Наследственная изменчивость: виды, примеры и роль в эволюции

Последние заданные вопросы в категории Биология

Биология 20.10.2023 06:47 27 Соколова Ксюша

Чем обусловлено существование четырех групп крови у челоаека

Ответов: 1

Биология 20.10.2023 02:46 10 Онегов Паша

Важнейшим свойством живых организмов,отличающим их от тел неживой природы,являются а)рост; б)спосо

Ответов: 1

Биология 20.10.2023 01:24 16 Ардаширова Ильяна

Какая зерновая культура по происхождению не связана с Азией

Ответов: 2

Биология 20.10.2023 01:05 21 Соколова Полина

К прокариотам не относится 1. бледная спирохета 2. кишечная палочка 3. палочка Коха 4. трипаносома

Ответов: 2

Биология 20.10.2023 00:46 20 Кононенко Настя

Здравствуйте, помогите пожалуйста с биологией. 1) У человека близорукость доминирует над нормальны

Ответов: 1

Биология 20.10.2023 00:32 16 Спиридонов Алексей

ПОМОГИТЕЕЕ ПОЖАЛУЙСТААА!!!!! СРОЧНО НАДО Ответить на вопросы: 1.Из каких органов состоит мочевыдел

Ответов: 2

Биология 19.10.2023 23:38 23 Пантелеева Алина

Подземный побег папоротников

Ответов: 2

Биология 19.10.2023 23:24 12 Федина Арина

К каким последствиям приводит непродуманная вырубка лесов???

Ответов: 2

Биология 19.10.2023 22:54 5 Черненко Анна

6 класс. Высшие растения имеют 5 видов тканей. Что это за ткани?

Ответов: 2

Биология 19.10.2023 22:42 14 Орлов Трофим

Примеры построения объёмной модели пищевой цепи на примере организмов еловового леса

Ответов: 2

Что такое эволюция — понятие

Определение

Эволюция является биологическим процессом, соотносящимся с временными изменениями, в ходе которых набор генов видоизменяется на уровне ДНК, в результате чего образуется множество потомков.

Понятия эволюции и естественного отбора часто пересекаются.

Определение

Процессом эволюционирования называют историческое формирование мутаций.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

Естественный отбор — наиболее важный из механизмов, за счет которого возникают мутации. В современном мире область эволюционной биологии получила активное развитие, было изучено большое количество данных по теме эволюции.

Ученым удалось исследовать исторические эволюционные изменения, которые были выведены непосредственно при анализе окаменелостей, изучения филогении и процесса эволюционных изменений, в том числе, эффекта естественного отбора. Известно, что сильный отбор ускоряет эволюцию сильнее, чем было предположено Дарвином.

Результатом современных исследований является определение возможности для проведения эволюционных опытов в реальном времени. Последние события во многих научных областях, таких как молекулярная биология и биология развития, существенно увеличили спектр имеющихся знаний и послужили доказательством того, что эволюция занимает центральное место в понимании биологического разнообразия.

Кратко, эволюция представляет собой процесс последовательного естественного развития. Для него характерны следующие черты:

• природа и социальные системы изменяются необратимо и постепенно;
• живые организмы адаптированы к окружающей среде и внешним факторам, что выражается в борьбе за существование;
• активная оболочка планеты в виде биосферы преобразуется;
• старые генетические популяции отмирают, возникают новые, а также наблюдаются мутации в животном и растительном мире.

Примечание

Важной особенностью эволюционного процесса является то, что он протекает естественно, планомерно, исключаются бурные всплески и скачки. Данные факты отличают его от революционных преобразований

Основателями теории биологической эволюции являются Мендель, Ламарк, Дарвин. Вместе с тем, современная философская наука все чаще оперирует понятием социальной эволюции, которая характеризует изменения в общественной жизни.

Топ вопросов за вчера в категории Биология

Биология 27.07.2023 20:25 1558 Маринина Алёна

Напишите вывод по теме ткани Срочноооо Небольшой вывод напишите пожалуйста

Ответов: 3

Биология 04.06.2023 19:21 586 Кособуцький Микола

Задание №1 Постройте логическую цепочку из следующих понятий, расположив их в порядке усложнения:

Ответов: 2

Биология 20.06.2023 09:12 1549 Пыжик Глеб

Вопросы 1. Какое значение имеют измерения в научных исследованиях? 2. Какие единицы измерения вы зна

Ответов: 2

Биология 12.06.2023 21:00 196 Кот Ксения

ЗАДАНИЯ: 1. Рассмотрите рисунок а) Какой способ питания характерен для амебы? ложноножки цитоплазм

Ответов: 1

Биология 14.06.2023 23:32 752 Барабаш Виктория

Какую гипотезу собирался проверить Алёша в своем исследовании? Алёша решил провести такое исследов

Ответов: 1

Биология 28.12.2018 08:39 275 Антонова Екатерина

Вариант 2. А1.Нервные импульсы от рецепторов тела поступают в спинной мозг через: а)передние корешки

Ответов: 1

Биология 02.07.2023 06:03 962 Коряковцев Егор

Лабораторная работа по биологии 5 класс измерение объектов

Ответов: 2

Биология 01.07.2023 10:31 318 Перекопская Алёна

Выберите 3 правильных, по вашему мнению ответов из 6, и запишите цифры, под которыми они указаны.

Ответов: 2

Биология 03.10.2023 14:35 1100 Володин Александр

Какие фенологические исследования вы можете провести самостоятельно о природе. Подготовьте рассказ

Ответов: 3

Биология 12.06.2023 20:42 208 Калицкий Роман

Задания 1. Транспорт веществ через плазматическую мембрану осуществляется активным и пассивным путем

Ответов: 1

Роль эволюционной теории в формировании современной естественнонаучной картины мира

Эволюционная теория представляет собой теоретическую базу биологии, объясняющую ключевые характеристики, специфику, взаимосвязи и направления развития органического мира. С помощью эволюционной теории ученые исследуют причину единства и разнообразия органического мира, выясняют исторические закономерности, возникающие между разными формами жизни, предсказывают их развитие в будущем.

В эволюционной теории обобщена информация из многих биологических дисциплин. Благодаря ей современная наука понимает механизмы и векторы изменчивости живой материи.

Эволюционная теория обладает огромным значением для развития таких сфер, как сельское хозяйство, селекция, охрана окружающей среды. С помощью теории эволюции исследователи определяют оптимальную стратегию взаимоотношения человека и окружающей живой природы, рассматривают вопросы разработки принципов управляемой эволюции.

Таким образом, эволюционная теория представляет собой фундамент, методологическую основу для развития биологической науки в целом. Эволюция жизни на нашей планете является неоспоримым фактом. Основное содержание современной теории эволюции определяют причины, триггеры и закономерности эволюции жизни.

Человек воздействует на эволюционный процесс разными методами. Используя искусственный отбор, как и гибридизацию, ученым удалось сформировать разнообразные формы культурных растений и животных, получить виды с высокой продуктивностью. Такой способ необходим для разработки штаммов микроорганизмов, представляющих практическую ценность.

Человек выбирает для размножения лучших особей, которые обладают полезными хозяйственными качествами. Он вносит изменения в определенную частоту встречаемости аллелей в размножаемой популяции, за счет чего ее структура меняется. Породы и сорта, которые создал человек, могут не иметь способности размножаться.

Темпы эволюции меняются в результате человеческой деятельности. Данный факт объясняется тем, что механизмы искусственного отбора оказываются эффективнее естественного. К примеру, породы домашних животных обладают более явными отличиями друг от друга, по сравнению с видами и даже родами диких животных.

Главной движущей силой эволюции является естественный отбор, оказывающий воздействие на многие поколения. В его силе человек смог убедиться на практике, когда начал влиять на условия окружающей среды. Например, были выведены насекомые и крысы, устойчивые к ядам, бактерии, защищенные от воздействия эффективных антибиотиков.

Цитоплазматические мутации

Цитоплазматические мутации связаны с изменениями в структурах цитоплазмы клетки, содержащих ДНК-молекулы. Это митохондрии и пластиды. Передаются такие мутации по материнской линии, так как зигота получает всю цитоплазму от материнской яйцеклетки. Пример цитоплазматической мутации, вызвавшей изменчивость в биологии — это перистолистность растений, которая вызывается изменениями в хлоропластах.

Для всех мутаций характерны следующие свойства:

• Они возникают внезапно.
• Передаются по наследству.
• У них нет какой-либо направленности. Мутации может подвергнуться как незначительный участок, так и жизненно важный признак.
• Возникают у отдельных особей, то есть индивидуальны.
• По своему проявлению мутации могут быть рецессивными или доминантными.
• Одна и та же мутация может повторяться.

Каждая мутация вызывается определенными причинами. В большинстве случаев точно установить ее не удается. В экспериментальных условиях для получения мутаций используют направленный фактор воздействия внешней среды — радиационное облучение и тому подобное.

Наследственная изменчивость — это форма изменчивости, вызванная изменениями генотипа, которые могут быть связаны с мутационной либо комбинативной изменчивостью.

Мутационная изменчивость

Гены время от времени подвергаются изменениям, которые получили название
мутаций.
Эти изменения имеют случайный характер и появляются спонтанно. Причины возникновения мутаций могут быть самыми разнообразными. Имеется целый ряд факторов, воздействие которых повышает вероятность возникновения мутаций. Это может быть воздействие определенных химических веществ, радиации, температуры и т. д. С помощью этих средств можно вызывать мутации, однако случайный характер их возникновения сохраняется и предсказать появление той или иной мутации невозможно.

Возникшие мутации передаются потомкам, т. е

определяют наследственную изменчивость, с одной важной оговоркой, связанной с тем, где произошла мутация. Если мутация произошла в половой клетке, то у нее есть возможность передаться потомкам, т

е. быть унаследованной. Если мутация произошла в соматической клетке, то она передается только тем клеткам, которые возникают из этой соматической клетки. Такие мутации называются соматическими, они не передаются по наследству.

Различают несколько основных типов мутаций:

1. Генные мутации, при которых изменения происходят на уровне отдельных генов, т. е. участков молекулы ДНК. Это может быть утрата нуклеотидов, замена одного основания на другое, перестановка нуклеотидов или добавление новых.
2. Хромосомные мутации, связанные с нарушением структуры хромосом. Они приводят к серьезным изменениям, которые могут быть обнаружены даже при помощи микроскопа. К таким мутациям относятся утраты участков хромосом (делеции), добавление участков, поворот участка хромосомы на 180°, появление повторов.
3. Геномные мутации, вызванные изменением числа хромосом. Мо гут появляться лишние гомологичные хромосомы, в хромосом ном наборе на месте двух гомологичных хромосом оказывают ся три — трисомия. В случае моносомии наблюдается утрата одной хромосомы из пары. При полиплоидии происходит кратное увеличение генома. Еще один вариант геномной мутации — га-плоидия, при которой остается только одна хромосома из каждой пары.

На частоту возникновения мутаций влияют, как уже было сказано, самые разнообразные факторы. При возникновении ряда геномных мутаций большое значение имеет, в частности, возраст матери.

Мутагены: ускоряющие процесс

Сама по себе мутация представляет собой процесс, происходящий в постоянном режиме. Но встречается ряд факторов, влияющих на ее ускорение или периодичность. К ним относят:

• химические вещества вроде кислот, щелочей и пр.;
• перепады температур — опасны для жителей резко континентальных климатических поясов;
• ультрафиолетовое излучение — для защиты используют специальные средства. Животные, к сожалению, защититься от такого мутагена неспособны, кроме поиска укрытий;
• радиация — самый сильный фактор;
• вирусы, только наиболее опасные из них способны повлиять на генетическую структуру.

Классификация мутагенов до конца не определена. Значение каждого отдельного элемента определяется в непоследовательной и нефиксированной форме. Невозможно точно предсказать, какая мутация произойдет, как она проявит себя, и будет ли наблюдаться вообще. Большинство воздействий носят ненаследственный характер, бывают у людей, животных и растений.

Геномные мутации

Изменчивость в биологии посредством геномных мутаций может быть двух видов:

• Полиплоидия — мутация часто встречается у растений. Она вызвана кратным увеличением всего числа хромосом в ядре, образуется в процессе нарушения их расхождения к полюсам клетки при делении. Полиплоидные гибриды широко используются в сельском хозяйстве — в растениеводстве насчитывают более 500 полиплоидов (лук, гречка, сахарная свекла, редис, мята, виноград и другие).
• Анеуплоидия — увеличение или уменьшение числа хромосом по отдельным парам. Такой вид мутации характеризуется низкой жизнеспособностью особи. Широко распространенная мутация у человека — одна по 21-ой паре вызывает синдром Дауна.

Цитоплазматическая наследственность

Некоторые признаки могут наследоваться без участия ядерного аппарата. Это касается так называемой цитоплазматической наследственности. Последняя связана с тем, что некоторые клеточные структуры (митохондрии, пластиды) имеют свою автономную кольцеобразную ДНК и способны делиться сравнительно автономно от клетки. Поэтому некоторые признаки, связанные с этими структурами (окраска плодов, цветков и листьев, высокая активность клеточного дыхания и ряд др.) могут передаваться дочерним поколениям, но только по материнской линии или при вегетативном размножении (так как спермии не несут пластид и последние передаются с клетками материнского организма).

Изоляция

Изоляция также является важным фактором эволюции, вызывая сокращение или полное прекращение скрещиваний между родственными популяциями. Таким образом, в составе вида или популяции могут возникнуть две или большее число групп, различающихся друг от друга генетически, и эти различия будут постепенно накапливаться вследствие увеличения числа родственных скрещиваний. В дальнейшем на их основе могут образоваться новые подвиды

Существуют две формы изоляции — пространственная и биологическая.

Пространственная изоляция

Она возникает при появлении различных труднопреодолимых барьеров — дрейфа материков, наличия рек, проливов, хребтов, ледников и т. п. В настоящее время пространственная изоляция популяций значительно возросла за счет деятельности человека — появления крупных городов, дорог, искусственных каналов, плотин и иных сооружений, ограничивших свободное передвижение популяций многих животных. Пространственная изоляция возросла также вследствие активной вырубки лесов, создания обширных окультуренных территорий и агроценозов, истребления популяций вследствие охоты и т. п. Все это вместе взятое существенно уменьшает возможности свободного скрещивания между разными популяциями и часто способствует разрыву одной популяции на ряд изолированных групп.

Биологическая изоляция

Этот тип изоляции возникает при потере возможностей свободного скрещивания вследствие ряда биологических причин.

а) Экологическая изоляция возникает в результате действия биотических или абиотических факторов на популяции, обитающие на одной территории. Приспособление к разным температурам приводит к появлению весенних, летних и осенних видов растений, грибов и животных, активных именно в эти периоды и поэтому не скрещивающихся друг с другом. Выпадение восприимчивых хозяев вынуждает паразитов и симбионтов приспосабливаться к новым видам растений или животных.

б)  Морфологическая изоляция возникает при мутациях, вызывающих изменение формы цветков и исключающих опыление ветром или определенными группами насекомых. У паразитов растений возникают мутации, позволяющие им развиваться на корнях, листьях, стеблях, цветках или плодах растений (морфологическая специализация). У животных в результате мутаций могут изменяться размеры и формы копулятивного аппарата, изолирующие их от других особей.

в) Поведенческие изоляции возникают у животных при изменении ритуала ухаживания за самкой или ведения брачных поединков, ограничивающего их спаривание с представителями других популяций.

г) Генетическая изоляция появляется при перестройках генотипов — изменении числа или формы хромосом у близких видов, что уменьшает возможности образования полноценного потомства между ними.

Болезни, передающиеся по наследству

Наследственные мутации возникают только при серьезных изменениях в ДНК. Они проявляются на стадии деления клетки. Причем полностью здоровый исходный родительский материал вовсе не является гарантом того, что потомство не приобретет одно из заболеваний предков.

Болезни, передающиеся по наследству, разделяют на две формы:

1. Потеря хромосомы. Самым популярным представителем формы является синдром Дауна. Однако это не единственное заболевание, вызванное потерей хромосомы, хоть оно и самое изученное.
2. Изменение в наборе хромосом. Здесь наблюдаются разные последствия, такие как замедленный рост, пороки сердца, зеркальные органы и др.

В таблице представлены распространенные болезни, передающиеся по наследству.

Заболевание	Симптоматика
Гемофилия	Сопровождается кровоизлиянием в суставы, мышцы или органы, причем некоторые могут быть спонтанными. А если получают травму, риск смертности сильно возрастает.
Альбинизм	Отсутствует окраска кожи, волосяного покрова на теле, пигментация глаз и т. д.
Серповидно-клеточная анемия	Нарушается строение белка гемоглобина. Он приобретает форму серпа, если рассматривать его под микроскопом, что и наградило болезнь соответствующим названием.
Шизофрения	Психическое расстройство с нарушением социальной адаптации, сопровождающееся паранойей, бредовыми навязчивыми идеями и полным отсутствием работоспособности.
Косолапость	Характеризуется неправильным расположением стоп, что влечет за собой перемены во всей осанке.

Организм человека является диплоидным. И подавляющее большинство мутаций являются фенотипическими. Так называются изменения, которые присутствуют на клеточном уровне, однако не проявляются. Поэтому они почти не влияют на эволюционные свойства вида.

Скорость эволюционных процессов

Скоростью эволюционных процессов называется количество эволюционных изменений, происходящее за единицу времени.

Скорость процессов эволюции может быть различной.

Обычно эти процессы продолжительны. Но в ряде случаев они могут происходить достаточно быстро. По этому критерию можно выделить два типа видообразования — постепенное и внезапное (взрывообразное).

1. Постепенное видообразование происходит за продолжительные промежутки времени. Его основными механизмами являются дивергенция и филетическое развитие. При этом могут образоваться ряды родственных форм.

2. Внезапное, или взрывообразное, видообразование происходит при быстрых перестройках генетического материала путем мутаций, полиплоидии, трансформации и трансдукции. Переходные формы при этом могут не возникнуть.

Поскольку оба эти процесса постоянно происходили в процессе эволюции, то становится понятным отсутствие переходных форм (окаменелостей), отмечаемое во многих случаях. При внезапном видообразовании их может и не быть.

Синтетическая теория эволюции

В современной науке существует несколько эволюционных теорий, которые обладают рядом отличий. Ключевой из них является объяснение механизмов эволюционных процессов. Наибольшее признание завоевала синтетическая теория эволюции. В ее основе лежит дарвиновское учение, развивающееся с помощью актуальных научных достижений.

Начало синтетической теории отмечено 40-ми годами XX столетия. Данная теория является синтезом разных предметных областей научных знаний, таких как дарвинизм, генетика, молекулярная биология. Большой вклад в развитие синтетической теории внесла наука палеонтология.

Данный подход способствовал созданию более полной картины развития жизни на Земле. Согласно синтетической теории эволюции, дарвиновское учение не опровергнуто, а, наоборот, дополнено. Многие тезисы, которые выдвинул ученый, получили подтверждение в настоящее время, так как в тот период, когда они были сформулированы, отсутствовали необходимые ресурсы для их доказательства, что было связано с недостаточным уровнем развития научной мысли.

Понятие «синтетическая» было сформулировано и активно употреблялось, благодаря одному из создателей синтетической теории эволюции Дж. Хаксли. В 1942 году ученый опубликовал труд под названием «Эволюция – современный синтез». Стоит отметить его большую роль в формировании Всемирного фонда дикой природы. Дж. Хаксли привнес огромный вклад в развитие науки, за что был удостоен медалью Дарвина и рыцарского звания.

Благодаря синтетической теории эволюции, значительно расширяются представления Дарвина об эволюционных процессах за счет раскрытия разнообразных сил эволюции, которые являлись триггерами. В учениях Дарвина упоминается лишь внутривидовая и межвидовая борьба за выживание при воздействии неблагоприятных факторов. В современной науке к факторам эволюции относят мутацию, изоляцию, популяционные всплески численности и другие.

Синтетическая теория основана на двух теориях:

• микроэволюция, изучающая изменения на генетическом уровне, за счет которых образуются новые популяции;
• макроэволюция, исследующая закономерности и направления эволюции живых организмов, в том числе, происхождение человека.

Макроэволюция и микроэволюция являются процессами, которые протекают под влиянием природных изменений. События, которые происходят на микроэволюционном уровне, являются доступными для наблюдений. Процессы макроэволюции занимают тысячелетия и могут быть только реконструированы.

В таком случае, отсутствуют какие-либо возможности для постановки эксперимента, свидетельствующего о том, что макроэволюция существует. С другой стороны, ученым удалось найти косвенные доказательства в процессе изучения и развития наук:

• палеонтологии;
• морфологии;
• археологии;
• генетики.

Основные положения синтетической теории эволюции в упрощенном виде:

• эволюция происходит за счет наследственных изменений, таких как генные мутации;
• главным фактором эволюции является естественный отбор как итог борьбы за существование;
• наименьшая единица эволюции представляет собой популяцию;
• целость вида сохраняется с помощью миграций особей между популяциями;
• новый вид образуется благодаря длительному эволюционному процессу;
• эволюция обладает направленным характером, т. е. не имеет определенности ее конечной цели.

Наследственность

Наследственность — это свойство живых организмов передавать свои признаки потомкам в поколениях. Этим обеспечивается преемственность и связь в популяциях между разными поколениями. Наследственность является одним из главных факторов эволюции. Благодаря наследственности в популяциях сохраняются и закрепляются ценные адаптации, обеспечивающие выживание, размножение и индивидуальность (дискретность) видов в природе. Материалом, обеспечивающим наследственность организмов, является ДНК, образующая конкретный генотип организма и генофонд популяции и вида в целом.

Следует иметь в виду, что в процессе эволюции наследуются не конкретные признаки, а в целом генотипы, являющиеся носителями этих и других признаков. Основными носителями генов в клетке и организме эукариот являются хромосомы, состоящие из ДНК и белков. Хромосомы находятся в ядре, имеющем гаплоидный или диплоидный (реже полиплоидный) набор хромосом (см. хромосомную теорию наследственности). У прокариот (бактерий) наследственный аппарат устроен значительно проще. Он представлен нуклеоидом — одной сложной кольцевидной молекулой ДНК, не соединенной с гистонами и не отделенной ядерными мембранами от цитоплазмы.

С наследственным аппаратом организмов связан ряд терминов, которые широко используются в литературе по генетике и эволюционной биологии.

Совокупность всех генов данного организма или данной клетки, включая все многообразие аллелей, характер их сцепления и наследования, образует генотип организма. Понятие генотипа было введено в научную литературу в 1909 г. В. Иогансеном. Им же предложено определение фенотипа.

Фенотипом называется совокупность всех признаков организма, формирующихся в конкретных условиях под контролем генотипа, — размеров, формы, окраски, образования тех или иных веществ и т. п. Фенотип является внешним проявлением генотипа.

Совокупность всех генотипов, присутствующих в популяции или в группе популяций, составляющих вид, носит название генофонда. Понятие генофонда было введено в 1928 г. крупным отечественным генетиком А. С. Серебровским.

Геномом называется совокупность всех генов у гаплоидных организмов или у гаплоидных стадий организмов. Представления о геноме были сформулированы в 1920 г. Г. Винклером. В отличие от генотипа, геном представляет характеристику популяции или вида, а не особи.

Результатом проявления (экспрессии) генов, входящих в генофонд, является множество разных фенотипов, составляющих норму реакции популяции.

Генные изменения у человека

Биология человека — самая сложная из всех присутствующих на Земле. Поэтому и способов изменчивости предостаточно. Часто встречаются хромосомные, возникающие еще на стадии клеточного деления. Нередко наблюдают и геномные, когда добавляется или исчезает одна/несколько хромосом. Случайные мутации проявляются редко, поскольку действие неизвестного и постороннего мутагена в процессе размножения фактически невозможно.

Генные изменения обуславливаются наследственностью. Они являются наиболее популярными. Проявляются, когда человек безответственно относится к своему здоровью, либо происходит, например, оплодотворение кровного родственника. Потомству брата и сестры достанется не самое лучшее генное и хромосомное наследство.

https://youtube.com/watch?v=YvoaBoXpw4c

Наследственная изменчивость

Вторым решающим фактором эволюции является изменчивость организмов, то есть способность новых поколений приобретать признаки, отсутствовавшие у родительских форм, и/или существовать в неодинаковых формах или вариантах. Именно изменчивость позволяет организмам быстро и эффективно приспосабливаться к меняющимся условиям среды обитания.

Изменчивость может быть двух типов: 1) наследственная (генотипическая) и 2) модификационная (под влиянием внешней среды).

Модификационная, или фенотипическая, изменчивость не затрагивает наследственный аппарат. Она возникает как реакция генотипа на действие окружающей среды и проявляется в пределах нормы реакции. Нормой реакции называется весь спектр (или все пределы изменения) фенотипических признаков, которые возможны у данного генотипа или генофонда. То есть это способность генотипа (генофонда) формировать определенные фенотипы в конкретных условиях обитания.

Вспомним несколько примеров модификационной изменчивости из школьных учебников. Из генетически однородных семян одного и того же растения в разных условиях вырастут очень различающиеся по фенотипам растения в зависимости от условий обитания — освещения, почвы, северной экспозиции рельефа, влажности и т. п. На одном и том же дереве листья очень сильно различаются по размерам, хотя имеют один генотип. Еще большие различия проявляются в пределах видов или многочисленных популяций, где вариации фенотипов будут еще более разнообразными, так как являются выражением большого числа разных генотипов, составляющих генофонд этого вида или популяции.        

Но модификационная изменчивость не передается по наследству и поэтому не влияет на ход и темпы эволюционных процессов.

Для эволюции большое значение имеет наследственная изменчивость, позволяющая закреплять новые приобретенные признаки в последующих поколениях.

Наследственная изменчивость практически всегда (кроме явлений цитоплазматической и плазмидной наследственности) связана с перестройками генетического материала в особях и в популяциях в целом. Поэтому в основном она связана с разными формами генотипической изменчивости.

Наследственная изменчивость

Наследственная или генотипическая изменчивость в биологии — это процесс, в результате которого изменяется геном организма. Благодаря ей особь приобретает признаки, ранее несвойственные ее виду. По Дарвину, генотипическая изменчивость является основным двигателем эволюции. Различают следующие виды наследственной изменчивости:

• мутационная;
• комбинативная.

Возникает в результате обмена генами при половом размножении. При этом признаки родителей по-разному комбинируются в ряду поколений, повышая разнообразие организмов в популяции. Комбинативная изменчивость подчиняется правилам наследования Менделя.

Пример такой изменчивости — инбридинг и аутбридинг (близкородственное и неродственное скрещивание). Когда черты отдельного производителя хотят закрепить в породе животных, то применяют близкородственное скрещивание. Таким образом, потомство становится более однообразным и закрепляет качества основателя линии. Инбридинг ведет к проявлению рецессивных генов и может приводить к вырождению линии. Для повышения жизнеспособности потомства применяют аутбридинг — неродственное скрещивание. При этом нарастает гетерозиготность потомства и увеличивается разнообразие внутри популяции, и, как следствие, возрастает устойчивость особей к неблагоприятным воздействиям факторов внешней среды.

Мутации, в свою очередь, разделяются на:

• геномные;
• хромосомные;
• генные;
• цитоплазматические.

Изменения, затрагивающие половые клетки, передаются по наследству. Мутации в могут передаваться потомству, если особь размножается вегетативным способом (растения, грибы). Мутации могут быть полезными, нейтральными или вредными.

Цитоплазматичсекий мутагенез

Цитоплазматическая мутация обусловлена изменением генов в ДНК пластид. Передается исключительно по материнской линии, поскольку наблюдается в зиготе. А она все клеточные элементы получает от яйцеклетки. Пример: пестролистные высшие растения (ночная красавица или львиный зев).

Данный модификационный способ часто используется цветоводами для выведения новых популяций с уникальными внешними данными. Если цитоплазматический мутагенез образуется в одном или нескольких органоидах, он сохраняется в резерве, не проявляется. Только после полноценного размножения измененной ДНК вызываются массовые изменения.

Также этот мутагенез играет большую роль в изучении штаммов. Учеными разрабатываются сыворотки и способы защиты от различных вирусов. Кроме того, учитывая, что мутации распространяются на всю популяцию, можно вывести культуры, устойчивые к заболеваниям или негативному воздействию паразитов.