Varijabilnost: nasljedna i nenasljedna. Varijabilnost, njezine vrste i biološki značaj

U Darwinovoj evolucijskoj teoriji, preduvjet za evoluciju je nasljedna varijabilnost, a pokretačke snage evolucija – borba za opstanak i prirodna selekcija. Prilikom stvaranja evolucijske teorije Ch.Darwin se više puta poziva na rezultate uzgojne prakse. Pokazao je da se raznolikost sorata i pasmina temelji na varijabilnosti. Varijabilnost je proces nastanka razlika u potomcima u odnosu na pretke, koje određuju različitost jedinki unutar sorte ili pasmine. Darwin je vjerovao da su uzroci varijabilnosti utjecaj čimbenika na organizam vanjsko okruženje(izravni i neizravni), kao i priroda samih organizama (budući da svaki od njih posebno reagira na utjecaj vanjske sredine). Promjenljivost služi kao osnova za nastanak novih značajki u građi i funkcijama organizama, a nasljednost ih pojačava.Darwin je, analizirajući oblike promjenljivosti, izdvojio tri od njih: određenu, neodređenu i korelativnu.

Određena, odnosno grupna, varijabilnost je varijabilnost koja nastaje pod utjecajem nekog okolišnog čimbenika koji jednako djeluje na sve jedinke sorte ili pasmine i mijenja se u određenom smjeru. Primjeri takve varijabilnosti su povećanje tjelesne težine kod jedinki životinje uz dobru hranidbu, promjena dlake pod utjecajem klime i dr. Određena varijabilnost je velika, obuhvaća cijelu generaciju i izražena je kod svake jedinke na sličan način. Nije nasljedno, odnosno kod potomaka modificirane skupine, pod drugim uvjetima, ne nasljeđuju se osobine koje su stekli roditelji.

Neodređena, ili individualna, varijabilnost manifestira se specifično kod svakog pojedinca, tj. jedinstven, individualne prirode. Povezan je s razlikama u jedinkama iste sorte ili pasmine u sličnim uvjetima. Ovaj oblik varijabilnosti je neodređen, tj. osobina se pod istim uvjetima može mijenjati u različitim smjerovima. Na primjer, kod jedne vrste biljaka pojavljuju se primjerci s različitim bojama cvjetova, različitim intenzitetom boje latica itd. Razlog za ovu pojavu Darwin nije znao. Neizvjesna varijabilnost ima nasljedni karakter, tj. stabilno se prenosi na potomstvo. To je njegova važnost za evoluciju.

Uz korelativnu, ili korelativnu, varijabilnost, promjena u bilo kojem organu uzrokuje promjene u drugim organima. Na primjer, psi sa slabo razvijenom dlakom obično imaju nerazvijene zube, golubovi s pernatim nogama imaju prepreke između prstiju, golubovi s dugim kljunom obično duge noge, bijele mačke s plavim očima obično su gluhe itd. Iz čimbenika korelativne varijabilnosti Darwin izvlači važan zaključak: osoba će, odabirom bilo koje strukturne značajke, gotovo “vjerojatno nenamjerno promijeniti druge dijelove tijela na temelju tajanstvenog zakoni korelacije."

Utvrdivši oblike varijabilnosti, Darwin je došao do zaključka da su za evolucijski proces važne samo nasljedne promjene, jer se samo one mogu akumulirati iz generacije u generaciju. Prema Darwinu, glavni čimbenici u evoluciji kulturnih oblika su nasljedna varijabilnost i ljudska selekcija (Darwin je takvu selekciju nazvao umjetnom). Varijabilnost je nužan preduvjet za umjetnu selekciju, ali ona ne određuje stvaranje novih pasmina i sorti.

Obrasci prirodni odabir

Selekcija se nastavlja kontinuirano kroz beskrajni niz uzastopnih generacija i čuva uglavnom one oblike koji su prikladniji za dane uvjete. Prirodna selekcija i eliminacija nekih jedinki vrste neraskidivo su povezani i nužan su uvjet za razvoj vrste u prirodi.

Shema djelovanja prirodne selekcije u sustavu vrsta prema Darwinu je sljedeća:

1) Varijabilnost je svojstvena svakoj skupini životinja i biljaka, a organizmi se međusobno razlikuju u mnogim aspektima;

2) Broj organizama svake vrste koji se rađaju na svijetu premašuje broj onih koji mogu pronaći hranu i preživjeti. Međutim, budući da je brojnost svake vrste konstantna u prirodnim uvjetima, treba pretpostaviti da većina potomaka propada. Kad bi svi potomci bilo koje vrste preživjeli i umnožili se, vrlo brzo bi istisnuli sve druge vrste na kugli zemaljskoj;

3) Budući da se rađa više jedinki nego što ih može preživjeti, postoji borba za opstanak, natjecanje za hranu i stanište. To može biti aktivna borba na život i smrt, ili manje očito, ali ne manje učinkovito natjecanje, kao što je, na primjer, za biljke tijekom razdoblja suše ili hladnoće;

4) Među brojnim promjenama uočenim na živim bićima, neke olakšavaju preživljavanje u borbi za opstanak, dok druge dovode do toga da njihovi vlasnici umiru. Koncept "preživljavanja najjačih" srž je teorije prirodne selekcije;

5) Preživjele jedinke daju sljedeću generaciju i tako se "uspješne" promjene prenose kroz sljedeće generacije. Zbog toga je svaka sljedeća generacija sve više prilagođena okolišu; kako se okolina mijenja, dolazi do daljnjih prilagodbi. Ako prirodna selekcija djeluje dugi niz godina, tada se može pokazati da su posljednji potomci toliko različiti od svojih predaka da bi ih bilo preporučljivo izdvojiti kao neovisnu vrstu.

Također se može dogoditi da će neki članovi određene skupine jedinki steći neke promjene i biti prilagođeni okolini na jedan način, dok će drugi njeni članovi, s drugačijim skupom promjena, biti prilagođeni na drugačiji način; na taj način od jedne predačke vrste, predmet izolacije slične grupe Mogu postojati dvije ili više vrsta.

odabir vožnje

Prirodna selekcija uvijek dovodi do povećanja prosječne sposobnosti populacija. Promjene vanjskih uvjeta mogu dovesti do promjena u sposobnosti pojedinih genotipova. Kao odgovor na te promjene, prirodna selekcija, koristeći golemu zalihu genetske raznolikosti za mnoge različite osobine, dovodi do značajnih promjena u genetskoj strukturi populacije. Ako se vanjska okolina stalno mijenja u određenom smjeru, tada prirodna selekcija mijenja genetsku strukturu populacije na način da njezina sposobnost u tim promjenjivim uvjetima ostaje maksimalna. U tom se slučaju mijenjaju učestalosti pojedinih alela u populaciji. Mijenjaju se i prosječne vrijednosti adaptivnih svojstava u populacijama. U nizu generacija može se pratiti njihov postupni pomak u određenom smjeru. Ovaj oblik odabira naziva se pogonski odabir.

Klasičan primjer odabira motiva je evolucija boje kod brezinog moljca. Boja krila ovog leptira oponaša boju kore drveća prekrivenih lišajevima, na kojima provodi dnevne sate. Očito je takva zaštitna boja formirana tijekom mnogih generacija prethodne evolucije. Međutim, s početkom industrijske revolucije u Engleskoj ovaj uređaj je počeo gubiti na važnosti. Zagađenje atmosfere dovelo je do masovne smrti lišajeva i potamnjenja debla drveća. Svijetli leptiri na tamnoj pozadini postali su lako vidljivi pticama. Počevši od sredinom devetnaestog stoljeća u populacijama brezinog moljca počeli su se pojavljivati ​​mutantni tamni (melanistički) oblici leptira. Njihova je učestalost brzo rasla. DO potkraj XIX stoljeća neke urbane populacije moljaca bile su gotovo u potpunosti sastavljene od tamnih oblika, dok su svijetli oblici i dalje prevladavali u ruralnim populacijama. Ovaj fenomen je nazvan industrijski melanizam. Znanstvenici su otkrili da u zagađenim područjima ptice češće jedu svijetle oblike, au čistim područjima - tamne. Nametanje ograničenja atmosferskog onečišćenja 1950-ih uzrokovalo je prirodnu selekciju da ponovno promijeni smjer, a učestalost tamnih oblika u urbanim populacijama počela je opadati. Danas su gotovo jednako rijetki kao što su bili prije industrijske revolucije.

Pokretačka selekcija usklađuje genetski sastav populacija s promjenama u vanjskom okruženju tako da je prosječna sposobnost populacija maksimalna. Na otoku Trinidad riba guppy živi u različitim vodenim tijelima. Mnogi od onih koji žive u donjim tokovima rijeka i u ribnjacima umiru u zubima grabežljivih riba. U gornjim krajevima, život za guppije je mnogo mirniji - malo je grabežljivaca. Ove razlike u uvjetima okoliša dovele su do činjenice da su se "top" i "grassroots" guppiji razvili u različitim smjerovima. "Grassroots", koji su pod stalnom prijetnjom istrebljenja, počinju se sve više razmnožavati ranoj dobi i proizvode mnogo vrlo malih prženica. Šanse za preživljavanje svakog od njih su vrlo male, ali ima ih puno i neki od njih imaju vremena da se razmnože. "Konji" kasnije dolaze u pubertet, plodnost im je manja, ali su potomci brojniji. Kada su istraživači premjestili "zemaljske" gupije u nenaseljene rezervoare u gornjim tokovima rijeka, primijetili su postupnu promjenu u vrsti razvoja ribe. 11 godina nakon preseljenja postali su puno veći, kasnije su ušli u uzgoj i dali manje, ali veće potomstvo.

Brzina promjene učestalosti alela u populaciji i prosječnih vrijednosti svojstava pod djelovanjem selekcije ne ovisi samo o intenzitetu selekcije, već i o genetskoj strukturi svojstava koja se selektiraju. Selekcija protiv recesivnih mutacija mnogo je manje učinkovita nego protiv dominantnih. Kod heterozigota, recesivni alel se ne pojavljuje u fenotipu i stoga izmiče selekciji. Pomoću Hardy-Weinbergove jednadžbe može se procijeniti brzina promjene učestalosti recesivnog alela u populaciji ovisno o intenzitetu selekcije i početnom omjeru učestalosti. Što je niža frekvencija alela, to se sporije odvija njegova eliminacija. Da bi se učestalost recesivnog letaliteta smanjila s 0,1 na 0,05 potrebno je samo 10 generacija; 100 generacija - smanjiti s 0,01 na 0,005 i 1000 generacija - s 0,001 na 0,0005.

Pokretački oblik prirodne selekcije igra odlučujuću ulogu u prilagodbi živih organizama vanjskim uvjetima koji se mijenjaju tijekom vremena. Također osigurava široku rasprostranjenost života, njegov prodor u sve moguće ekološke niše. Međutim, pogrešno je misliti da pod stabilnim uvjetima postojanja prirodna selekcija prestaje. U takvim uvjetima nastavlja djelovati u obliku stabilizacijske selekcije.

Stabilizirajuća selekcija

Stabilizirajuća selekcija čuva stanje populacije, čime se osigurava njezina maksimalna sposobnost u stalnim uvjetima postojanja. U svakoj generaciji uklanjaju se jedinke koje odstupaju od prosječne optimalne vrijednosti u pogledu adaptivnih karakteristika.

Opisani su mnogi primjeri djelovanja stabilizacijske selekcije u prirodi. Primjerice, na prvi se pogled čini da bi jedinke s maksimalnom plodnošću trebale dati najveći doprinos genskom fondu sljedeće generacije. Međutim, promatranja prirodnih populacija ptica i sisavaca pokazuju da to nije tako. Što je više pilića ili mladunaca u gnijezdu, to ih je teže hraniti, svaki od njih je manji i slabiji. Kao rezultat toga, pojedinci s prosječnom plodnošću ispadaju najprilagođeniji.

Odabir u korist prosjeka pronađen je za niz svojstava. Kod sisavaca je veća vjerojatnost da će novorođenčad s vrlo niskom i vrlo visokom porođajnom težinom umrijeti pri rođenju ili u prvim tjednima života nego novorođenčad srednje težine. Računanje veličine krila ptica koje su uginule nakon oluje pokazalo je da je većina njih imala premala ili prevelika krila. I u ovom slučaju pokazalo se da su prosječni pojedinci najprilagođeniji.

Koji je razlog stalne pojave slabo prilagođenih oblika u stalnim uvjetima postojanja? Zašto prirodna selekcija nije u stanju jednom zauvijek očistiti populaciju od neželjenih oblika? Razlog nije samo i ne toliko u stalnom nastanku sve novih i novih mutacija. Razlog je taj što su heterozigotni genotipovi često najprikladniji. Prilikom križanja stalno daju cijepanje i u potomstvu se pojavljuju homozigotni potomci sa smanjenom sposobnošću. Taj se fenomen naziva uravnoteženi polimorfizam.

spolni odabir

U mužjaka mnogih vrsta nalaze se izražene sekundarne spolne karakteristike koje se na prvi pogled čine neprilagođenima: rep pauna, jarko perje rajskih ptica i papiga, grimizni češljevi pijetlova, očaravajuće boje tropskih riba, pjesme ptica i žaba itd. Mnoge od ovih karakteristika otežavaju život njihovim nositeljima, čineći ih lako vidljivima predatorima. Čini se da ovi znakovi ne daju nikakvu prednost svojim nositeljima u borbi za opstanak, a ipak su vrlo rašireni u prirodi. Kakvu je ulogu imala prirodna selekcija u njihovu nastanku i širenju?

Poznato je da je opstanak organizama važna, ali ne i jedina komponenta prirodne selekcije. Druga važna komponenta je privlačnost pripadnicima suprotnog spola. C. Darwin je ovu pojavu nazvao spolnom selekcijom. Prvi put je spomenuo ovaj oblik odabira u Porijeklu vrsta, a kasnije ga je detaljno analizirao u Porijeklu čovjeka i spolnom odabiru. Vjerovao je da "ovaj oblik selekcije nije određen borbom za opstanak u međusobnom odnosu organskih bića ili s vanjskim uvjetima, nego suparništvom između jedinki istog spola, obično muškaraca, za posjedovanje jedinki drugi spol."

Spolni odabir je prirodni odabir za uspjeh u reprodukciji. Osobine koje smanjuju održivost njihovih nositelja mogu se pojaviti i proširiti ako su prednosti koje pružaju u uspjehu razmnožavanja znatno veće od njihovih nedostataka za preživljavanje. Mužjak koji živi kratko, ali ga žene vole i stoga proizvodi mnogo potomaka, ima mnogo veću kumulativnu sposobnost od onog koji živi dugo, ali ostavlja malo potomaka. Kod mnogih životinjskih vrsta velika većina mužjaka uopće ne sudjeluje u razmnožavanju. U svakoj generaciji između mužjaka nastaje žestoko natjecanje za ženke. Ovo natjecanje može biti izravno, a manifestirati se u obliku borbe za teritorije ili turnirskih borbi. Može se pojaviti i u neizravnom obliku i biti određen izborom ženki. U slučajevima kada ženke izaberu mužjake, muško natjecanje se pokazuje u pokazivanju njihovog kitnjastog izgleda ili složenog ponašanja udvaranja. Ženke biraju one mužjake koji im se najviše sviđaju. U pravilu su to najsjajniji mužjaci. Ali zašto žene vole svijetle muškarce?

Osposobljenost žene ovisi o tome koliko objektivno može procijeniti potencijalnu sposobnost budućeg oca svoje djece. Mora odabrati mužjaka čiji će sinovi biti vrlo prilagodljivi i privlačni ženkama.

Predložene su dvije glavne hipoteze o mehanizmima spolne selekcije.

Prema hipotezi o “privlačnim sinovima”, logika odabira žena je nešto drugačija. Ako su svijetli mužjaci, iz bilo kojeg razloga, privlačni ženama, onda je vrijedno odabrati bistrog oca za svoje buduće sinove, jer će njegovi sinovi naslijediti gene svijetle boje i bit će privlačni ženama u sljedećoj generaciji. Dakle, postoji pozitivno Povratne informacije, što dovodi do činjenice da se iz generacije u generaciju svjetlina perja mužjaka sve više i više pojačava. Proces se povećava dok ne dosegne granicu održivosti. Zamislite situaciju da ženke biraju mužjake s dužim repom. Mužjaci s dugim repom daju više potomaka od mužjaka s kratkim i srednjim repom. Iz generacije u generaciju duljina repa se povećava, jer ženke biraju mužjake ne s određenom veličinom repa, već s veličinom većom od prosječne. Na kraju, rep doseže takvu duljinu da je njegova šteta za život mužjaka uravnotežena njegovom privlačnošću u očima ženki.

U objašnjenju ovih hipoteza pokušali smo shvatiti logiku djelovanja ženki ptica. Može se činiti da od njih očekujemo previše, da su im ovako složeni fitness izračuni teško dostupni. Zapravo, u odabiru mužjaka, ženke nisu ni više ni manje logične nego u svim ostalim ponašanjima. Kada životinja osjeti žeđ, to nije razlog da treba piti vodu kako bi se uspostavila ravnoteža vode i soli u tijelu - ona ide na pojilište jer osjeća žeđ. Kada pčela radilica ubode grabežljivca koji napada košnicu, ona ne računa koliko tim samoodricanjem povećava kumulativnu kondiciju svojih sestara - ona slijedi instinkt. Na isti način, ženke, birajući svijetle mužjake, slijede svoje instinkte - vole svijetle repove. Svi oni koji su instinktivno potaknuli drugačije ponašanje, svi oni nisu ostavili potomstvo. Dakle, nismo razgovarali o logici ženki, već o logici borbe za opstanak i prirodnog odabira – slijepog i automatskog procesa koji je, neprestano djelujući iz generacije u generaciju, oblikovao svu tu nevjerojatnu raznolikost oblika, boja i instinkata koje promatrati u svijetu divljine..



Nasljedstvo- Ovo najvažnija značajkaživih organizama, koja se sastoji u sposobnosti prenošenja svojstava i funkcija roditelja na svoje potomke. Ovaj prijenos se provodi uz pomoć gena.

Gen je jedinica pohrane, prijenosa i realizacije nasljedne informacije. Gen je određeni dio molekule DNA u čijoj je strukturi kodirana struktura određenog polipeptida (proteina). Vjerojatno mnoge regije DNA ne kodiraju proteine, ali obavljaju regulatorne funkcije. U svakom slučaju, u strukturi ljudskog genoma samo oko 2% DNA su sekvence na temelju kojih se sintetizira messenger RNA (proces transkripcije), koja zatim određuje slijed aminokiselina tijekom sinteze proteina (proces translacije). Trenutno se vjeruje da u ljudskom genomu postoji oko 30.000 gena.

Geni se nalaze na kromosomima, koji se nalaze u jezgri stanica i divovske su molekule DNK.

Kromosomska teorija nasljeđa formulirali su 1902. Setton i Boveri. Prema ovoj teoriji, kromosomi su nositelji genetske informacije koja određuje nasljedna svojstva organizma. Kod ljudi svaka stanica ima 46 kromosoma, podijeljenih u 23 para. Kromosomi koji tvore par nazivaju se homologni.

Spolne stanice (gamete) nastaju posebnom vrstom diobe - mejozom. Kao rezultat mejoze, u svakoj spolnoj stanici ostaje samo jedan homologni kromosom iz svakog para, tj. 23 kromosoma. Takav pojedinačni skup kromosoma naziva se haploidan. Prilikom oplodnje, kada se muške i ženske spolne stanice spoje i nastane zigota, obnavlja se dvostruki sklop, koji se naziva diploidnim. U zigoti organizma koji se iz nje razvija, jedan kromosom iz svakog nara prima se od očinskog organizma, drugi od majčinog.

Genotip je skup gena koje je organizam primio od svojih roditelja.

Još jedan fenomen koji proučava genetika je varijabilnost. Varijabilnost se shvaća kao sposobnost organizama da stječu nova obilježja – razlike unutar vrste. Postoje dvije vrste promjena:
- nasljedni;
- modifikacija (nenasljedna).

nasljedna varijabilnost- ovo je oblik varijabilnosti uzrokovan promjenama u genotipu, koji može biti povezan s mutacijskom ili kombinativnom varijabilnošću.

mutacijska varijabilnost.
Geni podliježu promjenama s vremena na vrijeme, koje se nazivaju mutacijama. Ove promjene su slučajne i javljaju se spontano. Uzroci mutacija mogu biti vrlo različiti. Dostupno cijela linijačimbenici koji povećavaju rizik od mutacije. To može biti učinak određenih kemijske tvari zračenje, temperatura itd. Mutacije mogu biti uzrokovane ovim sredstvima, ali nasumična priroda njihove pojave ostaje i nemoguće je predvidjeti pojavu određene mutacije.

Nastale mutacije prenose se na potomke, odnosno određuju nasljednu varijabilnost koja je povezana s mjestom gdje je mutacija nastala. Ako se mutacija dogodi u zametnoj stanici, tada ona ima priliku prenijeti se na potomke, tj. biti naslijeđen. Ako se mutacija dogodila u somatskoj stanici, tada se prenosi samo na one od njih koje proizlaze iz te somatske stanice. Takve se mutacije nazivaju somatskim, nisu naslijeđene.

Postoji nekoliko glavnih vrsta mutacija.
- Genske mutacije, kod kojih dolazi do promjena na razini pojedinih gena, odnosno dijelova molekule DNA. To može biti rasipanje nukleotida, zamjena jedne baze drugom, preraspodjela nukleotida ili dodavanje novih.
- Kromosomske mutacije povezane s kršenjem strukture kromosoma dovode do ozbiljnih promjena koje se mogu otkriti pomoću mikroskopa. Takve mutacije uključuju gubitak dijelova kromosoma (delecije), dodavanje dijelova, rotaciju dijela kromosoma za 180° i pojavu ponavljanja.
- Genomske mutacije uzrokovane su promjenom broja kromosoma. Mogu se pojaviti dodatni homologni kromosomi: u kromosomskom setu, umjesto dva homologna kromosoma, postoje tri trisomije. U slučaju monosomije dolazi do gubitka jednog kromosoma iz para. S poliploidijom dolazi do višestrukog povećanja genoma. Druga varijanta genomske mutacije je haploidija, u kojoj ostaje samo jedan kromosom iz svakog para.

Na učestalost mutacija utječu, kao što je već spomenuto, različiti čimbenici. Kada se dogodi niz genomskih mutacija veliki značaj ima, osobito, dob majke.

Kombinacijska varijabilnost.
Ova vrsta varijabilnosti određena je prirodom spolnog procesa. Uz kombinativnu varijabilnost, novi genotipovi nastaju zbog novih kombinacija gena. Ova vrsta varijabilnosti očituje se već u fazi formiranja zametnih stanica. Kao što je već spomenuto, svaka spolna stanica (gameta) sadrži samo jedan homologni kromosom iz svakog para. Kromosomi ulaze u gametu nasumično, tako da se spolne stanice jedne osobe mogu dosta razlikovati u skupu gena u kromosomima. Još važnija faza za nastanak kombinacijske varijabilnosti je oplodnja, nakon koje se 50% gena novonastalog organizma nasljeđuje od jednog roditelja, a 50% od drugog.

Modifikacijska varijabilnost nije povezana s promjenama u genotipu, već je uzrokovana utjecajem okoliša na organizam u razvoju.

Dostupnost modifikacijska varijabilnost vrlo važno za razumijevanje suštine nasljeđivanja. Osobine se ne nasljeđuju. Možete uzeti organizme s potpuno istim genotipom, na primjer, uzgojiti reznice iz iste biljke, ali ih staviti u različite uvjete (svjetlost, vlaga, mineralna ishrana) i dobiti sasvim različite biljke s različitim osobinama (rast, prinos, oblik lista) .i tako dalje.). Za opisivanje stvarno formiranih znakova organizma koristi se koncept "fenotipa".

Fenotip je cijeli kompleks stvarno prisutnih znakova organizma, koji nastaje kao rezultat interakcije genotipa i utjecaja okoline tijekom razvoja organizma. Dakle, bit nasljeđivanja nije u nasljeđivanju svojstva, već u sposobnosti genotipa, kao rezultat interakcije s razvojnim uvjetima, da daju određeni fenotip.

Budući da varijabilnost modifikacije nije povezana s promjenama u genotipu, modifikacije se ne nasljeđuju. Obično je ovaj položaj iz nekog razloga teško prihvatiti. Čini se da ako, recimo, roditelji nekoliko generacija treniraju dizanje utega i imaju razvijenu muskulaturu, onda ta svojstva moraju prenijeti i na djecu. U međuvremenu, ovo je tipična modifikacija, a trening je utjecaj okoline koji je utjecao na razvoj osobine. Tijekom modifikacije ne dolazi do promjena u genotipu, a osobine stečene modifikacijom se ne nasljeđuju. Darwin je ovu vrstu varijacija nazvao - nenasljednom.

Za karakterizaciju granica varijabilnosti modifikacije koristi se koncept norme reakcije. Neke osobine u čovjeku ne mogu se promijeniti zbog utjecaja okoline, poput krvne grupe, spola, boje očiju. Drugi su, naprotiv, vrlo osjetljivi na utjecaje okoliša. Na primjer, kao posljedica dugotrajnog izlaganja suncu, boja kože postaje tamnija, a kosa posvjetljuje. Na težinu osobe snažno utječu karakteristike prehrane, bolesti, prisutnost loše navike, stres, način života.

Utjecaji okoline mogu dovesti ne samo do kvantitativnih, već i do kvalitativnih promjena u fenotipu. Kod nekih vrsta jaglaca, pri niskim temperaturama zraka (15-20 C), pojavljuju se crveni cvjetovi, ali ako se biljke stave u vlažnu okolinu s temperaturom od 30 ° C, tada se formiraju bijeli cvjetovi.

štoviše, iako brzina reakcije karakterizira nenasljedni oblik varijabilnosti (modifikacijska varijabilnost), ona je također određena genotipom. Ova je odredba vrlo važna: brzina reakcije ovisi o genotipu. Isti utjecaj okoline na genotip može dovesti do jake promjene jedne njegove osobine, a da nikako ne utječe na drugu.

Nasljednost i varijabilnost su među odlučujućim čimbenicima u evoluciji organskog svijeta.

Nasljedstvo- ovo je svojstvo živih organizama da sačuvaju i prenesu na potomstvo značajke svoje strukture i razvoja. Zbog nasljeđivanja s koljena na koljeno čuvaju se svojstva vrste, sorte, pasmine, soja. Komunikacija između generacija provodi se tijekom reprodukcije putem haploidnih ili diploidnih stanica (vidi odjeljke "Botanika" i "Zoologija").

Od staničnih organela vodeću ulogu u nasljeđivanju imaju kromosomi sposobni za samoumnožavanje i stvaranje uz pomoć gena cjelokupnog kompleksa svojstava karakterističnih za vrstu (vidi poglavlje "Stanica"). Stanice svakog organizma sadrže desetke tisuća gena. Njihova ukupnost, karakteristična za jedinku vrste, naziva se genotip.

Varijabilnost je suprotna nasljeđu, ali je s njim neraskidivo povezana. Izražava se u sposobnosti organizama da se mijenjaju. Zbog varijabilnosti pojedinih jedinki populacija je heterogena. Darwin je razlikovao dvije glavne vrste varijabilnosti.

Nenasljedna varijabilnost(vidi o modifikacijama u poglavlju "Osnove genetike i selekcije") nastaje u procesu individualnog razvoja organizama pod utjecajem specifičnih okolišnih uvjeta koji uzrokuju slične promjene kod svih jedinki iste vrste, stoga je Darwin ovu varijabilnost nazvao definitivnom. Međutim, stupanj takvih promjena kod pojedinih pojedinaca može biti različit. Na primjer, travnate žabe niske temperature uzrokuju tamnu boju, ali je njezin intenzitet različit kod različitih pojedinaca. Darwin je modifikacije smatrao neesencijalnim za evoluciju, budući da se općenito ne nasljeđuju.

nasljedna varijabilnost(vidi o mutacijama u poglavlju "Osnove genetike i selekcije") povezana je s promjenom genotipa jedinke, pa se nastale promjene nasljeđuju. U prirodi se mutacije pojavljuju kod pojedinačnih jedinki pod utjecajem slučajnih vanjskih i unutarnji faktori. Njihovu prirodu je teško predvidjeti, tako da je Darwin ovu varijabilnost. imenovani neizvjestan. Mutacije mogu biti manje ili veće i utjecati na različite osobine i svojstva. Na primjer, kod drozofile se pod utjecajem X-zraka mijenjaju krila, čekinje, boja očiju i tijela, plodnost itd. Mutacije mogu biti korisne, štetne ili indiferentne za organizam.

Nasljedna varijacija je kombinacijska varijabilnost. Javlja se tijekom slobodnog križanja u populacijama ili tijekom umjetne hibridizacije. Kao rezultat toga, jedinke se rađaju s novim kombinacijama svojstava i svojstava koja su bila odsutna kod roditelja (vidi o dihibridnom križanju, novotvorinama tijekom križanja, križanju kromosoma u poglavlju "Osnove genetike i selekcije"). Relativna varijabilnost također nasljedno; izražava se u tome što promjena na jednom organu uzrokuje ovisne promjene na drugima (vidi poglavlje "Osnove genetike i selekcije" za višestruko djelovanje gena). Na primjer, grašak s ljubičastim cvjetovima uvijek ima istu nijansu peteljki i lisnih vena. Kod ptica močvarica duge udove i vrat uvijek prate dugi kljun i jezik. Darwin je nasljednu varijabilnost smatrao posebno važnom za evoluciju, jer ona služi kao materijal za prirodnu i umjetnu selekciju u formiranju novih populacija, vrsta, sorti, pasmina i sojeva.

Udžbenik je u skladu sa Saveznim državnim obrazovnim standardom za srednje (potpuno) opće obrazovanje, preporučen je od strane Ministarstva obrazovanja i znanosti Ruske Federacije i uključen je u Savezni popis udžbenika.

Udžbenik je namijenjen učenicima 10. razreda i namijenjen je za poučavanje predmeta 1 ili 2 sata tjedno.

Moderan dizajn, višerazinska pitanja i zadaci, dodatne informacije i mogućnost paralelnog rada s elektroničkom aplikacijom doprinose učinkovitoj asimilaciji obrazovnog materijala.

Knjiga:

<<< Назад

Naprijed >>>

Zapamtiti!

Navedite primjere svojstava koja se mijenjaju pod utjecajem vanjskog okruženja.

Što su mutacije?

Varijabilnost- jedno od najvažnijih svojstava živih bića, sposobnost živih organizama da se razlikuju od jedinki drugih vrsta i vlastite vrste.

Postoje dvije vrste varijabilnosti: nenasljedni(fenotipska ili modifikacija) i nasljedni(genotipski).

Nenasljedna (modifikacijska) varijabilnost. Ova vrsta varijabilnosti je proces nastanka novih svojstava pod utjecajem okolišnih čimbenika koji ne utječu na genotip. Posljedično, modifikacije znakova koje nastaju u ovom slučaju - modifikacije - se ne nasljeđuju (slika 93). Dva jednojajčana (monozigotna) blizanca, potpuno istih genotipa, ali voljom sudbine odrasli u različitim uvjetima, mogu se međusobno jako razlikovati. Klasičan primjer koji dokazuje utjecaj vanjske sredine na razvoj osobina je vrh strijele. Ova biljka razvija tri vrste listova, ovisno o uvjetima uzgoja - na zraku, u vodenom stupcu ili na njegovoj površini.

Riža. 93. Hrastovo lišće uzgojeno na jakom svjetlu (A) iu zasjenjenom mjestu (B)

Riža. 94. Mijenjanje boje dlake himalajskog zeca pod utjecajem raznih temperatura

Pod utjecajem temperature okoliš mijenja se boja dlake himalajskog zeca. Embrij se, razvijajući se u maternici, nalazi u uvjetima povišene temperature, koja uništava enzim neophodan za sintezu pigmenta, pa se kunići rađaju potpuno bijeli. Nedugo nakon rođenja pojedini izbočeni dijelovi tijela (nos, vrhovi ušiju i rep) počinju tamniti, jer je tamo temperatura niža nego na drugim mjestima, a enzim nije uništen. Ako iščupate dio bijele vune i ohladite kožu, na tom će mjestu izrasti crna vuna (slika 94).

Pod sličnim uvjetima okoliša u genetski bliskih organizama, modifikacijska varijabilnost ima grupni karakter, na primjer, u ljetno razdoblje Kod većine ljudi se pod utjecajem UV zraka u koži taloži zaštitni pigment melanin, ljudi se sunčaju.

U istoj vrsti organizama, pod utjecajem okolišnih uvjeta, varijabilnost razne znakove može biti potpuno drugačiji. Na primjer, kod goveda mliječnost, težina i plodnost jako ovise o uvjetima hranidbe i održavanja, a npr. sadržaj masti u mlijeku pod utjecajem vanjskih uvjeta vrlo se malo mijenja. Manifestacije modifikacijske varijabilnosti za svako svojstvo ograničene su brzinom njihove reakcije. brzina reakcije- to su granice u kojima je moguća promjena svojstva u određenom genotipu. Za razliku od same modifikacijske varijabilnosti, brzina reakcije je naslijeđena, a njezine granice su različite za različita svojstva i za pojedine jedinke. Najniža stopa reakcije tipična je za znakove koji daju vitalne važne kvalitete organizam.

Zbog činjenice da većina modifikacija ima adaptivnu vrijednost, one doprinose prilagodbi - prilagodbi organizma u granicama norme reakcije na postojanje u promjenjivim uvjetima.

Nasljedna (genotipska) varijabilnost. Ova vrsta varijabilnosti povezana je s promjenama u genotipu, a osobine stečene kao rezultat toga nasljeđuju sljedeće generacije. Postoje dva oblika genotipske varijabilnosti: kombinacijska i mutacijska.

Kombinacijska varijabilnost sastoji se u pojavi novih svojstava kao rezultat formiranja drugih kombinacija roditeljskih gena u genotipovima potomaka. Ova vrsta varijabilnosti temelji se na neovisnoj divergenciji homolognih kromosoma u prvoj mejotičkoj diobi, slučajni susret gameta u istom roditeljskom paru tijekom oplodnje i slučajnog odabira roditeljskih parova. Također dovodi do rekombinacije genetskog materijala i povećava varijabilnost izmjene dijelova homolognih kromosoma, što se događa u prvoj profazi mejoze. Dakle, u procesu kombinacijske varijabilnosti struktura gena i kromosoma se ne mijenja, ali nove kombinacije alela dovode do stvaranja novih genotipova i, kao rezultat, do pojave potomaka s novim fenotipovima.

Mutacijska varijabilnost Izražava se u pojavi novih kvaliteta organizma kao rezultat stvaranja mutacija. Pojam "mutacija" prvi je put uveo 1901. godine nizozemski botaničar Hugo de Vries. Prema moderne ideje mutacije- to su iznenadne prirodne ili umjetno izazvane nasljedne promjene genetskog materijala koje dovode do promjene određenih fenotipskih karakteristika i svojstava organizma. Mutacije su neusmjerene, odnosno slučajne prirode i najvažniji su izvor nasljednih promjena bez kojih je nemoguća evolucija organizama. Krajem XVIII stoljeća. u Americi je rođena ovca skraćenih udova od koje je nastala nova pasmina Ancon (slika 95). u Švedskoj početkom 20. stoljeća. nerc s platinastim krznom rođen je na farmi krzna. Velika raznolikost osobina kod pasa i mačaka rezultat je mutacijskih varijacija. Mutacije nastaju naglo, poput novih kvalitativne promjene: pšenica bez osovine nastala je od pšenice s osovinom, kratka krila i prugaste oči pojavile su se kod Drosophila, bijela, smeđa, crna boja pojavila se kod zečeva iz prirodne boje agouti kao rezultat mutacija.

Prema mjestu nastanka razlikuju se somatske i generativne mutacije. Somatske mutacije nastaju u stanicama tijela i ne prenose se spolnim razmnožavanjem na sljedeće generacije. Primjeri takvih mutacija su staračke pjege i bradavice na koži. generativne mutacije pojavljuju se u spolnim stanicama i nasljeđuju se.

Riža. 95. Ancona ovca

Prema stupnju promjene genetskog materijala razlikuju se genske, kromosomske i genomske mutacije. Genske mutacije uzrokuju promjene u pojedinim genima, remete poredak nukleotida u lancu DNA, što dovodi do sinteze promijenjenog proteina.

Kromosomske mutacije utječu na značajan dio kromosoma, ometajući rad mnogih gena odjednom. Odvojeni fragment kromosoma može se udvostručiti ili izgubiti, što uzrokuje ozbiljne poremećaje u funkcioniranju tijela, sve do smrti embrija u ranim fazama razvoja.

Genomske mutacije dovesti do promjene broja kromosoma kao rezultat kršenja divergencije kromosoma u diobama mejoze. Nedostatak kromosoma ili prisutnost dodatnog kromosoma dovodi do štetnih posljedica. Najviše poznati primjer Downov sindrom je genomska mutacija, razvojni poremećaj koji nastaje kada se pojavi 21. kromosom viška. Takvi ljudi imaju ukupni broj kromosoma je 47.

U protozoama i biljkama često se opaža povećanje broja kromosoma, višestruko od haploidnog skupa. Ova promjena kromosomske garniture naziva se poliploidija(Slika 96). Pojava poliploida povezana je, posebice, s nedisjunkcijom homolognih kromosoma tijekom mejoze, zbog čega se u diploidnim organizmima mogu formirati ne haploidne, već diploidne gamete.

mutageni faktori. Sposobnost mutiranja jedno je od svojstava gena, pa se mutacije mogu pojaviti u svim organizmima. Neke su mutacije nekompatibilne sa životom i embrij koji ih je primio umire u maternici, dok druge uzrokuju trajne promjene u osobinama koje su u različitim stupnjevima značajne za život jedinke. U normalnim je uvjetima stopa mutacije pojedinog gena izrazito niska (10–5), ali postoje okolišni čimbenici koji značajno povećavaju tu vrijednost, uzrokujući ireverzibilna oštećenja strukture gena i kromosoma. Čimbenici čiji utjecaj na žive organizme dovodi do povećanja učestalosti mutacija nazivaju se mutageni čimbenici ili mutageni.

Riža. 96. Poliploidija. Cvjetovi krizanteme: A - diploidni oblik (2 n); B - poliploidni oblik

Svi mutageni čimbenici mogu se podijeliti u tri skupine.

Fizički mutageni su sve vrste ionizirajućeg zračenja (?-zrake, x-zrake), ultraljubičasto zračenje, visoke i niske temperature.

Kemijski mutageni su analozi. nukleinske kiseline, peroksidi, soli teških metala (olovo, živa), dušična kiselina i neke druge tvari. Mnogi od ovih spojeva uzrokuju poremećaje u replikaciji DNK. Supstance koje se koriste u poljoprivreda za kontrolu štetočina i korova (pesticidi i herbicidi), industrijski otpad, određene prehrambene boje i konzervanse, neke lijekove, komponente duhanskog dima.

U Rusiji i drugim zemljama svijeta osnovani su posebni laboratoriji i instituti za ispitivanje mutagenosti svih novosintetiziranih kemijskih spojeva.

Grupi biološki mutageni uključuju strane DNA i viruse koji, ugrađujući se u DNA domaćina, remete rad gena.

Pregledajte pitanja i zadatke

1. Koje vrste varijabilnosti poznajete?

2. Što je brzina reakcije?

3. Objasnite zašto se fenotipska varijabilnost ne nasljeđuje.

4. Što su mutacije? Opišite glavna svojstva mutacija.

5. Dajte klasifikaciju mutacija prema stupnju promjena u nasljednom materijalu.

6. Navedite glavne skupine mutagenih čimbenika. Navedite primjere mutagena koji pripadaju svakoj skupini. Procijenite postoje li u vašem okruženju mutageni čimbenici. Kojoj skupini mutagena pripadaju?

Razmišljati! Izvršiti!

1. Po vašem mišljenju, mogu li okolišni čimbenici utjecati na razvoj organizma koji nosi smrtonosnu mutaciju?

2. Može li se kombinacijska varijabilnost manifestirati u odsutnosti spolnog procesa?

3. Raspravite u razredu koji su načini smanjenja ljudske izloženosti mutagenim čimbenicima u današnjem svijetu.

4. Možete li navesti primjere modifikacija koje nisu prilagodljive prirode?

5. Objasnite nekome neupućenom u biologiju kako se mutacije razlikuju od modifikacija.

6. Provedite studiju: "Proučavanje modifikacijske varijabilnosti kod učenika (na primjer, tjelesna temperatura i puls, povremeno mjereni tijekom 3 dana)".

Rad s računalom

Pogledajte elektroničku prijavu. Proučite gradivo i riješite zadatke.

<<< Назад

Naprijed >>>

Varijabilnost je proces koji odražava odnos organizma s okolinom.

S genetičkog gledišta, varijabilnost je rezultat reakcije genotipa u procesu individualnog razvoja organizma na uvjete okoline.

Varijabilnost organizama jedan je od glavnih čimbenika evolucije. Služi kao izvor za umjetnu i prirodnu selekciju.

Biolozi razlikuju nasljednu i nenasljednu varijabilnost. Nasljedna varijabilnost uključuje takve promjene u svojstvima organizma koje su određene genotipom i traju tijekom niza generacija. Na nenasljednu varijabilnost, koju je Darwin nazvao definitivnom, a sada se zove izmjena, ili fenotipska, varijabilnost, odnosi se na promjene u karakteristikama organizma; ne očuva se tijekom spolnog razmnožavanja.

nasljedna varijabilnost je promjena u genotipu nenasljedna varijabilnost- promjena fenotipa organizma.

Tijekom individualni život Organizam pod utjecajem okolišnih čimbenika može doživjeti dvije vrste promjena: u jednom slučaju mijenja se funkcioniranje, djelovanje gena u procesu formiranja svojstva, au drugom sam genotip.

Upoznali smo se sa nasljedna varijabilnost koji proizlaze iz kombinacija gena i njihove interakcije. Kombinacija gena provodi se na temelju dvaju procesa: 1) neovisne raspodjele kromosoma u mejozi i njihove slučajne kombinacije tijekom oplodnje; 2) križanje kromosoma i rekombinacija gena. Nasljedna varijabilnost zbog kombinacije i rekombinacije gena obično se naziva kombinacijska varijabilnost. S ovom vrstom varijabilnosti, sami geni se ne mijenjaju, mijenjaju se njihova kombinacija i priroda interakcije u sustavu genotipa. Međutim, ovu vrstu nasljedne varijabilnosti treba smatrati sekundarnom pojavom, a mutacijsku promjenu gena primarnom.

Izvor prirodne selekcije su nasljedne promjene - kako mutacije gena tako i njihova rekombinacija.

Varijabilnost modifikacije ima ograničenu ulogu u organska evolucija. Dakle, ako uzmete vegetativne izdanke iste biljke, npr. jagode, i uzgojite ih raznim uvjetima vlage, temperature, osvjetljenja, na različitim tlima, tada će unatoč istom genotipu biti različiti. Djelovanje različitih ekstremnih čimbenika može izazvati još veće razlike među njima. Međutim, sjeme sakupljeno s takvih biljaka i posijano pod istim uvjetima dat će istu vrstu potomstva, ako ne u prvoj, onda u sljedećim generacijama. Promjene znakova organizma, uzrokovane djelovanjem okolišnih čimbenika u ontogenezi, nestaju smrću organizma.

Pritom sposobnost takvih promjena, ograničena granicama normalne reakcije genotipa organizma, ima važno evolucijsko značenje. Kao što su pokazali A. P. Vladimirsky u 1920-ima, V. S. Kirpichnikov i I. I. Shmalgauzen u 1930-ima, u slučaju kada se modifikacijske promjene u adaptivnoj vrijednosti događaju s okolišnim čimbenicima koji neprestano djeluju u nizu generacija, što može uzrokovati mutacije koje određuju iste promjene , može se steći dojam nasljedne fiksacije modifikacija.

Mutacijske promjene nužno su povezane s reorganizacijom reprodukcijskih struktura zametnih i somatskih stanica. Temeljna razlika mutacija od modifikacija svodi se na činjenicu da se mutacije mogu točno reproducirati u dugom nizu staničnih generacija, bez obzira na uvjete okoliša u kojima se odvija ontogeneza. To se objašnjava činjenicom da je pojava mutacija povezana s promjenom jedinstvenih struktura stanice - kromosoma.

O pitanju uloge varijabilnosti u evoluciji vodila se duga rasprava u biologiji u vezi s problemom nasljeđivanja tzv. stečenih svojstava, koje je iznio J. Lamarck 1809., djelomično prihvatio Charles Darwin i još uvijek podržava. od strane brojnih biologa. Ali velika većina znanstvenika smatra da je sama formulacija ovog problema neznanstvena. Pritom se mora reći da je ideja da nasljedne promjene u tijelu nastaju primjereno djelovanju okolišnog čimbenika potpuno besmislena. Mutacije se javljaju na razne načine; oni ne mogu biti adaptivni za sam organizam, budući da nastaju u pojedinačnim stanicama

A njihovo se djelovanje ostvaruje samo u potomstvu. Ne čimbenik koji je uzrokovao mutaciju, već samo selekcija procjenjuje adaptivno znanje o mutaciji. Budući da su smjer i tempo evolucije određeni prirodnom selekcijom, a potonji je kontroliran mnogim čimbenicima unutarnjeg i vanjskog okruženja, stvara se lažna ideja o početnoj primjerenoj svrhovitosti nasljedne varijabilnosti.

Selekcija na temelju pojedinačnih mutacija "konstruira" sustave genotipova koji zadovoljavaju zahtjeve onih trajnih uvjeta u kojima vrsta egzistira.

Uvjet " mutacija"prvi je predložio G. de Vries u svom klasičnom djelu" Teorija mutacije "(1901-1903). Mutacijom je nazvao fenomen grčevite, diskontinuirane promjene nasljedne osobine. Glavne odredbe teorije de Vriesa do sada nisu izgubile na značaju, pa ih stoga treba dati ovdje:

1. mutacija nastaje iznenada, bez ikakvih prijelaza;
2. novi oblici su potpuno stalni, odnosno stabilni;
3. Mutacije, za razliku od nenasljednih promjena (fluktuacija), ne tvore kontinuirane nizove, ne grupiraju se oko prosječnog tipa (modusa). Mutacije su kvalitativne promjene;
4. mutacije idu u različitim smjerovima, mogu biti i korisne i štetne;
5. otkrivanje mutacija ovisi o broju jedinki analiziranih za otkrivanje mutacija;
6. iste se mutacije mogu ponavljati.

Međutim, G. de Vries napravio je temeljnu pogrešku suprotstavivši teoriju mutacija teoriji prirodne selekcije. Pogrešno je vjerovao da mutacije mogu odmah dovesti do novih vrsta prilagođenih vanjskom okruženju, bez sudjelovanja selekcije. Zapravo, mutacije su samo izvor nasljednih promjena koje služe kao materijal za selekciju. Kao što ćemo kasnije vidjeti, mutacija gena se procjenjuje samo selekcijom u sustavu genotipa. Pogreška G. de Vriesa povezana je djelomično s činjenicom da su se mutacije koje je proučavao kod noćurka (Oenothera Lamarciana) kasnije pokazale rezultatom cijepanja složenog hibrida.

Ali ne možemo se ne diviti znanstvenom predviđanju koje je H. de Vries napravio u pogledu formulacije glavnih odredbi teorije mutacije i njezinog značaja za selekciju. Davne 1901. godine napisao je: “...mutacija, sama mutacija, treba postati predmet proučavanja. A ako ikada uspijemo razjasniti zakone mutacije, tada ne samo da će naš pogled na međusobni odnos živih organizama postati mnogo dublji, nego se također usuđujemo nadati da bi se otvorila mogućnost ovladavanja promjenjivošću, kao i da dominira rasplođivač. varijabilnost, varijabilnost. Naravno, do toga ćemo doći postupno, svladavajući pojedine mutacije, a to će također donijeti mnoge dobrobiti poljoprivrednoj i hortikulturnoj praksi. Mnogo toga što se sada čini nedostižnim bit će u našoj moći, ako samo naučimo zakone na kojima se temelji mutacija vrsta. Očito, ovdje nas čeka bezgranično polje upornog rada. visoka vrijednost i za znanost i za praksu. Ovo je područje koje obećava za dominantne mutacije.” Kao što ćemo kasnije vidjeti, moderna prirodna znanost je na pragu razumijevanja mehanizma mutacije gena.

Teorija mutacija mogla se razviti tek nakon otkrića Mendelovih zakona i zakona utvrđenih u pokusima Morganove škole povezivanja gena i njihove rekombinacije kao rezultat križanja. Tek od utvrđivanja nasljedne diskretnosti kromosoma, teorija mutacija dobila je temelj za znanstveno istraživanje.

Iako trenutno pitanje prirode gena nije potpuno razjašnjeno, određeni broj općih obrazaca mutacije gena ipak je čvrsto utvrđen.

Genske mutacije javljaju se u svim klasama i vrstama životinja, višim i nižim biljkama, višestaničnim i jednostaničnim organizmima, bakterijama i virusima. Mutacijska varijabilnost kao proces kvalitativnih grčevitih promjena univerzalna je za sve organske oblike.

Čisto konvencionalno, proces mutacije dijeli se na spontani i inducirani. U slučajevima kada se mutacije javljaju pod utjecajem običnih prirodnih čimbenika okoliša ili kao rezultat fizioloških i biokemijskih promjena u samom organizmu, nazivaju se spontanim mutacijama. Mutacije nastale pod utjecajem posebnih utjecaja (ionizirajuće zračenje, kemikalije, ekstremnim uvjetima itd.), nazivaju se induciran. Ne postoje temeljne razlike između spontanih i induciranih mutacija, ali proučavanje potonjih dovodi biologe do svladavanja nasljedne varijabilnosti i razotkrivanja misterija gena.