Det er fantastisk, men hvert minut bliver individer med en unik, unik genetisk makeup født på Jorden. Dette skyldes en vis arvelig variation, hvis værdi er stor nok til den evolutionære udvikling af ikke kun en separat klassifikationsenhed, men hele verden som helhed. Lad os se, hvad arvelig variabilitet er, hvilke love den adlyder, og hvordan det påvirker fylogeni.
Definition
Eksempler på arvelig variabilitet er visse kombinationer af forældrenes genetiske materiale eller forskellige mutationsprocesser under dannelsen af zygoten. For det meste skyldes det unikke ved genotypen af forskellige organismer divergensen af gener i en tilfældig rækkefølge under meiose.
Ikke-arvelig variation
Det er værd at bemærke, at ud over arvelig variabilitet spiller ikke-arvelig variabilitet også en vigtig rolle i en organismes ontogeni. Hun erdannes under påvirkning af miljøet, livsstil og andre faktorer, der ikke er relateret til ændringer i genotypen. Dette er netop hovedforskellen mellem arvelig og ikke-arvelig variation.
Mutationsformularer
Et eksempel på arvelig variabilitet, udover kromosomernes uafhængige bevægelse i embryoets udvikling, kan også være en bestemt form for mutation, der skyldes visse faktorer. Lad os se på hver af formularerne separat.
Kombinativ
Kombinativ variabilitet er en af de vigtigste løftestænger for udviklingen af en bestemt art. Det er permanent og forekommer over alt. Det er takket være denne type variation, at der er sådan noget som det unikke ved hvert individ inden for en art.
Kombinationsvariabilitet er mulig på grund af fænomener som:
- uafhængig divergens af elementære genetiske strukturer - kromosomer, i processen med meiotisk celledeling;
- fusion af kønsceller tilfældigt under direkte befrugtning;
- udveksling af genetisk materiale i færd med et sådant fænomen som krydsning.
Kombinativ variabilitet er således den vigtigste funktionelle enhed, der sikrer det unikke i det genetiske apparat for hvert individ separat.
Mutational
Mutationel variabilitet er også en integreret del af arvelige processer. Ændringer kan tage form af en nyttig unik egenskab hos det udviklende individ, ogkan være så ubetydelige, at de slet ikke opdages og er neutrale i forhold til organismen.
Men mutationer er ofte negative og viser sig i form af eventuelle afvigelser, forstyrrelser i kroppens normale funktion, sygdomme. Faren for negative ændringer ligger i, at de, når de først er fastgjort i genotypen, kan nedarves.
Mutationer kommer også i forskellige lokaliseringer. På dette grundlag er de opdelt i somatiske og generative. De påvirker forskellige niveauer af det genetiske apparat, som klassificerer dem som kromosomale, gen eller genomiske.
Eksempler
Eksempler på arvelig variation er meget forskellige og findes ofte i hverdagen. En af de mest elementære manifestationer af denne type variabilitet er, at barnet i nogle henseender kan være meget lig forældrene. For eksempel at arve moderens mørke hår og faderens ansigtstræk. Dette er et eksempel på kombinativ variabilitet. Men det er værd at overveje, at selv med en stærk lighed vil afkommet ikke være en nøjagtig kopi af forældrene, både i fænotypisk og især i genotypisk henseende.
Et andet eksempel på arvelig variabilitet er fænomenet seksfingerhed, som er resultatet af en uforudset mutation. Eller sådan en ubehagelig sygdom som phenylketonuri, der viser sig i form af en krænkelse af aminosyremetabolismen.
Homologisk serie
En af de videnskabsmænd, deraktivt engageret i undersøgelsen af et sådant fænomen som arvelig variabilitet, var N. I. Vavilov.
Han overvejede den såkaldte homologiske serie af arvelig variabilitet, som var nogle analoger i biologien af den homologiske serie af organiske forbindelser.
Ved at kende visse mønstre, er det muligt at beregne træk ved arv hos arter, der har disse serier. På dette grundlag blev en af de grundlæggende love dannet, der fortolker arvemønstrene, som kaldes loven om homologe serier af arvelig variabilitet. I øjeblikket bruges denne lov aktivt i genetik.
Loven om arvelig variabilitet
Denne lov, formuleret ud fra teorien om homologe serier, lyder sådan her: slægter og arter, der har et lignende genetisk apparat, er forskellige i rækken af variabilitet i visse parametre. Baseret på dette kan vi konkludere, at ved at kende nogle former inden for en bestemt art, kan man forudsige tilstedeværelsen af de samme former i lignende arter.
N. I. Vavilov forstærkede loven om homologiske serier af arvelig variabilitet med en bestemt formel til beregning.
Konsekvenser af loven
Denne lov, formuleret af N. I. Vavilov, bidrager i høj grad til fortolkningen af træk ved organismers udvikling.
Så for eksempel, baseret på det, kan vi konkludere, at hos arter, der ligner hinanden i deres genetiske apparat og har en fælles oprindelse, kan der forekomme omtrent de samme mutationsprocesser. Udover,videnskabsmænd, som et resultat af mange års forskning, har fastslået, at selv så store klassifikationsenheder som klasser kan opleve den såkaldte parallelisme baseret på tilstedeværelsen af homologe serier.
Det er også værd at bemærke, at sådanne fænomener ikke kun er typiske for de højere klasser af levende organismer, men for de simpleste.
Arvelige sygdomme
Men som nævnt ovenfor har arvelig variabilitet ikke altid en positiv effekt for et bestemt individ og dets efterkommere. For eksempel kan forskellige former for mutationer eller ikke-standard adfærd af gener i processen med undfangelse og udvikling af embryoet føre til afvigelser i udviklingen af et individ af varierende grader af kompleksitet. Overvej nogle typer genetiske sygdomme.
Så arvelige sygdomme kan opdeles i:
- Kromosomal. Disse afvigelser opstår som følge af visse ændringer i kromosomerne. Det kan både være en ændring i mængden og selve strukturen. Downs syndrom betragtes som den mest almindelige sygdom i denne gruppe. Børn, der lider af dette syndrom, er forskellige i dets sværhedsgrad, men med passende korrigerende og medicinsk behandling kan de blive fuldt socialiserede og uafhængige i fremtiden.
- Genomisk. Mutationer af denne type, der påvirker hele genomet, forekommer sjældnere og fører næsten altid til døden hos især dyr og mennesker. Et eksempel på en sådan sygdom er Shereshevsky-Turners syndrom. Mennesker med dette syndrom, foruden mange andretegn er karakteriseret ved dårligt ment alt helbred og milde eller udslettede seksuelle karakteristika.
- monogen. Disse sygdomme er baseret på en mutation i et bestemt gen. Det kan være enten dominant eller recessivt. Nogle mutationer er kønsbundne, nogle er autosomforbundne.
Arvelig variation i evolution
Variabilitet er den vigtigste og meget vigtige egenskab ved levende organismer til at undergå ændringer i fylogeneseprocessen. Uden en sådan egenskab, der giver dig mulighed for at bevare det unikke ved det genetiske materiale og tilpasse sig karakteristikaene i et bestemt miljø, ville enhver organisations organismer være dømt til døden.
På grund af arvelig variation er der en så vigtig faktor i evolution som naturlig udvælgelse. Det er netop fordi hvert individ er unikt i sine genotypiske og fænotypiske egenskaber, at antallet er reguleret i naturen, men samtidig er det fortsat muligt at undgå fuldstændig forsvinden af en eller anden klassifikationsenhed.
Værdien af arvelig variation er uvurderlig for den evolutionære proces. Det er trods alt dette vigtigste træk ved organismer af enhver kompleksitet og klassificering, der tillader et sådant fænomen som artsdiversitet at eksistere. Arvelig variabilitet har også stor betydning for artens overlevelse. Konstant skiftende egenskaber i miljøet tvinger organismer til at tilpasse sig de eksisterende forhold. Uden denne eller hin afspejling i genotypen ville dette være umuligt ogførte til artens udryddelse.
