Este uimitor, dar în fiecare minut se nasc pe Pământ indivizi cu o alcătuire genetică unică, unică. Acest lucru se datorează unei anumite variații ereditare, a cărei valoare este suficient de mare pentru dezvoltarea evolutivă nu numai a unei unități de clasificare separate, ci a întregii lumi în ansamblu. Să vedem ce este variabilitatea ereditară, ce legi respectă și cum afectează filogenia.
Definiție
Exemple de variabilitate ereditară sunt anumite combinații ale materialului genetic al părinților sau diferite procese mutaționale din timpul formării zigotului. În cea mai mare parte, unicitatea genotipului diferitelor organisme se datorează divergenței genelor într-o ordine aleatorie în timpul meiozei.
Variabilitatea neereditară
Este de remarcat faptul că, pe lângă variabilitatea ereditară, variabilitatea neereditară joacă, de asemenea, un rol important în ontogeneza unui organism. Ea estese formează sub influența mediului, a stilului de viață și a altor factori care nu au legătură cu modificările genotipului. Aceasta este tocmai diferența principală dintre variabilitatea ereditară și cea neereditară.
Forme de mutație
Un exemplu de variabilitate ereditară, pe lângă mișcarea independentă a cromozomilor în dezvoltarea embrionului, poate fi și un anumit tip de mutație rezultată din anumiți factori. Să ne uităm la fiecare dintre formulare separat.
Combinat
Variabilitatea combinată este una dintre pârghiile principale ale evoluției unei anumite specii. Este permanent și apare peste tot. Datorită acestui tip de variabilitate, există unicitatea fiecărui individ dintr-o specie.
Variabilitatea combinației este posibilă datorită unor fenomene precum:
- divergență independentă a structurilor genetice elementare - cromozomi, în procesul de diviziune celulară meiotică;
- fuziunea aleatorie a gameților în timpul fertilizării directe;
- schimb de material genetic în procesul unui astfel de fenomen precum crossing over.
Astfel, variabilitatea combinativă este principala unitate funcțională care asigură unicitatea aparatului genetic al fiecărui individ separat.
Mutațional
Variabilitatea mutațională este, de asemenea, o parte integrantă a proceselor ereditare. Schimbările pot lua forma unei caracteristici unice utile a individului în curs de dezvoltare șipot fi atât de nesemnificative încât nu sunt detectate deloc și sunt neutre în raport cu organismul.
Dar adesea mutațiile sunt negative și se manifestă sub forma oricăror abateri, tulburări în funcționarea normală a organismului, boli. Pericolul modificărilor negative constă în faptul că, odată fixate în genotip, acestea pot fi moștenite.
De asemenea, mutațiile apar în diferite locații. Pe această bază, ele sunt împărțite în somatice și generative. Ele afectează diferite niveluri ale aparatului genetic, care le clasifică în cromozomiale, gene sau genomice.
Exemple
Exemplele de variabilitate ereditară sunt foarte diverse și adesea întâlnite în viața de zi cu zi. Una dintre cele mai elementare manifestări ale acestui tip de variabilitate este aceea că copilul poate fi foarte asemănător cu părinții în anumite privințe. De exemplu, pentru a moșteni părul întunecat al mamei și trăsăturile faciale ale tatălui. Acesta este un exemplu de variabilitate combinativă. Dar merită luat în considerare că, chiar și cu o asemănare puternică, descendenții nu vor fi o copie exactă a părinților, atât în termeni fenotipici, cât și, mai ales, genotipici.
Un alt exemplu de variabilitate ereditară este fenomenul cu șase degete, care este rezultatul unei mutații neprevăzute. Sau o astfel de boală neplăcută precum fenilcetonuria, care se manifestă sub forma unei încălcări a metabolismului aminoacizilor.
Serii omologice
Unul dintre oamenii de știință careimplicat activ în studiul unui astfel de fenomen precum variabilitatea ereditară, a fost N. I. Vavilov.
El a luat în considerare așa-numita serie omologică a variabilității ereditare, care erau niște analogi în biologia seriei omologice de compuși organici.
Cunoscând anumite modele, este posibil să se calculeze caracteristicile moștenirii la speciile care au aceste serii. Pe această bază s-a format una dintre legile de bază care interpretează tiparele de moștenire, care se numește legea seriei omoloage de variabilitate ereditară. În prezent, această lege este utilizată activ în genetică.
Legea variabilității ereditare
Această lege, formulată pe teoria seriei omoloage, sună astfel: genurile și speciile care au un aparat genetic similar diferă în seria variabilității anumitor parametri. Pe baza acestui fapt, putem concluziona că, cunoscând unele forme dintr-o anumită specie, se poate prezice prezența acelorași forme la specii similare.
N. I. Vavilov a consolidat legea seriei omologice a variabilității ereditare cu o anumită formulă de calcul.
Consecințele legii
Această lege, formulată de N. I. Vavilov, contribuie în mare măsură la interpretarea trăsăturilor evoluției organismelor.
Deci, de exemplu, pe baza acestuia, putem concluziona că la speciile care sunt asemănătoare în aparatul lor genetic și au o origine comună, pot avea loc aproximativ aceleași procese de mutație. În afară de,oamenii de știință, ca rezultat al multor ani de cercetări, au stabilit că chiar și unități de clasificare atât de mari precum clasele pot experimenta așa-numitul paralelism bazat pe prezența serii omoloage.
De asemenea, merită remarcat faptul că astfel de fenomene sunt tipice nu numai pentru clasele superioare de organisme vii, ci și pentru cele mai simple.
Boli ereditare
Cu toate acestea, așa cum sa menționat mai sus, variabilitatea ereditară nu are întotdeauna un efect pozitiv pentru un anumit individ și pentru descendenții săi. De exemplu, diferite tipuri de mutații sau comportament nestandard al genelor în procesul de concepție și dezvoltare a embrionului pot duce la abateri în dezvoltarea unui individ de diferite grade de complexitate. Luați în considerare unele tipuri de boli genetice.
Deci, bolile ereditare pot fi împărțite în:
- Cromozomal. Aceste abateri apar ca urmare a anumitor modificări ale cromozomilor. Poate fi atât o modificare a cantității, cât și a structurii în sine. Sindromul Down este considerată cea mai frecventă boală din acest grup. Copiii care suferă de acest sindrom diferă în ceea ce privește severitatea sa, dar cu îngrijire corectă și medicală adecvată, ei pot fi pe deplin socializați și independenți în viitor.
- Genomic. Mutațiile de acest tip, care afectează întregul genom, apar mai rar și aproape întotdeauna duc la moarte la animale și la oameni în special. Un exemplu de astfel de boală este sindromul Shereshevsky-Turner. Persoanele cu acest sindrom, pe lângă multe altelesemnele sunt caracterizate de sănătate mintală precară și de caracteristici sexuale ușoare sau șterse.
- Monogenic. Aceste boli se bazează pe o mutație a unei anumite gene. Poate fi dominant sau recesiv. Unele mutații sunt legate de sex, altele sunt legate de autozomi.
Variabilitatea ereditară în evoluție
Variabilitatea este principala și foarte importantă proprietate a organismelor vii de a suferi modificări în procesul de filogeneză. Fără o astfel de caracteristică care vă permite să mențineți unicitatea materialului genetic și să vă adaptați la caracteristicile unui anumit mediu, organismele oricărei organizații ar fi sortite morții.
Datorită variabilității ereditare, există un factor atât de important în evoluție precum selecția naturală. Tocmai pentru că fiecare individ este unic în proprietățile sale genotipice și fenotipice, numărul este reglementat în natură, dar, în același timp, rămâne posibil să se evite dispariția completă a uneia sau alteia unități de clasificare.
Valoarea variației ereditare este de neprețuit pentru procesul evolutiv. La urma urmei, această caracteristică cea mai importantă a organismelor de orice complexitate și clasificare este cea care permite existența unui astfel de fenomen precum diversitatea speciilor. Variabilitatea ereditară este, de asemenea, de mare importanță pentru supraviețuirea speciei. Caracteristicile în continuă schimbare ale mediului obligă organismele să se adapteze la condițiile existente. Fără cutare sau cutare reflectare în genotip, acest lucru ar fi imposibil șia dus la dispariția speciei.
