Природознавство. 11 клас. Ільченко

§ 7. Мінливість та її види. Комбінативна та мутаційна мінливості

Мінливість — це різноманітність властивостей і ознак живих організмів і вірусів. Термін «мінливість» означає також властивість організмів набувати нових морфофізіологічних або біохімічних ознак чи втрачати колишні. Якщо мінливість виникає в природних умовах, її називають природною, або спонтанною; якщо під час експерименту — штучною, або індукованою.

Джерелами мінливості можуть бути комбінації та рекомбінації генетичного матеріалу, зміни структури гена або хромосоми, вплив умов навколишнього середовища.

Залежно від природи походження виділяють дві форми мінливості: фенотипну, або неспадкову і генотипну, або спадкову.

При фенотипній мінливості різноманітність особин виникає без зміни генотипу і не зберігається при статевому розмноженні, якщо відсутні умови, у яких вона виникла. Одним із видів такої мінливості є вікова, або онтогенетична мінливість. Вонавиявляється у зміні всього комплексу морфофізіологічних та біохімічних ознак організму впродовж його індивідуального розвитку (мал. 4.15).

Мал. 4.15. Онтогенетична мінливість (зміна забарвлення у тварин): 1 — козуля; 2 — пінгвін

Інший вид фенотипної мінливості — модифікаційна. Вона виникає у генотипно однорідних особин, які перебувають у різних умовах середовища, і виявляється в якісних і кількісних відхиленнях від вихідної форми.

Генотипна мінливість пов’язана зі зміною генотипу і тому зберігається в поколіннях і передається від батьків до нащадків (мал. 4.16). Генотипну (або спадкову) мінливість прийнято поділяти на комбінативну і мутаційну.

Мал. 4.16. Генотипна мінливість у синполії

Комбінативна мінливість пов’язана з отриманням нових комбінацій генів у генотипі. Такий тип мінливості обумовлений поєднанням окремих генів і хромосом, нова комбінація яких при розмноженні приводить до зміни певних ознак і властивостей організму.

Комбінативна мінливість зумовлена перегрупуванням генів у процесі злиття гамет і утворення зиготи, тобто при статевому процесі. Подібність між комбінативною і мутаційною мінливістю полягає в тому, що в обох випадках потомство одержуватиме набір генів кожного з батьків. При комбінативній мінливості в результаті злиття батьківських гамет виникають нові комбінації генів, проте самі гени і хромосоми залишаються незмінними.

Досягається вона в результаті: незалежного розходження хромосом при мейозі; випадкового сполучення їх при заплідненні; обміну генами в гомологічних хромосомах при їх перехресті. Самі по собі гени при цьому не змінюються, проте нові їхні сполучення призводять до появи організмів із новими фенотипами.

Комбінативна мінливість — джерело нескінченно великої спадкової різноманітності, що може спостерігатися у представників будь-якої систематичної групи живих організмів. У основі виникнення різних комбінацій генів у генотипах організмів лежить статеве розмноження, унаслідок якого виникає величезна різноманітність форм організмів.

Із аналізу розщеплювання, незалежного комбінування генів, а також їх взаємодії видно, що в результаті цих процесів можуть виникати нові спадкові ознаки, що відіграють роль в еволюційному процесі, як механізм, що забезпечує поєднання найбільш пристосувальних ознак і властивостей для виживання організмів.

Ще Чарльз Дарвін встановив, що багато сортів культурних рослин і порід свійських тварин утворилися завдяки гібридизації предків. Він надавав великого значення комбінативній мінливості, оскільки їй, поряд із добором, належить важлива роль в отриманні нових форм як у природі, так і в господарстві людини.

Комбінативна мінливість надає можливості отримання нових комбінацій спадкової інформації при статевому розмноженні. Саме тому статеве розмноження отримало таке поширення в природі.

Комбінативна мінливість широко поширена у природі. Наприклад, мікроорганізмам, які розмножуються нестатевим способом, характерні своєрідні механізми (трансформація і трансдукція), які приводять до появи комбінативної мінливості.

Використовується комбінативна мінливість в селекційній практиці. До комбінативної мінливості належить явище гетерозису. Гетерозис (від грец. — видозміни, перетворення) — це збільшення сили росту гібридів першого покоління, які за життєвою силою і продуктивністю значно перевищують вихідні батьківські форми. Проявляється він у формі підвищеної життєздатності, збільшенні зросту тощо. Все це свідчить про велике значення комбінативної мінливості для еволюції, видоутворення. Проте виникнення видів у результаті тільки гібридизації — явище рідкісне.

Мутаційна мінливість є різновидом спадкової мінливості, за якої зміни ознак живих істот пов’язані зі змінами генотипу і передаються від покоління до покоління. Іноді ці зміни добре помітні фенотипово, наприклад, відсутність пігментів у шкірі та волоссі (альбінізм) (мал. 4.17).

Мал. 4.17. Альбінізм у тварин: 1 — пінгвін; 2 — крокодил.

Передача генетичного матеріалу від батьків до нащадків повинна відбуватися дуже точно, інакше види не зможуть зберегтися. Проте іноді відбуваються кількісні або якісні зміни в ДНК, і дочірні клітини одержують спотворений порівняно з батьківським набір генів. Такі помилки в спадковому матеріалі передаються наступному поколінню і називаються мутаціями (лат. muiaiio — зміна), що є проявом закономірності збереження та направленості процесів. А мінливість при цьому називають мутаційною. Організм, що одержав в результаті мутації нові властивості, називають мутантом.

Мутації відомі у тварин, рослин, грибів, бактерій і вірусів. Із мутаційною мінливістю пов’язана еволюція — процес утворення нових видів, сортів і порід.

Мінливість — це різноманітність властивостей і ознак живих організмів і вірусів. Розрізняють фенотипну, або неспадкову, і генотипну, або спадкову форми мінливості. Генотипну мінливість прийнято поділяти на комбінативну і мутаційну. Комбінативна мінливість надає можливості отримання нових комбінацій спадкової інформації при статевому розмноженні. При мутаційній мінливості виникають зміни ознак живих істот, які пов’язані зі змінами генотипу і передаються від покоління до покоління.

Перевірте себе

1. Що таке мінливість?
2. Які форми мінливості Вам відомі? Наведіть приклади.
3. За яких умов виникає комбінативна мінливість?
4. Охарактеризуйте та поясніть на основі ЗЗП комбінативну мінливість.
5. Яка мінливість називається мутаційною? Поясніть її прояв на основі ЗЗП.
6. Яке значення комбінативної та мутаційної мінливості у еволюції, видоутворенні?

Поміркуйте

1. Чим мінливість відрізняється від спадковості?
2. Наведіть приклади комбінативної мінливості, які витікають із закономірностей успадкування ознак, виявлених Г. Менделем.

Проєкти