Der er to hovedtyper variabilitet levende organismer: arvelige og ikke-arvelige. Den første kan være mutationel og kombinativ. Den anden hedder modifikationsvariabilitet. Det inkluderer ændringer i træk, der ikke bevares under seksuel reproduktion, da disse ændringer ikke påvirker genotypen. Hun kaldes også fænotypisk variabilitet.

Modifikationsvariabilitet opstår som følge af organismers interaktion med miljøet, dvs. i færd med at realisere genetisk information. Forskellige organismer reagerer forskelligt på miljøfaktorer. Der er sådan noget som reaktionshastigheden. Disse er grænserne for modifikationsvariabilitet, som bestemmes af en given genotypes evner.

karakteristisk træk modifikationer er, at den samme påvirkning forårsager den samme ændring hos alle individer, der har været udsat for den. Af denne grund kaldte Charles Darwin modifikationsvariabiliteten bestemt. Ændringer er især gode at observere hos individer, der er identiske i genotype, men placeret i forskellige habitatforhold. Således manifesteres betydelige forskelle i mange karakteristika i planter af samme art, der vokser i bjerg- og dalforhold. I bjergene er planterne sædvanligvis squat, med korte stængler, basale blade, dybe rødder; i dalen er planterne højere, deres rodsystem er placeret tættere på jordoverfladen. Når planter flyttes til et andet levested, forsvinder modifikationerne. Plantemodifikationer, der sker under påvirkning af forskellig belysning, såtæthed og ændringer i ernæring er velkendte.

Ændringer hos dyr er ikke mindre forskellige. Der er kendte ændringer i fiskens fysik afhængigt af reservoirets art. Så for eksempel i søer og langsomme floder (dvs. i store reservoirer) er karper større og mere afrundede. I damme og små sumpede søer er fiskene meget mindre, og deres krop er aflang.

Hos kyllinger, under påvirkning af længden af ​​dagslyset, ændres ægproduktionen; hos kvæg og heste øges muskelvolumen og lungevolumen ved hård fysisk anstrengelse, og blodcirkulationen øges.

Af særlig interesse er modifikationsvariabiliteten hos mennesker. For at evaluere det, en meget effektiv tvillingemetoden. Undersøgelser udført på tvillinger har vist arvelighedens enorme rolle i kroppens udvikling. Enæggede tvillinger, der er opdraget under forskellige forhold, har en slående fysisk og psykologisk lighed, selvom forskelle i uddannelse selvfølgelig efterlader et aftryk på deres intellektuelle evner og adfærd.

I de fleste tilfælde er modifikation en nyttig adaptiv reaktion af organismen, dvs. er adaptiv. Planter, der vokser i skyggen, har et stort bladblad for at maksimere opfangningen af ​​solenergi. I tørre områder reducerer planter tværtimod bladbladet, antallet af stomata falder, epidermis tykner, dvs. der vises tegn, der beskytter planter mod fugttab.

Farveændring hos mange insekter, fisk, padder, afhængig af levested, har enten en beskyttende funktion eller hjælper omvendt med at ligge på lur efter bytte. Hos mennesker er solskoldning en beskyttende reaktion mod solstråling.

Den adaptive natur er normalt iboende i modifikationer, der er forårsaget af eksponering for almindelige miljøfaktorer. Hvis organismen falder ind under virkningen af ​​en usædvanlig faktor, eller intensiteten af ​​den sædvanlige stiger kraftigt, kan der forekomme ikke-adaptive modifikationer, der ofte har karakter af deformiteter. Sådanne ændringer kaldes morfoser. De opstår ofte under påvirkning af kemikalier og stråling. For eksempel, når frø bestråles, vokser frøplanter ud af dem med skrumpede blade, med kimblade af forskellige former, med en ujævn grøn farve. I Drosophila, når de bestråles, udvikler der nogle gange rigtige monstre.

Hos planter opstår morfoser ofte som følge af et overskud eller mangel på et stof i jorden, oftest et sporstof. Så mangel på kobber forårsager en stærk tilering af korn. Samtidig kommer blomsterstandene ikke ud af bladindpakningerne og tørrer ud. I fiskeyngel, der udvikler sig i vand med en blanding af lithiumchlorid, dannes kun det ene øje placeret i midten.

Nogle modifikationer, der sker under påvirkning af stråling, ekstreme temperaturer og andre potente faktorer, efterligner specifikke mutationer. Under påvirkning af temperaturchok, som Drosophila-pupper blev udsat for, dukkede der således fluer op med buede vinger, vingehak og korte vinger, der ikke kunne skelnes fra fluer af nogle mutante linjer. Sådanne modifikationer kaldes fænokopier.

Den adaptive karakter af modifikationer skyldes normen for genotypereaktionen, som tillader egenskaben at ændre sig uden at forstyrre strukturen af ​​det tilsvarende gen (dvs. uden mutation). Jo bredere reaktionshastigheden er, jo højere er det adaptive potentiale for et individ, en population eller en art.

I modsætning til mutationer har modifikationer forskellige grader af persistens. Mange modifikationer forsvinder kort efter, at den faktor, der forårsagede dem (for eksempel solskoldning) holder op med at virke. Andre kan fortsætte gennem hele individets liv. For eksempel kan personer, der har været syge med rakitis i barndommen på grund af mangel på D-vitamin, forblive buede hele livet.

Nogle gange er der en eftervirkning af ændringer. Så hos pattedyr er afkom født af en afmagret mor mindre og svagere end normale. Denne påvirkning forsvinder dog hurtigt, hvis den faktor, der forårsagede modifikationen hos moderen, elimineres.

Meget sjældent vedvarer ændringer i flere generationer. Dette observeres kun under vegetativ eller parthenogenetisk reproduktion. Langsigtede modifikationer er blevet beskrevet i encellede alger og protozoer. For eksempel varede modstanden mod høje koncentrationer af arsen i skociliaterne i 10,5 måneder, hvorefter den faldt til det oprindelige niveau. Mekanismen for langsigtede ændringer er ikke helt klar.

1. Hvilken rolle spiller genotypen og miljøforhold i fænotypens dannelse? Giv eksempler.

Nogle egenskaber dannes kun under indflydelse af genotypen, og deres manifestation afhænger ikke af de miljømæssige forhold, hvor organismen udvikler sig. For eksempel, hos en person, der har gener I A og I B i genotypen, dannes der, uanset levevilkår, en IV-blodgruppe. På samme tid afhænger højde, kropsvægt, antallet af røde blodlegemer i blodet og mange andre tegn ikke kun af genotypen, men også af miljøforhold. Derfor kan organismer, der har de samme genotyper (for eksempel enæggede tvillinger), adskille sig fra hinanden i fænotype.

I 1895 gennemførte den franske botaniker G. Bonnier følgende eksperiment: han delte en ung mælkebøtteplante i to dele og begyndte at dyrke dem under forskellige forhold - på sletten og højt i bjergene. Den første plante nåede normal højde, og den anden viste sig at være dværg. Denne erfaring viser, at dannelsen af ​​fænotypen (dvs. træk) ikke kun påvirkes af genotypen, men også af miljøforhold.

Et andet eksempel, der illustrerer miljøets indflydelse på manifestationen af ​​egenskaber, er ændringen i pelsfarve hos Himalaya-kaniner. Normalt ved 20 ° C er deres hår hvidt over hele kroppen, med undtagelse af sorte ører, poter, hale og næseparti. Ved 30°C bliver kaniner helt hvide. Hvis Himalaya-kaninens hår barberes af på siden eller bagsiden og holdes ved en lufttemperatur under 2 ° C, så vil der i stedet for hvid uld vokse sort.

2. Hvad er modifikationsvariabilitet? Giv eksempler.

Modifikationsvariabilitet er en ændring i fænotypen under påvirkning af miljøfaktorer, der opstår uden at ændre genotypen inden for reaktionens normale område.

For eksempel i en mælkebøtte varierer længden af ​​bladene og deres form betydeligt selv inden for den samme plante. Det er blevet bemærket, at jo lavere temperatur dannelsen af ​​blade er, jo mindre er de og jo større udskæringer har bladbladet. Tværtimod, ved en højere temperatur dannes større blade med små udskæringer af bladbladet.

Hos en voksen, afhængigt af ernæring og livsstil, kan kropsvægtændringer, hos køers mælkeydelse ændre sig, hos kyllinger - ægproduktion. Hos en person, der befinder sig højt oppe i bjergene, stiger indholdet af røde blodlegemer i blodet over tid for at forsyne kroppens celler med ilt.

3. Hvad er reaktionshastigheden? Bevis med konkrete eksempler gyldigheden af ​​udsagnet om, at det ikke er egenskaben i sig selv, der nedarves, men dens reaktionshastighed.

Reaktionshastigheden er grænserne for modifikationsvariabiliteten af ​​en egenskab. Nogle egenskaber, såsom bladlængde, plantehøjde, dyrs kropsvægt, kvægmælkproduktion, hønseægproduktion, har en bred reaktionshastighed. Andre, såsom størrelsen af ​​blomster og deres form, farven på frø, blomster og frugter, farven på dyr, fedtindholdet i mælk, er en snævrere reaktionshastighed.

Reaktionshastigheden bestemmes af genotypen og nedarves. For eksempel, jo mere tid en person tilbringer i direkte sollys, jo mere melanin syntetiseres i udsatte områder af huden, og derfor er dens farve mørkere. Som du ved, er intensiteten af ​​garvning ikke arvet, men bestemmes af de specifikke levevilkår for en bestemt person. Hertil kommer, at selv i en kaukasisk person, der konstant er under direkte sollys, kan huden ikke syntetisere mængden af ​​melanin, der er typisk for for eksempel repræsentanter for den negroide race. Dette eksempel indikerer, at rækkevidden af ​​egenskabsvariabilitet (reaktionshastighed) er forudbestemt af genotypen, og det er ikke egenskaben i sig selv, der nedarves, men organismens evne til at danne en bestemt fænotype under påvirkning af miljøforhold.

4. Beskriv de vigtigste egenskaber ved modifikationer. Hvorfor kaldes ikke-arvelig variation også gruppevariation? bestemte?

Ændringer har følgende hovedegenskaber:

● Reversibilitet - med en ændring i ydre forhold hos individer ændres graden af ​​udtryk for visse tegn.

● I de fleste tilfælde er de tilstrækkelige, dvs. graden af ​​manifestation af symptomet er direkte afhængig af intensiteten og varigheden af ​​virkningen af ​​en bestemt faktor.

● Har en adaptiv (adaptiv) karakter. Dette betyder, at et individ som reaktion på skiftende miljøforhold udviser sådanne fænotypiske ændringer, der bidrager til dets overlevelse.

● Massekarakter - den samme faktor forårsager omtrent de samme ændringer hos individer, der er genotypisk ens.

● Ændringer nedarves ikke pga modifikationsvariabilitet er ikke ledsaget af en ændring i genotypen.

Ikke-arvelig (modifikation) variabilitet kaldes gruppevariabilitet, da visse ændringer i miljøforhold forårsager lignende ændringer i alle individer af en bestemt art (masseegenskab). Modifikationsvariabilitet kaldes også bestemt, fordi. modifikationer er tilstrækkelige, forudsigelige og er ledsaget af en ændring i individers fænotype i en bestemt retning.

5. Hvilke statistiske metoder bruges til at analysere variabiliteten af ​​kvantitative egenskaber?

For at karakterisere graden af ​​variabilitet af kvantitative egenskaber anvendes oftest statistiske metoder som konstruktion af en variationsserie og en variationskurve.

For eksempel varierer antallet af aks i komplekse aks af hvede af samme sort inden for ret vide grænser. Hvis du arrangerer ørerne i stigende rækkefølge efter antallet af spikelets, får du en variationsserie af variabilitet af denne egenskab, bestående af individuelle varianter. Hyppigheden af ​​forekomsten af ​​en bestemt variant i variationsserien er ikke den samme: de mest almindelige er ører med et gennemsnitligt antal spikelets og sjældnere med mere og mindre.

Fordelingen af ​​varianten i denne række kan afbildes grafisk. For at gøre dette er værdierne af indstillingen (v) plottet på abscisse-aksen i rækkefølgen af ​​deres stigning, på ordinataksen - hyppigheden af ​​forekomst af hver mulighed (p). Et grafisk udtryk for variabiliteten af ​​en egenskab, der afspejler både variationsområdet og hyppigheden af ​​forekomst af individuelle varianter, kaldes en variationskurve.

6. Hvor vigtigt er det i praksis at kende reaktionshastigheden af ​​tegn hos planter, dyr og mennesker?

Kendskab til mønstrene for modifikationsvariabilitet og reaktionshastigheden er af stor praktisk betydning, da det giver dig mulighed for at forudse og planlægge mange indikatorer på forhånd. Især skabelsen af ​​optimale betingelser for implementeringen af ​​genotypen gør det muligt at opnå høj dyreproduktivitet og planteproduktivitet. Kendskab til reaktionshastigheden af ​​forskellige menneskelige egenskaber er nødvendig i medicin (det er vigtigt at vide, hvordan visse fysiologiske indikatorer svarer til normen), pædagogik (uddannelse og træning under hensyntagen til barnets evner og evner), let industri (tøj , skostørrelser) og mange andre områder af menneskelig aktivitet.

7*. Hvis primulaen, som under normale forhold har røde blomster, overføres til et drivhus med en temperatur på 30-35ºС og høj luftfugtighed, vil de nye blomster på denne plante allerede være hvide. Hvis denne plante vendes tilbage til forhold med relativt lav temperatur (15-20ºC), begynder den at blomstre igen med røde blomster. Hvordan kan dette forklares?

Dette er et typisk eksempel på modifikationsvariabilitet. Mest sandsynligt forårsager en stigning i temperaturen et fald i aktiviteten af ​​enzymer, der sikrer syntesen af ​​rødt pigment i kronbladene, op til deres fuldstændige inaktivering (ved 30-35ºС).

otte*. Hvorfor forlænges dagslystimerne hos æglæggende høner kunstigt til 20 timer i fjerkræbedrifter og reduceres til 6 timer om dagen hos slagtekyllinger?

Længden af ​​dagslystimerne er en vigtig faktor, der påvirker fuglenes seksuelle adfærd. En stigning i dagtimerne aktiverer produktionen af ​​kønshormoner – på den måde stimuleres æglæggende høns til at øge ægproduktionen. Korte dagslystimer forårsager et fald i seksuel aktivitet, så slagtekyllingehanner bevæger sig mindre, kæmper ikke med hinanden, og alle kroppens ressourcer er rettet mod at øge kropsvægten.

* Opgaver markeret med en stjerne kræver, at eleverne fremsætter forskellige hypoteser. Derfor bør læreren, når han sætter et karakter, ikke kun fokusere på svaret, der gives her, men tage højde for hver hypotese, evaluere elevernes biologiske tænkning, logikken i deres ræsonnement, ideernes originalitet osv. Derefter er det Det anbefales at gøre eleverne bekendt med svaret.

Hver organisme har evnen til at tilpasse sig miljøforhold - dette er modifikationsvariabilitet. Det er takket være modifikationer, at levende væseners vitale aktivitet er mulig.

Uden evnen til at tilpasse sig ville den mindste ændring i temperatur, ernæring, lys, sætte hele arter på randen af ​​udryddelse.

Hvad er modifikation (fænotypisk) variabilitet

Modifikationsvariabilitet har udviklet sig som et resultat af evolution, som en reaktion fra organismen på ændringer i eksistensbetingelserne.

Et karakteristisk træk ved modifikationer er, at ændringer sker inden for fænotypens grænser, dvs. et sæt ydre og indre træk ved organismen, der optrådte under dens udvikling. Derfor er der i litteraturen et tilsvarende navn - fænotypisk variabilitet.

Påvirkning af en levende celle fører uvægerligt til en reaktion. Som reaktion på en ekstern stimulus sender celler signaler til gener, hvilket fører til ændringer i syntesen af ​​proteiner, der er ansvarlige for kroppens fysiologi. Ikke desto mindre har de ændringer, der sker i fænotypen, en grænse, som kaldes reaktionshastigheden.

Afhængigt af i hvilket omfang et eller andet tegn på fænotypen ændrer sig, skelnes følgende reaktionsnormer i biologien:

1. Bred- egenskaben er kendetegnet ved en høj grad af variabilitet. Oftest viser det sig i en kvantitativ værdi.
2. smal- under påvirkning af miljøet ændrer tegnet sig lidt og har normalt en kvalitativ karakter.

Muligheder for udvikling af modifikation af organismen, arrangeret i stigende eller faldende rækkefølge, danner en variationsrække. Forholdet mellem fænotypens egenskab og hyppigheden af ​​dens manifestation afspejler tydeligt grafen i form af en kurve.

Disse statistiske metoder er nødvendige inden for vigtige områder af menneskelig aktivitet: landbrug, medicin, industri. Variationskurven giver dig mulighed for at identificere mønstre af fænotypisk variabilitet, grænserne for reaktionsnormer og forudsige værdierne af indikatorer.

Eksempler på modifikationsvariabilitet

Modifikationsændringer i kroppen er en reaktion på ændringer i eksistensbetingelserne.

Kost, omgivende temperatur, fugtighed og lysniveauer - disse og mange andre faktorer bestemmer kroppens udseende, dens cellers opførsel.

Eksempler på forskelle i fænotype er tilgængelige ved hver tur - en mælkebøtte dyrket i marken adskiller sig fra en mælkebøtte dyrket i bjergene i stængelhøjde, bladarrangement og udvikling af rodsystemet.

Et andet eksempel er, at planter af samme art vil variere i størrelse afhængigt af lysniveauet og mængden af ​​næringsstoffer i jorden. Afhængigt af temperaturen ændres farven på pelsen hos nogle dyr.

Fænotypiske ændringer kan også observeres hos mennesker. Det mest slående eksempel er solskoldning, som opstår som en beskyttende reaktion på udsættelse for ultraviolet stråling.

I nordlige lande er mørk hudfarve et midlertidigt fænomen, hvilket indikerer den adaptive karakter af denne modifikation. Hyppig fysisk aktivitet fører også til en ændring af fænotypen – kroppens muskler og knogler styrkes.

Ikke alle modifikationsændringer manifesteres eksternt, nogle gange forekommer de kun på cellulært niveau. I forhold med fortærnet luft øger den menneskelige krop, i et forsøg på at opretholde vital aktivitet, niveauet af røde blodlegemer i blodet, som leverer ilt til organer og væv.

Dette fænomen observeres, når man bestiger bjerge. Derfor er klatrere særligt opmærksomme på tilpasning til dramatisk ændrede miljøforhold.

Egenskaber for modifikationsvariabilitet

Modifikationsarvelighed nedarves ikke. Dens manifestationer er midlertidige. Der er ingen ændring i genotypen – de gener, der gives videre til efterkommere, påvirkes ikke.

Individer af samme art, placeret under de samme forhold, vil have lignende ændringer i fænotypen, hvilket indikerer gruppekarakteren af ​​modifikationsvariabiliteten.

Normalt varer modifikationerne ikke længe og forsvinder, når du vender tilbage til de oprindelige forhold. Disse tegn bestemmer regelmæssigheden og forudsigeligheden af ​​ændringer.

Er modifikationsvariabiliteten gavnlig eller skadelig? Her er svaret enkelt – modifikationer hjælper kroppen med at tilpasse sig skiftende miljøforhold, og derfor overleve.

Forskellen mellem mutationel og modifikationsvariabilitet

Mutation fører ligesom modifikation til en ændring i organismen, men dette sker på grund af ændringer i arvematerialet, ved at omarrangere gener, kromosomer og genomet.

Et individ, der er udsat for mutationer, forbliver det indtil livets afslutning og videregiver efterfølgende genet med mutationen til dets efterkommere.

Udsættelse for stråling, kemikalier, ændringer i temperatur er almindelige årsager til mutationer. Deres udseende er spontant - under påvirkning af den samme faktor er de tegn, der vises, sandsynligvis forskellige.

Samtidig er mutation evolutionens vigtigste motor, da kun bærere af nyttige ændringer, der giver dem en konkurrencemæssig fordel i løbet af naturlig udvælgelse, fortsætter deres slægt.

Ændringer og deres egenskaber

Ændringer i fænotypen forekommer af forskellige årsager, og graden af ​​deres manifestation afhænger af intensiteten af ​​eksponering for miljøfaktorer.

Typerne af modifikationsvariabilitet kan klassificeres som følger:

1. Alder- ændringer opstår som følge af organismens livscyklus. De er især udtalt i organismer, der gennemgår metamorfoser under udviklingen - padder tilbringer en del af deres liv i form af haletudser, insekter - i form af larver, og først derefter ser de ud som en voksen.
2. Sæsonændringer er tæt forbundet med ændringer i temperaturregimet. Så for eksempel om vinteren ændrer nogle dyr deres pelsfarve - det er hårpigmenter, der reagerer på kulde.
3. Miljømæssigt- opstår som reaktion på skiftende miljøforhold. Ændringer af denne type kan fortsætte gennem hele organismens liv, hvis påvirkningen af ​​de faktorer, der forårsagede ændringen i fænotypen, fortsætter.

Det er værd at bemærke: en sådan opdeling er ret vilkårlig, da fænotypen ofte er dannet som et sæt af alle ændringer.

Medicinsk betydning af fænotypisk variabilitet

Som alle levende ting er mennesket underlagt ændringer. Kendskab til lovene i denne proces og grænserne for reaktionsnormen er vigtig for medicin, hvis aktivitet er rettet mod at sikre en sund udvikling af den menneskelige krop.

Analysen af ​​variationsserier og kurver gør det muligt at karakterisere den normale sundhedstilstand samt at identificere de værdier, hvor der er en afvigelse fra normen.

Modifikationsvariabilitet er en ret vigtig egenskab ved organismer til at tilpasse sig det ydre miljø. Dette er et kompleks af reaktioner, der er en organisme eller en hel befolkning på en ændring i miljøforhold. For eksempel under solen bliver huden mere eller mindre mørkere hos hver person.

Modifikationsvariabilitet og dens egenskaber

Denne egenskab af organismer har nogle karakteristiske træk:

• Modifikationsvariabilitet påvirker kun fænotypen (ydre træk), men påvirker ikke genotypen (individuelt sæt af genetisk information).
• Det er af gruppekarakter - hvis nogle miljøforhold påvirker en gruppe af organismer, så oplever alle dens repræsentanter udseendet af de samme tegn.
• Reversibilitet - ændringer sker med konstant påvirkning af visse faktorer. Hvis organismen overføres til andre forhold, eller faktorens indflydelse elimineres, så forsvinder de fænotypiske ændringer.
• Ændringer, der er sket under påvirkning af eksterne faktorer, nedarves ikke.

Det skal bemærkes, at modifikationsvariabiliteten har stor betydning for processen.Faktum er, at i naturen overlever de organismer, der er mest tilpasset forholdene, især med en skarp ændring i ydre faktorer. Kombinatorisk og giver langt fra fuldt ud kroppen evnen til at tilpasse sig.

Modifikationsvariabilitet: eksempler

I naturen kan man finde utallige eksempler på sådanne forandringer i kroppen. Nedenfor er de mest almindelige.

• Når man bestiger bjerge, hvor miljøforholdene ændrer sig, observeres en stigning i antallet af røde blodlegemer i blodet hos en person eller et dyr, hvilket sikrer normal iltforsyning.
• Når de udsættes for ultraviolette stråler i hudvævene, begynder en øget frigivelse af pigmenter.
• Som et resultat af konstant intens træning øges muskelmassen markant. Efter ophør af træning mister kroppen gradvist sin elasticitet, musklerne falder i størrelse.
• Hvis en hvid Himalaya-hare flyttes til et tempereret klima, og kropsområdet er barberet, vil den nye pels være grå i farven.
• Hvis træerne allerede har fuldt blomstrede blade, og om natten vil de blive påvirket af minusgrader, vil du om morgenen bemærke en karakteristisk rødlig farvetone.

For at forstå arten af ​​modifikationsanordninger er det nødvendigt at overveje andre former for variabilitet.

Kombinatorisk variabilitet

En sådan variabilitet opstår som et resultat under fusionen af ​​gameter. Overvej nu et eksempel: hvis faren til barnet har mørkt hår, og moderen har blond hår, og barnet kan blive født med grønne øjne og blondt hår, eller mørkt hår og blå øjne. Det er disse fænotypiske ændringer i afkom, der leveres af kombinatorisk variabilitet.

Mutationsvariabilitet

Ændringer opstår, når kroppen udsættes for mutagener af kemisk, fysisk eller biologisk karakter. Mutationsvariabilitet i modsætning til modifikation:

• opstår spontant, og det er næsten umuligt at forudsige det;
• forårsager ændringer i det genetiske materiale;
• mutationsændringer er vedvarende og nedarves;
• mutationer kan være både godartede og forårsage patologier op til et dødeligt udfald;
• de er ikke afhængige af miljøforhold;
• forekomme hos individuelle individer;

Som du kan se, er variabilitet en meget kompleks proces, der påvirker både genotype og fænotypiske karakteristika. Det var takket være modifikationer, kombinationer og mutationer, at organismer gradvist ændrede sig, forbedrede og tilpassede sig ændringer.

Hos mennesker: en stigning i niveauet af røde blodlegemer, når man bestiger bjerge; øget hudpigmentering med intens eksponering for ultraviolette stråler; udvikling af muskuloskeletale systemet som følge af træning; ar (et eksempel på morfose)

Hos insekter og andre dyr: farveændring hos Colorado-kartoffelbillen på grund af langvarig eksponering for høje eller lave temperaturer på deres pupper; ændring i pelsfarve hos nogle pattedyr, når vejrforholdene ændrer sig (for eksempel hos en hare); forskellige farver af nymfalidsommerfugle (for eksempel Araschnia levana), der udviklede sig ved forskellige temperaturer

Hos planter: en anderledes struktur af undervands- og overvandsblade i vandet ranunkel, pilespids osv.; udviklingen af ​​underdimensionerede former fra frøene fra lavlandsplanter dyrket i bjergene

I bakterier: arbejdet med generne fra lactoseoperonen fra Escherichia coli (i fravær af glukose og i nærvær af lactose syntetiserer de enzymer til at behandle dette kulhydrat)

Mutationsvariabilitet

Mutationel kaldet variabiliteten forårsaget af forekomsten af ​​en mutation. Mutationer- disse er arvelige ændringer i det genetiske materiale, hvilket fører til en ændring i visse tegn på organismen.

De vigtigste bestemmelser i mutationsteorien blev udviklet af G. De Vries i 1901-1903. og kog ned til følgende:

• · Mutationer opstår pludseligt som diskrete ændringer i egenskaber;
• · Nye former er stabile;
• · I modsætning til ikke-arvelige forandringer danner mutationer ikke kontinuerlige serier. De repræsenterer kvalitative ændringer;
• · Mutationer viser sig på forskellige måder og kan være både gavnlige og skadelige;
• · Sandsynligheden for påvisning af mutationer afhænger af antallet af undersøgte individer;
• · Lignende mutationer kan forekomme gentagne gange;
• Mutationer er urettede (spontane), dvs. enhver del af kromosomet kan mutere, hvilket forårsager ændringer i både mindre og vitale tegn.

Af arten af ​​ændringen i genomet Der er flere typer mutationer - genomiske, kromosomale og gen.

Genomiske mutationer (aneuploidi og polyploidi) er en ændring i antallet af kromosomer i cellens genom.

Kromosomale mutationer, eller kromosomomlejringer, kommer til udtryk i ændringer i strukturen af ​​kromosomer, som kan identificeres og studeres under et lysmikroskop. Omlejringer af forskellige typer er kendt (normalt kromosom -- ABCDEFG):

• mangel, eller defishensi, er tabet af endeafsnittene af kromosomet;
• deletioner - tab af en del af et kromosom i dets midterste del (ABEFG);
• duplikationer - to- eller multiple gentagelser af et sæt gener lokaliseret i en specifik region af kromosomet (ABCDECDEFG);
• inversioner - rotation af et kromosomsegment med 180 ° (ABEDCFG);
• · translokation - overførsel af et sted til den anden ende af det samme kromosom eller til et andet, ikke-homologt kromosom (ABFGCDE).

Med defishensi, delinger og duplikationer ændres mængden af ​​kromosomernes genetiske materiale. Graden af ​​fænotypisk ændring afhænger af, hvor store de tilsvarende sektioner af kromosomer er, og om de indeholder vigtige gener. Eksempler på kromosomomlejringer er kendt i mange organismer, herunder mennesker. Alvorlig arvelig sygdom "cat's cry"-syndrom (opkaldt efter karakteren af ​​de lyde, der frembringes af syge babyer) skyldes heterozygositet for mangel på det 5. kromosom. Dette syndrom er ledsaget af mental retardering. Normalt dør børn med dette syndrom tidligt.

Duplikationer spiller en væsentlig rolle i udviklingen af ​​genomet, da de kan tjene som materiale for fremkomsten af ​​nye gener, da forskellige mutationsprocesser kan forekomme i hver af to tidligere identiske regioner.

Med inversioner og translokationer forbliver den samlede mængde af genetisk materiale den samme, kun dens placering ændres. Sådanne mutationer spiller også en væsentlig rolle i evolutionen, da krydsningen af ​​mutanter med de oprindelige former er vanskelig, og deres F1-hybrider er oftest sterile. Derfor er det kun muligt at krydse de originale formularer med hinanden. Hvis sådanne mutanter har en gunstig fænotype, kan de blive de første former for fremkomsten af ​​nye arter. Hos mennesker fører alle disse mutationer til patologiske tilstande.