Мутационная изменчивость

Исследователи давно заметили, что у организмов иногда происходят внезапные, не вызванные скрещиванием, изменения признаков, передаваемых по наследству. Слово мутация переводится с латыни (mutatio) и означает изменение. Эти изменения происходят у всех видов и имеют большое значение как фактор эволюции.

Мутационная теория

Мутационная изменчивость изучалась в конце 1800-х — начале 1900-х годов Хьюго де Фрисом. Он наблюдал за осиной и заметил, что она сравнительно часто приобретает новые свойства. Де Фрис ввел термин «мутация» для обозначения этих изменений».

Сначала было неизвестно, какие клеточные структуры подверглись перестройке из-за мутационной изменчивости. Но позже было обнаружено, что крупные формы осиновой травы имеют 28 хромосом, а обыкновенные — только 14.

Стало ясно, что мутации представляют собой изменения генотипа и, следовательно, являются разновидностью наследственной изменчивости.

Закрепление изменений в потомстве вследствие мутаций является основным отличием от модификационной изменчивости, при которой изменения проявляются только в фенотипе.

Кроме того, при мутационной изменчивости существенно расширяется норма реакции, то есть предел проявления признака. В результате чаще возникают вредные мутации, вызывающие изменения, несовместимые с жизнью.

Мутации также могут быть полезными и нейтральными.

Причины мутаций

Фактор, вызывающий мутации, называется мутагеном. Организм, имеющий мутацию, является мутантом.

К мутагенам относятся:

• радиация (в том числе естественная);
• некоторые химикаты;
• колебания температуры.

Виды мутаций

Существует три типа мутаций:

• генетический;
• хромосомно;
• геномный.

Генные

Генные мутации вызывают нарушения синтеза белка, поскольку они изменяют или делают бессмысленными кодоны.
При этих мутациях происходят:

• замена азотистых оснований в ДНК;
• потеря или вставка азотистого основания в ДНК.

Хромосомные

Этот тип мутации включает в себя:

• потеря участка хромосомы;
• дупликация фрагмента хромосомы;
• перемещение фрагментов хромосом по их длине;
• переход фрагмента одной хромосомы в другую;
• вращение участка хромосомы

Как правило, подобные изменения снижают жизнеспособность и плодовитость особей.

Геномные

Геномные мутации вызывают многократное увеличение числа хромосом. Такие мутанты называются полиплоидами и широко используются в сельском хозяйстве, поскольку они более продуктивны.

Многие сорта зерновых, которые мы едим, полиплоидны.

Значение мутаций

Способность подвергаться мутационным изменениям является естественной характеристикой каждого вида. Мутации являются источниками генетических вариаций, важным фактором эволюции.

Полезные проявления мутаций особенно часто наблюдаются у растений. По мнению некоторых генетиков, большинство видов растений полиплоидны.

Люди используют мутации для борьбы с сельскохозяйственными вредителями и выведения продуктивных пород и сортов.

Многие разновидности культурных растений являются примерами мутационных вариаций, целенаправленно осуществляемых человеком.

Некоторые наследственные заболевания являются результатом мутаций.