24. НАСЛЕДСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ

• Какие признаки могут изменяться под воздействием внешней среды?
• Каковы причины наследственной изменчивости?

Наследственная изменчивость вызвана изменениями в генетическом материале, а значит, передаётся из поколения в поколение. Именно этот вид изменчивости лежит в основе разнообразия живых организмов, являясь основой эволюционного процесса.

Любое устойчивое изменение в генетическом материале какого-либо организма называют мутацией (рис. 92), а организм, в котором произошла мутация, — мутантом. Мутационная теория была создана вначале XX в. голландским учёным Гуго де Фризом (1848-1935).

Мутации разделяют на несколько видов: точечные (генные), хромосомные, геномные.

Точечные мутации — это изменения в пределах одного гена, т. е. замена, вставка или выпадение малого числа нуклеиновых пар в молекуле ДНК.

Хромосомные мутации — это изменения участков хромосом или целых хромосом. Например, утеря части хромосомы, удвоение или поворот участка хромосомы и т. п.

Геномные мутации заключаются в изменении числа хромосом в гаплоидном наборе, т. е. в появлении или, наоборот, нехватке хромосом в ядре клетки.

Для мутаций характерен ряд свойств:

1. возникают неожиданно, и невозможно предсказать заранее, в какой части генотипа произойдёт нарушение;
2. обычно — рецессивные, реже — доминантные;
3. чаще — они вредны для организма, реже — нейтральны и совсем редко — полезны. Примером нейтральных мутаций могут служить веснушки;
4. наследуются, т. е. передаются из поколения в поколение;
5. могут повторяться.

Вполне понятно, что подавляющее число мутантов обладает пониженной выживаемостью, поскольку геном любого живого существа прошёл столь длительную и жёсткую проверку в процессе эволюции, что трудно предположить, что случайное изменение в генах может оказаться полезным. Поэтому подавляющее число мутантов погибает. Но особи с нейтральными и полезными мутациями являются материалом для эволюционного процесса, приводящего к появлению новых видов.

Какие же факторы окружающего мира приводят к учащению мутаций?

К мутационным факторам относят ионизирующее и ультрафиолетовое излучения, химические воздействия (некоторые красители, ДДТ, хлороформ, соли тяжёлых металлов и др.), воздействие вирусных инфекций и др. Знание мутационных факторов даёт возможность уберечься от вредных мутаций, а также получить материал для селекции новых пород и сортов.

Запомнить: наследственная изменчивость; мутации и их виды: генные, хромосомные, геномные; мутационные факторы.       ^

Выводы

Наследственная изменчивость вызвана изменениями в генетическом материале, а значит, передаётся из поколения в поколение. Любое изменение в генетическом материале называют мутацией. Мутации могут быть точечными, хромосомными и геномными. Предсказать место возникновения и характер мутации невозможно, но увеличить число мутаций способны ионизирующее и ультрафиолетовое излучения, соли тяжёлых металлов, многие химические вещества.

Думай, делай выводы, действуй

Проверь свои знания

1. Что такое мутация?
2. Чем наследственная изменчивость отличается от модификационной?
3. Какие бывают мутации?
4. Чем точечные мутации отличаются от геномных?
5. Что может послужить мутационным фактором?

Выполните задание

Перечислите основные свойства мутаций.

Обсуди с товарищами

1. Какова роль мутаций в жизни организма и эволюционном процессе?
2. Может ли человек использовать мутации в своих целях?

Выскажи мнение

Каким образом можно защитить живую природу и человека от воздействия мутагенных факторов?

ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

• Надо понимать, что потомству передаются только те мутации, которые произошли в генах половых клеток. Огромное большинство вредных мутаций отсеиваются естественным отбором, так как их обладатели не выживают или не оставляют потомство. А вот мутации, слабо действующие на жизнеспособность или нейтральные, сохраняются в течение многих поколений. Чистота проявлений многих болезнетворных мутаций в потомстве зависит от возраста родителей. Например, стволовые клетки, из которых образуются сперматозоиды, у мужчины делятся каждые 16 дней. Таким образом, в гаметах юноши накапливается совсем мало мутаций, а вот к 56 годам эти клетки уже поделились приблизительно 840 раз и вероятность нахождения в них мутаций весьма велика. Возраст матери также сказывается на потомстве. Так, вероятность рождения ребёнка с синдромом Дауна молодой мамой (18—20 лет) очень мала. А вот если матери 40—43 года, то вероятность рождения ребёнка с таким дефектом достигает 2—3 %.
• Одна из форм тяжёлого нарушения умственного развития ребёнка — аутизм, проявляется в том, что малыш теряет контакт с внешним миром. В настоящее время в Х-хромосоме обнаружен ген, мутация которого приводит к аутизму. Генетические особенности организма обусловливают предрасположенность людей к заболеваниям, которые вызваны воздействием внешней среды. Например, определённый набор мутаций, возникающих у курящих женщин, в десятки раз повышает вероятность рака груди.
• В настоящее время разрабатываются методы генной терапии многих болезней человека. Больным вводят генетический материал, который должен компенсировать дефекты, вызванные мутацией.
• Многие химические вещества вызывают тяжёлые мутации. Например, давно известна связь между некоторыми красителями и развитием — рака мочевого пузыря. Но такому осложнению особенно подвержены люди с определённым набором генов, которые контролируют обезвреживание ядовитых веществ в организме.