Наследственность и изменчивость

Наследственность — это способность организмов передавать потомству свои признаки и особенности развития.

Наследственная информация заложена в генах. Обычно каждый ген, отвечающий за какой-либо признак, находится в двойном экземпляре, на каждой из гомологичных (парных) хромосом. Признаки бывают разными, например, ген на одной хромосоме отвечает за светлые волосы, на другой тот же ген отвечает за темный цвет волос. Разумеется, все гораздо сложнее, и за один признак нередко отвечают несколько генов. Такая наследственность называется полигенной, в отличие от моногенной, когда один ген отвечает за один признак. Гены, а значит, и признаки, бывают доминантными (проявляются в одном экземпляре) и рецессивными (проявляются в двух экземплярах).

Наследственная информация записана в генах
Наследственная информация записана в генах

Однако потомки нередко отличаются от родителей, приобретают новые свойства. Да и известные признаки комбинируются по-разному. Кроме того, среди представителей одного вида имеется разнообразие. Есть светловолосые и темноволосые люди, кареглазые и синеглазые, а у животных рисунки на шерсти отличаются друг от друга. Такое разнообразие признаков среди представителей одного вида и способность потомков приобретать новые признаки носит название изменчивости.

Как мутации влияют на кровь

Эритроциты — красные клетки крови, в которых находится гемоглобин, переносящий кислород. Обычно гемоглобин имеет вполне компактную форму и легко помещается в клетках, которые имеют форму двояковогнутых дисков. Но в случае мутации гена, отвечающего за синтез гемоглобина, когда заменяется лишь одна аминокислота, форма молекулы меняется, она удлиняется и меняет форму клетки. Клетка становится серповидной. А мутантный гемоглобин плохо переносит кислород, и у человека развивается анемия — малокровие.

Изменчивость бывает наследственной и ненаследственной (модификационной). Наследственную, или генотипическую, изменчивость определяют разные мутации (изменения последовательности нуклеотидов в ДНК), их разнообразные комбинации в поколениях. Наследственная изменчивость, которая вызвана появлением мутаций, называется мутационной, а та, что обусловлена дальнейшей рекомбинацией (разными сочетаниями) генов, называется комбинативной.

Нормальные и мутировавшие эритроциты при серповидноклеточной анемии
Нормальные и мутировавшие эритроциты при серповидноклеточной анемии

Модификационная изменчивость — изменение фенотипа в результате воздействия окружающей среды, носящее приспособительный характер. Генотип при этом остается неизменным. Примеры модификационной изменчивости можно найти повсюду. Например, у человека при подъеме в горы в крови увеличивается количество эритроцитов, переносящих кислород. Так облегчается дыхание. Под воздействием ультрафиолетового солнечного излучения загорает кожа, под воздействием тренировок развиваются мышцы.

Бабочки-нимфапиды и колорадские жуки, развивающиеся при различной температуре, обретают разную окраску, а зайцы и белки весной и осенью сменяют шубку.

У растений можно привести пример, когда равнинные виды, выращенные в горах, становятся низкорослыми, а строение подводных и надводных листьев у стрелолиста и водного лютика отличается. Таким образом, генотип (совокупность генов) формирует разные фенотипы (совокупность признаков). Эта способность называется нормой реакции.

Наследственность и изменчивость служат предметом науки генетики.