Еще в ранней молодости Ч.Дарвин обращал внимание на множество различий между живыми организмами. Его интересовало такое разнообразие как сортов культурных растений и пород животных, так и диких видов растений и животных. В результате своих исследований он пришел к такому заключению, что живые организмы изменяются, в основном под воздействием окружающей среды. Ученый постарался привести достаточно доказательств для подтверждения своих предположений. 

 

Ч.Дарвин в результате наблюдений и исследований пришел к выводу, что организм развивается в результате взаимодействия наследственных признаков и факторов среды обитания. Это становится причиной для возникновения разных изменений.

 

Изменчивостью называется общее свойство организмов приобретать новые признаки или различия между особями одного вида. Ч.Дарвин выяснил причины изменчивости и выделил две ее формы:

 

Ненаследственная или модификационная изменчивость. Известно, что у особей одного вида, живущих в разных условиях, проявляются некоторые отличия. Например, крона у растущей в лесу сосны формируется только наверху, а у сосны на открытом месте развиваются также и боковые ветви. Несмотря на принадлежность к одному виду, растения, произрастающие в благоприятных и неблагоприятных условиях, отличаются друг от друга. Белокочанная капуста не образует кочан при выращивании в странах с жарким климатом. Если у гималайского кролика выбрить на спине шерсть и приложить лед, то на этом месте вырастет черная шерсть.

 

Формирование разных фенотипов у особей с одинаковым генотипом под влиянием условий окружающей среды называется модификационной изменчивостью. Нетрудно заметить такую изменчивость у культурных растений, выращиваемых человеком. При размножении черенками от одного растения у полученных особей не наблюдается полное сходство. Причинами такого явления могут быть разная степень освещенности этих растений, влияние структуры почвы, обеспеченность водой и минеральными веществами, наличие сорняков и т.д. Такие изменения не затрагивают генотип и не передаются по наследству. Пределы модификационной изменчивости признака называются нормой реакции.

 

Изменчивость количественных и качественных признаков у организмов не одинакова. У коров удойность молока значительно зависит от количества корма. Жирность молока невозможно повысить, увеличивая количество корма. Однако на жирность молока влияет состав корма. Наблюдения показали, что количество или качество корма не смогут изменить окраску шерсти животного. Только, как уже было сказано выше, на примере гималайских кроликов, у которых под действием холода вместо белой шерсти вырастает черная, можно убедиться, что и окраска шерсти тоже может измениться под влиянием внешних факторов. Таким образом, количество молока у крупного рогатого скота имеет широкую норму реакции, а окраска шерсти - узкую.

 

Модификационная изменчивость признака в пределах нормы реакции образует вариационный ряд данного признака. Каждый член вариационного ряда называется вариантой. Количество вариант со средними значениями больше, чем с крайними в начале и конце вариационного ряда.

 

Для того, чтобы найти среднее значение признака, применяется следующая формула:

 

M = Σ(V⋅P)
n

M - среднее значение

P - частота встречаемости варианты

V - варианта

Σ - знак суммы

n - общее количество вариант

 

 

 

Особенности модификационной изменчивости:

не изменяет генотип;
не передается по наследству;
обеспечивает приспособление вида;
протекает постепенно;
обеспечивает сохранение вида;
имеет групповой характер.

 

Наследственная изменчивость. Несмотря на то, что Ч.Дарвин изучил наследственную изменчивость, ему были неизвестны причины и механизм ее возникновения.

 

Однако он выявил значительную роль наследственной изменчивости в эволюции, и неоднократно отмечал, что изменчивость зависит не только от внешних условий. У живущих в одинаковых условиях и имеющих одних и тех же родителей особей могут проявиться как мелкие, так и резкие, значительные изменения.

 

Изменчивость, вызванная изменением генотипа, называется наследственной.

 

Мутации являются одним из видов наследственной изменчивости. Причиной мутаций являются какие-либо изменения в хромосомах и генах. Мутации иногда могут быть мелкими, едва заметными.

 

Некоторые мутации приводят к таким значительным изменениям, что люди могут их использовать для получения новых сортов растений или пород животных. К примеру, так были получены коротконогая порода овец анкон, коротконогая порода собак такса, земляника с яйцевидной формой листьев, деревья с раскидистой и пирамидальной кроной и т.д.

 

Понятие о мутациях впервые в науку ввел голландский ботаник Гюго де Фриз. В популяции растения энотера (ослинник) он обнаружил особей с резко отличающимися по форме листьями. Признаки таких растений передавались потомству. Такие изменения Г.де Фриз назвал мутациями.

 

Мутация - это изменение генотипа под влиянием факторов внешней или внутренней среды. Большинство мутаций являются вредными для организма. Существуют и смертельные мутации. Чаще всего такие мутации определяются рецессивными генами. По характеру изменений в генотипе мутации делятся на несколько видов.

 

Хромосомные мутации. Эти мутации связаны с изменениями в строении хромосом. Они разнообразны и выявляются под микроскопом.

 

Геномные мутации. Эти мутации происходят в результате изменения количества хромосом. Различают две формы таких мутаций:

 

Анеуплоидия связана с некратным изменением количества хромосом. Например, при синдроме Дауна 2n=47, синдроме Шерешевского-Тернера 2n=45. Эти отклонения возникают из-за нарушения нормального расхождения хромосом в процессе мейоза.

 

Полиплоидия - это кратное изменение количества хромосом в хромосомном наборе. Полиплоидия широко распространена среди растений. У животных встречается редко. У триплоида набор хромосом составляет Зn, у тетраплоида - 4n.

 

Генные мутации. Эти мутации называют также точковыми. Их невозможно обнаружить под световым микроскопом, так как они связаны с изменением последовательности нуклеотидов в ДНК. При изменении последовательности нуклеотидов в ДНК меняется последовательность аминокислот, что приводит к синтезу иного белка. Во многих случаях мутантный ген теряет свою активность.

 

Следовательно, не происходит синтез соответствующих иРНК и белка. Генные мутации приводят к появлению новых аллелей, что играет большую роль в эволюции.

 

Соматические мутации. Соматические мутации происходят в некоторых соматических клетках организма. У растений и животных они не передаются половым путем, но могут передаваться у растений при вегетативном размножении.

 

В настоящее время существуют методы получения и увеличения частоты мутаций. Под действием лучей Рентгена, ионизирующих лучей, температурного воздействия, газового режима, изменения влажности и других факторов повышается частота мутаций. В настоящее время частоту мутаций можно увеличить в 150 раз.

 

 

19.12.2022