Զարմանալի է, բայց ամեն րոպե Երկրի վրա ծնվում են յուրահատուկ, յուրահատուկ գենետիկական կազմով անհատներ: Դա պայմանավորված է որոշակի ժառանգական փոփոխականությամբ, որի արժեքը բավականաչափ մեծ է ոչ միայն առանձին դասակարգման միավորի, այլ ամբողջ աշխարհի էվոլյուցիոն զարգացման համար: Տեսնենք, թե ինչ է ժառանգական փոփոխականությունը, ինչ օրենքների է ենթարկվում այն և ինչպես է այն ազդում ֆիլոգենիայի վրա։
Սահմանում
Ժառանգական փոփոխականության օրինակներ են ծնողների գենետիկական նյութի որոշակի համակցությունները կամ տարբեր մուտացիոն գործընթացները զիգոտի ձևավորման ժամանակ: Մեծ մասամբ տարբեր օրգանիզմների գենոտիպերի յուրահատկությունը պայմանավորված է մեյոզի ժամանակ պատահական կարգով գեների տարբերությամբ։
Ոչ ժառանգական փոփոխականություն
Հարկ է նշել, որ բացի ժառանգական փոփոխականությունից, ոչ ժառանգական փոփոխականությունը նույնպես կարևոր դեր է խաղում օրգանիզմի օնտոգենացման գործում։ Նա էձևավորվում է շրջակա միջավայրի, ապրելակերպի և այլ գործոնների ազդեցության տակ, որոնք կապված չեն գենոտիպի փոփոխությունների հետ։ Սա հենց հիմնական տարբերությունն է ժառանգական և ոչ ժառանգական փոփոխականության միջև:
Մուտացիայի ձևեր
Ժառանգական փոփոխականության օրինակ, բացի սաղմի զարգացման մեջ քրոմոսոմների անկախ շարժումից, կարող է լինել նաև որոշակի գործոնների հետևանքով առաջացած որոշակի տեսակի մուտացիա: Եկեք նայենք ձևերից յուրաքանչյուրին առանձին:
Կոմբինատիվ
Կոմբինատիվ փոփոխականությունը որոշակի տեսակի էվոլյուցիայի հիմնական լծակներից մեկն է: Այն մշտական է և հանդիպում է ամենուր: Այս տեսակի փոփոխականության շնորհիվ է, որ գոյություն ունի այնպիսի բան, ինչպիսին է յուրաքանչյուր անհատի եզակիությունը տեսակի մեջ:
Համակցման փոփոխականությունը հնարավոր է այնպիսի երևույթների պատճառով, ինչպիսիք են՝
- տարրական գենետիկական կառուցվածքների՝ քրոմոսոմների անկախ դիվերգենցիան, մեյոտիկ բջիջների բաժանման գործընթացում;
- գամետների պատահական միաձուլում ուղղակի բեղմնավորման ժամանակ;
- գենետիկական նյութի փոխանակում այնպիսի երևույթի գործընթացում, ինչպիսին է հատումը:
Այսպիսով, կոմբինատիվ փոփոխականությունը հիմնական ֆունկցիոնալ միավորն է, որն ապահովում է յուրաքանչյուր անհատի գենետիկական ապարատի եզակիությունը:
Մուտացիոն
Մուտացիոն փոփոխականությունը նույնպես ժառանգական գործընթացների անբաժանելի մասն է: Փոփոխությունները կարող են լինել զարգացող անհատի օգտակար յուրահատուկ հատկանիշի ձև, ևկարող են այնքան աննշան լինել, որ ընդհանրապես չհայտնաբերվեն և չեզոք լինեն օրգանիզմի նկատմամբ։
Բայց հաճախ մուտացիաները բացասական են և դրսևորվում են ցանկացած շեղումների, օրգանիզմի բնականոն աշխատանքի խանգարման, հիվանդությունների տեսքով։ Բացասական փոփոխությունների վտանգը կայանում է նրանում, որ գենոտիպում ամրագրվելուց հետո դրանք կարող են ժառանգաբար փոխանցվել։
Նաև, մուտացիաները լինում են տարբեր տեղայնացումներով: Այս հիման վրա դրանք բաժանվում են սոմատիկ և գեներատիվ: Նրանք ազդում են գենետիկական ապարատի տարբեր մակարդակների վրա, որոնք դրանք դասակարգում են որպես քրոմոսոմային, գենային կամ գենոմային:
Օրինակներ
Ժառանգական փոփոխականության օրինակները շատ բազմազան են և հաճախ հանդիպում են առօրյա կյանքում: Այս տեսակի փոփոխականության ամենատարրական դրսեւորումներից մեկն այն է, որ երեխան կարող է որոշ առումներով շատ նման լինել ծնողներին: Օրինակ՝ ժառանգել մոր մուգ մազերը և հոր դեմքի դիմագծերը։ Սա կոմբինատիվ փոփոխականության օրինակ է։ Բայց հարկ է հաշվի առնել, որ նույնիսկ խիստ նմանության դեպքում սերունդը չի լինի ծնողների ճշգրիտ պատճենը և՛ ֆենոտիպային, և՛ հատկապես գենոտիպային առումներով։
Ժառանգական փոփոխականության մեկ այլ օրինակ է վեց մատների երևույթը, որն անկանխատեսելի մուտացիայի արդյունք է։ Կամ այնպիսի տհաճ հիվանդություն, ինչպիսին է ֆենիլկետոնուրիան, որն արտահայտվում է ամինաթթուների նյութափոխանակության խախտման տեսքով։
Հոմոլոգիական շարք
Գիտնականներից մեկը, ովԱկտիվորեն զբաղվել է այնպիսի երևույթի ուսումնասիրությամբ, ինչպիսին է ժառանգական փոփոխականությունը, Ն. Ի. Վավիլովն էր։
Նա դիտարկեց այսպես կոչված ժառանգական փոփոխականության հոմոլոգիական շարքերը, որոնք որոշ անալոգներ էին օրգանական միացությունների հոմոլոգիական շարքի կենսաբանության մեջ։
Իմանալով որոշակի օրինաչափություններ՝ հնարավոր է հաշվարկել ժառանգականության առանձնահատկությունները տեսակների մեջ, որոնք ունեն այս շարքերը: Այս հիման վրա ձևավորվել է ժառանգականության օրինաչափությունները մեկնաբանող հիմնական օրենքներից մեկը, որը կոչվում է ժառանգական փոփոխականության հոմոլոգ շարքերի օրենք։ Այս պահին այս օրենքը ակտիվորեն կիրառվում է գենետիկայի մեջ։
Ժառանգական փոփոխականության օրենքը
Հոմոլոգ շարքերի տեսության վրա ձևակերպված այս օրենքը հնչում է այսպես. նմանատիպ գենետիկական ապարատ ունեցող սեռերն ու տեսակները տարբերվում են որոշակի պարամետրերով փոփոխականության շարքով։ Ելնելով դրանից՝ մենք կարող ենք եզրակացնել, որ իմանալով որոշ ձևեր մեկ կոնկրետ տեսակի մեջ, կարելի է կանխատեսել նույն ձևերի առկայությունը նմանատիպ տեսակների մեջ:
N. Ի. Վավիլովը ամրապնդել է ժառանգական փոփոխականության հոմոլոգիական շարքի օրենքը հաշվարկի որոշակի բանաձևով։
Օրենքի հետևանքները
Այս օրենքը, որը ձևակերպել է Ն. Ի. Վավիլովը, մեծապես նպաստում է օրգանիզմների էվոլյուցիայի առանձնահատկությունների մեկնաբանմանը։
Այսպես, օրինակ, դրա հիման վրա կարող ենք եզրակացնել, որ գենետիկական ապարատով նման և ընդհանուր ծագում ունեցող տեսակների մոտ կարող են տեղի ունենալ մոտավորապես նույն մուտացիոն գործընթացները։ Բացի այդ,գիտնականները երկար տարիների հետազոտությունների արդյունքում պարզել են, որ նույնիսկ դասակարգման այնպիսի խոշոր միավորները, ինչպիսիք են դասերը, կարող են զգալ այսպես կոչված զուգահեռականություն՝ հիմնված հոմոլոգ շարքերի առկայության վրա։
Հարկ է նաև նշել, որ նման երևույթները բնորոշ են ոչ միայն կենդանի օրգանիզմների բարձր դասերի, այլև ամենապարզներին։
Ժառանգական հիվանդություններ
Սակայն, ինչպես նշվեց վերևում, ժառանգական փոփոխականությունը ոչ միշտ է դրական ազդեցություն ունենում որոշակի անհատի և նրա ժառանգների համար: Օրինակ, տարբեր տեսակի մուտացիաները կամ գեների ոչ ստանդարտ վարքագիծը սաղմի բեղմնավորման և զարգացման գործընթացում կարող են հանգեցնել տարբեր աստիճանի բարդության անհատի զարգացման շեղումների: Դիտարկենք գենետիկական հիվանդությունների որոշ տեսակներ։
Այսպիսով, ժառանգական հիվանդությունները կարելի է բաժանել՝.
- քրոմոսոմ. Այս շեղումները տեղի են ունենում քրոմոսոմների որոշակի փոփոխությունների արդյունքում։ Դա կարող է լինել ինչպես քանակի, այնպես էլ բուն կառուցվածքի փոփոխություն։ Դաունի համախտանիշը համարվում է այս խմբի ամենատարածված հիվանդությունը։ Այս համախտանիշով տառապող երեխաները տարբերվում են իր ծանրությամբ, սակայն պատշաճ ուղղիչ և բժշկական օգնության դեպքում նրանք կարող են ապագայում լիարժեք սոցիալականացված և անկախ լինել:
- Գենոմիկ. Այս տեսակի մուտացիաները, որոնք ազդում են ամբողջ գենոմի վրա, տեղի են ունենում ավելի հազվադեպ և գրեթե միշտ հանգեցնում են մահվան կենդանիների և հատկապես մարդկանց: Նման հիվանդության օրինակ է Շերեշևսկի-Տերների համախտանիշը։ Այս համախտանիշով մարդիկ, ի լրումն շատ ուրիշներինշանները բնութագրվում են վատ հոգեկան առողջության և մեղմ կամ ջնջված սեռական հատկանիշներով:
- Մոնոգեն. Այս հիվանդությունները հիմնված են մեկ կոնկրետ գենի մուտացիայի վրա: Այն կարող է լինել կամ գերիշխող կամ ռեցեսիվ: Որոշ մուտացիաներ կապված են սեռի հետ, որոշները՝ ավտոսոմային:
Ժառանգական փոփոխականություն էվոլյուցիայում
Փոփոխականությունը կենդանի օրգանիզմների ֆիլոգենեզի գործընթացում փոփոխությունների ենթարկվելու հիմնական և շատ կարևոր հատկությունն է։ Առանց այնպիսի հատկանիշի, որը թույլ է տալիս պահպանել գենետիկական նյութի յուրահատկությունը և հարմարվել որոշակի միջավայրի առանձնահատկություններին, ցանկացած կազմակերպության օրգանիզմները դատապարտված կլինեն մահվան։
Ժառանգական փոփոխականության պատճառով էվոլյուցիայի մեջ կա այնպիսի կարևոր գործոն, ինչպիսին բնական ընտրությունն է: Հենց այն պատճառով, որ յուրաքանչյուր անհատ եզակի է իր գենոտիպային և ֆենոտիպային հատկություններով, այդ թիվը կարգավորվում է բնության մեջ, բայց միևնույն ժամանակ հնարավոր է խուսափել այս կամ այն դասակարգման միավորի իսպառ անհետացումից:
Ժառանգական տատանումների արժեքն անգնահատելի է էվոլյուցիոն գործընթացի համար: Ի վերջո, ցանկացած բարդության և դասակարգման օրգանիզմների այս ամենակարևոր հատկանիշն է, որ թույլ է տալիս գոյություն ունենալ այնպիսի երևույթ, ինչպիսին է տեսակների բազմազանությունը: Տեսակի գոյատևման համար մեծ նշանակություն ունի նաև ժառանգական փոփոխականությունը։ Շրջակա միջավայրի անընդհատ փոփոխվող առանձնահատկությունները ստիպում են օրգանիզմներին հարմարվել առկա պայմաններին: Առանց այս կամ այն արտացոլման գենոտիպում դա անհնար կլիներ ևհանգեցրել է տեսակի անհետացման։
