Мінливість ознак у організмів

У процесі індивідуального розвитку деякі ознаки з’являються не відразу і змінюються протягом життя. При одному і тому ж генотипі можуть формуватися різні фенотипи. Наприклад, якщо два однакових за генотипом організму містити в різних умовах, то вони будуть відрізнятися за фенотипом. Рослини, вирощені з насіння одного сорту і навіть з однієї особини, можуть відрізнятися по висоті, часу цвітіння, величині плодів.

Мінливість – це здатність організму змінюватися в процесі індивідуального розвитку під впливом різних умов середовища.

Види мінливості. Фенотип є результатом взаємодії генотипу з різними умовами середовища. Залежно від характеру впливають умов зміни можуть успадковуватися або не наслідувати. Якщо зміни зачіпають лише фенотип організму, то вони не успадковуються. У цьому випадку генотип зберігається, а виникли в процесі індивідуального розвитку зміни не передаються потомству. Якщо зміни зачіпають генотип організму, т. Е. Змінюються його гени, то такі зміни успадковуються. Звідси, виділяють два типи мінливості – ненаследственную і спадкову.

Ненаследственная мінливість виникає у організмів під прямим впливом умов середовища. Наприклад, у зайця-біляка взимку при низьких температурах виростає біла шерсть, т. Е. Пігмент у волоссі не утворюється (рис. 111). Навесні при підвищенні температури пігмент починає вироблятися, і шерсть стає бурою. Така мінливість організмів завжди адекватна умов середовища і є пристосувальної. Вона сприяє виживанню особин. Так, біле хутро зайця-біляка дозволяє йому бути непомітним для своїх ворогів на тлі білого снігу.

Ненаследственная мінливість проявляється поступово. Ці зміни проявляються у багатьох особин в одній групі, т. Е. Вони – масові. Так, все кульбабки, що виросли на родючому ґрунті в саду мають великий зріст і великі суцвіття, і, навпаки, на поганому грунті – рослини низькі з невеликими кошиками (рис. 111).

Спадкова мінливість. На відміну від ненаследственной мінливості спадкова мінливість зачіпає генотип і передається у спадок. Вона буває комбинативная і мутационная.

Комбинативная мінливість пов’язана з появою нових поєднань ознак у організмів внаслідок комбінації їх генів. В результаті у нащадків з’являються такі ознаки, які могли бути відсутні у їхніх батьків. Наприклад, такси бувають як довгошерсті, так і короткошерсті різного забарвлення (рис. 112). У людини зелений, блакитний і коричневий колір очей може поєднуватися зі світлими і темними волоссям в різних комбінаціях.

Комбинативная мінливість визначає різноманітність особин одного виду. Вона сприяє появі таких ознак, які використовуються людиною при виведенні нових сортів рослин і порід тварин.

До спадкової мінливості відносять і мутації. Ви вже познайомилися з особливістю цієї мінливості на молекулярно-генетичному рівні організації життя. Генотип будь-якого організму піддається впливу зовнішніх факторів, які можуть викликати «помилки» в структурі хромосом або генів. У результаті відбувається зміна генотипу і виникає новий ознака – мутація. Різні види мутацій зустрічаються у рослин, тварин, людини (рис. 113).

Спадкова мутационная мінливість у різних організмів

Рис. 113. Спадкова мутационная мінливість у різних організмів: 1 – дрозофіла з мутацією «безкрилість» (зліва – нормальна крилата особина); 2 – сорт винограду із збільшеним набором хромосом в клітинах (ліворуч – виноград з нормальним набором хромосом); 3 – зображення мутації полідактилії (багатопалості) у тата Римського Сикста II на картині Рафаеля «Сикстинська мадонна»

Мутації пов’язані не тільки з помилками в редуплікаціі ДНК і синтезі білка, але і з порушення в хромосомах в процесі поділу клітини. Іноді при дії хімічних речовин ядро клітини рослин починає ділитися швидше, ніж сама клітина. В результаті виникають клітини з подвоєним набором хромосом. З них розвиваються рослини, що відрізняються значно більшою величиною квіток, плодів і листя, ніж екземпляри з нормальним набором хромосом (рис. 113, 2). Це має позитивне значення як для самих рослин, так і для людини при їх вирощуванні на полях і в садах.

Мутационная мінливість носить стрибкоподібний характер, відсутня поступовість у зміні ознак організмів. Мутації індивідуальні і виникають у поодиноких особин. Вплив однакових зовнішніх умов викликає у кожного організму різні мутації. Наприклад, опромінення зернівок пшениці перед посівом рентгенівськими променями призводить в одних випадках до утворення неповноцінних класів, в іншому випадку до відсутності колоса, в третьому випадку до формування більш великого колоса. Таким чином, мутационная мінливість передбачувана. За своїм значенням мутації можуть бути для організмів байдужими, т. Е. Непотрібними, або корисними, але найчастіше вони – шкідливі, т. К. Знижують життєздатність організмів-мутантів.

Отже, розвиток ознаки у будь-якого організму – результат взаємодії його генотипу із зовнішнім середовищем. Генотип і середовище, взаємодіючи, визначають розвиток фенотипу організму.

Біологічне значення спадковості і мінливості. Спадковість і мінливість – два протилежних властивості організму, які складають єдине ціле в природі. Спадковість реалізується в процесі розмноження, а мінливість – в процесі індивідуального розвитку організму. Спадковість забезпечує стабільність організму, його спадкової програми і передачу в поколіннях певних ознак. Її реалізація заснована на редуплікація ДНК і поведінці хромосом в мейозі. Точність цих процесів є гарантією стабільності властивостей і функцій організму. Таким чином, спадковість як властивість живого реалізується на всіх рівнях його організації. Спадковість консервативна і спрямована на збереження ознак організму в незмінності.

Мінливість – явище нестабільності спадкових властивостей живого. Вона виникає в процесі індивідуального розвитку організму. Ненаследственная мінливість безперервна. Зміни виникають в результаті безпосереднього впливу середовища на організм. Для неї характерний ряд поступових переходів від однієї форми до іншої. Біологічне значення ненаследственной мінливості – підвищення пристосувальних можливостей організму і різноманітність ознак у особин, що належать до одного виду.

Генотип – досить стійка і консервативна система, а процес редуплікації ДНК близький до досконалості. Стійкість гена має велике біологічне значення. Вона забезпечує сталість виду і його незмінність у відносно стабільних умовах. Разом з тим гену властива і здатність до мутацій і новим сполученням при статевому розмноженні, що призводить до зміни генотипу. Спадкові зміни при цьому носять непередбачуваний характер. Спадкова мінливість переривчаста і індивідуальна. Відмінності між особинами різко виражені, а проміжні форми відсутні.

Особливе значення має мутаційна мінливість. Вона виникає випадковим чином при впливі різних факторів на генотип. Мутації не адекватні дії чинників, одиничні і різноманітні. У природних умовах кожен окремо взятий ген мутує дуже рідко. На перший погляд, може здатися, що зміни в генах несуттєві для особини. Але насправді в організму кілька тисяч генів. Якщо врахувати, що мутації можуть відбуватися в будь-якому з них, загальне число мутацій різко підвищується. Мутації часто шкідливі, оскільки змінюють пристосувальні ознаки організмів. Однак саме мутації створюють резерв спадкової мінливості і відіграють важливу роль в процесі історичного розвитку органічного світу на Землі.

Посилання на основну публікацію