Наследственность и изменчивость

Многообразие жизни и сходство различных живых организмов между собой являются фундаментальными свойствами жизни. Проблема передачи из поколения в поколение признаков и свойств организмов с древних времен привлекала внимание ученых. Способность к такой передаче определяется двумя свойствами, присущими всем живым организмам — наследственностью и изменчивостью, изучением которых занимается особая биологическая дисциплина - генетика.

Наследственностью называется свойство организмов передавать при размножении информацию о своих признаках (чертах и свойствах) и особенностях своего развития потомству. Наследственность задает структурную (анатомическую) и функциональную преемственность в ряду поколений, обеспечивая черты сходства организмов. Наследственность реализуется в ходе наследования при размножении организмов, когда происходит передача информации о признаках и особенностях развития.

Изменчивостью называется способность организмов в ряду поколений или в процессе индивидуального развития приобретать новые признаки и утрачивать прежние, т.е. явление неполного сходства родителей и их потомства. Различные формы изменчивости реализуются в процессе полового размножения и в ходе индивидуального развития.

В истории биологии предпринималось множество попыток исследовать явления наследственности и изменчивости, однако основание генетики принято связывать с работами австрийского ученого и священнослужителя Грегора Менделя, выполненными в середине XIX в.

Менделем был впервые применён гибридологический метод изучения наследственности. Этим термином обозначают систему скрещиваний в ряду последовательных поколений, позволяющую анализировать наследование отдельных свойств и признаков организмов, а также изменчивость генов и их сочетаний (рекомбинаций). Данный метод является основным при проведении генетического анализа - исследования генетических свойств организмов. Он основывается на специально разработанном сочетании приемов исследования, предложенных Г. Менделем:

1. Мендель изучал наследование отдельных, взаимоисключающих ( альтернативных ) признаков — таких, например, как желтая и зеленая окраска, либо гладкая и морщинистая форма семян, либо красная или белая окраска цветков у гороха и т.д. (всего он исследовал восемь альтернативных признаков), тогда как все его предшественники рассматривали наследственность как единое целое.

2. Мендель проводил строгий количественныйучет гибридных растений в ряду последовательных поколений, что давало возможность выявить статические закономерности.

3. для исследования он выбрал вид растений (горох) и ограниченный набор хорошо различимых признаков, для которых выявленные закономерности имели наиболее простой вид.

4. используя традиционные приемы селекции, Мендель до начала экспериментов выведил “чистые” линии гороха с постоянными значениями исследуемых альтернативных признаков и скрещивал только те растения, которые являлись потомками таких “чистых” линий. У растений чистые линии представляют собой однородное потомство самоопыляющейся особи.

Г.Мендель около восьми лет занимался селекцией растений в саду августинского монастыря города Брно (ныне входит в состав Чехии). В этих опытах ему удалось установить ряд фундаментальных закономерностей наследования признаков, что стало возможным, прежде всего потому, что Мендель четко сформулировал задачу выявления закономерностей, управляющих формированием и развитием признаков при половом размножении.

Классическая работа Менделя “Опыты над растительными гибридами” была опубликована в 1866 г. Однако его современники не поняли математической логики экспериментатора. Произошло это из-за того, что к тому времени еще не были исследованы роль ядра и хромосом при делении клетки. Митоз был описан в1876 г., а мейоз спустя еще одиннадцать лет. Тогда же было высказано предположение, что количество хромосом в половых клетках всегда должно быть вдвое меньше, чем в остальных, соматических клетках тела.

В 1900 г. три биолога, работавшие независимо друг от друга,— Г. Де Фриз в Голландии, К. Корренс в Германии и Э. Чермак в Австрии заново открыли феномен регулярного предсказуемого распределения признаков в ряду поколений, полученных при скрещивании генетически “чистых” линий. Они признали, что Мендель открыл закономерности наследования раньше, чем они, и присвоили им название законов Менделя. 1900 г. считается годом официального рождения новой научной дисциплины — генетики.