Dědičnost a variabilita představujíjsou základními podmínkami evolučního procesu. Oba tyto protikladné rysy jsou neoddělitelné a jsou součástí charakteristik všech živých organismů. Téměř celá historie biologické vědy byla založena na studiu interakce a významu těchto rysů. Dokonce i ve starověkém Řecku byly učiněny pokusy pochopit rozmanitost organismů. Platón, Anaximenes, Herakleitos a mnoho dalších tvrdili, že vše v přírodě se mění v důsledku vnitřního boje. Jaké vzorce variability a dědičnosti existují? Tato otázka byla studována mnoha vědci po dlouhou dobu.
Udržitelné vlastnosti živých organismů
Dokonce i ve starověku se objevily předpokladyv živých bytostech, variabilitě a dědičnosti. Pozornost byla věnována skutečnosti, že s reprodukcí z jedné generace na druhou se přenáší řada znaků, které jsou pro tento druh typické. Nazývala se dědičnost.
Spolu s tím mezi zástupci stejného druhuTam jsou některé rozdíly, které byly volány variabilita. Zákony o dědičnosti a variabilitě byly díky G. Mendelovi, kteří se po mnoha experimentech dokázali popsat, již při tvorbě jiných plemen zvířat a odrůd rostlin. V roce 1900 se začala vyvíjet nová věda, genetika, která studuje vzorce těchto dvou základních vlastností organismů.
Pojem genetika
Dědičnost se nazývá soubor vlastnostíkteré organismy opakují z generace na generaci. Zvláštní role je zde věnována fyziologii, chemickému složení, vnější struktuře a povaze metabolických procesů organismů. Variabilita odkazuje na jev, který je opačný k dědičnosti a je vyjádřen změnou v komplexu znaků nebo tvorbou nových vlastností v organismech stejného druhu. Kombinace těchto dvou vlastností přispívá k evoluci, v důsledku čehož jednotlivci vyvíjejí nové rysy, které přetrvávají v příští generaci.
Velké množství nových funkcí vede kvznik nových druhů. Proto je genetika zaměřena na studium vzorců variability a dědičnosti, aby bylo možné porozumět vývoji evoluce, vytvářet nové typy živých organismů, které jsou více přizpůsobeny neustále se měnícím podmínkám prostředí.
Variabilita a její vzorce
V genetice je zvykem rozlišovat mezi dědičnými(genotypová) a variabilita modifikace. Genotypová variabilita je charakterizována změnou znaků, které určují genotyp a přetrvávají několik generací. Nedědičnou variabilitu charakterizují ty změny vlastností, které jsou způsobeny vlivem vnějšího prostředí a dědí se z rodičů na potomky. To se netýká dědičné základny organismu - genotypu -, ale má sklon k přenosu.
Vzory variability modifikacíspočívají ve skutečnosti, že má skupinovou orientaci. U všech zástupců určitého typu přispívají okolní podmínky k podobným změnám. Modifikace mají směr, na rozdíl od mutací se řídí vzorem, takže je lze předvídat. Například u listí rozkvetlých na stromech byla teplota vzduchu v noci záporná, v důsledku čehož ráno získaly všechny načervenalý odstín. Díky změnám mají jednotlivci adekvátní reakci na změny faktorů prostředí, takže se jim rychle přizpůsobují, aby přežili a opustili potomky.
Míra reakce
Nedědičná variabilita se řídívzory. Statistické vzorce variability modifikace spočívají v tom, že její hranice závisí na genotypu, nazývají se reakční normy (RR). Má hranice pro každé ze značek. Úzký NR určuje ty znaky, na kterých závisí životaschopnost organismu, a široký NR hraje důležitou roli při záchraně druhu.
Jednotlivec zdědí s největší pravděpodobností své schopnostigenotyp v důsledku interakce s prostředím k vytvoření určitého fenotypu. Statistické vzorce nedědičné variability také určují přítomnost znaků, které téměř úplně určují genotyp. Například počet končetin, umístění očí atd.
Stanovení kvantitativních charakteristik je ovlivněnodopad na životní prostředí. Aby bylo možné studovat variabilitu určitého znaku, genetici sestavují takzvanou variační řadu, která se skládá z postupných kvantitativních indikátorů určitého znaku, které jsou uspořádány vzestupně nebo sestupně. Délka takové řady naznačuje hranice nedědičné variability, záleží na stabilitě podmínek prostředí.
Tělo je otevřená struktura,dědičnost se zde realizuje prostřednictvím interakce genotypu s vnějším prostředím. Zástupci stejných genotypů v různých podmínkách prostředí mohou mít různé fenotypy.
Dědičná variabilita
Dědičné se dělí na mutační (MI) akombinovaná (CI). Zde vstupují v platnost základní zákony variability. CI je charakterizována skutečností, že při páření gamet, které se navzájem liší genotypem, se objevují nové genotypy, které rodiče neměli. Například děti nikdy úplně neopakují své rodiče, dostanou genotyp, který se skládá z kombinace genů dvou předků. To se děje čtyřmi způsoby. Prvním způsobem je oddělení chromozomů během redukce buněčného dělení, druhým je fyzická výměna chromozomů v meióze a třetím způsobem jsou nedobrovolné kombinace gamet během oplodnění a posledním je interakce genů.
Mutační dědictví
Mutace jsou reinkarnacegenotyp, včetně celých chromozomů nebo jednotlivých genů, které vznikají náhodně a jsou perzistentní. Jsou velké (albinismus, krátké nosy atd.) A malé. Rovněž se dělí na několik typů: genomové, chromozomální a genové mutace.
Mutace genomu a chromozomu
Tento typ mutace je charakterizován změnoupočet chromozomů. U některých jedinců je pozorována polyploidie - změna vícečetného počtu chromozomů. Takže v takových organismech se chromozom v buňkách opakuje ne dvakrát, ale mnohem vícekrát. K tomu dochází v důsledku narušení toku mitózy nebo meiózy, když je zničen dělící řetězec, dvojité chromozomy se nerozcházejí, ale zůstávají uvnitř buňky, v důsledku čehož se tvoří gamety s dvojitým souborem informací . Pokud se taková gameta spojí s normální, bude mít potomek trojnásobný počet chromozomů.
V tomto nejsou vzorce variabilityjsou vyčerpány. Stává se, že jedinec má přeskupení chromozomů. Některé z jeho webů mění svoji pozici, jsou buď ztraceny, nebo zdvojnásobeny. Takto mutují chromozomy.
Genové mutace
Tento typ mutace je spojen se změnou složenínebo pořadí nukleotidů v genu. Může být ztracen nebo nahrazen jiným a lze také pozorovat tvorbu dalšího nukleotidu. Takové mutace vedou k zastavení genu, v důsledku čehož se určitá RNA a protein neobjeví, nebo protein získá další vlastnosti, což vede ke změně fenotypu. Genové mutace jsou velmi důležité, protože vytvářejí nové alely.
Somatické a generativní mutace
Pravidelnosti variability organismů spočívají také ve skutečnosti, že některé mutace se vyskytují pouze v reprodukčních buňkách, proto se fenotypy tvoří pouze u potomků. Říká se jim generativní.
V buňkách mohou také somatické mutaceformulář. V tomto případě nejsou během reprodukce předávány potomkům. Pokud je však reprodukce nepohlavní, lze mutace přenést na potomky. Říká se jim somatické.
Vlastnosti mutací
Mutace mají tendenci být trvale přenášenydědictví. Jejich význam v procesu evoluce je velmi velký. Vzory variability spočívají v tom, že pouze dědičné mutace lze přenést na budoucí generace, pokud se s těmito vlastnostmi množí a přežívají.
Všechny změny mohou být způsobeny externě,a vnitřní faktory. Teplotní skoky, vadnutí buněk, vliv různých látek, ultrafialové záření - to vše může vyvolat mutace v DNA a dokonce i v chromozomech.
U některých se změny objevují náhlev případech, kdy je to pro tělo škodlivé, protože to interferuje s genotypem, který byl stanoven po dlouhou dobu. Mutace nemají žádný směr, lze je opakovat a jakýkoli gen může podstoupit změnu vedoucí k transformaci jak malých, tak vitálních znaků. Jeden a stejný faktor prostředí může vést k velmi odlišným změnám, které je téměř nemožné předvídat. Proto je dnes pro nás genetika velmi důležitá, vzorce variability a dědičnosti hrají v procesu evoluce významnou roli.
Tedy nosiče dědičnýchinformace jsou geny. V tomto případě je určitý gen zodpovědný za určité vlastnosti. Ten určuje jakoukoli kvalitu organismu: fyziologickou, biochemickou nebo morfologickou. Tato vlastnost odlišuje jednu živou bytost od druhé. Komplex genů se nazývá genotyp a komplex znaků se nazývá fenotyp.
V přírodě existují určité vzorcevariabilita a dědičnost, díky níž se živé organismy přizpůsobují rychle se měnícím podmínkám prostředí. Mutace se mohou tvořit v různých částech DNA a ovlivňovat geny a chromozomy. Ve výsledku máme obrovskou klasifikaci živých organismů.
