C'est incroyable, mais chaque minute, des individus avec une composition génétique unique et unique naissent sur Terre. Cela est dû à une certaine variabilité héréditaire, dont la valeur est suffisamment grande pour le développement évolutif non seulement d'une unité de classification distincte, mais du monde entier dans son ensemble. Voyons ce qu'est la variabilité héréditaire, à quelles lois elle obéit et comment elle affecte la phylogénie.
Définition
Des exemples de variabilité héréditaire sont certaines combinaisons du matériel génétique des parents ou divers processus mutationnels lors de la formation du zygote. Pour la plupart, l'unicité du génotype de divers organismes est due à la divergence des gènes dans un ordre aléatoire au cours de la méiose.
Variabilité non héréditaire
Il convient de noter qu'en plus de la variabilité héréditaire, la variabilité non héréditaire joue également un rôle important dans l'ontogenèse d'un organisme. Elle estse forme sous l'influence de l'environnement, du mode de vie et d'autres facteurs non liés aux modifications du génotype. C'est précisément la principale différence entre la variabilité héréditaire et non héréditaire.
Formes de mutation
Un exemple de variabilité héréditaire, en plus du mouvement indépendant des chromosomes dans le développement de l'embryon, peut également être un certain type de mutation résultant de certains facteurs. Examinons chacun des formulaires séparément.
Combinatif
La variabilité combinatoire est l'un des principaux leviers de l'évolution d'une certaine espèce. Elle est permanente et se produit partout. C'est grâce à ce type de variabilité qu'existe l'unicité de chaque individu au sein d'une espèce.
La variabilité des combinaisons est possible en raison de phénomènes tels que:
- divergence indépendante des structures génétiques élémentaires - chromosomes, dans le processus de division cellulaire méiotique;
- fusion de gamètes au hasard lors de la fécondation directe;
- échange de matériel génétique dans le processus d'un phénomène tel que crossing over.
Ainsi, la variabilité combinatoire est la principale unité fonctionnelle qui assure l'unicité de l'appareil génétique de chaque individu séparément.
mutationnel
La variabilité mutationnelle fait également partie intégrante des processus héréditaires. Les changements peuvent prendre la forme d'une caractéristique unique utile de l'individu en développement, etpeuvent être si insignifiants qu'ils ne sont pas détectés du tout et sont neutres par rapport à l'organisme.
Mais souvent les mutations sont négatives et se manifestent sous la forme de déviations, de perturbations du fonctionnement normal du corps, de maladies. Le danger des changements négatifs réside dans le fait qu'une fois fixés dans le génotype, ils peuvent être hérités.
De plus, les mutations se présentent dans différentes localisations. Sur cette base, ils sont divisés en somatiques et génératifs. Ils affectent différents niveaux de l'appareil génétique, qui les classe comme chromosomiques, géniques ou génomiques.
Exemples
Les exemples de variabilité héréditaire sont très divers et se retrouvent souvent dans la vie de tous les jours. L'une des manifestations les plus élémentaires de ce type de variabilité est que l'enfant peut être très semblable à ses parents à certains égards. Par exemple, hériter des cheveux noirs de la mère et des traits du visage du père. Ceci est un exemple de variabilité combinatoire. Mais il convient de considérer que même avec une forte similitude, la progéniture ne sera pas une copie exacte des parents, tant sur le plan phénotypique que, surtout, sur le plan génotypique.
Un autre exemple de variabilité héréditaire est le phénomène des six doigts, qui est le résultat d'une mutation imprévue. Ou une maladie aussi désagréable que la phénylcétonurie, qui se manifeste sous la forme d'une violation du métabolisme des acides aminés.
Séries homologiques
L'un des scientifiques quiactivement engagé dans l'étude d'un phénomène tel que la variabilité héréditaire, était N. I. Vavilov.
Il a considéré les soi-disant séries homologiques de variabilité héréditaire, qui étaient des analogues dans la biologie de la série homologique de composés organiques.
Connaissant certains modèles, il est possible de calculer les caractéristiques d'hérédité chez les espèces qui ont ces séries. Sur cette base, l'une des lois fondamentales a été formée qui interprète les modèles d'héritage, qui s'appelle la loi des séries homologues de variabilité héréditaire. À l'heure actuelle, cette loi est activement utilisée en génétique.
La loi de la variabilité héréditaire
Cette loi, formulée sur la théorie des séries homologues, ressemble à ceci: les genres et les espèces qui ont un appareil génétique similaire diffèrent dans la série de variabilité de certains paramètres. Sur cette base, nous pouvons conclure que connaissant certaines formes au sein d'une espèce particulière, on peut prédire la présence des mêmes formes dans des espèces similaires.
N. I. Vavilov a renforcé la loi des séries homologiques de variabilité héréditaire avec une certaine formule de calcul.
Conséquences de la loi
Cette loi, formulée par N. I. Vavilov, contribue largement à l'interprétation des caractéristiques de l'évolution des organismes.
Ainsi, par exemple, sur cette base, nous pouvons conclure que chez des espèces qui sont similaires dans leur appareil génétique et ont une origine commune, approximativement les mêmes processus de mutation peuvent se produire. Outre,les scientifiques, à la suite de nombreuses années de recherche, ont établi que même des unités de classification aussi grandes que les classes peuvent connaître le soi-disant parallélisme basé sur la présence de séries homologues.
Il convient également de noter que de tels phénomènes sont typiques non seulement des classes supérieures d'organismes vivants, mais aussi des plus simples.
Maladies héréditaires
Cependant, comme mentionné ci-dessus, la variabilité héréditaire n'a pas toujours un effet positif pour un individu particulier et ses descendants. Par exemple, divers types de mutations ou un comportement non standard des gènes dans le processus de conception et de développement de l'embryon peuvent entraîner des déviations dans le développement d'un individu de divers degrés de complexité. Envisagez certains types de maladies génétiques.
Ainsi, les maladies héréditaires peuvent être divisées en:
- Chromosomique. Ces déviations surviennent à la suite de certains changements dans les chromosomes. Il peut s'agir à la fois d'un changement de quantité et de la structure elle-même. Le syndrome de Down est considéré comme la maladie la plus courante de ce groupe. Les enfants souffrant de ce syndrome diffèrent par leur gravité, mais avec des soins correctifs et médicaux appropriés, ils peuvent être pleinement socialisés et indépendants à l'avenir.
- Génomique. Les mutations de ce type, affectant l'ensemble du génome, sont moins fréquentes et entraînent presque toujours la mort chez l'animal et l'homme en particulier. Un exemple d'une telle maladie est le syndrome de Shereshevsky-Turner. Les personnes atteintes de ce syndrome, en plus de bien d'autresse caractérisent par une mauvaise santé mentale et des caractéristiques sexuelles légères ou effacées.
- Monogène. Ces maladies sont basées sur une mutation dans un gène particulier. Elle peut être dominante ou récessive. Certaines mutations sont liées au sexe, d'autres sont liées à l'autosome.
Variabilité héréditaire de l'évolution
La variabilité est la propriété principale et très importante des organismes vivants pour subir des changements dans le processus de phylogenèse. Sans une telle fonctionnalité qui permet de maintenir l'unicité du matériel génétique et de s'adapter aux caractéristiques d'un environnement particulier, les organismes de toute organisation seraient condamnés à mort.
En raison de la variabilité héréditaire, il existe un facteur d'évolution aussi important que la sélection naturelle. C'est précisément parce que chaque individu est unique dans ses propriétés génotypiques et phénotypiques que le nombre est régulé dans la nature, mais en même temps, il reste possible d'éviter la disparition totale de telle ou telle unité de classification.
La valeur de la variation héréditaire est inestimable pour le processus évolutif. Après tout, c'est cette caractéristique la plus importante des organismes de toute complexité et classification qui permet à un phénomène tel que la diversité des espèces d'exister. La variabilité héréditaire est également d'une grande importance pour la survie de l'espèce. Les caractéristiques en constante évolution de l'environnement obligent les organismes à s'adapter aux conditions existantes. Sans telle ou telle réflexion dans le génotype, cela serait impossible etconduit à l'extinction de l'espèce.
