Еволюційна роль мутацій

Спадкова мінливість

Однією з головних рушійних сил еволюцій за Ч. Дарвіном є спадкова мінливість. Більш-менш очевидно, що Ч. Дарвін вивчав спадкову мінливість, не володіючи сучасними генетичними уявленнями. Сьогодні відомо, що спадкова мінливість – це результат статевого процесу і мутаційного процесу.

Мутаційний процес

Мутаційний процес – це один з головних джерел спадкової мінливості.

Гени мутують з певною частотою.

За сучасними уявленнями, ймовірність виникнення мутації в конкретній парі нуклеотидів становить близько 10-8. Тому, якщо людський геном складається з близько 3 мільярдів нуклеотидів, то кожен людський нащадок несе близько 30 мутацій, яких не було у його батьків.

Мутації широко поширені в популяціях. Не всі мутації зачіпають гени – велика частина мутацій накопичується в некодуючих послідовності.

За своїми наслідками для організму, мутації можна умовно розділити на шкідливі, корисні і нейтральні.

 

Корисні мутації надзвичайно рідкісні. Можна припустити, що організми, гомозиготні по шкідливим мутаціям, будуть постійно виключатися з популяції. Частота мутантної алелі буде падати, відповідно, буде падати і частка гетерозигот. Але, насправді, в популяціях цього не відбувається, тому що гетерозиготні організми, як правило, виявляються більш пристосованими до умов зовнішнього середовища.

Розглянемо це явище на прикладі популяцій метелики Березовій п’ядака. Здається, що светлоокрашенних метеликів, гомозиготних по рецессивной аллели, що мешкають в лісі з темними стовбурами, повинні повністю знищити вороги. Єдиною формою в даних умовах повинні стати темнофарбовані метелики, гомозиготні по домінантною аллели. Але насправді в закопчених лісах південної Англії постійно зустрічаються білі метелики. Чому? Рецесивні аллели в популяції зберігаються у гетерозиготних організмів.

 

Таким чином, хоча більшість мутацій в генах виявляються шкідливими, вони все-таки присутні в популяції. Варто відзначити, що мутації, які опинилися шкідливими в одному випадку, можуть бути корисними в іншому.

Наприклад, мутації комах, що приводять до народження безкрилих особин, безумовно, шкідливі, і такі особини програють своїм крилатим суперникам. Але коли ці комахи потрапляють на берег моря або гірські перевали, де дмуть дуже сильні вітри, то безкрилі особини отримують перевагу перед крилатими комахами.

Таким чином, мутаційний процес створює резерв для спадкової мінливості; збільшуючи генетичну різноманітність популяції, він створює основу для природного відбору.

Швидкість мутацій

Швидкість виникнення мутацій в цілому постійна для кожного таксону, але в різних царствах живих організмів вона відрізняється. Максимальна ця швидкість виникнення мутацій (мутагенезу) у мікроорганізмів і вірусів.

Швидкість мутацій іноді може стрибкоподібно зростати. Зазвичай це відбувається при попаданні організму в несприятливі умови середовища. В такому випадку швидкість мутації може прискорюватися більш ніж на порядок.

Швидкість мутацій

Шкідливі мутації у диплоїдних організмів зазвичай проявляються лише в гомозиготному стані.

У великих популяціях такі мутації рідше виявляються, ніж в нечисленних групах особин. При близькоспоріднених схрещуванні (наприклад, між братами і сестрами) мутантні аллели частіше потрапляють в гомозиготний стан і проявляються у фенотипі.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Типи сортів