Способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства называют изменчивостью. Она служит улучшению приспособляемости организмов к изменившимся факторам окружающей среды.
Изменчивость бывает модификационная и наследственная, а наследственную изменчивость подразделяют на комбинативную и мутационную. Поговорим о каждом из видов.
Изменчивость — важный процесс, который включает в себя генотипическую и фенотипическую составляющую, причём последняя может значительно зависеть от экологических факторов. Эти факторы окружающей среды оказывают мощное влияние на живые организмы, формируя адаптационные механизмы.
Модификационная изменчивость
Модификации — это изменения признаков организма, которые не затрагивают его генов и не передаются по наследству. Таким изменениям подвергаются вес, рост, плодовитость.
Совокупность внешних признаков организма называется фенотипом.
Модификационная изменчивость — такой вид ненаследственной изменчивости, который связан с появлением модификаций.
Эта изменчивость не закрепляется в потомстве и представляет собой колебания значения признака в определённых пределах — норме реакции. При этом наследуется способность проявлять этот признак в определённых условиях, а не сам признак.
Примеры модификационной изменчивости:
-
В зависимости от условий среды пластины листьев могут достигать разных размеров.
-
В тёплое время года шерсть зайца серая, а зимой она становится белой, хотя это один и тот же организм.
-
В зависимости от загара цвет кожи европейца может изменяться от белого до смуглого.
Изменения модификаций не передаются от родителей к детям. Они проявляются у многих особей вида, зависят от воздействия окружающей среды и возможны только в пределах нормы реакции. Величина модификационной изменчивости важна для удобства конкретной особи. При этом роль модификационной изменчивости в эволюционном процессе невелика.
Комбинативная изменчивость
Комбинативная изменчивость — это наследственная изменчивость, обусловленная половым процессом, в результате которого образуется множество разнообразных генотипов. Структура самих генов и хромосом остаётся такой же, как у родителей, но меняются сочетания наследственных задатков и характер их взаимодействия в генотипе.
Генотип — сочетание генов обоих родителей. Число генов огромно. Комбинации генов при половом размножении приводят к формированию нового уникального генотипа и фенотипа. У каждого ребёнка есть признаки, типичные для его отца и матери.
Процессы, лежащие в основе комбинативной изменчивости:
-
Кроссинговер — обмен участками гомологичных хромосом, обеспечивающий разнообразие гамет.
-
Независимое расхождение гомологичных хромосом при образовании половых клеток.
-
Случайное сочетание гамет при оплодотворении.
Пример комбинативной изменчивости — появление мухи дрозофилы с тёмным телом и длинными крыльями при скрещивании серых дрозофил с длинными крыльями с тёмными дрозофилами с короткими крыльями.
Также эта изменчивость наблюдается у вирусов, бактерий, растительных и животных организмов.
Получи больше пользы от Skysmart:
-
Подготовься к ОГЭ на пятёрку.
-
Подготовься к ЕГЭ на высокие баллы.
Записывайся на бесплатные курсы для детей.
Решай задания в бесплатном тренажёре ЕГЭ.
Мутационная изменчивость
Мутационная изменчивость является результатом мутаций. Мутации — это изменения генетического материала, передаваемые по наследству. Они возникают случайно, ненаправленно и относительно редко вследствие изменения структуры гена или хромосом и служат источником генетического разнообразия внутри вида. Чаще они не приносят пользы организму и оказывают губительное действие. Но порой они приводят к нужным изменениям. Мутировавшие особи получают конкурентное преимущество, и изменившийся признак закрепляется в потомстве.
Мутации делят на генные, хромосомные и геномные.
Генные (точечные) мутации — замена одного или нескольких нуклеотидов в пределах одного гена, вызывающая в цепочке ДНК изменение гена, который будет способствовать синтезу изменённого белка. Это, в свою очередь, приведёт к изменению или утрате определённого признака.
Хромосомные мутации — изменения структуры хромосом, которые затрагивают несколько генов.
Виды хромосомных мутаций:
-
Утрата: отваливается участок концевой хромосомы.
-
Делеция: выпадает средний фрагмент хромосомы.
-
Дубликация: ген внутри хромосомы удваивается.
-
Инверсия: последовательность какого-то гена зеркально переворачивается. Это неблагоприятный вид мутаций.
-
Транслокация: кусок одной хромосомы переносится на другую, негомологичную ей хромосому. Довольно непредсказуемый вид мутаций.
Геномные мутации — это кратные (полиплоидия) или некратные (анеуплоидия) увеличения количества хромосом в кариотипе. Такие мутации — самые крупные, а происходят они из-за нерасхождения гомологичных хромосом при мейозе во время формирования гамет.
Пример некратного увеличения количества хромосом — увеличение на одну хромосому в 21-й паре у человека (трисомия), которое называют синдромом Дауна. Дети с этим синдромом имеют типичную внешность, у них много внутренних патологий: плохо развита сердечно-сосудистая система, недостаточное умственное развитие, снижена жизнеспособность.
При полиплоидии хромосомы в клетках увеличиваются кратно, то есть в 2, 4, 6 и т. п. раз. Чаще это наблюдается у простейших и растений, а у высших животных встречается редко, но есть и такие примеры (скажем, полиплоидия в клетках печени). Благодаря этой мутации человек вывел многие культурные растения, которые отличаются высокой продуктивностью, примеры — пшеница, гречиха, свёкла.
Появление мутаций — случайный, непредсказуемый процесс. Существуют факторы, увеличивающие риск мутаций, которые называются мутагенными. К ним относятся:
-
ионизирующее излучение;
-
вещества, которые воздействуют на ДНК, например, колхицин, а также токсические и наркотические;
-
физические воздействия окружающей среды, например, температура.
Мутации возникают внезапно и вызывают появление новых свойств организма, они наследуются и передаются из поколения в поколение, возникают случайно и непредсказуемо. Мутации могут быть:
-
полезными или вредными;
-
доминантными или рецессивными — в зависимости от того, какую аллель генов они затрагивают;
-
соматическими или генеративными — в зависимости от того, где возникают. Соматические возникают в клетках тела, генеративные — в половых.
