kebolehubahan keturunan. Kebolehubahan keturunan: ciri dan kepentingan

4. PERANAN KEBOLEH UBAH KETURUNAN DALAM EVOLUSI SPESIES DAN BENTUKNYA

Dalam teori evolusi Darwin, prasyarat untuk evolusi ialah kebolehubahan keturunan, dan daya penggerak evolusi ialah perjuangan untuk kewujudan dan pemilihan semula jadi. Apabila mencipta teori evolusi, Ch. Darwin berulang kali merujuk kepada hasil amalan pembiakan. Beliau menunjukkan bahawa kepelbagaian varieti dan baka adalah berdasarkan kebolehubahan. Variabiliti ialah proses kemunculan perbezaan keturunan berbanding nenek moyang, yang menentukan kepelbagaian individu dalam pelbagai atau baka. Darwin percaya bahawa punca kebolehubahan adalah kesan ke atas organisma faktor persekitaran luaran(langsung dan tidak langsung), serta sifat organisma itu sendiri (kerana setiap daripada mereka bertindak balas secara khusus kepada pengaruh persekitaran luaran). Kebolehubahan berfungsi sebagai asas untuk pembentukan ciri baharu dalam struktur dan fungsi organisma, dan keturunan menguatkan ciri-ciri ini. Darwin, menganalisis bentuk kebolehubahan, memilih tiga di antaranya: pasti, tidak tentu dan korelatif.

Kebolehubahan tertentu, atau kumpulan, ialah kebolehubahan yang berlaku di bawah pengaruh beberapa faktor persekitaran yang bertindak sama rata ke atas semua individu daripada pelbagai atau baka dan berubah ke arah tertentu. Contoh kebolehubahan tersebut ialah peningkatan berat badan pada individu haiwan dengan pemakanan yang baik, perubahan garis rambut di bawah pengaruh iklim, dsb. Kebolehubahan tertentu adalah besar-besaran, meliputi seluruh generasi dan dinyatakan dalam setiap individu dengan cara yang sama. Ia bukan keturunan, iaitu, dalam keturunan kumpulan yang diubah suai, dalam keadaan lain, sifat yang diperoleh oleh ibu bapa tidak diwarisi.

Kebolehubahan tidak tentu, atau individu, menunjukkan dirinya secara khusus dalam setiap individu, i.e. unik, bersifat individu. Ia dikaitkan dengan perbezaan individu daripada varieti atau baka yang sama dalam keadaan yang sama. Bentuk kebolehubahan ini adalah tidak tentu, iaitu, sifat di bawah keadaan yang sama boleh berubah dalam arah yang berbeza. Contohnya, dalam satu jenis tumbuhan, spesimen muncul dengan warna bunga yang berbeza, keamatan warna kelopak yang berbeza, dll. Sebab fenomena ini tidak diketahui oleh Darwin. Kebolehubahan yang tidak pasti mempunyai sifat turun temurun, iaitu, dihantar secara stabil kepada keturunan. Inilah kepentingannya untuk evolusi.

Dengan kebolehubahan korelatif, atau korelatif, perubahan dalam mana-mana satu organ menyebabkan perubahan pada organ lain. Sebagai contoh, anjing dengan bulu yang kurang berkembang biasanya mempunyai gigi yang kurang berkembang, merpati dengan kaki berbulu mempunyai selaput di antara jari-jari, merpati dengan paruh yang panjang biasanya kaki panjang, kucing putih dengan mata biru biasanya pekak, dsb. Daripada faktor kebolehubahan korelatif, Darwin membuat kesimpulan penting: seseorang, memilih mana-mana ciri struktur, hampir "mungkin secara tidak sengaja mengubah bahagian badan yang lain berdasarkan undang-undang korelasi yang misteri."

Setelah menentukan bentuk kebolehubahan, Darwin membuat kesimpulan bahawa hanya perubahan yang diwarisi penting untuk proses evolusi, kerana hanya perubahan itu yang boleh terkumpul dari generasi ke generasi. Menurut Darwin, faktor utama evolusi bentuk budaya- ini adalah kebolehubahan keturunan dan pemilihan yang dihasilkan oleh manusia (Darwin menggelar pemilihan tersebut tiruan). Kebolehubahan adalah prasyarat yang diperlukan untuk pemilihan buatan, tetapi ia tidak menentukan pembentukan baka dan varieti baru.

KESIMPULAN

Oleh itu, Darwin buat pertama kalinya dalam sejarah biologi membina teori evolusi. Ini adalah kepentingan metodologi yang besar dan membolehkan bukan sahaja untuk membuktikan idea evolusi organik dengan jelas dan meyakinkan untuk sezaman, tetapi juga untuk menguji kesahihan teori evolusi itu sendiri. Ini adalah fasa penentu salah satu revolusi konseptual terbesar dalam sains semula jadi. Perkara yang paling penting dalam revolusi ini ialah penggantian idea teologi evolusi sebagai konsep kesesuaian asal oleh model. pilihan semulajadi. Walaupun dikritik hebat, teori Darwin dengan cepat mendapat pengiktirafan kerana fakta bahawa konsep perkembangan sejarah alam semula jadi yang hidup lebih baik daripada idea tentang kebolehubahan spesies, menjelaskan fakta yang diperhatikan. Untuk menyokong teorinya, Darwin, tidak seperti pendahulunya, menggunakan sejumlah besar fakta yang tersedia untuknya dari pelbagai bidang. Penonjolan hubungan biotik dan tafsiran populasi-evolusi mereka adalah inovasi terpenting bagi konsep evolusi Darwin dan memberikan hak untuk membuat kesimpulan bahawa Darwin mencipta konsep perjuangannya sendiri untuk kewujudan, secara asasnya berbeza daripada idea-idea doktrin Darwin pendahulunya. evolusi dunia organik adalah teori pembangunan pertama yang dicipta oleh "materialisme sejarah semula jadi dalam kedalaman sains semula jadi, aplikasi pertama prinsip pembangunan kepada bidang sains semula jadi yang bebas." Ini adalah kepentingan saintifik umum Darwinisme.

Merit Darwin dan yang dia buka tenaga penggerak evolusi organik. Perkembangan selanjutnya biologi memperdalam dan menambah idea-ideanya, yang berfungsi sebagai asas Darwinisme moden. Dalam semua disiplin biologi, tempat utama kini diduduki oleh kaedah penyelidikan sejarah, yang memungkinkan untuk mengkaji cara konkrit evolusi organisma dan menembusi secara mendalam ke dalam intipati fenomena biologi. Teori evolusi Charles Darwin telah menemui aplikasi luas dalam teori sintetik moden, di mana satu-satunya faktor panduan dalam evolusi ialah pemilihan semula jadi, bahan untuknya adalah mutasi. Analisis sejarah Teori Darwin tidak dapat tidak menimbulkan masalah metodologi sains baru, yang boleh menjadi subjek kajian khas. Menyelesaikan masalah ini memerlukan meluaskan bidang pengetahuan, dan, akibatnya, kemajuan sains dalam banyak bidang: dalam biologi, perubatan, dan dalam psikologi, di mana teori evolusi Charles Darwin mempunyai pengaruh yang tidak kurang daripada sains semula jadi.

Senarai sastera terpakai

1. Alekseev V.A. Asas Darwinisme (sejarah dan pengenalan teori). - M., 1964.

2. Velinov E.A. Charles Darwin. Kehidupan, aktiviti dan karya pengasas doktrin evolusi. - M., 1959.

3. Danilova V.S., Kozhevnikov N.N. Konsep asas sains semula jadi. – M.: Aspect Press, 2000. – 256 p.

4. Dvoryansky F.A. Darwinisme. - M.: MGU, 1964. - 234 hlm.

5. Lemeza N.A., Kamlyuk L.V., Lisov N.D. Buku Panduan untuk pemohon ke universiti. – M.: Rolf, Iris-press, 1998. – 496 p.

6. Mamontov S.G. Biologi: panduan untuk pemohon ke universiti. -M.: Sekolah tinggi, 1992. - 245 p.

7. Ruzavin G.I. Konsep sains semula jadi moden: kursus kuliah. - M.: Projek, 2002. - 336 p.

8. Sadokhin A.P. Konsep sains semula jadi moden. - M., 2005.

9. Slopov E.F. Konsep sains semula jadi moden. – M.: Vlados, 1999. – 232 hlm.

10. Smygina S.I. Konsep sains semula jadi moden. - Rostov n / D., 1997.

Sesetengah zarah berpindah daripada ibu bapa kepada anak. Sekarang kita panggil gen zarah ini. Idea keturunan korpuskular adalah sangat penting untuk memahami bagaimana pemilihan semula jadi beroperasi dalam populasi. Evolusi boleh dianggap sebagai perubahan dalam mana-mana harta populasi tertentu dari semasa ke semasa. Dalam pengertian falsafah umum tertentu, ini adalah intipati evolusi. ...

Mereka akan berusaha untuk dipelihara dalam keadaan yang berubah-ubah, dan pemilihan semula jadi akan mempunyai skop penuh untuk tindakan penambahbaikannya. 1. PEMILIHAN SEMULAJADI SEBAGAI FAKTOR EVOLUSI ELEMENTARI Saya memanggil pemeliharaan perbezaan dan perubahan individu yang menggalakkan dan pemusnahan pilihan semula jadi yang berbahaya atau kelangsungan hidup Ch. Darwin yang paling sesuai Dalam erti kata moden ...

Pemeliharaan dan pengumpulan perubahan keturunan kecil, yang masing-masing memberi manfaat kepada makhluk yang diselamatkan. Keadaan yang memihak kepada pembentukan bentuk baharu melalui pemilihan semula jadi. Banyak kebolehubahan, sudah tentu, dan perbezaan individu jelas akan menjadi keadaan yang menggalakkan. Sebilangan besar individu, meningkatkan peluang untuk muncul dalam...

Oleh itu, mereka memainkan peranan yang lebih penting dalam evolusi. Kepentingan asas adalah hakikat bahawa mutasi ini adalah rawak, dengan kata lain, ia tidak diarahkan. 3. Dogma pusat dan prinsip Weismann diterima. 4. Evolusi dijalankan dengan menukar frekuensi gen. 5. Perubahan ini boleh berlaku akibat mutasi, kemasukan gen ke dalam populasi dan aliran keluarnya daripadanya, hanyut rawak dan ...

kebolehubahan dipanggil harta bersama semua organisma hidup untuk memperoleh perbezaan antara individu spesies yang sama.

Ch. Darwin memilih yang berikut jenis utama kebolehubahan: pasti (kumpulan, bukan keturunan, pengubahsuaian), tidak tentu (individu, keturunan, mutasi) dan gabungan. Kebolehubahan keturunan termasuk perubahan dalam ciri-ciri makhluk hidup yang dikaitkan dengan perubahan dalam (iaitu, mutasi) dan dihantar dari generasi ke generasi. Pemindahan bahan daripada ibu bapa kepada anak mestilah sangat tepat, jika tidak, spesies tidak dapat dipelihara. Walau bagaimanapun, kadangkala kuantitatif atau perubahan kualitatif dalam DNA, dan sel anak menjadi herot berbanding dengan gen ibu bapa. Kesilapan sedemikian dalam bahan keturunan dihantar generasi seterusnya dan dipanggil mutasi. Organisma yang telah menerima sifat baru akibat mutasi dipanggil mutan. Kadang-kadang perubahan ini jelas kelihatan secara fenotip, sebagai contoh, ketiadaan pigmen dalam kulit dan rambut - albinisme. Tetapi selalunya, mutasi adalah resesif dan muncul dalam fenotip hanya apabila ia hadir dalam keadaan homozigot. Kewujudan perubahan keturunan telah diketahui. Semuanya mengikuti doktrin perubahan keturunan. Kebolehubahan keturunan adalah prasyarat yang diperlukan untuk semula jadi dan. Walau bagaimanapun, pada zaman Darwin masih tiada data eksperimen mengenai keturunan dan undang-undang pewarisan tidak diketahui. Ini menjadikannya mustahil untuk membezakan secara ketat antara bentuk kebolehubahan yang berbeza.

teori mutasi telah dibangunkan pada awal abad kedua puluh oleh ahli sitologi Belanda Hugo de Vries. mempunyai beberapa sifat:

Mutasi berlaku secara tiba-tiba, dan mana-mana bahagian genotip boleh bermutasi.
Mutasi lebih kerap resesif dan kurang kerap dominan.
Mutasi boleh membahayakan, neutral atau bermanfaat kepada organisma.
Mutasi diturunkan dari generasi ke generasi.
Mutasi boleh berlaku di bawah pengaruh pengaruh luaran dan dalaman.

Mutasi dibahagikan kepada beberapa jenis:

Mutasi titik (gen). adalah perubahan dalam gen individu. Ini boleh berlaku apabila satu atau lebih pasangan nukleotida dalam molekul DNA diganti, digugurkan atau dimasukkan.
Mutasi kromosom ialah perubahan pada bahagian kromosom atau keseluruhan kromosom. Mutasi sedemikian boleh berlaku akibat pemadaman - kehilangan sebahagian kromosom, pertindihan - penggandaan mana-mana bahagian kromosom, penyongsangan - mengubah sebahagian kromosom pada tahun 1800, translokasi - mengoyakkan sebahagian daripada kromosom dan menggerakkannya ke kedudukan baru, contohnya, menyertai kromosom lain.
mutasi terdiri daripada menukar bilangan kromosom dalam set haploid. Ini boleh berlaku kerana kehilangan kromosom daripada genotip, atau, sebaliknya, peningkatan bilangan salinan mana-mana kromosom dalam set haploid daripada satu kepada dua atau lebih. kes istimewa mutasi genomik - polyploidy - peningkatan bilangan kromosom mengikut faktor. Konsep mutasi diperkenalkan ke dalam sains oleh ahli botani Belanda de Vries. Dalam tumbuhan aspen (primrose), dia memerhatikan rupa penyimpangan yang tajam dan kekejangan bentuk tipikal, dan penyimpangan ini adalah keturunan. Kajian lanjut mengenai pelbagai objek - tumbuhan, haiwan, mikroorganisma menunjukkan bahawa fenomena kebolehubahan mutasi adalah ciri semua organisma.
Kromosom adalah asas bahan genotip. Mutasi ialah perubahan yang berlaku pada kromosom di bawah pengaruh faktor luaran atau. Kebolehubahan mutasi ialah perubahan yang baru berlaku dalam genotip, manakala gabungan ialah gabungan baru gen ibu bapa dalam zigot. Mutasi mempengaruhi pelbagai aspek struktur dan fungsi badan. Sebagai contoh, dalam Drosophila, perubahan mutasi dalam bentuk sayap (sehingga hilang sepenuhnya), warna badan, perkembangan bulu pada badan, bentuk mata, warna mereka (merah, kuning, putih, ceri), sebagai serta banyak tanda fisiologi (jangka hayat, kesuburan) diketahui. ).

Mereka berlaku dalam arah yang berbeza dan dalam diri mereka sendiri tidak menyesuaikan diri, perubahan yang bermanfaat untuk badan.

Banyak mutasi yang muncul tidak menguntungkan organisma dan bahkan boleh menyebabkan kematiannya. Kebanyakan mutasi ini adalah resesif.

Kebanyakan mutan telah mengurangkan daya maju dan disingkirkan oleh pemilihan semula jadi. Evolusi atau baka dan varieti baharu memerlukan individu jarang yang mempunyai mutasi yang menggalakkan atau neutral. kepentingan mutasi terletak pada hakikat bahawa mereka mencipta perubahan keturunan yang merupakan bahan untuk pemilihan semula jadi dalam alam semula jadi. Mutasi juga diperlukan untuk individu yang mempunyai sifat baru yang berharga kepada manusia. Faktor mutagenik buatan digunakan secara meluas untuk mendapatkan baka baharu haiwan, varieti tumbuhan dan strain mikroorganisma.

Kebolehubahan gabungan juga berlaku untuk bentuk keturunan kebolehubahan. Ia disebabkan oleh penyusunan semula gen semasa percantuman gamet dan pembentukan zigot, i.e. semasa proses seksual.

Variasi dalam biologi ialah berlakunya perbezaan individu antara individu daripada spesies yang sama. Disebabkan oleh kebolehubahan, populasi menjadi heterogen, dan spesies mempunyai peluang yang lebih baik untuk menyesuaikan diri dengan perubahan keadaan persekitaran.

Dalam sains seperti biologi, keturunan dan variasi berjalan seiring. Terdapat dua jenis kebolehubahan:

• Bukan keturunan (pengubahsuaian, fenotip).
• Keturunan (mutasi, genotip).

Kebolehubahan bukan keturunan

Kebolehubahan pengubahsuaian dalam biologi ialah keupayaan satu organisma hidup (fenotip) untuk menyesuaikan diri dengan faktor persekitaran dalam genotipnya. Disebabkan oleh sifat ini, individu menyesuaikan diri dengan perubahan iklim dan keadaan kewujudan yang lain. mendasari proses penyesuaian yang berlaku dalam mana-mana organisma. Oleh itu, dalam haiwan luar, dengan peningkatan keadaan penahanan, produktiviti meningkat: hasil susu, pengeluaran telur, dan sebagainya. Dan haiwan yang dibawa ke kawasan pergunungan tumbuh kecil dan dengan lapisan bawah yang dibangunkan dengan baik. Mengubah faktor persekitaran dan menyebabkan kebolehubahan. Contoh proses ini boleh didapati dengan mudah di Kehidupan seharian: kulit manusia menjadi gelap di bawah pengaruh sinar ultraungu, akibat daripada usaha fizikal, otot berkembang, tumbuh-tumbuhan yang tumbuh di tempat yang teduh dan dalam cahaya mempunyai bentuk daun yang berbeza, dan arnab menukar warna bulunya pada musim sejuk dan musim panas.

Untuk kebolehubahan bukan keturunan dicirikan oleh sifat-sifat berikut:

• watak kumpulan perubahan;
• tidak diwarisi oleh keturunan;
• perubahan sifat dalam genotip;
• nisbah tahap perubahan dengan keamatan kesan faktor luaran.

kebolehubahan keturunan

Dalam biologi, kebolehubahan keturunan atau genotip ialah proses di mana genom sesuatu organisma berubah. Terima kasih kepadanya, individu itu memperoleh ciri-ciri yang sebelum ini tidak biasa untuk spesiesnya. Menurut Darwin, variasi genotip adalah enjin utama evolusi. Terdapat jenis kebolehubahan keturunan berikut:

• mutasi;
• gabungan.

Berlaku akibat pertukaran gen semasa pembiakan seksual. Pada masa yang sama, ciri-ciri ibu bapa digabungkan dengan cara yang berbeza dalam beberapa generasi, meningkatkan kepelbagaian organisma dalam populasi. Kebolehubahan gabungan mematuhi peraturan pewarisan Mendelian.

Satu contoh kebolehubahan tersebut ialah pembiakan dalam dan pembiakan luar (persilangan yang berkait rapat dan tidak berkaitan). Apabila ciri-ciri pengeluar individu ingin diperbaiki dalam baka haiwan, maka pembiakan dalam digunakan. Oleh itu, zuriat menjadi lebih seragam dan mengukuhkan kualiti pengasas garis. Pembiakan dalam membawa kepada manifestasi gen resesif dan boleh membawa kepada degenerasi garis. Untuk meningkatkan daya maju anak, pembiakan luar digunakan - persilangan yang tidak berkaitan. Pada masa yang sama, heterozigositi anak meningkat dan kepelbagaian dalam populasi meningkat, dan, akibatnya, rintangan individu terhadap kesan buruk faktor persekitaran meningkat.

Mutasi pula dibahagikan kepada:

• genomik;
• kromosom;
• genetik;
• sitoplasma.

Perubahan yang mempengaruhi sel jantina diwarisi. Mutasi dalam boleh dihantar kepada anak jika individu itu membiak secara vegetatif (tumbuhan, kulat). Mutasi boleh memberi manfaat, neutral atau berbahaya.

Mutasi genomik

Variasi dalam biologi melalui mutasi genomik boleh terdiri daripada dua jenis:

• Polyploidy - mutasi yang sering dijumpai pada tumbuhan. Ia disebabkan oleh peningkatan berganda dalam jumlah kromosom dalam nukleus, terbentuk dalam proses pelanggaran perbezaannya ke kutub sel semasa pembahagian. Kacukan poliploid digunakan secara meluas dalam pertanian- dalam pengeluaran tanaman terdapat lebih daripada 500 poliploid (bawang, soba, bit gula, lobak, pudina, anggur dan lain-lain).
• Aneuploidy ialah peningkatan atau penurunan bilangan kromosom dalam pasangan individu. Jenis mutasi ini dicirikan oleh daya maju individu yang rendah. Mutasi yang meluas pada manusia - satu dalam pasangan ke-21 - menyebabkan sindrom Down.

Mutasi kromosom

Kebolehubahan dalam biologi dengan cara muncul apabila struktur kromosom itu sendiri berubah: kehilangan bahagian terminal, pengulangan set gen, putaran serpihan tunggal, pemindahan segmen kromosom ke tempat lain atau ke kromosom lain. Mutasi sedemikian sering berlaku di bawah pengaruh radiasi dan pencemaran kimia alam sekitar.

Mutasi gen

Sebahagian besar mutasi ini tidak muncul secara luaran, kerana ia adalah sifat resesif. Mutasi gen disebabkan oleh perubahan dalam jujukan nukleotida - gen individu - dan membawa kepada kemunculan molekul protein dengan sifat baru.

Mutasi gen pada manusia menyebabkan manifestasi beberapa penyakit keturunan - anemia sel sabit, hemofilia.

Mutasi sitoplasma

Mutasi sitoplasma dikaitkan dengan perubahan dalam struktur sitoplasma sel yang mengandungi molekul DNA. Ini adalah mitokondria dan plastid. Mutasi sedemikian dihantar melalui garis ibu, kerana zigot menerima semua sitoplasma dari telur ibu. Satu contoh mutasi sitoplasma yang telah menyebabkan kebolehubahan dalam biologi ialah pinnateness tumbuhan, yang disebabkan oleh perubahan dalam kloroplas.

Semua mutasi mempunyai sifat berikut:

• Mereka muncul secara tiba-tiba.
• Diturunkan secara warisan.
• Mereka tidak mempunyai arah tuju. Mutasi boleh tertakluk kepada kedua-dua kawasan yang tidak penting dan tanda penting.
• Berlaku pada individu, iaitu individu.
• Dalam manifestasi mereka, mutasi boleh menjadi resesif atau dominan.
• Mutasi yang sama boleh diulang.

Setiap mutasi disebabkan oleh sebab tertentu. Dalam kebanyakan kes, ia tidak dapat ditentukan dengan tepat. Di bawah keadaan percubaan, untuk mendapatkan mutasi, faktor terarah persekitaran luaran digunakan - pendedahan radiasi dan sebagainya.

Keturunan dan kebolehubahan adalah antara faktor penentu dalam evolusi dunia organik.

Keturunan- ini adalah hak milik organisma hidup untuk memelihara dan menghantar kepada keturunan ciri-ciri struktur dan perkembangannya. Disebabkan oleh keturunan dari generasi ke generasi, ciri-ciri spesies, varieti, baka, strain dipelihara. Komunikasi antara generasi dijalankan semasa pembiakan melalui sel haploid atau diploid (lihat bahagian "Botani" dan "Zoologi").

Daripada organel sel, peranan utama dalam keturunan ialah kromosom yang mampu menduplikasi dan membentuk diri dengan bantuan gen dari keseluruhan kompleks ciri ciri spesies (lihat bab "Sel"). Sel-sel setiap organisma mengandungi puluhan ribu gen. Keseluruhan mereka, ciri individu spesies, dipanggil genotip.

Kebolehubahan adalah bertentangan dengan keturunan, tetapi berkait rapat dengannya. Ia dinyatakan dalam keupayaan organisma untuk berubah. Oleh kerana kebolehubahan individu individu, populasi adalah heterogen. Darwin membezakan dua jenis kebolehubahan utama.

Kebolehubahan bukan keturunan(lihat tentang pengubahsuaian dalam bab "Asas Genetik dan Pemilihan") berlaku dalam proses perkembangan individu organisma di bawah pengaruh keadaan persekitaran tertentu yang menyebabkan perubahan yang sama pada semua individu spesies yang sama, oleh itu Darwin memanggil kebolehubahan ini pasti. Walau bagaimanapun, tahap perubahan sedemikian dalam individu individu mungkin berbeza. Contohnya, katak rumput suhu rendah menyebabkan warna gelap, tetapi keamatannya berbeza pada individu yang berbeza. Darwin menganggap pengubahsuaian sebagai tidak penting kepada evolusi, kerana ia biasanya tidak diwarisi.

kebolehubahan keturunan(lihat tentang mutasi dalam bab "Asas Genetik dan Pemilihan") dikaitkan dengan perubahan dalam genotip individu, jadi perubahan yang terhasil diwarisi. Secara semula jadi, mutasi muncul dalam individu tunggal di bawah pengaruh luaran rawak dan faktor dalaman. Sifat mereka sukar untuk diramal, jadi Darwin kebolehubahan ini. bernama tidak pasti. Mutasi boleh kecil atau besar dan menjejaskan pelbagai tanda dan harta benda. Contohnya, dalam Drosophila, di bawah pengaruh sinar-X, sayap, bulu, warna mata dan badan, kesuburan, dsb. perubahan. Mutasi boleh memberi manfaat, memudaratkan atau tidak peduli kepada organisma.

Variasi keturunan ialah kebolehubahan gabungan. Ia berlaku semasa lintasan bebas dalam populasi atau semasa hibridisasi buatan. Akibatnya, individu dilahirkan dengan kombinasi ciri dan sifat baharu yang tiada daripada ibu bapa (lihat tentang persilangan dihibrid, neoplasma semasa persilangan, persilangan kromosom dalam bab "Asas Genetik dan Pemilihan"). Kebolehubahan relatif juga turun temurun; ia dinyatakan dalam fakta bahawa perubahan dalam satu organ menyebabkan perubahan bergantung pada yang lain (lihat bab "Asas Genetik dan Pemilihan" untuk pelbagai tindakan gen). Sebagai contoh, kacang dengan bunga ungu sentiasa mempunyai warna petioles dan urat daun yang sama. Dalam burung yang mengharungi, anggota badan yang panjang dan leher sentiasa disertai dengan paruh dan lidah yang panjang. Darwin menganggap kebolehubahan keturunan sangat penting untuk evolusi, kerana ia berfungsi sebagai bahan untuk pemilihan semula jadi dan buatan dalam pembentukan populasi baru, spesies, varieti, baka dan strain.

Dari sejarah

Idea bahawa makhluk hidup dicirikan oleh keturunan dan kebolehubahan yang dibangunkan pada zaman dahulu. Adalah diperhatikan bahawa semasa pembiakan organisma dari generasi ke generasi, kompleks tanda dan sifat yang wujud dalam spesies tertentu (manifestasi keturunan) dihantar. Walau bagaimanapun, adalah sama jelas bahawa terdapat beberapa perbezaan antara individu spesies yang sama (manifestasi kebolehubahan).

Pengetahuan tentang kehadiran sifat-sifat ini digunakan dalam pembangunan varieti baru tumbuhan yang ditanam dan baka haiwan domestik. Sejak dahulu lagi, hibridisasi telah digunakan dalam pertanian, iaitu, persilangan organisma yang berbeza antara satu sama lain dalam beberapa cara. Namun, sebelum ini lewat XIX V. kerja sedemikian telah dijalankan secara percubaan dan kesilapan, kerana mekanisme yang mendasari manifestasi sifat-sifat organisma sedemikian tidak diketahui, dan hipotesis yang wujud dalam hal ini adalah spekulatif semata-mata.

Pada tahun 1866, karya Gregor Mendel, seorang penyelidik Czech, "Eksperimen pada Hibrid Tumbuhan" telah diterbitkan. Ia menerangkan corak pewarisan sifat dalam generasi tumbuhan beberapa spesies, yang dikenal pasti oleh G. Mendel hasil daripada banyak eksperimen yang dilakukan dengan teliti. Tetapi penyelidikannya tidak menarik perhatian orang sezamannya, yang gagal menghargai kebaharuan dan kedalaman idea yang mengatasi tahap umum sains biologi pada masa itu. Hanya pada tahun 1900, selepas penemuan undang-undang G. Mendel yang baru dan bebas oleh tiga penyelidik (G. de Vries di Holland, K. Korrens di Jerman dan E. Cermak di Austria), pembangunan sains biologi baru - genetik, yang mengkaji corak keturunan dan kebolehubahan. Gregor Mendel betul-betul dianggap sebagai pengasas sains muda ini, tetapi sangat pesat membangun.

Keturunan organisma

Keturunan organisma dipanggil harta bersama semua organisma untuk memelihara dan menghantar ciri dan fungsi struktur daripada nenek moyang kepada keturunan.

Hubungan antara ibu bapa dan anak dalam organisma dijalankan terutamanya melalui pembiakan. Keturunan sentiasa seperti ibu bapa dan nenek moyang, tetapi mereka bukan salinan yang tepat.

Semua orang tahu bahawa pokok oak tumbuh dari biji, dan anak ayam cuckoo menetas dari telur. Daripada benih tumbuhan yang ditanam daripada varieti tertentu, tumbuh-tumbuhan daripada varieti yang sama tumbuh. Dalam haiwan domestik, keturunan baka yang sama mengekalkan sifat mereka.

Mengapa keturunan kelihatan seperti ibu bapa mereka? Pada zaman Darwin, punca keturunan kurang difahami. Kini diketahui bahawa asas material keturunan adalah gen yang terletak pada kromosom. Gen ialah bahagian molekul bahan organik DNA, di bawah pengaruh tanda-tanda yang terbentuk. Dalam sel-sel organisma jenis yang berbeza mengandungi unit dan puluhan kromosom dan ratusan ribu gen.

Kromosom dengan gen yang terletak di dalamnya terdapat dalam sel kuman dan dalam sel badan. Semasa pembiakan seksual, percantuman gamet jantan dan betina berlaku. Dalam sel-sel embrio, kromosom lelaki dan wanita digabungkan, oleh itu, pembentukannya berlaku di bawah pengaruh gen kedua-dua organisma ibu dan bapa. Perkembangan beberapa sifat lebih dipengaruhi oleh gen organisma ibu, yang lain - oleh organisma bapa, dan gen ibu dan bapa mempunyai pengaruh yang sama pada sifat ketiga. Oleh itu, anak, dalam beberapa aspek, ternyata serupa dengan organisma ibu, pada orang lain - dengan bapa, pada yang ketiga - ia menggabungkan tanda-tanda bapa dan ibu, iaitu, ia mempunyai watak pertengahan.

Kebolehubahan organisma

Kebolehubahan organisma dipanggil sifat umum organisma untuk memperoleh ciri baharu - perbezaan antara individu dalam spesies.

Semua tanda organisma boleh berubah: ciri luaran dan struktur dalaman, fisiologi, tingkah laku, dsb. Dalam keturunan sepasang haiwan atau antara tumbuhan yang ditanam daripada biji satu buah, adalah mustahil untuk bertemu dengan individu yang sama sepenuhnya. Dalam kawanan biri-biri baka yang sama, setiap haiwan berbeza dalam ciri-ciri halus: saiz badan, panjang kaki, kepala, warna, panjang dan ketumpatan ikal bulu, suara, tabiat. Bilangan bunga buluh marginal dalam perbungaan batang emas (keluarga komposit) berkisar antara 5 hingga 8. Bilangan kelopak anemon oak (keluarga buttercup) ialah 6, dan kadang-kadang 7 dan 8. Tumbuhan dari spesies yang sama atau varieti agak berbeza antara satu sama lain dari segi berbunga, buah masak, tahap rintangan kemarau, dll. Oleh kerana kebolehubahan individu, populasi adalah heterogen.

Darwin membezakan dua bentuk utama kebolehubahan - bukan keturunan dan keturunan.

Kebolehubahan bukan keturunan atau pengubahsuaian

Telah lama diperhatikan bahawa semua individu baka, varieti atau spesies tertentu, di bawah pengaruh sebab tertentu, berubah dalam satu arah. Varieti tumbuhan yang ditanam, dengan ketiadaan keadaan di mana ia dibiakkan oleh manusia, kehilangan kualiti mereka. Sebagai contoh, kubis putih, apabila ditanam di negara panas, tidak membentuk kepala. Adalah diketahui bahawa dengan baja yang baik, penyiraman, dan pencahayaan, tumbuhan belukar dengan banyaknya dan berbuah. Baka kuda yang dibawa ke pergunungan atau ke pulau-pulau yang makanannya tidak berkhasiat menjadi terbantut dari semasa ke semasa. Produktiviti haiwan luar dalam keadaan penyelenggaraan dan penjagaan yang lebih baik meningkat. Semua perubahan ini bukan keturunan, dan jika tumbuh-tumbuhan atau haiwan dipindahkan ke keadaan asal kewujudannya, maka tanda-tanda itu kembali kepada keadaan asalnya.

Punca kebolehubahan bukan keturunan, atau pengubahsuaian, kebolehubahan organisma pada zaman Darwin kurang difahami. Sehingga kini, didapati bahawa pembentukan organisma berlaku di bawah pengaruh gen dan di bawah pengaruh keadaan persekitaran. Keadaan ini adalah punca bukan keturunan, pengubahsuaian, kebolehubahan. Mereka boleh mempercepatkan atau melambatkan pertumbuhan dan perkembangan, menukar warna bunga dalam tumbuhan, tetapi gen tidak berubah. Disebabkan kebolehubahan bukan keturunan, individu populasi disesuaikan dengan keadaan persekitaran yang berubah-ubah.

kebolehubahan keturunan

Sebagai tambahan kepada pengubahsuaian, terdapat satu lagi bentuk kebolehubahan - kebolehubahan keturunan organisma, yang mempengaruhi kromosom atau gen, iaitu, asas bahan keturunan. Perubahan keturunan telah diketahui oleh Darwin, dia memberikan mereka peranan besar dalam evolusi.

Punca-punca variasi keturunan pada zaman Darwin juga kurang diterokai. Kini diketahui bahawa perubahan keturunan adalah disebabkan oleh perubahan dalam gen atau pembentukan kombinasi baru mereka dalam keturunan. Jadi, satu jenis kebolehubahan keturunan - mutasi - adalah disebabkan oleh perubahan dalam gen; spesies lain - kebolehubahan gabungan - disebabkan oleh gabungan gen baru dalam keturunan; ketiga - kebolehubahan korelatif - dikaitkan dengan fakta bahawa gen yang sama mempengaruhi pembentukan bukan satu, tetapi dua atau lebih sifat. Oleh itu, asas semua jenis kebolehubahan keturunan adalah perubahan dalam gen atau set gen.

Mutasi boleh menjadi kecil dan menjejaskan pelbagai ciri morfologi dan fisiologi organisma, contohnya, pada haiwan - saiz, warna, kesuburan, susu, dll. Kadang-kadang mutasi menampakkan diri dalam perubahan yang lebih ketara. Perubahan sedemikian digunakan untuk mencipta baka biri-biri ekor gemuk, merino dan astrakhan, jenis terry dari banyak tumbuhan hiasan, pokok dengan mahkota menangis dan piramid. Perubahan keturunan yang diketahui dalam strawberi dengan daun ovate ringkas, celandine dengan daun yang dibedah.

Mutasi boleh berlaku disebabkan oleh pelbagai pengaruh. Sumber kebolehubahan gabungan dalam populasi ialah persilangan. Individu individu daripada populasi yang sama agak berbeza antara satu sama lain dalam genotip. Hasil daripada persilangan bebas, kombinasi gen baru diperolehi.

Perubahan keturunan yang telah muncul dalam populasi disebabkan oleh sebab rawak secara beransur-ansur merebak di kalangan individu kerana persimpangan bebas, dan populasi menjadi tepu dengan mereka. Perubahan keturunan ini sendiri tidak boleh membawa kepada kemunculan populasi baru, apatah lagi spesies baru, tetapi mereka bahan yang diperlukan untuk pemilihan, prasyarat untuk perubahan evolusi.

Malah Darwin menyatakan sifat korelatif kebolehubahan keturunan. Sebagai contoh, anggota badan panjang haiwan hampir selalu disertai dengan leher yang memanjang; anjing tidak berbulu mempunyai gigi yang kurang berkembang; burung merpati dengan kaki berbulu mempunyai sarang di antara jari kaki. Dalam jenis meja bit, warna tanaman akar, tangkai daun dan bahagian bawah daun berubah dengan cara yang diselaraskan. Snapdragon dengan mahkota bunga ringan mempunyai batang dan daun hijau; dengan corolla gelap - batang dan daunnya gelap. Oleh itu, apabila memilih untuk satu sifat yang diingini, seseorang harus mengambil kira kemungkinan penampilan dalam keturunan sifat lain, kadang-kadang tidak diingini, yang berkaitan dengannya.

Keturunan dan kebolehubahan ialah sifat berbeza organisma yang menentukan persamaan dan ketidaksamaan anak dengan ibu bapa dan dengan nenek moyang yang lebih jauh. Keturunan menyatakan kestabilan bentuk organik dalam beberapa generasi, dan kebolehubahan - keupayaan mereka untuk berubah.

Darwin berulang kali menekankan keperluan untuk pembangunan mendalam undang-undang kebolehubahan dan keturunan. Kemudian mereka menjadi subjek kajian genetik.