Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
между людьми. Твердых данных, которые указывали бы на то, что какой-то один из этих факторов всегда преобладает, у нас нет, однако среда никогда не может вывести фенотип за пределы, детерминированные генотипом (рис. 24.30).
24.8.4. Источники изменчивости
Необходимо ясно представлять себе, что взаимодействие между дискретной и непрерывной изменчивостью и средой делает невозможным существование двух организмов с идентичными фенотипами. Механизм репликации ДНК при митозе столь близок к совершенству, что возможности генетической изменчивости у организмов с бесполым размножением очень малы. Поэтому любая видимая изменчивость у таких организмов почти наверное обусловлена воздействиями внешней среды. Что же касается организмов, размножающихся половым путем, то у них есть широкие возможности для формирования генетической изменчивости. Практически неограниченными источниками генетической изменчивости служат кроссинговер и независимое расхождение хромосом во время мейоза, а также слияние гамет во время оплодотворения. Вкратце эти процессы описаны ниже.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
1. Кроссинговер — реципрокный обмен генами между хроматидами гомологичных хромосом, который может происходить в профазе I мейоза. В результате такого обмена создаются новые группы сцепления и новые комбинации аллелей, (разд. 24.3).
2. Независимое расхождение хромосом — ориентация хроматид гомологичных хромосом (бивалентов) в плоскости веретена в метафазе I мейоза определяет направление, в котором каждый член пары будет перемещаться в анафазе I. Эта ориентация хроматид носит случайный характер. Во время метафазы II ориентация хроматид снова происходит случайным образом и определяет, к какому из двух противоположных полюсов направится каждая хромосома во время анафазы II. Случайная ориентация и последующее независимое расхождение (сегрегация) хромосом делают возможным большое число различных комбинаций хромосом в гаметах. Это число можно подсчитать (разд. 24.2.1).
3. Случайное оплодотворение — третий источник изменчивости, возникающий при половом размножении в результате того, что слияние мужской и женской гамет происходит совершенно случайно (во всяком случае в теории). Любая мужская гамета потенциально имеет возможность слиться с любой женской гаметой.
Эти три источника генетической изменчивости и обеспечивают постоянную «перетасовку» генов, лежащую в основе непрерывной изменчивости. Среда оказывает воздействие на весь ряд получающихся таким образом фенотипов, и те из них, которые лучше всего адаптированы к данной среде, преуспевают. Это ведет к изменениям частот аллелей и генотипов в популяции (гл. 27). Однако эти источники изменчивости не порождают крупных изменений в генотипе, необходимых, согласно эволюционной теории, для возникновения новых видов. Такие изменения происходят в результате мутаций.
24.9. Мутации
Мутацией называют изменение количества или структуры ДНК данного организма. Мутация приводит к изменению генотипа, которое может
_Изменчивость и генетика 209
быть унаследовано клетками, происходящими от мутантной клетки в результате митоза или мейоза. Мутация может вызвать изменения какоголи-бо признака в данной популяции. Если мутация возникла в гаметах, то она передается по наследству, тогда как мутации соматических клеток наследуются только дочерними клетками, образующимися в результате митоза. Последние называют соматическими мутациями.
Мутации, выражающиеся в изменении числа или структуры хромосом, известны под названием хромосомных мутаций или хромосомных аберраций (перестроек). При некоторых аберрациях хромосомы изменяются так сильно, что это видно под микроскопом. В настоящее время термин «мутация» используют главным образом для обозначения изменений ДНК в одном локу-се, когда происходит так называемая генная, или точковая мутация.
Представление о мутации как о причине внезапного появления нового признака было впервые выдвинуто в 1901 г. голландским ботаником Гуго де Фризом, изучавшим наследственность у энотеры Oenothera lamarckiana. Спустя 9 лет Т. Морган начал изучать мутации у дрозофилы, и вскоре при участии генетиков всего мира у нее было идентифицировано более 500 мутаций.
24.9.1. Частота мутаций и их причины
Мутации возникают случайным образом и спонтанно, т. е. любой ген может мутировать в любой момент. Частота возникновения мутаций у разных организмов различна.
В результате работ Г. Дж. Мёллера в двадцатые годы XX в. было установлено, что частоту мутаций можно повысить по сравнению с их спонтанным уровнем, воздействуя на организм рентгеновскими лучами. В дальнейшем выяснилось, что частоту мутаций можно значительно повысить при помощи высокоэнергетического электромагнитного излучения, такого как ультрафиолет, рентгеновские и у-лучи. Частицы высокой энергии — а- и ?-частицы, нейтроны и космическое излучение — также обладают мутагенным действием, т. е. способны вызывать мутации. Мутагенным действием обладают и разнообразные химические вещества, в частности иприт, кофеин, формальдегид, колхицин, некоторые компоненты табака и все возрастаю-
