شگفت انگیز است، اما هر دقیقه افرادی با ترکیب ژنتیکی منحصر به فرد و منحصر به فرد روی زمین متولد می شوند. این به دلیل یک تنوع ارثی خاص است که ارزش آن برای توسعه تکاملی نه تنها یک واحد طبقه بندی جداگانه، بلکه کل جهان به عنوان یک کل به اندازه کافی بزرگ است. بیایید ببینیم تنوع ارثی چیست، از چه قوانینی پیروی می کند و چگونه بر فیلوژنی تأثیر می گذارد.
تعریف
نمونه هایی از تنوع ارثی، ترکیب خاصی از مواد ژنتیکی والدین یا فرآیندهای جهشی مختلف در طول تشکیل زیگوت است. در بیشتر موارد، منحصر به فرد بودن ژنوتیپ موجودات مختلف به دلیل واگرایی ژن ها به ترتیب تصادفی در طول میوز است.
تغییرپذیری غیر ارثی
شایان ذکر است که علاوه بر تنوع ارثی، تنوع غیر ارثی نیز نقش مهمی در انتوژنیک ارگانیسم دارد. او استتحت تأثیر محیط، سبک زندگی و سایر عوامل غیر مرتبط با تغییرات ژنوتیپ تشکیل می شود. این دقیقاً تفاوت اصلی بین تنوع ارثی و غیر ارثی است.
اشکال جهش
نمونه ای از تنوع ارثی، علاوه بر حرکت مستقل کروموزوم ها در رشد جنین، می تواند نوع خاصی از جهش ناشی از عوامل خاصی نیز باشد. بیایید به هر یک از فرم ها به طور جداگانه نگاه کنیم.
ترکیبی
تغییرپذیری ترکیبی یکی از اهرم‌های اصلی تکامل یک گونه خاص است. دائمی است و در همه جا رخ می دهد. به لطف این نوع تنوع است که چیزی به نام منحصر به فرد بودن هر فرد در یک گونه وجود دارد.
تغییرپذیری ترکیبی به دلیل پدیده هایی مانند: امکان پذیر است
- واگرایی مستقل ساختارهای ژنتیکی ابتدایی - کروموزوم ها، در فرآیند تقسیم سلولی میوز؛
- همجوشی گامت ها به طور تصادفی در طی لقاح مستقیم؛
- تبادل مواد ژنتیکی در فرآیند پدیده ای مانند عبور از آن.
بنابراین، تنوع ترکیبی واحد عملکردی اصلی است که منحصر به فرد بودن دستگاه ژنتیکی هر فرد را به طور جداگانه تضمین می کند.
جهش
تغییرپذیری جهش نیز بخشی جدایی ناپذیر از فرآیندهای ارثی است. تغییرات می تواند به شکل یک ویژگی منحصر به فرد مفید در فرد در حال توسعه باشد، وممکن است آنقدر ناچیز باشند که اصلاً شناسایی نشوند و در رابطه با ارگانیسم خنثی باشند.
اما اغلب جهش ها منفی هستند و خود را به صورت هرگونه انحراف، اختلال در عملکرد طبیعی بدن، بیماری ها نشان می دهند. خطر تغییرات منفی در این واقعیت نهفته است که، پس از تثبیت در ژنوتیپ، می توانند به ارث برده شوند.
همچنین، جهش ها در محلی سازی های مختلف وجود دارند. بر این اساس آنها را به جسمی و زایشی تقسیم می کنند. آنها سطوح مختلفی از دستگاه ژنتیکی را تحت تأثیر قرار می دهند، که آنها را به عنوان کروموزومی، ژنی یا ژنومی طبقه بندی می کند.
نمونه
نمونه هایی از تنوع ارثی بسیار متنوع هستند و اغلب در زندگی روزمره یافت می شوند. یکی از ابتدایی ترین جلوه های این نوع تغییرپذیری این است که ممکن است کودک از برخی جهات بسیار شبیه والدین باشد. به عنوان مثال، به ارث بردن موهای تیره مادر و ویژگی های صورت پدر. این نمونه ای از تنوع ترکیبی است. اما شایان توجه است که حتی با وجود شباهت زیاد، فرزندان، چه از نظر فنوتیپی و چه از نظر ژنوتیپی، کپی دقیقی از والدین نخواهند بود.
یک مثال دیگر از تنوع ارثی پدیده شش انگشتی است که نتیجه یک جهش پیش بینی نشده است. یا بیماری ناخوشایندی مانند فنیل کتونوری که خود را به شکل نقض متابولیسم اسیدهای آمینه نشان می دهد.
سریال همسانی
یکی از دانشمندانی کهN. I. Vavilov به طور فعال درگیر مطالعه پدیده ای مانند تنوع ارثی بود.
او به اصطلاح سری همولوژیکی تنوع ارثی را در نظر گرفت که برخی از آنالوگها در زیست شناسی سری همسانی ترکیبات آلی بودند.
با دانستن الگوهای خاص، می توان ویژگی های وراثت را در گونه هایی که این سری ها را دارند محاسبه کرد. بر این اساس یکی از قوانین اساسی که الگوهای وراثت را تفسیر می کند شکل گرفت که به آن قانون سری همولوگ تنوع ارثی می گویند. در حال حاضر، این قانون به طور فعال در ژنتیک استفاده می شود.
قانون تنوع ارثی
این قانون، که بر اساس نظریه سری های همولوگ فرموله شده است، به نظر می رسد: جنس ها و گونه هایی که دستگاه ژنتیکی مشابهی دارند در سری تغییرپذیری در پارامترهای خاص متفاوت هستند. بر این اساس، می‌توان نتیجه گرفت که با شناخت برخی از اشکال در یک گونه خاص، می‌توان حضور همان اشکال را در گونه‌های مشابه پیش‌بینی کرد.
N. I. Vavilov قانون سری همسانی تنوع ارثی را با فرمول خاصی برای محاسبه تقویت کرد.
پیامدهای قانون
این قانون که توسط N. I. Vavilov تدوین شده است، تا حد زیادی به تفسیر ویژگی های تکامل موجودات کمک می کند.
بنابراین، برای مثال، بر اساس آن، می‌توان نتیجه گرفت که در گونه‌هایی که از نظر دستگاه ژنتیکی مشابه هستند و منشأ مشترکی دارند، تقریباً فرآیندهای جهش مشابهی ممکن است رخ دهد. بعلاوه،دانشمندان در نتیجه سال‌ها تحقیق ثابت کرده‌اند که حتی واحدهای طبقه‌بندی بزرگی مانند کلاس‌ها می‌توانند به اصطلاح موازی‌سازی مبتنی بر حضور سری‌های همولوگ را تجربه کنند.
همچنین شایان ذکر است که چنین پدیده‌هایی نه تنها برای طبقات بالاتر موجودات زنده، بلکه برای ساده‌ترین موجودات معمولی هستند.
بیماری های ارثی
اما همانطور که در بالا ذکر شد، تنوع ارثی همیشه برای یک فرد خاص و فرزندان آن تأثیر مثبتی ندارد. به عنوان مثال، انواع مختلف جهش یا رفتار غیر استاندارد ژن ها در فرآیند لقاح و رشد جنین می تواند منجر به انحراف در رشد یک فرد با درجات مختلف پیچیدگی شود. برخی از انواع بیماری های ژنتیکی را در نظر بگیرید.
بنابراین، بیماری های ارثی را می توان به: تقسیم کرد
- کروموزومی. این انحرافات در نتیجه تغییرات خاصی در کروموزوم ها رخ می دهد. این می تواند هم تغییر در کمیت و هم در خود ساختار باشد. سندرم داون شایع ترین بیماری این گروه محسوب می شود. کودکانی که از این سندرم رنج می برند در شدت آن متفاوت هستند، اما با مراقبت های اصلاحی و پزشکی مناسب می توانند در آینده کاملا اجتماعی و مستقل شوند.
- ژنومیک. جهش هایی از این نوع که کل ژنوم را تحت تاثیر قرار می دهد، کمتر اتفاق می افتد و تقریباً همیشه منجر به مرگ در حیوانات و به ویژه انسان می شود. نمونه ای از چنین بیماری سندرم Shereshevsky-Turner است. افراد مبتلا به این سندرم علاوه بر بسیاری دیگرعلائم با سلامت روانی ضعیف و ویژگی‌های جنسی خفیف یا محو شده مشخص می‌شوند.
- مونوژن. این بیماری ها بر اساس جهش در یک ژن خاص است. می تواند غالب یا مغلوب باشد. برخی از جهش‌ها به جنسیت مرتبط هستند، برخی دیگر با اتوزوم مرتبط هستند.
تغییر ارثی در تکامل
تغییرپذیری خاصیت اصلی و بسیار مهم موجودات زنده برای دستخوش تغییرات در فرآیند فیلوژنز است. بدون چنین ویژگی که به شما امکان می دهد منحصر به فرد بودن ماده ژنتیکی را حفظ کنید و با ویژگی های یک محیط خاص سازگار شوید، ارگانیسم های هر سازمانی محکوم به مرگ خواهند بود.
به دلیل تنوع ارثی، عامل مهمی مانند انتخاب طبیعی در تکامل وجود دارد. دقیقاً به این دلیل است که هر فرد از نظر خصوصیات ژنوتیپی و فنوتیپی منحصر به فرد است که تعداد آنها در طبیعت تنظیم می شود، اما در عین حال، امکان جلوگیری از ناپدید شدن کامل یک یا آن واحد طبقه بندی وجود دارد.
ارزش تنوع ارثی برای فرآیند تکامل بسیار ارزشمند است. از این گذشته، این مهم ترین ویژگی موجودات زنده با هر پیچیدگی و طبقه بندی است که امکان وجود پدیده ای مانند تنوع گونه ای را فراهم می کند. تنوع ارثی نیز برای بقای گونه از اهمیت بالایی برخوردار است. تغییرات مداوم ویژگی های محیط، موجودات زنده را مجبور می کند تا با شرایط موجود سازگار شوند. بدون این یا آن بازتاب در ژنوتیپ، این امر غیرممکن خواهد بودمنجر به انقراض گونه شد.
