Мутагенез

Одним из трех первооткрывателей законов Менделя был голландский профессор Г. Де Фриз. Он длительное время изучал энотеру - растение из семейства кипрейных. Среди многих видов Де Фриз выбрал энотеру ламаркиану. Исследователь обнаружил, что среди совершенно одинаковых растений изредка возникали новые формы. Они настолько отличались по морфологическим признакам от соседних растений, что ботаники вполне могли отнести их к новому виду. Изменения оказались стойкими и передавались по наследству. Де Фриз назвал их мутациями.

Изменчивость организмов - одно из важнейших проявлений жизни. В природе не существует двух совершенно сходных особей. Различия обусловлены наследственными факторами (генами, полученными от родителей) и внешними. Поэтому изменчивость организмов выражается в двух формах: наследственной и модификационной.

Внешний вид окружающих нас организмов - это результат сложного взаимодействия их наследственной основы и факторов окружающей среды. Каждое растение в разных условиях выглядит по-разному. Например, во влажный год у растений крупные, мясистые листья, а в засушливый - мелкие, тонкие. Если бы листья в сухих условиях оставались такими же крупными, избыточное испарение влаги привело бы их к гибели. Свойство организмов реагировать на изменение окружающей среды названо нормой реакции.

Разделив молодое растение на две части и высадив одну из них в обычных условиях, а другую - в горных, обнаружим существенные различия между развивающимися из них взрослыми растениями.

Наследственная же основа осталась одинаковой. Если собрать семена с обоих растений и высеять их в одном месте, все растения будут сходными. У одной из форм примулы при температуре 15-20 °С появляются красные цветки, а при 30-35° - белые. Растения с белыми цветками при 15-20 °С образовывали красные цветки.

Модификационная изменчивость играет огромную роль в сохранении и распространении вида. Эволюция происходит за счет наследственных из менений, мутаций и рекомбинаций наследственных факторов в процессе гибридизации. Под мутацией Де Фриз понимал скачкообразное, прерывное изменение наследственного признака. Он случайно обнаружил у энотеры растения, которые отличались очень большим ростом и другими резко выраженными признаками. Среди них были растения с очень короткими столбиками цветков, гладкими, узкими и длинными листьями, карликовые растения с крупными цветками и семенами, красными жилками листьев и полосами на чашечке цветка. Все эти формы стойко сохраняли свои особенности в поколениях при размножении семенами.

Обобщив результаты опытов над мутациями у энотеры, Де Фриз разработал мутационную теорию, которую он изложил в 1901 г. в книге «Мутации и периоды мутаций при происхождении видов». Основные положения мутационной теории не утратили значения и поныне. По мнению Де Фриза, мутации - единственный источник новых наследственных изменений. Они возникают внезапно, без всяких переходов. Это качественные наследственные изменения, они вполне стабильны.

Естественные мутации

Соматические мутации

Различные типы мутаций

Искусственное воздействие радиацией

Химический мутагенез

Проблема получения желаемых мутаций