Modyfikacja zmienności: odróżnianie jej od zmienności mutacyjnej. Główne cechy i właściwości różnic między typami zmienności

Czy wiesz, że zmienność, w przeciwieństwie do zmienności mutacyjnej, zależy wyłącznie od czynników środowiskowych?? Która z tych zmian jest ważniejsza w adaptacji organizmów?? Odpowiedzi na te i wiele innych pytań znajdziesz w naszym artykule.

Zmienność w organizmach: znaczenie

Zmienność jest uniwersalnym zjawiskiem biologicznym. Jej istota polega na zdolności organizmów do nabywania nowych cech w procesie rozwoju osobniczego. Zmienność powoduje powstawanie nowych cech i gatunków. A patrząc globalnie - rozwój biosfery jako całości. Zmienność jest czynnikiem ewolucji, zapewniającym zdolności adaptacyjne organizmów, różnorodność genetyczną i materiał dla wybór.

Pojawienie się modyfikacji

Jednym z głównych trendów w genetyce jest wyjaśnianie mechanizmów interakcji pomiędzy genotypem a Środowisko. Od dawna wiadomo, że jeśli dwa identyczne osobniki rozwijają się w różnych warunkach, to wykazują szereg różnic zewnętrznych. Jest to przejaw zmienności niedziedzicznej, czyli modyfikującej. Badanie tej właściwości organizmów żywych pozwala określić, w jaki sposób dziedziczone cechy przejawiają się w danych warunkach.

Zmienność modyfikacyjna, w odróżnieniu od mutacyjnej, jest odpowiedzią na intensywność działania określonych czynników. Zmiany niedziedziczne są takie same u wszystkich istot homogenicznych pod względem genotypowym. Przykładem jest strzałka, która w wodzie ma liście podobne do liści, a na lądzie liście w kształcie strzałki. Takie zmiany chronią roślinę przed uszkodzeniem przez prąd.

W przypadku zmienności modyfikowalnej nowe cechy nie powodują zmian w materiale genetycznym. Tak więc, jeśli myszom obcina się ogony, urodzi się ogoniaste potomstwo. Eksperyment ten został po raz pierwszy przeprowadzony przez niemieckiego naukowca Augusta Weismanna.

Zazwyczaj modyfikacje znikają, gdy przestaje istnieć czynnik, który je wywołuje. Tak więc letnia opalenizna jest mało zauważalna przez okres jesienno-zimowy. Ale w niektórych przypadkach takie cechy utrzymują się przez całe życie, a nawet są dziedziczone przez pokolenia. Na przykład w wysokiej temperaturze w poczwarkach stonki ziemniaczanej Colorado dochodzi do nagromadzenia cząsteczek informacyjnego RNA, które decydują o ciemnym zabarwieniu. Jednak z pokolenia na pokolenie liczba tych cząsteczek maleje i cecha stopniowo zanika.

Norma reakcji

W przeciwieństwie do zmienności mutacyjnej, zmienność modyfikacji podlega pewnym prawom statystycznym. Jej granice nazywane są normą reakcji. Węższy zakres odpowiedzi jest charakterystyczny dla cech decydujących o żywotności. Na przykład, wstawienie organów wewnętrznych. Dla cech, które nie są tak ważne, może być szerszy.

Przyczyny mutacji

Zmienność mutacyjna, w odróżnieniu od zmienności modyfikacyjnej, spowodowana jest powstawaniem nowych struktur w genotypie organizmu. Nazywane są one mutacjami. Takie modyfikacje mogą mieć różny charakter. Mutacje mogą polegać na zmianie liczby lub struktury chromosomów, zmianie liczby zestawów chromosomów, a także na zmianie sekwencji nukleotydów w cząsteczkach kwasów nukleinowych. W obu przypadkach dochodzi do zakłócenia programów dziedzicznych komórek i całego organizmu. Efektem są zmiany w fenotypie, które nie zawsze są korzystne dla osobników.

Modyfikacje i mutacje: cechy do porównania

Wszystkie rodzaje zmienności są źródłem zmian ewolucyjnych i uniwersalną właściwością materii żywej. Ale zmienność mutacyjna, w przeciwieństwie do mutacji, nie jest dziedziczona i nie wpływa na DNA. Organizm nabywa nowe cechy struktury zewnętrznej, które są przydatne w określonych warunkach.

Zmienność mutacyjna, w przeciwieństwie do zmienności modyfikacyjnej, jest nieokreślona. Nie da się z góry przewidzieć, jakie cechy pojawią się w organizmie. Z kolei modyfikacje można przewidzieć. I będą one takie same we wszystkich organizmach grupy. Na przykład, jeśli kilka królików zostanie umieszczonych w środowisku o niskiej temperaturze, wszystkie zmienią kolor. Jeśli worek nasion zostanie napromieniowany promieniowaniem, mutacje pojawią się we wszystkich, ale będą one zupełnie inne.

Zdecydowana większość modyfikacji ma charakter adaptacyjny. Garbowanie występuje w celu ochrony skóry przed szkodliwym działaniem promieniowania słonecznego; gruba sierść zwierząt podczas jesiennego linienia chroni przed działaniem zimna. Chociaż nie zawsze tak jest. Na przykład, jeśli zacienimy dolną część pędu ziemniaka, zaczną pojawiać się bulwy nadziemne. Mutacje mogą być szkodliwe, neutralne i korzystne.

Zmienność jest więc uniwersalną zdolnością wszystkich istot żywych do nabywania nowych cech. Zmienność mutacyjna, w przeciwieństwie do zmienności modyfikacyjnej, jest spowodowana nagłymi zmianami w materiale genetycznym i jest dziedziczona.