1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Класифікація та основні властивості видів мінливості в біології

Класифікація та основні властивості видів мінливості в біології

Мінливість показує зв’язок організму з навколишнім середовищем і є здатністю реформувати старі властивості і отримувати нові ознаки.

З точки зору розвитку, різниться групова і індивідуальна модель, по Дарвіну види мінливості діляться на модифікаційну і мутаційну форму.

Загальне поняття

В результаті змін у представників з’являються індивідуальні відмінності, виникають генетичні безлічі видів. В умовах природного відбору організми отримують нові властивості і утворюють свіжі види або підвиди. Завдяки процесу спостерігається різнорідність популяції, а у індивідуумів класу з’являються шанси на пристосування до інших умов навколишнього простору.

У біології спадковість і мінливість тісно переплітаються і утворюються такі види:

  • ненаслідницька форма по-іншому називається фенотипова або модифікаційна;
  • спадкова-генотипова або мутаційна.

Неспадкова форма

Модифікаційна мінливість проявляється у вигляді реакції відокремленого типу генома на зовнішні зміни середовища, в якій розвиваються організми, різні за формами прояву. Генотип проявляється в різних фенотипах. Ці генетичні визначення запропонував біолог з Данії, професор Людвіг Вільгельм Йогансен на початку XX століття.

Розрізняються поняття:

  • Генотип – комплекс всіх генів в організмі, в ядрі якого лежить певна мутація на підставі спадковості. Слово позначає образ, народження, відбиток в перекладі з грецької мови.
  • Фенотип – поєднання властивостей і індивідуальних особливостей, яке обумовлюється ознаками сукупності генів окремого організму. Значення слова-образ, явище, відбиток.

Фенотипи розрізняються між собою за результатами дії модифікації. Взаємна дія між генотипом і навколишніми Умовами може призвести до прояву в конкретних типах фенотипів. Наприклад, у капусти не формується качан в умовах стійкого жаркого клімату, а корови або коні в незвичній гірському середовищі поступово зменшуються в зростанні. Безпородна велика худоба при посиленому догляді і хорошому утриманні підвищує надій і збільшує приріст м’яса.

При модифікаційному підході в порівнянні зі спадковим не відбувається перетворення генотипу, тому що основні форми мінливості залежать від реакції на зовнішні умови. При настанні оптимальних умов з усією силою проявляються можливості одного генотипового виду, при цьому всі групові особини однаково реагують на зміни. Модифікаційна мінливість коливається у відомих межах, і ступінь таких змін називається реакцією в нормі. Зовнішні перетворення не можуть, наприклад, торкнутися масть тварини або якість плодів рослини.

Фенотипові властивості не передаються від покоління до покоління, при цьому успадковується реактивна здатність до змін, характерна норма рефлексу на зміни навколишнього простору.

Основними ознаками модифікації можна назвати характеристики:

  • не успадковується;
  • виявляється очевидність групових змін;
  • існує взаємозв’язок фенотипових змін і впливу середовища;
  • межі реакції визначаються генотипом.

Спадкова мінливість

Це поняття означає, що причини мінливості зв’язуються з перебудовою гена, яка зберігається при спадкуванні. Наприклад, ростуть короткі ноги у певних видів худоби, відсутнє забарвлення покриву (альбінізм), розвиваються зайві пальці на стопі або кисті.

Генотипічна мінливість виникає в результаті зрушень в результаті причин:

  • обмін ділянками хромосом через кросинговеру або статевого розмноження та інших генних перебудов;
  • під впливом мутацій.

Генотипова мінливість ділиться на комбінативний і мутаційний вид, сприяє еволюції і збільшує природне внутрішньовидове різноманітність. Мутації обумовлені несподіваними змінами в будові генотипу, реконструкції відрізняються стрибкоподібним перебігом і стійким характером змін. Організми, які піддаються реверсії, називаються мутантами.

На прикладах мінливості в біології та зоології за принципом спадковості будується поняття сучасної генетики, воно включає принципи:

  • дискретні зміни і мутації передаються у спадок;
  • природні реверсії відбуваються спонтанно;
  • зустрічаються рідко і включають різні форми.

Класифікація мутацій

Мутаційну мінливість можна пов’язати зі стійкими змінами в будові генетичного матеріалу. Процес змін в суспільствознавстві називається мутагеном, а причини і фактори — мутагенними.

За способом появи реакції діляться на 2 типи:

Спонтанний процес залежить від зовнішніх умов і внутрішніх факторів, які носять назву тиску середовища і є джерелами змін. Такі рефлекторні реакції виникають при стандартних станах людини без додаткової дії, яке могло б відрізнятися тактильно.
Індуковані зміни з’являються при впливі мутагенних факторів. Мутації викликаються цілеспрямованим дією внутрішніх і зовнішніх факторів.

Розрізняються мутації в залежності від пристрою спадкових структур:

  • генні зміни;
  • геномні;
  • хромосомний.

Генні реверсії

Генні реверсії обмежуються одним геном і являють собою випадання або вставку нуклеотиду або заміну одного елемента на інший. Цей тип змінює генетичну інформацію, іноді призводить до відтворення білка з дефектом, який неправильно функціонує. На підставі таких мутацій виникають моногенні і генні хвороби, прикладом служить гемофілія, муковісцидоз і ін.

Геномні перебудови включають збільшення або зменшення кількості хромосом, явища називаються:

  • Гетероплоїдія – некратна зміна числа довгих молекул ДНК. При нестачі виникає моносомія, а перевищення кількості викликає трисомію.
  • Поліплоїдія являє собою кратне зміна гаплоїдного збільшення кількості ДНК-містять структур і відноситься до летального типу мутацій для людини. У представників флори реакція викликає збільшення врожайності.

Міжхромосомні регенерації

В результаті транслокації від одного ланцюжка відривається ділянку і кріпиться до іншої негомологичной формі. Комбінаторна мінливість передбачає поєднання батьківських генів і прояв у потомства нових ознак. Такий ефект забезпечується за рахунок кросинговеру і непередбаченої зустрічі гамет в процесі запліднення. Тип мінливості сприяє пристосуванню до зовнішнього середовища і підвищує видову виживаність.

Мутації бувають негативні, позитивні і нейтрального типу і залежать від життєздатності зміненого організму.

За впливом на індивідуума виділяються мутації:

  • летальні зміни, при яких ембріон нездатний до нормального розвитку;
  • напівлетальні реверсії, що ведуть до зниження рівня життєздатності;
  • нейтральні перебудови, що не впливають на здатність до виживання;
  • позитивні реорганізації, що забезпечують корисні якості.

Перетворення поділяються на цитоплазматичні і ядерні перебудови в залежності від локалізації в тілі клітини. Перший вид майже завжди призводить до безпліддя у чоловіків, але нащадкам вони передаються по жіночій лінії.

Перетворювальні фактори

Причини, за якими виникають перебудови в структурі гена, називаються мутагенними факторами. Фактори виникають спонтанно в природних умовах або індукуються в штучних. Раптові види відбуваються під дією природних змін і ведуть до помилок при реплікації молекули ДНК. Індуковані фактори відносяться до спеціальних спрямованим категоріям дій, при яких реорганізаційний процес стабілізується.

Мутагени бувають трьох видів в залежності від джерела появи. Фізичними факторами є різного типу шкідливі випромінювання (ультрафіолетове, іонізуюче), високі і низькі показники температури. Хімічна група є найпоширенішою і включає окислювачі, пестициди, органічні розчинники. Сюди входять фабрикати нафтової переробки, ліки, харчові добавки та ін Вид біологічних мутагенів включає віруси (краснухи, кору), антигени певних мікробів і продукти обмінних процесів в організмі.

Найбільшою мутагенної здатністю володіють фізичні впливу на генну структуру клітини в формі радіації і рентгенівських променів, а хімічні фактори повинні мати такі властивості:

  • сильна проникаюча здатність;
  • здатність змінити стан хромосом;
  • можливість впливу на структурну картину мікрочастинки.

Спадкування генів відбувається за однією з двох методик. За правилом чистоти гамет частинки передаються в чистій формі без змішування і перебудови. У цьому варіанті небажаний ознака може зникнути, але є ймовірність появи його в наступних поколіннях.

Правило розщеплення передбачає схрещування різних пар з використанням всіляких поєднань. У другому поколінні з’являється генотипне розщеплення, при цьому спосіб аналізу і розрахунку спрощується.

Репарація молекули ДНК

Порушення структури молекули не завжди веде до мутаційного прояву, велика частина зрушень виправляється за допомогою репарації. Механізм являє собою відновлення зміненої конструкції молекули, в процесі задіюються клітинні специфічні ферменти.

Репарація підрозділяється на види:

  • дореплікативний – відновлює зіпсовану нитку до її роздвоєння;
  • постреплікативний – видаляє пошкоджений відрізок і з’єднує кінці;
  • реплікативний – відноситься до пожвавлення під час аутосинтезу і видаляє дефектний ділянку або прокладає ланцюг в обхід несправності, що веде до порушення послідовності нуклеотидів.

Мутації в статевих клітинах, які не піддаються репарації, згодом успадковуються нащадками. Регенерації, що ведуть до народження менш пристосованих індивідуумів, носять назву генетичного вантажу. Вивчення цього різновиду змін, наприклад, спадкових хвороб, є основоположним принципом практичного використання медичної генетики.

Генетичні методики

Основним способом генетики є гібридологічне схрещування зразків чистих ліній, які відрізняються один від іншого малим числом ознак. Ставиться мета виведення помісі першого і наступного потомства. Числовий аналіз особливостей розщеплення показує характеристики успадкування і дозволяє судити про ймовірність народження особин з необхідними ознаками в різних варіаціях схрещування.

Для вивчення генетичної мінливості людини використовуються інші методики:

  • Генеалогічний спосіб грунтується на складанні дерева і охоплює велику кількість відомостей про всіх предків. Простежується рух генів по поколінням, виявляються джерела поширення, вивчаються окремі гілки груп, які схильні до хвороб.
  • Близнюкова форма дослідження порівнює монозиготних близнюків і застосовується для встановлення ступеня дії паратипових умов, при цьому відмінності в генетиці порівнюваних індивідуумів не враховуються.
  • Цитогенетичний метод вивчає генетичні особливості клітинного ядра і мітохондрій в клітинах тварини або пластиду в рослинних елементах. За допомогою каріотипування тварини і людина тестуються на певні аномалії за допомогою порівняння з нормативними показниками. Враховується кількість хромосом, число їх плечей, особливості будови елементів.
  • Біохімічний варіант дозволяє вивчати конструкцію і роботу молекул, застосування різних ферментів для різання і з’єднання елементів, розширює можливості генної інженерії та біотехнології. Для розшифровки людської молекули ДНК використовується секвенування, ця методика дозволяє клонувати елементи.
  • Біофізичний спосіб застосовується для виявлення просторової конструкції мікрочастинок. Поліморфізм досліджується з використанням електрофорезу, що веде до пізнання чисельного складу різних популяцій.

Гібридологічний спосіб не підходить людині з етичних і моральних упереджень. Другою причиною незатребуваності є невелике число дітей і пізній термін статевого дозрівання.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Протей