È incredibile, ma ogni minuto sulla Terra nascono individui con un patrimonio genetico unico e unico. Ciò è dovuto a una certa variabilità ereditaria, il cui valore è abbastanza grande per lo sviluppo evolutivo non solo di un'unità di classificazione separata, ma del mondo intero nel suo insieme. Vediamo cos'è la variabilità ereditaria, a quali leggi obbedisce e come influisce sulla filogenesi.
Definizione
Esempi di variabilità ereditaria sono alcune combinazioni del materiale genetico dei genitori o vari processi mutazionali durante la formazione dello zigote. Per la maggior parte, l'unicità del genotipo dei vari organismi è dovuta alla divergenza dei geni in un ordine casuale durante la meiosi.
Variabilità non ereditaria
Vale la pena notare che oltre alla variabilità ereditaria, anche la variabilità non ereditaria gioca un ruolo importante nell'ontogenesi di un organismo. Lei èsi forma sotto l'influenza dell'ambiente, dello stile di vita e di altri fattori non correlati ai cambiamenti nel genotipo. Questa è precisamente la differenza principale tra variabilità ereditaria e non ereditaria.
Forme di mutazione
Un esempio di variabilità ereditaria, oltre al movimento indipendente dei cromosomi nello sviluppo dell'embrione, può essere anche un certo tipo di mutazione derivante da determinati fattori. Diamo un'occhiata a ciascuno dei moduli separatamente.
Combinativo
La variabilità combinativa è una delle principali leve dell'evoluzione di una certa specie. È permanente e si verifica ovunque. È grazie a questo tipo di variabilità che esiste qualcosa come l'unicità di ogni individuo all'interno di una specie.
La variabilità della combinazione è possibile a causa di fenomeni quali:
- divergenza indipendente delle strutture genetiche elementari - cromosomi, nel processo di divisione cellulare meiotica;
- fusione di gameti in modo casuale durante la fecondazione diretta;
- scambio di materiale genetico nel processo di un fenomeno come il crossing over.
Quindi, la variabilità combinativa è la principale unità funzionale che garantisce l'unicità dell'apparato genetico di ciascun individuo separatamente.
Mutazionale
Anche la variabilità mutazionale è parte integrante dei processi ereditari. I cambiamenti possono assumere la forma di un'utile caratteristica unica dell'individuo in via di sviluppo, epossono essere così insignificanti da non essere affatto rilevati e sono neutri rispetto all'organismo.
Ma spesso le mutazioni sono negative e si manifestano sotto forma di eventuali deviazioni, disturbi nel normale funzionamento del corpo, malattie. Il pericolo di cambiamenti negativi sta nel fatto che, una volta fissati nel genotipo, possono essere ereditati.
Inoltre, le mutazioni si trovano in diverse localizzazioni. Su questa base, sono divisi in somatici e generativi. Colpiscono diversi livelli dell'apparato genetico, che li classifica come cromosomici, genici o genomici.
Esempi
Esempi di variabilità ereditaria sono molto diversi e si trovano spesso nella vita di tutti i giorni. Una delle manifestazioni più elementari di questo tipo di variabilità è che il bambino può essere per certi aspetti molto simile ai genitori. Ad esempio, per ereditare i capelli scuri della madre e i lineamenti del viso del padre. Questo è un esempio di variabilità combinata. Ma vale la pena considerare che anche con una forte somiglianza, la prole non sarà una copia esatta dei genitori, sia in termini fenotipici che, soprattutto, in termini genotipici.
Un altro esempio di variabilità ereditaria è il fenomeno delle sei dita, che è il risultato di una mutazione imprevista. O una malattia così spiacevole come la fenilchetonuria, che si manifesta sotto forma di una violazione del metabolismo degli aminoacidi.
Serie omologica
Uno degli scienziati cheattivamente impegnato nello studio di un fenomeno come la variabilità ereditaria, era N. I. Vavilov.
Considerò le cosiddette serie omologiche della variabilità ereditaria, che erano alcuni analoghi nella biologia delle serie omologiche dei composti organici.
Conoscendo alcuni modelli, è possibile calcolare le caratteristiche dell'ereditarietà nelle specie che hanno queste serie. Su questa base si è formata una delle leggi fondamentali che interpreta i modelli di eredità, che è chiamata legge delle serie omologhe della variabilità ereditaria. Al momento, questa legge è attivamente utilizzata in genetica.
La legge della variabilità ereditaria
Questa legge, formulata sulla teoria delle serie omologhe, suona così: generi e specie che hanno un apparato genetico simile differiscono nella serie di variabilità in determinati parametri. Sulla base di ciò, possiamo concludere che conoscendo alcune forme all'interno di una particolare specie, si può prevedere la presenza delle stesse forme in specie simili.
N. I. Vavilov ha rafforzato la legge della serie omologica della variabilità ereditaria con una certa formula per il calcolo.
Conseguenze della legge
Questa legge, formulata da N. I. Vavilov, contribuisce ampiamente all'interpretazione delle caratteristiche dell'evoluzione degli organismi.
Quindi, per esempio, basandoci su questo, possiamo concludere che in specie che sono simili nel loro apparato genetico e hanno un'origine comune, possono verificarsi approssimativamente gli stessi processi di mutazione. Oltretutto,gli scienziati, a seguito di molti anni di ricerca, hanno stabilito che anche unità di classificazione così grandi come le classi possono sperimentare il cosiddetto parallelismo basato sulla presenza di serie omologhe.
Vale anche la pena notare che tali fenomeni sono tipici non solo delle classi superiori di organismi viventi, ma anche di quelli più semplici.
Malattie ereditarie
Tuttavia, come accennato in precedenza, la variabilità ereditaria non ha sempre un effetto positivo per un particolare individuo e i suoi discendenti. Ad esempio, vari tipi di mutazioni o comportamenti non standard dei geni nel processo di concepimento e sviluppo dell'embrione possono portare a deviazioni nello sviluppo di un individuo di vari gradi di complessità. Considera alcuni tipi di malattie genetiche.
Quindi, le malattie ereditarie possono essere suddivise in:
- Cromosomiale. Queste deviazioni si verificano a seguito di alcuni cambiamenti nei cromosomi. Può essere sia un cambiamento nella quantità che nella struttura stessa. La sindrome di Down è considerata la malattia più comune di questo gruppo. I bambini che soffrono di questa sindrome differiscono nella sua gravità, ma con un'adeguata assistenza medica e correttiva, possono essere completamente socializzati e indipendenti in futuro.
- Genomico. Mutazioni di questo tipo, che interessano l'intero genoma, si verificano meno frequentemente e portano quasi sempre alla morte negli animali e nell'uomo in particolare. Un esempio di tale malattia è la sindrome di Shereshevsky-Turner. Persone con questa sindrome, oltre a molte altrei segni sono caratterizzati da una cattiva salute mentale e da caratteristiche sessuali lievi o cancellate.
- Monogenico. Queste malattie sono basate su una mutazione in un gene particolare. Può essere dominante o recessivo. Alcune mutazioni sono legate al sesso, altre sono legate all'autosoma.
Variabilità ereditaria nell'evoluzione
La variabilità è la proprietà principale e molto importante degli organismi viventi di subire cambiamenti nel processo di filogenesi. Senza una tale caratteristica che ti permetta di mantenere l'unicità del materiale genetico e di adattarti alle caratteristiche di un particolare ambiente, gli organismi di qualsiasi organizzazione sarebbero condannati a morte.
A causa della variabilità ereditaria, c'è un fattore così importante nell'evoluzione come la selezione naturale. È proprio perché ogni individuo è unico nelle sue proprietà genotipiche e fenotipiche che il numero è regolato in natura, ma allo stesso tempo rimane possibile evitare la completa scomparsa dell'una o dell' altra unità di classificazione.
Il valore della variazione ereditaria è inestimabile per il processo evolutivo. Dopotutto, è questa caratteristica più importante degli organismi di qualsiasi complessità e classificazione che consente l'esistenza di un fenomeno come la diversità delle specie. Anche la variabilità ereditaria è di grande importanza per la sopravvivenza della specie. Le caratteristiche dell'ambiente in costante mutamento costringono gli organismi ad adattarsi alle condizioni esistenti. Senza questo o quel riflesso nel genotipo, questo sarebbe impossibile eha portato all'estinzione della specie.
