वंशानुगत परिवर्तनशीलता। वंशानुगत परिवर्तनशीलता: विशेषताएं और महत्व

4. प्रजातियों और इसके रूपों के विकास में वंशानुगत परिवर्तनशीलता की भूमिका

डार्विन के विकासवादी सिद्धांत में, विकास के लिए पूर्व शर्त वंशानुगत परिवर्तनशीलता है, और विकास की प्रेरक शक्ति अस्तित्व और प्राकृतिक चयन के लिए संघर्ष है। विकासवादी सिद्धांत का निर्माण करते समय, चौधरी डार्विन बार-बार प्रजनन अभ्यास के परिणामों को संदर्भित करते हैं। उन्होंने दिखाया कि किस्मों और नस्लों की विविधता परिवर्तनशीलता पर आधारित है। भिन्नता पूर्वजों की तुलना में वंशजों में मतभेदों के उभरने की प्रक्रिया है, जो एक किस्म या नस्ल के भीतर व्यक्तियों की विविधता को निर्धारित करती है। डार्विन का मानना ​​था कि परिवर्तनशीलता का कारण जीवों पर कारकों का प्रभाव है बाहरी वातावरण(प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष), साथ ही स्वयं जीवों की प्रकृति (चूंकि उनमें से प्रत्येक बाहरी वातावरण के प्रभाव पर विशेष रूप से प्रतिक्रिया करता है)। परिवर्तनशीलता जीवों की संरचना और कार्यों में नई विशेषताओं के निर्माण के आधार के रूप में कार्य करती है, और आनुवंशिकता इन विशेषताओं को पुष्ट करती है। डार्विन, परिवर्तनशीलता के रूपों का विश्लेषण करते हुए, उनमें से तीन को अलग करते हैं: निश्चित, अनिश्चित और सहसंबंधी।

एक निश्चित, या समूह, परिवर्तनशीलता एक परिवर्तनशीलता है जो कुछ पर्यावरणीय कारक के प्रभाव में होती है जो एक किस्म या नस्ल के सभी व्यक्तियों पर समान रूप से कार्य करती है और एक निश्चित दिशा में बदलती है। इस तरह की परिवर्तनशीलता के उदाहरण पशु व्यक्तियों में अच्छे भोजन के साथ शरीर के वजन में वृद्धि, जलवायु के प्रभाव में हेयरलाइन में बदलाव आदि हैं। एक निश्चित परिवर्तनशीलता बड़े पैमाने पर होती है, पूरी पीढ़ी को कवर करती है और प्रत्येक व्यक्ति में समान रूप से व्यक्त की जाती है। यह वंशानुगत नहीं है, अर्थात् संशोधित समूह के वंशजों में, अन्य परिस्थितियों में, माता-पिता द्वारा अर्जित लक्षण विरासत में नहीं मिलते हैं।

अनिश्चितकालीन, या व्यक्तिगत, परिवर्तनशीलता विशेष रूप से प्रत्येक व्यक्ति में प्रकट होती है, अर्थात। अद्वितीय, प्रकृति में व्यक्तिगत। यह समान परिस्थितियों में एक ही किस्म या नस्ल के व्यक्तियों में अंतर के साथ जुड़ा हुआ है। परिवर्तनशीलता का यह रूप अनिश्चित है, अर्थात एक ही स्थिति में एक लक्षण अलग-अलग दिशाओं में बदल सकता है। उदाहरण के लिए, पौधों की एक किस्म में, फूलों के विभिन्न रंगों, पंखुड़ियों के रंग की अलग-अलग तीव्रता आदि के नमूने दिखाई देते हैं। इस घटना का कारण डार्विन के लिए अज्ञात था। अनिश्चित परिवर्तनशीलता है वंशानुगत प्रकृति, यानी, संतानों को स्थिर रूप से संचरित। विकास के लिए यह इसका महत्व है।

सहसंबंधी, या सहसंबंधी, परिवर्तनशीलता के साथ, किसी एक अंग में परिवर्तन से अन्य अंगों में परिवर्तन होता है। उदाहरण के लिए, खराब विकसित कोट वाले कुत्तों में आमतौर पर अविकसित दांत होते हैं, पंख वाले पैरों वाले कबूतरों की उंगलियों के बीच बद्धी होती है, आमतौर पर लंबी चोंच वाले कबूतर लंबी टांगें, सफेद बिल्लियों के साथ नीली आंखेंआमतौर पर बधिर, आदि। सहसंबंधी परिवर्तनशीलता के कारकों से, डार्विन एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकालते हैं: एक व्यक्ति, संरचना की किसी भी विशेषता का चयन करते हुए, "सहसंबंध के रहस्यमय कानूनों के आधार पर शरीर के अन्य भागों को शायद अनजाने में बदल देगा।"

परिवर्तनशीलता के रूपों को निर्धारित करने के बाद, डार्विन इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि विकासवादी प्रक्रिया के लिए केवल वंशानुगत परिवर्तन ही महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि केवल वे ही पीढ़ी से पीढ़ी तक जमा हो सकते हैं। डार्विन के अनुसार, विकास के मुख्य कारक सांस्कृतिक रूप- यह मनुष्य द्वारा निर्मित वंशानुगत परिवर्तनशीलता और चयन है (डार्विन ने इस तरह के चयन को कृत्रिम कहा है)। कृत्रिम चयन के लिए परिवर्तनशीलता एक आवश्यक शर्त है, लेकिन यह नई नस्लों और किस्मों के गठन को निर्धारित नहीं करती है।

निष्कर्ष

इस प्रकार, जीव विज्ञान के इतिहास में पहली बार डार्विन ने विकासवाद के सिद्धांत का निर्माण किया। यह महान पद्धतिगत महत्व का था और इसने न केवल जैविक विकास के विचार को स्पष्ट रूप से और समकालीनों के लिए आश्वस्त करना संभव बना दिया, बल्कि स्वयं विकास के सिद्धांत की वैधता का परीक्षण करना भी संभव बना दिया। यह प्राकृतिक विज्ञान में सबसे बड़ी वैचारिक क्रांतियों में से एक का निर्णायक चरण था। इस क्रांति में सबसे महत्वपूर्ण बात यह थी कि एक मॉडल द्वारा मूल समीचीनता की अवधारणा के रूप में विकास के धार्मिक विचार का प्रतिस्थापन प्राकृतिक चयन. तीखी आलोचना के बावजूद, डार्विन के सिद्धांत ने अवधारणा के कारण जल्दी ही मान्यता प्राप्त कर ली ऐतिहासिक विकासजीवित प्रकृति ने प्रजातियों की अपरिवर्तनीयता के विचार से बेहतर, देखे गए तथ्यों की व्याख्या की। अपने सिद्धांत को प्रमाणित करने के लिए, डार्विन ने, अपने पूर्ववर्तियों के विपरीत, विभिन्न क्षेत्रों से उन्हें उपलब्ध तथ्यों की एक बड़ी मात्रा को आकर्षित किया। जैविक संबंधों की प्रमुखता और उनकी जनसंख्या-विकासवादी व्याख्या डार्विन की विकासवाद की अवधारणा का सबसे महत्वपूर्ण नवाचार था और यह निष्कर्ष निकालने का अधिकार देता है कि डार्विन ने अस्तित्व के संघर्ष की अपनी अवधारणा बनाई, जो अपने पूर्ववर्तियों के डार्विन के सिद्धांत के विचारों से मौलिक रूप से अलग थी। विकास जैविक दुनिया"प्राकृतिक विज्ञान की गहराई में प्राकृतिक ऐतिहासिक भौतिकवाद, प्राकृतिक विज्ञान के एक स्वतंत्र क्षेत्र के लिए विकास के सिद्धांत का पहला अनुप्रयोग" द्वारा बनाया गया विकास का पहला सिद्धांत था। यह डार्विनवाद का सामान्य वैज्ञानिक महत्व है।

डार्विन की योग्यता और वह खुल गया चलाने वाले बलजैविक विकास। इससे आगे का विकासजीव विज्ञान ने उनके विचारों को गहरा और पूरक किया, जो आधुनिक डार्विनवाद के आधार के रूप में कार्य करता है। सभी जैविक विषयों में, अग्रणी स्थान पर अब अनुसंधान की ऐतिहासिक पद्धति का कब्जा है, जो अध्ययन करना संभव बनाता है ठोस तरीकेजीवों का विकास और जैविक घटनाओं के सार में गहराई से प्रवेश करना। चार्ल्स डार्विन के विकासवादी सिद्धांत को आधुनिक सिंथेटिक सिद्धांत में व्यापक अनुप्रयोग मिला है, जहां विकास में एकमात्र मार्गदर्शक कारक प्राकृतिक चयन है, जिसके लिए सामग्री उत्परिवर्तन है। ऐतिहासिक विश्लेषणडार्विन का सिद्धांत अनिवार्य रूप से विज्ञान की नई पद्धति संबंधी समस्याओं को जन्म देता है, जो एक विशेष अध्ययन का विषय बन सकता है। इन समस्याओं को हल करने के लिए ज्ञान के क्षेत्र का विस्तार करना आवश्यक है, और परिणामस्वरूप, वैज्ञानिक प्रगतिकई क्षेत्रों में: जीव विज्ञान, चिकित्सा और मनोविज्ञान दोनों में, जिस पर चार्ल्स डार्विन के विकासवादी सिद्धांत का प्राकृतिक विज्ञानों की तुलना में कोई कम प्रभाव नहीं था।

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कुछ कण माता-पिता से संतानों में चले गए। अब हम इन कणों को जीन कहते हैं। जनसंख्या में प्राकृतिक चयन कैसे संचालित होता है, यह समझने के लिए कोरपसकुलर आनुवंशिकता के विचार का बहुत महत्व है। विकास को समय के साथ किसी आबादी की किसी भी संपत्ति में परिवर्तन के रूप में माना जा सकता है। एक निश्चित सामान्य दार्शनिक अर्थ में, यह विकासवाद का सार है। ...

वे बदलती परिस्थितियों में संरक्षित रहने का प्रयास करेंगे, और प्राकृतिक चयन में इसकी सुधारात्मक कार्रवाई की पूरी गुंजाइश होगी। 1. एक प्राथमिक विकासवादी कारक के रूप में प्राकृतिक चयन मैंने अनुकूल व्यक्तिगत अंतरों और परिवर्तनों के संरक्षण और हानिकारक लोगों के विनाश को प्राकृतिक चयन या योग्यतम डार्विन के अस्तित्व को आधुनिक अर्थों में कहा ...

छोटे वंशानुगत परिवर्तनों का संरक्षण और संचय, जिनमें से प्रत्येक प्राणी को बचाने के लिए फायदेमंद है। प्राकृतिक चयन द्वारा नए रूपों के निर्माण के पक्ष में परिस्थितियाँ। निश्चित रूप से बहुत परिवर्तनशीलता, और व्यक्तिगत मतभेद स्पष्ट रूप से एक अनुकूल परिस्थिति होगी। बड़ी संख्या में व्यक्तियों के सामने आने की संभावना बढ़ रही है ...

और इसलिए वे विकास में अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। मौलिक महत्व का तथ्य यह है कि ये उत्परिवर्तन यादृच्छिक हैं, दूसरे शब्दों में, वे निर्देशित नहीं हैं। 3. केंद्रीय हठधर्मिता और वीज़मैन सिद्धांत स्वीकार किए जाते हैं। 4. जीन की आवृत्तियों को बदलकर विकास किया जाता है। 5. ये परिवर्तन उत्परिवर्तन, जनसंख्या में जीन के प्रवेश और उससे उनके बहिर्वाह, यादृच्छिक बहाव और ... के परिणामस्वरूप हो सकते हैं।

परिवर्तनशीलताएक ही प्रजाति के व्यक्तियों के बीच अंतर प्राप्त करने के लिए सभी जीवित जीवों की सामान्य संपत्ति कहा जाता है।

चौ. डार्विन ने निम्नलिखित की पहचान की मुख्य प्रकार की परिवर्तनशीलता: निश्चित (समूह, गैर-वंशानुगत, संशोधन), अनिश्चित (व्यक्तिगत, वंशानुगत, उत्परिवर्तनीय) और संयुक्त। वंशानुगत परिवर्तनशीलता में जीवित प्राणियों की विशेषताओं में ऐसे परिवर्तन शामिल होते हैं जो (यानी, उत्परिवर्तन) में परिवर्तन से जुड़े होते हैं और पीढ़ी से पीढ़ी तक प्रसारित होते हैं। माता-पिता से संतानों में सामग्री का स्थानांतरण बहुत सटीक होना चाहिए, अन्यथा प्रजातियों को संरक्षित नहीं किया जा सकता है। हालांकि, कभी-कभी मात्रात्मक या गुणात्मक परिवर्तनडीएनए में, और संतति कोशिकाएं माता-पिता के जीन की तुलना में विकृत हो जाती हैं। वंशानुगत सामग्री में ऐसी त्रुटियां संचरित होती हैं आने वाली पीढ़ीऔर उत्परिवर्तन कहलाते हैं। उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप नए गुण प्राप्त करने वाले जीव को उत्परिवर्ती कहा जाता है। कभी-कभी ये परिवर्तन फेनोटाइपिक रूप से स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं, उदाहरण के लिए, त्वचा और बालों में रंजक की अनुपस्थिति - ऐल्बिनिज़म। लेकिन अक्सर, उत्परिवर्तन अप्रभावी होते हैं और फ़िनोटाइप में केवल तभी दिखाई देते हैं जब वे समरूप अवस्था में मौजूद होते हैं। वंशानुगत परिवर्तनों का अस्तित्व ज्ञात था। यह सब वंशानुगत परिवर्तनों के सिद्धांत से होता है। वंशानुगत परिवर्तनशीलता प्राकृतिक और के लिए एक आवश्यक शर्त है। हालाँकि, डार्विन के समय में अभी भी आनुवंशिकता पर कोई प्रायोगिक डेटा नहीं था और वंशानुक्रम के नियम ज्ञात नहीं थे। इससे परिवर्तनशीलता के विभिन्न रूपों के बीच सख्ती से अंतर करना असंभव हो गया।

उत्परिवर्तन सिद्धांतबीसवीं शताब्दी की शुरुआत में डच साइटोलॉजिस्ट ह्यूगो डे व्रीस द्वारा विकसित किया गया था। कई गुण हैं:

उत्परिवर्तन अचानक होते हैं, और जीनोटाइप का कोई भी भाग उत्परिवर्तित हो सकता है।
उत्परिवर्तन अधिक बार अप्रभावी और कम अक्सर प्रभावशाली होते हैं।
उत्परिवर्तन हानिकारक, तटस्थ या जीव के लिए फायदेमंद हो सकते हैं।
उत्परिवर्तन पीढ़ी-दर-पीढ़ी नीचे पारित किए जाते हैं।
उत्परिवर्तन बाहरी और आंतरिक दोनों प्रभावों के प्रभाव में हो सकते हैं।

उत्परिवर्तन कई प्रकारों में विभाजित हैं:

बिंदु (जीन) उत्परिवर्तनव्यक्तिगत जीन में परिवर्तन हैं। यह तब हो सकता है जब डीएनए अणु में एक या एक से अधिक न्यूक्लियोटाइड जोड़े को प्रतिस्थापित, गिराया या डाला जाता है।
क्रोमोसोमल म्यूटेशनएक गुणसूत्र या पूरे गुणसूत्रों के कुछ हिस्सों में परिवर्तन होते हैं। विलोपन के परिणामस्वरूप इस तरह के उत्परिवर्तन हो सकते हैं - गुणसूत्र के हिस्से का नुकसान, दोहराव - गुणसूत्र के किसी भी हिस्से का दोहरीकरण, उलटा - 1800 तक गुणसूत्र का एक हिस्सा बदलना, अनुवाद - गुणसूत्र के हिस्से को फाड़कर इसे स्थानांतरित करना एक नई स्थिति में, उदाहरण के लिए, दूसरे गुणसूत्र में शामिल होना।
उत्परिवर्तनअगुणित सेट में गुणसूत्रों की संख्या को बदलने में शामिल हैं। यह जीनोटाइप से एक गुणसूत्र के नुकसान के कारण हो सकता है, या, इसके विपरीत, एक से दो या अधिक से अगुणित सेट में किसी भी गुणसूत्र की प्रतियों की संख्या में वृद्धि। विशेष मामलाजीनोमिक म्यूटेशन - पॉलीप्लोइडी - एक कारक द्वारा गुणसूत्रों की संख्या में वृद्धि। म्यूटेशन की अवधारणा को विज्ञान में डच वनस्पतिशास्त्री डी व्रीस द्वारा पेश किया गया था। एक ऐस्पन (प्रिमरोस) पौधे में, उन्होंने तेज, स्पस्मोडिक विचलन की उपस्थिति देखी विशिष्ट आकार, और ये विचलन वंशानुगत थे। विभिन्न वस्तुओं - पौधों, जानवरों, सूक्ष्मजीवों पर आगे के अध्ययन से पता चला है कि उत्परिवर्तन परिवर्तनशीलता की घटना सभी जीवों की विशेषता है।
गुणसूत्र जीनोटाइप का भौतिक आधार हैं। उत्परिवर्तन वे परिवर्तन हैं जो गुणसूत्रों में बाहरी कारकों के प्रभाव में होते हैं या। पारस्परिक परिवर्तनशीलता जीनोटाइप में नए होने वाले परिवर्तन हैं, जबकि संयोजन युग्मनज में माता-पिता के जीन के नए संयोजन हैं। उत्परिवर्तन शरीर की संरचना और कार्यों के विभिन्न पहलुओं को प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, ड्रोसोफिला में, पंखों के आकार में परिवर्तन (उनके पूर्ण रूप से गायब होने तक), शरीर का रंग, शरीर पर ब्रिसल्स का विकास, आंखों का आकार, उनका रंग (लाल, पीला, सफेद, चेरी), जैसा साथ ही कई शारीरिक संकेत (जीवनकाल, प्रजनन क्षमता) ज्ञात हैं।)

वे अलग-अलग दिशाओं में होते हैं और अपने आप में शरीर के अनुकूल, लाभकारी परिवर्तन नहीं होते हैं।

कई उभरते उत्परिवर्तन जीव के लिए प्रतिकूल हैं और यहां तक ​​कि उनकी मृत्यु का कारण भी बन सकते हैं। इनमें से अधिकांश म्यूटेशन अप्रभावी हैं।

अधिकांश म्यूटेंट ने व्यवहार्यता कम कर दी है और प्राकृतिक चयन द्वारा समाप्त कर दिया गया है। विकास या नई नस्लों और किस्मों के लिए उन दुर्लभ व्यक्तियों की आवश्यकता होती है जिनके अनुकूल या तटस्थ उत्परिवर्तन होते हैं। उत्परिवर्तन का महत्व इस तथ्य में निहित है कि वे वंशानुगत परिवर्तन पैदा करते हैं जो प्रकृति में प्राकृतिक चयन के लिए सामग्री हैं। मनुष्यों के लिए मूल्यवान नए गुणों वाले व्यक्तियों के लिए भी उत्परिवर्तन आवश्यक हैं। जानवरों की नई नस्लों, पौधों की किस्मों और सूक्ष्मजीवों के उपभेदों को प्राप्त करने के लिए कृत्रिम उत्परिवर्तजन कारकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

संयोजन परिवर्तनशीलतापर भी लागू होता है वंशानुगत रूपपरिवर्तनशीलता। यह युग्मकों के संलयन और युग्मनज के निर्माण के दौरान जीनों की पुनर्व्यवस्था के कारण होता है, अर्थात यौन प्रक्रिया के दौरान।

जीव विज्ञान में भिन्नता एक ही प्रजाति के व्यक्तियों के बीच व्यक्तिगत अंतर की घटना है। परिवर्तनशीलता के कारण, जनसंख्या विषम हो जाती है, और प्रजातियों के पास बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल होने का बेहतर मौका होता है।

जीव विज्ञान जैसे विज्ञान में आनुवंशिकता और विभिन्नता साथ-साथ चलती हैं। परिवर्तनशीलता दो प्रकार की होती है:

• गैर-वंशानुगत (संशोधन, फेनोटाइपिक)।
• वंशानुगत (म्यूटेशनल, जीनोटाइपिक)।

गैर-वंशानुगत परिवर्तनशीलता

जीव विज्ञान में संशोधन परिवर्तनशीलता एक जीवित जीव (फेनोटाइप) की अपने जीनोटाइप के भीतर पर्यावरणीय कारकों के अनुकूल होने की क्षमता है। इस संपत्ति के कारण, व्यक्ति जलवायु परिवर्तन और अस्तित्व की अन्य स्थितियों के अनुकूल होते हैं। किसी भी जीव में होने वाली अनुकूलन प्रक्रियाओं को रेखांकित करता है। तो, बहिष्कृत पशुओं में, निरोध की स्थितियों में सुधार के साथ, उत्पादकता बढ़ जाती है: दूध की उपज, अंडे का उत्पादन, और इसी तरह। और पहाड़ी क्षेत्रों में लाए गए जानवर छोटे और अच्छी तरह से विकसित अंडरकोट के साथ बढ़ते हैं। पर्यावरणीय कारकों को बदलना और परिवर्तनशीलता का कारण बनता है। इस प्रक्रिया के उदाहरण आसानी से देखे जा सकते हैं रोजमर्रा की जिंदगी: मानव त्वचा पराबैंगनी किरणों के प्रभाव में काली हो जाती है, शारीरिक परिश्रम के परिणामस्वरूप, मांसपेशियां विकसित होती हैं, छायांकित स्थानों में उगने वाले पौधे और प्रकाश में अलग-अलग पत्ती के आकार होते हैं, और सर्दियों और गर्मियों में उनके कोट का रंग बदल जाता है।

के लिए गैर-वंशानुगत परिवर्तनशीलतानिम्नलिखित गुणों की विशेषता है:

• परिवर्तनों का समूह चरित्र;
• संतान द्वारा विरासत में नहीं;
• जीनोटाइप के भीतर विशेषता में परिवर्तन;
• बाहरी कारक के प्रभाव की तीव्रता के साथ परिवर्तन की डिग्री का अनुपात।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता

जीव विज्ञान में, वंशानुगत या जीनोटाइपिक परिवर्तनशीलता वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा किसी जीव के जीनोम में परिवर्तन होता है। उसके लिए धन्यवाद, व्यक्ति उन विशेषताओं को प्राप्त करता है जो पहले उसकी प्रजातियों के लिए असामान्य थीं। डार्विन के अनुसार, विकास का मुख्य इंजन जीनोटाइपिक भिन्नता है। निम्नलिखित प्रकार के वंशानुगत परिवर्तनशीलता हैं:

• पारस्परिक;
• संयुक्त।

यौन प्रजनन के दौरान जीन के आदान-प्रदान के परिणामस्वरूप होता है। इसी समय, माता-पिता के लक्षण कई पीढ़ियों में अलग-अलग तरीकों से संयुक्त होते हैं, जिससे जनसंख्या में जीवों की विविधता बढ़ जाती है। संयुक्त परिवर्तनशीलता मेंडेलियन वंशानुक्रम के नियमों का पालन करती है।

इस तरह की परिवर्तनशीलता का एक उदाहरण इनब्रीडिंग और आउटब्रीडिंग (निकटता से संबंधित और असंबंधित क्रॉसिंग) है। जब एक व्यक्तिगत उत्पादक के लक्षण जानवरों की नस्ल में तय होना चाहते हैं, तो इनब्रीडिंग का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, संतान अधिक समान हो जाती है और रेखा के संस्थापक के गुणों को पुष्ट करती है। अंतःप्रजनन अप्रभावी जीनों की अभिव्यक्ति की ओर जाता है और रेखा के अध: पतन का कारण बन सकता है। संतानों की व्यवहार्यता बढ़ाने के लिए, आउटब्रीडिंग का उपयोग किया जाता है - असंबंधित क्रॉसिंग। इसी समय, संतानों की विषमलैंगिकता बढ़ जाती है और जनसंख्या के भीतर विविधता बढ़ जाती है, और इसके परिणामस्वरूप, पर्यावरणीय कारकों के प्रतिकूल प्रभावों के प्रति व्यक्तियों का प्रतिरोध बढ़ जाता है।

उत्परिवर्तन, बदले में, में विभाजित हैं:

• जीनोमिक;
• गुणसूत्र;
• आनुवंशिक;
• साइटोप्लाज्मिक।

सेक्स कोशिकाओं को प्रभावित करने वाले परिवर्तन विरासत में मिले हैं। यदि व्यक्ति वानस्पतिक रूप से (पौधे, कवक) प्रजनन करता है तो उत्परिवर्तन को संतानों में प्रेषित किया जा सकता है। उत्परिवर्तन लाभकारी, तटस्थ या हानिकारक हो सकते हैं।

जीनोमिक म्यूटेशन

जीनोमिक म्यूटेशन के माध्यम से जीव विज्ञान में भिन्नता दो प्रकार की हो सकती है:

• बहुगुणिता - एक उत्परिवर्तन जो अक्सर पौधों में पाया जाता है। यह नाभिक में गुणसूत्रों की कुल संख्या में कई वृद्धि के कारण होता है, विभाजन के दौरान कोशिका के ध्रुवों में उनके विचलन के उल्लंघन की प्रक्रिया में बनता है। पॉलीप्लाइड संकर व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं कृषि- फसल उत्पादन में 500 से अधिक पॉलीप्लोइड्स (प्याज, एक प्रकार का अनाज, चुकंदर, मूली, पुदीना, अंगूर और अन्य) हैं।
• Aneuploidy व्यक्तिगत जोड़े में गुणसूत्रों की संख्या में वृद्धि या कमी है। इस प्रकार के उत्परिवर्तन को व्यक्ति की कम व्यवहार्यता की विशेषता है। मनुष्यों में व्यापक उत्परिवर्तन - 21वीं जोड़ी में से एक - डाउन सिंड्रोम का कारण बनता है।

क्रोमोसोमल म्यूटेशन

जीव विज्ञान में परिवर्तनशीलता तब प्रकट होती है जब गुणसूत्रों की संरचना स्वयं बदलती है: टर्मिनल खंड का नुकसान, जीन के एक सेट की पुनरावृत्ति, एक टुकड़े का रोटेशन, एक गुणसूत्र खंड का दूसरी जगह या किसी अन्य गुणसूत्र में स्थानांतरण। ऐसे उत्परिवर्तन अक्सर विकिरण और पर्यावरण के रासायनिक प्रदूषण के प्रभाव में होते हैं।

जीन उत्परिवर्तन

इन उत्परिवर्तनों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बाह्य रूप से प्रकट नहीं होता है, क्योंकि यह एक अप्रभावी विशेषता है। जीन म्यूटेशन न्यूक्लियोटाइड्स के अनुक्रम में परिवर्तन के कारण होते हैं - व्यक्तिगत जीन - और नए गुणों के साथ प्रोटीन अणुओं की उपस्थिति की ओर ले जाते हैं।

मनुष्यों में जीन उत्परिवर्तन कुछ वंशानुगत रोगों के प्रकट होने का कारण बनता है - सिकल सेल एनीमिया, हीमोफिलिया।

साइटोप्लाज्मिक म्यूटेशन

साइटोप्लाज्मिक म्यूटेशन डीएनए अणुओं वाले सेल साइटोप्लाज्म की संरचनाओं में परिवर्तन से जुड़े हैं। ये माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड हैं। इस तरह के उत्परिवर्तन मातृ रेखा के माध्यम से प्रेषित होते हैं, क्योंकि ज़ीगोट मातृ अंडे से सभी साइटोप्लाज्म प्राप्त करता है। साइटोप्लाज्मिक म्यूटेशन का एक उदाहरण जिसने जीव विज्ञान में परिवर्तनशीलता पैदा की है, वह है प्लांट पिनेटनेस, जो क्लोरोप्लास्ट में परिवर्तन के कारण होता है।

सभी उत्परिवर्तनों में निम्नलिखित गुण होते हैं:

• वे अचानक प्रकट होते हैं।
• विरासत में पारित हुआ।
• उनकी कोई दिशा नहीं है। उत्परिवर्तन एक महत्वहीन क्षेत्र और एक महत्वपूर्ण संकेत दोनों के अधीन हो सकते हैं।
• व्यक्तियों में होता है, अर्थात् व्यक्तिगत।
• उनकी अभिव्यक्ति में, उत्परिवर्तन अप्रभावी या प्रभावी हो सकते हैं।
• वही उत्परिवर्तन दोहराया जा सकता है।

प्रत्येक उत्परिवर्तन विशिष्ट कारणों से होता है। ज्यादातर मामलों में, यह सटीक रूप से निर्धारित नहीं किया जा सकता है। प्रायोगिक परिस्थितियों में, उत्परिवर्तन प्राप्त करने के लिए, बाहरी वातावरण के एक निर्देशित कारक का उपयोग किया जाता है - विकिरण जोखिम और इसी तरह।

जैविक दुनिया के विकास में आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता निर्धारक कारकों में से हैं।

वंशागति- यह उनकी संरचना और विकास की विशेषताओं को संरक्षित करने और संतानों को प्रेषित करने के लिए जीवित जीवों की संपत्ति है। पीढ़ी-दर-पीढ़ी आनुवंशिकता के कारण किसी प्रजाति, किस्म, नस्ल, नस्ल के लक्षण संरक्षित रहते हैं। पीढ़ियों के बीच संचार अगुणित या द्विगुणित कोशिकाओं (अनुभाग "वनस्पति विज्ञान" और "जूलॉजी" देखें) के माध्यम से प्रजनन के दौरान किया जाता है।

सेल ऑर्गेनेल में से, आनुवंशिकता में अग्रणी भूमिका गुणसूत्रों की होती है जो प्रजातियों की विशेषताओं के पूरे परिसर के जीन की मदद से स्व-दोहराव और गठन में सक्षम होते हैं (अध्याय "सेल" देखें)। प्रत्येक जीव की कोशिकाओं में हजारों जीन होते हैं। उनकी समग्रता, एक प्रजाति के एक व्यक्ति की विशेषता को जीनोटाइप कहा जाता है।

परिवर्तनशीलता आनुवंशिकता के विपरीत है, लेकिन इसके साथ अटूट रूप से जुड़ी हुई है। यह जीवों की बदलने की क्षमता में व्यक्त किया जाता है। अलग-अलग व्यक्तियों की परिवर्तनशीलता के कारण, जनसंख्या विषम है। डार्विन ने दो मुख्य प्रकार की परिवर्तनशीलता को प्रतिष्ठित किया।

गैर-वंशानुगत परिवर्तनशीलता(अध्याय "फंडामेंटल्स ऑफ जेनेटिक्स एंड सिलेक्शन" में संशोधनों के बारे में देखें) विशिष्ट पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव में जीवों के व्यक्तिगत विकास की प्रक्रिया में होता है जो एक ही प्रजाति के सभी व्यक्तियों में समान परिवर्तन का कारण बनता है, इसलिए डार्विन ने इस परिवर्तनशीलता को निश्चित कहा। हालाँकि, अलग-अलग व्यक्तियों में ऐसे परिवर्तनों की डिग्री भिन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, घास मेंढक कम तामपानगहरे रंग का कारण बनता है, लेकिन इसकी तीव्रता अलग-अलग व्यक्तियों में अलग-अलग होती है। डार्विन ने संशोधनों को विकास के लिए गैर-जरूरी माना, क्योंकि वे आम तौर पर विरासत में नहीं मिलते हैं।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता(अध्याय "फंडामेंटल्स ऑफ जेनेटिक्स एंड सिलेक्शन" में उत्परिवर्तन के बारे में देखें) एक व्यक्ति के जीनोटाइप में बदलाव से जुड़ा है, इसलिए परिणामी परिवर्तन विरासत में मिले हैं। प्रकृति में, यादृच्छिक बाहरी और के प्रभाव में एकल व्यक्तियों में उत्परिवर्तन दिखाई देते हैं आंतरिक फ़ैक्टर्स. उनकी प्रकृति का अनुमान लगाना कठिन है, इसलिए डार्विन ने यह परिवर्तनशीलता। नाम अनिश्चित।उत्परिवर्तन छोटे या बड़े हो सकते हैं और प्रभावित कर सकते हैं विभिन्न संकेतऔर गुण। उदाहरण के लिए, ड्रोसोफिला में, एक्स-रे के प्रभाव में, पंख, बाल, आंख और शरीर का रंग, प्रजनन क्षमता आदि में परिवर्तन होता है। उत्परिवर्तन लाभकारी, हानिकारक या जीव के प्रति उदासीन हो सकते हैं।

वंशानुगत भिन्नता है संयोजन परिवर्तनशीलता।यह आबादी में या कृत्रिम संकरण के दौरान मुक्त क्रॉसिंग के दौरान होता है। नतीजतन, व्यक्ति माता-पिता से अनुपस्थित लक्षणों और गुणों के नए संयोजन के साथ पैदा होते हैं (डायहाइब्रिड क्रॉसिंग के बारे में देखें, क्रॉसिंग के दौरान नियोप्लाज्म, "फंडामेंटल ऑफ जेनेटिक्स एंड सिलेक्शन" अध्याय में क्रोमोसोम क्रॉसिंग)। सापेक्ष परिवर्तनशीलतावंशानुगत भी; यह इस तथ्य में व्यक्त किया गया है कि एक अंग में परिवर्तन दूसरों में निर्भर परिवर्तनों का कारण बनता है (जीन की एकाधिक क्रियाओं के लिए अध्याय "फंडामेंटल ऑफ जेनेटिक्स एंड सिलेक्शन" देखें)। उदाहरण के लिए, बैंगनी फूलों वाले मटर में हमेशा पेटीओल्स और पत्ती नसों की एक ही छाया होती है। लुप्तप्राय पक्षियों में, लंबे अंग और गर्दन हमेशा लंबी चोंच और जीभ के साथ होते हैं। डार्विन ने वंशानुगत परिवर्तनशीलता को विकास के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण माना, क्योंकि यह नई आबादी, प्रजातियों, किस्मों, नस्लों और उपभेदों के निर्माण में प्राकृतिक और कृत्रिम चयन के लिए सामग्री के रूप में कार्य करता है।

इतिहास से

यह विचार कि जीवित प्राणियों की पहचान पुरातनता में विकसित आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता से होती है। यह ध्यान दिया गया कि पीढ़ी से पीढ़ी तक जीवों के प्रजनन के दौरान, एक विशेष प्रजाति में निहित संकेतों और गुणों का एक जटिल संचरित होता है (आनुवंशिकता की अभिव्यक्ति)। हालांकि, यह समान रूप से स्पष्ट है कि एक ही प्रजाति के व्यक्तियों के बीच कुछ अंतर हैं (परिवर्तनशीलता की अभिव्यक्ति)।

इन गुणों की उपस्थिति का ज्ञान खेती वाले पौधों की नई किस्मों और घरेलू पशुओं की नस्लों के विकास में उपयोग किया गया था। अति प्राचीन काल से कृषि में संकरण का उपयोग किया जाता रहा है, अर्थात जीवों का संकरण जो एक दूसरे से किसी न किसी रूप में भिन्न होते हैं। हालाँकि, पहले देर से XIXवी इस तरह के काम को परीक्षण और त्रुटि के द्वारा किया गया था, क्योंकि जीवों के ऐसे गुणों के प्रकट होने वाले तंत्र ज्ञात नहीं थे, और इस संबंध में जो परिकल्पनाएँ मौजूद थीं, वे विशुद्ध रूप से सट्टा थीं।

1866 में, एक चेक शोधकर्ता, ग्रेगर मेंडल का काम, "प्लांट हाइब्रिड्स पर प्रयोग" प्रकाशित हुआ था। इसने कई प्रजातियों के पौधों की पीढ़ियों में लक्षणों की विरासत के पैटर्न का वर्णन किया, जिसे जी। मेंडल ने कई और सावधानीपूर्वक किए गए प्रयोगों के परिणामस्वरूप पहचाना। लेकिन उनके शोध ने उनके समकालीनों का ध्यान आकर्षित नहीं किया, जो उस समय के जैविक विज्ञान के सामान्य स्तर से आगे निकलने वाले विचारों की नवीनता और गहराई की सराहना करने में विफल रहे। केवल 1900 में, जी मेंडेल के कानूनों की नए सिरे से और स्वतंत्र रूप से तीन शोधकर्ताओं (हॉलैंड में जी। डे व्रीस, जर्मनी में के। कोरेन्स और ऑस्ट्रिया में ई। सेरमक) की खोज के बाद, एक नए जैविक विज्ञान - आनुवंशिकी का विकास हुआ, जो आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता के पैटर्न का अध्ययन करता है। ग्रेगर मेंडल को इस युवा, लेकिन बहुत तेजी से विकासशील विज्ञान का संस्थापक माना जाता है।

जीवों की आनुवंशिकता

जीवों की आनुवंशिकता को पूर्वजों से संतानों तक संरचनात्मक विशेषताओं और कार्यों को संरक्षित और प्रसारित करने के लिए सभी जीवों की सामान्य संपत्ति कहा जाता है।

जीवों में माता-पिता और संतानों के बीच संबंध मुख्य रूप से प्रजनन के माध्यम से होता है। संतान हमेशा माता-पिता और पूर्वजों की तरह होती है, लेकिन वे एक सटीक प्रति नहीं होती हैं।

हर कोई जानता है कि एक बलूत से एक ओक का पेड़ बढ़ता है, और कोयल के अंडे अंडे से निकलते हैं। एक निश्चित किस्म के खेती वाले पौधों के बीजों से उसी किस्म के पौधे उगते हैं। घरेलू पशुओं में, एक ही नस्ल के वंशज अपने गुणों को बरकरार रखते हैं।

संतान अपने माता-पिता की तरह क्यों दिखती हैं? डार्विन के समय में आनुवंशिकता के कारणों को बहुत कम समझा गया था। अब यह ज्ञात है कि आनुवंशिकता का भौतिक आधार गुणसूत्रों पर स्थित जीन हैं। एक जीन एक अणु का एक खंड है कार्बनिक पदार्थडीएनए, जिसके प्रभाव में संकेत बनते हैं। जीवों की कोशिकाओं में अलग - अलग प्रकारइकाइयों और दसियों गुणसूत्रों और सैकड़ों हजारों जीन शामिल हैं।

उनमें स्थित जीन वाले क्रोमोसोम रोगाणु कोशिकाओं और शरीर की कोशिकाओं दोनों में पाए जाते हैं। लैंगिक जनन के दौरान नर और मादा युग्मकों का संलयन होता है। भ्रूण की कोशिकाओं में, पुरुष और महिला गुणसूत्र संयुक्त होते हैं, इसलिए इसका गठन मातृ और पितृ दोनों जीवों के जीन के प्रभाव में होता है। कुछ लक्षणों का विकास मातृ जीव के जीन से अधिक प्रभावित होता है, अन्य - पैतृक जीव द्वारा, और मातृ और पितृ जीन का तीसरे लक्षणों पर समान प्रभाव पड़ता है। इसलिए, संतान, कुछ मायनों में, माँ के जीव के समान होती है, दूसरों में - पिता के लिए, तीसरे में - यह पिता और माता के संकेतों को जोड़ती है, अर्थात इसका एक मध्यवर्ती चरित्र है।

जीवों की परिवर्तनशीलता

जीवों की परिवर्तनशीलता नई विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए जीवों की सामान्य संपत्ति कहलाती है - एक प्रजाति के भीतर व्यक्तियों के बीच अंतर।

जीवों के सभी लक्षण परिवर्तनशील हैं: बाहरी और की विशेषताएं आंतरिक संरचना, शरीर विज्ञान, व्यवहार, आदि जानवरों के एक जोड़े की संतानों में या एक फल के बीजों से उगाए गए पौधों के बीच, पूरी तरह से समान व्यक्तियों से मिलना असंभव है। एक ही नस्ल की भेड़ों के झुंड में, प्रत्येक जानवर सूक्ष्म विशेषताओं में भिन्न होता है: शरीर का आकार, पैरों की लंबाई, सिर, रंग, लंबाई और ऊन के कर्ल का घनत्व, आवाज, आदतें। सुनहरी छड़ (एस्टेरसिया परिवार) के पुष्पक्रम में सीमांत ईख के फूलों की संख्या 5 से 8 तक होती है। ओक एनीमोन (रानुनकुलेसी परिवार) की पंखुड़ियों की संख्या 6 और कभी-कभी 7 और 8 होती है। एक ही प्रजाति के पौधे या फूल, पकने वाले फल, सूखे के प्रतिरोध की डिग्री आदि के मामले में विविधता एक दूसरे से कुछ भिन्न होती है। व्यक्तियों की परिवर्तनशीलता के कारण, जनसंख्या विषम है।

डार्विन ने परिवर्तनशीलता के दो मुख्य रूपों को प्रतिष्ठित किया - गैर-वंशानुगत और वंशानुगत।

गैर-वंशानुगत या संशोधन परिवर्तनशीलता

यह लंबे समय से देखा गया है कि किसी दिए गए नस्ल, विविधता या प्रजाति के सभी व्यक्ति एक निश्चित कारण के प्रभाव में एक दिशा में बदलते हैं। खेती किए गए पौधों की किस्में, उन परिस्थितियों के अभाव में जिनमें वे मनुष्य द्वारा पाले गए थे, अपने गुणों को खो देते हैं। उदाहरण के लिए, सफेद गोभी, जब गर्म देशों में उगाई जाती है, तो सिर नहीं बनता है। यह ज्ञात है कि अच्छे उर्वरक, पानी और प्रकाश व्यवस्था के साथ, पौधे प्रचुर मात्रा में झाड़ते हैं और फल लगते हैं। घोड़ों की नस्लों को पहाड़ों या द्वीपों पर लाया जाता है जहां भोजन पौष्टिक नहीं होता है, समय के साथ उनका विकास रुक जाता है। बेहतर रखरखाव और देखभाल की स्थिति में बहिष्कृत पशुओं की उत्पादकता बढ़ जाती है। ये सभी परिवर्तन गैर-वंशानुगत हैं, और यदि पौधों या जानवरों को उनके अस्तित्व की मूल स्थितियों में स्थानांतरित कर दिया जाता है, तो संकेत फिर से अपने मूल स्थान पर लौट आते हैं।

डार्विन के समय गैर-वंशानुगत, या संशोधन, जीवों की परिवर्तनशीलता के कारणों को कम समझा गया था। आज तक, यह पता चला है कि जीव का गठन जीन के प्रभाव में और पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव में होता है। ये स्थितियाँ गैर-वंशानुगत, संशोधन, परिवर्तनशीलता का कारण हैं। वे वृद्धि और विकास को तेज या धीमा कर सकते हैं, पौधों में फूलों का रंग बदल सकते हैं, लेकिन जीन नहीं बदलते हैं। गैर-वंशानुगत परिवर्तनशीलता के कारण, आबादी के व्यक्ति बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल होते हैं।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता

संशोधन के अलावा, परिवर्तनशीलता का एक और रूप है - जीवों की वंशानुगत परिवर्तनशीलता, जो गुणसूत्रों या जीनों को प्रभावित करती है, अर्थात आनुवंशिकता की भौतिक नींव। डार्विन को वंशानुगत परिवर्तन अच्छी तरह से ज्ञात थे, उन्होंने उन्हें विकास में एक बड़ी भूमिका सौंपी।

डार्विन के समय में वंशानुगत भिन्नता के कारणों का भी बहुत कम पता लगाया गया था। अब यह ज्ञात है कि वंशानुगत परिवर्तन जीन में परिवर्तन या संतानों में उनके नए संयोजनों के बनने के कारण होते हैं। तो, एक प्रकार की वंशानुगत परिवर्तनशीलता - उत्परिवर्तन - जीन में परिवर्तन के कारण होती है; एक अन्य प्रजाति - संयोजन परिवर्तनशीलता - संतानों में जीनों के एक नए संयोजन के कारण होती है; तीसरा - सहसंबंधी परिवर्तनशीलता - इस तथ्य से जुड़ा है कि एक ही जीन एक नहीं, बल्कि दो या दो से अधिक लक्षणों के गठन को प्रभावित करता है। इस प्रकार, सभी प्रकार की वंशानुगत परिवर्तनशीलता का आधार एक जीन या जीन के एक समूह में परिवर्तन है।

उत्परिवर्तन गौण हो सकते हैं और जीव की विभिन्न रूपात्मक और शारीरिक विशेषताओं को प्रभावित कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, जानवरों में - आकार, रंग, उर्वरता, दूधियापन, आदि। कभी-कभी उत्परिवर्तन अधिक महत्वपूर्ण परिवर्तनों में प्रकट होते हैं। इस तरह के परिवर्तनों का उपयोग भेड़ की मोटी-पूंछ, मेरिनो और अस्त्रखान नस्लों, कई सजावटी पौधों की टेरी किस्मों, रोते हुए पेड़ों और पिरामिड के मुकुट बनाने के लिए किया गया था। सरल अंडाकार पत्तियों के साथ स्ट्रॉबेरी में ज्ञात वंशानुगत परिवर्तन, विच्छेदित पत्तियों के साथ कलैंडिन।

विभिन्न प्रभावों के कारण उत्परिवर्तन हो सकता है। आबादी में संयोजन परिवर्तनशीलता का स्रोत पार कर रहा है। एक ही आबादी के अलग-अलग व्यक्ति जीनोटाइप में एक दूसरे से कुछ भिन्न होते हैं। मुक्त संकरण के परिणामस्वरूप, जीनों के नए संयोजन प्राप्त होते हैं।

यादृच्छिक कारणों से आबादी में दिखाई देने वाले वंशानुगत परिवर्तन धीरे-धीरे मुक्त क्रॉसिंग के कारण व्यक्तियों के बीच फैलते हैं, और जनसंख्या उनके साथ संतृप्त हो जाती है। अपने आप में ये वंशानुगत परिवर्तन एक नई आबादी के उद्भव का कारण नहीं बन सकते हैं, अकेले एक नई प्रजाति को छोड़ दें, लेकिन वे हैं आवश्यक सामग्रीचयन के लिए, विकासवादी परिवर्तन के लिए एक पूर्व शर्त।

यहां तक ​​कि डार्विन ने वंशानुगत परिवर्तनशीलता की सहसंबंधी प्रकृति का भी उल्लेख किया। उदाहरण के लिए, जानवरों के लंबे अंग लगभग हमेशा लम्बी गर्दन के साथ होते हैं; बाल रहित कुत्तों के दांत अविकसित होते हैं; पंख वाले पैरों वाले कबूतरों के पैर की उंगलियों के बीच बद्धी होती है। चुकंदर की तालिका किस्मों में, जड़ की फसल का रंग, पर्णवृंत और पत्तियों के नीचे का भाग एक समन्वित तरीके से बदलता है। फूलों के हल्के कोरोला वाले स्नैपड्रैगन में हरे रंग का तना और पत्तियां होती हैं; गहरे कोरोला के साथ - तना और पत्तियाँ गहरे रंग की होती हैं। इसलिए, एक वांछित विशेषता के लिए चयन करते समय, किसी को अन्य की संतानों में उपस्थिति की संभावना को ध्यान में रखना चाहिए, कभी-कभी अवांछित, इसके साथ अपेक्षाकृत जुड़े लक्षण।

आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता जीवों के विभिन्न गुण हैं जो माता-पिता के साथ और अधिक दूर के पूर्वजों के साथ संतानों की समानता और असमानता का निर्धारण करते हैं। आनुवंशिकता कई पीढ़ियों में जैविक रूपों की स्थिरता और परिवर्तनशीलता को व्यक्त करती है - उनकी परिवर्तन करने की क्षमता।

डार्विन ने बार-बार परिवर्तनशीलता और आनुवंशिकता के नियमों के गहन विकास की आवश्यकता पर बल दिया। बाद में वे आनुवंशिकी के अध्ययन के विषय बन गए।