ГДЗ: Параграф § 61 / Биология 10 класс

Мутации вызывают факторы, называемые мутагенами, которые делятся на физические и химические. К физическим относятся, например, рентгеновские, ультрафиолетовые лучи и ионизирующее излучение (\(\alpha\)-, \(\beta\)- и \(\gamma\)-лучи). К химическим — формальдегид, колхицин и другие.

Частота мутаций возросла из-за увеличения антропогенного воздействия на окружающую среду, связанного с научно-техническим прогрессом. Это включает широкое использование ионизирующего излучения (например, в медицине), химических веществ в промышленности и сельском хозяйстве, а также загрязнение окружающей среды различными мутагенными факторами.

Для искусственного получения мутаций в селекционных целях используют воздействие физических и химических мутагенов. Основные методы включают:

• Обработку семян или других частей растений ионизирующим излучением (например, рентгеновскими или \(\gamma\)-лучами).
• Воздействие на организм химическими мутагенами, такими как колхицин (для получения полиплоидных форм) или различными химическими веществами, вызывающими точечные мутации.

Широкое распространение рецессивного летального гена в йоркширской породе коров, вызывающего водянку и гибель телят, связано с селекционной работой и, вероятно, с инбридингом (близкородственным скрещиванием). Если производители, являющиеся гетерозиготными носителями этого рецессивного летального гена (\( Aa \)), имеют желаемые ценные признаки и активно используются в разведении, то ген распространяется в популяции.

Большинство других летальных генов встречаются редко, потому что они, будучи рецессивными, проявляются в гомозиготном состоянии (\( aa \)) и приводят к гибели особей на ранних стадиях онтогенеза (в одном поколении или питомнике), что эффективно удаляет их из генофонда. Ген водянки в йоркширской породе, вероятно, имеет меньший коэффициент селективного отбора (не проявляется до определенной стадии), или же преимущества гомозиготных по другим признакам животных перевешивают вред от сохранения этого гена в гетерозиготе.

Сущность закона гомологических рядов заключается в том, что генетически близкие роды и виды имеют сходные ряды наследственной изменчивости. Это означает, что если у одного вида обнаружена какая-либо форма изменчивости (например, карликовость, бесхлорофилльность или определенный тип окраски), то с высокой вероятностью аналогичные (параллельные) формы можно будет найти или предсказать у близкородственных видов и родов.

Значение закона для генетики сравнимо со значением периодического закона для химии. Периодический закон Менделеева позволил предсказать существование и свойства еще не открытых химических элементов. Аналогично, закон Вавилова позволяет предвидеть наличие не обнаруженных форм изменчивости у генетически близких организмов, что чрезвычайно важно для целенаправленной селекции новых сортов и пород.

Примеры:

• У злаков наблюдается параллелизм в изменчивости по признакам колоса (остистость, плотность, окраска зерна). Если у ржи есть остистая форма, то можно ожидать ее наличие и у пшеницы, и у ячменя.
• Наблюдение альбинизма (наследственное отсутствие пигментации) у разных представителей позвоночных (птиц, млекопитающих) и даже беспозвоночных подтверждает, что склонность к таким изменениям свойственна целым классам и является параллельной изменчивостью.

Отсутствие остистости (особого типа волос) у некоторых представителей кошачьих, собачьих и приматов, рассматриваемое с позиций закона гомологических рядов, может быть объяснено как проявление параллелизма в изменчивости. Это значит, что генетически близкие группы животных (семейства Кошачьи, Собачьи и Приматы) имеют сходную, или гомологичную, генетическую основу для формирования или отсутствия остистого волоса (или определенных типов шерстного покрова).

Закон предполагает, что если в одном семействе или роде возникла мутация, приводящая к отсутствию остистого волоса, то аналогичная (параллельная) мутация или схожий ряд изменчивости может быть обнаружен у других генетически близких семейств или родов. Отсутствие этого признака может быть результатом рецессивной мутации, которая независимо возникла и закрепилась в разных, но родственных группах млекопитающих.

Аналогичные явления в контексте изменчивости – это параллельные ряды изменчивости (гомологические ряды), то есть сходные наследственные изменения, которые обнаруживаются у генетически близких видов, родов или даже семейств.

Примеры, связанные с изменчивостью животных, включают:

• Альбинизм (отсутствие пигментации), наблюдающийся у представителей разных классов позвоночных (птиц, млекопитающих) и беспозвоночных.
• Карликовость (нанизм) и гигантизм, которые встречаются у различных групп позвоночных животных (млекопитающих, рептилий, рыб).
• Сходство в рядах изменчивости по типу шерстного покрова или окраске у представителей генетически близких семейств (например, у кошачьих и собачьих).