0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем отличается мутационная изменчивость от модификационной

Чем отличается мутационная изменчивость от модификационной

Му­та­ци­он­ная из­мен­чи­вость, в от­ли­чие от мо­ди­фи­ка­ци­он­ной,

Му­та­ци­он­ная из­мен­чи­вость лежит в ос­но­ве по­яв­ле­ния новых при­зна­ков и ха­рак­те­ри­зу­ет­ся скач­ко­об­раз­ны­ми из­ме­не­ни­я­ми ге­но­ти­па, пе­ре­да­ю­щи­ми­ся сле­ду­ю­щим по­ко­ле­ни­ям.

Мо­ди­фи­ка­ци­он­ная из­мен­чи­вость – это сход­ные из­ме­не­ния при­зна­ков у всех осо­бей потом­ства по­пу­ля­ции ка­ко­го−либо вида в сход­ных усло­ви­ях су­ще­ство­ва­ния. Мо­ди­фи­ка­ци­он­ная из­мен­чи­вость не за­тра­ги­ва­ет ге­но­тип и не пе­ре­да­ет­ся из по­ко­ле­ния в по­ко­ле­ние.

Раз­ли­чие му­та­ци­он­ной и мо­ди­фи­ка­ци­он­ной из­мен­чи­во­сти

— Му­та­ции – это на­след­ствен­ная из­мен­чи­вость (пе­ре­даётся по на­след­ству), мо­ди­фи­ка­ции – не­на­след­ствен­ная.

— Му­та­ции – это ге­но­ти­пи­че­ская из­мен­чи­вость (из­ме­ня­ет­ся ге­но­тип, т. е. ДНК), мо­ди­фи­ка­ции – фе­но­ти­пи­че­ская (из­ме­ня­ет­ся толь­ко фе­но­тип, т. е. при­зна­ки)

— Му­та­ции – это не­опре­де­лен­ная из­мен­чи­вость, по­то­му что нель­зя за­ра­нее опре­де­лить, какая имен­но будет му­та­ция. Мо­ди­фи­ка­ция – опре­де­лен­ная из­мен­чи­вость, по­то­му что её можно за­ра­нее пред­ска­зать.

— Му­та­ции – это ин­ди­ви­ду­аль­ная из­мен­чи­вость, по­то­му что у каж­до­го ор­га­низ­ма про­ис­хо­дят свои му­та­ции. Мо­ди­фи­ка­ции – груп­по­вая из­мен­чи­вость, по­то­му что в оди­на­ко­вых усло­ви­ях все из­ме­ня­ют­ся оди­на­ко­во

— Му­та­ции чаще всего бы­ва­ют вред­ны­ми, реже – без­раз­лич­ны­ми и очень редко по­лез­ны­ми для по­пу­ля­ции.

Мо­ди­фи­ка­ци­он­ные из­ме­не­ния на­прав­ле­ны на улуч­ше­ние при­спо­соб­лен­но­сти по­пу­ля­ции к из­ме­не­ни­ям во внеш­ней среде, то есть они носят адап­тив­ный ха­рак­тер.

— Му­та­ции слу­чай­ны, не­на­прав­лен­ны и могут за­тро­нуть локус лю­бо­го гена, то есть в ре­зуль­та­те му­та­ций могут ме­нять­ся как жиз­нен­но важ­ные при­зна­ки, так и при­зна­ки, менее су­ще­ствен­ные для ор­га­низ­ма.

Мо­ди­фи­ка­ци­он­ные из­ме­не­ния могут про­ис­хо­дить лишь в рам­ках ге­но­ти­па – они не вы­хо­дят за пре­де­лы нормы ре­ак­ции для дан­но­го при­зна­ка.

— Му­та­ции по­став­ля­ют ма­те­ри­ал для эво­лю­ци­он­но­го про­цес­са.

Мо­ди­фи­ка­ци­он­ные из­ме­не­ния при­спо­саб­ли­ва­ют вид к усло­ви­ям су­ще­ство­ва­ния и в эво­лю­ци­он­ном про­цес­се су­ще­ствен­ной роли не иг­ра­ют.

Изменчивость

Под изменчивостью понимают способность организмов приобретать признаки и свойства отличные от родительских, характерных для данного вида. Изменчивость является общим свойством всех живых систем и может выражаться в изменении как генотипа, так и фенотипа.

Традиционно различают ненаследственную и наследственную изменчивость.

Модификационная изменчивость

Модификационная (фенотипическая) изменчивость — изменения фенотипа организма, обусловленные влиянием факторов внешней среды. Данный вид изменчивости не приводит к изменениям генотипа особи — все изменения касаются только фенотипа.

Напомню, что генотипом называют генетическую конституцию — совокупность генов одного организма, полученных от родителей. Фенотип (греч. phаino — обнаруживаю) — совокупность наблюдаемых характеристик организма (любой морфологический, гистологический, биохимический, поведенческий признак).

Для модификационной изменчивости характерен групповой характер, она часто (но не всегда) служит приспособлением к условиям внешней среды. Известным примером модификационной изменчивости является изменение окраски шерсти у зайца-беляка в зависимости от сезона года.

Такое изменение окраски делает их более приспособленными, повышает выживаемость: заяц сливается с внешней средой и становится незаметен для хищников.

Однако не стоит забывать об относительности любой приспособленности: если среда резко изменится, то белый заяц на фоне темной земли станет легкой добычей для хищников.

Еще одним примером модификационной изменчивости служит изменение окраски шерсти у гималайских кроликов. Они рождаются полностью белыми, так как их эмбриональное развитие протекает в условиях повышенной температуры.

Однако в результате воздействия холода на разные участки их тела, шерсть начинает темнеть. В естественных условиях шерсть темная на ушах, носе, лапах и хвосте.

Читать еще:  Как добраться из аэропорта Адлера до Лазаревского

В эксперименте лед привязывают к спине, и через некоторое время шерсть на этом месте начинает темнеть. Это наглядно демонстрирует влияние внешней среды на проявление признака.

Вам известно, что человек, побывавший на солнце, получает его «отпечаток» — загар. Потемнение цвета кожи в данном случае связано с активной выработкой пигмента меланина, который защищает кожу и внутренние органы от УФ излучения.

Загар также является типичным примером модификационной изменчивости. Одни люди загорают быстро, у других этот процесс занимает гораздо больше времени — все дело в норме реакции.

Норма реакции

Нормой реакции называют генетически (наследственно) закрепленные пределы (границы) изменчивости признака. Принято говорить, что у каждого признака существует определенная норма реакции: она может быть узкой или широкой.

Узкая норма реакции характерна для признаков, которые относятся к качественным: форма глаза, желудка, сердца, размеры головного мозга, рост.

Количественные признаки имеют широкую норму реакцию и достаточно вариабельны в течение жизни: яйценоскость кур, удойность коров, вес, размер листьев.

Итак, подведем итоги. Для фенотипической (ненаследственной, групповой, определенной) изменчивости характерно:

  • Причина изменения — влияние факторов внешней среды
  • Изменения признаков организма не затрагивают генотип, происходят в соматических клетках и не передаются потомкам
  • Изменение признаков ограничено в пределах нормы реакции, которая определяется генотипом
  • Изменчивость носит групповой характер, характерна для многих особей (к примеру, сезонная изменчивость)
Наследственная изменчивость

Наследственная изменчивость (неопределенная, индивидуальная, генотипическая) — форма изменчивости, вызванная изменениями генотипа организма, которые могут быть связаны с мутационной или комбинативной изменчивостью.

В отличие от модификационной изменчивости, где затрагивается только фенотип (внешние проявления), генотипическая изменчивость затрагивает генотип, а это означает, что генетические изменения затрагивают и половые клетки, которые передаются потомству. Поэтому и называется она — наследственная.

Комбинативная изменчивость

Комбинативная изменчивость возникает в результате появления у потомков новых сочетаний генов (комбинаций). Эти комбинации возникают во время мейоза в результате хорошо вам знакомого (я надеюсь!) кроссинговера — обмена участками между гомологичными хромосомами.

Запомните, что в основе комбинативной изменчивости лежит три краеугольных момента:

  • Случайная комбинация генов в ходе кроссинговера
  • Независимое расхождение хромосом в мейозе
  • Случайная встреча гамет при оплодотворении

Я всегда говорю ученикам, что комбинативная изменчивость — это полная неопределенность: мы не знаем, какие комбинации возникнут между генами при кроссинговере, не знаем, какие хромосомы образуются и в какие гаметы они разойдутся, и, наконец, не знаем какие половые клетки (гаметы) встретятся при оплодотворении.

То, что мы отличаемся от своих родителей, и есть результат этих неопределенностей.

Мутационная изменчивость

Мутационная изменчивость связана с возникновением мутаций. Мутации (лат. mutatio — изменение) — внезапные, возникающие спонтанно или вызванные мутагенами наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

Для того, чтобы понять суть мутационной изменчивости, давайте дадим характеристику мутациям:

  • Мутации — резкие спонтанные изменения генотипа
  • Стойкие, передаются потомкам через половые клетки (гаметы)
  • Ненаправленные. Большинство мутаций — вредные (часть из них летальные), лишь очень небольшая часть носит полезный приспособительный характер, мутации также могут быть безразличными (нейтральными) для организма
  • Носят индивидуальный характер

Среди мутаций различают следующие виды:

    Генные (точечные)

Читать еще:  Почему мораль называют общечеловеческой ценностью

Изменения при генных мутациях происходят в последовательности нуклеотидов молекулы ДНК. Может случаться такое, что один или несколько нуклеотидов выпадают из ДНК (делеция), вставляются новые нуклеотиды, удваиваются имеющиеся нуклеотиды (дупликация).

Изменения ДНК ведут к тому, что в результате на рибосомах синтезируется белок с иной аминокислотной последовательностью. К примеру: изначально триплет ДНК «ТАЦ» кодировал аминокислоту «Мет», нуклеотид «Т» выпал из триплета произошла вставка нуклеотида «Г». В результате вместо аминокислоты «Мет» теперь синтезируется аминокислота Вал.

Новые аминокислоты могут поменять свойства белка, так что признак, за который он отвечает, будет меняться. Только что вы узнали об универсальной схеме — изменении фенотипа в результате изменений генотипа.

В результате хромосомных мутаций происходят структурные изменения хромосом (не следует путать с кроссинговером, который происходит в норме и подразумевает обмен участками между гомологичными хромосомами). Последствия хромосомных мутаций часто оказываются летальны.

В результате таких мутаций может происходить утрата (делеция) участка хромосомы, его удвоение (дупликация), поворот на 180° (инверсия), перенос участка одной хромосомы на другую (транслокация), перенос участка внутри одной хромосомы (транспозиция).

Данный тип мутаций проявляется в изменении числа хромосом. Выделяют:

    Автополиплоидию — кратное увеличение числа наборов хромосом

В результате таких мутаций количество хромосом увеличивается в кратное количество раз (2,3,4 и т.д.). В результате получаются организмы триплоиды, тетраплоиды и т.д. Иногда такие мутации вызывают искусственно, к примеру, в селекции растений. Известно, что у полиплоидов более крупные и сочные плоды.

В селекции полиплоидию у растений вызывают добавлением специального химического вещества — колхицина, который блокирует образование нитей веретена деления. Вследствие этого хромосомы не расходятся и остаются в одной клетке — набор хромосом увеличивается в 2 раза.

Имеет значение в процессе видообразования. Примером данной мутации может послужить отдаленная гибридизация (аутбридинг) пшеницы и ржи. Их генотип состоит из гаплоидного набора пшеницы (n) и гаплоидного набора ржи (m). В результате такого скрещивания получают растение — тритикале. Тритикале дает отличный урожай, однако из-за геномной мутации это растение стерильно.

Также примером отдаленной гибридизации, соответственно и аллополиплоидии, является гибрид осла (самца) и лошади (самки) — мул. Это животное отличается большой выносливостью, но опять-таки бесплодное вследствие геномной мутации.

Анеуплоидия — изменение кариотипа (совокупность признаков хромосом), при котором число хромосом в клетках не кратно гаплоидному набору (n). Таким образом, в результате анеуплоидии отсутствует одна (или несколько) хромосом, либо же хромосомы имеются в избытке («лишние» хромосомы).

В случае отсутствия в хромосомном наборе одной хромосомы говорят о моносомии, двух хромосом — нуллисомии. Если к паре хромосом добавляется одна лишняя, говорят о трисомии.

Наследственные болезни, в том числе связанные с геномными мутациями: синдром Шерешевского-Тёрнера, Дауна — мы более детально обсудим в следующей статье, которая посвящена наследственным заболеваниям.

Раз уж мы затронули аутбридинг, то следует коснуться явления инбридинга и гетерозиса для их полного понимания.

Инбридинг (англ. in — в, внутри + breeding — разведение) — скрещивание близкородственных форм, в результате которого в ряду поколений увеличивается гомозиготность. С помощью инбридинга выводят чистые линии (AA, aa, BB, bb). Однако известно, что близкородственное скрещивание может приводить к проявлению рецессивных генов заболеваний и ослаблению потомства.

Гетерозис (греч. ἕτερος — другой + -ωσις — состояние) — явление увеличения жизнеспособности гибридов, вследствие унаследования ими различных вариантов аллельных генов от своих разнородных родителей. Увеличение жизнеспособности связывают с переходом генов в гетерозиготное состояние.

Читать еще:  Можно ли протирать лицо хлоргексидином

©Беллевич Юрий Сергеевич

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Модификационная изменчивость: ее особенности, отличие от мутационной изменчивости

Наследственностью называют способность родителей передавать свои признаки потомству. Изменчивость – способность нарушать наследственность, приобретать новые признаки. Благодаря ей каждый организм имеет свои особенности и приспосабливается к меняющимся условиям окружающей среды.

Виды изменчивости

Модификационная изменчивость, или фенотипическая, или направленная, или ненаследственная.

Мутационная изменчивость, или генотипическая, или ненаправленная, или наследственная.

Модификационная изменчивость

Эта изменчивость проявляется под действием факторов окружающей среды. Она проявляется только в фенотипе, изменяя внешние признаки организма. Изменений в генотипе не вызывает модификационная изменчивость. Примеры этой изменчивости очень разнообразны. У стрелолиста листья, находящиеся в воде, лентовидные, а те, что плавают на поверхности воды, – округлые. Листья, которые расположены в воздухе, имеют стреловидную форму. Если на кожу людей действуют ультрафиолетовые лучи, то цвет кожи становится темным: возникает загар. Если коров содержать при улучшенных условиях, то надои молока улучшатся. Так как модификационная изменчивость не изменяет генотип, то она не передается по наследству. Поэтому из мелких семян, выросших в плохих условиях, в идеальных условиях вырастают большие растения. И, наоборот, из больших семян при неблагоприятных условиях вырастут мелкие растения. Модификационная изменчивость имеет оборотные свойства. Если фактор перестает действовать, то фенотип возвращается к обычному состоянию. Если человек длительное время находится в горах, то в его эритроцитах из-за дефицита кислорода повышается уровень гемоглобина. Но, когда человек возвращается на равнину, уровень гемоглобина приходит в норму. Когда на человека перестают действовать ультрафиолетовые лучи, загар пропадает. Но, хотя признаки изменяются под действием условий, эти изменения не беспредельны. Обычно наблюдается колебание фенотипической изменчивости в определенных пределах, которые называются нормой реакции. Широкая норма реакции характерна для удоев молока, размеров листьев, окраски некоторых бабочек. Узкой нормой отличаются жирность молока, яйценоскость у кур, интенсивность окраски венчиков у цветков, масть коров. Следовательно, по наследству передаются не фенотипические признаки, а норма реакции.

Мутационная изменчивость

Мутационная изменчивость ведет к изменению генов и хромосом, а, значит, и наследственных признаков. Мутации передаются по наследству. Они являются отличным материалом для отбора и приводят к образованию новых видов.

Отличия модификационной и мутационной изменчивости

Мутационная изменчивость, в отличие от модификационной, влияет на структуру генотипа и передается по наследству. Модификационная наследственность действует направленно, всегда полезна для организма и приводит к адаптации. Мутации возникают неожиданно. Они могут быть полезными, нейтральными или даже вредными для организма. Мутационная изменчивость не имеет среднего типа, в отличие от модификационной. Мутации всегда бывают индивидуальными. Они возникают в отдельных организмах. Модификационная изменчивость действует на всех особей одного вида, находящихся в одинаковых условиях: у всех особей появляются похожие признаки.

Источники:

http://bio-ege.sdamgia.ru/problem?id=13925
http://studarium.ru/article/129
http://www.syl.ru/article/106779/modifikatsionnaya-izmenchivost-ee-osobennosti-otlichie-ot-mutatsionnoy-izmenchivosti

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector
×
×
×
×