Je to úžasné, ale každou minutu se na Zemi rodí jedinci s jedinečnou, jedinečnou genetickou výbavou. Je to dáno určitou dědičnou variabilitou, jejíž hodnota je dostatečně velká pro evoluční vývoj nejen samostatné klasifikační jednotky, ale celého světa jako celku. Podívejme se, co je dědičná variabilita, jakými zákony se řídí a jak ovlivňuje fylogenezi.
Definice
Příkladem dědičné variability jsou určité kombinace genetického materiálu rodičů nebo různé mutační procesy při tvorbě zygoty. Z větší části je jedinečnost genotypu různých organismů způsobena divergencemi genů v náhodném pořadí během meiózy.
Nedědičná variabilita
Za zmínku stojí, že kromě dědičné variability hraje důležitou roli v ontogeneze organismu také nedědičná. Jevzniká vlivem prostředí, životního stylu a dalších faktorů nesouvisejících se změnami genotypu. To je přesně ten hlavní rozdíl mezi dědičnou a nedědičnou variabilitou.
Formy mutace
Příkladem dědičné variability může být kromě samostatného pohybu chromozomů při vývoji embrya také určitý druh mutace vyplývající z určitých faktorů. Podívejme se na každý z formulářů zvlášť.
Kombinativní
Kombinační variabilita je jednou z hlavních pák evoluce určitého druhu. Je trvalý a vyskytuje se všude. Právě díky tomuto typu variability existuje něco jako jedinečnost každého jedince v rámci druhu.
Variabilita kombinací je možná v důsledku jevů, jako jsou:
- nezávislá divergence elementárních genetických struktur - chromozomů, v procesu dělení meiotických buněk;
- sloučení gamet náhodně během přímého oplodnění;
- výměna genetického materiálu v procesu takového jevu, jako je crossing over.
Kombinační variabilita je tedy hlavní funkční jednotkou, která zajišťuje jedinečnost genetického aparátu každého jedince zvlášť.
Mutational
Nedílnou součástí dědičných procesů je také mutační variabilita. Změny mohou mít podobu užitečné jedinečné vlastnosti vyvíjejícího se jedince amohou být tak nevýznamné, že nejsou vůbec detekovány a jsou neutrální ve vztahu k organismu.
Mutace jsou ale často negativní a projevují se ve formě jakýchkoliv odchylek, poruch normálního fungování těla, nemocí. Nebezpečí negativních změn spočívá v tom, že jakmile jsou fixovány v genotypu, mohou být zděděny.
Mutace také přicházejí v různých lokalizacích. Na tomto základě se dělí na somatické a generativní. Ovlivňují různé úrovně genetického aparátu, který je klasifikuje jako chromozomální, genový nebo genomický.
Příklady
Příklady dědičné variability jsou velmi rozmanité a často se vyskytují v každodenním životě. Jedním z nejzákladnějších projevů tohoto typu variability je, že dítě může být v některých ohledech velmi podobné rodičům. Například zdědit tmavé vlasy po matce a rysy obličeje po otci. Toto je příklad kombinační variability. Ale stojí za zvážení, že ani při silné podobnosti nebude potomstvo přesnou kopií rodičů, a to jak z hlediska fenotypu, tak zejména z hlediska genotypu.
Dalším příkladem dědičné variability je fenomén šestiprstosti, který je výsledkem nepředvídané mutace. Nebo tak nepříjemné onemocnění, jako je fenylketonurie, která se projevuje ve formě porušení metabolismu aminokyselin.
Homologická řada
Jeden z vědců, kteříaktivně se zabýval studiem takového fenoménu, jako je dědičná variabilita, byl N. I. Vavilov.
Uvažoval o tzv. homologické řadě dědičné variability, což byly některé analogy v biologii homologické řady organických sloučenin.
Známe-li určité vzorce, je možné vypočítat znaky dědičnosti u druhů, které mají tyto řady. Na tomto základě byl vytvořen jeden ze základních zákonů, který interpretuje vzory dědičnosti, který se nazývá zákon homologní řady dědičné variability. V současné době se tento zákon aktivně používá v genetice.
Zákon dědičné proměnlivosti
Tento zákon, formulovaný na základě teorie homologních řad, zní takto: rody a druhy, které mají podobný genetický aparát, se liší řadou variability v určitých parametrech. Na základě toho můžeme dojít k závěru, že pokud známe některé formy v rámci jednoho konkrétního druhu, lze předpovědět přítomnost stejných forem u podobných druhů.
N. I. Vavilov posílil zákon homologické řady dědičné variability o určitý vzorec pro výpočet.
Důsledky zákona
Tento zákon, formulovaný N. I. Vavilovem, do značné míry přispívá k interpretaci rysů evoluce organismů.
Takže na jeho základě můžeme například usuzovat, že u druhů, které jsou si svým genetickým aparátem podobné a mají společný původ, mohou probíhat přibližně stejné mutační procesy. Kromě,vědci jako výsledek mnohaletého výzkumu zjistili, že i tak velké klasifikační jednotky, jako jsou třídy, mohou zažít takzvaný paralelismus založený na přítomnosti homologních řad.
Za zmínku také stojí, že takové jevy jsou typické nejen pro vyšší třídy živých organismů, ale i pro ty nejjednodušší.
Dědičná onemocnění
Jak již bylo zmíněno výše, dědičná variabilita nemá vždy pozitivní vliv na konkrétního jedince a jeho potomky. Například různé druhy mutací nebo nestandardní chování genů v procesu početí a vývoje embrya mohou vést k odchylkám ve vývoji jedince různého stupně složitosti. Zvažte některé typy genetických onemocnění.
Takže dědičné nemoci lze rozdělit na:
- Chromozomální. K těmto odchylkám dochází v důsledku určitých změn v chromozomech. Může se jednat jak o změnu množství, tak o samotnou strukturu. Downův syndrom je považován za nejčastější onemocnění této skupiny. Děti trpící tímto syndromem se liší svou závažností, ale s náležitou nápravnou a lékařskou péčí mohou být v budoucnu plně socializované a nezávislé.
- Genomický. Mutace tohoto typu, postihující celý genom, se vyskytují méně často a téměř vždy vedou ke smrti zejména zvířat a lidí. Příkladem takového onemocnění je Shereshevsky-Turnerův syndrom. Lidé s tímto syndromem, kromě mnoha dalšíchpříznaky se vyznačují špatným duševním zdravím a mírnými nebo vymazanými sexuálními charakteristikami.
- Monogenní. Tato onemocnění jsou založena na mutaci jednoho konkrétního genu. Může být dominantní nebo recesivní. Některé mutace jsou vázané na pohlaví, některé jsou vázané na autozomy.
Dědičná variabilita v evoluci
Variabilita je hlavní a velmi důležitá vlastnost živých organismů podléhat změnám v procesu fylogeneze. Bez takové funkce, která vám umožní zachovat jedinečnost genetického materiálu a přizpůsobit se charakteristikám konkrétního prostředí, by byly organismy jakékoli organizace odsouzeny k smrti.
Vzhledem k dědičné variabilitě existuje v evoluci tak důležitý faktor, jako je přírodní výběr. Právě proto, že každý jedinec je jedinečný svými genotypovými a fenotypovými vlastnostmi, je počet regulován v přírodě, ale zároveň zůstává možné vyhnout se úplnému vymizení té či oné klasifikační jednotky.
Hodnota dědičné variace je pro evoluční proces neocenitelná. Koneckonců, právě tato nejdůležitější vlastnost organismů jakékoli složitosti a klasifikace umožňuje existenci takového fenoménu, jako je druhová rozmanitost. Velký význam pro přežití druhu má i dědičná variabilita. Neustále se měnící vlastnosti prostředí nutí organismy přizpůsobovat se stávajícím podmínkám. Bez toho či onoho odrazu v genotypu by to bylo nemožné avedlo k vyhynutí druhu.
