Tas ir pārsteidzoši, taču katru minūti uz Zemes dzimst indivīdi ar unikālu, unikālu ģenētisko sastāvu. Tas ir saistīts ar noteiktu iedzimtu mainīgumu, kura vērtība ir pietiekami liela ne tikai atsevišķas klasifikācijas vienības, bet visas pasaules evolucionārai attīstībai. Apskatīsim, kas ir iedzimta mainība, kādiem likumiem tā ievēro un kā tā ietekmē filoģenēzi.
Definīcija
Iedzimtas mainības piemēri ir noteiktas vecāku ģenētiskā materiāla kombinācijas vai dažādi mutācijas procesi zigotas veidošanās laikā. Lielākoties dažādu organismu genotipu unikalitāte ir saistīta ar gēnu diverģenci nejaušā secībā meiozes laikā.
Neiedzimta mainība
Ir vērts atzīmēt, ka papildus iedzimtajai mainībai svarīga loma organisma ontoģenēzē ir arī nepārmantotajai mainībai. Viņa irveidojas vides, dzīvesveida un citu ar genotipa izmaiņām nesaistītu faktoru ietekmē. Tieši šī ir galvenā atšķirība starp iedzimtu un nepārmantotu mainīgumu.
Mutāciju formas
Iedzimtas mainīguma piemērs papildus neatkarīgai hromosomu kustībai embrija attīstībā var būt arī noteikta veida mutācijas, ko izraisa noteikti faktori. Apskatīsim katru no veidlapām atsevišķi.
Kombinatīvais
Kombinatīvā mainība ir viena no galvenajām noteiktas sugas evolūcijas svirām. Tas ir pastāvīgs un sastopams visur. Pateicoties šāda veida mainīgumam, pastāv tāda lieta kā katra indivīda unikalitāte sugā.
Kombināciju mainība ir iespējama tādu parādību dēļ kā:
- elementāro ģenētisko struktūru - hromosomu neatkarīga diverģence, šūnu meiotisko dalīšanās procesā;
- gamētu saplūšana nejauši tiešās apaugļošanas laikā;
- ģenētiskā materiāla apmaiņa tādas parādības kā krustošanās procesā.
Tādējādi kombinatīvā mainība ir galvenā funkcionālā vienība, kas nodrošina katra indivīda ģenētiskā aparāta unikalitāti atsevišķi.
Mutācijas
Mutācijas mainīgums ir arī iedzimtības procesu neatņemama sastāvdaļa. Izmaiņas var izpausties kā jaunattīstības indivīda noderīga unikāla iezīme, unvar būt tik nenozīmīgas, ka tās vispār netiek konstatētas un ir neitrālas attiecībā pret organismu.
Bet bieži mutācijas ir negatīvas un izpaužas kā jebkādas novirzes, traucējumi organisma normālā darbībā, slimības. Negatīvu izmaiņu briesmas slēpjas tajā apstāklī, ka, tiklīdz tās ir fiksētas genotipā, tās var tikt mantotas.
Arī mutācijām ir dažādas lokalizācijas. Pamatojoties uz to, tos iedala somatiskajos un ģeneratīvajos. Tie ietekmē dažādus ģenētiskā aparāta līmeņus, kas tos klasificē kā hromosomu, gēnu vai genomu.
Piemēri
Iedzimtas mainīguma piemēri ir ļoti dažādi un bieži sastopami ikdienas dzīvē. Viena no elementārākajām šāda veida mainīguma izpausmēm ir tā, ka bērns dažos aspektos var būt ļoti līdzīgs vecākiem. Piemēram, mantot mātes tumšos matus un tēva sejas vaibstus. Šis ir kombinētās mainīguma piemērs. Bet ir vērts padomāt, ka pat ar izteiktu līdzību pēcnācēji nebūs precīza vecāku kopija gan fenotipiskā, gan jo īpaši genotipiskā ziņā.
Vēl viens iedzimtas mainīguma piemērs ir sešpirkstu parādība, kas ir neparedzētas mutācijas rezultāts. Vai arī tāda nepatīkama slimība kā fenilketonūrija, kas izpaužas kā aminoskābju metabolisma pārkāpums.
Homoloģiskā sērija
Viens no zinātniekiem, kuršaktīvi iesaistījās tādas parādības kā iedzimta mainīguma izpētē, bija N. I. Vavilovs.
Viņš uzskatīja tā sauktās iedzimtās mainības homoloģiskās sērijas, kas bija daži analogi organisko savienojumu homoloģiskās sērijas bioloģijā.
Zinot noteiktus modeļus, ir iespējams aprēķināt mantojuma pazīmes sugām, kurām ir šīs sērijas. Pamatojoties uz to, tika izveidots viens no pamatlikumiem, kas interpretē mantojuma modeļus, ko sauc par iedzimtas mainīguma homologās sērijas likumu. Šobrīd šis likums tiek aktīvi izmantots ģenētikā.
Iedzimtas mainīguma likums
Šis likums, kas formulēts, pamatojoties uz homologo sēriju teoriju, izklausās šādi: ģintis un sugas, kurām ir līdzīgs ģenētiskais aparāts, atšķiras ar noteiktu parametru mainīguma virkni. Pamatojoties uz to, varam secināt, ka, zinot dažas formas vienas konkrētas sugas ietvaros, var paredzēt to pašu formu klātbūtni līdzīgās sugās.
N. I. Vavilovs pastiprināja iedzimtības mainīguma homoloģisko rindu likumu ar noteiktu aprēķina formulu.
Likuma sekas
Šis N. I. Vavilova formulētais likums lielā mērā veicina organismu evolūcijas pazīmju interpretāciju.
Tātad, piemēram, pamatojoties uz to, varam secināt, ka sugās, kas ir līdzīgas savā ģenētiskajā aparātā un kurām ir kopīga izcelsme, var notikt aptuveni vienādi mutācijas procesi. Turklāt,zinātnieki daudzu gadu pētījumu rezultātā ir noskaidrojuši, ka pat tik lielas klasifikācijas vienības kā klases var izjust tā saukto paralēlismu, pamatojoties uz homologu sēriju klātbūtni.
Vērts arī atzīmēt, ka šādas parādības ir raksturīgas ne tikai augstākajām dzīvo organismu klasēm, bet arī pašiem vienkāršākajiem.
Iedzimtas slimības
Tomēr, kā minēts iepriekš, iedzimta mainība ne vienmēr pozitīvi ietekmē konkrētu indivīdu un tā pēcnācējus. Piemēram, dažāda veida mutācijas vai nestandarta gēnu uzvedība embrija ieņemšanas un attīstības procesā var izraisīt dažādas sarežģītības pakāpes novirzes indivīda attīstībā. Apsveriet dažus ģenētisko slimību veidus.
Tātad, iedzimtās slimības var iedalīt:
- Hromosomu. Šīs novirzes rodas noteiktu hromosomu izmaiņu rezultātā. Tās var būt gan daudzuma, gan pašas struktūras izmaiņas. Dauna sindroms tiek uzskatīts par visizplatītāko šīs grupas slimību. Bērni, kas cieš no šī sindroma, atšķiras pēc tā smaguma pakāpes, taču ar pienācīgu korektīvo un medicīnisko aprūpi viņi nākotnē var būt pilnībā socializēti un neatkarīgi.
- Genomisks. Šāda veida mutācijas, kas ietekmē visu genomu, notiek retāk un gandrīz vienmēr izraisa dzīvnieku un jo īpaši cilvēku nāvi. Šādas slimības piemērs ir Šereševska-Tērnera sindroms. Cilvēki ar šo sindromu, papildus daudziem citiempazīmes raksturo slikta garīgā veselība un vieglas vai izzudušas seksuālās īpašības.
- Monogēns. Šo slimību pamatā ir viena noteikta gēna mutācija. Tas var būt dominējošs vai recesīvs. Dažas mutācijas ir saistītas ar dzimumu, dažas ir saistītas ar autosomām.
Iedzimta evolūcijas mainīgums
Mainība ir galvenā un ļoti svarīgā dzīvo organismu īpašība iziet izmaiņas filoģenēzes procesā. Bez šādas funkcijas, kas ļauj saglabāt ģenētiskā materiāla unikalitāti un pielāgoties konkrētas vides īpašībām, jebkuras organizācijas organismi būtu lemti nāvei.
Iedzimtas mainīguma dēļ evolūcijā pastāv tik svarīgs faktors kā dabiskā atlase. Tieši tāpēc, ka katrs indivīds ir unikāls pēc savām genotipiskajām un fenotipiskajām īpašībām, skaits dabā tiek regulēts, bet tajā pašā laikā joprojām ir iespējams izvairīties no vienas vai otras klasifikācijas vienības pilnīgas izzušanas.
Iedzimto variāciju vērtība ir nenovērtējama evolūcijas procesā. Galu galā tieši šī jebkuras sarežģītības un klasifikācijas organismu vissvarīgākā iezīme ļauj pastāvēt tādai parādībai kā sugu daudzveidība. Liela nozīme sugas izdzīvošanā ir arī iedzimtajai mainīgumam. Pastāvīgi mainīgās vides īpatnības liek organismiem pielāgoties esošajiem apstākļiem. Bez šī vai cita atspoguļojuma genotipā tas nebūtu iespējams unnoveda pie sugas izzušanas.
