Закономірності мінливості

Мінливість – здатність живих організмів набувати нових ознак, відмінних від предків і їхніх станів у процесі індивідуального розвитку, різноманітність ознак серед представників даного виду.

Мінливість поділяють на неспадкову (модифікаційну) і спадкову.

Неспадкова (модифікаційна) мінливість являє собою зміну фенотипу під впливом зовнішнього середовища, яка відбувається без зміни генотипу в межах норми реакції. Такі зміни фенотипу називають модифікаціями.

Комбінативна мінливість дуже поширена в природі. У мікроорганізмів, які розмножуються нестатевим шляхом, виникли своєрідні механізми, які призводять до появи комбінативної мінливості. Це – кон’югація, трансдукція і трансформація. Слід звернути увагу на те, що всі ці процеси не пов’язані з процесом розмноження (під час них не відбувається збільшення числа особин виду), вони дозволяють лише комбінувати генетичний матеріал різних особин.

Норма реакції – межа мінливості ознаки, зумовлена генотипом. Успадковується не ознака, а норма реакції. Вона буває широкою, тобто змінюється у великому діапазоні, та вузькою. Наприклад, широку норму реакції мають такі ознаки у людини, як маса тіла, у великої рогатої худоби – маса тіла, надій молока. Вузька норма реакції характерна для таких ознак: зріст людини, колір очей; у великої рогатої худоби – жирність молока; в овець – довжина вовни. Чим ширша норма реакції, тим гнучкіша ознака, яка призводить до збільшення ймовірності виживання виду в умовах, що змінюються.

Основні характеристики модифікаційних змін:

1) не успадковуються;

2) виявляються у багатьох особин в популяції, тобто мають груповий характер;

3) відповідають впливу певних чинників і є пристосувальними;

4) збільшують ймовірність виживання особин, підвищують життєздатність.

Модифікації утворюють варіаційний ряд мінливості ознаки в межах норми реакції від найменшого до найбільшого розміру. Причина різних станів (варіацій) пов’язана з впливом різних умов на розвиток ознаки. Щоб знайти межу змінюваності ознаки, визначають частоту зустрічаємості кожної варіанти (ознаки) і будують варіаційну криву – графічне відображення характеру мінливості ознаки. Найчастіше зустрічаються середні значення варіацій. Варіаційний ряд неможливо відобразити за ознаками, що не вимірюються (запах), або за ознаками, які існують у двох варіантах (білий, чорний).

Кон’югація – це безпосередній контакт між двома бактеріальними клітинами за допомогою спеціальних структур (F-пілі – порожнисті трубочки, які розташовані на поверхні клітини бактерії і можуть взаємодіяти з іншою клітиною), під час якого генетичний матеріал з однієї клітини переноситься в іншу через F-пілі. Таким чином бактерії, наприклад, можуть обмінюватися плазмідами, що містять гени стійкості до антибіотиків.

Трансформація – це перенесення ДНК зі зруйнованих бактеріальних клітин у живі бактеріальні клітини. Зазвичай, під час цього процесу, фрагменти ДНК зі зруйнованої бактеріальної клітини потрапляють у навколишнє середовище і за певних умов поглинаються живою бактеріальною клітиною, яка ці фрагменти може вбудувати у свій геном.

Трансдукція – це перенесення бактеріальних генів з однієї клітини в іншу за допомогою бактеріофага. Під час розмноження фага в бактеріальній клітині до його білкових капсидів інколи можуть потрапляти не лише гени самого бактеріофага, але й гени бактерії. Заражаючи іншу бактерію, такий бактеріофаг може привносити ці гени в геном нового хазяїна.

До комбінативної мінливості примикає явище гетерозису.
Гетерозис (гр. heteroisis – видозміни, перетворення), або «гібридна сила», може спостерігатися в першому поколінні під час гібридизації між представниками різних видів або сортів. Виділяють три основні форми гетерозису: репродуктивний (підвищується врожайність), соматичний (збільшуються лінійні розміри організму) і адаптивний (підвищується стійкість до дії факторів середовища).

Гетерозис широко використовують для одержання високопродуктивних ліній культурних рослин (у першу чергу, кукурудзи). Проте, в наступних поколіннях прояви гетерозису зменшуються. Існує кілька можливих пояснень цього явища. Скоріше за все, прояв гетерозису спостерігається внаслідок утворення унікальної комбінації домінантних і рецесивних алелей великої кількості генів.