|
specia dată. Există, de exemplu, lupi negri, roşii. În
sovhozul «Cabadian» din Republica Tadjică s-a născut un miel cu
blană albastră.
3.3 Mutaţiile şi mediul
Mutaţiile pot fi utile, neutre sau dăunătoare pentru organismul
dat. Mutaţiile utile (adaptive) stau la baza dezvoltării evolutive a
organismelor prin intermediul selecţiei naturale. Astfel, gâtul lung
al girafei, apărut ca urmare a unei mutaţii, prezenta avantaje
în lupta pentru existenţă faţă de gâtul scurt.
Microbii mutanţi, care sunt mai rezistenţi la antibiotice,
continuă să existe, în timp ce microbii sensibili la acestea
per.
De regulă, mutaţiile dăunătoare duc la moartea organismelor
sau le determină sterilitatea, şi, deoarece nu pot lăsa
descendenţi, aceste organisme sunt treptat eliminate de pe arena
evoluţiei. În cel mai bun caz, în urma mutaţiilor
dăunătoare organismele rămân vii, dar caracterele le sunt
schimbate într-o aşa măsură, încât nu mai sunt
capabile să ţină piept concurenţei cu alte organisme
şi sunt nevoite să cedeze locul unor indivizi mai adaptaţi.
Mutaţiile neutre sau indiferente nu afectează caractere şi
însuşiri de importanţă vitală ale organismului, care
să determine o modificare a potenţialului său biotic. Astfel de
organisme se înmulţesc în mod normal, mutaţiile neutre
acumulându-se treptat în populaţii. O buclă de păr
alb pe un fundal de păr negru la bărbaţi nu
influenţează asupra creşterii, dezvoltării,
căsătoriei şi asupra capacităţii reproductive a
acestuia. Din această cauză o astfel de mutaţie nu are sub
raportul capacităţii vitale a subiectului nici o urmare, îi
este indiferentă. Şi totuşi i, majoritatea absolută a
mutaţiilor sunt dăunătoare pentru organism. De ce? Să
încercăm să găsim explicaţia.
Se ştie că speciile există în' condiţii naturale timp
de milioane de ani. Într-un timp atât de îndelungat indivizii
care le compun sunt confruntaţi cu cele mai variate condiţii de
mediu. Supravieţuiau doar cei care se puteau adapta uşor,
acomodându-se la noile condiţii. Toţi ceilalţi periau.
Indivizii supravieţuitori erau adaptaţi nu numai la un singur factor
al ambianţei, ci la întreg complexul de factori, prezenţi
în ea. Din această cauză la ei toate caracterele şi
însuşirile sunt bine coordonate, dezvoltate şi exprimate
fenotipic în chipul cel mai fericit toate genele din sistemul
genotipurilor acestor organisme se condiţionează reciproc,
acţiunea uneia dintre ele se combină armonios cu acţiunile
altora exact în felul în care se îmbină armonios
acţiunile tuturor interpreţilor dintr-o orchestră simfonică
bine dirijată.
Dar intervine momentul producerii mutaţiei, care determină modificarea
uneia dintre însuşirile organismului. Organismul mutant
încă nu s-a acomodat definitiv la condiţiile reale de
viaţă, gena care a suferit o modificare încă nu s-a
înscris în constelaţia altor gene din sistemul genetic,
acţiunea ei întră în contradicţie cu direcţia
generală de acţiune a întregului genotip.
Dacă o asemenea mutaţie are un caracter dominant, adică se
manifestă imediat în fenotip, atunci purtătorul acestei
mutaţii are puţine şanse să-şi continue
existenţa. Bunăoară, plantele de grâu cu tulpină
lungă şi subţire au puţine şanse să se
menţină în poziţie verticală în timpul
irigării, comparativ cu exemplarele cu tulpina groasă şi
scurtă. Dacă, însă, mutaţia are un caracter recesiv,
un timp ea se menţine în stare recesivă fără să
producă vre-o daună purtătorului ei. Dar, începând
cu cea de-a doua generaţie, această mutaţie începe să
treacă treptat în stare homozigotă şi acţiunea ei se
va răsfrânge asupra organismului. De regulă, prin selecţia
naturală aceste organisme sunt eliminate din populaţie-tot aşa
cum, să zicem, conducătorul unui ansamblu de dansuri
înlocuieşte dansatorul, având un picior luxat, pentru ca
acesta să nu încurce celorlalţi.
Cu alte cuvinte, probabilitatea ca mutaţia numai ce produsă să
prezinte imediat valoare adaptivă pentru organism este extrem de
mică. Această probabilitate poate fi asemănată cu felul
în care un meşter-ceasornicar scoate pe achipuite din cutia cu piese
de schimb anume piesa care este necesară pentru marca de ceasornic adus la
reparaţie. Se poate mai degrabă aştepta să-i
nimerească o piesă asemănătoare de la o altă
marcă de ceasornic, fapt care n-ar îmbunătăţi, ci,
din contra, ar conduce la o mai proastă funcţionare a
întregului mecanism. Aşa stând lucrurile, în sistemul
genotipului dat sunt «achiziţionate» doar acele mutaţii care sunt
aprobate prin selecţie naturală.
De remarcat faptul că noţiunile de nocivitate sau utilitate a
mutaţiilor, de caractere dominante şi recesive sunt cât se
poate de relative. In dependenţă de condiţiile concrete în
care trăieşte organismul dat, aceste noţiuni pot să
treacă dintr-o categorie în alta. Astfel, la nord blana albă a
ursului alb reprezintă un caracter util, iar în regiunile centrale
ale planetei el va deveni dăunător, îl va împiedica
să se poată ascunde de duşmani, inclusiv de vânători.
Mai sus am menţionat că prin interacţiunea eredităţii
cu mediul se formează fenotipul organismelor. Dar în ce
măsură caracterele organismului depind de ereditate şi în
ce măsură de mediul ambiant? Iată rezultatele unei
experienţe. Dacă sunt crescuţi în incubator, iepurii
himalaeni rămân absolut albi, lipsindu-le porţiunile negre de
pe anumite părţi ale corpului. iar dacă unui epure himalaeani se
vor smulge de pe o porţiune perii de culoare albă şi locul gol
apărut se va menţine la o temperatură joasă, perii
crescuţi din nou vor fi negri. Aceasta înseamnă că gena
culorii la epurele himalaean nu determină în mod nemijlocit
apariţia perilor negri sau albi. Ea condiţionează numai
reacţia specfică a perilor la acţiunea termică: la o
temperatură scăzută a corpului (ca şi în cazul
răcirii artificiale a unor porţiuni ale pieii) cresc peri de culoare
neagră, iar la o temperatură ridicată perii rămân
albi.
Majoritatea caracterelor cantitative depind în mare măsură de
mediul ambiant. Genotipul determină cadrul în care va decurge
dezvoltarea organismului, iar factorii externi determină dezvoltarea
în limitele stabilite de genotip. Câinele care a fost bine
hrănit este mai mare decât cel ţinut flămând. Dar un
ţânc de rasă vînătorească silit să
îndure foame va creşte, totuşi, un câine mai mare
decât ţâncul bine hrănit al unui câine de
cameră.
Diferitele rase de vite cornute mari şi unii indivizi luaţi aparte din
cadrul aceleiaşi rase se deosebesc prin genotipuri, care determină
cantitatea de lapte format. Atunci, însă, când o vacă cu
un genotip bun este prost hrănită, ea poate să dea chiar mai
puţin lapte decât una având un genotip mai inferior, dar care
este întreţinută în condiţii mai bune. În
aceste cazuri este important să se stabilească în ce
măsură pot influenţa condiţiile de mediu asupra
potenţelor ereditare ale organismului. Cu alte cuvinte, este necesar
să se creeze astfel de condiţii în care
posibilităţile potenţiale conţinute în genotip
să se manifeste plenar în fenotip, adică în organismul
matur.
Protejarea acţiunii genotipului de influenţele dăunătoare
ale mediului în timpul formării caracterelor cantitative
reprezintă una dintre cele mai importante (dar şi dintre cele mai
dificile) sarcini, ce stau în faţa geneticiienilor şi a
selecţionatorilor.
IV. BAZELE MOLECULARE ALE EREDITĂŢII 4.1 Acizii nucleici
Cromozomii, în care sunt localizate genele, sunt nişte structuri cu
caracter molecular, alcătuite dintr-un mare număr de elemente de
natură chimică diferită. Aproximativ 90% din masa totală a
cromozomilor o constituie aşa-numitul complex nucleo-histonic, format din
acid dezoxiribonucleic (ADN) şi proteine histonice. În afară de
aceasta, în componenţa cromozomilor mai intră şi mici
cantităţi de proteine bazice, de lipide, acizi ribonucleici (ARN)
şi cationi ai unor metale (calciu, magniu ş. a.).
Să vedem, ce funcţii îndeplinesc fiecare dintre aceste
componente şi care molecule sunt înzestrate cu proprietăţi
ereditare.
La dezvoltarea cunoştinţelor despre moleculele ereditare o mare
contribuţie a adus remarcabilul savant N. CE- Colţov. Încă
în anul 1927 el a emis o serie de ipoteze şi presupuneri în
legătură cu natura chimică a substanţei responsabile de
păstrarea, transmiterea şi realizarea capacităţilor
ereditare (genetice) ale organismelor. Colţov a exprimat aceste idei
privind mecanismul care asigură continuitatea materialului ereditar prin
formula: «Omnis molecula ex molecula»: «Fiecare moleculă provine din
altă moleculă».
Către acest timp, datorită lucrărilor lui Morgan, şi-a
câştigat încredere unanimă ideea că genele sunt
aranjate într-o ordine strict determinată în cadrul
structurilor liniare cromozomale. Dar structura moleculară a cromozomilor
rămânea complet necunoscută.
Pornind de la raţionamente pur logice, Colţov a ajuns la concluzia
că fiecare cromozom conţine două molecule gigantice absolut
identice. El a făcut presupunerea, că aceste molecule ereditare sunt
nişte proteine. Mai mult, el a propus şi explicaţia
mecanismului de autodublare a moleculelor ereditare, mecanism care a fost
demonstrat pe cale experimentală abia peste 30 de ani. Conform opiniei lui
Colţov, la diviziunea celulelor trebuie să aibă loc procesul de
formare pe baza moleculei deja existente a unei a doua molecule identice cu
prima. În această privinţă Colţov s-a dovedit a fi un
adevărat profet, deşi ideea despre natura proteică a
materialului ereditar era greşită. Mult timp mai târziu a
devenit cunoscut faptul că informaţia ereditară se conţine
în moleculele acizilor nucleici.
Ce reprezintă acizii nucleic? Primele cercetări asupra acizilor
nucleic au fost întreprinse în anul 1868 de către
tânărul savant elveţian F. Miescher. În laboratorul lui
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65
|
