Закономерности мутационного процесса. Закон гомологических рядов
Два ключевых свойства живых организмов – наследственность и изменчивость – идут неразрывно в паре друг с другом и, несмотря на противоположный характер, имеют одинаково важное биологическое значение...
Наследственность обеспечивает устойчивость и постоянство генотипа и, как следствие, сохранение вида в более-менее неизменном состоянии (что эволюционно выгодно при стабильных условиях окружающей среды).
А вот противоположное свойство – изменчивость – оказывается особенно полезным в нестабильной обстановке, так как помогает виду адаптироваться к переменам. В основе изменчивости могут лежать разные механизмы, в том числе способность организмов к мутированию.
Мутации – устойчивые и ненаправленные изменения генотипа – носят абсолютно случайный характер, поэтому предсказать их появление практически невозможно. В каждом отдельно взятом гене изменения происходят крайне редко: к примеру, у млекопитающих фермент ДНК-полимераза (отвечающий за воспроизведение генетического материала) даёт всего одну ошибку на 1 миллиард нуклеотидов.
Это может создать ложное впечатление, будто мутации не являются чем-то важным и существенным для особи. Однако не стоит забывать, что генов в организме очень много – тысячи, десятки тысяч! А значит, вероятность возникновения мутаций у конкретной особи значительно возрастает.
Частота появления мутаций у разных видов различна: чем меньше жизненный цикл, тем выше частота изменений генотипа.
Почему так? Дело в том, что мутации чаще всего рецессивны и потому не проявляются в гетерозиготном состоянии. То есть выявить такие мутации возможно, лишь наблюдая за несколькими поколениями (дождавшись их проявления у гомозиготных особей). А поскольку при коротком жизненном цикле выше скорость возобновления, рецессивные мутации у таких видов проявляются чаще.
Кроме того, существуют особые факторы – мутагены, которые способны в разы увеличивать частоту мутаций. О них мы подробно говорили в предыдущей статье.
В общем, мутации – штука весьма и весьма непредсказуемая... Внести хоть какую-то упорядоченность в этот хаос и выявить закономерности мутационного процесса удалось нашему соотечественнику, русскому учёному Николаю Ивановичу Вавилову. Он много лет исследовал растения семейства Злаковые, что позволило ему установить характер возникновения мутаций у близкородственных видов.
Выдающийся генетик сформулировал ряд закономерностей, известных как закон гомологических рядов.
Основные положения закона гомологических рядов в наследственной изменчивости:
- Генетически близкие между собой роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть наличие параллельных форм у других видов и родов.
- Чем ближе генетически в общей системе расположены роды и виды, тем полнее тождество в рядах их изменчивости.
- Целые семейства растений характеризуются определённым циклом изменчивости, проходящей через все роды, составляющие семейство.
Другими словами, у генетически близких родов и видов имеются гены, отвечающие за развитие сходных признаков. Поэтому становится возможным предсказать проявление этих признаков у других близких видов.
Открытия Вавилова имеют огромное значение для современной селекции. Кстати, наверняка ты слышал об уникальной вавиловской коллекции, ради которой учёный совершил рискованную экспедицию в Африку в далёком 1927 году?
Впрочем, если не слышал, ничего страшного – о ней я расскажу тебе уже завтра ;) Ещё больше полезного материала для ЕГЭ по биологии ты найдёшь в нашей группе ВКонтакте. Подпишись, чтобы не пропустить новые публикации!