Основные закономерности изменчивости: фенотипическая и генотипическая изменчивость

Основные закономерности изменчивости

Что представляет собой изменчивость?

Есть 2 основных варианта изменчивости:

1. Фенотипическая. Другое название — кодификационная. Она не наследуется.
2. Генотипическая. Такая изменчивость передается в генотипе.

Закономерности фенотипической изменчивости

Фенотипическая изменчивость представляет собой систему различных изменений внешних признаков организма, которая не затрагивает генотип, но в полной мере им обусловлена. Ключевая роль в разнообразии генотипов отводится факторам окружающей среды. Для фенотипической изменчивости характерен обратимый процесс.

При размножении картофеля вегетативным способом у его потомков будет одинаковый генотип. В то же время, растения одного поля не будет одинаковыми. Все дело в том, что уровень увлажнения и тип почвы, наличие в ней питательных веществ различается. Также отмечается воздействие и других факторов.

Модификационные изменения не касаются генотипа: по этой причине они не передаются по наследству и отличаются обратимым характером. Тем не менее способность к приобретению изменений — это наследственный признак.

Норма реакции организма ограничивает пределы модификационной изменчивости.

У разных генотипов норма реакции определяется условиями среды, формируется исторически и представляет собой итог действия естественного отбора. Норма реакции очень важна, так как во много обеспечивает сохранение видов в природе, позволяет адаптироваться к меняющимся условиям среды быстро и довольно эффективно.

Формирование модификационной изменчивости происходит не только как результат передачи признака, но также в силу его способности образовывать новый фенотип под конкретные условия обитания. Есть особенная форма изменчивости: она представлена длительными модификациями, сохраняющимися в ряду поколений.

Как пример — формирование на куколках майских жуков окраски взрослой особи: это происходит в результате воздействия высоких и низких температур.

Закономерности генотипической изменчивости

Генотипическая закономерность это такая закономерность, которую обуславливают изменения, происходящие внутри генотипа. Здесь можно выделить два типа изменчивости:

1. Комбинативную. Ее формирование происходит при половом размножении — это результат процесса кроссинговера или обмена участками между гомологичными хромосомами.
2. Мутационную. Она представляет собой случайное ненаправленное изменение генотипа.

Комбинативная изменчивость может формироваться в ходе случайного негомологичных хромосом у потомков. Этот процесс происходит в анафазе первого мейоза. Случайное комбинирование гамет при оплодотворении тоже один из механизмов формирования комбинативной изменчивости.

Указанные источники изменчивости действуют независимо друг от друга. Новые комбинации генов, однако, хоть и возникают довольно часто, но способны довольно быстро разрушаться. Отсюда временность у дочерних особей выдающихся полезных признаков. Также они проигрывают по этим признакам своим родителям.

Под мутационной изменчивостью понимают такой тип изменчивости, для которой характерен скачкообразный ненормированный характер. В результате мутационной изменчивости возникают прерывистые изменения наследственного материала.

Г. де Фриз предложил систему возникновения мутаций в организме. По его мнению, мутации — качественные изменения, устойчиво закрепленные в организме, носящие полезный, вредный или нейтральный характер.

Все мутации классифицируются по характеру изменений в клетках, в которых они действуют. Согласно этому показателю мутации бывают:

• соматические. Действуют в аутосомах;
• генеративные. Действуют в половых клетках.

Генные, геномные и хромосомные мутации

С учетом нахождения в генотипе мутации делятся на:

• генные;
• хромосомные;
• геномные.

Генные мутации касаются структуры гена: место их расположения всегда определяемо. Примеры генных мутаций — потеря участка гена, выпадение нуклеотида, замена нуклеотида другими типами мутационных изменений. В природе генные мутации довольно широко распространены. Им свойственен как доминантный, так и рецессивный характер.

Генные мутации в природе не редкость. Фенотипически они могут проявляться в наличии генных мутаций вроде сахарного диабета, атеросклероза и пр.

Хромосомные мутации в основном являются следствием изменений структуры хромосом. Такие мутации обычно проявляются в виде инверсий, делеций, транслокаций, дупликаций. Почти все эти мутации становятся причиной снижения жизнеспособности организмов.

В результате геномных мутаций меняется число хромосом. Геномные мутации бывают двух типов:

• полиплоидия.
• гетероплоидия.

Возникновение полиплоидии связано с разрушением веретена деления в ходе митоза или мейоза. В результате возникает триплоидный, тетраплоидный и т. д. набор хромосом. Полиплоидия довольно широко распространена среди растений. По мнению многих ученых, многие культуры возникли в результате полиплоидии.

Гетероплоидия представляет собой вид геномной мутации, возникающей в случае избытка или недостатка хромосом в любой из аутосомных пар, а также половых хромосомах. Причина такой мутации — в нарушении процесса расхождения гомологичных хромосом в профазе мейоза. Мутации начинаются после конъюгации хромосом, а также в анафазе 1. После того как клетки оплодотворяются, происходит формирование зародыша с гетероплоидией.