Изменчивость
Изменчивость — это фундаментальное свойство живых организмов существовать в различных формах (вариантах). Она может проявляться у отдельных организмов или клеток в процессе индивидуального развития или в пределах группы организмов в ряду поколений при половом или бесполом размножении.
В зависимости от механизмов возникновения и характера изменений признаков выделяют несколько основных типов изменчивости.
Наследственная (генотипическая) изменчивость
Обусловлена возникновением новых генотипов и, как правило, приводит к изменению фенотипа. В её основе лежат:
- Мутации (мутационная изменчивость).
- Новые комбинации аллелей, образующиеся за счёт закономерного поведения хромосом в мейозе и при оплодотворении у эукариот или в результате рекомбинации (комбинативная изменчивость).
Ненаследственная (модификационная) изменчивость
Отражает изменения фенотипа под действием условий среды, не затрагивающих генотип. Однако степень (размах) такой изменчивости определяется генотипом (нормой реакции).
Онтогенетическая изменчивость
Отражает закономерные изменения в ходе индивидуального развития организма (морфогенез) или дифференцировки клеток. Генотип при этом остаётся неизменным, но сами изменения запрограммированы генетически. Причина — последовательное «включение» и «выключение» различных наборов генов на разных этапах онтогенеза, порядок которого наследуется. Для обозначения этого типа также используют термины: парагеномная, эпигенотипическая, эпигенетическая или эпигеномная изменчивость.
Существуют и другие классификации. Например, Чарльз Дарвин различал определённую (соответствует современной модификационной) и неопределённую (соответствует генотипической) изменчивость.
Деление на наследственную и ненаследственную изменчивость считается несколько условным, так как вариации в пределах любого типа в той или иной степени определяются наследственными факторами. Противопоставление «фенотипической» и «генотипической» изменчивости также не всегда оправдано, поскольку изменение фенотипа может быть следствием изменения генотипа.
По характеру изменений признаков различают:
- Качественную (альтернативную, прерывистую) изменчивость.
- Количественную (флюктуирующую, непрерывную) изменчивость.
Причины их возникновения могут быть различны: как модификации, так и изменения генотипа.
Изменчивость — один из важнейших факторов эволюции, обеспечивающий приспособленность популяций и видов к изменяющимся условиям среды. Генотипическая изменчивость лежит в основе селекции при создании новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Модификационная изменчивость используется при подборе оптимальных условий для реализации желаемого признака в пределах нормы реакции данного генотипа.
Современный контекст
С развитием эпигенетики представления об изменчивости значительно углубились. Стало ясно, что наследуемые изменения фенотипа могут происходить и без изменения последовательности ДНК (генотипа) — за счёт модификаций хроматина, метилирования ДНК, активности некодирующих РНК и других механизмов. Это стирает чёткую границу между «наследственной» и «ненаследственной» изменчивостью, так как некоторые модификации, индуцированные средой, могут стабильно передаваться по наследству (трансгенерационная эпигенетическая наследственность). Таким образом, изменчивость — это сложный интегративный процесс, в котором взаимодействуют генетические, эпигенетические и средовые факторы.
