Частота та причини мутацій - Модифікаційна та мутаційна мінливість
Частота та причини мутацій
Частота та причини мутацій. Як часто відбуваються мутації і які причини їх виникнення? Перш ніж відповісти на це питання, потрібно мати на увазі, що облік мутацій, що виникають, представляє дуже великі труднощі. Більшість мутацій є рецесивними. Вони виникають у генах, локалізованих у хромосомах статевих клітин. Гамета, що несе рецесивну мутацію, що знову виникла, при заплідненні зазвичай з'єднується з гаметою, яка такої ж мутації не несе. Тому знову виникла рецесивна фенотипічна мутація не проявиться. Однак у наступних поколіннях вона буде розмножуватися разом з її хромосомою і поширюватися серед особин даного виду. Лише коли з'єднаються дві гамети, що несуть ту саму рецесивну мутацію, вона проявиться фенотипно.
Дослідження показали, що в природних умовах мутація кожного окремого гена відбувається дуже рідко. На погляд може виникнути уявлення, що така мала мінливість гена неспроможна дати достатнього матеріалу спадкової мінливості для природного добору. Насправді, це не так. У організму є кілька тисяч генів, тому загальна кількість мутацій виявляється значним. Для тієї ж дрозофіли, наприклад, вираховано, що близько 5% її гамет несуть якусь мутацію. Прямі дослідження поширення мутацій у природних популяціях дрозофіли, проведені різних географічних зонах, показали, що вони «насичені» різноманітними мутаціями, більшість яких, проте, через рецесивності не проявляється мабуть. Значна стійкість гена має велике біологічне значення. Справді, якби гени легко і часто змінювалися, то існування видів стало б неможливим, бо в кожному поколінні організми перетворювалися б на щось нове,не схоже на батьків. Відносна стійкість видів - важлива умова пристосування організму до довкілля.
Здатність до мутування - одна з основних властивостей гена. Зрозуміло, що кожна окрема мутація викликається якоюсь причиною. Однак у більшості випадків ці причини залишаються невідомими. Мутації пов'язані із змінами у зовнішньому середовищі.Це переконливо доводиться тим, що різними зовнішніми факторами вдається різко підвищити кількість мутацій, що виникають. Особливо ефективно діючими факторами експериментального одержання мутацій виявляються такі, що впливають на нуклеїнові кислоти. Це цілком зрозуміло, оскільки матеріальною основою генів є ДНК.
Вперше в досвіді різке підвищення кількості спадкових змін, що виникають, було отримано дією променів Рентгена. Під впливом рентгенізації кількість одержуваних мутацій вдалося підвищити у 150 разів і навіть більше. З того часу експериментальне отримання мутацій було здійснено на різних організмах - від бактерій і вірусів до ссавців і квіткових рослин. Крім променів Рентгену та інших форм іонізуючої радіації, мутації можуть бути викликані різними хімічними і фізичними впливами: температурою, зміною газового режиму, вологості тощо. Результати досліджень з експериментального одержання мутацій показали, що в основному справа зводиться до збільшення їхньої частоти. Спадкові ухилення, що експериментально викликаються, відбуваються в різних напрямках, так само як і природний процес мутаційної мінливості. Лише останнім часом намічаються деякі шляхи на напрям мутацій. Ці нові можливості базуються на глибокомупроникнення в механізм процесу синтезу нуклеїнових кислот
Експериментальне отримання мутацій має велике практичне значення, оскільки різко підвищує спадкову мінливість, даючи, таким чином, матеріал для відбору.
Важливу закономірність було встановлено М. І. Вавіловим. Вона відома під ім'ям закону гомологічних рядів спадкової мінливості.Сутність цього закону зводиться до того, що види і пологи, генетично близькі(т.е. пов'язані один з одним єдністю походження), характеризуються подібними рядами спадкової мінливості.Знаючи спадкові зміни в одного виду, можна передбачати знаходження подібних змін у родинних видів та пологів. Декілька прикладів гомологічних рядів мінливості в сімействі злаків дано в таблиці, що додається, в якій показано наявність або відсутність різних ознак в межах різних родів цього сімейства.
У тварин ми також зустрічаємося із виявом цієї закономірності. Наприклад, у гризунів існують гомологічні ряди з фарбування вовни.
Закон гомологічних рядів має важливе практичного значення, він полегшує пошуки спадкових ухилень.