Изменчивость – это универсальное свойство живых организмов приобретать новые признаки под действием среды (как внешней, так и внутренней). Выражается в бесконечном разнообразии признаков и свойств у особей различной степени родства.
При классификации типов и форм изменчивости подчеркиваются те или иные стороны этого универсального свойства. Учитывая причины и характер изменений, обычно выделяют два основных типа изменчивости:
- фенотипическую (модификационная),
- генотипическую.
Наследственная, или генотипическая, изменчивость обусловлена изменениями в генетическом материале (генотипе), которые передаются из поколения в поколение.
Различают два вида генотипической изменчивости:
- мутационная,
- комбинативная.
Комбинативная изменчивость основывается на возникновении новых комбинаций генов родителей. При комбинативной изменчивости в результате слияния родительских гамет возникают новые комбинации генов, однако сами гены и хромосомы остаются неизменными (пример: каждый новый организм является новый комбинацией генов родителей). Комбинативная изменчивость создаёт новые сочетания генов и обеспечивает как всё разнообразие организмов, так и неповторимую генетическую индивидуальность каждого из них.
Мутационная изменчивость в основе этой изменчивости лежит изменение структуры гена, хромосомы или изменения числа хромосом. Мутация – это спонтанное изменение генетического материала. Мутации возникают под действием мутагенных факторов:
- физических (радиация, температура, электромагнитное излучение);
- химических (вещества, которые вызывают отравление организма: алкоголь, никотин, колхицин, формалин);
- биологических (вирусы, бактерии).
При мутационной изменчивости возникают новые варианты (аллели) генов, причём мутации происходят сравнительно редко и внезапно.
Механизмы комбинативной изменчивости:
- независимое расхождение хромосом в анафазу І мейоза,
- кроссенговер,
- случайное слияние гамет,
- случайный подбор родительских пар.
Ненаследственная, или модификационная, фенотипическая изменчивость – способность организмов изменяться под действием различных факторов окружающей среды (температуры, влажности и т. п.). Эта изменчивость не затрагивает гены организма, наследственный материал не изменяется. Границы фенотипической изменчивости, контролируемые генотипом организма, называют нормой реакции. Широкая норма реакции приводит к повышению выживаемости. Интенсивность модификационной изменчивости можно регулировать. Модификационная изменчивость направлена.
К статистическим закономерностям модификационной изменчивости относятся:
- вариационный ряд изменчивости признака,
- вариационная кривая.
Вариационный ряд представляет ряд вариант, (есть значений признака) расположенных в порядке убывания или возрастания (например, если собрать листья с одного и того же дерева и расположить их по мере увеличения длины листовой пластинки, то получается вариационный ряд изменчивости данного признака).
Вариационная кривая – это графическое изображение зависимости между размахом изменчивости признака и частотой встречаемости отдельных вариант данного признака. Наиболее типичный показатель признака – это его средняя величина, то есть среднее арифметическое вариационного ряда. Различают следующие виды фенотипической изменчивости:
- модификации,
- морфозы,
- фенокопии.
Модификации – это ненаследственные изменения генотипа, которые возникают под действием фактора среды, носят адаптивный характер и чаще всего обратимы (например, увеличение эритроцитов в крови при недостатке кислорода).
Морфозы – это ненаследственные изменения фенотипа, которые возникают под действием экстремальных факторов среды, не носят адаптивный характер и необратимы (например, ожоги, шрамы).
Фенокопии – это ненаследственное изменение генотипа, которое напоминает наследственные заболевания (увеличение щитовидной железы на территории, где в воде или земле не хватает йода).
Ч. Дарвин различал определённую (или групповую) и неопределённую (или индивидуальную) изменчивость, что по современной классификации совпадает соответственно с ненаследственной и наследственной изменчивостью. Следует помнить, однако, что это разделение в известной степени условно, т. к. пределы ненаследственной изменчивости определяются генотипом.
Наряду с наследственностью изменчивость – фундаментальное свойство всех живых существ, один из факторов эволюции органического мира. Различные способы целенаправленного использования изменчивости (разные типы скрещиваний, искусственные мутации и др.) лежат в основе создания новых пород домашних животных и сортов культурных растений.