ärftlig variation. Ärftlig variation: egenskaper och betydelse

4. ÄRFTLIG VARIABILITETS ROLL I ARTENS UTVECKLING OCH DESS FORMER

I Darwins evolutionsteori är förutsättningen för evolution ärftlig föränderlighet, och evolutionens drivkrafter är kampen för tillvaron och naturligt urval. När Ch. Darwin skapade evolutionsteorin hänvisar han upprepade gånger till resultaten av avelspraktik. Han visade att mångfalden av sorter och raser bygger på variation. Variabilitet är processen för uppkomsten av skillnader i ättlingar jämfört med förfäder, som bestämmer mångfalden av individer inom en sort eller ras. Darwin trodde att orsakerna till variabiliteten är påverkan på organismer av faktorer yttre miljön(direkt och indirekt), såväl som arten av organismerna själva (eftersom var och en av dem reagerar specifikt på påverkan av den yttre miljön). Variabilitet tjänar som grunden för bildandet av nya egenskaper i organismers struktur och funktioner, och ärftligheten förstärker dessa egenskaper.Darwin, som analyserade variabilitetsformerna, pekade ut tre bland dem: bestämd, obestämd och korrelativ.

En viss, eller grupp, variabilitet är en variation som uppstår under påverkan av någon miljöfaktor som verkar lika på alla individer av en sort eller ras och förändras i en viss riktning. Exempel på sådan variation är en ökning av kroppsvikten hos djurindivider med bra utfodring, förändring av hårfästet under påverkan av klimatet etc. En viss variation är massiv, omfattar hela generationen och uttrycks hos varje individ på liknande sätt. Det är inte ärftligt, det vill säga i ättlingarna till den modifierade gruppen, under andra förhållanden ärvs inte de egenskaper som förvärvats av föräldrarna.

Obestämd, eller individuell, variabilitet yttrar sig specifikt hos varje individ, d.v.s. unik, individuell till sin natur. Det är förknippat med skillnader i individer av samma sort eller ras under liknande förhållanden. Denna form av variabilitet är obestämd, d.v.s. en egenskap under samma förhållanden kan förändras i olika riktningar. Till exempel, i en variation av växter, förekommer exemplar med olika färger på blommor, olika färgintensitet på kronbladen, etc. Orsaken till detta fenomen var okänd för Darwin. Osäker variation har ärftlig natur, d.v.s. överförs stabilt till avkomma. Detta är dess betydelse för evolutionen.

Med korrelativ, eller korrelativ, variabilitet, orsakar en förändring i ett organ förändringar i andra organ. Till exempel har hundar med dåligt utvecklad päls vanligtvis underutvecklade tänder, duvor med fjäderben har vävband mellan fingrarna, duvor med lång näbb vanligtvis långa ben, vita katter med blåa ögon vanligtvis döv, etc. Från faktorerna för korrelativ variabilitet drar Darwin en viktig slutsats: en person som väljer vilken funktion som helst i strukturen kommer nästan "förmodligen oavsiktligt att förändra andra delar av kroppen på grundval av de mystiska korrelationslagarna."

Efter att ha bestämt formerna för variabilitet kom Darwin till slutsatsen att endast ärftliga förändringar är viktiga för den evolutionära processen, eftersom endast de kan ackumuleras från generation till generation. Enligt Darwin, de viktigaste faktorerna för evolution kulturella former- detta är ärftlig variation och urval som produceras av människan (Darwin kallade ett sådant urval artificiellt). Variabilitet är en nödvändig förutsättning för artificiellt urval, men det avgör inte bildandet av nya raser och sorter.

SLUTSATS

Således byggde Darwin för första gången i biologins historia upp evolutionsteorin. Detta var av stor metodologisk betydelse och gjorde det möjligt att inte bara underbygga idén om organisk evolution klart och övertygande för samtida, utan också att testa giltigheten av själva evolutionsteorin. Detta var den avgörande fasen av en av de största konceptuella revolutionerna inom naturvetenskapen. Det viktigaste i denna revolution var ersättningen av den teologiska idén om evolution som ett koncept för den ursprungliga ändamålsenligheten med en modell naturligt urval. Trots hård kritik vann Darwins teori snabbt erkännande på grund av att konceptet historisk utveckling levande natur bättre än idén om arternas oföränderlighet, förklarade de observerade fakta. För att underbygga sin teori, drog Darwin, till skillnad från sina föregångare, på en enorm mängd fakta som var tillgänglig för honom från olika områden. Framträdandet av biotiska relationer och deras befolknings-evolutionära tolkning var den viktigaste innovationen i Darwins evolutionsbegrepp och ger rätten att dra slutsatsen att Darwin skapade sin egen uppfattning om kampen för tillvaron, fundamentalt annorlunda än idéerna från hans föregångare Darwins doktrin om Evolution organisk värld var den första utvecklingsteorin skapad av "naturhistorisk materialism i naturvetenskapens djup, den första tillämpningen av utvecklingsprincipen på ett självständigt naturvetenskapsområde." Detta är darwinismens allmänna vetenskapliga betydelse.

Darwins förtjänst och att han öppnade drivande krafter organisk evolution. Ytterligare utveckling biologin fördjupade och kompletterade hans idéer, som fungerade som grunden för den moderna darwinismen. Inom alla biologiska discipliner intar nu den ledande platsen den historiska forskningsmetoden, som gör det möjligt att studera konkreta sätt evolution av organismer och tränga djupt in i essensen av biologiska fenomen. Charles Darwins evolutionsteorin har funnit bred tillämpning i modern syntetisk teori, där den enda vägledande faktorn i evolutionen är naturligt urval, vars material är mutation. Historisk analys Darwins teori ger oundvikligen upphov till nya metodologiska problem inom vetenskapen, som kan bli föremål för en särskild studie. Att lösa dessa problem innebär en utvidgning av kunskapsområdet, och följaktligen, vetenskapliga framsteg på många områden: både inom biologi, medicin och inom psykologi, på vilka Charles Darwins evolutionsteorin hade inte mindre inflytande än på naturvetenskapen.

Lista över begagnad litteratur

1. Alekseev V.A. Darwinismens grunder (historiska och teoretisk introduktion). - M., 1964.

2. Velisov E.A. Charles Darwin. Liv, verksamhet och verk av grundaren av den evolutionära läran. - M., 1959.

3. Danilova V.S., Kozhevnikov N.N. Grundläggande begrepp inom naturvetenskap. – M.: Aspect Press, 2000. – 256 sid.

4. Dvoryansky F.A. Darwinism. - M.: MGU, 1964. - 234 sid.

5. Lemeza N.A., Kamlyuk L.V., Lisov N.D. Handbok för sökande till universitet. – M.: Rolf, Iris-press, 1998. – 496 sid.

6. Mamontov S.G. Biologi: en guide för sökande till universitet. -M.: Högre skola, 1992. - 245 sid.

7. Ruzavin G.I. Begrepp av modern naturvetenskap: en kurs med föreläsningar. - M.: Projekt, 2002. - 336 sid.

8. Sadokhin A.P. Begrepp av modern naturvetenskap. - M., 2005.

9. Slopov E.F. Begrepp av modern naturvetenskap. – M.: Vlados, 1999. – 232 sid.

10. Smygina S.I. Begrepp av modern naturvetenskap. - Rostov n/D., 1997.

Vissa partiklar gick från föräldrar till avkomma. Nu kallar vi dessa partiklar gener. Idén om korpuskulär ärftlighet är av stor betydelse för att förstå hur naturligt urval fungerar i populationer. Evolution kan ses som förändringar i vilken egenskap som helst hos en given befolkning över tiden. I en viss allmän filosofisk mening är detta evolutionens väsen. ...

De skulle sträva efter att bevaras under föränderliga förhållanden, och det naturliga urvalet skulle ha fullt utrymme för dess förbättrande verkan. 1. NATURLIGT URVAL SOM EN ELEMENTÄR EVOLUTIONÄR FAKTOR Jag kallade bevarandet av gynnsamma individuella skillnader och förändringar och förstörelsen av skadliga för naturligt urval eller överlevnaden av de starkaste Ch. Darwin I modern mening ...

Bevarande och ackumulering av små ärftliga förändringar, som var och en är fördelaktig för varelsen som räddas. Omständigheter som gynnar bildandet av nya former genom naturligt urval. Mycket variation, naturligtvis, och individuella skillnader kommer naturligtvis att vara en gynnsam omständighet. Ett stort antal individer, vilket ökar chanserna att dyka upp i...

Och så spelar de en viktigare roll i evolutionen. Av grundläggande betydelse är det faktum att dessa mutationer är slumpmässiga, med andra ord, de är inte riktade. 3. Den centrala dogmen och Weismannprincipen accepteras. 4. Evolution utförs genom att ändra frekvensen av gener. 5. Dessa förändringar kan uppstå som ett resultat av mutationer, geners inträde i populationen och deras utflöde från den, slumpmässig drift och ...

variabilitet kallas den gemensamma egenskapen för alla levande organismer att förvärva skillnader mellan individer av samma art.

Ch. Darwin pekade ut följande huvudtyper av variabilitet: bestämd (grupp, icke-ärftlig, modifiering), obestämd (individuell, ärftlig, mutationell) och kombinerad. Ärftlig variation inkluderar sådana förändringar i egenskaperna hos levande varelser som är förknippade med förändringar i (dvs mutationer) och överförs från generation till generation. Överföringen av material från föräldrar till avkomma måste vara mycket exakt, annars kan arten inte bevaras. Dock ibland kvantitativa eller kvalitativa förändringar i DNA, och dotterceller blir förvrängda jämfört med föräldragener. Sådana fel i arvsmaterialet överförs nästa generation och kallas mutationer. En organism som fått nya egenskaper till följd av mutationer kallas mutant. Ibland är dessa förändringar tydligt synliga fenotypiskt, till exempel frånvaron av pigment i huden och håret - albinism. Men oftast är mutationer recessiva och uppträder i fenotypen endast när de är närvarande i det homozygota tillståndet. Förekomsten av ärftliga förändringar var känd. Allt följer av doktrinen om ärftliga förändringar. Ärftlig variation är en nödvändig förutsättning för naturlig och. Men vid Darwins tid fanns det fortfarande inga experimentella data om ärftlighet och arvslagarna var inte kända. Detta gjorde det omöjligt att strikt skilja mellan olika former av variabilitet.

mutationsteori utvecklades i början av nittonhundratalet av den holländska cytologen Hugo de Vries. har ett antal egenskaper:

Mutationer uppstår plötsligt och vilken del av genotypen som helst kan mutera.
Mutationer är oftare recessiva och mindre ofta dominerande.
Mutationer kan vara skadliga, neutrala eller fördelaktiga för organismen.
Mutationer överförs från generation till generation.
Mutationer kan ske under påverkan av både yttre och inre påverkan.

Mutationer är indelade i flera typer:

Punkt (gen) mutationerär förändringar i enskilda gener. Detta kan hända när ett eller flera nukleotidpar i en DNA-molekyl byts ut, tappas eller sätts in.
Kromosomala mutationerär förändringar i delar av en kromosom eller hela kromosomer. Sådana mutationer kan uppstå som ett resultat av deletion - förlust av en del av kromosomen, duplicering - fördubbling av någon del av kromosomen, inversion - vridning av en del av kromosomen år 1800, translokation - rivning av en del av kromosomen och flytta den till en ny position, till exempel genom att förena en annan kromosom.
mutationer består i att ändra antalet kromosomer i den haploida uppsättningen. Detta kan uppstå på grund av förlusten av en kromosom från genotypen, eller, omvänt, en ökning av antalet kopior av någon kromosom i den haploida uppsättningen från en till två eller fler. specialfall genomiska mutationer - polyploidi - en ökning av antalet kromosomer med en faktor. Begreppet mutationer introducerades i vetenskapen av den holländska botanikern de Vries. I en asp (primula) växt, observerade han utseendet på skarpa, krampaktiga avvikelser från typisk form, och dessa avvikelser var ärftliga. Ytterligare studier på olika föremål - växter, djur, mikroorganismer visade att fenomenet mutationsvariabilitet är karakteristiskt för alla organismer.
Kromosomer är den materiella grunden för genotypen. Mutationer är förändringar som sker i kromosomerna under påverkan av yttre faktorer eller. Mutationsvariabilitet är nyligen inträffade förändringar i genotypen, medan kombinationer är nya kombinationer av föräldragener i zygoten. Mutationer påverkar olika aspekter av kroppens struktur och funktioner. Till exempel, i Drosophila, mutationsförändringar i formen på vingarna (fram till deras fullständiga försvinnande), kroppsfärg, utveckling av borst på kroppen, ögonformen, deras färg (röd, gul, vit, körsbär), som såväl som många fysiologiska tecken (livslängd, fertilitet) är kända. ).

De sker i olika riktningar och är i sig inte adaptiva, fördelaktiga förändringar för kroppen.

Många nya mutationer är ogynnsamma för organismen och kan till och med orsaka dess död. De flesta av dessa mutationer är recessiva.

De flesta mutanter har minskad livsduglighet och såras bort genom naturligt urval. Evolution eller nya raser och sorter kräver de sällsynta individer som har gynnsamma eller neutrala mutationer. betydelsen av mutationer ligger i att de skapar ärftliga förändringar som är materialet för naturligt urval i naturen. Mutationer är också nödvändiga för individer med nya egenskaper värdefulla för människor. Artificiella mutagena faktorer används i stor utsträckning för att erhålla nya djurraser, växtsorter och stammar av mikroorganismer.

Kombinationsvariabilitet gäller även ärftliga former variabilitet. Det beror på omarrangemanget av gener under fusionen av könsceller och bildandet av en zygot, d.v.s. under den sexuella processen.

Variation i biologi är förekomsten av individuella skillnader mellan individer av samma art. På grund av variationen blir populationen heterogen, och arten har bättre förutsättningar att anpassa sig till förändrade miljöförhållanden.

I en vetenskap som biologi går ärftlighet och variation hand i hand. Det finns två typer av variation:

• Icke-ärftlig (modifiering, fenotypisk).
• Ärftlig (mutationell, genotypisk).

Icke-ärftlig variation

Modifieringsvariabilitet i biologi är förmågan hos en enskild levande organism (fenotyp) att anpassa sig till miljöfaktorer inom sin genotyp. På grund av denna egenskap anpassar sig individer till förändringar i klimatet och andra existensförhållanden. ligger till grund för de anpassningsprocesser som förekommer i vilken organism som helst. Så hos utavlade djur, med förbättring av villkoren för internering, ökar produktiviteten: mjölkavkastning, äggproduktion och så vidare. Och djuren som förs till bergstrakterna blir underdimensionerade och med en välutvecklad underull. Förändringar i miljöfaktorer och orsaka variabilitet. Exempel på denna process kan lätt hittas i Vardagsliv: mänsklig hud blir mörk under påverkan av ultravioletta strålar, som ett resultat av fysisk ansträngning utvecklas muskler, växter som odlas på skuggiga platser och i ljuset har olika bladformer och harar ändrar pälsfärg på vintern och sommaren.

För icke-ärftlig variation kännetecknas av följande egenskaper:

• gruppkaraktär av förändringar;
• inte ärvt av avkomma;
• förändring i egenskap inom genotypen;
• förhållandet mellan graden av förändring och intensiteten av påverkan av en extern faktor.

ärftlig variation

Inom biologi är ärftlig eller genotypisk variabilitet den process genom vilken genomet hos en organism förändras. Tack vare henne får individen egenskaper som tidigare var ovanliga för hennes art. Enligt Darwin är genotypisk variation evolutionens huvudmotor. Det finns följande typer av ärftlig variation:

• mutationell;
• kombinativ.

Uppstår som ett resultat av utbyte av gener under sexuell reproduktion. Samtidigt kombineras föräldrarnas egenskaper på olika sätt i ett antal generationer, vilket ökar mångfalden av organismer i befolkningen. Kombinativ variabilitet följer reglerna för mendelskt arv.

Ett exempel på sådan variation är inavel och utavel (närbesläktad och orelaterade korsning). När egenskaperna hos en enskild producent vill fixeras i djurrasen används inavel. Således blir avkomman mer enhetlig och förstärker egenskaperna hos grundaren av linjen. Inavel leder till manifestationen av recessiva gener och kan leda till degeneration av linjen. För att öka avkommans livsduglighet används utavel - orelaterad korsning. Samtidigt ökar avkommans heterozygositet och mångfalden inom befolkningen ökar, och som ett resultat ökar motståndet hos individer mot de negativa effekterna av miljöfaktorer.

Mutationer är i sin tur indelade i:

• genomisk;
• kromosomala;
• genetisk;
• cytoplasmisk.

Förändringar som påverkar könsceller ärvs. Mutationer i kan överföras till avkomma om individen förökar sig vegetativt (växter, svampar). Mutationer kan vara fördelaktiga, neutrala eller skadliga.

Genomiska mutationer

Variation i biologi genom genomiska mutationer kan vara av två typer:

• Polyploidi - en mutation som ofta finns i växter. Det orsakas av en multipel ökning av det totala antalet kromosomer i kärnan, det bildas i processen att kränka deras divergens till cellens poler under delning. Polyploida hybrider används ofta i lantbruk- i växtodling finns det mer än 500 polyploider (lök, bovete, sockerbetor, rädisa, mynta, vindruvor och andra).
• Aneuploidi är en ökning eller minskning av antalet kromosomer i enskilda par. Denna typ av mutation kännetecknas av låg livsduglighet hos individen. En utbredd mutation hos människor - en i det 21:a paret - orsakar Downs syndrom.

Kromosomala mutationer

Variabilitet i biologi uppträder för övrigt när själva kromosomernas struktur förändras: förlust av den terminala sektionen, upprepning av en uppsättning gener, rotation av ett enda fragment, överföring av ett kromosomsegment till en annan plats eller till en annan kromosom. Sådana mutationer uppstår ofta under påverkan av strålning och kemisk förorening av miljön.

Genmutationer

En betydande del av dessa mutationer uppträder inte externt, eftersom det är en recessiv egenskap. Genmutationer orsakas av en förändring i sekvensen av nukleotider – enskilda gener – och leder till uppkomsten av proteinmolekyler med nya egenskaper.

Genmutationer hos människor orsakar manifestationen av vissa ärftliga sjukdomar - sicklecellanemi, hemofili.

Cytoplasmatiska mutationer

Cytoplasmatiska mutationer är associerade med förändringar i strukturerna i cellcytoplasman som innehåller DNA-molekyler. Dessa är mitokondrier och plastider. Sådana mutationer överförs genom moderlinjen, eftersom zygoten tar emot all cytoplasma från moderns ägg. Ett exempel på en cytoplasmatisk mutation som har orsakat variabilitet i biologi är växtfjädring, som orsakas av förändringar i kloroplaster.

Alla mutationer har följande egenskaper:

• De dyker upp plötsligt.
• Gått i arv genom arv.
• De har ingen riktning. Mutationer kan utsättas för både ett obetydligt område och ett vitalt tecken.
• Förekommer hos individer, det vill säga individuella.
• I sin manifestation kan mutationer vara recessiva eller dominerande.
• Samma mutation kan upprepas.

Varje mutation orsakas av specifika orsaker. I de flesta fall kan det inte fastställas exakt. Under experimentella förhållanden, för att erhålla mutationer, används en riktad faktor av den yttre miljön - strålningsexponering och liknande.

Ärftlighet och variation är bland de avgörande faktorerna i utvecklingen av den organiska världen.

Ärftlighet- detta är levande organismers egendom att bevara och överföra egenskaperna hos deras struktur och utveckling till avkomman. På grund av ärftlighet från generation till generation bevaras egenskaperna hos en art, sort, ras, stam. Kommunikation mellan generationer sker under reproduktion genom haploida eller diploida celler (se avsnitten "Botanik" och "Zoologi").

Av cellorganellerna tillhör den ledande rollen i ärftlighet kromosomer som kan självduplicera och bildas med hjälp av gener av hela komplexet av egenskaper som är karakteristiska för arten (se kapitlet "Cell"). Varje organisms celler innehåller tiotusentals gener. Deras helhet, karakteristisk för en individ av en art, kallas genotypen.

Variabilitet är motsatsen till ärftlighet, men är oupplösligt kopplad till det. Det uttrycks i organismers förmåga att förändras. På grund av individuella individers variation är populationen heterogen. Darwin särskiljde två huvudtyper av variabilitet.

Icke-ärftlig variation(se om modifieringar i kapitlet "Grundläggande av genetik och selektion") sker i processen för individuell utveckling av organismer under påverkan av specifika miljöförhållanden som orsakar liknande förändringar hos alla individer av samma art, därför kallade Darwin denna variabilitet definitiv. Graden av sådana förändringar hos enskilda individer kan dock vara olika. Till exempel gräsgrodor låga temperaturer orsaka en mörk färg, men dess intensitet är olika hos olika individer. Darwin ansåg att modifieringar inte var väsentliga för evolutionen, eftersom de i allmänhet inte ärvs.

ärftlig variation(se om mutationer i kapitlet "Fundamentals of Genetics and Selection") är associerad med en förändring i genotypen hos en individ, så de resulterande förändringarna ärvs. I naturen uppträder mutationer hos enstaka individer under påverkan av slumpmässiga yttre och interna faktorer. Deras natur är svår att förutsäga, så Darwin denna variation. som heter osäker. Mutationer kan vara mindre eller större och påverka olika tecken och fastigheter. Till exempel, i Drosophila, under påverkan av röntgenstrålar, förändras vingar, borst, ögon- och kroppsfärg, fertilitet etc. Mutationer kan vara fördelaktiga, skadliga eller likgiltiga för organismen.

Den ärftliga variationen är kombinativ variabilitet. Det förekommer under fria korsningar i populationer eller under artificiell hybridisering. Som ett resultat föds individer med nya kombinationer av egenskaper och egenskaper som saknades hos föräldrarna (se om dihybridkorsning, neoplasmer under korsning, kromosomkorsning i kapitlet "Grundläggande av genetik och selektion"). Relativ variationäven ärftlig; det uttrycks i det faktum att en förändring i ett organ orsakar beroende förändringar i andra (se kapitlet "Grundläggande genetik och selektion" för en gens multipla verkan). Till exempel har ärtor med lila blommor alltid samma nyans av bladskaft och bladvener. Hos vadarfåglar åtföljs långa lemmar och en hals alltid av en lång näbb och tunga. Darwin ansåg ärftlig variation vara särskilt viktig för evolutionen, eftersom den fungerar som material för naturligt och artificiellt urval vid bildandet av nya populationer, arter, sorter, raser och stammar.

Från historien

Tanken att levande varelser kännetecknas av ärftlighet och föränderlighet utvecklades under antiken. Det märktes att under reproduktionen av organismer från generation till generation överförs ett komplex av tecken och egenskaper som är inneboende i en viss art (manifestation av ärftlighet). Det är dock lika uppenbart att det finns vissa skillnader mellan individer av samma art (manifestation av variabilitet).

Kunskapen om förekomsten av dessa egenskaper användes i utvecklingen av nya sorter av odlade växter och raser av husdjur. Sedan urminnes tider har hybridisering använts inom jordbruket, det vill säga korsning av organismer som på något sätt skiljer sig från varandra. Dock innan sent XIX V. sådant arbete utfördes genom försök och misstag, eftersom de mekanismer som ligger till grund för manifestationen av sådana egenskaper hos organismer inte var kända, och de hypoteser som fanns i detta avseende var rent spekulativa.

År 1866 publicerades arbetet av Gregor Mendel, en tjeckisk forskare, "Experiment on Plant Hybrids". Den beskrev mönstren för nedärvning av egenskaper i generationerna av växter av flera arter, som G. Mendel identifierade som ett resultat av många och noggrant utförda experiment. Men hans forskning väckte inte uppmärksamheten hos hans samtida, som misslyckades med att uppskatta nyheten och djupet av idéer som överträffade den allmänna nivån för den tidens biologiska vetenskaper. Först år 1900, efter upptäckten av G. Mendels lagar på nytt och oberoende av tre forskare (G. de Vries i Holland, K. Korrens i Tyskland och E. Cermak i Österrike), utvecklades en ny biologisk vetenskap - genetik, som studerar mönster av ärftlighet och föränderlighet. Gregor Mendel anses med rätta vara grundaren av denna unga, men mycket snabbt utvecklande vetenskap.

Ärftlighet av organismer

Organismernas ärftlighet kallas för alla organismers gemensamma egendom att bevara och överföra strukturella egenskaper och funktioner från förfäder till avkomma.

Relationen mellan föräldrar och avkomma i organismer utförs huvudsakligen genom reproduktion. Avkommor är alltid som föräldrar och förfäder, men de är inte en exakt kopia.

Alla vet att en ek växer från en ekollon, och gökungar kläcks från ägg. Ur frön från odlade växter av en viss sort växer växter av samma sort. Hos husdjur behåller ättlingar av samma ras sina egenskaper.

Varför ser avkomman ut som sina föräldrar? På Darwins tid var orsakerna till ärftlighet föga förstått. Det är nu känt att den materiella grunden för ärftlighet är generna på kromosomerna. En gen är en del av en molekyl organiskt material DNA, under påverkan av vilket tecken bildas. I organismers celler olika typer innehåller enheter och tiotals kromosomer och hundratusentals gener.

Kromosomer med gener som finns i dem finns både i könsceller och i kroppens celler. Under sexuell reproduktion sker sammansmältningen av manliga och kvinnliga könsceller. I embryots celler kombineras manliga och kvinnliga kromosomer, därför sker dess bildning under påverkan av generna från både moderns och faderns organismer. Utvecklingen av vissa egenskaper påverkas mer av den moderliga organismens gener, andra - av den faderliga organismen, och moderns och faderns gener har ett lika stort inflytande på de tredje egenskaperna. Därför visar sig avkomman i vissa avseenden likna moderns organism, i andra - till faderns, i den tredje - kombinerar den faderns och moderns tecken, det vill säga den har en mellanliggande karaktär.

Variabiliteten hos organismer

Organismernas variabilitet kallas organismernas allmänna egenskap att förvärva nya egenskaper – skillnader mellan individer inom en art.

Alla tecken på organismer är föränderliga: egenskaper hos yttre och inre struktur, fysiologi, beteende, etc. Hos avkomman till ett par djur eller bland växter som odlats från frön av en frukt är det omöjligt att träffa helt identiska individer. I en flock får av samma ras skiljer sig varje djur i subtila egenskaper: kroppsstorlek, benlängd, huvud, färg, längd och täthet av ullkrullen, röst, vanor. Antalet kantrörsblommor i guldstavens (sammansatta familj) blomställningar varierar från 5 till 8. Antalet kronblad av ekanemonen (smörblommarfamiljen) är 6, och ibland 7 och 8. Växter av samma art eller sorten skiljer sig något från varandra i fråga om blomning, mognadsfrukter, grad av torkbeständighet etc. På grund av individernas variabilitet är populationen heterogen.

Darwin särskiljde två huvudformer av variabilitet - icke-ärftlig och ärftlig.

Icke-ärftlig eller modifierad variation

Det har länge noterats att alla individer av en given ras, sort eller art, under påverkan av en viss orsak, förändras i en riktning. Varianter av odlade växter, i avsaknad av de förhållanden under vilka de odlades av människan, förlorar sina egenskaper. Till exempel bildar vitkål, när den odlas i varma länder, inte ett huvud. Det är känt att med bra gödningsmedel, vattning och belysning buskar växter rikligt och bär frukt. Hästaraser som förs till fjällen eller till öar där maten inte är näringsrik blir med tiden hämmade. Produktiviteten hos utavlade djur under förhållanden med förbättrat underhåll och skötsel ökar. Alla dessa förändringar är icke-ärftliga, och om växter eller djur överförs till sina ursprungliga existensvillkor, återgår tecknen igen till sina ursprungliga.

Orsakerna till icke-ärftlig, eller modifierad, variabilitet hos organismer vid Darwins tid var dåligt förstått. Hittills har det visat sig att bildandet av en organism sker både under påverkan av gener och under påverkan av miljöförhållanden. Dessa tillstånd är orsaken till icke-ärftlig, modifiering, variabilitet. De kan påskynda eller bromsa tillväxt och utveckling, ändra färgen på blommor i växter, men generna förändras inte. På grund av icke-ärftlig variation är individer av populationer anpassade till förändrade miljöförhållanden.

ärftlig variation

Förutom modifiering finns det en annan form av variabilitet - den ärftliga variationen hos organismer, som påverkar kromosomer eller gener, det vill säga de materiella grunderna för ärftlighet. Ärftliga förändringar var välkända för Darwin, han tilldelade dem en stor roll i evolutionen.

Orsakerna till ärftlig variation på Darwins tid var också lite utforskade. Det är nu känt att ärftliga förändringar beror på förändringar i gener eller bildandet av nya kombinationer av dem hos avkomman. Så, en typ av ärftlig variation - mutationer - beror på en förändring i gener; en annan art - kombinativ variabilitet - orsakas av en ny kombination av gener i avkomman; den tredje - korrelativ variabilitet - är förknippad med det faktum att samma gen påverkar bildandet av inte en, utan två eller flera egenskaper. Grunden för alla typer av ärftlig variation är alltså en förändring i en gen eller en uppsättning gener.

Mutationer kan vara mindre och påverka en mängd olika morfologiska och fysiologiska egenskaper hos organismen, till exempel hos djur - storlek, färg, fertilitet, mjölkighet, etc. Ibland manifesterar mutationer sig i mer betydande förändringar. Sådana förändringar användes för att skapa fettsvansade, merino- och astrakhanraser av får, frottévarianter av många prydnadsväxter, träd med gråtande och pyramidformade kronor. Kända ärftliga förändringar hos jordgubbar med enkla äggrunda blad, svalört med dissekerade blad.

Mutationer kan uppstå på grund av en mängd olika influenser. Källan till kombinativ variation i populationer är korsning. Enskilda individer av samma population skiljer sig något från varandra i genotyp. Som ett resultat av fri korsning erhålls nya kombinationer av gener.

Ärftliga förändringar som har dykt upp i en population på grund av slumpmässiga orsaker sprids gradvis bland individer på grund av fri korsning, och befolkningen blir mättad med dem. Dessa ärftliga förändringar kan i sig inte leda till uppkomsten av en ny population, än mindre en ny art, men de är nödvändigt material för urval, en förutsättning för evolutionär förändring.

Även Darwin noterade den korrelativa naturen hos ärftlig variation. Till exempel är djurens långa lemmar nästan alltid åtföljda av en långsträckt hals; hårlösa hundar har underutvecklade tänder; duvor med fjäderben har vävband mellan tårna. Hos bordssorter av rödbetor förändras färgen på rotfrukten, bladskaften och lövens undersida på ett samordnat sätt. I snapdragon med ljusa kransar av blommor, stjälken och bladen är gröna; med mörka kronkronor - stjälken och bladen är mörka. Därför bör man, när man väljer en önskad egenskap, ta hänsyn till möjligheten att andra, ibland oönskade, egenskaper som är relativt förknippade med den uppträder hos avkomman.

Ärftlighet och variabilitet är olika egenskaper hos organismer som bestämmer likheten och olikheten hos avkommor med föräldrar och med mer avlägsna förfäder. Ärftlighet uttrycker stabiliteten hos organiska former i ett antal generationer, och variation - deras förmåga att omvandla.

Darwin betonade upprepade gånger behovet av en djupgående utveckling av lagarna om föränderlighet och ärftlighet. Senare blev de föremål för studier av genetik.