संशोधन परिवर्तनशीलता.

जीवों की परिवर्तनशीलता.

परिवर्तनशीलता घटना के बुनियादी नियम

आनुवंशिकी न केवल आनुवंशिकता की घटना का अध्ययन करती है, बल्कि परिवर्तनशीलता की घटना का भी अध्ययन करती है।

जीवों की परिवर्तनशीलता कई विशेषताओं या गुणों में व्यक्तियों के बीच अंतर में व्यक्त की जाती है। ये अंतर परिवर्तनों पर निर्भर हो सकते हैं वंशानुगत कारकजीन उन्हें अपने माता-पिता और से प्राप्त हुए बाहरी स्थितियाँजिसमें जीव का विकास होता है।

हम कह सकते हैं कि परिवर्तनशीलता आनुवंशिकता के विपरीत है। परिवर्तनशीलता ने विकास के क्रम में जीवित प्रकृति की सभी विविधता को निर्धारित किया।

व्यक्तियों में लक्षणों की विविधता - परिवर्तनशीलता - का आकलन हमेशा उनके फेनोटाइपिक अभिव्यक्ति द्वारा किया जाता है। हालाँकि, उनकी फेनोटाइपिक विविधता के कारण अलग-अलग हो सकते हैं: जीनोटाइप में अंतर या पर्यावरणीय परिस्थितियों की विविधता जो समान जीनोटाइप के जीवों में लक्षणों की अभिव्यक्ति में भिन्नता निर्धारित करती है।

परिवर्तनशीलता के 2 रूप हैं (चित्र 14):

ü वंशानुगत (जीनोटाइपिक);

ü गैर-वंशानुगत (फेनोटाइपिक = संशोधन)।

वंशानुगत परिवर्तनशीलता वंशानुगत कारकों में परिवर्तन से जुड़ी है। वंशानुगत परिवर्तनशीलता दो प्रकार की होती है: संयोजनात्मक और उत्परिवर्तनात्मक।

संयुक्त (हाइब्रिड) परिवर्तनशीलता को पैतृक रूपों के जीनों के संयोजन और अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप नियोप्लाज्म की उपस्थिति की विशेषता है।

उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलताकारण संरचनात्मक परिवर्तनगुणसूत्र जीव की नई वंशानुगत विशेषताओं के उद्भव की ओर ले जाते हैं।

परिवर्तनशीलता को संशोधित करने से जीनोटाइप में परिवर्तन नहीं होता है; यह बाहरी स्थितियों में परिवर्तन के लिए समान जीनोटाइप की प्रतिक्रिया से जुड़ा होता है जिसमें जीव का विकास होता है और जो इसके प्रकटीकरण के रूपों में अंतर पैदा करता है।

चित्र 14. परिवर्तनशीलता का वर्गीकरण।

संशोधन परिवर्तनशीलता.

संशोधन परिवर्तनशीलता (= फेनोटाइपिक परिवर्तनशीलता)- ये जीवों की विशेषताओं में परिवर्तन हैं जो जीनोटाइप में परिवर्तन के कारण नहीं होते हैं और कारकों के प्रभाव में उत्पन्न होते हैं बाहरी वातावरण.

जीवों की विशेषताओं के निर्माण में आवास की बड़ी भूमिका होती है। प्रत्येक जीव एक निश्चित वातावरण में विकसित होता है और रहता है, अपने कारकों की कार्रवाई का अनुभव करता है जो जीवों के रूपात्मक और शारीरिक गुणों को बदल सकते हैं, अर्थात। उनका फेनोटाइप.

यह माना जाता है कि संशोधनों का कारण कुछ एंजाइमों का प्रेरण और दमन हो सकता है।

पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में लक्षणों की परिवर्तनशीलता का एक उदाहरण है अलग आकारतीर के आकार की पत्तियाँ: पानी में डूबी पत्तियों का आकार रिबन जैसा होता है, पानी की सतह पर तैरती पत्तियाँ गोल होती हैं, और हवा में तैरती पत्तियाँ तीर के आकार की होती हैं (चित्र 15)। पराबैंगनी किरणों के प्रभाव में, लोगों (यदि वे अल्बिनो नहीं हैं) की त्वचा में मेलेनिन के संचय के परिणामस्वरूप टैन विकसित हो जाता है, और भिन्न लोगत्वचा के रंग की तीव्रता भिन्न-भिन्न होती है।

चित्र 15. आम तीर का सिरा, पानी में और किनारे पर उगता है।

संशोधन परिवर्तनशीलता निम्नलिखित मुख्य गुणों की विशेषता है:

1) विरासत में नहीं मिला;

2) परिवर्तनों की एक समूह प्रकृति होती है (एक ही प्रजाति के व्यक्ति, समान परिस्थितियों में रखे जाने पर, समान विशेषताएं प्राप्त कर लेते हैं);

3) पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में परिवर्तनों का पत्राचार है;

4) जीनोटाइप पर परिवर्तनशीलता की सीमाओं की निर्भरता होती है।

इस तथ्य के बावजूद कि पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव में संकेत बदल सकते हैं, यह परिवर्तनशीलता असीमित नहीं है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि जीनोटाइप विशिष्ट सीमाएं निर्धारित करता है जिसके भीतर किसी लक्षण में परिवर्तन हो सकते हैं। किसी गुण की भिन्नता की मात्रा या संशोधन परिवर्तनशीलता की सीमा कहलाती है प्रतिक्रिया मानदंड.

प्रतिक्रिया मानदंड प्रभाव के तहत एक निश्चित जीनोटाइप के आधार पर गठित जीवों के फेनोटाइप की समग्रता में व्यक्त किया जाता है कई कारकपर्यावरण। एक नियम के रूप में, मात्रात्मक लक्षण (पौधे की ऊंचाई, उपज, पत्ती का आकार, गायों की दूध उपज, मुर्गियों के अंडे का उत्पादन) की प्रतिक्रिया दर व्यापक होती है, अर्थात, वे गुणात्मक लक्षणों (कोट का रंग, दूध वसा सामग्री, फूल) की तुलना में व्यापक रूप से भिन्न हो सकते हैं। संरचना, रक्त प्रकार) . प्रतिक्रिया मानदंडों का ज्ञान है बडा महत्वकृषि और चिकित्सा के अभ्यास के लिए.

पौधों, जानवरों और मनुष्यों के कई लक्षणों की परिवर्तनशीलता परिवर्तनशीलता के अधीन है सामान्य पैटर्न. इन पैटर्नों की पहचान व्यक्तियों के समूह में विशेषता की अभिव्यक्ति के विश्लेषण के आधार पर की जाती है ( एन). सदस्यों में अध्ययन किए गए गुण की अभिव्यक्ति की डिग्री नमूना जनसंख्याअलग। अध्ययन की जा रही विशेषता के प्रत्येक विशिष्ट मान को कहा जाता है विकल्पऔर अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है वी . अलग-अलग वेरिएंट की घटना की आवृत्ति पत्र द्वारा इंगित की गई है पी . नमूना जनसंख्या में किसी गुण की परिवर्तनशीलता का अध्ययन करते समय, एक भिन्नता श्रृंखला संकलित की जाती है जिसमें व्यक्तियों को अध्ययन किए जा रहे गुण के संकेतक के आरोही क्रम में व्यवस्थित किया जाता है।

उदाहरण के लिए, यदि आप गेहूँ की 100 बालियाँ लेते हैं ( एन=100), एक कान में स्पाइकलेट्स की संख्या गिनें ( वी) और स्पाइकलेट्स की दी गई संख्या के साथ कानों की संख्या, तो भिन्नता श्रृंखला इस तरह दिखेगी।

वैरिएंट ( वी)
घटना की आवृत्ति ( पी)

चित्र 16. भिन्नता वक्र

भिन्नता शृंखला के आधार पर इसका निर्माण किया गया है भिन्नता वक्र- प्रत्येक विकल्प की घटना की आवृत्ति का चित्रमय प्रदर्शन (चित्र 16)।

किसी विशेषता का औसत मान अधिक सामान्य है, और उससे महत्वपूर्ण रूप से भिन्न भिन्नताएँ कम सामान्य हैं। यह कहा जाता है « सामान्य वितरण» . ग्राफ़ पर वक्र आमतौर पर सममित होता है।

विशेषता के औसत मूल्य की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

कहाँ एम- विशेषता का औसत मूल्य; ∑( वी· पी) - उनकी घटना की आवृत्ति के आधार पर वेरिएंट के उत्पादों का योग; एन- मात्रा विकल्प.

इस उदाहरण में, विशेषता का औसत मान (एक कान में स्पाइकलेट्स की संख्या) 17.13 है।

संशोधनों के प्रकार:

1. अनुकूली संशोधन -ये गैर-वंशानुगत परिवर्तन हैं जो शरीर के लिए फायदेमंद होते हैं और बदली हुई परिस्थितियों में इसके अस्तित्व में योगदान करते हैं। ये सबसे प्रसिद्ध संशोधन हैं.

2. Morphoses- ये गैर-विरासत परिवर्तन हैं जो कुछ एजेंटों की तीव्र कार्रवाई के तहत होते हैं। अक्सर, मोर्फोज़ को विकृति के रूप में व्यक्त किया जाता है - मानक फेनोटाइप से विचलन।

विकासवादी शब्दों में, संशोधन परिवर्तनशीलता का महत्व प्रतिक्रिया मानदंड द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो जीव को जीवित रहने और संतान छोड़ने का अवसर देता है। ऐसी परिवर्तनशीलता की उपस्थिति में, संशोधनों की जीनोकॉपी विरासत में मिली है, अर्थात, उत्परिवर्तन जिनकी फेनोटाइपिक अभिव्यक्ति संशोधन परिवर्तनशीलता को कूटबद्ध करती है। इन्हें प्राकृतिक चयन द्वारा चुना जाता है और इस प्रकार, नई बदलती परिस्थितियों के प्रति जीवों की अनुकूलन क्षमता बढ़ जाती है।

संशोधन परिवर्तनशीलता के पैटर्न का ज्ञान कृषि में बहुत व्यावहारिक महत्व का है, क्योंकि यह पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर जीवों की कई विशेषताओं की अभिव्यक्ति की डिग्री का पहले से अनुमान लगाने और योजना बनाने की अनुमति देता है।

चिकित्सा में संशोधन परिवर्तनशीलता के पैटर्न का ज्ञान भी कम महत्वपूर्ण नहीं है, जिनके प्रयासों का उद्देश्य जीनोटाइप को बदलना नहीं, बल्कि बनाए रखना और विकसित करना है। मानव शरीरप्रतिक्रिया की सामान्य सीमा के भीतर।

विविधता का उद्भव है व्यक्तिगत मतभेद. जीवों की परिवर्तनशीलता के आधार पर, रूपों की आनुवंशिक विविधता प्रकट होती है, जो प्राकृतिक चयन के परिणामस्वरूप नई उप-प्रजातियों और प्रजातियों में बदल जाती है। संशोधित, या फेनोटाइपिक, और उत्परिवर्तनीय, या जीनोटाइपिक, परिवर्तनशीलता के बीच एक अंतर किया जाता है।

मेज़ तुलनात्मक विशेषताएँपरिवर्तनशीलता के रूप (टी.एल. बोगदानोवा। जीव विज्ञान। असाइनमेंट और अभ्यास। विश्वविद्यालयों के आवेदकों के लिए एक गाइड। एम., 1991)

परिवर्तनशीलता के रूप	उपस्थिति के कारण	अर्थ	उदाहरण
गैर-वंशानुगत संशोधन (फेनोटाइपिक)	पर्यावरणीय परिस्थितियों में परिवर्तन, जिसके परिणामस्वरूप जीव जीनोटाइप द्वारा निर्दिष्ट सामान्य प्रतिक्रिया सीमाओं के भीतर बदलता है	अनुकूलन - दी गई पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल अनुकूलन, अस्तित्व, संतानों का संरक्षण	गर्म जलवायु में सफेद गोभी गोभी का सिर नहीं बनाती है। पहाड़ों पर लाए गए घोड़ों और गायों की नस्लें बौनी हो जाती हैं
उत्परिवर्तनीय	बाहरी और आंतरिक उत्परिवर्ती कारकों का प्रभाव, जिसके परिणामस्वरूप जीन और गुणसूत्रों में परिवर्तन होता है	प्राकृतिक और कृत्रिम चयन के लिए सामग्री, चूंकि उत्परिवर्तन लाभकारी, हानिकारक और उदासीन, प्रभावी और अप्रभावी हो सकते हैं	पौधों की आबादी या कुछ जानवरों (कीड़े, मछली) में पॉलीप्लोइड रूपों की उपस्थिति उनके प्रजनन अलगाव और नई प्रजातियों और जेनेरा के गठन की ओर ले जाती है - माइक्रोएवोल्यूशन
वंशानुगत (जीनोटाइपिक) कोम्बिनतनया	क्रॉसिंग के दौरान आबादी के भीतर अनायास उत्पन्न होता है, जब वंशजों के पास जीन के नए संयोजन होते हैं	जनसंख्या में नए वंशानुगत परिवर्तनों का वितरण जो चयन के लिए सामग्री के रूप में कार्य करता है	सफेद फूल वाले और लाल फूल वाले प्राइमरोज़ को पार करते समय गुलाबी फूलों की उपस्थिति। सफेद और भूरे खरगोशों को पार करते समय, काली संतानें दिखाई दे सकती हैं
वंशानुगत (जीनोटाइपिक) सहसंबंधी (सहसंबंधी)	यह एक नहीं, बल्कि दो या दो से अधिक लक्षणों के निर्माण को प्रभावित करने की जीन की क्षमता के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है	परस्पर संबंधित विशेषताओं की स्थिरता, एक प्रणाली के रूप में जीव की अखंडता	लंबी टांगों वाले जानवरों की गर्दन लंबी होती है। चुकंदर की टेबल किस्मों में, जड़ की फसल, डंठल और पत्ती की नसों का रंग लगातार बदलता रहता है

संशोधन परिवर्तनशीलता

परिवर्तनशीलता को संशोधित करने से जीनोटाइप में परिवर्तन नहीं होता है; यह बाहरी वातावरण में परिवर्तन के लिए दिए गए, एक और एक ही जीनोटाइप की प्रतिक्रिया से जुड़ा होता है: इष्टतम परिस्थितियों में, किसी दिए गए जीनोटाइप में निहित अधिकतम क्षमताएं प्रकट होती हैं। इस प्रकार, बेहतर आवास और देखभाल की स्थितियों में आउटब्रेड जानवरों की उत्पादकता बढ़ जाती है (दूध की उपज, मांस मेद)। इस मामले में, एक ही जीनोटाइप वाले सभी व्यक्ति बाहरी परिस्थितियों पर एक ही तरह से प्रतिक्रिया करते हैं (सी. डार्विन ने इस प्रकार की परिवर्तनशीलता को निश्चित परिवर्तनशीलता कहा है)। हालाँकि, एक अन्य लक्षण - दूध में वसा की मात्रा - पर्यावरणीय परिस्थितियों में बदलाव के प्रति थोड़ा संवेदनशील है, और जानवर का रंग और भी अधिक स्थिर लक्षण है। संशोधन परिवर्तनशीलता आमतौर पर कुछ सीमाओं के भीतर उतार-चढ़ाव करती है। किसी जीव में किसी गुण की भिन्नता की डिग्री, यानी, संशोधन परिवर्तनशीलता की सीमा को प्रतिक्रिया मानदंड कहा जाता है।

व्यापक प्रतिक्रिया दर कुछ तितलियों में दूध की उपज, पत्ती का आकार और रंग जैसी विशेषताओं की विशेषता है; संकीर्ण प्रतिक्रिया मानदंड - दूध में वसा की मात्रा, मुर्गियों में अंडे का उत्पादन, फूलों के कोरोला की रंग तीव्रता, आदि।

फेनोटाइप का निर्माण जीनोटाइप और पर्यावरणीय कारकों के बीच बातचीत के परिणामस्वरूप होता है। फेनोटाइपिक लक्षणमाता-पिता से संतानों में संचरित नहीं होते हैं, केवल प्रतिक्रिया मानदंड विरासत में मिलता है, अर्थात, पर्यावरणीय परिस्थितियों में परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया की प्रकृति। यू विषमयुग्मजी जीवबदलती पर्यावरणीय परिस्थितियाँ विभिन्न अभिव्यक्तियों का कारण बन सकती हैं इस विशेषता का.

संशोधनों के गुण: 1) गैर-आनुवंशिकता; 2) परिवर्तनों की समूह प्रकृति; 3) एक निश्चित पर्यावरणीय कारक के प्रभाव में परिवर्तनों का सहसंबंध; 4) जीनोटाइप पर परिवर्तनशीलता की सीमाओं की निर्भरता।

जीनोटाइपिक परिवर्तनशीलता

जीनोटाइपिक परिवर्तनशीलता को उत्परिवर्तनीय और संयोजनात्मक में विभाजित किया गया है। उत्परिवर्तन आनुवंशिकता की इकाइयों - जीन में अचानक और स्थिर परिवर्तन हैं, जिससे वंशानुगत विशेषताओं में परिवर्तन होता है। "उत्परिवर्तन" शब्द सबसे पहले डी व्रीस द्वारा प्रस्तुत किया गया था। उत्परिवर्तन आवश्यक रूप से जीनोटाइप में परिवर्तन का कारण बनते हैं, जो संतानों को विरासत में मिलते हैं और जीन के क्रॉसिंग और पुनर्संयोजन से जुड़े नहीं होते हैं।

उत्परिवर्तनों का वर्गीकरण. उत्परिवर्तनों को समूहों में जोड़ा जा सकता है - उनकी अभिव्यक्ति की प्रकृति, स्थान या उनकी घटना के स्तर के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है।

उत्परिवर्तन, उनकी अभिव्यक्ति की प्रकृति के अनुसार, प्रभावी या अप्रभावी हो सकते हैं। उत्परिवर्तन अक्सर व्यवहार्यता या प्रजनन क्षमता को कम कर देते हैं। उत्परिवर्तन जो तेजी से व्यवहार्यता को कम करते हैं, आंशिक रूप से या पूरी तरह से विकास को रोकते हैं, उन्हें अर्ध-घातक कहा जाता है, और जो जीवन के साथ असंगत होते हैं उन्हें घातक कहा जाता है। उत्परिवर्तनों को उनके घटित होने के स्थान के अनुसार विभाजित किया जाता है। रोगाणु कोशिकाओं में होने वाला उत्परिवर्तन किसी दिए गए जीव की विशेषताओं को प्रभावित नहीं करता है, बल्कि अगली पीढ़ी में ही प्रकट होता है। ऐसे उत्परिवर्तनों को जनरेटिव कहा जाता है। अगर जीन बदल जाए शारीरिक कोशाणू, ऐसे उत्परिवर्तन किसी दिए गए जीव में दिखाई देते हैं और यौन प्रजनन के दौरान संतानों में संचरित नहीं होते हैं। लेकिन अलैंगिक प्रजनन के साथ, यदि कोई जीव किसी कोशिका या कोशिकाओं के समूह से विकसित होता है जिसमें एक परिवर्तित - उत्परिवर्तित - जीन होता है, तो उत्परिवर्तन संतानों में फैल सकता है। ऐसे उत्परिवर्तनों को दैहिक कहा जाता है।

उत्परिवर्तनों को उनकी घटना के स्तर के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। क्रोमोसोमल और हैं जीन उत्परिवर्तन. उत्परिवर्तन में कैरियोटाइप में परिवर्तन (गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन) भी शामिल है। पॉलीप्लोइडी गुणसूत्रों की संख्या में वृद्धि है, जो अगुणित सेट का एक गुणक है। इसके अनुसार, पौधों को ट्राइप्लोइड्स (3पी), टेट्राप्लोइड्स (4पी) आदि में विभाजित किया जाता है। पौधे उगाने में 500 से अधिक पॉलीप्लोइड्स ज्ञात हैं (चुकंदर, अंगूर, एक प्रकार का अनाज, पुदीना, मूली, प्याज, आदि)। वे सभी एक बड़े वनस्पति द्रव्यमान द्वारा प्रतिष्ठित हैं और महान आर्थिक मूल्य रखते हैं।

फूलों की खेती में पॉलीप्लॉइड की एक विस्तृत विविधता देखी जाती है: यदि अगुणित सेट में एक मूल रूप में 9 गुणसूत्र होते हैं, तो इस प्रजाति के खेती वाले पौधों में 18, 36, 54 और 198 तक गुणसूत्र हो सकते हैं। तापमान, आयनीकरण विकिरण, पौधों के संपर्क के परिणामस्वरूप पॉलिप्लोइड विकिरण उत्सर्जित करते हैं। रासायनिक पदार्थ(कोल्सीसिन), जो कोशिका विभाजन धुरी को नष्ट कर देता है। ऐसे पौधों में, युग्मक द्विगुणित होते हैं, और जब एक साथी के अगुणित रोगाणु कोशिकाओं के साथ जुड़े होते हैं, तो युग्मनज में गुणसूत्रों का एक त्रिगुणित सेट दिखाई देता है (2n + n = 3n)। ऐसे त्रिगुण बीज नहीं बनाते हैं; वे बाँझ होते हैं, लेकिन अत्यधिक उत्पादक होते हैं। सम-संख्या वाले पॉलीप्लोइड्स बीज बनाते हैं।

हेटरोप्लोइडी गुणसूत्रों की संख्या में एक परिवर्तन है जो अगुणित सेट का गुणक नहीं है। इस मामले में, किसी कोशिका में गुणसूत्रों का सेट एक, दो, तीन गुणसूत्रों (2n + 1; 2n + 2; 2n + 3) से बढ़ाया जा सकता है या एक गुणसूत्र (2n-1) से घटाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, डाउन सिंड्रोम वाले व्यक्ति में 21वें जोड़े पर एक अतिरिक्त गुणसूत्र होता है और ऐसे व्यक्ति का कैरियोटाइप 47 गुणसूत्र होता है। शेरशेव्स्की-टर्नर सिंड्रोम (2n-1) वाले लोगों में एक एक्स गुणसूत्र गायब होता है और कैरियोटाइप में 45 गुणसूत्र बचे रहते हैं। . किसी व्यक्ति के कैरियोटाइप में संख्यात्मक संबंधों में ये और अन्य समान विचलन स्वास्थ्य विकारों, मानसिक और शारीरिक विकारों, जीवन शक्ति में कमी आदि के साथ होते हैं।

गुणसूत्र उत्परिवर्तन गुणसूत्रों की संरचना में परिवर्तन से जुड़े होते हैं। निम्नलिखित प्रकार के गुणसूत्र पुनर्व्यवस्थाएँ मौजूद हैं: एक गुणसूत्र के विभिन्न वर्गों का अलग होना, व्यक्तिगत टुकड़ों का दोगुना होना, एक गुणसूत्र के एक खंड का 180° घूमना, या एक गुणसूत्र के एक अलग खंड का दूसरे गुणसूत्र से जुड़ना। इस तरह के परिवर्तन से गुणसूत्र में जीन के कार्य और जीव के वंशानुगत गुणों में व्यवधान होता है, और कभी-कभी उसकी मृत्यु भी हो जाती है।

जीन उत्परिवर्तन जीन की संरचना को ही प्रभावित करते हैं और शरीर के गुणों (हीमोफिलिया, रंग अंधापन, ऐल्बिनिज़म, फूलों के कोरोला का रंग, आदि) में परिवर्तन लाते हैं। जीन उत्परिवर्तन दैहिक और रोगाणु कोशिकाओं दोनों में होते हैं। वे प्रभावी या अप्रभावी हो सकते हैं। पूर्व समयुग्मज और दोनों में दिखाई देते हैं। हेटेरोज़ायगोट्स में, दूसरा - केवल होमोज़ीगोट्स में। पौधों में, उत्पन्न होने वाले दैहिक जीन उत्परिवर्तन वानस्पतिक प्रसार के दौरान संरक्षित रहते हैं। रोगाणु कोशिकाओं में उत्परिवर्तन पौधों के बीज प्रजनन और जानवरों के यौन प्रजनन के दौरान विरासत में मिलते हैं। कुछ उत्परिवर्तन शरीर पर सकारात्मक प्रभाव डालते हैं, अन्य उदासीन होते हैं, और अन्य हानिकारक होते हैं, जिससे या तो शरीर की मृत्यु हो जाती है या उसकी व्यवहार्यता कमजोर हो जाती है (उदाहरण के लिए, सिकल सेल एनीमिया, मनुष्यों में हीमोफिलिया)।

पौधों की नई किस्मों और सूक्ष्मजीवों के उपभेदों को विकसित करते समय, प्रेरित उत्परिवर्तन का उपयोग किया जाता है, जो कृत्रिम रूप से कुछ उत्परिवर्ती कारकों (एक्स-रे या पराबैंगनी किरणों, रसायनों) के कारण होता है। फिर परिणामी म्यूटेंट का चयन किया जाता है, सबसे अधिक उत्पादक को संरक्षित करते हुए। हमारे देश में, इन विधियों का उपयोग करके कई आर्थिक रूप से आशाजनक पौधों की किस्में प्राप्त की गई हैं: बड़े कानों वाला गैर-निवास गेहूं, रोगों के प्रतिरोधी; अधिक उपज देने वाले टमाटर; बड़े बीजकोषों वाली कपास आदि।

उत्परिवर्तन के गुण:

1. उत्परिवर्तन अचानक, आक्षेपिक रूप से घटित होते हैं।
2. उत्परिवर्तन वंशानुगत होते हैं, अर्थात वे पीढ़ी-दर-पीढ़ी लगातार प्रसारित होते रहते हैं।
3. उत्परिवर्तन अप्रत्यक्ष होते हैं - कोई भी स्थान उत्परिवर्तित हो सकता है, जिससे छोटे और महत्वपूर्ण दोनों तरह के परिवर्तन हो सकते हैं महत्वपूर्ण संकेत.
4. एक ही उत्परिवर्तन बार-बार हो सकता है।
5. अपनी अभिव्यक्ति के अनुसार उत्परिवर्तन लाभकारी और हानिकारक, प्रभावी और अप्रभावी हो सकते हैं।

उत्परिवर्तन करने की क्षमता जीन के गुणों में से एक है। प्रत्येक व्यक्तिगत उत्परिवर्तन एक कारण से होता है, लेकिन ज्यादातर मामलों में ये कारण अज्ञात होते हैं। उत्परिवर्तन बाहरी वातावरण में परिवर्तन से जुड़े हैं। यह इस तथ्य से स्पष्ट रूप से सिद्ध होता है कि प्रभावित करने से बाह्य कारकउनकी संख्या में तेजी से वृद्धि करने का प्रबंधन करता है।

संयुक्त परिवर्तनशीलता

संयुक्त वंशानुगत परिवर्तनशीलता अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रिया के दौरान समजात गुणसूत्रों के समजात वर्गों के आदान-प्रदान के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है, साथ ही अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान गुणसूत्रों के स्वतंत्र विचलन और क्रॉसिंग के दौरान उनके यादृच्छिक संयोजन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है। भिन्नता न केवल उत्परिवर्तन के कारण हो सकती है, बल्कि व्यक्तिगत जीन और गुणसूत्रों के संयोजन से भी हो सकती है, जिसका एक नया संयोजन, प्रजनन के दौरान, जीव की कुछ विशेषताओं और गुणों में परिवर्तन की ओर ले जाता है। इस प्रकार की परिवर्तनशीलता को संयोजनात्मक वंशानुगत परिवर्तनशीलता कहा जाता है। जीन के नए संयोजन उत्पन्न होते हैं: 1) क्रॉसिंग ओवर के दौरान, पहले अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ के दौरान; 2) पहले अर्धसूत्रीविभाजन के एनाफ़ेज़ में समजात गुणसूत्रों के स्वतंत्र विचलन के दौरान; 3) दूसरे अर्धसूत्रीविभाजन के एनाफ़ेज़ में बेटी गुणसूत्रों के स्वतंत्र विचलन के दौरान और 4) विभिन्न रोगाणु कोशिकाओं के संलयन के दौरान। युग्मनज में पुनर्संयोजित जीन के संयोजन से विशेषताओं का संयोजन हो सकता है विभिन्न नस्लेंऔर किस्में.

चयन में महत्वपूर्णसोवियत वैज्ञानिक एन.आई. वाविलोव द्वारा तैयार वंशानुगत परिवर्तनशीलता की समरूप श्रृंखला का नियम है। यह कहता है: आनुवंशिक रूप से करीब (यानी, एक ही उत्पत्ति वाले) विभिन्न प्रजातियों और जेनेरा के भीतर, वंशानुगत परिवर्तनशीलता की समान श्रृंखला देखी जाती है। इस प्रकार की परिवर्तनशीलता कई अनाजों (चावल, गेहूं, जई, बाजरा, आदि) में पहचानी गई है, जिसमें अनाज का रंग और स्थिरता, ठंड प्रतिरोध और अन्य गुण समान रूप से भिन्न होते हैं। कुछ किस्मों में वंशानुगत परिवर्तनों की प्रकृति को जानकर, संबंधित प्रजातियों में समान परिवर्तनों की भविष्यवाणी करना संभव है और, उन्हें उत्परिवर्तनों से प्रभावित करके, उनमें समान उपयोगी परिवर्तन प्रेरित करते हैं, जो आर्थिक रूप से प्राप्त करने में काफी सुविधा प्रदान करते हैं। बहुमूल्य रूप. मनुष्यों में समरूप परिवर्तनशीलता के कई उदाहरण ज्ञात हैं; उदाहरण के लिए, ऐल्बिनिज़म (कोशिकाओं द्वारा डाई के संश्लेषण में एक दोष) यूरोपीय, अश्वेतों और भारतीयों में पाया गया था; स्तनधारियों में - कृन्तकों, मांसाहारी, प्राइमेट्स में; छोटे गहरे रंग के लोग - पिग्मी - भूमध्यरेखीय अफ्रीका के उष्णकटिबंधीय जंगलों, फिलीपीन द्वीपों और मलक्का प्रायद्वीप के जंगलों में पाए जाते हैं; कुछ वंशानुगत दोष और विकृतियाँ, मनुष्य में निहित, जानवरों में भी नोट किया गया है। ऐसे जानवरों का उपयोग मनुष्यों में समान दोषों का अध्ययन करने के लिए एक मॉडल के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, आँख का मोतियाबिंद चूहों, चूहों, कुत्तों और घोड़ों में होता है; हीमोफीलिया - चूहों और बिल्लियों में, मधुमेह - चूहों में; जन्मजात बहरापन - में बलि का बकरा, चूहे, कुत्ते; कटा होंठ- चूहों, कुत्तों, सूअरों आदि में। ये वंशानुगत दोष वंशानुगत परिवर्तनशीलता की होमोलॉजिकल श्रृंखला के एन.आई. वाविलोव के नियम की पुष्टि करते हैं।

मेज़। परिवर्तनशीलता के रूपों की तुलनात्मक विशेषताएँ (टी.एल. बोगदानोवा। जीव विज्ञान। असाइनमेंट और अभ्यास। विश्वविद्यालयों के आवेदकों के लिए एक मैनुअल। एम., 1991)

विशेषता	संशोधन परिवर्तनशीलता	उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलता
वस्तु बदलें	प्रतिक्रिया की सामान्य सीमा के भीतर फेनोटाइप	जीनोटाइप
चयनात्मक कारक	पर्यावरणीय स्थितियाँ बदलना पर्यावरण	नियम और शर्तों में बदलाव पर्यावरण
पर विरासत लक्षण	विरासत में नहीं मिला	विरासत में मिला
गुणसूत्र परिवर्तन के प्रति संवेदनशीलता	उजागर नहीं हुआ	गुणसूत्र उत्परिवर्तन के अधीन
डीएनए अणुओं में परिवर्तन के प्रति संवेदनशीलता	उजागर नहीं हुआ	मामले में अधीन जीन उत्परिवर्तन
किसी व्यक्ति के लिए मूल्य	उठाता है या जीवन शक्ति कम कर देता है. उत्पादकता, अनुकूलन	उपयोगी परिवर्तन अस्तित्व के संघर्ष में विजय की ओर ले जाओ, हानिकारक - मृत्यु तक
देखने का मतलब	को बढ़ावा देता है उत्तरजीविता	विचलन के परिणामस्वरूप नई आबादी, प्रजाति आदि का निर्माण होता है
विकास में भूमिका	उपकरण पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रति जीव	प्राकृतिक चयन के लिए सामग्री
परिवर्तनशीलता का स्वरूप	निश्चित (समूह)	अनिश्चित (व्यक्तिगत), संयोजनात्मक
नियमितता की अधीनता	सांख्यिकीय नमूना विविधता श्रृंखला	समरूपता का नियम वंशानुगत परिवर्तनशीलता की श्रृंखला

संशोधित परिवर्तनशीलता एक जीव के फेनोटाइप में परिवर्तन है, जो ज्यादातर मामलों में प्रकृति में अनुकूली होती है और पर्यावरण के साथ जीनोटाइप की बातचीत के परिणामस्वरूप बनती है। शरीर में परिवर्तन, या संशोधन, विरासत में नहीं मिलते हैं। सामान्य तौर पर, "संशोधन परिवर्तनशीलता" की अवधारणा "परिभाषित परिवर्तनशीलता" की अवधारणा से मेल खाती है, जिसे डार्विन द्वारा पेश किया गया था।

संशोधन परिवर्तनशीलता का सशर्त वर्गीकरण

• शरीर में होने वाले परिवर्तनों की प्रकृति के अनुसार
  • रूपात्मक परिवर्तन
  • शारीरिक और जैव रासायनिक अनुकूलन - होमियोस्टैसिस
• प्रतिक्रिया मानक स्पेक्ट्रम के अनुसार
  • सँकरा
  • चौड़ा
• मूल्य से
  • अनुकूली संशोधन
  • Morphoses
  • फेनोकॉपीज़
• अवधि के अनुसार
  • केवल कुछ पर्यावरणीय कारकों के संपर्क में आने वाले व्यक्तियों में देखा गया (एक-अवधि)
  • इन व्यक्तियों के वंशजों में एक निश्चित संख्या में पीढ़ियों तक (दीर्घकालिक संशोधन) देखे गए

संशोधन परिवर्तनशीलता का तंत्र

जीन → प्रोटीन → किसी जीव के पर्यावरण के फेनोटाइप में परिवर्तन

संशोधित परिवर्तनशीलता जीनोटाइप में परिवर्तन का परिणाम नहीं है, बल्कि पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रति इसकी प्रतिक्रिया का परिणाम है। यानी जीन की संरचना नहीं बदलती, बल्कि जीन की अभिव्यक्ति बदल जाती है।

परिणामस्वरूप, शरीर पर पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में, एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं की तीव्रता बदल जाती है, जो उनके जैवसंश्लेषण की तीव्रता में बदलाव के कारण होती है। कुछ एंजाइम, उदाहरण के लिए एमएपी किनेज़, जीन प्रतिलेखन को नियंत्रित करते हैं, जो पर्यावरणीय कारकों पर निर्भर करता है। इस प्रकार, पर्यावरणीय कारक जीन की गतिविधि और उनके विशिष्ट प्रोटीन के उत्पादन को विनियमित करने में सक्षम हैं, जिनके कार्य पर्यावरण के साथ सबसे अधिक सुसंगत हैं।

अनुकूली संशोधनों के उदाहरण के रूप में, मेलेनिन वर्णक के गठन के तंत्र पर विचार करें। इसका उत्पादन चार जीनों से मेल खाता है जो विभिन्न गुणसूत्रों पर स्थित होते हैं। इन जीनों के एलील्स की सबसे बड़ी संख्या - 8 - गहरे शरीर के रंग वाले लोगों में पाई जाती है। यदि त्वचा किसी पर्यावरणीय कारक, पराबैंगनी विकिरण से गहन रूप से प्रभावित होती है, तो जब यह एपिडर्मिस की निचली परतों में प्रवेश करती है, तो बाद की कोशिकाएं नष्ट हो जाती हैं। एंडोटिलिन-1 और ईकोसैनोइड्स (अपघटन उत्पाद) जारी होते हैं वसायुक्त अम्ल), जो एंजाइम टायरोसिनेस के सक्रियण और उन्नत जैवसंश्लेषण का कारण बनता है। टायरोसिनेज़, बदले में, अमीनो एसिड टायरोसिन के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करता है। मेलेनिन का आगे का गठन टायरोसिनेस की भागीदारी के बिना होता है, लेकिन टायरोसिनेज के जैवसंश्लेषण में वृद्धि और इसकी सक्रियता पर्यावरणीय कारकों के अनुरूप टैन के गठन का कारण बनती है।

एक अन्य उदाहरण जानवरों में फर के रंग में मौसमी परिवर्तन (मोल्टिंग) है। मोल्टिंग और उसके बाद का रंग क्रिया के कारण होता है तापमान संकेतकपिट्यूटरी ग्रंथि, जो थायरॉइड-उत्तेजक हार्मोन के उत्पादन को उत्तेजित करती है। यह पर प्रभाव निर्धारित करता है थाइरॉयड ग्रंथि, हार्मोन के प्रभाव में जो मोल्टिंग का कारण बनता है।

प्रतिक्रिया का मानदंड

प्रतिक्रिया मानदंड एक निरंतर जीनोटाइप के साथ जीन अभिव्यक्ति का स्पेक्ट्रम है, जिसमें से पर्यावरणीय परिस्थितियों के लिए सबसे उपयुक्त आनुवंशिक तंत्र की गतिविधि का स्तर चुना जाता है और एक विशिष्ट फेनोटाइप बनता है। उदाहरण के लिए, जीन एक्स ए का एक एलील है, जो गेहूं की अधिक बालियों के उत्पादन का कारण बनता है, और जीन वाई बी का एक एलील है, जो कम संख्या में गेहूं की बालियां पैदा करता है। इन जीनों के एलील्स की अभिव्यक्ति परस्पर संबंधित है। अभिव्यक्ति का पूरा स्पेक्ट्रम एलील ए की अधिकतम अभिव्यक्ति और एलील बी की अधिकतम अभिव्यक्ति के बीच स्थित है, और इन एलील्स की अभिव्यक्ति की तीव्रता पर्यावरणीय स्थितियों पर निर्भर करती है। अनुकूल परिस्थितियों में (पर्याप्त नमी के साथ, पोषक तत्व) एलील का "प्रभुत्व" होता है, और जब प्रतिकूल होता है, तो एलील बी की अभिव्यक्ति प्रबल होती है।

प्रतिक्रिया मानदंड में प्रत्येक प्रजाति के लिए अभिव्यक्ति की एक सीमा होती है - उदाहरण के लिए, जानवरों के बढ़ते भोजन से इसके द्रव्यमान में वृद्धि होगी, लेकिन यह किसी दिए गए प्रजाति के लिए इस विशेषता का पता लगाने की सीमा के भीतर होगा। प्रतिक्रिया दर आनुवंशिक रूप से निर्धारित और विरासत में मिली है। विभिन्न परिवर्तनों के लिए, प्रतिक्रिया मानदंड की अभिव्यक्ति के विभिन्न पहलू होते हैं, उदाहरण के लिए, दूध की उपज की मात्रा, अनाज की उत्पादकता (मात्रात्मक परिवर्तन) बहुत भिन्न होती है, जानवरों की रंग तीव्रता कमजोर रूप से भिन्न होती है, आदि। (गुणात्मक परिवर्तन). इसके अनुसार, प्रतिक्रिया मानदंड संकीर्ण हो सकता है (गुणात्मक परिवर्तन - कुछ तितलियों के प्यूपा और इमागो का रंग) और व्यापक (मात्रात्मक परिवर्तन - पौधों की पत्तियों का आकार, कीड़ों के शरीर का आकार उनके प्यूपा के पोषण पर निर्भर करता है) हालाँकि, कुछ मात्रात्मक परिवर्तनों की विशेषता एक संकीर्ण प्रतिक्रिया मानदंड (दूध में वसा सामग्री, गिनी सूअरों में पैर की उंगलियों की संख्या) है, और कुछ गुणात्मक परिवर्तनों के लिए यह व्यापक है (सामान्य तौर पर, प्रतिक्रिया)। दर और उसके आधार पर जीन अभिव्यक्ति की तीव्रता अंतःविशिष्ट इकाइयों की असमानता निर्धारित करती है।

संशोधन परिवर्तनशीलता के लक्षण

• टर्नओवर - परिवर्तन तब गायब हो जाते हैं जब विशिष्ट पर्यावरणीय स्थितियाँ जिनके कारण संशोधन हुआ वे गायब हो जाती हैं;
• समूह चरित्र;
• फेनोटाइप में परिवर्तन विरासत में नहीं मिले हैं - जीनोटाइप का प्रतिक्रिया मानदंड विरासत में मिला है;
• भिन्नता श्रृंखला की सांख्यिकीय नियमितता;
• संशोधन जीनोटाइप को बदले बिना फेनोटाइप को अलग करते हैं।

संशोधन परिवर्तनशीलता का विश्लेषण और पैटर्न

संशोधन परिवर्तनशीलता की अभिव्यक्तियों के प्रदर्शनों को क्रमबद्ध किया गया है - एक भिन्नता श्रृंखला - किसी जीव की संपत्ति की संशोधन परिवर्तनशीलता की एक श्रृंखला, जिसमें जीव के फेनोटाइप के व्यक्तिगत परस्पर गुण शामिल होते हैं, जो संपत्ति की मात्रात्मक अभिव्यक्ति के आरोही या अवरोही क्रम में व्यवस्थित होते हैं (पत्ती का आकार, फर के रंग की तीव्रता में परिवर्तन, आदि)। दो कारकों के अनुपात का एक एकल संकेतक विविधता श्रृंखला(उदाहरण के लिए, फर की लंबाई और उसके रंजकता की तीव्रता) को वैरिएंट कहा जाता है। उदाहरण के लिए, अलग-अलग मिट्टी की स्थितियों के कारण एक ही खेत में उगने वाले गेहूं की बालियों और सिरों की संख्या में काफी भिन्नता हो सकती है। एक स्पाइकलेट में स्पाइकलेट्स की संख्या और कानों के कानों की संख्या की तुलना करके, हम निम्नलिखित भिन्नता श्रृंखला प्राप्त कर सकते हैं:

भिन्नता वक्र

संशोधन परिवर्तनशीलता की अभिव्यक्ति का एक चित्रमय प्रदर्शन - एक भिन्नता वक्र - शक्ति स्तरों में भिन्नता की सीमा और व्यक्तिगत वेरिएंट की घटना की आवृत्ति दोनों को दर्शाता है।

वक्र के निर्माण के बाद, यह स्पष्ट है कि संपत्ति की अभिव्यक्ति के औसत रूप सबसे आम हैं (क्वेटलेट का नियम)। इसका कारण ओटोजेनेसिस के दौरान पर्यावरणीय कारकों का प्रभाव है। कुछ कारक जीन अभिव्यक्ति को दबा देते हैं, अन्य इसे बढ़ा देते हैं। लगभग हमेशा, ये कारक, ऑन्टोजेनेसिस को समान रूप से प्रभावित करते हुए, एक दूसरे को बेअसर करते हैं, अर्थात। लक्षण की अत्यधिक अभिव्यक्तियाँ घटित होने की आवृत्ति में न्यूनतम हो जाती हैं। यही कारण है कि गुणों की औसत अभिव्यक्ति वाले व्यक्तियों की संख्या अधिक होती है। उदाहरण के लिए, औसत ऊंचाईपुरुष - 175 सेमी - सबसे आम।

भिन्नता वक्र का निर्माण करते समय, आप मानक विचलन के मान की गणना कर सकते हैं और इसके आधार पर एक ग्राफ बना सकते हैं मानक विचलनमाध्यिका से - विशेषता की अभिव्यक्तियाँ जो सबसे अधिक बार होती हैं।

मानक विचलन का ग्राफ, भिन्नता वक्र "गेहूं की संशोधन परिवर्तनशीलता" के आधार पर बनाया गया

संशोधन परिवर्तनशीलता के रूप

फेनोकॉपीज़

फेनोकॉपी उत्परिवर्तन के समान, प्रतिकूल पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में फेनोटाइप में परिवर्तन हैं। जीनोटाइप नहीं बदलता है. उनके कारण टेराटोजन हैं - कुछ भौतिक, रासायनिक (दवाएं, आदि) और जैविक एजेंट (वायरस) जिनमें रूपात्मक असामान्यताएं और विकास संबंधी दोष होते हैं। फेनोकॉपी अक्सर समान होती हैं वंशानुगत रोग. कभी-कभी फेनोकॉपीज़ की उत्पत्ति होती है भ्रूण विकास. लेकिन अधिक बार फ़ेनोकॉपी के उदाहरण ओटोजेनेसिस में परिवर्तन होते हैं - फ़ेनोकॉपी का स्पेक्ट्रम जीव के विकास के चरण पर निर्भर करता है।

Morphoses

मोर्फोस अत्यधिक पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में फेनोटाइप में परिवर्तन हैं। पहली बार, मोर्फोज़ फेनोटाइप में सटीक रूप से दिखाई देते हैं और अनुकूली उत्परिवर्तन का कारण बन सकते हैं, जिसे विकास के एपिजेनेटिक सिद्धांत द्वारा संशोधन परिवर्तनशीलता के आधार पर प्राकृतिक चयन के आंदोलन के आधार के रूप में लिया जाता है। मोर्फोस प्रकृति में गैर-अनुकूली और अपरिवर्तनीय हैं, यानी, उत्परिवर्तन की तरह, वे अस्थिर हैं, मोर्फोस के उदाहरण निशान, कुछ चोटें, जलन आदि हैं।

दीर्घकालिक संशोधन परिवर्तनशीलता

अधिकांश संशोधन विरासत में नहीं मिले हैं और पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रति जीनोटाइप की प्रतिक्रिया मात्र हैं। बेशक, किसी ऐसे व्यक्ति के वंशज जो व्यापक प्रतिक्रिया दर को आकार देने वाले कुछ कारकों के संपर्क में आए हैं, उनमें भी समान व्यापक परिवर्तन हो सकते हैं, लेकिन ये केवल तभी दिखाई देंगे जब कुछ कारकों के संपर्क में आने पर जीन पर प्रभाव पड़ता है जो अधिक तीव्र एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं का कारण बनते हैं। . हालाँकि, कुछ प्रोटोजोआ, बैक्टीरिया और यहां तक ​​कि यूकेरियोट्स में साइटोप्लाज्मिक वंशानुक्रम के कारण तथाकथित दीर्घकालिक संशोधन परिवर्तनशीलता होती है। दीर्घकालिक संशोधन परिवर्तनशीलता के तंत्र को स्पष्ट करने के लिए, आइए पहले पर्यावरणीय कारकों द्वारा ट्रिगर के विनियमन पर विचार करें।

संशोधनों के साथ ट्रिगर विनियमन

दीर्घकालिक संशोधन परिवर्तनशीलता के उदाहरण के रूप में, बैक्टीरियल ऑपेरॉन पर विचार करें। ऑपेरॉन आनुवंशिक सामग्री को व्यवस्थित करने का एक तरीका है जिसमें संयुक्त रूप से या क्रमिक रूप से काम करने वाले प्रोटीन को एन्कोड करने वाले जीन को एक ही प्रमोटर के तहत संयोजित किया जाता है। जीन संरचनाओं के अलावा, बैक्टीरियल ऑपेरॉन में दो खंड होते हैं - एक प्रमोटर और एक ऑपरेटर। ऑपरेटर प्रमोटर (वह साइट जहां से प्रतिलेखन शुरू होता है) और संरचनात्मक जीन के बीच स्थित होता है। यदि ऑपरेटर कुछ दमनकारी प्रोटीनों से जुड़ा है, तो वे मिलकर आरएनए पोलीमरेज़ को प्रमोटर से शुरू करके डीएनए श्रृंखला के साथ आगे बढ़ने से रोकते हैं। यदि दो ऑपेरॉन हैं और यदि वे आपस में जुड़े हुए हैं (पहले ऑपेरॉन का संरचनात्मक जीन दूसरे ऑपेरॉन के लिए एक दमनकारी प्रोटीन को एनकोड करता है और इसके विपरीत), तो वे एक प्रणाली बनाते हैं जिसे ट्रिगर कहा जाता है। जब ट्रिगर का पहला घटक सक्रिय होता है, तो दूसरा घटक निष्क्रिय होता है। लेकिन, कुछ पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में, इसके लिए दमनकारी प्रोटीन के एन्कोडिंग में रुकावट के कारण ट्रिगर का दूसरे ऑपेरॉन पर स्विच हो सकता है।

कुछ में ट्रिगर स्विचिंग प्रभाव देखा जा सकता है अकोशिकीय रूपजीवन, उदाहरण के लिए, बैक्टीरियोफेज में, और एस्चेरिचिया कोली जैसे प्रोकैरियोट्स में। आइए दोनों मामलों पर विचार करें।

कोलीबैसिलस जीवाणु प्रजातियों का एक संग्रह है जो एक सामान्य लाभ (पारस्परिकता) प्राप्त करने के लिए कुछ जीवों के साथ बातचीत करता है। उनमें शर्करा (लैक्टोज, ग्लूकोज) के प्रति उच्च एंजाइमेटिक गतिविधि होती है, और वे ग्लूकोज और लैक्टोज को एक साथ नहीं तोड़ सकते हैं। लैक्टोज को तोड़ने की क्षमता को लैक्टोज ऑपेरॉन द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिसमें एक प्रमोटर, एक ऑपरेटर और एक टर्मिनेटर होता है, साथ ही प्रमोटर के लिए एक दमनकारी प्रोटीन को एन्कोड करने वाला जीन भी होता है। पर्यावरण में लैक्टोज की अनुपस्थिति में, दमनकारी प्रोटीन ऑपरेटर के साथ जुड़ जाता है और प्रतिलेखन रुक जाता है। यदि लैक्टोज एक जीवाणु कोशिका में प्रवेश करता है, तो यह दमनकारी प्रोटीन के साथ जुड़ जाता है, इसकी संरचना बदल देता है, और संचालक से दमनकर्ता प्रोटीन को अलग कर देता है।

बैक्टीरियोफेज - वायरस, हानिकारक बैक्टीरिया. जब वे प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों में जीवाणु कोशिका में प्रवेश करते हैं, तो बैक्टीरियोफेज निष्क्रिय रहते हैं, आनुवंशिक सामग्री में प्रवेश करते हैं और मातृ कोशिका के द्विआधारी विभाजन के दौरान बेटी कोशिकाओं में संचारित होते हैं। जब बैक्टीरिया कोशिका में अनुकूल परिस्थितियां दिखाई देती हैं, तो पोषक तत्वों को प्रेरित करने के परिणामस्वरूप ट्रिगर बैक्टीरियोफेज में बदल जाता है, और बैक्टीरियोफेज गुणा होकर बैक्टीरिया से बच जाते हैं।

यह घटना अक्सर वायरस और प्रोकैरियोट्स में देखी जाती है, लेकिन बहुकोशिकीय जीवयह लगभग कभी नहीं होता है.

साइटोप्लाज्मिक वंशानुक्रम

साइटोप्लाज्मिक आनुवंशिकता आनुवंशिकता है जिसमें एक प्रारंभ करनेवाला पदार्थ के साइटोप्लाज्म में प्रवेश होता है जो जीन अभिव्यक्ति को ट्रिगर करता है (एक ऑपेरॉन को सक्रिय करता है) या साइटोप्लाज्म के कुछ हिस्सों के ऑटोरप्रोडक्शन में होता है।

उदाहरण के लिए, जब एक जीवाणु नवोदित होता है, तो बैक्टीरियोफेज की विरासत होती है, जो साइटोप्लाज्म में स्थित होता है और प्लास्मिड की भूमिका निभाता है। अनुकूल परिस्थितियों में, डीएनए प्रतिकृति पहले से ही होती है और कोशिका के आनुवंशिक तंत्र को वायरस के आनुवंशिक तंत्र द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। ई. कोलाई में परिवर्तनशीलता का एक समान उदाहरण ई. कोली के लैक्टोज ऑपेरॉन का संचालन है - ग्लूकोज की अनुपस्थिति और लैक्टोज की उपस्थिति में, ये बैक्टीरिया लैक्टोज ऑपेरॉन में एक स्विच के कारण लैक्टोज को तोड़ने के लिए एक एंजाइम का उत्पादन करते हैं। इस ऑपेरॉन स्विच को इसके गठन के दौरान बेटी जीवाणु में लैक्टोज पेश करके नवोदित होने के दौरान विरासत में मिला जा सकता है, और बेटी बैक्टीरिया पर्यावरण में इस डिसैकराइड की अनुपस्थिति में भी लैक्टोज को तोड़ने के लिए एक एंजाइम (लैक्टेज) का उत्पादन करता है।

इसके अलावा, दीर्घकालिक संशोधन परिवर्तनशीलता से जुड़ी साइटोप्लाज्मिक आनुवंशिकता यूकेरियोट्स के ऐसे प्रतिनिधियों में पाई जाती है जैसे कोलोराडो आलू बीटल और हैब्रोब्राकॉन इचन्यूमोन ततैया। कोलोराडो आलू बीटल के प्यूपा में तीव्र तापीय सूचकांकों के संपर्क में आने पर, बीटल का रंग बदल गया। पर अनिवार्य शर्ततथ्य यह है कि मादा बीटल ने भी तीव्र तापीय संकेतकों के प्रभावों का अनुभव किया, ऐसे बीटल के वंशजों में, लक्षण की वर्तमान अभिव्यक्ति कई पीढ़ियों तक बनी रही, और फिर लक्षण का पिछला मानदंड वापस आ गया। यह निरंतर संशोधन परिवर्तनशीलता भी साइटोप्लाज्मिक वंशानुक्रम का एक उदाहरण है। वंशानुक्रम का कारण साइटोप्लाज्म के उन हिस्सों का स्वतःप्रजनन है जिनमें परिवर्तन हुए हैं। आइए हम साइटोप्लाज्मिक वंशानुक्रम के कारण के रूप में स्वप्रजनन की क्रियाविधि पर विस्तार से विचार करें। जिन ऑर्गेनेल का अपना डीएनए और आरएनए और अन्य प्लास्मोजेन होते हैं, वे साइटोप्लाज्म में स्वतः पुनरुत्पादन कर सकते हैं। ऑर्गेनेल जो स्वतः पुनरुत्पादन में सक्षम होते हैं, वे माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड होते हैं, जो प्रतिकृति और प्रतिलेखन, प्रसंस्करण के चरणों के माध्यम से स्व-दोहराव और प्रोटीन जैवसंश्लेषण में सक्षम होते हैं। अनुवाद. यह इन अंगों के स्वतःप्रजनन की निरंतरता सुनिश्चित करता है। प्लास्मोजेन स्व-प्रजनन में भी सक्षम हैं। यदि, पर्यावरण के प्रभाव में, प्लास्मोजेन में ऐसे परिवर्तन हुए हैं जो इस जीन की गतिविधि को निर्धारित करते हैं, उदाहरण के लिए, एक दमनकारी प्रोटीन के पृथक्करण के दौरान या प्रोटीन-कोडिंग प्रोटीन के जुड़ाव के दौरान, तो यह एक प्रोटीन का उत्पादन शुरू कर देता है एक निश्चित गुण बनाता है। चूँकि प्लास्मोजेन मादा अंडों की झिल्ली के माध्यम से ले जाने में सक्षम होते हैं और इस प्रकार विरासत में मिलते हैं, उनकी विशिष्ट अवस्था भी विरासत में मिलती है। साथ ही, जीन द्वारा अपनी अभिव्यक्ति को सक्रिय करने के कारण होने वाले संशोधनों को भी संरक्षित किया जाता है। यदि जीन अभिव्यक्ति और प्रोटीन जैवसंश्लेषण की सक्रियता का कारण बनने वाला कारक किसी व्यक्ति की संतानों में ओटोजेनेसिस के दौरान संरक्षित रहता है, तो लक्षण अगली संतानों में स्थानांतरित हो जाएगा। इस प्रकार, एक दीर्घकालिक संशोधन तब तक बना रहता है जब तक इस संशोधन का कारण बनने वाला कारक मौजूद रहता है। जब कोई कारक गायब हो जाता है, तो संशोधन धीरे-धीरे कई पीढ़ियों तक खत्म हो जाता है। यही बात दीर्घकालिक संशोधनों को नियमित संशोधनों से अलग बनाती है।

संशोधन परिवर्तनशीलता और विकास के सिद्धांत

प्राकृतिक चयन और संशोधन परिवर्तनशीलता पर इसका प्रभाव

प्राकृतिक चयन- यह सबसे योग्य व्यक्तियों का अस्तित्व और निश्चित सफल परिवर्तनों के साथ संतानों का उद्भव है। प्राकृतिक चयन के चार प्रकार:

चयन को स्थिर करना. चयन के इस रूप से होता है: ए) चयन के माध्यम से उत्परिवर्तन को बेअसर करना, उनकी विपरीत निर्देशित कार्रवाई को बेअसर करना, बी) जीनोटाइप में सुधार और एक निरंतर फेनोटाइप के साथ व्यक्तिगत विकास की प्रक्रिया, और सी) तटस्थ उत्परिवर्तन के रिजर्व का गठन। इस चयन के परिणामस्वरूप, औसत प्रतिक्रिया दर वाले जीव अस्तित्व की निम्न-न्यूनतम स्थितियों पर हावी हो जाते हैं।

ड्राइविंग चयन. चयन के इस रूप से होता है: ए) तटस्थ उत्परिवर्तनों से युक्त गतिशीलता भंडार का उद्घाटन, बी) तटस्थ उत्परिवर्तन और उनके यौगिकों का चयन, और सी) नए फेनोटाइप और जीनोटाइप का गठन। इस चयन के परिणामस्वरूप, एक नई औसत प्रतिक्रिया दर वाले जीव हावी हो जाते हैं, जो कि बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों के साथ अधिक सुसंगत है जिसमें वे रहते हैं।

विघटनकारी चयन. चयन का यह रूप ड्राइविंग चयन के दौरान समान प्रक्रियाओं की ओर ले जाता है, लेकिन इसका उद्देश्य किसी नए का निर्माण करना नहीं है औसत मानदंडप्रतिक्रियाएँ, लेकिन प्रतिक्रिया के चरम मानदंडों वाले जीवों के अस्तित्व पर।

यौन चयन. चयन का यह रूप लिंगों के बीच मिलन की सुविधा प्रदान करता है, जिससे कम विकसित यौन विशेषताओं वाले व्यक्तियों की प्रजातियों के प्रजनन में भागीदारी सीमित हो जाती है।

सामान्य तौर पर, अधिकांश वैज्ञानिक अन्य स्थिर कारकों (आनुवंशिक बहाव, अस्तित्व के लिए संघर्ष) के साथ मिलकर प्राकृतिक चयन के सब्सट्रेट को वंशानुगत परिवर्तनशीलता मानते हैं। इन विचारों को रूढ़िवादी डार्विनवाद और नव-डार्विनवाद (विकास का सिंथेटिक सिद्धांत) में साकार किया गया था। हालाँकि, में हाल ही मेंकुछ वैज्ञानिकों ने एक अलग दृष्टिकोण का पालन करना शुरू कर दिया, जिसके अनुसार प्राकृतिक चयन से पहले सब्सट्रेट मोर्फोसिस है - एक अलग प्रकार की संशोधन परिवर्तनशीलता। यह दृष्टिकोण विकास के एपिजेनेटिक सिद्धांत में विकसित हुआ।

डार्विनवाद और नव-डार्विनवाद

डार्विनवाद के दृष्टिकोण से, प्राकृतिक चयन का एक मुख्य कारक जो जीवों की फिटनेस निर्धारित करता है वह वंशानुगत परिवर्तनशीलता है। इससे सफल उत्परिवर्तन वाले व्यक्तियों का प्रभुत्व होता है, इसके परिणामस्वरूप - प्राकृतिक चयन होता है, और, यदि परिवर्तन दृढ़ता से व्यक्त किए जाते हैं, तो प्रजाति-प्रजाति। संशोधन परिवर्तनशीलता जीनोटाइप पर निर्भर करती है। 20वीं शताब्दी में बनाया गया विकास का सिंथेटिक सिद्धांत, संशोधन परिवर्तनशीलता के संबंध में उसी दृष्टिकोण का पालन करता है। एम. वोरोत्सोव. जैसा कि उपरोक्त पाठ से देखा जा सकता है, ये दोनों सिद्धांत जीनोटाइप को प्राकृतिक चयन का आधार मानते हैं, जो उत्परिवर्तन के प्रभाव में बदलता है, जो वंशानुगत परिवर्तनशीलता के रूपों में से एक है। जीनोटाइप में परिवर्तन से प्रतिक्रिया मानदंड में बदलाव होता है, क्योंकि यह जीनोटाइप ही है जो इसे निर्धारित करता है। प्रतिक्रिया मानदंड फ़ेनोटाइप में परिवर्तन का कारण बनता है, और इस प्रकार फ़ेनोटाइप में उत्परिवर्तन दिखाई देते हैं, जो उत्परिवर्तन उपयुक्त होने पर इसे पर्यावरणीय परिस्थितियों के साथ अधिक सुसंगत बनाता है। डार्विनवाद और नव-डार्विनवाद के अनुसार प्राकृतिक चयन के चरणों में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

1) सबसे पहले, एक व्यक्ति नए गुणों के साथ प्रकट होता है (जो उत्परिवर्तन के कारण होते हैं);

2) फिर वह खुद को वंश छोड़ने में सक्षम या असमर्थ पाती है;

3) यदि कोई व्यक्ति वंशजों को छोड़ देता है, तो उसके जीनोटाइप में परिवर्तन पीढ़ियों में तय होते हैं, और यह अंततः प्राकृतिक चयन की ओर जाता है।

विकास का एपिजेनेटिक सिद्धांत

विकास का एपिजेनेटिक सिद्धांत फेनोटाइप को प्राकृतिक चयन का सब्सट्रेट मानता है, और चयन न केवल लाभकारी परिवर्तनों को ठीक करता है, बल्कि उनके निर्माण में भी भाग लेता है। आनुवंशिकता पर मुख्य प्रभाव जीनोम का नहीं, बल्कि एपिजेनेटिक प्रणाली का है - ओटोजेनेसिस पर कार्य करने वाले कारकों का एक समूह। मॉर्फोसिस के दौरान, जो संशोधन परिवर्तनशीलता के प्रकारों में से एक है, व्यक्ति में एक स्थिर विकास प्रक्षेपवक्र (क्रियोड) बनता है - एक एपिजेनेटिक प्रणाली जो मॉर्फोसिस के अनुकूल होती है। यह विकास प्रणाली जीवों के आनुवंशिक आत्मसात पर आधारित है, जिसमें एक निश्चित उत्परिवर्तन के संशोधन के अनुरूप होना शामिल है - एक संशोधन जीन प्रतिलिपि, जो क्रोमैटिन संरचना में एक एपिजेनेटिक परिवर्तन के कारण होती है। इसका मतलब यह है कि जीन गतिविधि में परिवर्तन उत्परिवर्तन और पर्यावरणीय कारकों दोनों का परिणाम हो सकता है। वे। तीव्र पर्यावरणीय प्रभाव के तहत एक निश्चित संशोधन के आधार पर, उत्परिवर्तन का चयन किया जाता है जो शरीर को नए परिवर्तनों के लिए अनुकूलित करता है। इस प्रकार एक नया जीनोटाइप बनता है, जो एक नया फेनोटाइप बनाता है। इसके अनुसार, प्राकृतिक चयन में निम्नलिखित चरण होते हैं:

1) अत्यधिक पर्यावरणीय कारकों के कारण विकृति उत्पन्न होती है;

2) मॉर्फोज़ ओण्टोजेनेसिस को अस्थिर कर देते हैं;

3) ओटोजेनेसिस के अस्थिर होने से एक असामान्य फेनोटाइप की उपस्थिति होती है, जो मोर्फोसिस से सबसे अधिक मेल खाता है;

4) यदि नए फेनोटाइप का सफलतापूर्वक मिलान किया जाता है, तो संशोधनों की जीन प्रतिलिपि बनाई जाती है, जिससे स्थिरीकरण होता है - एक नया प्रतिक्रिया मानदंड बनता है;

वंशानुगत और गैर-वंशानुगत परिवर्तनशीलता की तुलनात्मक विशेषताएं

परिवर्तनशीलता के रूपों की तुलनात्मक विशेषताएँ

संपत्ति	गैर-वंशानुगत (संशोधन)	वंशानुगत
वस्तु बदलें	प्रतिक्रिया की सामान्य सीमा के भीतर फेनोटाइप	जीनोटाइप
उत्पत्ति कारक	पर्यावरणीय परिस्थितियों में परिवर्तन	युग्मक संलयन, क्रॉसिंग ओवर और उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप जीन पुनर्संयोजन
गुणों की विरासत	विरासत में नहीं मिला (केवल प्रतिक्रिया मानदंड)	विरासत में मिला
किसी व्यक्ति के लिए मूल्य	पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रति अनुकूलन, जीवन शक्ति में वृद्धि	लाभकारी परिवर्तन उत्तरजीविता की ओर ले जाते हैं, हानिकारक परिवर्तन मृत्यु की ओर ले जाते हैं
देखने का मतलब	अस्तित्व को बढ़ावा देता है	विचलन के परिणामस्वरूप नई आबादी और प्रजातियों का उदय होता है
विकास में भूमिका	जीवों का अनुकूलन	प्राकृतिक चयन के लिए सामग्री
परिवर्तनशीलता का स्वरूप	समूह	व्यक्तिगत, संयुक्त
नमूना	सांख्यिकीय (भिन्नता श्रृंखला)	वंशानुगत परिवर्तनशीलता की समजात श्रृंखला का नियम

मानव जीवन में परिवर्तनशीलता का परिवर्तन

सामान्य तौर पर, मनुष्य ने लंबे समय से संशोधन परिवर्तनशीलता के ज्ञान का उपयोग किया है, उदाहरण के लिए, खेती में। निश्चित ज्ञान के साथ व्यक्तिगत विशेषताएंप्रत्येक पौधे (उदाहरण के लिए, प्रकाश, पानी, तापमान की स्थिति की आवश्यकता) को इस पौधे के अधिकतम स्तर के उपयोग (सामान्य प्रतिक्रिया सीमा के भीतर) के लिए योजनाबद्ध किया जा सकता है - उच्चतम फल प्राप्त करने के लिए। इसीलिए अलग - अलग प्रकारलोग अपने निर्माण के लिए पौधे लगाते हैं अलग-अलग स्थितियाँ- विभिन्न मौसमों में, आदि। स्थिति जानवरों के साथ भी समान है - आवश्यकता का ज्ञान, उदाहरण के लिए, गायों के लिए, दूध के उत्पादन में वृद्धि करता है और परिणामस्वरूप, दूध की उपज में वृद्धि होती है।

चूंकि मस्तिष्क गोलार्द्धों की कार्यात्मक विषमता एक निश्चित आयु की उपलब्धि के साथ विकसित होती है और अशिक्षित, अशिक्षित लोगों में यह कम होती है, इसलिए यह माना जा सकता है कि विषमता संशोधन परिवर्तनशीलता का परिणाम है। इसलिए, शिक्षा के चरणों में, बच्चे के फेनोटाइप को पूरी तरह से समझने के लिए उसकी क्षमताओं की पहचान करना बहुत उचित है।

संशोधन परिवर्तनशीलता के उदाहरण

• कीड़ों और जानवरों में
• जानवरों में पहाड़ों पर चढ़ने पर लाल रक्त कोशिकाओं के स्तर में वृद्धि (होमियोस्टैसिस)
  • पराबैंगनी विकिरण के कम संपर्क के कारण त्वचा की रंजकता में वृद्धि
  • प्रशिक्षण के परिणामस्वरूप मोटर प्रणाली का विकास
  • निशान (रूपता)
  • कोलोराडो आलू बीटल के रंग में परिवर्तन तब होता है जब उनके प्यूपा लंबे समय तक उच्च या निम्न तापमान के संपर्क में रहते हैं
  • मौसम की स्थिति बदलने पर कुछ जानवरों के फर का रंग बदल जाता है
  • वैनेसा वंश की तितलियों की तापमान में परिवर्तन के साथ अपना रंग बदलने की क्षमता
• पौधों में
  • वाटर बटरकप पौधों में पानी के नीचे और पानी के ऊपर की पत्तियों की विभिन्न संरचनाएँ
  • पहाड़ों में उगने वाले तराई के पौधों के बीजों से कम उगने वाले रूपों का विकास

• बैक्टीरिया में
  • एस्चेरिचिया कोली के लैक्टोज ऑपेरॉन के जीन का कार्य

ये दो मुख्य प्रकार हैं परिवर्तनशीलताजीवित जीव: वंशानुगत और गैर-वंशानुगत। पहला उत्परिवर्तनात्मक और संयोजनात्मक हो सकता है। दूसरा कहा जाता है संशोधन परिवर्तनशीलता. इसमें उन विशेषताओं में परिवर्तन शामिल हैं जो यौन प्रजनन के दौरान संरक्षित नहीं होते हैं, क्योंकि ये परिवर्तन जीनोटाइप को प्रभावित नहीं करते हैं। उसे भी बुलाया जाता है फेनोटाइपिक परिवर्तनशीलता.

संशोधन परिवर्तनशीलता पर्यावरण के साथ जीवों की बातचीत के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है, अर्थात। आनुवंशिक जानकारी को साकार करने की प्रक्रिया में। विभिन्न जीव पर्यावरणीय कारकों पर अलग-अलग प्रतिक्रिया करते हैं। प्रतिक्रिया मानदंड जैसी कोई चीज़ होती है। ये संशोधन परिवर्तनशीलता की सीमाएँ हैं, जो किसी दिए गए जीनोटाइप की क्षमताओं द्वारा निर्धारित की जाती हैं।

अभिलक्षणिक विशेषतासंशोधनों का अर्थ यह है कि एक ही प्रभाव उन सभी व्यक्तियों में समान परिवर्तन का कारण बनता है जो इसके संपर्क में थे। इसी कारण चार्ल्स डार्विन ने संशोधन परिवर्तनशीलता को निश्चित कहा। संशोधन विशेष रूप से उन व्यक्तियों में देखने में अच्छे होते हैं जो जीनोटाइप में समान होते हैं, लेकिन विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में रखे जाते हैं। इस प्रकार, पहाड़ी और घाटी की स्थितियों में उगने वाले एक ही प्रजाति के पौधों में कई लक्षणों में महत्वपूर्ण अंतर दिखाई देते हैं। पहाड़ों में, पौधे आमतौर पर छोटे तने, बेसल पत्तियों और गहरी जड़ों वाले स्क्वाट होते हैं; घाटी में, पौधे लम्बे होते हैं, उनकी जड़ प्रणाली मिट्टी की सतह के करीब स्थित होती है। जब पौधों को दूसरे आवास में ले जाया जाता है, तो संशोधन गायब हो जाते हैं। विभिन्न प्रकाश व्यवस्था, बुआई घनत्व और पोषण में परिवर्तन के प्रभाव में होने वाले पौधों के संशोधन सर्वविदित हैं।

जानवरों में भी परिवर्तन कम विविध नहीं हैं। जलाशय की प्रकृति के आधार पर मछलियों के शरीर में परिवर्तन ज्ञात होते हैं। उदाहरण के लिए, झीलों और धीमी नदियों में (यानी पानी के बड़े निकायों में), क्रूसियन कार्प बड़े और गोल होते हैं। तालाबों और छोटी दलदली झीलों में, मछलियाँ बहुत छोटी होती हैं और उनका शरीर लम्बा होता है।

मुर्गियों में, दिन के उजाले के प्रभाव में अंडे का उत्पादन बदल जाता है; बड़े पैमाने पर पशुऔर बड़े पैमाने पर घोड़े शारीरिक गतिविधिमांसपेशियों का आयतन बढ़ता है, फेफड़ों का आयतन बढ़ता है, रक्त संचार बढ़ता है।

विशेष रुचि मनुष्यों में संशोधन परिवर्तनशीलता है। इसका मूल्यांकन करने के लिए, एक बहुत ही प्रभावी जुड़वां विधि. जुड़वा बच्चों पर किए गए अध्ययनों से पता चला है कि शरीर के विकास में आनुवंशिकता की बहुत बड़ी भूमिका होती है। अलग-अलग वातावरण में पले-बढ़े एक जैसे जुड़वाँ बच्चों में आश्चर्यजनक शारीरिक और मनोवैज्ञानिक समानताएँ होती हैं, हालाँकि पालन-पोषण में अंतर, निश्चित रूप से, उनकी बौद्धिक क्षमताओं और व्यवहार पर छाप छोड़ता है।

ज्यादातर मामलों में, संशोधन जीव की लाभकारी अनुकूली प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है, अर्थात। पहनता अनुकूली प्रकृति. छाया में उगने वाले पौधों में सौर ऊर्जा को अधिकतम करने के लिए बड़े पत्तों वाले ब्लेड होते हैं। शुष्क क्षेत्रों में, इसके विपरीत, पौधों की पत्ती का ब्लेड कम हो जाता है, रंध्रों की संख्या कम हो जाती है, और एपिडर्मिस मोटा हो जाता है, अर्थात। ऐसे संकेत दिखाई देते हैं जो पौधों को नमी की हानि से बचाते हैं।

कई कीड़ों, मछलियों और उभयचरों में उनके निवास स्थान या उनके निवास स्थान के आधार पर रंग में परिवर्तन होता है सुरक्षात्मक कार्यया, इसके विपरीत, शिकार की प्रतीक्षा में झूठ बोलने में मदद करता है। मनुष्यों में, टैनिंग सूर्यातप के विरुद्ध एक सुरक्षात्मक प्रतिक्रिया है।

अनुकूली प्रकृति आमतौर पर उन संशोधनों में अंतर्निहित होती है जो सामान्य पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव के कारण होते हैं। यदि शरीर किसी असामान्य कारक के प्रभाव में आता है या सामान्य कारक की तीव्रता तेजी से बढ़ जाती है, तो गैर-अनुकूली संशोधन हो सकते हैं, जिनमें अक्सर विकृति की प्रकृति होती है। ऐसे परिवर्तन कहलाते हैं रूपात्मक. वे अक्सर रसायनों और विकिरण के कारण होते हैं। उदाहरण के लिए, जब बीजों को विकिरणित किया जाता है, तो वे झुर्रीदार पत्तियों, विभिन्न आकृतियों के बीजपत्रों और असमान हरे रंग के साथ अंकुर में विकसित होते हैं। विकिरणित होने पर ड्रोसोफिला कभी-कभी वास्तविक राक्षस विकसित कर लेता है।

पौधों में, मोर्फोज़ अक्सर मिट्टी में किसी पदार्थ की अधिकता या कमी के परिणामस्वरूप होते हैं, जो अक्सर एक सूक्ष्म तत्व होता है। इस प्रकार, तांबे की कमी से अनाज में गंभीर कल्ले फूटने लगते हैं। इस मामले में, पुष्पक्रम पत्तियों के आवरण से बाहर नहीं निकलते और सूख जाते हैं। लिथियम क्लोराइड मिश्रित पानी में विकसित होने वाली फिश फ्राई में बीच में स्थित केवल एक आंख बनती है।

कुछ संशोधन जो विकिरण के प्रभाव में होते हैं अत्यधिक तापमानऔर अन्य शक्तिशाली कारक, विशिष्ट उत्परिवर्तन का अनुकरण करते हैं। इस प्रकार, तापमान के झटके के प्रभाव में जिसमें ड्रोसोफिला प्यूपा उजागर हुआ, घुमावदार पंखों, नोकदार पंखों और छोटे पंखों वाली मक्खियाँ दिखाई दीं, जो कुछ उत्परिवर्ती रेखाओं की मक्खियों से अप्रभेद्य थीं। ऐसे संशोधन कहलाते हैं फेनोकॉपीज़.

संशोधनों की अनुकूली प्रकृति जीनोटाइप प्रतिक्रिया के मानक के कारण होती है, जो किसी लक्षण को संबंधित जीन की संरचना को परेशान किए बिना (यानी, उत्परिवर्तन के बिना) बदलने की अनुमति देती है। प्रतिक्रिया मानदंड जितना व्यापक होगा, किसी व्यक्ति, जनसंख्या या प्रजाति की अनुकूली क्षमता उतनी ही अधिक होगी।

उत्परिवर्तन के विपरीत, संशोधन होते हैं बदलती डिग्रयों कोदृढ़ता। कई संशोधन तुरंत ही गायब हो जाते हैं जब उस कारक (उदाहरण के लिए, टैनिंग) का असर बंद हो जाता है। अन्य व्यक्ति के जीवन भर बने रह सकते हैं। उदाहरण के लिए, जो लोग बचपन में विटामिन डी की कमी के कारण रिकेट्स से पीड़ित थे, वे जीवन भर टेढ़े-मेढ़े बने रह सकते हैं।

कभी-कभी संशोधनों का दुष्परिणाम भी होता है। इस प्रकार, स्तनधारियों में, एक थकी हुई मां द्वारा लाई गई संतान सामान्य से छोटी और कमजोर होती है। हालाँकि, यदि माँ में परिवर्तन का कारण बनने वाले कारक को समाप्त कर दिया जाए तो यह प्रभाव तुरंत गायब हो जाता है।

ऐसा बहुत कम होता है कि संशोधन कई पीढ़ियों तक बने रहें। यह केवल वानस्पतिक या पार्थेनोजेनेटिक प्रसार के दौरान देखा जाता है। एककोशिकीय शैवाल और प्रोटोजोआ में दीर्घकालिक संशोधनों का वर्णन किया गया है। उदाहरण के लिए, स्लिपर सिलियेट में आर्सेनिक की बढ़ी हुई सांद्रता का प्रतिरोध 10.5 महीने तक बना रहा, जिसके बाद यह कम हो गया आधारभूत. दीर्घकालिक संशोधनों का तंत्र पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है।

1. फेनोटाइप के निर्माण में जीनोटाइप और पर्यावरणीय परिस्थितियों की क्या भूमिका है? उदाहरण दो।

कुछ लक्षण केवल जीनोटाइप के प्रभाव में बनते हैं और उनकी अभिव्यक्ति उन पर्यावरणीय परिस्थितियों पर निर्भर नहीं करती है जिनमें जीव विकसित होता है। उदाहरण के लिए, जिस व्यक्ति के जीनोटाइप में जीन I A और I B हैं, उसके रहने की स्थिति की परवाह किए बिना, रक्त समूह IV बनता है। साथ ही, ऊंचाई, शरीर का वजन, रक्त में लाल रक्त कोशिकाओं की संख्या और कई अन्य विशेषताएं न केवल जीनोटाइप पर निर्भर करती हैं, बल्कि पर्यावरणीय स्थितियों पर भी निर्भर करती हैं। इसलिए, जिन जीवों के जीनोटाइप समान होते हैं (उदाहरण के लिए, मोनोज़ायगोटिक जुड़वां) वे फेनोटाइप में एक दूसरे से भिन्न हो सकते हैं।

1895 में, फ्रांसीसी वनस्पतिशास्त्री जी. बोनियर ने निम्नलिखित प्रयोग किया: उन्होंने एक युवा डेंडिलियन पौधे को दो भागों में विभाजित किया और उन्हें अलग-अलग परिस्थितियों में - मैदान में और ऊंचे पहाड़ों में उगाना शुरू किया। पहला पौधा सामान्य ऊंचाई तक पहुंच गया, लेकिन दूसरा बौना निकला। इस अनुभव से पता चलता है कि फेनोटाइप (यानी, लक्षण) का गठन न केवल जीनोटाइप से प्रभावित होता है, बल्कि पर्यावरणीय परिस्थितियों से भी प्रभावित होता है।

लक्षणों की अभिव्यक्ति पर बाहरी वातावरण के प्रभाव को दर्शाने वाला एक और उदाहरण हिमालयी खरगोशों में कोट के रंग में बदलाव है। आमतौर पर 20°C पर काले कान, पंजे, पूंछ और थूथन को छोड़कर, उनके पूरे शरीर का फर सफेद होता है। 30°C पर खरगोश पूरी तरह से सफेद हो जाते हैं। यदि आप हिमालयी खरगोश के बाजू या पीठ के बालों को शेव करते हैं और इसे 2 डिग्री सेल्सियस से नीचे हवा के तापमान पर रखते हैं, तो सफेद ऊन के बजाय यह काला हो जाएगा।

2. संशोधन परिवर्तनशीलता क्या है? उदाहरण दो।

परिवर्तनशीलता को संशोधित करना पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में फेनोटाइप में एक परिवर्तन है जो सामान्य प्रतिक्रिया सीमा के भीतर जीनोटाइप को बदले बिना होता है।

उदाहरण के लिए, सिंहपर्णी के पत्तों की लंबाई और आकार एक ही पौधे में भी काफी भिन्न होते हैं। यह देखा गया कि जितना कम तापमान पर पत्तियाँ बनीं, वे उतनी ही छोटी थीं और पत्ती के ब्लेड के कटआउट उतने ही बड़े थे। इसके विपरीत, और अधिक के साथ उच्च तापमानपत्ती के ब्लेड में छोटे-छोटे कट के साथ बड़ी पत्तियाँ बनती हैं।

एक वयस्क में, पोषण और जीवनशैली के आधार पर, गायों में शरीर का वजन बदल सकता है, मुर्गियों में दूध की पैदावार बदल सकती है, अंडे का उत्पादन बदल सकता है। एक व्यक्ति जो खुद को पहाड़ों में ऊँचा पाता है, शरीर की कोशिकाओं को ऑक्सीजन प्रदान करने के लिए रक्त में लाल रक्त कोशिकाओं की मात्रा समय के साथ बढ़ जाती है।

3. प्रतिक्रिया मानदंड क्या है? विशिष्ट उदाहरणों का उपयोग करते हुए, इस कथन की वैधता साबित करें कि यह गुण ही नहीं है जो विरासत में मिला है, बल्कि इसकी प्रतिक्रिया का मानदंड है।

प्रतिक्रिया मानदंड किसी गुण की संशोधन परिवर्तनशीलता की सीमा है। कुछ लक्षण, जैसे पत्ती की लंबाई, पौधे की ऊंचाई, पशु के शरीर का वजन, मवेशी के दूध की उपज और मुर्गी के अंडे का उत्पादन, की प्रतिक्रिया दर व्यापक होती है। अन्य, उदाहरण के लिए, फूलों का आकार और उनका आकार, बीज, फूल और फलों का रंग, जानवरों का रंग, दूध की वसा सामग्री - एक संकीर्ण प्रतिक्रिया मानदंड है।

प्रतिक्रिया दर जीनोटाइप द्वारा निर्धारित होती है और विरासत में मिलती है। उदाहरण के लिए, एक व्यक्ति जितना अधिक समय प्रत्यक्ष में व्यतीत करता है सूरज की किरणें, जितना अधिक मेलेनिन त्वचा के खुले क्षेत्रों में संश्लेषित होता है और, तदनुसार, उसका रंग उतना ही गहरा होता है। जैसा कि आप जानते हैं, टैनिंग की तीव्रता विरासत में नहीं मिलती है, बल्कि किसी व्यक्ति विशेष की विशिष्ट जीवन स्थितियों से निर्धारित होती है। इसके अलावा, यहां तक ​​कि किसी ऐसे व्यक्ति के लिए भी जो लगातार प्रत्यक्ष रूप से अधीन रहता है सूरज की रोशनीकोकेशियान जाति के एक व्यक्ति की त्वचा मेलेनिन की उस मात्रा को संश्लेषित नहीं कर सकती है जो कि विशेषता है, उदाहरण के लिए, नेग्रोइड जाति के प्रतिनिधियों की। यह उदाहरण इंगित करता है कि किसी गुण (प्रतिक्रिया मानदंड) की परिवर्तनशीलता की सीमा जीनोटाइप द्वारा पूर्व निर्धारित होती है और यह वह गुण नहीं है जो विरासत में मिला है, बल्कि पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रभाव में एक निश्चित फेनोटाइप बनाने की जीव की क्षमता है।

4. संशोधनों के मुख्य गुणों का वर्णन करें। गैर-वंशानुगत परिवर्तनशीलता को समूह परिवर्तनशीलता भी क्यों कहा जाता है? निश्चित?

संशोधनों में निम्नलिखित मूल गुण हैं:

● उत्क्रमणीयता - बाहरी परिस्थितियों में बदलाव के साथ, व्यक्ति कुछ विशेषताओं की अभिव्यक्ति की डिग्री को बदलते हैं।

● ज्यादातर मामलों में वे पर्याप्त हैं, यानी। किसी लक्षण की गंभीरता सीधे किसी विशेष कारक की तीव्रता और कार्रवाई की अवधि पर निर्भर करती है।

● इनका स्वभाव अनुकूली (अनुकूली) होता है। इसका मतलब यह है कि बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों के जवाब में, एक व्यक्ति फेनोटाइपिक परिवर्तन प्रदर्शित करता है जो उसके अस्तित्व में योगदान देता है।

● बड़े पैमाने पर वितरण - एक ही कारक उन व्यक्तियों में लगभग समान परिवर्तन का कारण बनता है जो आनुवंशिक रूप से समान होते हैं।

● संशोधन विरासत में नहीं मिले हैं, क्योंकि संशोधन परिवर्तनशीलता जीनोटाइप में परिवर्तन के साथ नहीं है।

गैर-वंशानुगत (संशोधन) परिवर्तनशीलता को समूह परिवर्तनशीलता कहा जाता है, क्योंकि पर्यावरणीय परिस्थितियों में कुछ परिवर्तन एक विशेष प्रजाति (सामूहिक संपत्ति) के सभी व्यक्तियों में समान परिवर्तन का कारण बनते हैं। संशोधन परिवर्तनशीलता को निश्चित भी कहा जाता है, क्योंकि संशोधन पर्याप्त, पूर्वानुमेय हैं और एक निश्चित दिशा में व्यक्तियों के फेनोटाइप में बदलाव के साथ होते हैं।

5. मात्रात्मक विशेषताओं की परिवर्तनशीलता का विश्लेषण करने के लिए किन सांख्यिकीय तरीकों का उपयोग किया जाता है?

मात्रात्मक विशेषताओं की परिवर्तनशीलता की डिग्री को चिह्नित करने के लिए, भिन्नता श्रृंखला और भिन्नता वक्र का निर्माण जैसी सांख्यिकीय विधियों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

उदाहरण के लिए, एक ही किस्म के गेहूं की जटिल बालियों में स्पाइकलेट्स की संख्या काफी व्यापक रेंज में भिन्न होती है। यदि आप स्पाइकलेट्स की संख्या के बढ़ते क्रम में कानों को व्यवस्थित करते हैं, तो आपको इस विशेषता की परिवर्तनशीलता की एक भिन्नता श्रृंखला मिलेगी, जिसमें अलग-अलग प्रकार शामिल होंगे। भिन्नता श्रृंखला में किसी विशेष प्रकार की घटना की आवृत्ति समान नहीं होती है: सबसे आम कान होते हैं जिनमें औसत संख्या में स्पाइकलेट होते हैं और कम अक्सर अधिक और कम वाले होते हैं।

इस श्रृंखला में वेरिएंट के वितरण को ग्राफिक रूप से दर्शाया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, विकल्प (v) के मानों को उनकी वृद्धि के क्रम में एब्सिस्सा अक्ष पर और ऑर्डिनेट अक्ष पर - प्रत्येक विकल्प (पी) की घटना की आवृत्ति पर प्लॉट किया जाता है। किसी गुण की परिवर्तनशीलता की एक ग्राफिकल अभिव्यक्ति, जो विविधताओं की सीमा और व्यक्तिगत वेरिएंट की घटना की आवृत्ति दोनों को दर्शाती है, भिन्नता वक्र कहलाती है।

6. पौधों, जानवरों और मनुष्यों में लक्षणों की प्रतिक्रिया के मानदंड को जानना व्यवहार में कितना महत्वपूर्ण है?

संशोधन परिवर्तनशीलता और प्रतिक्रिया मानदंडों के पैटर्न का ज्ञान बहुत व्यावहारिक महत्व का है, क्योंकि यह किसी को पहले से कई संकेतकों का अनुमान लगाने और योजना बनाने की अनुमति देता है। विशेष रूप से, रचना इष्टतम स्थितियाँजीनोटाइप के कार्यान्वयन से उच्च पशु उत्पादकता और पौधों की पैदावार प्राप्त करना संभव हो जाता है। प्रतिक्रिया मानदंडों का ज्ञान विभिन्न संकेतएक व्यक्ति को चिकित्सा में आवश्यक है (यह जानना महत्वपूर्ण है कि कुछ शारीरिक संकेतक आदर्श के अनुरूप कैसे हैं), शिक्षाशास्त्र (बच्चे की क्षमताओं और क्षमताओं को ध्यान में रखते हुए पालन-पोषण और प्रशिक्षण), प्रकाश उद्योग (कपड़े, जूते के आकार) और कई मानव गतिविधि के अन्य क्षेत्र।

7*. यदि प्राइमरोज़, जो अंदर है सामान्य स्थितियाँइसमें लाल फूल हैं, इसे 30-35 डिग्री सेल्सियस तापमान और उच्च आर्द्रता वाले ग्रीनहाउस में ले जाएं, इस पौधे पर नए फूल पहले से ही सफेद होंगे। यदि इस पौधे को अपेक्षाकृत कम तापमान की स्थिति (15-20ºC) में लौटा दिया जाए, तो इसमें फिर से लाल फूल खिलने लगते हैं। इसे कैसे समझाया जा सकता है?

यह विशिष्ट उदाहरणसंशोधन परिवर्तनशीलता. सबसे अधिक संभावना है, तापमान में वृद्धि से एंजाइमों की गतिविधि में कमी आती है जो पंखुड़ियों में लाल रंगद्रव्य के संश्लेषण को उनके पूर्ण निष्क्रियता (30-35ºС पर) तक सुनिश्चित करते हैं।

8*. पोल्ट्री फार्मों में मुर्गियों के लिए दिन के उजाले को कृत्रिम रूप से 20 घंटे तक क्यों बढ़ाया जाता है, और ब्रॉयलर कॉकरेल के लिए दिन के उजाले को घटाकर 6 घंटे प्रति दिन क्यों कर दिया जाता है?

दिन के उजाले घंटे की लंबाई - महत्वपूर्ण कारक, पक्षियों के यौन व्यवहार को प्रभावित करना। दिन के उजाले की अवधि बढ़ाने से सेक्स हार्मोन का उत्पादन सक्रिय हो जाता है - इस प्रकार, अंडे देने वाली मुर्गियाँ अंडे का उत्पादन बढ़ाने के लिए प्रेरित होती हैं। कम दिन के उजाले के कारण यौन गतिविधि में कमी आती है, इसलिए ब्रॉयलर कॉकरेल कम चलते हैं, एक-दूसरे से नहीं लड़ते हैं, और शरीर के सभी संसाधनों को शरीर के वजन को बढ़ाने के लिए निर्देशित करते हैं।

* तारांकन चिह्न से चिह्नित कार्यों के लिए छात्रों को विभिन्न परिकल्पनाओं को सामने रखने की आवश्यकता होती है। इसलिए, अंकन करते समय, शिक्षक को न केवल यहां दिए गए उत्तर पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए, बल्कि प्रत्येक परिकल्पना को ध्यान में रखना चाहिए, छात्रों की जैविक सोच, उनके तर्क के तर्क, विचारों की मौलिकता आदि का आकलन करना चाहिए। विद्यार्थियों को दिए गए उत्तर से परिचित कराना।