Изменчивость, ее значение в онтогенезе и эволюции.

 

Изменчивость — свойство всех живых организмов приобретать новые признаки. Выделяют:

— Наследственную или генотипическую изменчивость

— Ненаследственную или модификационную изменчивость.

В рамках наследственной изменчивости выделяют:

— Мутационную изменчивость

— Комбинативную изменчивость

Модификационная изменчивость — это изменения признаков организмов, не обусловленные изменениями генотипа и возникающие под влиянием факторов внешней среды.

Модификации — это варианты фенотипа в пределах нормы реакции генотипа и представляют собой изменения, приобретаемые в ходе онтогенеза. Таким образом возможность модификаций определяется генотипом

Комбинативная изменчивость — изменчивость, которая возникает вследствие рекомбинации генов во время слияния гамет.

■ Основой комбинативной изменчивости является рекомбинация генетического материала

■ Общая (гомологичная) рекомбинация -происходит между гомологичными последовательностями ДНК (рекомбинация между гомологичными хроматидами в мейозе в процессе кроссинговера)

■ Сайт-специфичная рекомбинация — рекомбинация между молекулами ДНК, имеющими небольшие участки гомологии

Мутационная изменчивость — изменчивость, вызванная действием на организм мутагенов, вследствие чего возникают мутации (реорганизация репродуктивных структур клетки). Мутагены бывают физические (радиационное излучение), химические (гербициды) и биологические (вирусы).

■ Соматические мутации — это изменения наследственного характера в соматических клетках, возникающих на разных этапах развития особи. Они часто не передаются по наследству, а остаются, пока живет организм потерпевший мутационное воздействие.

■ Генеративные мутации, возникающие в половых клетках многоклеточных организмов, не влияют на признаки особи, у которой произошла мутация, а обнаруживаются только у потомков, начиная со следующего поколения.

■ Хромосомные болезни — наследственные заболевания, обусловленные изменением числа или структуры хромосом.

■ Генные болезни — это большая группа заболеваний, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена.

Изменчивость можно рассматривать как реакции организма на условия внешней среды, в которой проходило развитие организма. Она - двигатель эволюции - в этом и заключается ее значение.

 

Модификационная изменчивость, ее характеристика. Норма реакции.

 

Модификационная изменчивость

Модификации. Модификациями называют изменения фенотипа, вызванные влиянием окружающей среды и не связанные с изменениями генотипа. При этом возникшее конкретное модифицированное изменение признака не наследуется, но диапазон такой изменчивости, или норма реакции, генетически детерминирована и наследуется. Модификации сохраняются лишь на протяжении жизни данного организма.

Модификационной изменчивости подвержены как количественные, так и качественные признаки. Возникновение модификаций связано с тем, что такие важнейшие факторы среды, как свет, тепло, влага, химический состав и структура почвы, воздух, воздействуют на активность ферментов и в известной мере изменяют ход биохимических реакций, протекающих в развивающемся организме.

 

Примерами модификационной изменчивости у человека могут служить усиление пигментации кожи (загар) под влиянием ультрафиолетовых лучей, мощное развитие костно-мышечной системы в результате физических нагрузок и т. д. К модификационной изменчивости следует отнести также и явление физиологического гомеостаза — способности организмов противостоять колеблющимся условиям среды путем приспособительного реагирования. Так, у человека при пребывании на разных высотах над уровнем моря вырабатывается неодинаковое количество эритроцитов: в 1 mm^j крови у людей, живущих в местностях на уровне моря, их в два раза меньше, чем у людей, живущих высоко в горах.

Число эритроцитов растет пропорционально подъему над уровнем моря. Это явление можно легко объяснить, если вспомнить, что главная функция эритроцитов — перенос кислорода отлегких к тканям и углекислого газа от тканей к легким. Увеличение высоты над уровнем моря сопровождается снижением концентрации кислорода в атмосфере, что приводит к недостатку его в тканях. Поэтому насущная потребность в кислороде заставляет человека и животныхадаптивно реагировать путем изменения числа эритроцитов на разных высотах.

Эта реакция обратима: переезд в места, расположенные на уровне моря, приводит к снижению числа эритроцитов в крови.

 

 

Мультифакториальный принцип формирования фенотипа. Значение условий среды для экспрессивности и пенетрантности генов. Фенокопии.

Признаки, проявление которых зависит от многих генов, в большей степени подвержены влиянию экзогенных факторов. Такие признаки являются мультифакториальными - при этих условиях формирования фенотипа происходит путем взаимодействия наследственности и среды, генетических и негенетических факторов.

Выделяют три группы мультифакториальных признаков:

●

● Признаки, характеризующиеся постоянными различиями (рост, вес, умственное развитие, и т.д)

●

● Врожденные пороки развития (расщелина нёба, микрогнатия, глоссоптоз, лучелоктевой синостоз, заячья губа и т.д).

●

● Хронические широко распространенные заболевания неинфекционной природы или собственно МФЗ. Сюда относятся: артериальная (эссенциальная) гипертензия, БА, ишемическая болезнь сердца, многие формы рака, псориаз, ревматизм, сахарный диабет I типа, шизофрения и маниакально-депрессивный психоз, и др.

Пенетрантность – частота проявления гена. Определяется по проценту особей в популяции из числа несущих ген, у которых он проявился.

Экспрессивность – степень фенотипического проявления гена как меры силы его действия, определяемая по степени развития признака.

На экспрессивность могут влиять гены – модификаторы и факторы среды. У мутантов с неполной пенентрантностью часто изменяется и экспрессивность. Пенетрантность – явление качественное, экспрессивность количественное.

Фенокопии — изменения фенотипа под влиянием неблагоприятных факторов среды, по проявлению похожие на мутации. Распространенная причина фенокопий у млекопитающих — действие на беременных тератогенов различной природы,нарушающих эмбриональное развитие плода (генотип его при этом не затрагивается). При фенокопиях изменённый под действием внешних факторов признак копирует признаки другого генотипа (например, у человека приём алкоголя во время беременности приводит к комплексу нарушений, которые до некоторой степени могут копировать симптомы болезни Дауна).

 

 

Генотипическая изменчивость, ее формы. Комбинативная изменчивость. Механизмы возникновения и значение.

 

Генотипическая изменчивость - при генотипической изменчивости происходит изменение

наследственного материала и, обычно, эти изменения наследуются.

 

Различают два вида генотипической изменчивости: мутационная и комбинативная.

 

Комбинативная изменчивость - это форма наследственной изменчивости, которая обусловлена ​​возникновением различных сочетаний аллельных генов (рекомбинаций).

 

Механизмы комбинативной изменчивости:

1) независимое расхождение хромосом в анафазу І мейоза.

2) Кроссенговер

3) Случайное слияние гамет

4) Случайный подбор родительских пар

Мутационная изменчивость в основе этой изменчивости лежит изменение структуры гена, хромосомы или изменения числа хромосом.

Мутация – это спонтанное изменение генетического материала. Мутации возникают под действием мутагенных факторов:

А) физических (радиация, температура, электромагнитное излучение);

Б) химических (вещества, которые вызывают отравление организма: алкоголь, никотин, колхицин, формалин);

В) биологических (вирусы, бактерии).

 

Значение комбинативной изменчивости: Распространение в популяции новых наследственных изменений, которые служат материалом для отбора

Материал для получения новых форм в селекции