Мутационная изменчивость

Исследователями давно было замечено, что у организмов иногда возникают внезапные, не вызванные скрещиванием, изменения признаков, которые передаются по наследству. Слово мутация в переводе с латинского (mutatio) и означает изменение. Эти изменения происходят со всеми видами и имеют большое значение как фактор эволюции.

Мутационная теория

Мутационная изменчивость была изучена в конце 19 – начале 20 веков Гуго де Фризом. Он наблюдал растение ослинник и заметил, что у него сравнительно часто возникают новые свойства. Де Фриз ввёл для обозначения этих изменений термин «мутация».

Сначала не было известно, какие структуры клетки перестраиваются при мутационной изменчивости. Но позднее было обнаружено, что у крупных форм ослинника 28 хромосом, тогда как у обычных только 14.

Стало ясно, что мутации – это изменения в генотипе и поэтому являются видом наследственной изменчивости.

Закрепление изменения в потомстве при мутациях – главное отличие от модификационной изменчивости, при которой изменения проявляются только в фенотипе.

Кроме того, в случае мутационной изменчивости значительно расширяется норма реакции, т. е. предел проявления признака. Как следствие, чаще происходят вредные мутации, вызывающие изменения, не совместимые с жизнью.

Мутации также могут быть полезными и нейтральными.

Причины мутаций

Фактор, вызывающий мутации, называется мутагеном. Организм, имеющий мутацию – мутантом.

К мутагенам относится:

  • радиация (в том числе, естественная);
  • некоторые химические вещества;
  • колебания температуры.

Виды мутаций

Выделяют три вида мутаций:

  • генные;
  • хромосомные;
  • геномные.

Генные

Генные мутации вызывают нарушения белкового синтеза, поскольку изменяют или обессмысливают кодоны.
При этих мутациях происходит:

  • замена азотистых оснований в ДНК;
  • выпадение или вставка азотистого основания в ДНК.

Рис. 1. Генные мутации

Хромосомные

К этому виду мутаций относят:

  • потерю участка хромосомы;
  • удвоение фрагмента хромосомы;
  • перемещения фрагментов хромосом по их длине;
  • переход фрагмента одной хромосомы в состав другой;
  • поворот участка в хромосоме

Рис. 2. Хромосомные мутации

Как правило, такие изменения понижают жизнеспособность и плодовитость особей.

У всех животных семейства кошачьих 36 хромосом. Различия между видами в генотипе обусловлены поворотами участков хромосом.

Геномные

При геномных мутациях происходит кратное увеличение числа хромосом. Такие мутанты называются полиплоидами и широко используются в сельском хозяйстве, т. к. более продуктивны.

Многие сорта зерновых, употребляемые нами в пищу, являются полиплоидами.

В Новосибирской и Нижегородской областях России растёт триплоидная (3n) осина, которая отличается от обычной быстротой роста, крупными размерами, а также прочностью древесины и её устойчивостью к воздействию грибов.

Рис. 3. Полиплоиды

Значение мутаций

Способность к мутационной изменчивости – естественное свойство любого вида. Мутации являются источниками наследственной изменчивости, важного фактора эволюции.

Особенно часто полезные проявления мутаций наблюдаются у растений. По мнению некоторых генетиков, большинство видов растений является полиплоидами.

Человек использует мутации в борьбе с вредителями сельского хозяйства и выведения продуктивных пород и сортов.

Многие сорта культурных растений являются примерами мутационной изменчивости, целенаправленно проводимой человеком.

Некоторые наследственные заболевания являются результатом мутаций.

Что мы узнали?

Изучая в 10 классе генетику, мы дали характеристику мутационной изменчивости. Мутации происходят у разных видов под воздействием мутагенов. Изменения признаков иногда дают преимущество мутанту. Мутационная изменчивость, как один из видов наследственной изменчивости, является фактором эволюции.

Тест по теме

Предметы