Wariacja genetyczna: rodzaje i znaczenie odmian genetycznych

Przeczytaj ten artykuł, aby zapoznać się z Wariacją genetyczną: rodzaje i znaczenie odmian genetycznych!

Wariacje to różnice morfologiczne, fizjologiczne, cytologiczne i behawiorystyczne między osobnikami tego samego gatunku i potomstwem tych samych rodziców. Można je znaleźć we wszystkich postaciach iw każdym możliwym kierunku. Dlatego żadne dwie osoby nie są podobne.

Zdjęcie dzięki uprzejmości: homes.cs.washington.edu/~suinlee/figures/systems-genetics2.JPG

Wariacje pojawiają się nawet u klonów i bliźniąt jednojajowych. Tutaj są nabywane lub powodowane przez mutacje. Uzyskane odmiany są zwykle wynikiem działania środowiska. Nie są dziedziczone. Mutacje są nagłymi lub nieciągłymi dziedzicznymi odmianami, które są produkowane z powodu błędów w replikacji DNA.

Organizmy reprodukujące się seksualnie mają obfite zmiany genetyczne. Różnice stają się mniejsze, jeśli istnieje intensywny chów wsobny (krycie blisko spokrewnionych organizmów, takich jak członkowie tej samej rodziny, kuzyni, itp.). Fakt ten znany był naszym przodkom już w latach 8000-10000 pne. Wiedzieli, że rozmnażanie płciowe powoduje różnice. Nasi przodkowie wykorzystali różnice występujące w dziko rosnących roślinach i zwierzętach do selektywnego rozmnażania roślin i zwierząt w celu udomowienia, np. Rasy Sahiwal od dzikiej krowy.

Poprzez ciągłą selektywną hodowlę i sztuczną selekcję, istoty ludzkie zgromadziły setki tysięcy ras i odmian przed odkryciem zasad dziedziczenia. Wskazuje wyraźnie, że nasi przodkowie mieli dobrą znajomość dziedziczenia i odmian. Nie mieli jednak pojęcia o naukowych podstawach tych zjawisk.

Rodzaje wariacji:

Odmiany są klasyfikowane różnie według:

(i) Dotknięta cecha:

Morfologiczne, fizjologiczne, cytologiczne i behawiorystyczne.

(ii) Wpływ:

Przydatne, szkodliwe i neutralne lub obojętne.

(iii) Części:

Merystyka (liczba części i ich zależności geometryczne) i substancjalna (wygląd),

(iv) Stopień:

Ciągłe i nieciągłe,

(v) Zainfekowane komórki:

Somatyczny i zarodkowy,

(vi) fenotypowy (obserwowalny) i genotypowy (konstytucyjny).

I. Wariacje somatyczne lub somatogeniczne:

Są to odmiany, które wpływają na komórki somatyczne lub komórki organizmu. Są one również nazywane modyfikacjami lub postaciami nabytymi, ponieważ są otrzymywane przez jednostkę w trakcie jej trwania. Lamarck (1801, 1809) oparł swoją teorię ewolucji na dziedziczeniu nabytych postaci. Jednakże, jak udowodnił Weismann (1892), różnice somatyczne zazwyczaj umierają wraz ze śmiercią jednostki, a zatem nie są dziedziczne. Są one spowodowane przez trzy czynniki: środowisko, użycie i nieużywanie narządów oraz świadome wysiłki.

(a) Czynniki środowiskowe:

Czynniki środowiskowe to średnie, lekkie, temperatura, odżywianie, wiatr, zaopatrzenie w wodę itp. Czynniki środowiskowe powodują zmiany w fenotypie jednostki. Różne zmiany fenotypu w odpowiedzi na różne czynniki środowiskowe nazywane są plastycznością fenotypową. Specyficzny fenotyp opracowany w odpowiedzi na konkretny stan ekologiczny nazywany jest ecofenotypem.

Są tylko niewielkie modyfikacje u zwierząt, ale w przypadku roślin zmiany są znacznie bardziej widoczne. Wynika to z wpływu środowiska na merystemy różnych części. Nieznaczna zmiana w aktywności merystematycznej może mieć trwały wpływ na roślinę. Środowisko może również zmienić ilość kwitnienia i spowodować nieherterowite zmiany w częściach kwiatowych. Niektóre z ważniejszych czynników środowiskowych to:

1. Średni:

Niektóre rośliny amfibie wykazują heterofilię ze spreparowanymi liśćmi w wodzie i całymi liśćmi na zewnątrz, np. Ranunculus aquatilis. Stockard umieścił jaja ryb Fundulus w wodzie morskiej zawierającej chlorek magnezu. Młode, hodowane w takim ośrodku, miały jedno oko pośrodku, zamiast dwóch zwykłych oczu bocznych. Hortensja nosi niebieskie kwiaty w kwaśnej glebie i różowawe kwiaty w alkalicznej glebie.

2. Światło:

W przypadku braku światła rośliny pozostają etiolowane. Shade produkuje wydłużone intemody oraz cieńsze i szersze liście. Zwiększa miękkość wielu warzyw. Silne światło, przeciwnie, pomaga w wytwarzaniu większej ilości mechanicznej tkanki oraz mniejszych i grubszych liści. Miękisz palisadowy staje się wielowarstwowy w silnym świetle, ale pozostaje jednopowłokowy w umiarkowanych intensywnościach światła (np. Brzoskwinia).

Wpływ światła obserwował także Cunningham u płaskiej ryby Solea. Ryby zazwyczaj leżą po lewej stronie. Rozwija pigmentację i oczy po prawej stronie, stronę wystawioną na działanie światła. Jeśli lewa strona jest wystawiona na działanie światła w młodej rybce, po tej stronie rozwijają się zarówno oczy, jak i pigmentacja.

3. Temperatura:

Temperatura bezpośrednio wpływa na metaboliczną aktywność organizmów i szybkość transpiracji u roślin. Rośliny rosnące w gorącym obszarze wykazują nanizję części nadziemnych i większy wzrost systemu korzeniowego. Silne światło słoneczne i wysoka temperatura powodują opalanie się skóry ludzkiej poprzez produkcję większej ilości melaniny w celu ochrony przed nadmierną izolacją i promieniowaniem ultrafioletowym.

4. Odżywianie:

Osobnik, któremu zapewniono optymalne odżywianie, rośnie najlepiej, natomiast osobnik niedożywiony wykazuje zahamowany wzrost. Obfitość lub niedobór soli mineralnej powoduje różnego rodzaju deformacje roślin. Larwa pszczoły miodnej karmionej mleczkiem królewskim rośnie w królową, a ta karmiona pszczelim chlebem przekształca się w pracownika.

5. Woda:

Rośliny rosnące w glebach z niedoborem wody lub na obszarach o niewielkich opadach deszczu wykazują modyfikacje w celu zmniejszenia transpiracji i zatrzymania wody, np. Soczyste, kolczaste, zredukowane liście, grube powłoki, zatopione aparaty szparkowe itp. Osoby rosnące w wilgotnym i wilgotnym obszarze wytwarzają bujny zapach wzrost.

(b) Używanie i usuwanie organów:

Najczęściej obserwuje się to u zwierząt wyższych. Organ, który jest poddawany ciągłemu stosowaniu, rozwija się bardziej, podczas gdy narządy mniej używane rzadko się rozwijają. Zapaśnik lub zawodnik wykonujący codzienne ćwiczenia rozwija mocniejsze i bardziej muskularne ciało niż inny człowiek, który nie wykonuje żadnego ćwiczenia. Lew, tygrys lub niedźwiedź trzymany w zoo jest słabszy niż ten żyjący w dżungli.

(c) Świadome wysiłki:

Modyfikacje wynikające ze świadomych wysiłków obserwuje się tylko u tych zwierząt, które mają inteligencję. Otrzymywanie wykształcenia, trening niektórych zwierząt domowych, szczupłe ciała, nudne pinna, długa szyja, małe stopy, okaleczenia zwierząt domowych, bonsai itp. To tylko niektóre przykłady świadomych wysiłków.

II. Warianty germinalne lub blastogenne:

Są produkowane w komórkach zarodkowych organizmu i są dziedziczne. Mogą być już obecne u przodków lub mogą powstać nagle. W związku z tym zmiany zarodkowe są dwojakiego rodzaju, ciągłe i nieciągłe.

1. Ciągłe wariacje:

Są one również nazywane wahaniami, ponieważ wahają się po obu stronach (zarówno plus jak i minus) średniej lub średniej dla gatunku. Ciągłe zmiany są typowe dla cech ilościowych. Pokazują różnice w stosunku do średniej, która jest z nimi związana za pośrednictwem małych pośrednich formularzy.

Jeśli wykres zostanie wykreślony jako wykres, okaże się, że średnia lub normalna cecha jest w posiadaniu maksymalnej liczby osobników. Liczba osób zmniejszy się wraz ze wzrostem stopnia fluktuacji. Wykresy będą miały kształt dzwonka (ryc. 5.39). Ciągłe zmiany są już obecne w różnych organizmach lub rasach gatunku.

Są produkowane przez:

(i) Losowe rozdzielanie lub segregacja chromosomów w momencie tworzenia się gamet lub zarodników.

(ii) Przekraczanie lub wymiana odcinków między homologicznymi chromosomami podczas mejozy.

(iii) Szansa na połączenie chromosomów podczas zapłodnienia. Dlatego te odmiany znane są również pod nazwą rekombinacji.

Sprawiają, że organizm lepiej dopasowuje się do walki o byt w określonym środowisku. Umożliwiają także ludziom ulepszanie ras ważnych roślin i zwierząt. Jednakże nie są w stanie stworzyć nowego gatunku, chociaż Darwin (1859) oparł swoją teorię ewolucji o doborze naturalnym na ciągłych odmianach. Ciągłe wady są dwojakiego rodzaju:

(a) Merytoryczne:

Wpływają na wygląd, w tym na kształt, wielkość, wagę i kolor części lub całości organizmu, np. Wysokość, kształt nosa, kolor skóry, kolor oczu, włosów, długość palców u rąk i nóg, plon mleka, jaja itp. .

(b) Meristic:

Wpływają na liczbę części, np. Wiele alleli w grupach krwi, liczbę ziaren w kłosie pszenicy, liczbę segmentów epiksi w Althaea, macki w Hydrze lub segmenty w dżdżownicy itp.

2. Nieciągłe wariacje:

Są również nazywane sportami, solami lub mutacjami. Są to nagłe, nieprzewidywalne, dziedziczne, odejścia od normalności bez pośredniego etapu. Organizm, w którym występuje mutacja, nazywany jest mutantem. Nieciągłe wariacje tworzą podstawę teorii ewolucji mutacji zaproponowanej przez de Vriesa (1902).

Nieciągłe zmiany lub mutacje są spowodowane przez (a) aberracje chromosomalne, takie jak delecja, powielanie, inwersja i translokacja, (b) zmiana liczby chromosomów przez aneuploidię i poliploidię, (c) zmiana w strukturze genu i ekspresji w wyniku dodania, usunięcia lub zmiany w nukleotydy.

Nieciągłe zmiany są dwojakiego rodzaju: (a) Merytoryczne. Wpływają one na kształt, wielkość i kolor, np. Krótkoogonowe Ancon Sheep, Hornless lub ankietowane bydło, Hairless cats, Piebald łatanie w człowieku, brachydactyly, syndactyly, itp. (B) Meristic. Wpływają na liczbę części, np. Polidaktylową (sześć lub więcej cyfr) u ludzi.

Znaczenie odmian:

1. Wariacje powodują, że niektóre jednostki lepiej wpasowują się w walkę o byt.

2. Pomagają one jednostkom dostosować się do zmieniającego się środowiska.

3. Nieciągłe zmiany lub mutacje powodują nowe cechy w organizmach.

4. Warianty pozwalają hodowcom ulepszyć rasy użytecznych roślin i zwierząt w celu zwiększenia odporności, lepszej wydajności, szybszego wzrostu i mniejszego wkładu.

5. Stanowią surowiec do ewolucji.

6. Wariacje nadają każdemu organizmowi odrębną indywidualność.

7. Z powodu zmienności gatunki nie pozostają statyczne. Zamiast tego powoli się modyfikują tworząc nowe gatunki z czasem.

8. Wstępne adaptacje spowodowane obecnością neutralnych odchyleń są niezwykle przydatne do przeżycia w obliczu nagłych zmian w środowisku, np. Odporności na nowy pestycyd lub antybiotyk.

9. Zmiany ortogenetyczne (kierunkowe lub deterministyczne) biorą udział w tworzeniu nowych gatunków.