анафазе мейоза 1. Также механизмом формирования комбинативной изменчивости называют случайное комбинирование гамет при оплодотворении.
Все три источника действуют независимо друг от друга, но при этом необходимо помнить, что новые комбинации генов не просто часто возникают, но и имеют способность разрушаться. Именно поэтому даже выдающиеся полезные признаки в потомстве могут быть не всегда, то есть дочерние особи существенно уступают по ним собственным родителям.
Мутационная изменчивость определяется как тип изменчивости, которая имеет скачкообразный, ненормированный характер. Она приводит к прерывистым измененяем наследственного материала.
Мутации – это внезапные, случайно возникшие, стойкие изменения генотипа, затрагивающие весь геном, целые хромосомы или их части, отдельные гены.
Система возникновения мутаций в организме была предложена Г. Де Фризом, который говорил о том, что мутации являются качественными изменениями и устойчиво закрепляются в генотипе, а также могут иметь полезный, вредный и нейтральный характер действия.
Также мутации можно классифицировать по изменениям в клетках, внутри которых они действуют. Мутации бывают соматическими и генеративными (действуют в аутосомах и половых клетках соответственно).
По локализации в генотипе мутации могут быть генными, хромосомными и геномными. Генные мутации затрагивают структуру гена и их место положения всегда модно выявить. Генными мутациями можно назвать потерю участка гена, выпадение нуклеотида, замену нуклеотида и другие типы мутационных изменений.
Генные мутации встречаются в природе достаточно часто. Они могут иметь доминантный и рецессивный характер. Генные мутации часто встречаются в природе. Фенотипически генные мутации могут проявляться в наличии генных мутаций, таких как сахарный диабет, атеросклероз и пр.
Что касается хромосомных мутаций, то подобные перестройки обусловлены изменением структуры хромосом. Мутации такого типа могут проявляться в виде инверсий, делеций, транслокаций, дупликаций. Большинство подобных мутаций ведет к снижению жизнеспособности организмов.
Геномные мутации приводят к изменению числа хромосом. Различают два типа геномных мутаций: полиплоидию и гетероплоидию. Полиплоидия является увеличением диплоидного набора хромосом, который кратен гаплоидному.
Полиплоидия возникает при разрушении веретена деления в ходе митоза или мейоза и приводит к образованию триплоидного, тетраплоидного и пр. набора хромосом. Полиплоидия часто встречается среди представителей растительного мира. Многие исследователи придерживаются мнения о том, что культурные растения в большинстве появились путем полиплоидии.
Например, полудикий вид пшеницы однозернянки имеет 14 хромосом (2п), твердая пшеница – 28 хромосом (4п), мягкая пшеница – 42 хромосомы (6п).
Что касается гетероплоидии, то она представляет собой вид геномной мутации, которая обусловлена избытком или недостатком хромосом из любой пары аутосом, а также половых хромосом. Такой вид мутаций происходит в результате нарушения процесса расхождения гомологичных хромосом в профазе мейоза и начинается после их конъюгации, а также в анафазе 1. После оплодотворения клеток формируется зародыш с наличием гетероплоидии.
