परिवर्तनशीलता: वंशानुगत और गैर-वंशानुगत। परिवर्तनशीलता, इसके प्रकार और जैविक महत्व

डार्विन के विकासवादी सिद्धांत में, विकास के लिए पूर्वापेक्षा वंशानुगत परिवर्तनशीलता है, और चलाने वाले बलविकास - अस्तित्व और प्राकृतिक चयन के लिए संघर्ष। 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, समान परिस्थितियों 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, नीली आँखों वाली सफेद बिल्लियाँ आमतौर पर बहरी होती हैं, आदि। सहसंबद्ध परिवर्तनशीलता के कारकों से, डार्विन एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकालते हैं: एक व्यक्ति, किसी भी संरचनात्मक विशेषता का चयन करते हुए, रहस्यमय के आधार पर शरीर के अन्य भागों को लगभग "अनजाने में अनजाने में बदल देगा" सहसंबंध के नियम।

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, सांस्कृतिक रूपों के विकास में मुख्य कारक वंशानुगत परिवर्तनशीलता और मानव चयन हैं (डार्विन ऐसे चयन को कृत्रिम कहते हैं)। कृत्रिम चयन के लिए परिवर्तनशीलता एक आवश्यक शर्त है, लेकिन यह नई नस्लों और किस्मों के गठन को निर्धारित नहीं करती है।

फार्म प्राकृतिक चयन

क्रमिक पीढ़ियों की एक अंतहीन श्रृंखला में चयन लगातार आगे बढ़ता है और मुख्य रूप से उन रूपों को संरक्षित करता है जो दी गई स्थितियों के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं। किसी प्रजाति के कुछ व्यक्तियों का प्राकृतिक चयन और उन्मूलन अटूट रूप से जुड़ा हुआ है और प्रकृति में प्रजातियों के विकास के लिए एक आवश्यक शर्त है।

डार्विन के अनुसार प्रजाति प्रणाली में प्राकृतिक चयन की क्रिया की योजना इस प्रकार है:

1) विविधता जानवरों और पौधों के किसी भी समूह में निहित है, और जीव कई मामलों में एक दूसरे से भिन्न होते हैं;

2) दुनिया में पैदा होने वाली प्रत्येक प्रजाति के जीवों की संख्या उन जीवों की संख्या से अधिक है जो भोजन पा सकते हैं और जीवित रह सकते हैं। हालाँकि, चूंकि प्रत्येक प्रजाति की प्रचुरता प्राकृतिक परिस्थितियों में स्थिर है, इसलिए यह माना जाना चाहिए कि अधिकांश संतानें मर जाती हैं। यदि किसी भी प्रजाति के सभी वंशज जीवित रहते हैं और गुणा करते हैं, तो वे जल्द ही दुनिया की अन्य सभी प्रजातियों को हटा देंगे;

3) चूंकि जीवित रहने की तुलना में अधिक व्यक्ति पैदा होते हैं, अस्तित्व के लिए संघर्ष, भोजन और आवास के लिए प्रतिस्पर्धा होती है। यह एक सक्रिय जीवन-मरण संघर्ष हो सकता है, या कम स्पष्ट, लेकिन कम प्रभावी प्रतिस्पर्धा नहीं, उदाहरण के लिए, सूखे या ठंड की अवधि के दौरान पौधों के लिए;

4) जीवित प्राणियों में देखे गए कई परिवर्तनों में से कुछ अस्तित्व के संघर्ष में जीवित रहना आसान बनाते हैं, जबकि अन्य इस तथ्य की ओर ले जाते हैं कि उनके मालिक मर जाते हैं। "योग्यतम की उत्तरजीविता" की अवधारणा प्राकृतिक चयन के सिद्धांत का मूल है;

5) जीवित व्यक्ति अगली पीढ़ी को जन्म देते हैं, और इस प्रकार "सफल" परिवर्तन किसके माध्यम से प्रसारित होते हैं अगली पीढ़ी. नतीजतन, प्रत्येक अगली पीढ़ी पर्यावरण के लिए अधिक अनुकूलित होती है; जैसे-जैसे पर्यावरण बदलता है, आगे के अनुकूलन होते हैं। यदि प्राकृतिक चयन कई वर्षों से चल रहा है, तो अंतिम संतान अपने पूर्वजों से इतनी भिन्न हो सकती है कि उन्हें एक स्वतंत्र प्रजाति के रूप में अलग करना उचित होगा।

यह भी हो सकता है कि व्यक्तियों के किसी दिए गए समूह के कुछ सदस्य कुछ परिवर्तन प्राप्त करेंगे और एक तरह से पर्यावरण के अनुकूल हो जाएंगे, जबकि इसके अन्य सदस्य, परिवर्तनों के एक अलग सेट के साथ, एक अलग तरीके से अनुकूलित हो जाएंगे; इस तरह एक पैतृक प्रजाति से, अलगाव के अधीन समान समूहदो या अधिक प्रकार हो सकते हैं।

ड्राइविंग चयन

प्राकृतिक चयन हमेशा आबादी की औसत फिटनेस में वृद्धि करता है। बाहरी स्थितियों में परिवर्तन से व्यक्तिगत जीनोटाइप की उपयुक्तता में परिवर्तन हो सकता है। इन परिवर्तनों के जवाब में, प्राकृतिक चयन, कई अलग-अलग लक्षणों के लिए अनुवांशिक विविधता के विशाल भंडार का उपयोग करके जनसंख्या की अनुवांशिक संरचना में महत्वपूर्ण बदलाव की ओर जाता है। यदि बाहरी वातावरण एक निश्चित दिशा में लगातार बदल रहा है, तो प्राकृतिक चयन जनसंख्या की अनुवांशिक संरचना को इस तरह बदलता है कि इन बदलती परिस्थितियों में इसकी फिटनेस अधिकतम रहती है। इस मामले में, जनसंख्या में अलग-अलग एलील्स की आवृत्तियां बदलती हैं। आबादी में अनुकूली लक्षणों के औसत मूल्य भी बदलते हैं। कई पीढ़ियों में, एक निश्चित दिशा में उनके क्रमिक बदलाव का पता लगाया जा सकता है। चयन के इस रूप को ड्राइविंग चयन कहा जाता है।

प्रेरक चयन का एक उत्कृष्ट उदाहरण बर्च कीट में रंग का विकास है। इस तितली के पंखों का रंग लाइकेन से ढके पेड़ों की छाल के रंग की नकल करता है, जिस पर यह दिन के उजाले में बिताती है। जाहिर है, पिछले विकास की कई पीढ़ियों में इस तरह के एक सुरक्षात्मक रंग का गठन किया गया था। हालाँकि, इंग्लैंड में औद्योगिक क्रांति की शुरुआत के साथ, इस उपकरण ने अपना महत्व खोना शुरू कर दिया। वायुमंडलीय प्रदूषण के कारण लाइकेन की सामूहिक मृत्यु हुई है और पेड़ के तने काले पड़ गए हैं। गहरे रंग की पृष्ठभूमि पर हल्की तितलियाँ पक्षियों को आसानी से दिखाई देने लगीं। इसके साथ शुरुआत मध्य उन्नीसवींशताब्दी, बर्च कीट की आबादी में तितलियों के उत्परिवर्ती अंधेरे (मेलानिस्टिक) रूप दिखाई देने लगे। उनकी आवृत्ति तेजी से बढ़ी। को देर से XIXसदी में, कीट की कुछ शहरी आबादी लगभग पूरी तरह से अंधेरे रूपों से बनी थी, जबकि ग्रामीण आबादी में अभी भी हल्के रूपों का प्रभुत्व था। इस घटना को औद्योगिक मेलानिज़्म कहा गया है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि प्रदूषित क्षेत्रों में पक्षियों के हल्के रूप खाने की संभावना अधिक होती है, और स्वच्छ क्षेत्रों में - अंधेरे वाले। 1950 के दशक में वायुमंडलीय प्रदूषण पर प्रतिबंध लगाने के कारण प्राकृतिक चयन ने फिर से दिशा बदल दी, और शहरी आबादी में डार्क फॉर्म की आवृत्ति कम होने लगी। वे आज भी लगभग उतने ही दुर्लभ हैं जितने कि औद्योगिक क्रांति से पहले थे।

ड्राइविंग चयन आबादी की आनुवंशिक संरचना को बाहरी वातावरण में परिवर्तन के अनुरूप लाता है ताकि आबादी की औसत फिटनेस अधिकतम हो। त्रिनिदाद द्वीप पर, विभिन्न जल निकायों में गप्पी मछली रहती हैं। उनमें से कई जो नदियों की निचली पहुंच में रहते हैं और तालाबों में शिकारी मछलियों के दांतों में मर जाते हैं। ऊपरी पहुंच में, गप्पी के लिए जीवन बहुत शांत है - कुछ शिकारी हैं। पर्यावरणीय परिस्थितियों में इन अंतरों ने इस तथ्य को जन्म दिया कि "शीर्ष" और "जमीनी स्तर" के गप्पे अलग-अलग दिशाओं में विकसित हुए। "जमीनी स्तर", जो विनाश के लगातार खतरे में हैं, और अधिक गुणा करना शुरू करते हैं प्रारंभिक अवस्थाऔर कई बहुत छोटे फ्राई पैदा करते हैं। उनमें से प्रत्येक के जीवित रहने की संभावना बहुत कम है, लेकिन उनमें से बहुत से हैं और उनमें से कुछ के पास गुणा करने का समय है। "घोड़ा" बाद में यौवन तक पहुंचता है, उनकी प्रजनन क्षमता कम होती है, लेकिन संतान बड़ी होती है। जब शोधकर्ताओं ने नदियों के ऊपरी भाग में निर्जन जलाशयों में "जमीनी स्तर" के गप्पों को स्थानांतरित किया, तो उन्होंने मछली के विकास के प्रकार में एक क्रमिक परिवर्तन देखा। इस कदम के 11 साल बाद, वे बहुत बड़े हो गए, बाद में प्रजनन में प्रवेश किया और कम लेकिन बड़ी संतानें पैदा कीं।

आबादी में एलील्स की आवृत्तियों में परिवर्तन की दर और चयन की कार्रवाई के तहत लक्षणों के औसत मूल्य न केवल चयन की तीव्रता पर निर्भर करते हैं, बल्कि उन लक्षणों की अनुवांशिक संरचना पर भी निर्भर करते हैं जिन्हें चुना जा रहा है। अप्रभावी म्यूटेशन के खिलाफ चयन प्रमुख लोगों की तुलना में बहुत कम प्रभावी है। हेटेरोज़ीगोट में, पीछे हटने वाला एलील फ़िनोटाइप में प्रकट नहीं होता है और इसलिए चयन को हटा देता है। हार्डी-वेनबर्ग समीकरण का उपयोग करते हुए, चयन की तीव्रता और प्रारंभिक आवृत्ति अनुपात के आधार पर जनसंख्या में अप्रभावी एलील की आवृत्ति में परिवर्तन की दर का अनुमान लगाया जा सकता है। एलील फ़्रीक्वेंसी जितनी कम होगी, उसका उन्मूलन उतना ही धीमा होगा। अप्रभावी घातकता की आवृत्ति को 0.1 से 0.05 तक कम करने के लिए केवल 10 पीढ़ियों की आवश्यकता होती है; 100 पीढ़ी - इसे 0.01 से 0.005 तक और 1000 पीढ़ी - 0.001 से 0.0005 तक कम करने के लिए।

प्राकृतिक चयन का प्रेरक रूप समय के साथ बदलने वाली बाहरी परिस्थितियों में जीवित जीवों के अनुकूलन में निर्णायक भूमिका निभाता है। यह जीवन के व्यापक वितरण को भी सुनिश्चित करता है, सभी संभावित पारिस्थितिक निशानों में इसकी पैठ। हालाँकि, यह सोचना एक गलती है कि अस्तित्व की स्थिर परिस्थितियों में, प्राकृतिक चयन समाप्त हो जाता है। ऐसी परिस्थितियों में, यह चयन को स्थिर करने के रूप में कार्य करना जारी रखता है।

चयन को स्थिर करना

स्थिरीकरण चयन जनसंख्या की स्थिति को संरक्षित करता है, जो अस्तित्व की निरंतर स्थितियों के तहत इसकी अधिकतम फिटनेस सुनिश्चित करता है। प्रत्येक पीढ़ी में, अनुकूली विशेषताओं के संदर्भ में औसत इष्टतम मूल्य से विचलित होने वाले व्यक्तियों को हटा दिया जाता है।

प्रकृति में चयन को स्थिर करने की क्रिया के अनेक उदाहरणों का वर्णन किया गया है। उदाहरण के लिए, पहली नज़र में ऐसा लगता है कि अधिकतम उर्वरता वाले व्यक्तियों को अगली पीढ़ी के जीन पूल में सबसे बड़ा योगदान देना चाहिए। हालांकि, पक्षियों और स्तनधारियों की प्राकृतिक आबादी के अवलोकन से पता चलता है कि ऐसा नहीं है। घोंसले में जितने अधिक चूजे या शावक होते हैं, उन्हें खिलाना उतना ही मुश्किल होता है, उनमें से प्रत्येक छोटा और कमजोर होता है। नतीजतन, औसत उर्वरता वाले व्यक्ति सबसे अधिक अनुकूलित होते हैं।

विभिन्न लक्षणों के लिए औसत के पक्ष में चयन पाया गया है। स्तनधारियों में, मध्यम वजन वाले नवजात शिशुओं की तुलना में बहुत कम और बहुत अधिक वजन वाले नवजात शिशुओं के जन्म के समय या जीवन के पहले हफ्तों में मरने की संभावना अधिक होती है। तूफान के बाद मरने वाले पक्षियों के पंखों के आकार के हिसाब से पता चला कि उनमें से ज्यादातर के पंख बहुत छोटे या बहुत बड़े थे। और इस मामले में, औसत व्यक्ति सबसे अधिक अनुकूलित निकले।

अस्तित्व की निरंतर परिस्थितियों में खराब रूप से अनुकूलित रूपों की निरंतर उपस्थिति का कारण क्या है? प्राकृतिक चयन एक बार और सभी के लिए अवांछित कपटपूर्ण रूपों की आबादी को साफ करने में असमर्थ क्यों है? कारण न केवल और न ही अधिक से अधिक नए उत्परिवर्तनों के निरंतर उभरने में है। इसका कारण यह है कि विषमयुग्मजी जीनोटाइप अक्सर सबसे योग्य होते हैं। पार करते समय, वे लगातार विभाजन करते हैं और कम फिटनेस वाले सजातीय वंशज अपनी संतानों में दिखाई देते हैं। इस घटना को संतुलित बहुरूपता कहा जाता है।

यौन चयन

कई प्रजातियों के पुरुषों में, स्पष्ट माध्यमिक यौन विशेषताएं पाई जाती हैं जो पहली नज़र में कुत्सित लगती हैं: एक मोर की पूंछ, स्वर्ग के पक्षियों के चमकीले पंख और तोते, मुर्गों के लाल रंग के कंघे, उष्णकटिबंधीय मछली के करामाती रंग, गाने पक्षियों और मेंढकों आदि के इनमें से कई विशेषताएं उनके वाहकों के लिए जीवन को कठिन बना देती हैं, जिससे वे शिकारियों को आसानी से दिखाई देते हैं। ऐसा लगता है कि ये संकेत अपने वाहक को अस्तित्व के संघर्ष में कोई लाभ नहीं देते हैं, और फिर भी वे प्रकृति में बहुत व्यापक हैं। प्राकृतिक चयन ने उनकी उत्पत्ति और प्रसार में क्या भूमिका निभाई?

यह ज्ञात है कि जीवों का जीवित रहना एक महत्वपूर्ण है, लेकिन प्राकृतिक चयन का एकमात्र घटक नहीं है। एक अन्य महत्वपूर्ण घटक विपरीत लिंग के सदस्यों के प्रति आकर्षण है। सी। डार्विन ने इस घटना को यौन चयन कहा है। उन्होंने सबसे पहले द ओरिजिन ऑफ़ स्पीशीज़ में चयन के इस रूप का उल्लेख किया और बाद में द डिसेंट ऑफ़ मैन एंड सेक्सुअल सेलेक्शन में इसका विस्तार से विश्लेषण किया। उनका मानना ​​​​था कि "चयन का यह रूप आपस में या बाहरी परिस्थितियों के साथ जैविक प्राणियों के संबंधों में अस्तित्व के लिए संघर्ष से नहीं, बल्कि समान लिंग के व्यक्तियों के बीच प्रतिद्वंद्विता से निर्धारित होता है, आमतौर पर पुरुष, व्यक्तियों के कब्जे के लिए अन्य सेक्स।"

प्रजनन में सफलता के लिए यौन चयन प्राकृतिक चयन है। लक्षण जो उनके वाहक की व्यवहार्यता को कम करते हैं, उभर सकते हैं और फैल सकते हैं यदि प्रजनन सफलता में वे जो लाभ प्रदान करते हैं, वे जीवित रहने के लिए उनके नुकसान से काफी अधिक हैं। एक नर जो कम समय तक जीवित रहता है लेकिन मादाओं द्वारा पसंद किया जाता है और इसलिए कई संतानें पैदा करता है, उसकी तुलना में बहुत अधिक संचयी फिटनेस होती है जो लंबे समय तक जीवित रहती है लेकिन कुछ ही संतानें छोड़ती है। कई पशु प्रजातियों में, अधिकांश नर प्रजनन में बिल्कुल भी भाग नहीं लेते हैं। प्रत्येक पीढ़ी में पुरुषों के बीच महिलाओं के लिए भयंकर प्रतिस्पर्धा उत्पन्न होती है। यह प्रतियोगिता प्रत्यक्ष हो सकती है, और क्षेत्र या टूर्नामेंट के झगड़े के लिए संघर्ष के रूप में प्रकट हो सकती है। यह अप्रत्यक्ष रूप में भी हो सकता है और महिलाओं की पसंद से निर्धारित किया जा सकता है। ऐसे मामलों में जहां महिलाएं पुरुषों को चुनती हैं, पुरुष प्रतियोगिता को उनके तेजतर्रार रूप या जटिल प्रेमालाप व्यवहार को प्रदर्शित करने में दिखाया जाता है। मादा उन पुरुषों को चुनती है जो उन्हें सबसे ज्यादा पसंद आते हैं। एक नियम के रूप में, ये सबसे चमकीले पुरुष हैं। लेकिन महिलाओं को चमकदार पुरुष क्यों पसंद आते हैं?

महिला की फिटनेस इस बात पर निर्भर करती है कि वह अपने बच्चों के भावी पिता की संभावित फिटनेस का आकलन करने में कितनी निष्पक्षता से सक्षम है। उसे एक ऐसे पुरुष का चुनाव करना चाहिए जिसके बेटे महिलाओं के लिए अत्यधिक अनुकूल और आकर्षक होंगे।

यौन चयन के तंत्र के बारे में दो मुख्य परिकल्पनाएँ प्रस्तावित की गई हैं।

"आकर्षक बेटे" परिकल्पना के अनुसार, महिला चयन का तर्क कुछ अलग है। यदि चमकीले पुरुष, किसी भी कारण से, महिलाओं के लिए आकर्षक हैं, तो यह आपके भविष्य के बेटों के लिए एक उज्ज्वल पिता चुनने के लायक है, क्योंकि उनके बेटों को चमकीले रंग के जीन विरासत में मिलेंगे और अगली पीढ़ी में महिलाओं के लिए आकर्षक होंगे। इस प्रकार, एक सकारात्मक है प्रतिक्रिया, जो इस तथ्य की ओर जाता है कि पीढ़ी-दर-पीढ़ी पुरुषों की पंखों की चमक अधिक से अधिक बढ़ जाती है। यह प्रक्रिया तब तक बढ़ती चली जाती है जब तक कि यह व्यवहार्यता की सीमा तक नहीं पहुंच जाती। ऐसी स्थिति की कल्पना करें जहां महिलाएं लंबी पूंछ वाले पुरुषों को चुनती हैं। लंबी पूंछ वाले नर छोटी और मध्यम पूंछ वाले पुरुषों की तुलना में अधिक संतान पैदा करते हैं। पीढ़ी-दर-पीढ़ी, पूंछ की लंबाई बढ़ती है, क्योंकि महिलाएं एक निश्चित पूंछ के आकार के साथ नहीं, बल्कि औसत आकार से बड़े पुरुषों को चुनती हैं। अंत में, पूंछ इतनी लंबाई तक पहुंच जाती है कि पुरुष की व्यवहार्यता को नुकसान महिलाओं की आंखों में इसके आकर्षण से संतुलित होता है।

इन परिकल्पनाओं की व्याख्या करते हुए हमने मादा पक्षियों की क्रिया के तर्क को समझने का प्रयास किया। ऐसा लग सकता है कि हम उनसे बहुत अधिक उम्मीद करते हैं, कि इस तरह की जटिल फिटनेस गणना शायद ही उनके लिए सुलभ हो। वास्तव में, पुरुषों को चुनने में, महिलाएं अन्य सभी व्यवहारों की तुलना में न तो अधिक तार्किक हैं और न ही कम। जब किसी जानवर को प्यास लगती है, तो वह शरीर में पानी-नमक के संतुलन को बहाल करने के लिए पानी पीने का कारण नहीं बनता - वह पानी के छेद में चला जाता है क्योंकि उसे प्यास लगती है। जब एक कार्यकर्ता मधुमक्खी छत्ते पर हमला करने वाले एक शिकारी को डंक मारती है, तो वह यह गणना नहीं करती है कि इस आत्म-बलिदान से वह अपनी बहनों की संचयी फिटनेस को कितना बढ़ा देती है - वह वृत्ति का अनुसरण करती है। उसी तरह, महिलाएं, उज्ज्वल पुरुषों का चयन करती हैं, उनकी प्रवृत्ति का पालन करती हैं - उन्हें उज्ज्वल पूंछ पसंद है। वे सभी जिन्होंने सहज रूप से एक अलग व्यवहार को प्रेरित किया, उन सभी ने कोई संतान नहीं छोड़ी। इस प्रकार, हमने महिलाओं के तर्क पर चर्चा नहीं की, बल्कि अस्तित्व और प्राकृतिक चयन के संघर्ष के तर्क - एक अंधी और स्वचालित प्रक्रिया, जो पीढ़ी-दर-पीढ़ी लगातार काम कर रही है, ने सभी प्रकार के रूपों, रंगों और प्रवृत्तियों का निर्माण किया है जो हम वन्य जीवन की दुनिया में निरीक्षण करें। ।



वंशागति- यह सबसे महत्वपूर्ण विशेषताजीवित जीव, जिसमें माता-पिता के गुणों और कार्यों को उनके वंशजों में स्थानांतरित करने की क्षमता होती है। यह ट्रांसमिशन जीन्स की मदद से होता है।

एक जीन वंशानुगत जानकारी के भंडारण, संचरण और प्राप्ति की एक इकाई है। एक जीन एक डीएनए अणु का एक विशिष्ट खंड है, जिसकी संरचना में एक निश्चित पॉलीपेप्टाइड (प्रोटीन) की संरचना एन्कोडेड होती है। संभवतः, कई डीएनए क्षेत्र प्रोटीन को एनकोड नहीं करते हैं, लेकिन नियामक कार्य करते हैं। किसी भी मामले में, मानव जीनोम की संरचना में, केवल लगभग 2% डीएनए अनुक्रम होते हैं जिसके आधार पर मैसेंजर आरएनए को संश्लेषित (प्रतिलेखन प्रक्रिया) किया जाता है, जो तब प्रोटीन संश्लेषण (अनुवाद प्रक्रिया) के दौरान अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित करता है। वर्तमान में यह माना जाता है कि मानव जीनोम में लगभग 30,000 जीन हैं।

जीन गुणसूत्रों पर स्थित होते हैं, जो कोशिकाओं के नाभिक में स्थित होते हैं और विशाल डीएनए अणु होते हैं।

आनुवंशिकता का क्रोमोसोमल सिद्धांत 1902 में सेटटन और बोवेरी द्वारा तैयार किया गया था। इस सिद्धांत के अनुसार, गुणसूत्र आनुवंशिक सूचना के वाहक होते हैं जो किसी जीव के वंशानुगत गुणों को निर्धारित करते हैं। मनुष्यों में, प्रत्येक कोशिका में 46 गुणसूत्र होते हैं, जो 23 जोड़े में विभाजित होते हैं। एक जोड़ी बनाने वाले गुणसूत्रों को समरूप कहा जाता है।

एक विशेष प्रकार के विभाजन - अर्धसूत्रीविभाजन का उपयोग करके सेक्स कोशिकाएं (युग्मक) बनती हैं। अर्धसूत्रीविभाजन के परिणामस्वरूप, प्रत्येक जोड़ी से केवल एक समरूप गुणसूत्र प्रत्येक रोगाणु कोशिका में रहता है, अर्थात। 23 गुणसूत्र। गुणसूत्रों के ऐसे एकल सेट को हैप्लोइड कहा जाता है। निषेचन के समय, जब नर और मादा यौन कोशिकाएं विलीन हो जाती हैं और एक युग्मज बनता है, तो द्विगुणित, जिसे द्विगुणित कहा जाता है, बहाल हो जाता है। उससे विकसित होने वाले जीव के युग्मनज में प्रत्येक नारा से एक गुणसूत्र पैतृक जीव से प्राप्त होता है, दूसरा मातृ से।

एक जीनोटाइप एक जीव द्वारा अपने माता-पिता से प्राप्त जीनों का एक समूह है।

एक और घटना है कि आनुवंशिकी अध्ययन परिवर्तनशीलता है। परिवर्तनशीलता को जीवों की नई विशेषताओं को प्राप्त करने की क्षमता के रूप में समझा जाता है - एक प्रजाति के भीतर अंतर। परिवर्तन दो प्रकार के होते हैं:
- वंशानुगत;
- संशोधन (गैर-वंशानुगत)।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता- यह जीनोटाइप में परिवर्तन के कारण होने वाली परिवर्तनशीलता का एक रूप है, जिसे उत्परिवर्तनीय या संयोजन परिवर्तनशीलता से जोड़ा जा सकता है।

उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलता।
जीन समय-समय पर परिवर्तन से गुजरते हैं, जिन्हें उत्परिवर्तन कहा जाता है। ये परिवर्तन यादृच्छिक हैं और अनायास प्रकट होते हैं। म्यूटेशन के कारण बहुत विविध हो सकते हैं। उपलब्ध पूरी लाइनकारक जो उत्परिवर्तन के जोखिम को बढ़ाते हैं। यह कुछ का असर हो सकता है रासायनिक पदार्थविकिरण, तापमान, आदि इन माध्यमों से उत्परिवर्तन हो सकते हैं, लेकिन उनकी घटना की यादृच्छिक प्रकृति बनी रहती है, और किसी विशेष उत्परिवर्तन की उपस्थिति की भविष्यवाणी करना असंभव है।

परिणामी उत्परिवर्तन वंशजों को प्रेषित किए जाते हैं, अर्थात, वे वंशानुगत परिवर्तनशीलता का निर्धारण करते हैं, जो उस स्थान से जुड़ा होता है जहां उत्परिवर्तन हुआ था। यदि एक रोगाणु कोशिका में एक उत्परिवर्तन होता है, तो उसके वंशजों को प्रेषित होने का अवसर होता है, अर्थात। विरासत में मिले। यदि उत्परिवर्तन एक दैहिक कोशिका में हुआ है, तो यह उनमें से केवल उन लोगों को प्रेषित होता है जो इस दैहिक कोशिका से उत्पन्न होते हैं। ऐसे उत्परिवर्तन को दैहिक कहा जाता है, वे विरासत में नहीं मिलते हैं।

कई मुख्य प्रकार के उत्परिवर्तन हैं।
- जीन म्यूटेशन, जिसमें व्यक्तिगत जीन के स्तर पर परिवर्तन होते हैं, यानी डीएनए अणु के खंड। यह न्यूक्लियोटाइड्स की बर्बादी हो सकती है, एक आधार को दूसरे के साथ बदलना, न्यूक्लियोटाइड्स की पुनर्व्यवस्था, या नए लोगों को जोड़ना।
- गुणसूत्रों की संरचना के उल्लंघन से जुड़े क्रोमोसोमल म्यूटेशन से गंभीर परिवर्तन होते हैं जिन्हें माइक्रोस्कोप का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है। इस तरह के उत्परिवर्तन में क्रोमोसोम सेक्शन (विलोपन), सेक्शन को जोड़ना, क्रोमोसोम सेक्शन को 180 डिग्री तक घुमाना और दोहराव की उपस्थिति शामिल है।
- जीनोमिक म्यूटेशन गुणसूत्रों की संख्या में बदलाव के कारण होता है। अतिरिक्त समरूप गुणसूत्र प्रकट हो सकते हैं: गुणसूत्र सेट में, दो समरूप गुणसूत्रों के स्थान पर, तीन ट्राइसॉमी होते हैं। मोनोसॉमी के मामले में, एक जोड़ी से एक गुणसूत्र का नुकसान होता है। पॉलीप्लोइडी के साथ, जीनोम में एक से अधिक वृद्धि होती है। जीनोमिक म्यूटेशन का एक अन्य प्रकार अगुणित है, जिसमें प्रत्येक जोड़ी से केवल एक गुणसूत्र रहता है।

म्यूटेशन की आवृत्ति प्रभावित होती है, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, विभिन्न कारकों से। जब कई जीनोमिक म्यूटेशन होते हैं बडा महत्वविशेष रूप से, मां की उम्र है।

संयोजन परिवर्तनशीलता।
इस प्रकार की परिवर्तनशीलता यौन प्रक्रिया की प्रकृति से निर्धारित होती है। दहनशील परिवर्तनशीलता के साथ, जीन के नए संयोजनों के कारण नए जीनोटाइप उत्पन्न होते हैं। इस प्रकार की परिवर्तनशीलता रोगाणु कोशिकाओं के निर्माण के चरण में पहले से ही प्रकट होती है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, प्रत्येक सेक्स सेल (युग्मक) में प्रत्येक जोड़ी से केवल एक समरूप गुणसूत्र होता है। क्रोमोसोम बेतरतीब ढंग से युग्मक में प्रवेश करते हैं, इसलिए गुणसूत्रों में जीन के सेट में एक व्यक्ति की जर्म कोशिकाएं काफी भिन्न हो सकती हैं। संयोजन परिवर्तनशीलता के उद्भव के लिए एक और भी महत्वपूर्ण चरण निषेचन है, जिसके बाद नए उभरे जीव के 50% जीन एक माता-पिता से और 50% दूसरे से विरासत में मिले हैं।

संशोधन परिवर्तनशीलता जीनोटाइप में परिवर्तन से संबंधित नहीं है, लेकिन विकासशील जीव पर पर्यावरण के प्रभाव के कारण होता है।

उपलब्धता संशोधन परिवर्तनशीलतावंशानुक्रम के सार को समझने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। गुण विरासत में नहीं मिले हैं। आप ठीक उसी जीनोटाइप वाले जीवों को ले सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक ही पौधे से कटिंग उगाएं, लेकिन उन्हें अलग-अलग स्थितियों (प्रकाश, नमी, खनिज पोषण) में रखें और अलग-अलग लक्षणों (विकास, उपज, पत्ती का आकार) के साथ बिल्कुल अलग पौधे प्राप्त करें। ... और इसी तरह।) किसी जीव के वास्तव में बनने वाले संकेतों का वर्णन करने के लिए, "फेनोटाइप" की अवधारणा का उपयोग किया जाता है।

फेनोटाइप एक जीव के वास्तव में होने वाले संकेतों का संपूर्ण परिसर है, जो जीव के विकास के दौरान जीनोटाइप और पर्यावरणीय प्रभावों की बातचीत के परिणामस्वरूप बनता है। इस प्रकार, वंशानुक्रम का सार एक लक्षण की विरासत में नहीं है, बल्कि जीनोटाइप की क्षमता में है, विकास की स्थितियों के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप, एक निश्चित फेनोटाइप देने के लिए।

चूंकि संशोधन परिवर्तनशीलता जीनोटाइप में परिवर्तन से संबंधित नहीं है, संशोधनों को विरासत में नहीं मिला है। आमतौर पर इस स्थिति को किसी कारण से स्वीकार करना मुश्किल होता है। ऐसा लगता है कि अगर, कहते हैं, माता-पिता कई पीढ़ियों से वजन उठाने और मांसपेशियों को विकसित करने के लिए प्रशिक्षित करते हैं, तो इन गुणों को बच्चों को पारित किया जाना चाहिए। इस बीच, यह एक विशिष्ट संशोधन है, और प्रशिक्षण पर्यावरण का प्रभाव है जिसने विशेषता के विकास को प्रभावित किया है। संशोधन के दौरान जीनोटाइप में कोई परिवर्तन नहीं होता है, और संशोधन के परिणामस्वरूप प्राप्त लक्षण विरासत में नहीं मिलते हैं। डार्विन ने इस प्रकार की भिन्नता को गैर-वंशानुगत कहा।

संशोधन परिवर्तनशीलता की सीमाओं को चिह्नित करने के लिए, प्रतिक्रिया मानदंड की अवधारणा का उपयोग किया जाता है। किसी व्यक्ति में कुछ लक्षण पर्यावरणीय प्रभावों के कारण नहीं बदले जा सकते हैं, जैसे कि रक्त का प्रकार, लिंग, आंखों का रंग। अन्य, इसके विपरीत, पर्यावरण के प्रभावों के प्रति बहुत संवेदनशील हैं। उदाहरण के लिए, लंबे समय तक सूरज के संपर्क में रहने के परिणामस्वरूप, त्वचा का रंग गहरा हो जाता है और बाल हल्के हो जाते हैं। किसी व्यक्ति का वजन पोषण, बीमारी, की उपस्थिति की विशेषताओं से बहुत प्रभावित होता है बुरी आदतें, तनाव, जीवन शैली।

पर्यावरणीय प्रभावों से न केवल मात्रात्मक, बल्कि फेनोटाइप में गुणात्मक परिवर्तन भी हो सकते हैं। प्रिमरोज़ की कुछ प्रजातियों में, कम हवा के तापमान (15-20 सी) पर, लाल फूल दिखाई देते हैं, लेकिन अगर पौधों को 30 डिग्री सेल्सियस के तापमान के साथ नम वातावरण में रखा जाता है, तो सफेद फूल बनते हैं।

इसके अलावा, हालांकि प्रतिक्रिया दर परिवर्तनशीलता (संशोधन परिवर्तनशीलता) के एक गैर-वंशानुगत रूप की विशेषता है, यह जीनोटाइप द्वारा भी निर्धारित किया जाता है। यह प्रावधान बहुत महत्वपूर्ण है: प्रतिक्रिया की दर जीनोटाइप पर निर्भर करती है। जीनोटाइप पर पर्यावरण के समान प्रभाव से इसकी एक विशेषता में एक मजबूत परिवर्तन हो सकता है और दूसरे को किसी भी तरह से प्रभावित नहीं कर सकता है।

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 विभिन्न लक्षणों और गुणों को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, ड्रोसोफिला में, एक्स-रे के प्रभाव में, पंख, ब्रिसल्स, 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। विडिंग पक्षियों में, लंबे अंग और गर्दन हमेशा एक लंबी चोंच और जीभ के साथ होती है। 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।

पाठ्यपुस्तक माध्यमिक (पूर्ण) सामान्य शिक्षा के लिए संघीय राज्य शैक्षिक मानक का अनुपालन करती है, रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय द्वारा अनुशंसित है और पाठ्यपुस्तकों की संघीय सूची में शामिल है।

पाठ्यपुस्तक कक्षा 10 में छात्रों को संबोधित है और इस विषय को प्रति सप्ताह 1 या 2 घंटे पढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

आधुनिक डिजाइन, बहु-स्तरीय प्रश्न और कार्य, अतिरिक्त जानकारीऔर इलेक्ट्रॉनिक एप्लिकेशन के साथ समानांतर काम की संभावना शैक्षिक सामग्री के प्रभावी आत्मसात में योगदान करती है।

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याद करना!

उन विशेषताओं का उदाहरण दें जो बाहरी वातावरण के प्रभाव में बदलती हैं।

म्यूटेशन क्या होते हैं?

परिवर्तनशीलता- जीवित चीजों के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक, जीवित जीवों की अन्य प्रजातियों और उनकी अपनी प्रजातियों के व्यक्तियों से मतभेद प्राप्त करने की क्षमता।

परिवर्तनशीलता दो प्रकार की होती है: गैर वंशानुगत(फेनोटाइपिक, या संशोधन) और वंशानुगत(जीनोटाइपिक)।

गैर-वंशानुगत (संशोधन) परिवर्तनशीलता।इस प्रकार की परिवर्तनशीलता पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में नए लक्षणों के उभरने की प्रक्रिया है जो जीनोटाइप को प्रभावित नहीं करती हैं। नतीजतन, इस मामले में उत्पन्न होने वाले संकेतों के संशोधन - संशोधन - विरासत में नहीं मिले हैं (चित्र। 93)। दो समान (मोनोज़ाइगस) जुड़वाँ, बिल्कुल समान जीनोटाइप वाले, लेकिन भाग्य की इच्छा से अलग-अलग परिस्थितियों में बड़े हुए, एक दूसरे से बहुत अलग हो सकते हैं। लक्षणों के विकास पर बाहरी वातावरण के प्रभाव को साबित करने वाला एक उत्कृष्ट उदाहरण तीर का निशान है। यह पौधा तीन प्रकार की पत्तियाँ विकसित करता है, जो बढ़ती परिस्थितियों पर निर्भर करता है - हवा में, पानी के स्तंभ में या इसकी सतह पर।

चावल। 93. बलूत के पत्ते चमकदार रोशनी में उगाए जाते हैं (ए) और छायांकित जगह में (बी)

चावल। 94. विभिन्न तापमानों के प्रभाव में हिमालयी खरगोश के कोट का रंग बदलना

तापमान के प्रभाव में पर्यावरणहिमालयी खरगोश के कोट का रंग बदलता है। भ्रूण, गर्भ में विकसित हो रहा है, ऊंचे तापमान की स्थिति में है, जो वर्णक संश्लेषण के लिए आवश्यक एंजाइम को नष्ट कर देता है, इसलिए खरगोश पूरी तरह से सफेद पैदा होते हैं। जन्म के कुछ समय बाद, शरीर के कुछ उभरे हुए हिस्से (नाक, कान और पूंछ के सिरे) काले होने लगते हैं, क्योंकि वहां तापमान अन्य स्थानों की तुलना में कम होता है, और एंजाइम नष्ट नहीं होता है। यदि आप सफेद ऊन के एक क्षेत्र को हटाते हैं और त्वचा को ठंडा करते हैं, तो इस स्थान पर काला ऊन बढ़ेगा (चित्र 94)।

आनुवंशिक रूप से करीबी जीवों में समान पर्यावरणीय परिस्थितियों में, संशोधन परिवर्तनशीलता होती है समूह चरित्र, उदाहरण के लिए, में गर्मी की अवधिज्यादातर लोगों में, यूवी किरणों के प्रभाव में, एक सुरक्षात्मक वर्णक, मेलेनिन, त्वचा में जमा हो जाता है, लोग धूप सेंकते हैं।

जीवों की एक ही प्रजाति में, पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव में, परिवर्तनशीलता विभिन्न संकेतबिल्कुल अलग हो सकता है। उदाहरण के लिए, मवेशियों में, दूध की उपज, वजन और उर्वरता बहुत कुछ खिलाने और रखरखाव की स्थितियों पर निर्भर करती है, और, उदाहरण के लिए, बाहरी परिस्थितियों के प्रभाव में दूध की वसा सामग्री बहुत कम बदलती है। प्रत्येक लक्षण के लिए संशोधन परिवर्तनशीलता की अभिव्यक्तियाँ उनकी प्रतिक्रिया दर द्वारा सीमित होती हैं। प्रतिक्रिया की दर- ये वे सीमाएँ हैं जिनमें किसी दिए गए जीनोटाइप में किसी लक्षण में परिवर्तन संभव है। संशोधन परिवर्तनशीलता के विपरीत, प्रतिक्रिया दर विरासत में मिली है, और इसकी सीमाएं अलग-अलग लक्षणों और अलग-अलग व्यक्तियों के लिए अलग-अलग हैं। सबसे कम प्रतिक्रिया दर उन संकेतों के लिए विशिष्ट है जो महत्वपूर्ण प्रदान करते हैं महत्वपूर्ण गुणजीव।

इस तथ्य के कारण कि अधिकांश संशोधनों का एक अनुकूली मूल्य है, वे अनुकूलन में योगदान करते हैं - बदलती परिस्थितियों में अस्तित्व की प्रतिक्रिया के मानदंड की सीमा के भीतर जीव का अनुकूलन।

वंशानुगत (जीनोटाइपिक) परिवर्तनशीलता।इस प्रकार की परिवर्तनशीलता जीनोटाइप में परिवर्तन के साथ जुड़ी हुई है, और इसके परिणामस्वरूप प्राप्त लक्षण अगली पीढ़ियों को विरासत में मिलते हैं। जीनोटाइपिक परिवर्तनशीलता के दो रूप हैं: दहनशील और उत्परिवर्तनीय।

संयोजन परिवर्तनशीलता वंश के जीनोटाइप में माता-पिता के जीन के अन्य संयोजनों के गठन के परिणामस्वरूप नए लक्षण दिखाई देते हैं। इस प्रकार की परिवर्तनशीलता पहले अर्धसूत्रीविभाजन में समरूप गुणसूत्रों के स्वतंत्र विचलन पर आधारित है, सभा के मौकेनिषेचन और पैतृक जोड़े के यादृच्छिक चयन के दौरान एक ही पैतृक जोड़ी में युग्मक। यह आनुवंशिक सामग्री के पुनर्संयोजन की ओर भी जाता है और समरूप गुणसूत्रों के वर्गों के आदान-प्रदान की परिवर्तनशीलता को बढ़ाता है, जो अर्धसूत्रीविभाजन के पहले चरण में होता है। इस प्रकार, संयोजन परिवर्तनशीलता की प्रक्रिया में, जीन और गुणसूत्रों की संरचना नहीं बदलती है, लेकिन एलील के नए संयोजन नए जीनोटाइप के गठन की ओर ले जाते हैं और परिणामस्वरूप, नए फेनोटाइप के साथ संतानों की उपस्थिति होती है।

पारस्परिक परिवर्तनशीलता यह उत्परिवर्तन के गठन के परिणामस्वरूप जीव के नए गुणों के रूप में व्यक्त किया गया है। शब्द "म्यूटेशन" पहली बार 1901 में डच वनस्पतिशास्त्री ह्यूगो डे व्रीस द्वारा पेश किया गया था। के अनुसार आधुनिक विचार उत्परिवर्तन- ये आनुवंशिक सामग्री में अचानक प्राकृतिक या कृत्रिम रूप से प्रेरित विरासत में मिले परिवर्तन हैं, जिससे जीव के कुछ फेनोटाइपिक विशेषताओं और गुणों में परिवर्तन होता है। उत्परिवर्तन अप्रत्यक्ष हैं, अर्थात् यादृच्छिक, प्रकृति में और वंशानुगत परिवर्तनों का सबसे महत्वपूर्ण स्रोत हैं, जिसके बिना जीवों का विकास असंभव है। XVIII सदी के अंत में। अमेरिका में, छोटे अंगों वाली एक भेड़ का जन्म हुआ, जिसने एक नई एंकॉन नस्ल (चित्र। 95) को जन्म दिया। स्वीडन में बीसवीं सदी की शुरुआत में। प्लेटिनम फर के साथ एक मिंक फर फार्म पर पैदा हुआ था। कुत्तों और बिल्लियों में लक्षणों की विशाल विविधता पारस्परिक भिन्नता का परिणाम है। उत्परिवर्तन अचानक होते हैं, नए की तरह गुणात्मक परिवर्तन: आंचलित गेहूँ से आवारा गेहूँ का निर्माण हुआ, ड्रोसोफिला में छोटे पंख और धारीदार आँखें दिखाई दीं, म्यूटेशन के परिणामस्वरूप एगाउटी के प्राकृतिक रंग से खरगोशों में सफेद, भूरा, काला रंग दिखाई दिया।

उत्पत्ति के स्थान के अनुसार, दैहिक और जनन उत्परिवर्तन प्रतिष्ठित हैं। दैहिक उत्परिवर्तनशरीर की कोशिकाओं में उत्पन्न होते हैं और यौन प्रजनन के माध्यम से अगली पीढ़ियों तक संचरित नहीं होते हैं। उम्र के धब्बे और त्वचा के मस्से ऐसे उत्परिवर्तन के उदाहरण हैं। जनन उत्परिवर्तनरोगाणु कोशिकाओं में दिखाई देते हैं और विरासत में मिलते हैं।

चावल। 95. एंकोना भेड़

आनुवंशिक सामग्री में परिवर्तन के स्तर के अनुसार, जीन, क्रोमोसोमल और जीनोमिक म्यूटेशन प्रतिष्ठित हैं। जीन उत्परिवर्तनव्यक्तिगत जीन में परिवर्तन का कारण बनता है, डीएनए श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड के क्रम को बाधित करता है, जिससे एक परिवर्तित प्रोटीन का संश्लेषण होता है।

क्रोमोसोमल म्यूटेशनगुणसूत्र के एक महत्वपूर्ण हिस्से को प्रभावित करते हैं, एक साथ कई जीनों के कामकाज को बाधित करते हैं। गुणसूत्र का एक अलग टुकड़ा दोगुना हो सकता है या खो सकता है, जो विकास के प्रारंभिक चरण में भ्रूण की मृत्यु तक, शरीर के कामकाज में गंभीर गड़बड़ी का कारण बनता है।

जीनोमिक म्यूटेशनअर्धसूत्रीविभाजन के विभाजनों में गुणसूत्रों के विचलन के उल्लंघन के परिणामस्वरूप गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन होता है। एक गुणसूत्र की अनुपस्थिति या एक अतिरिक्त की उपस्थिति से प्रतिकूल परिणाम होते हैं। अधिकांश प्रसिद्ध उदाहरणडाउन सिंड्रोम एक जीनोमिक म्यूटेशन है, एक विकासात्मक विकार है जो तब होता है जब एक अतिरिक्त 21वां गुणसूत्र प्रकट होता है। ऐसे लोगों के पास है कुल गणनागुणसूत्र 47 है।

प्रोटोजोआ और पौधों में, गुणसूत्रों की संख्या में वृद्धि, अगुणित समुच्चय का एक गुणक, अक्सर देखा जाता है। गुणसूत्र समुच्चय में होने वाले इस परिवर्तन को कहते हैं बहुगुणिता(चित्र 96)। पॉलीप्लॉइड्स का उद्भव, विशेष रूप से, अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान समरूप गुणसूत्रों के गैर-संयोजन के साथ जुड़ा हुआ है, जिसके परिणामस्वरूप द्विगुणित जीवों में अगुणित नहीं, बल्कि द्विगुणित युग्मक बन सकते हैं।

उत्परिवर्तजन कारक।उत्परिवर्तित करने की क्षमता जीन के गुणों में से एक है, इसलिए उत्परिवर्तन सभी जीवों में हो सकता है। कुछ उत्परिवर्तन जीवन के साथ असंगत हैं, और उन्हें प्राप्त करने वाला भ्रूण गर्भ में मर जाता है, जबकि अन्य लक्षणों में लगातार परिवर्तन का कारण बनते हैं जो व्यक्ति के जीवन के लिए अलग-अलग डिग्री के लिए महत्वपूर्ण हैं। सामान्य परिस्थितियों में, एक व्यक्तिगत जीन की उत्परिवर्तन दर बेहद कम (10-5) होती है, लेकिन ऐसे पर्यावरणीय कारक हैं जो इस मान को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाते हैं, जिससे जीन और गुणसूत्रों की संरचना को अपरिवर्तनीय क्षति होती है। जिन कारकों का जीवित जीवों पर प्रभाव उत्परिवर्तन की आवृत्ति में वृद्धि की ओर जाता है उन्हें उत्परिवर्तजन कारक या उत्परिवर्तक कहा जाता है।

चावल। 96. बहुगुणिता। गुलदाउदी के फूल: A - द्विगुणित रूप (2 एन); बी - पॉलीप्लॉइड फॉर्म

सभी उत्परिवर्तजन कारकों को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

शारीरिक उत्परिवर्तजनसभी प्रकार के आयनकारी विकिरण (?-रे, एक्स-रे), पराबैंगनी विकिरण, उच्च और निम्न तापमान हैं।

रासायनिक उत्परिवर्तजनअनुरूप हैं। न्यूक्लिक एसिड, पेरोक्साइड, भारी धातुओं के लवण (सीसा, पारा), नाइट्रस एसिड और कुछ अन्य पदार्थ। इनमें से कई यौगिक डीएनए प्रतिकृति में गड़बड़ी पैदा करते हैं। में प्रयुक्त पदार्थ कृषिकीट और खरपतवार नियंत्रण (कीटनाशक और शाकनाशी), औद्योगिक अपशिष्ट, कुछ खाद्य रंग और परिरक्षक, कुछ दवाएं, तंबाकू के धुएं के घटक।

उत्परिवर्तन के लिए सभी नए संश्लेषित रासायनिक यौगिकों का परीक्षण करने के लिए रूस और दुनिया के अन्य देशों में विशेष प्रयोगशालाएं और संस्थान स्थापित किए गए हैं।

समूह को जैविक उत्परिवर्तनविदेशी डीएनए और वायरस शामिल हैं, जो मेजबान के डीएनए में एम्बेड करके जीन के काम को बाधित करते हैं।

प्रश्नों और असाइनमेंट की समीक्षा करें

1. आप किस प्रकार की परिवर्तनशीलता को जानते हैं?

2. प्रतिक्रिया दर क्या है?

3. व्याख्या करें कि फेनोटाइपिक परिवर्तनशीलता क्यों विरासत में नहीं मिली है।

4. म्यूटेशन क्या होते हैं? उत्परिवर्तन के प्रमुख गुणों का वर्णन कीजिए।

5. आनुवंशिक पदार्थ में परिवर्तन के स्तर के अनुसार उत्परिवर्तनों का वर्गीकरण दीजिए।

6. उत्परिवर्तजन कारकों के मुख्य समूहों के नाम लिखिए। प्रत्येक समूह से संबंधित उत्परिवर्तनों का उदाहरण दें। आकलन करें कि क्या आपके वातावरण में उत्परिवर्तजन कारक हैं। वे mutagens के किस समूह से संबंधित हैं?

सोचना! अमल में लाना!

1. आपकी राय में, क्या पर्यावरणीय कारक घातक उत्परिवर्तन वाले जीव के विकास को प्रभावित कर सकते हैं?

2. क्या युग्मक परिवर्तनशीलता यौन प्रक्रिया के अभाव में प्रकट हो सकती है?

3. कक्षा में चर्चा करें कि आज की दुनिया में उत्परिवर्तजन कारकों के प्रति मानव जोखिम को कम करने के तरीके क्या हैं।

4. क्या आप उन संशोधनों का उदाहरण दे सकते हैं जो प्रकृति में अनुकूली नहीं हैं?

5. जीव विज्ञान से अपरिचित किसी व्यक्ति को समझाएं कि कैसे उत्परिवर्तन संशोधनों से भिन्न होते हैं।

6. अध्ययन करें: "छात्रों में संशोधन परिवर्तनशीलता का अध्ययन (उदाहरण के लिए, शरीर का तापमान और नाड़ी की दर, समय-समय पर 3 दिनों के लिए मापा जाता है)"।

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इलेक्ट्रॉनिक एप्लिकेशन का संदर्भ लें। सामग्री का अध्ययन करें और असाइनमेंट पूरा करें।

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परिवर्तनशीलता एक ऐसी प्रक्रिया है जो पर्यावरण के साथ जीव के संबंध को दर्शाती है।

आनुवंशिक दृष्टिकोण से, परिवर्तनशीलता जीव के व्यक्तिगत विकास की प्रक्रिया में पर्यावरणीय परिस्थितियों में जीनोटाइप की प्रतिक्रिया का परिणाम है।

जीवों की परिवर्तनशीलताविकास के प्रमुख कारकों में से एक है। यह कृत्रिम और प्राकृतिक चयन के स्रोत के रूप में कार्य करता है।

जीवविज्ञानी वंशानुगत और गैर-वंशानुगत परिवर्तनशीलता के बीच अंतर करते हैं। वंशानुगत परिवर्तनशीलता में एक जीव की विशेषताओं में ऐसे परिवर्तन शामिल होते हैं जो जीनोटाइप द्वारा निर्धारित होते हैं और कई पीढ़ियों तक बने रहते हैं। गैर-वंशानुगत परिवर्तनशीलता के लिए, जिसे डार्विन ने निश्चित कहा, और अब कहा जाता है परिवर्तन, या फेनोटाइपिक, परिवर्तनशीलता, जीव की विशेषताओं में परिवर्तन को संदर्भित करता है; यौन प्रजनन के दौरान संरक्षित नहीं।

वंशानुगत परिवर्तनशीलताजीनोटाइप में परिवर्तन है गैर-वंशानुगत परिवर्तनशीलता- जीव के फेनोटाइप में परिवर्तन।

दौरान व्यक्तिगत जीवनपर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में एक जीव दो प्रकार के परिवर्तनों का अनुभव कर सकता है: एक मामले में, कार्य, गुण निर्माण की प्रक्रिया में जीन की क्रिया, परिवर्तन, दूसरे में, स्वयं जीनोटाइप।

से हमारा परिचय हुआ वंशानुगत परिवर्तनशीलताजीनों के संयोजन और उनकी अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप। जीनों का संयोजन दो प्रक्रियाओं के आधार पर किया जाता है: 1) अर्धसूत्रीविभाजन में गुणसूत्रों का स्वतंत्र वितरण और निषेचन के दौरान उनका यादृच्छिक संयोजन; 2) क्रोमोसोम क्रॉसिंग और जीन पुनर्संयोजन। जीनों के संयोजन और पुनर्संयोजन के कारण वंशानुगत परिवर्तनशीलता को सामान्यतः कहा जाता है संयोजन परिवर्तनशीलता. इस प्रकार की परिवर्तनशीलता के साथ, जीन स्वयं नहीं बदलते हैं, उनका संयोजन और जीनोटाइप सिस्टम में बातचीत की प्रकृति बदल जाती है। हालांकि, इस प्रकार की वंशानुगत परिवर्तनशीलता को एक द्वितीयक घटना के रूप में माना जाना चाहिए, और जीन में उत्परिवर्तनीय परिवर्तन को प्राथमिक माना जाना चाहिए।

प्राकृतिक चयन का स्रोत वंशानुगत परिवर्तन है - जीन के उत्परिवर्तन और उनके पुनर्संयोजन दोनों।

संशोधन परिवर्तनशीलता में एक सीमित भूमिका निभाता है जैविक विकास. इसलिए, यदि आप एक ही पौधे से वानस्पतिक अंकुर लेते हैं, जैसे स्ट्रॉबेरी, और उन्हें उगाते हैं विभिन्न शर्तेंआर्द्रता, तापमान, रोशनी, अलग-अलग मिट्टी पर, फिर एक ही जीनोटाइप के बावजूद, वे अलग-अलग होंगे। विभिन्न चरम कारकों की क्रिया उनके बीच और भी अधिक अंतर पैदा कर सकती है। हालांकि, ऐसे पौधों से एकत्र किए गए और समान परिस्थितियों में बोए गए बीज एक ही प्रकार की संतान देंगे, यदि पहले नहीं, तो बाद की पीढ़ियों में। ऑन्टोजेनेसिस में पर्यावरणीय कारकों की कार्रवाई के कारण जीव के संकेतों में परिवर्तन, जीव की मृत्यु के साथ गायब हो जाते हैं।

इसी समय, जीव के जीनोटाइप की सामान्य प्रतिक्रिया की सीमा द्वारा सीमित ऐसे परिवर्तनों की क्षमता का एक महत्वपूर्ण विकासवादी महत्व है। जैसा कि 1920 के दशक में ए.पी. व्लादिमिरस्की, 1930 के दशक में वी.एस. किरपिचनिकोव और आई.आई. शमलगौज़ेन द्वारा दिखाया गया था, उस मामले में जब अनुकूली मूल्य में संशोधन परिवर्तन पर्यावरणीय कारकों के साथ होते हैं जो कई पीढ़ियों में लगातार कार्य करते हैं, जो उत्परिवर्तन पैदा करने में सक्षम होते हैं जो समान परिवर्तनों को निर्धारित करते हैं। , किसी को संशोधनों के वंशानुगत निर्धारण का आभास हो सकता है।

रोगाणु और दैहिक कोशिकाओं के प्रजनन संरचनाओं के पुनर्गठन के साथ पारस्परिक परिवर्तन आवश्यक रूप से जुड़े हुए हैं। मौलिक अंतरसंशोधनों से उत्परिवर्तन इस तथ्य को कम कर दिया जाता है कि म्यूटेशन को सेल पीढ़ियों की एक लंबी श्रृंखला में सटीक रूप से पुन: उत्पन्न किया जा सकता है, भले ही पर्यावरणीय परिस्थितियों में ऑन्टोजेनेसिस होता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि उत्परिवर्तन की घटना कोशिका की अनूठी संरचनाओं - गुणसूत्र में परिवर्तन से जुड़ी है।

विकास में परिवर्तनशीलता की भूमिका के सवाल पर, तथाकथित अधिग्रहीत लक्षणों की विरासत की समस्या के संबंध में जीव विज्ञान में एक लंबी चर्चा हुई, जिसे 1809 में जे। लैमार्क द्वारा आगे रखा गया, आंशिक रूप से चार्ल्स डार्विन द्वारा स्वीकार किया गया और अभी भी समर्थित है। कई जीवविज्ञानियों द्वारा। लेकिन अधिकांश वैज्ञानिकों ने इस समस्या के सूत्रीकरण को ही अवैज्ञानिक माना। इसी समय, यह कहा जाना चाहिए कि यह विचार कि शरीर में वंशानुगत परिवर्तन एक पर्यावरणीय कारक की कार्रवाई के लिए पर्याप्त रूप से उत्पन्न होते हैं, पूरी तरह से बेतुका है। उत्परिवर्तन विभिन्न तरीकों से होते हैं; वे स्वयं जीव के अनुकूल नहीं हो सकते, क्योंकि वे एकल कोशिकाओं में उत्पन्न होते हैं

और उनकी कार्रवाई संतान में ही महसूस की जाती है। उत्परिवर्तन का कारण बनने वाला कारक नहीं, बल्कि केवल चयन उत्परिवर्तन के अनुकूली ज्ञान का मूल्यांकन करता है। चूंकि विकास की दिशा और गति प्राकृतिक चयन द्वारा निर्धारित की जाती है, और बाद वाले को आंतरिक और बाहरी वातावरण के कई कारकों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, वंशानुगत परिवर्तनशीलता की प्रारंभिक पर्याप्त समीचीनता के बारे में एक गलत विचार बनाया जाता है।

एकल उत्परिवर्तन के आधार पर चयन जीनोटाइप की "निर्माण" प्रणाली करता है जो उन स्थायी स्थितियों की आवश्यकताओं को पूरा करता है जिनमें प्रजातियां मौजूद हैं।

शब्द " उत्परिवर्तन"सबसे पहले G. de Vries द्वारा अपने क्लासिक काम" म्यूटेशन थ्योरी "(1901-1903) में प्रस्तावित किया गया था। उत्परिवर्तन उन्होंने एक वंशानुगत विशेषता में ऐंठन, असंतुलित परिवर्तन की घटना को कहा। डे वीस के सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों ने अब तक अपना महत्व नहीं खोया है, और इसलिए उन्हें यहां दिया जाना चाहिए:

1. उत्परिवर्तन अचानक होता है, बिना किसी संक्रमण के;
2. नए रूप पूरी तरह से स्थिर हैं, अर्थात वे स्थिर हैं;
3. उत्परिवर्तन, गैर-वंशानुगत परिवर्तन (उतार-चढ़ाव) के विपरीत, निरंतर श्रृंखला नहीं बनाते हैं, वे एक औसत प्रकार (मोड) के आसपास समूहीकृत नहीं होते हैं। उत्परिवर्तन गुणात्मक परिवर्तन हैं;
4. उत्परिवर्तन अलग-अलग दिशाओं में जाते हैं, वे लाभकारी और हानिकारक दोनों हो सकते हैं;
5. म्यूटेशन डिटेक्शन म्यूटेशन डिटेक्शन के लिए विश्लेषण किए गए व्यक्तियों की संख्या पर निर्भर करता है;
6. वही उत्परिवर्तन बार-बार हो सकते हैं।

हालांकि, प्राकृतिक चयन के सिद्धांत के लिए उत्परिवर्तन के सिद्धांत का विरोध करके जी डे व्रीस ने एक मौलिक गलती की। वह गलत तरीके से मानते थे कि चयन की भागीदारी के बिना उत्परिवर्तन बाहरी वातावरण के अनुकूल नई प्रजातियों को तुरंत जन्म दे सकते हैं। वास्तव में, उत्परिवर्तन केवल वंशानुगत परिवर्तनों का एक स्रोत है जो चयन के लिए सामग्री के रूप में कार्य करता है। जैसा कि हम बाद में देखेंगे, जीन उत्परिवर्तन का मूल्यांकन केवल जीनोटाइप सिस्टम में चयन द्वारा किया जाता है। जी. डी व्रीस की त्रुटि आंशिक रूप से इस तथ्य से जुड़ी हुई है कि ईवनिंग प्रिमरोज़ (ओएनोथेरा लैमरसियाना) में उन्होंने जिन उत्परिवर्तन का अध्ययन किया, वे बाद में एक जटिल संकर को विभाजित करने का परिणाम निकले।

लेकिन उत्परिवर्तन सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों के निर्माण और चयन के लिए इसके महत्व के बारे में एच। डी व्रीस ने वैज्ञानिक दूरदर्शिता की प्रशंसा किए बिना नहीं रह सकता। 1901 में वापस, उन्होंने लिखा: "...उत्परिवर्तन, उत्परिवर्तन ही, अध्ययन का उद्देश्य होना चाहिए। और यदि कभी हम उत्परिवर्तन के नियमों को स्पष्ट करने में सफल हो जाते हैं, तो न केवल जीवित जीवों के आपसी संबंधों के बारे में हमारा दृष्टिकोण और अधिक गहरा हो जाएगा, बल्कि हम यह आशा करने का साहस भी करते हैं कि उत्परिवर्तन में महारत हासिल करने की संभावना खुल जाए और साथ ही ब्रीडर हावी हो जाए। परिवर्तनशीलता, परिवर्तनशीलता। बेशक, हम धीरे-धीरे इस पर आएंगे, व्यक्तिगत उत्परिवर्तन में महारत हासिल करेंगे, और इससे कृषि और बागवानी अभ्यास को भी कई लाभ होंगे। बहुत कुछ जो अब अप्राप्य लगता है वह हमारी शक्ति के भीतर होगा, यदि केवल हम उन कानूनों को सीख सकें जिन पर प्रजातियों का उत्परिवर्तन आधारित है। जाहिर है, यहां हम लगातार काम के असीमित क्षेत्र की प्रतीक्षा कर रहे हैं। उच्च मूल्यविज्ञान और अभ्यास दोनों के लिए। म्यूटेशन पर हावी होने के लिए यह एक आशाजनक क्षेत्र है। जैसा कि हम बाद में देखेंगे, आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान जीन उत्परिवर्तन के तंत्र को समझने की दहलीज पर है।

म्यूटेशन का सिद्धांत मेंडल के नियमों की खोज और जीन लिंकेज के मॉर्गन स्कूल के प्रयोगों में स्थापित कानूनों और क्रॉसिंग ओवर के परिणामस्वरूप उनके पुनर्संयोजन के बाद ही विकसित हो सका। केवल गुणसूत्रों की वंशानुगत असततता की स्थापना के बाद से, उत्परिवर्तन के सिद्धांत को वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए एक आधार प्राप्त हुआ।

हालांकि वर्तमान में जीन की प्रकृति के सवाल को पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है, फिर भी जीन उत्परिवर्तन के कई सामान्य पैटर्न मजबूती से स्थापित किए गए हैं।

जीन उत्परिवर्तन सभी वर्गों और प्रकार के जानवरों, उच्च और निम्न पौधों, बहुकोशिकीय और एककोशिकीय जीवों, बैक्टीरिया और वायरस में होते हैं। गुणात्मक स्पस्मोडिक परिवर्तनों की एक प्रक्रिया के रूप में पारस्परिक परिवर्तनशीलता सभी कार्बनिक रूपों के लिए सार्वभौमिक है।

विशुद्ध रूप से पारंपरिक रूप से, उत्परिवर्तन प्रक्रिया सहज और प्रेरित में विभाजित होती है। ऐसे मामलों में जहां उत्परिवर्तन सामान्य प्राकृतिक पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में होते हैं या स्वयं जीव में शारीरिक और जैव रासायनिक परिवर्तनों के परिणामस्वरूप होते हैं, उन्हें सहज उत्परिवर्तन कहा जाता है। विशेष प्रभावों के प्रभाव में उत्पन्न होने वाले उत्परिवर्तन (आयनकारी विकिरण, रसायन, चरम स्थितियांआदि) कहलाते हैं प्रेरित किया. सहज और प्रेरित उत्परिवर्तन के बीच कोई बुनियादी अंतर नहीं हैं, लेकिन बाद के अध्ययन से जीवविज्ञानी वंशानुगत परिवर्तनशीलता को मास्टर करने और जीन के रहस्य को उजागर करने की ओर अग्रसर होते हैं।