Крок до ВНЗ. Біологія. Довідник

Мінливість

Мінливість — здатність організму набувати ознак і властивостей. Мінливість поділяють на неспадкову (модифікаційну) і спадкову.

Неспадкова мінливість

Неспадкова (модифікаційна) мінливість являє собою зміну фенотипу під впливом зовнішнього середовища, яка відбувається без зміни генотипу в межах норми реакції. Такі зміни фенотипу називають модифікаціями.

Норма реакції — межа мінливості ознаки, зумовлена генотипом. Успадковується не ознака, а норма реакції. Вона буває широкою, тобто змінюється у великому діапазоні, та вузькою. Наприклад, широку норму реакції мають такі ознаки у людини, як маса тіла, у великої рогатої худоби —- маса тіла, надій молока. Вузька норма реакції характерна для таких ознак: зріст людини, колір очей; у великої рогатої худоби — жирність молока; в овець — довжина вовни. Чим ширша норма реакції, тим гнучкіша ознака, яка призводить до збільшення ймовірності виживання виду в умовах, що змінюються.

Основні характеристики модифікаційних змін:

1) не успадковуються;

2) виявляються у багатьох особин в популяції, тобто мають груповий характер;

3) відповідають впливу певних чинників і є пристосувальними;

4) збільшують ймовірність виживання особин, підвищують життєздатність.

Модифікації утворюють варіаційний ряд мінливості ознаки в межах норми реакції від найменшого до найбільшого розміру. Причина різних станів (варіацій) пов’язана з впливом різних умов на розвиток ознаки. Щоб знайти межу змінюваності ознаки, визначають частоту зустрічальності кожної варіанти (ознаки) і будують варіаційну криву — графічне відображення характеру мінливості ознаки. Найчастіше трапляються середні значення варіацій. Варіаційний ряд неможливо відобразити за ознаками, що не вимірюються (запах), або за ознаками, які існують у двох варіантах (білий, чорний).

Спадкова мінливість

Мінливість, пов’язана зі змінами в генотипі, називається спадковою. Спадкову мінливість поділяють на комбінативну і мутаційну.

Комбінативна мінливість — поява нових поєднань ознак внаслідок перекомбінації генів. Джерелом комбінативної мінливості є статевий процес; випадкове поєднання (комбінація) негомологічних хромосом під час мейозу і, як наслідок, незалежне успадкування ознак; рекомбінація генів у результаті кросинговеру. Комбінативна мінливість визначає різноманітність особин і є необхідною для виду у процесі пристосування його до умов середовища.

Мутаційну мінливість спричиняє виникнення мутацій (від лат. mutatio — зміна) — змін генетичного матеріалу, що передаються з покоління в покоління.

Властивості мутацій:

1) виникають раптово, стрибкоподібно в окремих особин у популяції;

2) успадковуються, тобто передаються з покоління в покоління;

3) виникають неспрямовано — мутувати може будь-який локус, що спричиняє зміну як незначних, так і життєво важливих ознак;

4) можуть бути шкідливими, нейтральними та корисними; домінантними та рецесивними.

За характером зміни фенотипу розрізняють біохімічні, фізіологічні, анатомо-морфологічні мутації.

За ступенем впливу на життєздатність мутації поділяються на корисні, нейтральні і шкідливі. Корисні підвищують життєздатність, нейтральні її не зменшують. Шкідливі є летальними і спричиняють загибель організму ще на стадії ембріонального розвитку.

Здебільшого мутації шкідливі, тому що ознаки в нормі є результатом добору й адаптують організм до середовища існування. Мутація завжди змінює адаптацію. Ступінь її корисності або шкідливості визначається часом. Якщо мутація допомагає організму краще пристосуватися, дає новий шанс вижити, то вона «підтримується» добором і закріплюється в популяції.

За характером змін генотипу мутації поділяються на такі види.

1) Генні (точкові) мутації — зміни нуклеотидної послідовності ДНК в межах одного гена внаслідок помилки репликації призводять до змін в амінокислотній послідовності кодованого геном білка і розвитку аномальної ознаки. Результатом генної мутації в людини є такі захворювання, як серпоподібноклітинна анемія, фенілкетонурія, дальтонізм, гемофілія.

2) Хромосомні мутації, або хромосомні перебудови, — зміни в структурі хромосом. Основні типи хромосомних мутацій:

— делеція — втрата ділянки хромосоми;

— транслокація — перенесення частини хромосом на іншу негомологічну хромосому (екстрахромосомні транслокації), як результат — зміна групи зчеплення генів; перенесення у межах однієї хромосоми (інтрахромосомні);

— інверсія — поворот ділянки хромосоми на 180°;

— дуплікація — подвоєння набору генів у певній ділянці хромосоми.

Хромосомні мутації призводять до зміни генів і мають значення для еволюції виду.

3) Геномні мутації — зміни кількості хромосом у клітині, поява зайвої або втрата хромосоми в результаті порушень розходження хромосом до полюсів клітини під час мейозу та мітозу. Кратне збільшення кількості хромосом називається поліплоїдією (3n, 4n тощо). Цей вид мутації часто трапляється в рослин. Багато культурних рослин є поліплоїдними відносно диких предків.

Анеуплоїдія — збільшення кількості хромосом на одну-дві. У тварин призводить до аномалій розвитку або загибелі організму. У людини трисомія по 21-й парі хромосом (2n+1) спричиняє синдром Дауна.

Мутації можуть спричинятися дією мутагенних чинників: радіації, рентгенівських, ультрафіолетових променів, хімічних речовин, теплових впливів.

Закон гомологічних рядів спадкової мінливості М. І. Вавилова. Радянський учений-біолог М. І. Вавилов установив закономірність виникнення мутацій у близькоспоріднених видів: «Генетично близькі роди і види характеризуються подібними рядами спадкової мінливості з такою правильністю, що, знаючи ряд форм у межах одного виду, можна передбачати наявність таких самих форм в інших видів і родів».

Закон дає можливість передбачати характер мінливості у близькоспоріднених видів, що має значення в селекції.