Изменчивость. Наследственность – свойство живых организмов сохранять и передавать потомству особенности своего строения и развития с помощью генов.

Наследственность – свойство живых организмов сохранять и передавать потомству особенности своего строения и развития с помощью генов.

Связь между поколениями осуществляется при размножении через гаплоидные или диплоидные клетки.

Ведущая роль в наследственности принадлежит хромосомам, способным к самоудвоению и формированию с помощью генов всего комплекса характерных для вида признаков.

Изменчивость(по Дарвину) – это процесс возникновения новых особенностей, приводящий к развитию различий между особями. Благодаря изменчивости отдельных особей популяция оказывается разнородной.

Ч. Дарвин указывает, что форма и характер изменений определяются внешними факторами (температура, свет, влажность, пища и т. п.) и природой самого организма. Воздействие среды может изменить наследственную природу половых клеток развивающегося зародыша, взрослого организма скрещиванием различных форм (появление у гибридов несвойственных исходным формам), изменением, обусловленным коррелятивной зависимостью частей организма (длина клюва и языка у птиц), функциональным направлением органов (упражнением и неупражнением).

Существует две основные формы изменчивости: фенотипическая, или ненаследственная и генотипическая, или наследственная. В настоящее время выделяют дополнительно онтогенетическую изменчивость.

Фенотипическая изменчивость – массовая изменчивость, когда все организмы одной породы или сорта под влиянием определенных причин изменяются одинаково (рост зависит от количества пищи, толщина кожи и волосистость – от климата).

Примером фенотипической изменчивости является модификационная изменчивость – это фенотипическое выражение вида в изменяющихся условиях среды, при этом наследуются не признаки и свойства, а способность изменяться соответствующим образом при определенных условиях среды. В связи с этим модификации всегда носят приспособительный характер (белокочанная капуста в жарких странах не образует кочана). С течением времени модификации могут стать наследственными.

Спектр модификационной изменчивости определяется нормой реакции (пределы, в которых возможно изменение признака).

Модификационная изменчивость характеризуется рядом особенностей:

1. Затрагивает только фенотип особи.

2. Определяется условиями существования.

3. Имеет групповой характер, сходные изменения, происходящие в соответствии с действием факторов среды и нормой реакции.

4. Обычно имеет приспособительный характер.

5. Изменения носят постепенный характер, в большинстве они обратимы (при устранении модифицирующего фактора).

Морфозы – это ненаследственные изменения, возникающие в результате действия факторов среды, выходящих за нормы реакции и приводящие к патологически неадаптивным признакам.

Морфозам свойственно следующее:

1) имеют резко выраженные уклонения в строении особи по сравнению с ее родителями;

2) не имеют приспособительного характера;

3) характеризуются ненаследственной индивидуальной изменчивостью.

Морфозы бывают:

− хемоморфозы – изменения под действием химических агентов;

− радиморфозы – изменения под действием различных видов облучения и др.

Онтогенетическая изменчивость – это отражение реализации закономерных изменений в ходе индивидуального развития организма. При этом генотип особи остается неизменным, однако все онтогенетические изменения детерминированы и предопределены генетическими факторами.

Наследственная изменчивостьвключает в себя комбинативную и мутационную изменчивости.

Комбинативная изменчивость – изменчивость, обусловленная генетической рекомбинацией, происходящей во время мейоза и приводящей к появлению у потомков новых комбинаций генов и признаков. Такая изменчивость является главным источником наблюдаемого генетического разнообразия живого мира.

Источником комбинативной изменчивости являются:

· рекомбинация генов при кроссинговере;

· независимое расхождение хромосом в мейозе;

· случайные сочетания гамет при оплодотворении.

При половом размножении возникает новая система взаимодействующих генов, в результате у потомков проявляются новые признаки и свойства (например, опыты Г. Менделя по моногибридному скрещиванию гороха с желтыми и зелеными семенами). При скрещивании могут появиться признаки, отсутствующие у родителей.

Значение комбинативной изменчивости:

· стимулирует возникновение новых наследственных изменений;

· повышает генетическое и фенотипическое многообразие потомства;

· повышает жизнеспособность потомства;

· нейтрализует вредное влияние мутаций.

Другой пример наследственной изменчивости – это мутационная изменчивость, которая обусловлена качественными и количественными изменениями генотипа.

Мутациям присущи следующие особенности:

1) они постоянно возникают в природе;

2) носят направленный характер, т. е. неадекватны среде;

3) проявление их зависит от генотипического фона и воздействия внешней среды;

4) являются наследственными изменениями;

5) представляют элементарный эволюционный материал.

В целомгенотипическая изменчивость служит лишь материалом для отбора. Элементарный же эволюционный процесс начинается лишь тогда, когда тот или иной наследственный признак начинает распространяться, захватывая господствующее положение в популяциях и занимая ареал, отличный от ареала вида в целом. В результате этого формируется фенотипическая и генотипическая непохожесть пространственно разобщенных популяций одного вида или географическая изменчивость. В этом случае признаки и фенотипы изменяются в разных частях ареала вследствие смены условий обитания – из-за изменения направлений естественного отбора.

Популяции из поколения в поколение подвергаются непрерывному отбору условиями обитания на максимальную приспособленность к условиям того участка ареала, той экосистемы, в которой популяция существует. Чем больше пространственное разобщение между сравниваемыми популяциями, тем больше они различаются частотой признаков, тем значительнее различаются популяции фенообликом.

Географически удаленные или изолированные популяции (или группы популяций) имеют настолько изменившуюся частоту встречаемости признаков и настолько специфический набор их, что они определяются как географические популяции, или подвиды. Особенно это характерно для видов, имеющих обширный ареал. В таком случае вид состоит из системы отдельных викарирующих (от лат. vicarius – замещающий) географических популяций. Так, например, в ареале шмеля полевого, обитающего в Европе, выделено 25 географических популяций.

Рассматривая все формы изменчивости Дарвин указывает, что для эволюционного процесса очень важна наследственная изменчивость, которая является первичным материалом для образования новых сортов и пород.