Наследственная изменчивость: виды, примеры и роль в эволюции

Существующие виды

Наследственная изменчивость характеризуется проявлением мутаций как одиночных, так и комбинированных. Если группа особей существует долго, она неизменно начнет меняться через несколько скрещиваний. То, что сначала кажется странным и удивительным, через поколения воспринимается нормально.

Виды изменчивости:

1. Комбинативная
2. Мутационная

Первая проявляется в результате классического оплодотворения или деления клетки. У каждого вида есть разные особи, одни сильные, другие слабые.

При смешивании видов потомство перенимает сильную сторону родителей. Так появляется комбинативное развитие.

Мутации называют топливом для эволюции. Она подразумевает появление признаков, которых ранее не наблюдалось у всего вида. При правильном развитии они полезные — помогают подстроиться. Но встречаются и вредные, приводящие к гибели особей, а то и всего рода.

Комбинативная изменчивость: смешение генов

При комбинативной изменчивости потомству передаются гены, которых изначально не было у родителей, но они наблюдались у предыдущих поколений. Они скрещиваются между собой, образуя симбиоз, который на текущий момент является лучшим. У следующего поколения комбинируется новая совокупность генов, еще более усовершенствованная.

Примеры комбинативной изменчивости указывают на объединение признаков различных видов, пород или сортов:

• смешивается красная и белая роза, в результате образуется цветок с розовыми лепестками;
• белые и серые крысы обеспечивают появление черных детенышей;
• регулировка групп крови человека.

Рассматриваемый способ смешивания и генетического симбиоза является бесконечным. Пока особи продолжают размножаться, он действует. Также для него характерны еще несколько особенностей:

1. Деление материнских клеток происходит независимо. Невозможно точно сказать, какие признаки передадутся детенышу от предков.
2. Проявление характеристик, нетипичных для родителей.
3. Гаметы сочетаются случайно в процессе оплодотворения.

Благодаря особенностям смешивание генов выполняется постоянно. Не всегда передаются сильные генетические коды, а некоторые и вовсе могут потеряться. Поэтому такая изменчивость не является залогом сохранения вида.

Мутации: появление новых признаков

В процессе эволюции мутации играют роль, какую сложно переоценить. Благодаря им у целых родов появляются признаки, которых ранее не наблюдалось вовсе. Но не все положительно влияют на развитие особей.

Виды мутаций классифицируются по категориям:

• способ появления. Случайные — нетипичные, образующиеся в нормальных условиях проживания. Индуцированные — связаны с переменами самой природы;
• проявление. Доминантные делают носителя более сильным и активным, рецессивные — снижают уровень жизнеспособности;
• уровень возникновения. Смена генома, изменения ДНК или перестройка хромосом.

Благодаря мутациям появляются более приспособленные особи. Нередко они становятся причиной образования нового подвида. Многие виды без этого процесса не смогли бы пережить тот или иной исторический период.

Мутагены: ускоряющие процесс

Сама по себе мутация представляет собой процесс, происходящий в постоянном режиме. Но встречается ряд факторов, влияющих на ее ускорение или периодичность. К ним относят:

• химические вещества вроде кислот, щелочей и пр.;
• перепады температур — опасны для жителей резко континентальных климатических поясов;
• ультрафиолетовое излучение — для защиты используют специальные средства. Животные, к сожалению, защититься от такого мутагена неспособны, кроме поиска укрытий;
• радиация — самый сильный фактор;
• вирусы, только наиболее опасные из них способны повлиять на генетическую структуру.

Классификация мутагенов до конца не определена. Значение каждого отдельного элемента определяется в непоследовательной и нефиксированной форме. Невозможно точно предсказать, какая мутация произойдет, как она проявит себя, и будет ли наблюдаться вообще. Большинство воздействий носят ненаследственный характер, бывают у людей, животных и растений.

Генные изменения у человека

Биология человека — самая сложная из всех присутствующих на Земле. Поэтому и способов изменчивости предостаточно. Часто встречаются хромосомные, возникающие еще на стадии клеточного деления. Нередко наблюдают и геномные, когда добавляется или исчезает одна/несколько хромосом. Случайные мутации проявляются редко, поскольку действие неизвестного и постороннего мутагена в процессе размножения фактически невозможно.

Генные изменения обуславливаются наследственностью. Они являются наиболее популярными. Проявляются, когда человек безответственно относится к своему здоровью, либо происходит, например, оплодотворение кровного родственника. Потомству брата и сестры достанется не самое лучшее генное и хромосомное наследство.

Болезни, передающиеся по наследству

Наследственные мутации возникают только при серьезных изменениях в ДНК. Они проявляются на стадии деления клетки. Причем полностью здоровый исходный родительский материал вовсе не является гарантом того, что потомство не приобретет одно из заболеваний предков.

Болезни, передающиеся по наследству, разделяют на две формы:

1. Потеря хромосомы. Самым популярным представителем формы является синдром Дауна. Однако это не единственное заболевание, вызванное потерей хромосомы, хоть оно и самое изученное.
2. Изменение в наборе хромосом. Здесь наблюдаются разные последствия, такие как замедленный рост, пороки сердца, зеркальные органы и др.

В таблице представлены распространенные болезни, передающиеся по наследству.

Организм человека является диплоидным. И подавляющее большинство мутаций являются фенотипическими. Так называются изменения, которые присутствуют на клеточном уровне, однако не проявляются. Поэтому они почти не влияют на эволюционные свойства вида.

В то же время рецессия позволяет генотипу передаваться по наследству и проявиться в организме одного из потомков, причем через много поколений.

Цитоплазматичсекий мутагенез

Цитоплазматическая мутация обусловлена изменением генов в ДНК пластид. Передается исключительно по материнской линии, поскольку наблюдается в зиготе. А она все клеточные элементы получает от яйцеклетки. Пример: пестролистные высшие растения (ночная красавица или львиный зев).

Данный модификационный способ часто используется цветоводами для выведения новых популяций с уникальными внешними данными. Если цитоплазматический мутагенез образуется в одном или нескольких органоидах, он сохраняется в резерве, не проявляется. Только после полноценного размножения измененной ДНК вызываются массовые изменения.

Также этот мутагенез играет большую роль в изучении штаммов. Учеными разрабатываются сыворотки и способы защиты от различных вирусов. Кроме того, учитывая, что мутации распространяются на всю популяцию, можно вывести культуры, устойчивые к заболеваниям или негативному воздействию паразитов.