Είναι καταπληκτικό, αλλά κάθε λεπτό γεννιούνται στη Γη άτομα με μοναδική, μοναδική γενετική σύνθεση. Αυτό οφείλεται σε μια ορισμένη κληρονομική μεταβλητότητα, η αξία της οποίας είναι αρκετά μεγάλη για την εξελικτική ανάπτυξη όχι μόνο μιας ξεχωριστής μονάδας ταξινόμησης, αλλά ολόκληρου του κόσμου ως συνόλου. Ας δούμε τι είναι η κληρονομική μεταβλητότητα, σε ποιους νόμους υπακούει και πώς επηρεάζει τη φυλογένεση.
Ορισμός
Παραδείγματα κληρονομικής μεταβλητότητας είναι ορισμένοι συνδυασμοί του γενετικού υλικού των γονέων ή διάφορες διεργασίες μετάλλαξης κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του ζυγώτη. Ως επί το πλείστον, η μοναδικότητα του γονότυπου των διαφόρων οργανισμών οφείλεται στην απόκλιση των γονιδίων με τυχαία σειρά κατά τη διάρκεια της μείωσης.
Μη κληρονομική μεταβλητότητα
Αξίζει να σημειωθεί ότι εκτός από την κληρονομική μεταβλητότητα, σημαντικό ρόλο στην οντογένεση ενός οργανισμού παίζει και η μη κληρονομική μεταβλητότητα. Αυτή είναισχηματίζεται υπό την επίδραση του περιβάλλοντος, του τρόπου ζωής και άλλων παραγόντων που δεν σχετίζονται με αλλαγές στον γονότυπο. Αυτή είναι ακριβώς η κύρια διαφορά μεταξύ κληρονομικής και μη κληρονομικής μεταβλητότητας.
Μορφές μετάλλαξης
Ένα παράδειγμα κληρονομικής μεταβλητότητας, εκτός από την ανεξάρτητη κίνηση των χρωμοσωμάτων στην ανάπτυξη του εμβρύου, μπορεί επίσης να είναι ένα ορισμένο είδος μετάλλαξης που προκύπτει από ορισμένους παράγοντες. Ας δούμε κάθε μία από τις φόρμες ξεχωριστά.
Συνδυαστικό
Η συνδυαστική μεταβλητότητα είναι ένας από τους κύριους μοχλούς της εξέλιξης ενός συγκεκριμένου είδους. Είναι μόνιμο και εμφανίζεται παντού. Είναι χάρη σε αυτό το είδος της μεταβλητότητας που υπάρχει κάτι όπως η μοναδικότητα κάθε ατόμου μέσα σε ένα είδος.
Η μεταβλητότητα συνδυασμού είναι δυνατή λόγω φαινομένων όπως:
- ανεξάρτητη απόκλιση στοιχειωδών γενετικών δομών - χρωμοσωμάτων, στη διαδικασία της μειοτικής κυτταρικής διαίρεσης;
- σύντηξη γαμετών τυχαία κατά τη διάρκεια της άμεσης γονιμοποίησης;
- ανταλλαγή γενετικού υλικού κατά τη διαδικασία ενός τέτοιου φαινομένου όπως η διασταύρωση.
Έτσι, η συνδυαστική μεταβλητότητα είναι η κύρια λειτουργική μονάδα που διασφαλίζει τη μοναδικότητα του γενετικού μηχανισμού κάθε ατόμου ξεχωριστά.
Mutational
Η μεταλλακτική μεταβλητότητα είναι επίσης αναπόσπαστο μέρος των κληρονομικών διαδικασιών. Οι αλλαγές μπορούν να λάβουν τη μορφή ενός χρήσιμου μοναδικού χαρακτηριστικού του αναπτυσσόμενου ατόμου καιμπορεί να είναι τόσο ασήμαντα που να μην ανιχνεύονται καθόλου και να είναι ουδέτερα σε σχέση με τον οργανισμό.
Συχνά όμως οι μεταλλάξεις είναι αρνητικές και εκδηλώνονται με τη μορφή τυχόν αποκλίσεων, διαταραχών στην κανονική λειτουργία του σώματος, ασθενειών. Ο κίνδυνος αρνητικών αλλαγών έγκειται στο γεγονός ότι, αφού σταθεροποιηθούν στον γονότυπο, μπορούν να κληρονομηθούν.
Επίσης, οι μεταλλάξεις έρχονται σε διαφορετικούς εντοπισμούς. Σε αυτή τη βάση, χωρίζονται σε σωματικά και γενεσιουργά. Επηρεάζουν διαφορετικά επίπεδα της γενετικής συσκευής, η οποία τα ταξινομεί ως χρωμοσωμικά, γονιδιακά ή γονιδιωματικά.
Παραδείγματα
Τα παραδείγματα κληρονομικής μεταβλητότητας είναι πολύ διαφορετικά και απαντώνται συχνά στην καθημερινή ζωή. Μία από τις πιο στοιχειώδεις εκδηλώσεις αυτού του τύπου μεταβλητότητας είναι ότι το παιδί μπορεί να μοιάζει πολύ με τους γονείς από ορισμένες απόψεις. Για παράδειγμα, να κληρονομήσει τα σκούρα μαλλιά της μητέρας και τα χαρακτηριστικά του προσώπου του πατέρα. Αυτό είναι ένα παράδειγμα συνδυαστικής μεταβλητότητας. Αξίζει όμως να ληφθεί υπόψη ότι ακόμη και με μια ισχυρή ομοιότητα, ο απόγονος δεν θα είναι ακριβές αντίγραφο των γονέων, τόσο σε φαινοτυπικό όσο και, ειδικά, σε γονότυπο.
Ένα άλλο παράδειγμα κληρονομικής μεταβλητότητας είναι το φαινόμενο του εξαδάχτυλου, το οποίο είναι αποτέλεσμα μιας απρόβλεπτης μετάλλαξης. Ή μια τέτοια δυσάρεστη ασθένεια όπως η φαινυλκετονουρία, η οποία εκδηλώνεται με τη μορφή παραβίασης του μεταβολισμού των αμινοξέων.
Ομολογική σειρά
Ένας από τους επιστήμονες πουσυμμετείχε ενεργά στη μελέτη ενός τέτοιου φαινομένου όπως η κληρονομική μεταβλητότητα, ήταν ο N. I. Vavilov.
Εξέτασε τις λεγόμενες ομολογικές σειρές της κληρονομικής μεταβλητότητας, οι οποίες ήταν μερικά ανάλογα στη βιολογία της ομολογικής σειράς των οργανικών ενώσεων.
Γνωρίζοντας ορισμένα μοτίβα, είναι δυνατό να υπολογιστούν τα χαρακτηριστικά κληρονομικότητας σε είδη που έχουν αυτές τις σειρές. Σε αυτή τη βάση, διαμορφώθηκε ένας από τους βασικούς νόμους που ερμηνεύει τα πρότυπα κληρονομικότητας, ο οποίος ονομάζεται νόμος της ομόλογης σειράς κληρονομικής μεταβλητότητας. Προς το παρόν, αυτός ο νόμος χρησιμοποιείται ενεργά στη γενετική.
Ο νόμος της κληρονομικής μεταβλητότητας
Αυτός ο νόμος, που διατυπώθηκε στη θεωρία των ομόλογων σειρών, ακούγεται ως εξής: τα γένη και τα είδη που έχουν παρόμοια γενετική συσκευή διαφέρουν ως προς τη σειρά μεταβλητότητας σε ορισμένες παραμέτρους. Με βάση αυτό, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι γνωρίζοντας κάποιες μορφές σε ένα συγκεκριμένο είδος, μπορεί κανείς να προβλέψει την παρουσία των ίδιων μορφών σε παρόμοια είδη.
Ν. Ο I. Vavilov ενίσχυσε τον νόμο της ομολογικής σειράς της κληρονομικής μεταβλητότητας με έναν συγκεκριμένο τύπο υπολογισμού.
Συνέπειες του νόμου
Αυτός ο νόμος, που διατυπώθηκε από τον N. I. Vavilov, συμβάλλει σε μεγάλο βαθμό στην ερμηνεία των χαρακτηριστικών της εξέλιξης των οργανισμών.
Έτσι, για παράδειγμα, με βάση αυτό, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι σε είδη που είναι παρόμοια στη γενετική τους συσκευή και έχουν κοινή προέλευση, μπορούν να συμβούν περίπου οι ίδιες διαδικασίες μετάλλαξης. Εκτός,Οι επιστήμονες, ως αποτέλεσμα πολλών ετών έρευνας, έχουν διαπιστώσει ότι ακόμη και τέτοιες μεγάλες μονάδες ταξινόμησης όπως οι τάξεις μπορούν να βιώσουν τον λεγόμενο παραλληλισμό που βασίζεται στην παρουσία ομόλογων σειρών.
Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι τέτοια φαινόμενα είναι χαρακτηριστικά όχι μόνο για τις ανώτερες κατηγορίες ζωντανών οργανισμών, αλλά και για τους απλούστερους.
Κληρονομικές ασθένειες
Ωστόσο, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η κληρονομική μεταβλητότητα δεν έχει πάντα θετική επίδραση για ένα συγκεκριμένο άτομο και τους απογόνους του. Για παράδειγμα, διάφορα είδη μεταλλάξεων ή μη τυπική συμπεριφορά γονιδίων στη διαδικασία σύλληψης και ανάπτυξης του εμβρύου μπορεί να οδηγήσουν σε αποκλίσεις στην ανάπτυξη ενός ατόμου διαφορετικού βαθμού πολυπλοκότητας. Εξετάστε ορισμένους τύπους γενετικών ασθενειών.
Έτσι, οι κληρονομικές ασθένειες μπορούν να χωριστούν σε:
- Χρωματοσωμικό. Αυτές οι αποκλίσεις συμβαίνουν ως αποτέλεσμα ορισμένων αλλαγών στα χρωμοσώματα. Μπορεί να είναι τόσο αλλαγή στην ποσότητα όσο και στην ίδια τη δομή. Το σύνδρομο Down θεωρείται η πιο κοινή ασθένεια αυτής της ομάδας. Τα παιδιά που πάσχουν από αυτό το σύνδρομο διαφέρουν ως προς τη σοβαρότητά του, αλλά με την κατάλληλη διορθωτική και ιατρική φροντίδα, μπορούν να κοινωνικοποιηθούν πλήρως και να ανεξάρτητα στο μέλλον.
- Γονιδιωματικό. Μεταλλάξεις αυτού του τύπου, που επηρεάζουν ολόκληρο το γονιδίωμα, συμβαίνουν λιγότερο συχνά και σχεδόν πάντα οδηγούν σε θάνατο στα ζώα και ιδιαίτερα στον άνθρωπο. Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας ασθένειας είναι το σύνδρομο Shereshevsky-Turner. Άτομα με αυτό το σύνδρομο, εκτός από πολλά άλλατα σημάδια χαρακτηρίζονται από κακή ψυχική υγεία και ήπια ή εξαφανισμένα σεξουαλικά χαρακτηριστικά.
- Μονογενές. Αυτές οι ασθένειες βασίζονται σε μια μετάλλαξη σε ένα συγκεκριμένο γονίδιο. Μπορεί να είναι είτε κυρίαρχο είτε υπολειπόμενο. Ορισμένες μεταλλάξεις συνδέονται με το φύλο, ορισμένες συνδέονται με αυτόσωμα.
Κληρονομική μεταβλητότητα στην εξέλιξη
Η μεταβλητότητα είναι η κύρια και πολύ σημαντική ιδιότητα των ζωντανών οργανισμών να υφίστανται αλλαγές στη διαδικασία της φυλογένεσης. Χωρίς ένα τέτοιο χαρακτηριστικό που σας επιτρέπει να διατηρείτε τη μοναδικότητα του γενετικού υλικού και να προσαρμόζεστε στα χαρακτηριστικά ενός συγκεκριμένου περιβάλλοντος, οι οργανισμοί οποιουδήποτε οργανισμού θα ήταν καταδικασμένοι σε θάνατο.
Λόγω της κληρονομικής μεταβλητότητας, υπάρχει ένας τόσο σημαντικός παράγοντας στην εξέλιξη όπως η φυσική επιλογή. Ακριβώς επειδή κάθε άτομο είναι μοναδικό στις γονοτυπικές και φαινοτυπικές του ιδιότητες, ο αριθμός ρυθμίζεται στη φύση, αλλά ταυτόχρονα, παραμένει δυνατό να αποφευχθεί η πλήρης εξαφάνιση της μιας ή της άλλης μονάδας ταξινόμησης.
Η αξία της κληρονομικής παραλλαγής είναι ανεκτίμητη για την εξελικτική διαδικασία. Εξάλλου, αυτό το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό των οργανισμών κάθε πολυπλοκότητας και ταξινόμησης είναι που επιτρέπει την ύπαρξη ενός τέτοιου φαινομένου όπως η ποικιλότητα των ειδών. Η κληρονομική μεταβλητότητα έχει επίσης μεγάλη σημασία για την επιβίωση του είδους. Τα διαρκώς μεταβαλλόμενα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος αναγκάζουν τους οργανισμούς να προσαρμοστούν στις υπάρχουσες συνθήκες. Χωρίς αυτή ή εκείνη την αντανάκλαση στον γονότυπο, αυτό θα ήταν αδύνατο καιοδήγησε στην εξαφάνιση του είδους.
