Чтобы жизнь могла существовать в постоянно изменяющимся мире, ей пришлось приобрести точно такое же свойство — изменчивость. Почему потомство не является полной копией своих родителей? Что привело к образованию невероятно большого разнообразия живых существ на нашей планете? Как организмы могут меняться в течение жизни? На все эти вопросы ответит данная статья
Изменчивость делится на две большие группы:
1) Наследственная — та, что передается потомству. Цвет твоих глаз — наследственная изменчивость.
2) Ненаследственная — признаки, которые приобретаются в течение жизни. Например, форма носа — наследственная изменчивость, а вот форма носа после того, как его сломали — уже ненаследственная
Когда я рассказываю эту тему, я всегда вспоминаю историю про одну китаянку, которая от рождения была не очень красивой, но очень хотела родить красивых детей, поэтому потратила целое состояние на пластические операции. Но увы, эта девушка в отличии от тебя не читала статью про изменчивость и не знала, что приобретенные в течение жизни признаки не передаются потомству. Конечно же, все дети были похожи на нее до операции.
Ненаследственная изменчивость
Иначе ее также называют модификационная или фенотипическая (фенотип — внешний вид, генотип — то, что в генах).
Такая изменчивость обусловлена изменением организма под действием измененных условий окружающей среды, она не затрагивает гены и не может передаваться по наследству.
Примеры :
1) Заяц в зависимости от сезона меняет цвет шерсти — зимой белый, летом — серый
2) Если домашнее растение убрать с подоконника в коридор, оно вытянется от недостатка света
3) Если ты покрасишь волосы — это будет тоже модификационная изменчивость.
Что еще характеризует такую изменчивость?
1) Групповая — если условия изменились, то они изменились скорее всего для всех сразу и изменения тоже будут у всех плюс-минус одинаковые. Например если засуха, то все растения будут с вялыми листьями, если спасти худых лошадей и начать их хорошо кормить — у всех увеличится вес, если вы всем классом поедите на Мальдивы, то вы все в той или иной степени загорите.
2) Определенная — так как она определена условиями среды. Как изменились условия, так изменятся и организмы. Наследственная же изменчивость носит скорее случайный характер, в ней нет никакой закономерности.
Основная трудность здесь запомнить кучу терминов, которые по сути являются синонимами
наследственная=модификационная=фенотипическая=групповая=определенная
Ты легко с этим справишься если поймешь их смысл и сравнишь с наследственной изменчивостью. Вот еще лайфхак с ассоциациями — модификационная — как модель, фенотипическая — как фен, модель пользуется феном чтобы уложить волосы (они же не с рождения у нее так лежат) и приобрести ту саму ненаследственную изменчивость).
Наследственная изменчивость
Также имеет несколько синонимов:
1) Генетическая — ну тот понятно, затрагивает гены(противоположность слову фенотипическая)
2) Индивидуальная — возникает у каждого индивидуально, в противоположность групповой ненаследственной
3) Неопределенная — непонятно, от чего зависит изменение, оно случайно. Сопоставляем с определенной — то есть ненаследственной, там все зависело от среды.
Наследственную изменчивость мы можем разделить на две группы:
1) Мутационная — случайные ошибки в ДНК, чаше вредные, бывают нейтральные, но иногда оказываются полезными.
2) Комбинативная — различное перекомбинирование признаков, которые уже существуют. Например если у кареглазой темноволосой матери и у голубоглазого светловолосого отца родилась голубоглазая темноволосая дочь.
Мутационная изменчивость
Мутации — это всегда что-то принципиально новое, вообще все многообразие жизни на Земле возникло именно благодаря мутациям и последующему отбору. Ты только представь, когда-то очень давно в мире не существовало ничего сложнее бактерии, каким образом из нее в течение миллиардов лет развились павлины, березы, лягушки-древолазы, подснежники, киты, мухоморы, люди? Чтобы клетки могли делиться, им нужно копировать свою ДНК — ДНК оооочень длинная, клетки делятся постоянно, поэтому шанс на ошибку возрастает. Изредка такие ошибки приводят к тому, что у организма появляются полезные для выживания признаки, тогда он будет очень успешно передавать этот ген с мутацией своим потомкам и так далее. (схема максимально упрощенная, все несколько сложнее)
Какие бывают мутации?
Тут нужно сначала вспомнить организацию ДНК.
1) Геном — совокупность всех генов организма, самая большая группа. Он состоит из хромосом. Совокупность всех хромосом еще называется кариотип.
2) Хромосомы — говоря просто, упакованные кусочки ДНК, например у человека таких «кусочков» 46 штук, каждая хромосома содержит примерно 20 тысяч генов!
3) Ген — маленький участок ДНК, с которого синтезируется определённый белок
Итак, получается — геном состоит из хромосом, хромосомы состоят из генов (раскрутили от большего к меньшему), гены входят в состав хромосом, хромосомы образуют геном (раскрутили от меньшего к большему)
Листай карусель, в ней есть картинка как гены упаковываются в хромосому, и что такое кариотип
Теперь мы готовы перейти к видам мутаций по месту их расположения (какой уровень ДНК затронут)
1) Геномные — так как мы знаем, что геном состоит из хромосом, то геномные мутации это изменение числа хромосом. Синдром дауна — пример геномной мутации.
2) Хромосомные — изменение качества хромосом — они могут стать короче, длиннее и тд. То есть тут что-то случается с самой хромосомой, а не с их числом. Пример — Синдром кошачьего крика.
3) Генные — что-то происходит внутри гена, так как ген состоит из нуклеотидов, то что-то происходит с нуклеотидами -выпадение, вставка, замена и тд.
Давай выучим специфические термины, которые используются для хромосомных (и геномных) мутаций:
1) Делеция — удаление чего-то. В случае с хромосомой это потеря участка хромосомы, в случае гена — выпадение нуклеотида. Чтобы запомнить вспомни конпку Delete на ноуте — она используется чтобы что-то удалить.
2) Дупликация — наоборот, удвоение участка хромосомы
3) Транслокация — перенос участка хромосомы на негомологичную ей хромосому. Гомологичные хромосомы несут аллели одних и тех же генов, они могут обмениваться участками в мейозе при кроссинговере — это норма, а не мутация. Негомологичные хромосомы же несут разные гены, поэтому для них такой обмен может быть критичным. Либо — просто смена местоположения гена внутри одной хромосомы. Запомнить легко — транс-локация, дословно смена локации, смена места.
4) Инверсия — поворот участка хромосомы на 180 градусов
Мутации происходят случайно, но есть факторы, повышающие вероятность мутаций:
1) Физические факторы, например УФ излучение, рентгеновские лучи
2) Химические — действия определенными веществами, повреждающими ДНК. Например семена растений обрабатывают колхицином, чтобы получить мутации и вывести новые сорта.
3) Биологические — это вирусы, некоторые из них могут встраивать свой генетический материал в ДНК хозяина
Фух, с мутационной изменчивостью все, поздравляю)
Комбинативная изменчивость
Здесь нужно рассмотреть только в какие моменты она возникает
1) Кроссинговер — обмен участками гомологичных хромосом. Мы сейчас либо в яичниках матери, либо в семенниках отца, идет образование половых клеток, профаза первого деления мейоза. Если гены расположены на одной хромосоме, то только кроссинговер может привести к тому, что родится ребёнок с перекомбинированными признаками. Например предположим, что ген цвета волос и ген цвета глаз находятся на одной хромосоме. Мать — голубоглазая блондинка, а отец — кареглазый брюнет. Появление у них ребенка блондина с карими глазами будет возможно только благодаря кроссиногверу.
2) Расхождение хромосом в анафазе 1 деления мейоза — мы все еще там же, только теперь не в профазе, а в анафазе. Хромосомы двигаются к полюсам, одна из гомологичной пары идет налево, а другая — направо и так с каждой из 23 пар рандомно. Какие именно хромосомы окажутся где и определяет, какая конкретно хромосома из гомологичной пары попадет в яйцеклетку или сперматозоид, которые сольются друг с другом и дадут начало новому организму.
3) Слияние гамет при оплодотворении — гаметы — половые клетки, то есть яйцеклетки и сперматозоиды. Мы сейчас в моменте времени, где они уже сформировались, произошло … эм, ну ты понял, и миллионы сперматозоидов плывут к яйцеклетке. Какой именно ее оплодотворит — от этого и будет зависеть, какие именно отцовские хромосомы получит новый организм. Например отец гетерозигота по какому-нибудь заболеванию, если сперматозоид с нормальной копией гена успеет первым — ребенок родится здоровым.
Ты молодец, что осилила такую сложную и объемную статью, твои старания обязательно окупятся высокими баллами на экзамене и хорошей эрудицией!
Попробуй воспроизвести по памяти схему с видами изменчивости и рассказать, что они означают, какими факторами определяются и что в себя включают. Сравни наследственную и ненаследственную, напиши все синонимы для них. А потом пролистай статью наверх, бегло посмотри картинки и проверь себя.
Понравилась статья? Ко мне можно записаться на индивидуальные и групповые занятия онлайн