И

Изменчивость биологическая

Изменчивость — способность живых организмов приобретать новые признаки, отличных от предков и их состояний в процессе индивидуального развития, разнообразие признаков среди представителей данного вида. Различают несколько типов изменчивости:

  • Наследственную и ненаследственную (генетическую или модификационную).
  • Индивидуальную (разница между отдельными особями) и групповую (между группами особей, например, различными популяциями данного вида). Групповая изменчивость является производной от индивидуальной.
  • Качественную и количественную
  • Направленную и направленная.

Изменчивость обеспечивает появление новых признаков и их состояний, благодаря чему образуются новые виды и происходит историческое развитие биосферы в целом.

Наследственная изменчивость

Наследственная изменчивость — изменчивость, которая характеризуется изменением генотипа в результате мутаций или перекомбинации генов при слиянии гамет, при оплодотворении и тому подобное. Изменения, вызванные наследственной изменчивостью, наследуются. Наследственная изменчивость принимается синтетической теорией эволюции как основа естественного отбора. Наследственная изменчивость бывает Комбинативная и мутационной.

Комбинативная изменчивость

Комбинативная изменчивость — появление новых сочетаний признаков вследствие рекомбинации генов. Причины комбинативной изменчивости:

  • Независимое расхождения хромосом во время мейоза;

  • Случайное сочетание хромосом во время оплодотворения;

  • Кроссинговер.

Мутации

Мутации обусловливает изменение структуры наследственных единиц (генов, хромосом) и наследования этих изменений.

  • Геномные (изменение числа хромосом)
    • Полиплоидия (3n, 4n и т.д.)
    • Гетероплоидия (n + 1, 2n + 2 и т.д.)
  • Хромосомные
    • делеция — выпадение участка хромосомы (ущерба для определенных наследственных свойств)
    • дупликация — удвоение участка хромосомы;
    • инверсия — поворот участка хромосомы на 180 °;
    • транслокация — перенос участка хромосомы на другую хромосому;
  • Генные (затрагивания структуры гена — мутона — участка, состоящего из двух нуклеотидов).

Примером мутации деаминирование цитозина в молекулах ДНК и сопряжения В-Г вместо канонической пары Ц-Г. Это обусловлено деаминирование цитозина в результате спонтанных химических реакций. В общем, мутации проявляются в фенотипе, только если они являются доминантными. Доминантные мутации подавляют рецессивные мутации того же рода. Однако, при факторах окружающей среды, которые не соответствуют доминантным мутациям, происходит высвобождение рецессивных мутаций и наследования этих изменений — таков общий механизм стабилизирующую естественного отбора.

Мутации принимается синтетической теорией эволюции как субстрат естественного отбора. Согласно этой теории, этапы естественного отбора делятся на следующие стадии:

1) Сначала появляется особь с новыми свойствами (мутациями)

2) Затем она оказывается способной или неспособной оставить потомков;

3) Если особь оставляет потомков, то изменения в ее генотипе закрепляются.

Ненаследственная (модификационная) изменчивость

Модификационная изменчивость — изменчивость, характеризуется изменением фенотипа под воздействием условий окружающей среды. Изменения в большинстве случаев носят адаптивный характер. Модификационная изменчивость обусловлена ​​реакцией генотипа на окружающую среду — нормой реакции. В результате происходит изменение интенсивности ферментативных реакций (усиливается биосинтез определенных белков), что обусловливает формирование определенных адаптаций к окружающей среде (пример: загар). Норма реакции генетически детерминирована, а следовательно, если под действием окружающей среды она расширяется, изменения в пределах нормы реакции наследуются. Сами изменения в фенотипе НЕ наследуются. Норма реакции определяется неполным доминированием аллелей в онтогенезе и возможным спектром экспрессии этих аллелей в зависимости от условий окружающей среды. Каждый вид имеет пределы нормы реакции — например, особь определенного вида нельзя выкормить к массе, во много раз превосходящую среднестатистического массу для данного вида.

Модификационная изменчивость принимается эпигенетической теории эволюции как основа естественного отбора.

Существует Эпигенетическая теория эволюции, согласно которой естественный отбор является следствием морфозы, то есть, модификационная изменчивость — субстрат к естественному отбору. При этом, при нарушении целостности онтогенеза вследствие морфозы возникает его дестабилизация. Это обусловливает определенную поведенческую или морфологической адаптации к морфозы. Формируется креод (Эпигенетическая система), приспособленный к морфозы. Возникает целесообразный фенотип. Иногда в результате этого происходит генокопиювання модификаций — Эпигенетическое ремоделирования участков хроматина, приводит к наследования изменений в фенотипе. Если образована мутация целесообразна относительно условий окружающей среды, то особь оставляет потомство, и таким образом всереднини образуются группировки с певниы адаптациями.

Закономерности ненаследственной изменчивости

Модификационной изменчивостью обусловленные индивидуальные особенности особей вида, возникающих в процессе их постэмбрионального развития. Особенностью модификационной изменчивости является статистическая закономерность вариационных рядов — ранжированного отображения проявления ненаследственной изменчивости, которое состоит из отдельных значений видоизменений, расположенных в порядке увеличения или уменьшения количественного выражения признака. Графическое отражение проявления модификационной изменчивости, вариационная кривая отражает и количественный показатель, и частоту случаев с количественным показателем. Всего с вариационной кривой видно, что чаще всего встречаются особи со средней нормой реакции.

Классификация модификационной изменчивости

  • по влиянию на организм
    • морфологические изменения;
    • вызванные похожими на мутации явлениями)
    • морфозы (морфологические изменения, обусловленные действием экстремальных условий окружающей среды)
  • по времени
    • сохраняются только в особи, которая изменилась в результате воздействия окружающей среды;
    • сохраняются в течение двух-трех поколений (лактазной оперон кишечной палочки, регуляция активности бактериофагов).
  • По значению
    • Морфозы
    • Адаптационные модификации
    • Фенокопии
  • По характеру
    • Морфологические изменения
    • Изменения окраски
    • Гомеостаз

Сравнительная характеристика наследственной и ненаследственной изменчивости

Сравнительная характеристика форм изменчивости
Свойство Ненаследственная (модификационная) Наследственная
Объект изменений Фенотип в пределах нормы реакции

Генотип

Фактор возникновения Изменения условий окружающей среды Рекомбинация генов в результате слияния гамет, кроссинговера и мутаций
Наследование признаков НЕ наследуется (только норма реакции) Наследуется только в половых клетках (гаметах)
Значение для особи Адаптация к условиям окружающей среды, повышение жизнеспособности Полезные изменения приводят к выживанию, вредные — к гибели
Значение для вида Способствует выживанию Приводит к появлению новых популяций, видов в результате дивергенции
Роль в эволюции Адаптация организмов Материал к естественному отбору
Форма изменчивости Групповая Индивидуальная, комбинированная
Закономерность Статистическая (вариационный ряд) Закон гомологических рядов наследственной изменчивости

Роль изменчивости в эволюции

Фенотип конкретного организма является результатом взаимодействия его генотипа с условиями внешней среды. Значительная часть вариации в фенотипах популяции вызванная различием между генотипами ее особей. Синтетическая теория эволюции определяет эволюцию как изменение этой генетической вариации. Частота аллеля в генофонде флуктуюе, в результате чего этот аллель становится более или менее распространенным по сравнению с другими формами этого гена. Эволюционные силы действуют таким образом, что изменяют частоту аллелей. Вариация исчезает тогда, когда частота аллеля достигает стационарного состояния — аллель или совсем исчезает из генофонда, или полностью заменяет другие аллели этого гена.

Вариация возникает за счет мутаций генетического материала, миграций между популяциями (поток генов) и перетасовки генов, в результате полового размножения. Вариация может возникать вследствие обмена генами между представителями разных видов, например через (горизонтальное перенос генов) у бактерий и гибридизации в рослин.Не учитывая постоянное изменение частот аллелей за счет этих процессов, большинство геномов почти идентичными у всех особей одного виду.Однак , даже сравнительно малые изменения в генотипе могут призветы к драматическим изменениям в фенотипе. Например, геномы шимпанзе и человека отличаются лишь на 5%.

Изображения по теме

  • Изменчивость биологическая
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Проверьте также
Закрыть
Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть