Дивно, але кожну хвилину на Землі народжуються особини з неповторним, унікальним генетичним пристроєм. Це зумовлено певною спадковою мінливістю, значення якої достатньо великий для еволюційного розвитку не тільки окремої класифікаційної одиниці, але і всього світу в цілому. Давайте розберемося, що являє собою спадкова мінливість, якими законами вона підпорядковується і як впливає на філогенез.
Визначення
Прикладами спадкової мінливості можуть служити певні комбінації генетичного матеріалу батьків або різного роду мутаційні процеси в період формування зиготи. В більшості своїй унікальність генотипу різних організмів обумовлюється розбіжністю генів у випадковому порядку в процесі мейозу.
Неспадкова мінливість
Варто відзначити, що крім спадкової мінливості неспадкова теж грає велику роль в онтогенезі організму. Вона формується під впливом навколишнього середовища, способу життя та інших факторів не пов’язаних зі зміною генотипу. Саме в цьому і полягає основна відмінність спадковою і спадкової мінливості.
Форми мутацій
Прикладом спадкової мінливості, крім незалежного руху хромосом в процесі розвитку зародка, також можуть бути і певного роду мутації, що виникають в результаті тих чи інших факторів. Давайте розглянемо кожну з форм окремо.
Комбінативна
Комбінативна мінливість – це один з основних важелів еволюції певного виду. Вона носить постійний характер і зустрічається повсюдно. Саме завдяки даному виду мінливості, існує таке явище, як унікальність кожної особини всередині виду.
Комбінативна мінливість можлива завдяки таким явищам, як:
- незалежне розходження елементарних генетичних структур – хромосом, в процесі мейотичного поділу клітини;
- злиття гамет випадковим чином в процесі безпосереднього запліднення;
- обмін генетичним матеріалом в процесі такого явища, як кросинговер.
Таким чином, комбінативна мінливість є головною функціональною одиницею, що забезпечує унікальність генетичного апарату кожної особини окремо.
Мутаційна
Мутаційна мінливість також є невід’ємною частиною процесів спадковою. Зміни можуть приймати вид корисної унікальної особливості розвивається особини, а можуть бути настільки незначними, що не виявляються зовсім і є нейтральними по відношенню до організму.
Але найчастіше мутації носять негативний характер і проявляються у вигляді яких-небудь відхилень, порушень нормального функціонування організму, хвороб. Небезпека негативних змін полягає в тому, що закріпившись в генотипі, вони можуть вдаватися у спадок.
Також мутації бувають різної локалізації. За цією ознакою їх поділяють на соматичні і генеративні. Вони зачіпають різні рівні генетичного апарату, що класифікує їх як хромосомні, генні, або геномні.
Приклади
Приклади спадкової мінливості дуже різноманітні і часто зустрічаються в повсякденному житті. Одним з самих елементарних проявів даного типу мінливості є те, що дитина деякими ознаками може бути сильно схожий на батьків. Наприклад, успадкувати темне волосся матері і риси обличчя батька. Це приклад комбінативної мінливості. Але варто враховувати те, що навіть при сильній схожості потомство не буде точною копією батьків, як в фенотипическом так і, тим більше, в генотипическом плані.
Ще одним прикладом спадкової мінливості може служити таке явище, як шестипалість, що є наслідком непередбаченої мутації. Або таке неприємне захворювання, як фенілкетонурія, яке проявляється у вигляді порушення амінокислотного обміну.
Гомологічні ряди
Одним з учених, який активно займався вивченням такого явища, як спадкова мінливість, був Н. В. Вавілов.
Він розглядав так звані гомологічні ряди спадкової мінливості, які являли собою деякі аналоги в біології гомологічних рядів органічних сполук.
Знаючи певні закономірності, можна обчислити особливості спадкування у видів, які володіють цими рядами. На цій основі був сформований один з основних законів, що трактують закономірності успадкування, який називається – закон гомологічних рядів спадкової мінливості. Зараз цей закон активно використовується у генетиці.
Закон спадкової мінливості
Цей закон, сформульований на теорії про гомологічних рядах, звучить так: пологи і види, які мають схожий генетичний апарат, відрізняються рядами мінливості за певними параметрами. Виходячи з цього, можна зробити висновок про те, що знаючи деякі форми в межах одного певного виду, можна передбачати знаходження таких форм у схожих видів.
Н. В. Вавілов підкріплював закон гомологічних рядів спадкової мінливості певної формули для розрахунку.
Наслідки закону
Цей закон, сформульований Н. В. Вавіловим, багато в чому сприяє трактування особливостей еволюції організмів.
Так, наприклад, на його основі, можна зробити висновок, що у видів, схожих своїм генетичним апаратом, мають спільне походження, можуть виникати приблизно однакові мутаційні процеси. Крім того, вчені, в результаті багаторічних досліджень, встановили, що навіть у таких великих класифікаційних одиниць, як класи, може спостерігатися так званий паралелізм, заснований на наявності гомологічних рядів.
Також варто зазначити, що подібного роду явища характерні не тільки для вищих класів живих організмів, але для найпростіших.
Спадкові захворювання
Однак, як вже говорилося вище, не завжди спадкова мінливість несе позитивний ефект для конкретної особини і її нащадків. Наприклад, різного роду мутації або нестандартну поведінку генів в процесі зачаття і розвитку зародка можуть спричинити за собою відхилення у розвитку особини різного ступеня складності. Розглянемо деякі види генетичних захворювань.
Отже, спадкові захворювання можна поділити на:
- Хромосомні. Дані відхилення виникають в результаті тих чи інших змін хромосом. Це може бути як зміна кількості, так і самої структури. Синдром Дауна вважається найпоширенішим захворюванням даної групи. Діти, які страждають цим синдромом, відрізняються по ступеню його тяжкості, але при правильній корекційної та медичної допомоги, у подальшому можуть бути цілком соціалізовані і самостійні.
- Геномні. Мутації даного типу, що зачіпають весь геном повністю, трапляються рідше і майже завжди призводять до летального результату у тварин і людини зокрема. Прикладом такого захворювання може служити синдром Шерешевського-Тернера. Люди з даним синдромом, окрім багатьох інших ознак відрізняються поганим психічним здоров’ям і слабовыраженными або стертими статевими ознаками.
- Моногенні. В основі цих захворювань лежить мутація в одному певному гені. Вона може бути як домінантною, так і рецесивною. Деякі мутації зчеплені з підлогою, деякі – з аутосомой.
Спадкова мінливість у еволюції
Мінливість – це основна і дуже важлива властивість живих організмів зазнавати зміни в процесі філогенезу. Без такої особливості, що дозволяє зберігати унікальність генетичного матеріалу і підлаштовуватися під особливості тієї чи іншої навколишнього середовища, організми будь-якої організації були б приречені на загибель.
Завдяки спадкової мінливості, існує такий важливий фактор еволюції, як природний відбір. Саме з-за того, що кожна особина унікальна за своїм генотипічним і фенотиповим властивостями, в природі регулюється чисельність, але в теж час зберігається можливість уникнути повного зникнення тієї чи іншої класифікаційної одиниці.
Значення спадкової мінливості неоціненно для еволюційного процесу. Адже саме ця найважливіша особливість організмів будь-якої складності та класифікації дозволяє існувати такому явищу, як видова різноманітність. Також величезне значення спадкова мінливість і має для виживання виду. Постійно варіюються особливості навколишнього середовища змушують організми пристосовуватися до наявних умов. Без того чи іншого відображення в генотипі, це було б неможливо і призвело до вимирання виду.
