kalıtsal değişkenlik Kalıtsal değişkenlik: özellikler ve önemi

4. Kalıtsal Değişkenliğin Türlerin Evrimindeki Rolü ve Biçimleri

Darwin'in evrim teorisinde, evrimin ön koşulu kalıtsal değişkenliktir ve evrimin itici güçleri, var olma mücadelesi ve doğal seleksiyondur. Evrim teorisini oluştururken, Ch. Darwin defalarca üreme uygulamasının sonuçlarına atıfta bulunur. Çeşitlerin ve ırkların çeşitliliğinin değişkenliğe dayandığını gösterdi. Değişkenlik, bir çeşit veya cins içindeki bireylerin çeşitliliğini belirleyen, atalara kıyasla torunlarda farklılıkların ortaya çıkma sürecidir. Darwin, değişkenliğin nedenlerinin, faktörlerin organizmalar üzerindeki etkisi olduğuna inanıyordu. dış ortam(doğrudan ve dolaylı) ve ayrıca organizmaların doğası (çünkü her biri özellikle dış ortamın etkisine tepki verir). Değişkenlik, organizmaların yapısında ve işlevlerinde yeni özelliklerin oluşumu için temel oluşturur ve kalıtım bu özellikleri güçlendirir.Darwin, değişkenlik biçimlerini analiz ederek aralarından üç tanesini ayırdı: kesin, belirsiz ve bağıntılı.

Belirli bir veya grup değişkenliği, bir çeşit veya cinsin tüm bireyleri üzerinde eşit şekilde etki eden ve belirli bir yönde değişen bazı çevresel faktörlerin etkisi altında meydana gelen bir değişkenliktir. Bu tür değişkenlik örnekleri, iyi beslenen hayvan bireylerinde vücut ağırlığında bir artış, iklimin etkisi altında saç çizgisinde bir değişiklik vb. Kalıtsal değildir, yani değiştirilmiş grubun torunlarında, diğer koşullar altında, ebeveynler tarafından edinilen özellikler kalıtsal değildir.

Belirsiz veya bireysel değişkenlik, her bireyde spesifik olarak kendini gösterir, yani. benzersiz, doğası gereği bireysel. Benzer koşullar altında aynı varyete veya cinse ait bireylerdeki farklılıklar ile ilişkilidir. Bu değişkenlik biçimi belirsizdir, yani aynı koşullar altındaki bir özellik farklı yönlerde değişebilir. Örneğin, bir bitki çeşidinde, farklı çiçek renkleri, farklı taçyaprak rengi yoğunluğu vb. Belirsiz değişkenlik kalıtsal karakter, yani, yavrulara istikrarlı bir şekilde bulaşır. Evrim için önemi budur.

Bağlaşık veya bağıntılı değişkenlikle, herhangi bir organdaki değişiklik diğer organlarda değişikliklere neden olur. Örneğin, tüyleri az gelişmiş köpeklerin dişleri genellikle az gelişmiştir, bacakları tüylü olan güvercinlerin parmakları arasında perde vardır, gagası uzun olan güvercinlerin genellikle uzun bacaklar, beyaz kediler Mavi gözlü genellikle sağır vb. Darwin, bağıntılı değişkenlik faktörlerinden önemli bir sonuç çıkarır: yapının herhangi bir özelliğini seçen bir kişi, neredeyse "gizemli korelasyon yasalarına dayanarak vücudun diğer kısımlarını muhtemelen istemeden değiştirecektir."

Değişkenlik biçimlerini belirleyen Darwin, evrim süreci için yalnızca kalıtsal değişikliklerin önemli olduğu, çünkü yalnızca nesilden nesile birikebilecekleri sonucuna vardı. Darwin'e göre evrimin ana faktörleri kültürel formlar- bu, insan tarafından üretilen kalıtsal değişkenlik ve seçilimdir (Darwin bu tür seçilimi yapay olarak adlandırdı). Değişkenlik, yapay seçilim için gerekli bir ön koşuldur, ancak yeni ırk ve çeşitlerin oluşumunu belirlemez.

ÇÖZÜM

Böylece Darwin, biyoloji tarihinde ilk kez evrim teorisini kurmuştur. Bu, büyük bir metodolojik öneme sahipti ve yalnızca çağdaşlar için organik evrim fikrini açık ve ikna edici bir şekilde doğrulamakla kalmayıp, aynı zamanda evrim teorisinin geçerliliğini de test etmeyi mümkün kıldı. Bu, doğa bilimlerindeki en büyük kavramsal devrimlerden birinin belirleyici aşamasıydı. Bu devrimdeki en önemli şey, orijinal uygunluk kavramı olarak teolojik evrim fikrinin bir modelle değiştirilmesiydi. Doğal seçilim. Şiddetli eleştirilere rağmen, Darwin'in teorisi, kavram nedeniyle hızla kabul gördü. tarihsel gelişim türlerin değişmezliği fikrinden daha iyi yaşayan doğa, gözlemlenen gerçekleri açıkladı. Darwin, teorisini kanıtlamak için, seleflerinden farklı olarak, çeşitli alanlarda kendisine sunulan çok sayıda gerçekten yararlandı. Biyotik ilişkilerin önemi ve popülasyon-evrimsel yorumu, Darwin'in evrim kavramının en önemli yeniliğiydi ve Darwin'in, seleflerinin fikirlerinden temelde farklı olan kendi varoluş mücadelesi kavramını yarattığı sonucuna varma hakkını veriyor. evrim organik dünya"doğa biliminin derinliklerinde doğal tarihsel materyalizm tarafından yaratılan ilk gelişme teorisi, gelişme ilkesinin bağımsız bir doğa bilimleri alanına ilk uygulaması." Darwinizm'in genel bilimsel anlamı budur.

Darwin'in fazileti ve açtığı itici güçler organik evrim. Daha fazla gelişme biyoloji, modern Darwinizm'in temelini oluşturan fikirlerini derinleştirdi ve tamamladı. Tüm biyolojik disiplinlerde, önde gelen yer artık çalışmayı mümkün kılan tarihsel araştırma yöntemi tarafından işgal edilmektedir. somut yollar organizmaların evrimi ve biyolojik fenomenlerin özüne derinlemesine nüfuz eder. Charles Darwin'in evrim teorisi, evrimdeki tek yol gösterici faktörün, malzemesi mutasyon olan doğal seçilim olduğu modern sentetik teoride geniş bir uygulama bulmuştur. tarihsel analiz Darwin'in teorisi, kaçınılmaz olarak, bilimin özel bir çalışmanın konusu haline gelebilecek yeni metodolojik problemlerine yol açar. Bu sorunları çözmek, bilgi alanını genişletmeyi gerektirir ve sonuç olarak, bilimsel süreç birçok alanda: Charles Darwin'in evrim teorisinin doğa bilimlerinden daha az etkili olmadığı biyoloji, tıp ve psikolojide.

Kullanılan literatür listesi

1. Alekseev V.A. Darwinizm'in Temelleri (tarihsel ve teorik giriş). - M., 1964.

2. Velisov E.A. Charles Darwin. Evrim doktrininin kurucusunun hayatı, faaliyetleri ve eserleri. - M., 1959.

3. Danilova V.S., Kozhevnikov N.N. Doğa bilimlerinin temel kavramları. – M.: Aspect Press, 2000. – 256 s.

4. Dvoryansky F.A. Darwinizm. - M.: MGU, 1964. - 234 s.

5. Lemeza N.A., Kamlyuk L.V., Lisov N.D. Üniversitelere başvuranlar için el kitabı. – M.: Rolf, Iris-press, 1998. – 496 s.

6. Mamontov S.G. Biyoloji: üniversitelere başvuranlar için bir rehber. -M.: Lise, 1992. - 245 s.

7. Ruzavin G.İ. Modern doğa biliminin kavramları: bir ders dersi. - M.: Proje, 2002. - 336 s.

8. Sadokhin A.P. Modern doğa biliminin kavramları. - M., 2005.

9. Slopov E.F. Modern doğa biliminin kavramları. – M.: Vlados, 1999. – 232 s.

10. Smygina S.I. Modern doğa biliminin kavramları. - Rostov n / D., 1997.

Bazı parçacıklar ebeveynlerden yavrulara geçti. Şimdi bu parçacıklara genler diyoruz. Parçacık kalıtımı fikri, popülasyonlarda doğal seçilimin nasıl işlediğini anlamak için büyük önem taşır. Evrim, belirli bir popülasyonun herhangi bir özelliğinin zaman içinde değişmesi olarak düşünülebilir. Belirli bir genel felsefi anlamda, evrimin özü budur. ...

Değişen koşullarda korunmak için çabalayacaklar ve doğal seçilim, iyileştirici eylemi için tüm kapsamına sahip olacaktı. 1. TEMEL BİR EVRİM FAKTÖRÜ OLARAK DOĞAL SEÇİM Olumlu bireysel farklılıkların ve değişikliklerin korunmasına ve zararlı olanların yok edilmesine doğal seçilim veya en uygun olanın hayatta kalması adını verdim Ch.Darwin Modern anlamda ...

Her biri kurtarılan canlıya faydalı olan küçük kalıtsal değişikliklerin korunması ve birikmesi. Doğal seçilimle yeni biçimlerin oluşumunu destekleyen koşullar. Elbette çok fazla değişkenlik ve bireysel farklılıklar açıkça olumlu bir durum olacaktır. Çok sayıda birey, ortaya çıkma şansını artırıyor...

Ve böylece evrimde daha önemli bir rol oynarlar. Temel öneme sahip olan, bu mutasyonların rastgele olmasıdır, yani yönlendirilmemiş olmalarıdır. 3. Merkezi dogma ve Weismann ilkesi kabul edilir. 4. Evrim, genlerin frekansları değiştirilerek gerçekleştirilir. 5. Bu değişiklikler, mutasyonlar, genlerin popülasyona girişi ve popülasyondan çıkışları, rastgele sürüklenme ve ...

değişkenlik aynı türün bireyleri arasındaki farklılıkları elde etmek için tüm canlı organizmaların ortak özelliği denir.

Ch. Darwin aşağıdakileri seçti ana değişkenlik türleri: kesin (grup, kalıtsal olmayan, modifikasyon), belirsiz (bireysel, kalıtsal, mutasyonel) ve birleşik. Kalıtsal değişkenlik, canlıların özelliklerindeki değişikliklerle (yani mutasyonlarla) ilişkili olan ve nesilden nesile aktarılan bu tür değişiklikleri içerir. Materyallerin ebeveynlerden yavrulara aktarımı çok doğru olmalıdır, aksi takdirde türler korunamaz. Ancak bazen niceliksel veya nitel değişiklikler DNA'da ve yavru hücreler, ebeveyn genlerine kıyasla bozulur. Kalıtsal materyaldeki bu tür hatalar iletilir gelecek nesil ve mutasyonlar denir. Mutasyonlar sonucunda yeni özellikler kazanan bir organizmaya mutant denir. Bazen bu değişiklikler fenotipik olarak açıkça görülebilir, örneğin deride ve saçta pigmentlerin olmaması - albinizm. Ancak çoğu zaman, mutasyonlar resesiftir ve fenotipte yalnızca homozigot durumda bulunduklarında ortaya çıkarlar. Kalıtsal değişikliklerin varlığı biliniyordu. Bunların hepsi kalıtsal değişiklikler doktrininden kaynaklanmaktadır. Kalıtsal değişkenlik, doğal ve için gerekli bir ön koşuldur. Ancak Darwin'in zamanında kalıtımla ilgili deneysel veriler henüz yoktu ve kalıtım kanunları bilinmiyordu. Bu, farklı değişkenlik biçimleri arasında kesin bir ayrım yapmayı imkansız hale getirdi.

mutasyon teorisi yirminci yüzyılın başlarında Hollandalı sitolog Hugo de Vries tarafından geliştirilmiştir. bir takım özelliklere sahiptir:

Mutasyonlar aniden meydana gelir ve genotipin herhangi bir kısmı mutasyona uğrayabilir.
Mutasyonlar daha sıklıkla resesiftir ve daha az sıklıkla baskındır.
Mutasyonlar organizma için zararlı, nötr veya faydalı olabilir.
Mutasyonlar nesilden nesile aktarılır.
Mutasyonlar hem dış hem de iç etkilerin etkisi altında gerçekleşebilir.

Mutasyonlar birkaç türe ayrılır:

Nokta (gen) mutasyonları bireysel genlerdeki değişikliklerdir. Bu, bir DNA molekülündeki bir veya daha fazla nükleotid çifti değiştirildiğinde, düşürüldüğünde veya eklendiğinde meydana gelebilir.
kromozomal mutasyonlar bir kromozomun parçalarındaki veya tüm kromozomlardaki değişikliklerdir. Bu tür mutasyonlar delesyon - kromozomun bir kısmının kaybı, duplikasyon - kromozomun herhangi bir kısmının ikiye katlanması, inversiyon - kromozomun bir kısmının 1800 döndürülmesi, translokasyon - kromozomun bir kısmının kopup taşınması sonucunda meydana gelebilir. yeni bir konuma, örneğin başka bir kromozoma katılmak.
mutasyonlar haploid setteki kromozom sayısının değiştirilmesinden oluşur. Bu, genotipten bir kromozomun kaybı veya tersine, haploid setteki herhangi bir kromozomun kopya sayısının birden ikiye veya daha fazlasına artması nedeniyle oluşabilir. özel durum genomik mutasyonlar - poliploidi - kromozom sayısında bir faktöre göre artış. Mutasyon kavramı bilime Hollandalı botanikçi de Vries tarafından tanıtıldı. Bir kavak (çuha çiçeği) bitkisinde, keskin, spazmodik sapmaların görünümünü gözlemledi. tipik şekil ve bu sapmalar kalıtsaldı. Çeşitli nesneler - bitkiler, hayvanlar, mikroorganizmalar - üzerinde daha fazla araştırma, mutasyonel değişkenlik olgusunun tüm organizmaların özelliği olduğunu göstermiştir.
Kromozomlar, genotipin maddi temelidir. Mutasyonlar, dış faktörlerin etkisi altında veya kromozomlarda meydana gelen değişikliklerdir. Mutasyonel değişkenlik, genotipte yeni meydana gelen değişikliklerken, kombinasyonlar, zigottaki ebeveyn genlerinin yeni kombinasyonlarıdır. Mutasyonlar, vücudun yapı ve işlevlerinin çeşitli yönlerini etkiler. Örneğin Drosophila'da kanatların şeklinde (tamamen yok olana kadar), vücut renginde, vücutta kılların oluşumunda, gözlerin şeklinde, renklerinde (kırmızı, sarı, beyaz, kiraz), yanı sıra birçok fizyolojik belirti (yaşam süresi, doğurganlık) bilinmektedir. ).

Farklı yönlerde yer alırlar ve kendi içlerinde vücut için uyarlanabilir, faydalı değişiklikler değildirler.

Ortaya çıkan birçok mutasyon organizma için elverişsizdir ve hatta ölümüne neden olabilir. Bu mutasyonların çoğu resesiftir.

Çoğu mutantın canlılığı azalır ve doğal seçilim tarafından ayıklanır. Evrim veya yeni türler ve çeşitler, olumlu veya nötr mutasyonlara sahip olan bu nadir bireyleri gerektirir. Mutasyonların önemi, doğadaki doğal seçilimin malzemesi olan kalıtsal değişiklikler yaratmalarında yatmaktadır. İnsanlar için değerli olan yeni özelliklere sahip bireyler için de mutasyonlar gereklidir. Yapay mutajenik faktörler, yeni hayvan ırkları, bitki çeşitleri ve mikroorganizma suşları elde etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kombinasyon değişkenliği için de geçerlidir kalıtsal formlar değişkenlik Gametlerin füzyonu ve bir zigot oluşumu sırasında genlerin yeniden düzenlenmesinden kaynaklanır, yani. cinsel süreç sırasında.

Biyolojide varyasyon, aynı türün bireyleri arasındaki bireysel farklılıkların ortaya çıkmasıdır. Değişkenlik nedeniyle, popülasyon heterojen hale gelir ve türün değişen çevre koşullarına uyum sağlama şansı daha yüksektir.

Biyoloji gibi bir bilimde, kalıtım ve varyasyon el ele gider. İki tür değişkenlik vardır:

• Kalıtsal olmayan (modifikasyon, fenotipik).
• Kalıtsal (mutasyonel, genotipik).

Kalıtsal olmayan değişkenlik

Biyolojideki modifikasyon değişkenliği, tek bir canlı organizmanın (fenotip) genotipi içindeki çevresel faktörlere uyum sağlama yeteneğidir. Bu özellik nedeniyle, bireyler iklimdeki ve diğer varoluş koşullarındaki değişikliklere uyum sağlar. herhangi bir organizmada meydana gelen adaptasyon süreçlerinin temelini oluşturur. Bu nedenle, yeni yetiştirilmiş hayvanlarda, gözaltı koşullarının iyileştirilmesiyle verimlilik artar: süt verimi, yumurta üretimi vb. Dağlık bölgelere getirilen hayvanlar ise cılız ve iyi gelişmiş bir astarla büyür. Çevresel faktörlerdeki değişimler ve değişkenliğe neden olur. Bu sürecin örnekleri kolayca bulunabilir Gündelik Yaşam: insan derisi ultraviyole ışınların etkisiyle koyulaşır, fiziksel efor sonucunda kaslar gelişir, gölgeli yerlerde ve ışıkta yetişen bitkiler farklı yaprak şekillerine sahip olur, tavşanlar kış ve yaz aylarında tüy rengini değiştirir.

İçin kalıtsal olmayan değişkenlik aşağıdaki özelliklerle karakterize edilir:

• değişikliklerin grup karakteri;
• yavrular tarafından miras alınmaz;
• genotip içindeki özellikteki değişiklik;
• değişim derecesinin bir dış faktörün etkisinin yoğunluğuna oranı.

kalıtsal değişkenlik

Biyolojide, kalıtsal veya genotipik değişkenlik, bir organizmanın genomunun değişme sürecidir. Onun sayesinde birey, daha önce kendi türü için alışılmadık özellikler kazanır. Darwin'e göre genotipik varyasyon, evrimin ana motorudur. Aşağıdaki kalıtsal değişkenlik türleri vardır:

• mutasyonel;
• birleştirici.

Eşeyli üreme sırasında gen alışverişi sonucu oluşur. Aynı zamanda, ebeveynlerin özellikleri birkaç nesilde farklı şekillerde birleştirilerek popülasyondaki organizmaların çeşitliliği artar. Kombinatif değişkenlik, Mendel kalıtım kurallarına uyar.

Bu tür değişkenliğe bir örnek, akrabalı ve akrabalı olmayan melezlemedir (yakından ilişkili ve ilgisiz melezleme). Bireysel bir üreticinin özellikleri, hayvan ırkında sabitlenmek istendiğinde, akrabalı yetiştirme kullanılır. Böylece yavru daha tekdüze hale gelir ve soyun kurucusunun niteliklerini pekiştirir. Akrabalık, resesif genlerin tezahürüne yol açar ve hattın dejenerasyonuna yol açabilir. Yavruların yaşayabilirliğini artırmak için, akraba olmayan melezleme kullanılır. Aynı zamanda yavruların heterozigotluğu artmakta ve popülasyon içindeki çeşitlilik artmakta ve bunun sonucunda bireylerin çevresel faktörlerin olumsuz etkilerine karşı direnci artmaktadır.

Mutasyonlar sırayla ayrılır:

• genomik;
• kromozomal;
• genetik;
• sitoplazmik.

Eşey hücrelerini etkileyen değişiklikler kalıtsaldır. Birey vejetatif olarak (bitkiler, mantarlar) çoğalırsa, içindeki mutasyonlar yavrulara aktarılabilir. Mutasyonlar faydalı, nötr veya zararlı olabilir.

genomik mutasyonlar

Genomik mutasyonlar yoluyla biyolojideki varyasyon iki tip olabilir:

• Poliploidi - genellikle bitkilerde bulunan bir mutasyon. Çekirdekteki toplam kromozom sayısındaki çoklu artıştan kaynaklanır, bölünme sırasında hücrenin kutuplarına sapmalarının ihlali sürecinde oluşur. Poliploid hibritler yaygın olarak kullanılmaktadır. tarım- mahsul üretiminde 500'den fazla poliploid vardır (soğan, karabuğday, şeker pancarı, turp, nane, üzüm ve diğerleri).
• Anöploidi, tek tek çiftlerdeki kromozom sayısında bir artış veya azalmadır. Bu tür mutasyon, bireyin düşük yaşayabilirliği ile karakterize edilir. İnsanlarda yaygın bir mutasyon - 21. çiftte biri - Down sendromuna neden olur.

kromozomal mutasyonlar

Biyolojideki değişkenlik, kromozomların yapısı değiştiğinde ortaya çıkar: uç bölümün kaybı, bir dizi genin tekrarı, tek bir parçanın dönüşü, bir kromozom parçasının başka bir yere veya başka bir kromozoma transferi. Bu tür mutasyonlar genellikle radyasyonun ve çevrenin kimyasal kirliliğinin etkisi altında meydana gelir.

gen mutasyonları

Bu mutasyonların önemli bir kısmı, resesif bir özellik olduğu için dışarıdan görünmez. Gen mutasyonları, nükleotid dizisindeki - bireysel genlerdeki - bir değişiklikten kaynaklanır ve yeni özelliklere sahip protein moleküllerinin ortaya çıkmasına yol açar.

İnsanlarda gen mutasyonları, bazı kalıtsal hastalıkların - orak hücreli anemi, hemofili - tezahürüne neden olur.

sitoplazmik mutasyonlar

Sitoplazmik mutasyonlar, DNA moleküllerini içeren hücre sitoplazmasının yapılarındaki değişikliklerle ilişkilidir. Bunlar mitokondri ve plastidlerdir. Zigot tüm sitoplazmayı anne yumurtasından aldığından, bu tür mutasyonlar anne hattı yoluyla iletilir. Biyolojide değişkenliğe neden olan sitoplazmik mutasyona bir örnek, kloroplastlardaki değişikliklerin neden olduğu bitki tüylülüğüdür.

Tüm mutasyonlar aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• Aniden görünürler.
• Miras yoluyla geçti.
• Yönleri yok. Mutasyonlar hem önemsiz bir alana hem de yaşamsal bir belirtiye tabi tutulabilir.
• Bireylerde, yani bireysel olarak meydana gelir.
• Tezahürlerinde, mutasyonlar resesif veya baskın olabilir.
• Aynı mutasyon tekrarlanabilir.

Her mutasyona belirli sebepler neden olur. Çoğu durumda, doğru bir şekilde belirlenemez. Deneysel koşullar altında, mutasyonları elde etmek için dış ortamın yönlendirilmiş bir faktörü kullanılır - radyasyona maruz kalma ve benzeri.

Kalıtım ve değişkenlik, organik dünyanın evriminde belirleyici faktörler arasındadır.

kalıtım- bu, yapılarının ve gelişimlerinin özelliklerini korumak ve yavrulara iletmek için canlı organizmaların mülkiyetidir. Nesilden nesile kalıtım nedeniyle, bir türün, çeşidin, cinsin, türün özellikleri korunur. Nesiller arasındaki iletişim, üreme sırasında haploid veya diploid hücreler aracılığıyla gerçekleştirilir ("Botanik" ve "Zooloji" bölümlerine bakın).

Hücre organellerinden kalıtımdaki lider rol, türlere özgü tüm özellik kompleksinin genlerinin yardımıyla kendi kendini çoğaltabilen ve oluşturabilen kromozomlara aittir ("Hücre" bölümüne bakın). Her organizmanın hücreleri on binlerce gen içerir. Bir türün bireyinin özelliği olan bütünlüklerine genotip denir.

Değişkenlik, kalıtımın zıttıdır, ancak onunla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Organizmaların değişme yeteneğinde ifade edilir. Bireysel bireylerin değişkenliği nedeniyle, popülasyon heterojendir. Darwin, iki ana değişkenlik türünü ayırt etti.

Kalıtsal olmayan değişkenlik("Genetiğin ve Seleksiyonun Temelleri" bölümündeki değişikliklere bakın), aynı türün tüm bireylerinde benzer değişikliklere neden olan belirli çevresel koşulların etkisi altındaki organizmaların bireysel gelişim sürecinde meydana gelir, bu nedenle Darwin bu değişkenliği kesin olarak adlandırdı. Bununla birlikte, bireysel bireylerde bu tür değişikliklerin derecesi farklı olabilir. Örneğin, çim kurbağaları Düşük sıcaklık koyu bir renge neden olur, ancak yoğunluğu farklı kişilerde farklıdır. Darwin, genellikle kalıtsal olmadıkları için modifikasyonların evrim için gerekli olmadığını düşünüyordu.

kalıtsal değişkenlik("Genetiğin ve Seçimin Temelleri" bölümündeki mutasyonlar hakkında bakınız), bir bireyin genotipindeki bir değişiklikle ilişkilidir, bu nedenle ortaya çıkan değişiklikler kalıtsaldır. Doğada, mutasyonlar, rastgele dış ve iç faktörler. Doğalarını tahmin etmek zordur, bu nedenle Darwin bu değişkenliği gösterir. adlı belirsiz Mutasyonlar minör veya majör olabilir ve çeşitli işaretler ve özellikler. Örneğin Drosophila'da X ışınlarının etkisiyle kanatlar, kıllar, göz ve vücut rengi, doğurganlık vs değişir.Mutasyonlar organizmaya faydalı, zararlı veya kayıtsız olabilir.

Kalıtsal varyasyon birleştirici değişkenlik. Popülasyonlarda serbest geçişler sırasında veya yapay hibridizasyon sırasında ortaya çıkar. Sonuç olarak, bireyler, ebeveynlerde bulunmayan yeni özellik ve özellik kombinasyonlarıyla doğarlar ("Genetiğin ve Seçimin Temelleri" bölümündeki dihibrit geçiş, geçiş sırasında neoplazmalar, kromozom geçişine bakın). göreceli değişkenlik ayrıca kalıtsal; bir organdaki bir değişikliğin diğerlerinde bağımlı değişikliklere neden olduğu gerçeğiyle ifade edilir (bir genin çoklu eylemi için "Genetiğin ve Seçimin Temelleri" bölümüne bakın). Örneğin, mor çiçekli bezelye her zaman aynı yaprak saplarına ve yaprak damarlarına sahiptir. Yürüyen kuşlarda, uzun uzuvlara ve boyuna her zaman uzun bir gaga ve dil eşlik eder. Darwin, yeni popülasyonların, türlerin, varyetelerin, ırkların ve suşların oluşumunda doğal ve yapay seçilim için malzeme görevi gördüğü için kalıtsal değişkenliğin evrim için özellikle önemli olduğunu düşünüyordu.

Tarihten

Canlı varlıkların kalıtım ve değişkenlik ile karakterize edildiği fikri, antik çağda geliştirildi. Organizmaların nesilden nesile çoğaltılması sırasında, belirli bir türün doğasında bulunan (kalıtımın tezahürü) bir işaretler ve özellikler kompleksinin iletildiği fark edildi. Bununla birlikte, aynı türün bireyleri arasında bazı farklılıkların (değişkenliğin tezahürü) olduğu da aynı derecede açıktır.

Bu özelliklerin varlığı bilgisi, yeni kültür bitkisi çeşitlerinin ve evcil hayvan ırklarının geliştirilmesinde kullanılmıştır. Hibridizasyon çok eski zamanlardan beri tarımda, yani birbirinden bir şekilde farklı olan organizmaların çaprazlanmasında kullanılmıştır. Ancak, daha önce geç XIX V. organizmaların bu tür özelliklerinin tezahürünün altında yatan mekanizmalar bilinmediğinden ve bu konuda var olan hipotezler tamamen spekülatif olduğundan, bu tür çalışmalar deneme yanılma yoluyla gerçekleştirildi.

1866 yılında Çek araştırmacı Gregor Mendel'in "Bitki Hibritleri Üzerine Deneyler" isimli çalışması yayınlandı. G. Mendel'in çok sayıda ve dikkatli bir şekilde gerçekleştirilen deneyler sonucunda tanımladığı, çeşitli türlerin bitki nesillerindeki özelliklerin kalıtım kalıplarını tanımladı. Ancak araştırması, o zamanın biyoloji bilimlerinin genel düzeyini geride bırakan fikirlerin yeniliğini ve derinliğini takdir edemeyen çağdaşlarının dikkatini çekmedi. Sadece 1900'de, G. Mendel yasalarının üç araştırmacı (Hollanda'da G. de Vries, Almanya'da K. Korrens ve Avusturya'da E. Cermak) tarafından yeniden ve bağımsız olarak keşfedilmesinden sonra, yeni bir biyoloji biliminin - genetiğin geliştirilmesi. kalıtım ve değişkenlik kalıplarını inceler. Gregor Mendel haklı olarak bu genç ama çok hızlı gelişen bilimin kurucusu olarak görülüyor.

Organizmaların kalıtımı

Organizmaların kalıtımı, atalardan yavrulara yapısal özellikleri ve işlevleri korumak ve iletmek için tüm organizmaların ortak özelliği olarak adlandırılır.

Organizmalarda ebeveynler ve yavrular arasındaki ilişki esas olarak üreme yoluyla gerçekleştirilir. Yavrular her zaman ebeveynler ve atalar gibidir, ancak tam bir kopyası değildirler.

Meşe ağacının meşe palamudundan büyüdüğünü ve yumurtadan guguk kuşlarının çıktığını herkes bilir. Belirli bir çeşit kültür bitkisinin tohumlarından aynı çeşit bitki yetişir. Evcil hayvanlarda, aynı cinsin torunları özelliklerini korur.

Yavrular neden ebeveynlerine benziyor? Darwin'in zamanında kalıtımın nedenleri çok az anlaşılmıştı. Kalıtımın maddi temelinin kromozomlar üzerinde yer alan genler olduğu artık biliniyor. Bir gen, bir molekülün bir bölümüdür organik madde DNA, hangi işaretlerin etkisi altında oluştuğu. Canlıların hücrelerinde farklı şekiller birimler ve onlarca kromozom ve yüzbinlerce gen içerir.

İçlerinde gen bulunan kromozomlar hem germ hücrelerinde hem de vücut hücrelerinde bulunur. Cinsel üreme sırasında, erkek ve dişi gametlerin füzyonu meydana gelir. Embriyonun hücrelerinde erkek ve dişi kromozomlar birleştirilir, bu nedenle oluşumu hem anne hem de baba organizmalarının genlerinin etkisi altında gerçekleşir. Bazı özelliklerin gelişimi anne organizmasının genlerinden daha fazla etkilenir, diğerleri - baba organizması tarafından ve anne ve baba genleri üçüncü özellikler üzerinde eşit etkiye sahiptir. Bu nedenle yavru, bazı açılardan annenin organizmasına benzer, diğerlerinde - babanınkine, üçüncüsünde - baba ve annenin belirtilerini birleştirir, yani bir ara karaktere sahiptir.

Organizmaların değişkenliği

Organizmaların değişkenliği, organizmaların yeni özellikler - bir tür içindeki bireyler arasındaki farklılıklar - edinme genel özelliği olarak adlandırılır.

Organizmaların tüm belirtileri değişkendir: dış özellikleri ve iç yapı, fizyoloji, davranış vb. Bir çift hayvanın yavrularında veya bir meyvenin tohumlarından yetiştirilen bitkiler arasında tamamen özdeş bireylerle tanışmak imkansızdır. Aynı cins koyun sürüsünde, her hayvan ince özelliklerde farklılık gösterir: vücut büyüklüğü, bacak uzunluğu, kafa, renk, yün kıvrımının uzunluğu ve yoğunluğu, ses, alışkanlıklar. Altın çubuğun (kompozit aile) çiçek salkımlarındaki marjinal kamış çiçeklerinin sayısı 5 ila 8 arasında değişmektedir. Meşe anemonunun (düğün çiçeği ailesi) taç yaprakları sayısı 6 ve bazen 7 ve 8'dir. Aynı türden bitkiler veya çeşitlilik, çiçeklenme, meyvelerin olgunlaşması, kuraklığa dayanıklılık derecesi vb. Açısından birbirinden biraz farklıdır. Bireylerin değişkenliği nedeniyle, popülasyon heterojendir.

Darwin, iki ana değişkenlik biçimini ayırt etti - kalıtsal olmayan ve kalıtsal.

Kalıtsal olmayan veya modifikasyon değişkenliği

Belirli bir cinsin, türün veya türün tüm bireylerinin, belirli bir nedenin etkisi altında tek bir yönde değiştiği uzun zamandır bilinmektedir. Kültür bitkisi çeşitleri, insanlar tarafından yetiştirildikleri koşulların yokluğunda niteliklerini kaybederler. Örneğin beyaz lahana sıcak ülkelerde yetiştirildiğinde baş oluşturmaz. İyi bir gübreleme, sulama ve aydınlatma ile bitkilerin bol bol çalı verdiği ve meyve verdiği bilinmektedir. Yiyeceklerin besleyici olmadığı dağlara veya adalara getirilen at ırkları zamanla bodurlaşır. Yetiştirilmiş hayvanların iyileştirilmiş bakım ve bakım koşullarında üretkenliği artar. Tüm bu değişiklikler kalıtsal değildir ve bitkiler veya hayvanlar orijinal varoluş koşullarına aktarılırsa, işaretler tekrar orijinal hallerine döner.

Darwin zamanında organizmaların kalıtsal olmayan veya modifikasyon, değişkenliğinin nedenleri tam olarak anlaşılamamıştır. Bugüne kadar, bir organizmanın oluşumunun hem genlerin etkisi altında hem de çevre koşullarının etkisi altında gerçekleştiği bulunmuştur. Bu koşullar kalıtsal olmayan, değişiklik, değişkenlik nedenidir. Büyüme ve gelişmeyi hızlandırabilir veya yavaşlatabilirler, bitkilerde çiçeklerin rengini değiştirebilirler ama genler değişmez. Kalıtsal olmayan değişkenlik nedeniyle, popülasyonların bireyleri değişen çevre koşullarına uyum sağlar.

kalıtsal değişkenlik

Modifikasyona ek olarak, başka bir değişkenlik biçimi vardır - kromozomları veya genleri etkileyen organizmaların kalıtsal değişkenliği, yani kalıtımın maddi temelleri. Kalıtsal değişiklikler Darwin tarafından iyi biliniyordu, onlara evrimde büyük bir rol verdi.

Darwin'in zamanındaki kalıtsal çeşitliliğin nedenleri de çok az araştırılmıştı. Kalıtsal değişikliklerin, genlerdeki değişikliklerden veya yavrularda bunların yeni kombinasyonlarının oluşumundan kaynaklandığı artık bilinmektedir. Dolayısıyla, bir tür kalıtsal değişkenlik - mutasyonlar - genlerdeki bir değişiklikten kaynaklanır; başka bir tür - birleştirici değişkenlik - yavrudaki yeni bir gen kombinasyonundan kaynaklanır; üçüncü - bağıntılı değişkenlik - aynı genin bir değil, iki veya daha fazla özelliğin oluşumunu etkilemesiyle ilişkilidir. Bu nedenle, her tür kalıtsal değişkenliğin temeli, bir gende veya bir dizi gende meydana gelen bir değişikliktir.

Mutasyonlar küçük olabilir ve organizmanın çeşitli morfolojik ve fizyolojik özelliklerini etkileyebilir, örneğin hayvanlarda - boyut, renk, doğurganlık, sütlülük vb. Bazen mutasyonlar kendilerini daha önemli değişikliklerle gösterir. Bu tür değişiklikler, yağlı kuyruklu, merinos ve astrakhan koyun ırkları, birçok süs bitkisinin havlu çeşitleri, ağlayan ve piramidal taçlı ağaçlar oluşturmak için kullanıldı. Basit oval yapraklı çileklerde bilinen kalıtsal değişiklikler, parçalanmış yapraklı kırlangıçotu.

Çeşitli etkiler nedeniyle mutasyonlar meydana gelebilir. Popülasyonlardaki birleştirici değişkenliğin kaynağı çaprazlamadır. Aynı popülasyondaki bireysel bireyler, genotipte birbirlerinden biraz farklıdır. Serbest geçiş sonucunda yeni gen kombinasyonları elde edilir.

Bir popülasyonda rastgele nedenlerle ortaya çıkan kalıtsal değişiklikler, serbest geçiş nedeniyle yavaş yavaş bireyler arasında yayılır ve popülasyon bunlara doymuş hale gelir. Bu kalıtsal değişimler, kendi başlarına bırakın yeni bir türü, yeni bir popülasyonun ortaya çıkmasına bile yol açamazlar. gerekli malzeme seçilim için, evrimsel değişimin ön koşulu.

Darwin bile kalıtsal değişkenliğin bağıntılı doğasına dikkat çekti. Örneğin, hayvanların uzun uzuvlarına neredeyse her zaman uzun bir boyun eşlik eder; tüysüz köpeklerin az gelişmiş dişleri vardır; tüylü bacaklara sahip güvercinlerin ayak parmakları arasında perde vardır. Sofralık pancar çeşitlerinde kök mahsulün, yaprak sapının ve yaprak alt yüzünün rengi koordineli bir şekilde değişir. Çiçeklerin hafif taçları olan aslanağzı, gövde ve yapraklar yeşildir; koyu taçlı - gövde ve yapraklar karanlıktır. Bu nedenle, istenen bir özellik için seçim yaparken, yavrularda onunla nispeten ilişkili, bazen istenmeyen diğer özelliklerin ortaya çıkma olasılığı dikkate alınmalıdır.

Kalıtım ve değişkenlik, yavruların ebeveynleri ve daha uzak ataları ile benzerliğini ve farklılığını belirleyen organizmaların farklı özellikleridir. Kalıtım, birkaç nesilde organik formların kararlılığını ve değişkenliği - bunların dönüşme yeteneklerini ifade eder.

Darwin, değişkenlik ve kalıtım yasalarının derinlemesine geliştirilmesi gerektiğini defalarca vurguladı. Daha sonra genetik çalışmanın konusu oldular.