Наследственность и изменчивость в биологии, их основные свойства и характеристики

Наследственность и изменчивость в биологии

Основные свойства наследственности и изменчивости

Что такое наследственность?

Представления о том, что живым существам присущи наследственность и изменчивость, были заложены еще в древние времена. Люди отмечали, что когда организмы размножаются, то из поколения в поколение передаются ряд признаков и свойств, присущих конкретному виду. Этим объяснялись сходства детенышей и родителей.

Такая закономерность обозначалась как внешнее проявление наследственности. При этом было и остается очевидным, что у особей одного вида имеется ряд различий, даже при одинаковых родителях. Эта тенденция признается как проявление изменчивости.

Характеристики наследственности и изменчивости в биологии

Знания об изменчивости и наследственности в биологии долгое время использовались людьми в области селекции. В частности, они помогали при выведении новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.

Гибридизация получила статус традиционного метода сельского хозяйства. Для нее характерны следующие черты:

• скрещивание организмов;
• отличия между организмами по ряду актуальных признаков.

Селекция до конца 19 века была не сильно проработана. Основным методов в том время был метод проб и ошибок. Это объяснялось отсутствием или недостаточностью информации о механизмах проявления наследственности и изменчивости организмов. Гипотезы же в этом поле были довольно поверхностными.

Во многом и даже почти кардинально ситуация изменилась после выхода книги «Опыты над гибридами» основоположника генетики Г. Менделя. В этой работе была представлена исчерпывающая информация о закономерностях наследования признаков, которые были получены в результате тщательных экспериментов.

Первое время это исследование оставалось без должного внимания со стороны ученых, идеи ученого не были оценены по достоинству.

Это время стало новым витком в развитии биологии и началом формирования нового понимания генетики. Стало понятно, что изменчивость и наследственность в биологии позволяют виду сохранятся на протяжении длительных эволюционных промежутков. Кроме того, они дают возможность выживать отдельным популяциям в меняющихся условиях среды.

Оказалось, что выживают наиболее приспособленные к динамике различных экологических факторов особи.

Наследственная и ненаследственная изменчивость

Изменчивость — это часть биологии. Что такое изменчивость в биологии мы уже писали. Теперь немного углубимся в понятие.

Выделяют наследственную изменчивость и ненаследственную.

Изменения касаются как соматических клеток организма, так и половых. В случае полового размножения такие изменения не передаются по наследству. Однако уже при вегетативном потомки получат измененные клетки с их новыми признаками.

Ненаследственная изменчивость — модификационная. Внутри нее сосредотачиваются изменения, формирующиеся под влиянием факторов окружающей среды, таких как питание, температура, свет и др.

Пример ненаследственной изменчивости — развитие близнецов в разных условиях. Для ненаследственной изменчивости характерен групповой характер и строгая направленность. К примеру, чем больше у животного пищи, чем больше его масса.

Наследственная изменчивость может быть мутационной и комбинативной. Мутационную изменчивость нельзя просчитать, она является ненаправленной. Мутациям отводится важная роль в процессе эволюции, так как они являются определенным «сырым эволюционным материалом». Мутации индивидуальны — их возникновение происходит в отдельных молекулах ДНК.

Если говорить о комбинативной изменчивости, то ее формирование происходит в результате появления новых генетических сочетаний в ходе оплодотворения (профаза первого деления мейоза). Такой процесс присущ эукариотам.

Баланс наследственности и изменчивости — важная часть эволюционного процесса. Формирование новых признаков происходит в результате изменчивости, после чего они закрепляются в ряду поколений. При накоплении признаков до определенного уровня, образуются новые виды.

Бывает прямая сцепленная наследственность. При оплодотворении живых организмов формируется прямая наследственность — она означает передачу признаков потомкам. Проявление одних признаков происходит в фенотипе, они являются доминантными.

Г. Мендель сформулировал 3 закона наследственности:

Наследственность проявляется и в сцепленной форме. Организму вне зависимости от вида присуще разнообразие признаков, подкрепляемое несколькими тысячами генов. Количество хромосом при этом не сильно большое. К примеру, у человека это 23 пары. По этой причине гены размещаются по группам — в сотнях и тысячах штук.

Изучением закономерностей наследования генов в сцепленной форме занимался Т. Морган. Такие гены он назвал группой сцепления. Количество групп сцепления в клетке обычно равно гаплоидному набору хромосом.

• первый закон — правило единообразия. Согласно этого закона, при скрещивании особей, которые отличаются по одной паре признаков, получается одинаковое или единообразное по генотипу и фенотипу потомство;
• второй закон говорит о том, что в результате скрещивания между собой гибридов первого поколения, доминантные или рецессивные признаки во втором поколении расщепляются. Расщепление происходит в соотношении 3:1 по фенотипу и 2:1 по генотипу;
• третий закон указывает, что отдельные признаки, находящиеся в разных парах хромосом, наследуются независимо друг от друга и дают разное сочетание генотипов. В результате получается большое разнообразие генотипов.