38. Мінливість організмів та її форми. Модифікаційна мінливість та її характеристики.
Мінливість - здатність живих організмів набувати нових ознак, відмінних від предків і їхніх станів у процесі індивідуального розвитку.
Мінливість, як і спадковість, важлива властивість організму. Здатність організму змінюватися під впливом навколишнього середовища адаптує його до середовища. Мінливість є результатом взаємодії генотипу та середовища. Розрізняють дві форми мінливості:
Мінливість, не пов'язана зі зміною генотипу, яка виникає в організмів під впливом умов середовища і утворює різноманітні фенотипи, називається модифікаційною.
М
одифікаційна
мінливість - мінливість, що характеризується
зміною фенотипу під дією умов навколишнього
середовища. Зміни у більшості випадків
носять адаптивний характер. Модифікаційна
мінливість зумовлена реакцією генотипу
на навколишнє середовище - нормою
реакції. Норма реакції — межа
мінливості ознаки, зумовлена генотипом.
Успадковується не ознака, а норма
реакції. Вона буває широкою, тобто
змінюється у великому діапазоні, та
вузькою.
Норма реакції |
Для яких ознак |
Вузька |
Характерна для ознак, що мають першочергове значення для нормального перебігу процесів життєдіяльності |
Широка |
Ознаки не мають дуже великого значення для життєдіяльності. |
Постійна |
Ознаки не мають особливого значення для життєдіяльності організму. |
Модифікації утворюють варіаційний ряд мінливості ознаки в межах норми реакції від найменшого до найбільшого розміру. Причина варіацій пов'язана з впливом різних умов на розвиток ознаки. Щоб знайти межу змінюваності ознаки, визначають частоту зустрічальності кожної ознаки) і будують варіаційну криву. Варіаційна крива — графічне відображення характеру мінливості ознаки. Середні величини варіаційного ряду зустрічаються часто, що відповідає середньому значенню ознаки.
Основні характеристики модифікаційної мінливості:
Зміни не успадковуються і мають фенотиповий характер.
Зміни, як правило, пристосувальні і виявляються у багатьох особин в популяції, тобто носять масовий характер.
Зміни носять поступовий характер. Вони адекватні змінам умов середовища - ступінь інтенсивності модифікації залежить від інтенсивності та тривалості дії чинника.
Зміни можуть зникати за умови що припиняється дія факторів, які їх викликали.
Модифікації, які виникли на ранніх етапах онтогенезу можуть успадковуватись і зберігатись протягом усього життя;
Зміни сприяють виживанню особин, підвищують життєздатність і спричинять утворення модифікацій.
39. Мінливість організмів та її форми. Мутаційна мінливість. Мутагени. Класифікація мутацій.
Мінливість — здатність живих організмів набувати нових ознак, відмінних від предків і їхніх станів у процесі індивідуального розвитку.
Мінливість, як і спадковість, важлива властивість організму. Здатність організму змінюватися під впливом навколишнього середовища адаптує його до середовища. Мінливість є результатом взаємодії генотипу та середовища. Розрізняють дві форми мінливості:
Мінливість, яка пов'язана зі зміною генотипу, називається спадковою. Є два види спадкової мінливості: комбінативна і мутаційна.
Мутаційна мінливість - спадкові зміни, які виникають у генетичному матеріалі організму. Мутації - нові зміни в генотипі, тоді як комбінації - нові поєднання батьківських генів у зиготі. Поняття «мутація» вперше ввів Г. де Фріз. І провів перші дослідження цього процесу. Здатність утворювати мутації є характерною особливістю усіх живих організмів.
Характеристика мутацій:
Змінюють генотип і успадковуються.
Мають стрибкоподібний та індивідуальний характер. Виникають в окремих особин у популяції.
Неадекватні до умов середовища і є нейтральними, корисними чи шкідливими.
Можуть призвести до утворення нових ознак, популяцій або загибелі організму.
Мутації, зазвичай, рецесивні, тому що домінантні виявляються відразу ж і легко «відкидаються» добором.
Класифікація мутацій: За місцем виникнення:
Г енеративні мутації – це мутації, що виникають у статевих клітинах.
Соматичні мутації – це мутації, що виникають у соматичних (диплоїднх клітинах)
Залежно від впливу на життєдіяльність:
Летальні мутації – мутації які призводять до летальних наслідків.
Сублетальні мутації – наслідки що призводять до виникнення каліцтв, зменшення тривалості життя.
Залежно від зміни генетичного апарату:
Генні (або точкові) мутації — зміна (додавання, випадання, перестановка) нуклеотидів в одному гені в молекулі ДНК, що призводить до утворення аномального гена, а отже, аномальної структури білка і розвитку аномальної ознаки.
Результатом генної мутації в людини є такі захворювання як серпоподібноклітинна анемія, фенілкетонурія, дальтонізм, гемофілія. Внаслідок генної мутації виникають нові алелі генів, що має значення для еволюційного процесу. Генні мутації у соматичних клітинах можуть зумовлювати появу клітин, для яких властива підвищена швидкість поділу.
Хромосомні мутації — структурні зміни хромосом, хромосомні перебудови. Хромосомні мутації призводять до зміни функціонування генів і мають значення для еволюції виду. Основні типи хромосомних мутацій:
делеція — втрата ділянки хромосоми;
транслокація — перенесення частини хромосом на іншу негомологічну хромосому, як результат — зміна групи зчеплення генів;
інверсія — обертання ділянки хромосоми на 180°;
д уплікація — подвоєння генів у певній ділянці хромосоми.
Геномні мутації — зміни кількості хромосом у клітині, поява зайвої або втрата хромосоми в результаті порушень під час мейозу.
Анеуплоїдія виражається у набутті або втраті однієї з хромосом. Її причиною є нерозходження хромосом під час мейозу. Зиготи, в яких кількість хромосом менша від норми, як правило, не розвиваються. Але зиготи із збільшеним набором хромосом можуть розвинутись у дорослий організм. Зазвичай це супроводжується значними аномаліями у будові та життєдіяльності організму. Типовим прикладом анеуплодії є синдром Дауна.
В результаті поліплоїдії кількість хромосом кратно збільшується. Поліплоїдія характерна переважно для рослин. Поліплоїдні рослини більш крупні, плодовиті, стійкіші до захворювань. Поліплоїдія може виникати як природнім, так і штучним шляхом, у результаті селекційної роботи.
Мутації можуть бути отримані штучно за допомогою радіації, рентгенівських, ультрафіолетових променів, хімічних агентів у результаті теплових впливів. Мутагени - чинники, що викликають стійкі спадкові зміни - мутації. Мутагенами можуть бути різні чинники, що викликають зміни в структурі генів, змінюють структуру і кількість хромосом. За походженням мутагени класифікують на ендогенні, що утворюються в процесі життєдіяльності організму і екзогенні — всі інші фактори, в тому числі і умови навколишнього середовища.
Для всіх мутагенних факторів не існує нижнього порогу їхньої дії, тобто такої межі зниження інтенсивності, після якої вони неспроможні спричиняти мутації. Ця властивість мутагенів має важливе теоретичне і практичне значення, оскільки свідчить про те, що генотип організмів необхідно захищати від усіх мутагенних факторів, якою б низькою не була інтенсивність їхньої дії. Живі організми здатні певним чином захищати свої гени від мутацій. Приміром, більшість амінокислот закодована не одним, а кількома триплетами; багато генів у генотипі повторюють один одного. Змінені внаслідок мутацій ділянки молекули ДНК можуть видалятися за допомогою ферментів: утворюються два розриви, змінена ділянка видаляється, а на її місце вбудовується інша з притаманною цій частині молекули послідовністю нуклеотидів.
Мутації є основним джерелом спадкової мінливості - одного з факторів еволюції організмів. Завдяки мутаціям з'являються нові алелі (їх називають мутантними). Більшість мутацій шкідлива для живих істот, оскільки вони знижують їхню пристосованість до умов існування. Проте нейтральні мутації за певних змін середовища існування можуть виявитися корисними для організмів.
Мутації широко застосовують у селекції рослин і мікроорганізмів, оскільки вони дають змогу збільшити різноманітність вихідного матеріалу і тим самим підвищити ефективність селекційної роботи. Використовують мутації і для розроблення генетичних методів боротьби з шкідниками сільського і лісового господарств, кровосисними комахами.