Изменчивость - способность живых организмов приобретать новые признаки и качества.

Изменчивость подразделяется на модификационную ( фенотипическую ) и наследственная ( генотипическую ).

Модификационная ( фенотипическая ) изменчивость. Эта изменчивость ненаследственная. Она не затрагивает гены и хромосомы, возникает под влиянием условий внешней среды ( колебаний температуры, освещенности, влажности, количества и качества пищи и др.) Все эти факторы могут изменять морфологические и физиологические свойства организмов, т. е. их фенотип.

Пределы модификационной изменчивости признака называют его нормой реакции ( т. е. пределы, в которых возможно изменение признаков у данного генотипа ). Одни признаки ( например, молочность ) обладают очень широкой нормой реакции, другие ( окраска шерсти ) – гораздо более узкой. Широкая норма реакции ( широкая приспособляемость ) в природных условиях может иметь важное значение для сохранения и процветания вида. Однако отклонения, вызванные внешними условиями, не изменяют генотипа, они лежат в пределах его нормы реакции.

Наследственная изменчивость – основа разнообразия живых организмов и главное условие их способности к эволюционному развитию. Связана с изменением генотипа, и передается в ряду поколений. Иногда, это крупные, хорошо заметные изменения, например, коротконогость у овец, отсутствие оперения у кур, раздвоенные пальцы у кошек, короткопалость у человека. Но чаще возникают мелкие изменения.

Мутационной и Комбинативной изменчивости.

Комбинативная изменчивость - это возникновение новых сочетаний генов и новых взаимодействий между ними при скрещивании организмов. Является важнейшим источником бесконечно большого наследственного разнообразия, которое наблюдается у живых организмов. Заключается в проявлении в каждом поколении от одной родительской пары разнообразного потомства, у которого наблюдаются новые по сравнению с родителями признаки и сочетания.

В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов. Генотип потомков, как известно, представляет собой сочетание генов, которые были свойственны родителям. Число генов у каждого организма исчисляется тысячами. При половом размножении комбинации генов приводят к формированию нового уникального генотипа и фенотипа. У любого ребенка можно обнаружить признаки, типичные для его матери и отца. Тем не менее даже среди близких родственников не найти двух абсолютно одинаковых людей. Исключение составляют однояйцевые близнецы. В чем причины этого огромного разнообразия ? Они лежат в явлении комбинативной изменчивости.

1) Независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении – первая и важнейшая основа комбинативной изменчивости. Именно независимое расхождение хромосом, является основой третьего закона Менделя. Появление зеленых гладких и желтых морщинистых семян во втором поколении от скрещивания растений с желтыми гладкими и зелеными морщинистыми семенами – пример комбинативной изменчивости. 2) Рекомбинация генов, основанная на явлении перекреста хромосом, - второй, тоже очень важный источник комбинативной изменчивости. Рекомбинантные хромосомы, попав в зиготу, вызывают появление комбинаций признаков, нетипичных для родителей. 3) Случайная встреча гамет при оплодотворении. В моногибридном скрещивании возможны три генотипа : АА, Аа и а. Каким именно генотипом будет обладать данная зигот, зависит от случайного сочетания гамет.

Мутации – это случайно возникшие стойкие качественные и количественные изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма. Значение мутаций заключается в том что они возникают вследствие изменения структуры гена или хромосом и служат источником генетического разнообразия внутри вида.

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно ; 2. Мутации наследуются, т. е. стойко передаются из поколения в поколение ; 3. Мутации случайны и не направлены, мутировать может любой ген, вызывая изменения как значительных, так и жизненно важных признаков ; 4. Одни и те же мутации могут возникать повторно ; 5. По своему проявлению мутации могут быть полезными и вредными, доминантными и рецессивными.

Причины мутаций ясны далеко не всегда. Условия внешней среды как единственная причина мутаций установлена еще Дарвином. Согласно современным представлениям, внешние факторы, воздействуя на организмы, клетки, постоянно вызывают в них мутационные изменения. Это явление называют спонтанным мутационным процессом, а сам процесс вызывания мутаций – мутагенезом. Преднамеренное вызывание мутаций путем разнообразных экспериментальных воздействий называется индуцированным мутагенезом, а факторы, используемые для индукции мутаций, равно как и факторы спонтанного мутагенеза, - мутагенами.

1. Физические - температура, ультрафиолетовое и ионизирующее излучение и др. 2. Химические – ионы тяжелых металлов, некоторые лекарственные препараты, средства растений, нитраты и многие другие. 3. Биологические – вирусы, антивирусные вакцины. 4. Аутомутагены – промежуточные продукты обмена веществ. Например, этиловый спирт сам по себе мутагенов не является. Однако в организме человека он окисляется до ацетальдегида, а это вещество уже является мутагеном.

1. По характеру проявления : Доминантные Рецессивные 2. По влиянию на жизнеспособность и плодовитость : Летальные – мутации несовместимые с жизнью Полулетальные – резко снижают жизнеспособность Нейтральные не влияют на жизнеспособность организма 3. По месту возникновения : 4. По характеру влияния на генотип :

1. Генные, или точковые мутации ( не связаны с видимыми в микроскоп изменениями строения хромосом ) – качественные изменения отдельных генов. Связаны с преобразованием химической структуры ДНК за счет изменения последовательности нуклеотидов в ДНК, выпадением одних и включением других нуклеотидов меняющих состав ДНК это приводит к синтезу нового белка, к появлению у организма новых свойств

2. Хромосомные ( связаны с видимыми преобразованиями хромосом ) – это мутации связанные с изменением структуры хромосом. Существует несколько типов хромосомных мутаций : делеции - потери участков хромосом, дупликации – удвоение участков хромосом, транспозиции – перемещение участка хромосомы в другое место этой же хромосомы, транслокации – перемещение участка хромосомы в другую хромосому. У человека хромосомные перестройки в гетерозиготном состоянии снижают плодовитость, а в гомозиготном – летальны.

3. Геномные - связаны с изменением числа хромосом. Они делятся на анеуплоидию, или гетероплоидию, и собственно полиплоидию, или эуплоидию. Анеуплоидия – это изменение числа хромосом в геноме, не кратное гаплоидному. ( синдром Дауна, Шершевского - Тернера и т. д ). Полиплоидия – это изменение числа хромосом, кратное гаплоидному, получившиеся организмы называют полиплоидами, получают триплоиды, диплоиды. Триплоиды имеют более высокое, чем диплоиды у растений содержание сахаров, витаминов и других полезных соединений, они ценны своей стерильностью, так как не образуют семян и позволяют получать, например, бессемянные арбузы, виноград, помидоры и т. д. Роль полиплоидов в селекции чрезвычайно высока вследствие из более высокой продуктивности и качества урожая по сравнению с диплоидами. В эволюции сочетание различных типов полиплоидизации с гибридизацией – один из основных путей видообразования