Поэтому большинство мутаций - отклонений от нор-
мы - оказывается вредным. В гомозиготном состоянии
такие мутации, как правило, снижают жизнеспособ-
ность особей, но, поскольку подавляющее большинство
вновь возникающих мутаций рецессивно, в гетерозигот-
ном состоянии вредный эффект снимается. Более того,
в гетерозиготном состоянии многие мутации повышают
жизнеспособность особей. Диплоидность организмов,
размножающихся половым путем, позволяет сохранять
мутации, являющиеся материалом для дальнейшей эво-
люции. Мутации, вредные в одних условиях, могут
повышать жизнеспособность особи в других условиях
среды. Например, мутантные особи бескрылых насеко-
мых или с плохо развитыми крыльями имеют преиму-
щество на океанических островах и горных перевалах,
где дуют сильные ветры. Следует также иметь в виду,
что в природе мутации встречаются в комбинациях друг
с другом. Некоторые комбинации вследствие взаимо-
действия генов могут быть положительными для особи,
повышая ее жизнеспособность. Генотип - целостная
система, и физиологически нейтральных мутаций нет.
Любой признак имеет значение в борьбе за существова-
ние. Долгое время физиологически нейтральными, не
влияющими на жизнеспособность, считались гены,
определяющие у человека группы крови. Генетическими
исследованиями установлено, что у людей, имеющих
группу крови В, повышена устойчивость к возбудителю
оспы.
При оценке вреда или пользы мутации необходимо
помнить, что естественный отбор всегда действует
в пользу популяции и безразличен к судьбе отдельной
особи. Особенно ярко эта закономерность проявляется
в случае высокой насыщенности популяций летальными
мутациями, в гомозиготном состоянии приводящими
организм к гибели.
-141-
У человека известен мутантный ген, определяющий
дефект в строении молекулы гемоглобина, вследствие
чего эритроцит приобретает форму серпа, при этом
снижается его способность переносить кислород. Гомо-
зиготы по этому гену погибают в раннем возрасте из-за
кислородной недостаточности. Казалось бы, такой ген
должен исчезнуть из популяции. Однако в странах
Средиземноморья и некоторых тропических странах
10-20 % населения оказываются гетерозиготными по
этому гену. Дело в том, что в этих районах распростра-
нена малярия, являющаяся одной из основных причин
смертности. В эритроцитах же гетерозигот малярийный
плазмодий не размножается, в результате чего люди
оказываются устойчивыми к малярии. В данном случае
давление естественного отбора направлено в сторону
преимущественного выживания гетерозигот и поддер-
жания высокой частоты летального гена.
Таким образом, мутационный процесс - источник
резерва наследственной изменчивости популяций. Под-
держивая высокую степень генетического разнообразия
популяций, он создает основу для действия естествен-
ного отбора.
Генетические процессы в популяциях
В разных популяциях одного вида частота мутант-
ных генов неодинакова. Практически нет двух популя-
ций с совершенно одинаковой частотой встречаемости
мутантных признаков. Эти различия могут быть обус-
ловлены тем, что популяции обитают в неодинаковых
условиях внешней среды. Направленное изменение
частоты генов в популяциях обусловлено действием
естественного отбора. Но и близко расположенные,
соседние популяции могут отличаться друг от друга
столь же значительно, как и далеко расположенные. Это
объясняется тем, что в популяциях ряд процессов при-
водит к ненаправленному, случайному изменению ча-
стоты генов или, другими словами, их генетической
структуры.
Например, при миграциях животных или растений
на новом месте обитания поселяется незначительная
часть исходной популяции. Генофонд вновь образован-
ной популяции неизбежно меньше генофонда родитель-
ской популяции, и частота генов в ней будет значительно
отличаться от частоты генов в исходной популяции.
-142-
Гены, до того редко встречающиеся, вследствие поло-
вого размножения быстро распространяются среди
членов новой популяции. В то же время широко рас-
пространенные гены могут отсутствовать, если их не
было в генотипе основателей новой популяции.
Другой пример. Природные катастрофы, лесные или
степные пожары, наводнения и т. п. вызывают массовую
неизбирательную гибель живых организмов, особенно
малоподвижных форм (растения, моллюски, рептилии,
земноводные и др.). Особи, избежавшие гибели, оста-
ются в живых благодаря чистой случайности. В популя-
ции, пережившей катастрофическое снижение числен-
ности, частоты аллелей будут иными, чем в исходной
популяции. Вслед за спадом численности начинается
массовое размножение, начало которому дает остав-
шаяся немногочисленная группа. Генетический состав
этой группы определит генетическую структуру всей
популяции в период ее расцвета. При этом некоторые
мутации могут совсем исчезнуть, а концентрация других
может случайно резко повыситься. Колебания числен-
ности популяций часто связаны со сменой биоценозов.
Усиленное размножение объектов охоты хищников на
основе увеличения кормовых ресурсов приводит, в свою
очередь, к усиленному размножению хищников. Увели-
чение же численности хищников вызывает массовое
уничтожение их жертв. Недостаток кормовых ресурсов
приводит к сокращению численности хищников
(рис. 48). Эти колебания численности (<волны числен-
ности>) изменяют частоту генов в популяциях, в чем
и состоит их эволюционное значение.
К изменениям частоты генов в популяциях приводит
также ограничение обмена генами между ними вследст-
вие пространственной (географической) изоляции. Реки
служат преградой для сухопутных видов, горы и возвы-
шенности изолируют равнинные популяции. Каждая из
изолированных популяций обладает специфическими
особенностями. Важное следствие изоляции - близко>
родственное скрещивание (инбридинг). Благодаря ин-
бридингу рецессивные аллели распространяются в попу-
ляции и проявляются в гомозиготном состоянии, что
снижает жизнеспособность организма. В человеческих
популяциях изоляты с высокой степенью инбридинга
встречаются в горных районах, на островах. Сохранила
еще значение изоляция отдельных групп населения по
кастовым, религиозным и другим причинам.
-143-
Рис. 48. Колебания численности особей
в популяции хищников и жертв. Пунк-
тирная линия: А - рысь; Б - волк:
В - лисица; сплошная линия - заяц-
беляк
Эволюционное значение различных форм изоляции
состоит в том, что она закрепляет и усиливает генетиче-
ские различия между популяциями, а также в том, что
разделенные части популяции или вида подвергаются
неодинаковому давлению отбора.
1 2 3 4 5 6 7