Еволюційна роль мутацій

Завдяки вивченню генетичних процесів у популяції живих організмів еволюційна теорія отримала подальший розвиток. Великий внесок у популяционную генетику вніс російський вчений С. С. Четвериков. Він звернув увагу на насиченість природних популяцій рецесивними мутаціями, а також на коливання частоти генів в популяціях залежно від дії факторів зовнішнього середовища і обгрунтував положення про те, що ці два явища – ключ до розуміння процесів еволюції.
Дійсно, мутаційний процес – постійно діючий джерело спадкової мінливості. Гени мутують з певною частотою. Підраховано, що в середньому одна гамета з 100 тис. – 1 млн гамет несе знову виникла мутацію в певному локусі. Оскільки одночасно мутують багато генів, то 10-15% гамет несуть ті чи інші мутантні аллели. Тому природні популяції насичені найрізноманітнішими мутаціями. Завдяки комбинативной мінливості мутації можуть широко розповсюджуватися в популяціях. Більшість організмів гетерозиготних за багатьма генами. Можна було б припустити, що в результаті статевого розмноження серед потомства будуть постійно вищепляются гомозиготні організми, а частка гетерозигот повинна неухильно падати. Однак цього не відбувається. Справа в тому, що в переважній більшості випадків гетерозиготні організми виявляються краще пристосованими до умов існування, ніж гомозиготні.
Повернемося до прикладу з метеликом березової п’ядуна.
Здавалося б, светлоокрашенних метеликів, гомозиготних по рецесивним алелем (аа), що мешкають в лісі з темними стовбурами дерев, швидко повинні знищити вороги, і єдиною формою в даних умовах проживання повинні стати темнофарбовані метелики, гомозиготні по домінантною аллели (АА). Але впродовж тривалого часу в закопчених лісах Південної Англії постійно зустрічаються світлі метелики березової п’ядуна. Виявилося, що гусениці, гомозиготні по домінантною аллели, погано засвоюють листя беріз, покриті гаром і кіптявою, а гетерозиготні гусениці ростуть на цьому кормі набагато краще. Отже, більша біохімічна гнучкість гетерозиготних організмів призводить до їх кращому виживанню, і відбір діє на користь гетерозигот.
Таким чином, хоча більшість мутацій в даних конкретних умовах виявляється шкідливим і в гомозиготному стані мутації, як правило, знижують життєздатність особин, вони зберігаються в популяціях завдяки відбору на користь гетерозигот. Для розуміння еволюційних перетворень важливо пам’ятати, що мутації, шкідливі в одних умовах, можуть підвищувати життєздатність в інших умовах середовища. Окрім наведених прикладів можна вказати на наступний. Мутація, яка обумовлює недорозвинення або повна відсутність крил у комах, безумовно шкідлива в звичайних умовах, і безкрилі особини швидко витісняються нормальними. Але на океанічних островах і гірських перевалах, де дмуть сильні вітри, такі комахи мають перевагу перед особинами з нормально розвиненими крилами.
Таким чином, мутаційний процес – джерело резерву спадкової мінливості популяцій. Підтримуючи високий ступінь генетичної різноманітності популяцій, він створює основу для дії природного відбору.
Опорні точки
1. У реально існуючих популяціях безперервно протікає мутаційний процес, приводячи до появи нових варіантів генів і відповідно ознак.
2. Мутації є постійним джерелом спадкової мінливості.
Питання для повторення і завдання
1. Які популяційно-генетичні закономірності виявив російський біолог С. С. Четвериков?
2. Яка частота мутірованія одного певного гена в природних умовах існування особин?
Використовуючи словниковий запас рубрик «Термінологія» і «Summary», переведіть на англійську мову пункти «Опорних точок».

Посилання на основну публікацію