Элементарные факторы эволюции. Мутации

Для выживания вида обязательным условием является приспосабливаемость организмов к изменениям окружающей среды: она достигается благодаря фенотипической изменчивости на основе нормы реакции генотипов отдельных особей.

При этом следует учитывать, что норма реакции имеет определенные пределы: при существенных изменениях среды перестройка происходит вне пределов нормы реакции и становится возможной благодаря изменениям генотипа — мутациям.

Мутации

Данный процесс является постоянно действующим источником наследственной изменчивости внутри популяции.

Хромосомные и геномные мутации чаще всего снижают приспособленность и не являются важными для эволюции вида. Хотя подтвержденным фактом является то, что полиплоидные формы растений имеют преимущество перед диплоидными.

Наибольшее значение для эволюции имеют генные рецессивные мутации. Они проявляются достаточно редко (в среднем на популяцию в 100 тыс. — 1 млн гамет только одна из них будет иметь определенную мутацию), а так как мутируют сразу многие гены, то 10–25% гамет несут определенные мутантные аллели.

Такая статистика говорит о том, что существующие популяции насыщены самыми разными мутациями. Важно понимать, что мутации, которые делают особь менее жизнеспособной, исчезают из популяции вместе со своими носителями. Те же из мутаций, которые не оказывают негативного воздействия на особь, включаются в генофонд популяции в скрытом рецессивном состоянии.

Исследования С.С. Четверикова

Сергей Четвериков, русский советский биолог и генетик, работавший в первой половине XX века, установил, что многие мутации рецессивны и накапливаются в гетерозиготах. Популяция при этом вбирает их, словно губка, не снижая свою приспособленность в целом — из этого можно сделать вывод, что рецессивные мутации являются важным для эволюции скрытым резервом наследственной изменчивости.

При скрещивании гетерозигот в среднем в одном случае из четырех рецессивные аллели перейдут в гомозиготное состояние и проявятся фенотипически.

Далее особи с мутациями подвергаются действию естественного отбора, в ходе которого определяется степень изменения их приспособленности. Особи, которые сильно уклонились от нормы, устраняются (попросту не выживают) — именно так, естественным образом, поддерживается внешняя стабильность популяции.

Мутации сами по себе создают лишь материал для естественного отбора — они не оказывают прямого влияния на направление эволюции, так как носят случайный характер и не имеют приспособительного значения.

Материалом для эволюции является комбинативная изменчивость: создавая уникальные сочетания генов, она увеличивает разнообразие особей внутри популяции и формирует основу для естественного отбора.