Сохранение жизни на земле обеспечивает наследственная изменчивость. Наследственность отвечает за передачу признаков из поколения в поколение, изменчивость за появление новых признаков у вида.
Симбиоз двух этих свойств очень успешен и дает возможность новому развитию организмов, расширению возможностей и сферы обитания.
Наследственная или генотипическая изменчивость определяется генетическими различиями между особями или группами особей. Генотипическая изменчивость может быть комбинативной и мутационной.
Мутационная изменчивость
Форма генотипической изменчивости. Так называют изменение генотипа, способствующее появлению новых признаков у наследственного материала.
Виды мутаций и их характеристика
Мутации бывают доминантные, проявляющиеся в первом поколении и рецессивные, полезные и вредные.
Типы мутаций различают по способу возникновения:
- спонтанные или случайные, возникающие при нормальных условиях жизни и зависящие от внешних и внутренних факторов,
- индуцированные, полученные с помощью мутагенов различной природы.
По характеру проявления:
- доминантные, проявляющиеся в первом поколении,
- рецессивные, часто понижающие жизнеспособность.
По месту возникновения:
- генеративные — представляют собой мутации, возникающие в половых клетках или спорах и проявляющиеся через поколение,
- соматические, наследуемые при вегетативном размножении.
По уровню возникновения:
- генные. Их причины появления изменение геномной последовательности нуклеотидов в ДНК,
- хромосомные перестройки – изменения структуры хромосом в результате разрыва хромосомы,
- геномные – изменение числа хромосом. Геном это комплекс генов организма определенного вида.
Какую роль играют мутации в процессе эволюции
Три кита, на которых стоит эволюционный процесс – наследственность, изменчивость, отбор. Мутации служат топливом для длительной биологической эволюции живой материи и естественного отбора.
Первым звеном эволюционного процесса является микроэволюция, которая протекает внутри популяций, при скрещивании особей с различными генотипами.
Генный состав популяции меняется при естественном отборе и способствует появлению нового подвида.
Комбинативная изменчивость
Вторая форма генотипической изменчивости. Вызывается расщеплением и перекомбинацией мутаций и связана с получением новых сочетаний генов в генотипе, что приводит к появлению организмов с новыми фенотипом и различиями.
Механизмы комбинативной изменчивости:
- взаимный обмен участками парных хромосом, приводящий к перераспределению локализованных в них генов в процессе деления клеток,
- независимое расхождение хромосом,
- случайное сочетание гамет при оплодотворении,
- взаимодействие генов.
Примеры комбинативной изменчивости
Рекомбинация генов может привести к объединению признаков разных пород и сортов. Примеры:
- появление розовых цветков бывает при скрещивании белых и красных цветков,
- при спаривании белых и серых хомяков может появиться черное потомство,
- группы крови также регулируются комбинативной изменчивостью.
Какие структуры клетки определяют наследственность и изменчивость
В наследственности ведущую роль из всех органоидов клетки играют хромосомы, способные к самоудвоению и формированию с помощью генов всего комплекса характерных для вида признаков.
Ядро клетки носитель наследственной информации в молекулах ДНК. Опираясь на ядерную наследственность, которая определяет наследование почти всех компонентов, дают характеристику наследственным признакам.
Виды мутаций у человека
Человеку присущи следующие виды:
- хромосомные, возникшие в процессе клеточного деления и изменения структуры хромосом,
- геномные, зависящие от добавления или утраты набора хромосом,
- случайные, появившиеся при действии неизвестного мутагена,
- генные это самые распространенные мутации, возникшие при выпадении нуклеотида или возникновении лишнего.
Какие мутации передаются по наследству
Наследственные мутации происходят при серьезных изменениях ДНК. Изменения и повреждения появляются на начальных этапах разделения яйцеклетки, абсолютно здоровые родительские клетки не являются гарантом отсутствия сбоя.
Хромосомные болезни делятся на два варианта:
- В первом варианте болезнь обусловлена количеством хромосом. Чаще всего выявляется синдром Дауна. На сегодня этот синдром считается самым изученным и проработанным из всех хромосомных аномалий.
- Второй вариант включает в себя заболевания, возникшие при структурных изменениях в хромосомах. К признакам данных патологий относят: задержку роста, низкий лоб, умственную отсталость, округлость кончика носа, глубокую посадку глаз, врожденные пороки сердца, раздвоенные почки и прочие.
Примеры наследственных заболеваний
Следующие заболевания передаются по наследству:
- гемофилия,
- альбинизм,
- серповидно-клеточная анемия,
- шизофрения,
- косолапость.
Заключение
Полезность, вредность или нейтральность мутации зависит от условий, в которых живет организм. Мутация нейтральная или даже вредная для одного организма, может оказаться полезной формой существования для другого организма.
Вредность мутации, как правило, обнаруживается немедленно, а ее полезность часто определяется задним числом. Полезными считаются те мутации, которые служат популяциям источниками адаптации к изменяющимся условиям среды обитания.