Виды изменчивости в биологии и их классификация

Что такое изменчивость в биологии

Термин изменчивость означает свойство организмов получать новые качества в ходе онтогенеза. Изменчивость позволяет популяции стать более разнородной, что дает видам возможность лучше приспособиться к меняющимся условиям окружающей среды.

Виды изменчивости, какие бывают формы

Изменчивость бывает наследственной (генотипической) и ненаследственной (фенотипической).

1. Ненаследственная (фенотипическая) изменчивость в биологии. Свойство фенотипа приспосабливаться к окружающей среде в границах своего генотипа. С помощью этого качества особи подстраиваются к переменам климата и другим условиям. Пример ненаследственной изменчивости — перемена формы листьев у стрелолиста. Одно растение может содержать три вида листьев, в зависимости от того, где он расположен: под водой, на поверхности, на воздухе. Это качество объясняется степенью освещенности. Для фенотипической изменчивости характерен групповой характер перемен, постоянства не наблюдается — потомство не наследует новое качество, преобразования коррелируются с переменами в окружающей среде.

2. Наследственная (генотипическая) изменчивость в биологии. Процесс, в ходе которого меняется генотип особи. Дарвин считал такую изменчивость двигателем эволюции. В свою очередь она делится на мутационную и комбинативную. Мутационная изменчивость обусловлена возникновением мутаций. Комбинативная — перекомбинированием генов в итоге мейоза и оплодотворения. Примером может служить появление у родителей с II и III группой крови детей с I или IV группой крови (у потомства появились признаки, отличающиеся от родительских).

Классификация мутаций

Чтобы понять значение мутаций, рассмотрим их виды:

• хромосомные — перемены в структуре хромосом: утрата концевого участка, дублирование набора генов, поворот определенного фрагмента, перемещение части хромосомы в другое место. Основными причинами таких мутаций чаще всего выступает радиация и химическое загрязнение окружающей среды. Примером хромосомных мутаций являются наследственные болезни, такие как синдром «кошачьего крика» (дефект пятой хромосомы, проявляется в общем отставании в развитии, характерным резким криком, лунообразным лицом) и болезнь Вольфа Хиршхорна (делеция короткого плеча четвертой хромосомы, проявляется в форме отставания в развитии, судорогах, сердечных проблемах);

• генные — изменения нуклеотидной последовательности молекулы ДНК (гена). В итоге появляются молекулы белка с новыми свойствами. Большая часть таких мутаций не проявляется внешне, являясь рецессивным признаком. В качестве примера генной мутации можно привести прогерию, проявляющуюся в преждевременном старении организма;

• цитоплазматические — возникают при переменах в структуре цитоплазмы клетки, которая содержит ДНК-молекулы. Представлены митохондриями и пластидами. Переходят по материнской линии, т. к. зигота забирает всю цитоплазму из яйцеклетки. Например, мутации в хлоропластах приводят к пестролистности растений;

• геномные — изменение количества хромосом. Более распространена у растений, чем у животных. Полиплодия — кратный рост количества хромосом в ядре в ходе нарушения их расхождения к полюсам клетки в процессе деления. Это свойство эффективно применяется в сельском хозяйстве. Растениеводство насчитывает более 500 полиплоидных гибридов (сахарная свекла, мята, гречка и т. д.). Анеуплоидия — изменение числа хромосом в сторону уменьшения или увеличения по отдельным парам. Такая мутация свойственна особям с низкой жизнеспособностью. Ярким примером такой мутации служит болезнь — синдром Дауна.

Каждая мутация соотносительна с конкретными причинами. Часто обнаружить ее не удается. В лабораторных условиях для получения мутаций используют радиоактивное облучение и химические средства.