Еволюционната роля на различните форми на наследствена изменчивост. Ролята на наследствената изменчивост в еволюцията на вида и неговите форми

Променливостнаричаме общото свойство на всички живи организми да придобиват различия между индивиди от един и същи вид.

Чарлз Дарвин идентифицира следното основни видове променливост: определени (групови, ненаследствени, модификационни), неопределени (индивидуални, наследствени, мутационни) и комбинирани. Наследствената изменчивост включва такива промени в характеристиките на живите същества, които са свързани с промени (т.е. мутации) и се предават от поколение на поколение. Прехвърлянето на материал от родители към потомство трябва да става много точно, в противен случай видовете не могат да оцелеят. Въпреки това, понякога се случват количествени или качествени промени в ДНК и дъщерните клетки получават изкривени гени в сравнение с родителските гени. Такива грешки в наследствения материал се предават на следващото поколение и се наричат мутации. Организъм, който е придобил нови свойства в резултат на мутации, се нарича мутант. Понякога тези промени са ясно видими фенотипно, например липсата на пигменти в кожата и косата - албинизъм. Но най-често мутациите са рецесивни и се появяват във фенотипа само когато присъстват в хомозиготно състояние. Известно е съществуването на наследствени вариации. Всичко това произтича от учението за наследствените промени. Наследствената изменчивост е необходима предпоставка за естествени и... Въпреки това, по времето на Дарвин все още няма експериментални данни за наследствеността и законите на наследството не са били известни. Това не позволяваше стриктното разграничаване на различните форми на променливост.

Теория на мутациитее разработена в началото на ХХ век от холандския цитолог Хуго де Врис. имат редица свойства:

Мутациите възникват внезапно и всяка част от генотипа може да мутира.
Мутациите са по-често рецесивни и по-рядко доминантни.
Мутациите могат да бъдат вредни, неутрални или полезни за тялото.
Мутациите се предават от поколение на поколение.
Мутациите могат да възникнат под въздействието както на външни, така и на вътрешни влияния.

Мутациите са разделени на няколко вида:

Точкови (генни) мутациипредставляват промени в отделните гени. Това може да се случи, когато една или повече нуклеотидни двойки са заменени, изпуснати или вмъкнати в ДНК молекула.
Хромозомни мутацииса промени в части от хромозома или цели хромозоми. Такива мутации могат да възникнат в резултат на делеция - загуба на част от хромозома, дупликация - удвояване на която и да е част от хромозома, инверсия - обръщане на част от хромозома с 1800, транслокация - откъсване на част от хромозома и преместване на нова позиция, например присъединяване към друга хромозома.
мутациисе състои в промяна на броя на хромозомите в хаплоидния набор. Това може да се случи поради загуба на хромозома от генотипа или, обратно, увеличаване на броя на копията на всяка хромозома в хаплоидния набор от едно на две или повече. Специален случай на геномни мутации е полиплоидията - многократно увеличаване на броя на хромозомите. Концепцията за мутациите е въведена в науката от холандския ботаник де Врис. При растението иглика (вечерна иглика) той наблюдава появата на резки, резки отклонения от типичната форма и тези отклонения се оказват наследствени. Допълнителни изследвания върху различни обекти - растения, животни, микроорганизми - показаха, че феноменът на мутационната променливост е характерен за всички организми.
Материалната основа на генотипа са хромозомите. Мутациите са промени, които настъпват в хромозомите под въздействието на външни или външни фактори. Мутационната променливост е новопоявила се промяна в генотипа, докато комбинациите са нови комбинации от родителски гени в зиготата. Мутациите засягат различни аспекти на структурата и функциите на тялото. Например при дрозофилите са известни мутационни промени във формата на крилата (до пълното им изчезване), цвета на тялото, развитието на четина по тялото, формата на очите, цвета им (червено, жълто, бяло, черешово), т.к. както и много физиологични характеристики (продължителност на живота, плодовитост).

Те протичат в различни посоки и сами по себе си не са адаптивни, полезни промени за организма.

Много мутации, които възникват, са неблагоприятни за тялото и дори могат да причинят неговата смърт. Повечето от тези мутации са рецесивни.

Повечето мутанти имат намалена жизнеспособност и се елиминират чрез процеса на естествен подбор. За еволюцията на нови породи и сортове са необходими онези редки индивиди, които имат благоприятни или неутрални мутации. Значението на мутациите е, че създават наследствени изменения, които са материал за естествения подбор в природата. Мутациите са необходими и за индивиди с нови свойства, които са ценни за хората. Изкуствените мутагенни фактори се използват широко за получаване на нови породи животни, сортове растения и щамове микроорганизми.

Комбинативна изменчивостсъщо се отнася до наследствени форми на променливост. Причинява се от пренареждането на гените по време на процеса на сливане на гамети и образуването на зигота, т.е. по време на полов акт.

Вариация в биологията е появата на индивидуални различия между индивиди от един и същи вид. Благодарение на променливостта популацията става хетерогенна и видът има по-голям шанс да се адаптира към променящите се условия на околната среда.

В наука като биологията наследствеността и изменчивостта вървят ръка за ръка. Има два вида променливост:

Ненаследствени (модификация, фенотип).
Наследствени (мутационни, генотипни).

Ненаследствена изменчивост

Модифициращата променливост в биологията е способността на отделен жив организъм (фенотип) да се адаптира към факторите на околната среда в своя генотип. Благодарение на това свойство индивидите се адаптират към промените в климата и други условия на живот. е в основата на процесите на адаптация, протичащи във всеки организъм. По този начин, при безпородни животни, с подобрени условия на отглеждане, продуктивността се увеличава: добив на мляко, производство на яйца и др. А животните, пренесени в планински райони, растат ниски и с добре развит подкосъм. Промените във факторите на околната среда причиняват променливост. Примери за този процес могат лесно да бъдат намерени в ежедневието: човешката кожа потъмнява под въздействието на ултравиолетовите лъчи, мускулите се развиват в резултат на физическа активност, растенията, отглеждани в сенчести места и на светло, имат различна форма на листата, а зайците променят цвета на козината през зимата и лятото.

Следните свойства са характерни за ненаследствената променливост:

групов характер на промените;
не се наследява от потомство;
промяна в черта в рамките на генотип;
съотношението на степента на изменение към интензивността на влиянието на външния фактор.

Наследствена изменчивост

Наследствената или генотипна вариация в биологията е процесът, чрез който геномът на даден организъм се променя. Благодарение на него индивидът придобива характеристики, които преди са били необичайни за неговия вид. Според Дарвин генотипната вариация е основният двигател на еволюцията. Разграничават се следните видове наследствена променливост:

мутационен;
комбинативен.

Възниква в резултат на обмен на гени по време на половото размножаване. В същото време характеристиките на родителите се комбинират по различен начин в редица поколения, увеличавайки разнообразието от организми в популацията. Комбинативната изменчивост се подчинява на менделските правила за наследяване.

Пример за такава променливост е инбридингът и аутбридингът (тясно родствено и несвързано кръстосване). Когато чертите на отделен производител искат да бъдат консолидирани в порода животни, се използва инбридинг. Така потомството става по-еднородно и засилва качествата на основателя на линията. Инбридингът води до проява на рецесивни гени и може да доведе до израждане на линията. За да се увеличи жизнеспособността на потомството, се използва аутбридинг - несвързано кръстосване. В същото време се увеличава хетерозиготността на потомството и се увеличава разнообразието в популацията и в резултат на това се увеличава устойчивостта на индивидите към неблагоприятните ефекти на факторите на околната среда.

Мутациите от своя страна се разделят на:

геномни;
хромозомни;
генетични;
цитоплазмен.

Промените, засягащи зародишните клетки, се предават по наследство. Мутациите в могат да бъдат предадени на потомството, ако индивидът се размножава вегетативно (растения, гъби). Мутациите могат да бъдат полезни, неутрални или вредни.

Геномни мутации

Променливостта в биологията чрез геномни мутации може да бъде два вида:

Полиплоидията е мутация, често срещана при растенията. Причинява се от многократно увеличаване на общия брой хромозоми в ядрото и се образува в процеса на нарушаване на тяхната дивергенция към полюсите на клетката по време на деленето. Полиплоидните хибриди се използват широко в селското стопанство - в растениевъдството има повече от 500 полиплоиди (лук, елда, захарно цвекло, репички, мента, грозде и други).
Анеуплоидията е увеличаване или намаляване на броя на хромозомите в отделните двойки. Този тип мутация се характеризира с ниска жизнеспособност на индивида. Широко разпространена мутация при хората - една от 21-вата двойка причинява синдрома на Даун.

Хромозомни мутации

Променливостта в биологията се появява, когато се промени структурата на самите хромозоми: загуба на крайна секция, повторение на набор от гени, ротация на отделен фрагмент, прехвърляне на хромозомен сегмент на друго място или на друга хромозома. Такива мутации често възникват под въздействието на радиация и химическо замърсяване на околната среда.

Генни мутации

Значителна част от такива мутации не се проявяват външно, тъй като са рецесивен белег. Генните мутации се причиняват от промени в последователността на нуклеотидите - отделни гени - и водят до появата на протеинови молекули с нови свойства.

Генните мутации при хората причиняват проявата на някои наследствени заболявания - сърповидноклетъчна анемия, хемофилия.

Цитоплазмени мутации

Цитоплазмените мутации са свързани с промени в структурите на клетъчната цитоплазма, съдържаща ДНК молекули. Това са митохондрии и пластиди. Такива мутации се предават по майчина линия, тъй като зиготата получава цялата цитоплазма от майчиното яйце. Пример за цитоплазмена мутация, която причинява вариации в биологията, е перистостта при растенията, която се причинява от промени в хлоропластите.

Всички мутации имат следните свойства:

Те се появяват внезапно.
Предава се по наследство.
Те нямат посока. Както незначителна област, така и жизнен знак могат да претърпят мутация.
Те се срещат при индивиди, тоест те са индивидуални.
Мутациите могат да бъдат рецесивни или доминиращи в проявата си.
Същата мутация може да се повтори.

Всяка мутация е причинена от определени причини. В повечето случаи не е възможно да се определи точно. В експериментални условия за получаване на мутации се използва насочен фактор на въздействие върху околната среда - радиационно излагане и други подобни.

Наследствената вариабилност е форма на вариабилност, причинена от промени в генотипа, които могат да бъдат свързани с мутационна или комбинирана вариабилност.

Мутационна изменчивост

Гените претърпяват промени от време на време, които се наричатмутации. Тези промени са случайни и се появяват спонтанно. Причините за мутациите могат да бъдат много различни. Има редица фактори, които увеличават вероятността от поява на мутации. Това може да бъде излагане на определени химикали, радиация, температура и т.н. С помощта на тези средства могат да се предизвикат мутации, но случайният характер на тяхното възникване остава и е невъзможно да се предвиди появата на определена мутация.

Получените мутации се предават на потомците, т.е. те определят наследствената променливост, с едно важно предупреждение, свързано с това къде е настъпила мутацията. Ако възникне мутация в репродуктивна клетка, тогава тя има възможност да се предаде на потомците, тоест да бъде наследена. Ако възникне мутация в соматична клетка, тогава тя се предава само на онези клетки, които произлизат от тази соматична клетка. Такива мутации се наричат соматични, те не се предават по наследство.

Има няколко основни вида мутации:

Генни мутации, при които настъпват промени на ниво отделни гени, т.е. участъци от молекулата на ДНК. Това може да бъде загуба на нуклеотиди, заместване на една база с друга, пренареждане на нуклеотиди или добавяне на нови.
Хромозомни мутации, свързани с нарушаване на хромозомната структура. Те водят до сериозни изменения, които се откриват дори с микроскоп. Такива мутации включват загуба на хромозомни участъци (делеции), добавяне на участъци, завъртане на хромозомен участък на 180° и появата на повторения.
Геномни мутации, причинени от промени в броя на хромозомите. Може да се появят допълнителни хомоложни хромозоми, три се появяват на мястото на две хомоложни хромозоми. В случай на монозомия има загуба на една хромозома от двойка. При полиплоидията има многократно увеличение на генома. Друг вариант на геномна мутация е хаплоидията, при която остава само една хромозома от всяка двойка.

Честотата на мутациите се влияе, както вече беше споменато, от различни фактори. Когато се появят редица геномни мутации, възрастта на майката е особено важна.

Наследственост и изменчивост. Комбинативна изменчивост

Този вид изменчивост се определя от характера на половия процес. При комбинираната вариация възникват нови генотипове поради нови комбинации от гени. Този тип променливост се проявява още на етапа на образуване на зародишни клетки. Както вече споменахме, във всяка полова клетка (гамета) има само една хомоложна хромозома от всяка двойка. Хромозомите влизат в гаметата напълно произволно, така че половите клетки на един човек могат да се различават значително в набора от гени в хромозомите. Още по-важен етап за възникване на комбинираната изменчивост е оплождането, след което в новопоявилия се организъм 50% от гените се наследяват от единия родител и 50% от другия.

От историята

Идеята, че живите същества се характеризират с наследственост и изменчивост, се развива в древността. Беше отбелязано, че когато организмите се възпроизвеждат от поколение на поколение, се предава комплекс от характеристики и свойства, присъщи на определен вид (проява на наследственост). Въпреки това е също толкова очевидно, че има някои разлики между индивиди от един и същи вид (проява на променливост).

Знанието за наличието на тези свойства е използвано при разработването на нови сортове култивирани растения и породи домашни животни. От древни времена хибридизацията се използва в селското стопанство, тоест кръстосването на организми, които се различават един от друг по някои характеристики. Въпреки това до края на 19в. такава работа беше извършена чрез проба и грешка, тъй като механизмите, лежащи в основата на проявата на такива свойства на организмите, не бяха известни и съществуващите хипотези в това отношение бяха чисто спекулативни.

През 1866 г. е публикувана работата на Грегор Мендел, чешки изследовател, „Опити върху растителни хибриди“. Той описва моделите на наследяване на признаци в поколения растения от няколко вида, които Г. Мендел идентифицира в резултат на многобройни и внимателно проведени експерименти. Но неговите изследвания не привлякоха вниманието на съвременниците му, които не успяха да оценят новостта и дълбочината на идеите, които изпреварваха общото ниво на биологичните науки от онова време. Едва през 1900 г., след откриването на законите на Г. Мендел наново и независимо един от друг от трима изследователи (Г. де Врис в Холандия, К. Коренс в Германия и Е. Чермак в Австрия), започва развитието на нова биологична наука - генетика, която изучава моделите на наследствеността и изменчивостта. Грегор Мендел с право се счита за основател на тази млада, но много бързо развиваща се наука.

Наследственост на организмите

Наследствеността на организмите е общото свойство на всички организми да запазват и предават структурни характеристики и функции от предците към потомството.

Връзката между родителите и потомството в организмите се осъществява главно чрез възпроизвеждане. Потомците винаги са подобни на родителите и предците, но не са техни точни копия.

Всеки знае, че дъбът расте от жълъд, а пиленцата му се излюпват от яйцата на кукувицата. От семената на култивирани растения от определен сорт растат растения от същия сорт. При домашните животни потомците на една и съща порода запазват свойствата си.

Защо потомството прилича на родителите си? По времето на Дарвин причините за наследствеността са били малко разбрани. Вече е известно, че материалната основа на наследствеността се състои от гени, разположени в хромозомите. Генът е участък от органична ДНК молекула, под влиянието на който се формират белези. Клетките на организми от различни видове съдържат единици и десетки хромозоми и стотици хиляди гени.

Хромозомите с гени, разположени върху тях, присъстват както в зародишните клетки, така и в клетките на тялото. По време на половото размножаване се случва сливането на мъжки и женски репродуктивни клетки. В клетките на ембриона мъжките и женските хромозоми се комбинират, така че образуването му става под влияние на гените както на майчиния, така и на бащиния организъм. Развитието на някои признаци се влияе повече от гените на майчиния организъм, други - от бащиния, а върху третите признаци майчините и бащините гени имат еднакво влияние. Следователно потомството се оказва подобно на тялото на майката в някои отношения, подобно на тялото на бащата в други и съчетава характеристиките на бащата и майката в други, т.е. има междинен характер.

Изменчивост на организмите

Изменчивостта на организмите е общото свойство на организмите да придобиват нови характеристики – различия между индивидите в рамките на един вид.

Всички признаци на организмите са променливи: характеристики на външната и вътрешната структура, физиология, поведение и др. Невъзможно е да се намерят напълно идентични индивиди в потомството на една двойка животни или сред растенията, отгледани от семената на един плод. В стадо овце от една и съща порода всяко животно се различава по фини характеристики: размер на тялото, дължина на краката, глава, цвят, дължина и плътност на вълната, глас, навици. Броят на крайните тръстикови цветя в съцветията на златната пръчка (семейство Asteraceae) варира от 5 до 8. Броят на венчелистчетата на дъбовата анемония (семейство Runcup) е 6, а понякога 7 и 8. Растения от същия вид или сортът се различават до известна степен един от друг по отношение на цъфтежа и узряването на плодовете, степента на устойчивост на суша и др. Поради променливостта на индивидите популацията се оказва разнородна.

Дарвин разграничава две основни форми на изменчивост - ненаследствена и наследствена.
Ненаследствена или модификационна изменчивост
Отдавна е забелязано, че всички индивиди от дадена порода, разновидност или вид под въздействието на определена причина се променят в една посока. Сортовете култивирани растения, при липса на условията, в които са били отглеждани от хората, губят своите качества. Например, бялото зеле, когато се отглежда в горещи страни, не образува глава. Известно е, че при добро торене, поливане и осветление растенията се врастват и плододават изобилно. Породите коне, донесени в планините или на островите, където храната не е питателна, с течение на времето закърняват. Продуктивността на безпородните животни в условия на подобрено настаняване и грижи се увеличава. Всички тези промени са ненаследствени и ако растенията или животните се прехвърлят в първоначалните си условия на съществуване, тогава характеристиките се връщат към първоначалните си.
Причините за ненаследствената или модификационна променливост в организмите са били слабо разбрани по времето на Дарвин. Сега е установено, че формирането на организма става както под въздействието на гените, така и под въздействието на условията на околната среда. Тези състояния са причина за ненаследственост, модификация, изменчивост. Те могат да ускорят или забавят растежа и развитието, да променят цвета на цветята на растенията, но гените не се променят. Благодарение на ненаследствената изменчивост индивидите в популациите са адаптирани към променящите се условия на околната среда.
Наследствена изменчивост
В допълнение към модификацията има друга форма на променливост - наследствена променливост на организмите, която засяга хромозомите или гените, т.е. материалната основа на наследствеността. Наследствените промени са били добре известни на Дарвин; той им е отредил голяма роля в еволюцията.
Причините за наследствените вариации по времето на Дарвин също са били малко проучени. Сега е известно, че наследствените промени се причиняват от промени в гените или образуването на нови комбинации от тях в потомството. По този начин един вид наследствена променливост - мутации - се причинява от промени в гените; друг вид - комбинирана изменчивост - се причинява от нова комбинация от гени в потомството; третият - относителна изменчивост - се свързва с факта, че един и същ ген влияе върху формирането не на един, а на два или повече признака. По този начин основата на всички видове наследствена променливост е промяна в ген или набор от гени.
Мутациите могат да бъдат незначителни и да засягат голямо разнообразие от морфологични и физиологични характеристики на организма, например при животните - размер, цвят, плодовитост, производство на мляко и др. Понякога мутациите се проявяват в по-значителни промени. Тези видове промени са били използвани за създаване на дебелоопашати, мериносови и астрахански породи овце, хавлиени разновидности на много декоративни растения, дървета с плачещи и пирамидални корони. Известни са наследствени промени при ягоди с прости яйцевидни листа и жълтурчета с разчленени листа.
Мутациите могат да възникнат поради различни влияния. Източникът на комбинираната изменчивост в популациите е кръстосването. Отделните индивиди от една и съща популация се различават до известна степен един от друг по генотип. В резултат на свободното кръстосване се получават нови комбинации от гени.
Наследствените промени, които се появяват в популацията поради случайни причини, постепенно се разпространяват сред индивидите поради свободно кръстосване и популацията се насища с тях. Тези наследствени изменения сами по себе си не могат да доведат до появата на нова популация, още по-малко на нов вид, но те са необходим материал за селекция, предпоставка за еволюционни промени.
Дарвин също отбелязва корелативния характер на наследствената променливост. Например, дългите крайници на животните почти винаги са придружени от удължен врат; кучетата без косми имат недоразвити зъби; гълъбите с оперени крака имат ципести пръсти. При сортовете трапезно цвекло цветът на кореновата култура, дръжките и долната страна на листата се променят последователно. Snapdragons, със светло оцветени цветни венчета, имат зелени стъбла и листа; с тъмни венчета - стъблото и листата са тъмни. Следователно, когато избирате една желана черта, трябва да вземете предвид възможността за появата в потомството на други, понякога нежелани черти, които са относително свързани с нея.
Наследствеността и променливостта са различни свойства на организмите, които определят сходството и различието на потомството с техните родители и с по-далечни предци. Наследствеността изразява устойчивостта на органичните форми в редица поколения, а изменчивостта изразява способността им да се трансформират.
Дарвин многократно подчертава необходимостта от задълбочено развитие на законите на променливостта и наследствеността. По-късно те стават обект на генетични изследвания.

Варирането е процес, който отразява връзката на даден организъм с неговата среда.

От генетична гледна точка изменчивостта е резултат от реакцията на генотипа в процеса на индивидуално развитие на организма към условията на околната среда.

Изменчивост на организмитее един от основните фактори на еволюцията. Той служи като източник за изкуствен и естествен подбор.

Биолозите разграничават наследствена и ненаследствена изменчивост. Наследствената изменчивост включва такива промени в характеристиките на организма, които се определят от генотипа и се запазват в продължение на няколко поколения. Към ненаследствената изменчивост, която Дарвин нарече определена и сега се нарича модификация, или фенотипна променливост, се отнася до промени в характеристиките на даден организъм; не се запазва по време на половото размножаване.

Наследствена изменчивостпредставлява промяна в генотипа, ненаследствена изменчивост- промяна във фенотипа на организма.

По време на индивидуалния живот на организма, под въздействието на факторите на околната среда, той може да претърпи два вида промени: в единия случай функционирането и действието на гените се променя в процеса на формиране на характера, а във втория - самият генотип.

Запознахме се с наследствените вариации, които са резултат от комбинации от гени и техните взаимодействия. Комбинацията от гени се извършва на базата на два процеса: 1) независимо разпределение на хромозомите в мейозата и тяхната случайна комбинация по време на оплождането; 2) кръстосване на хромозоми и генна рекомбинация. Обикновено се нарича наследствена изменчивост, причинена от комбинацията и рекомбинацията на гени комбинативна изменчивост. При този тип променливост самите гени не се променят, но се променя тяхната комбинация и естеството на взаимодействие в генотипната система. Въпреки това, този тип наследствена променливост трябва да се разглежда като вторичен феномен, а мутационната промяна в гена трябва да се счита за първична.

Източникът на естествения подбор са наследствените промени - както генни мутации, така и тяхната рекомбинация.

Променливостта на модификациите играе ограничена роля в органичната еволюция. Така че, ако вземете вегетативни издънки от едно и също растение, например ягоди, и ги отглеждате при различни условия на влажност, температура, светлина и на различни почви, тогава въпреки същия генотип, те ще се окажат различни. Действието на различни екстремни фактори може да доведе до още по-големи различия в тях. Но семената, събрани от такива растения и засети при същите условия, ще дадат потомство от същия тип, ако не в първото, то в следващите поколения. Промените в характеристиките на организма, причинени от действието на факторите на околната среда в онтогенезата, изчезват със смъртта на организма.

В същото време способността за такива промени, ограничена от границите на нормата на реакция на генотипа на организма, има важно еволюционно значение. Както показаха A.P. Vladimirsky през 20-те години, V.S. Kirpichnikov и I.I. , което може да създаде впечатление за наследствена консолидация на модификации.

Мутационните промени задължително са свързани с реорганизацията на репродуктивните структури на зародишните и соматичните клетки. Основната разлика между мутациите и модификациите е, че мутациите могат да бъдат точно възпроизведени в дълга серия от клетъчни поколения, независимо от условията на околната среда, в които протича онтогенезата. Това се обяснява с факта, че появата на мутации е свързана с промени в уникалните структури на клетката - хромозомата.

Имаше дълга дискусия в биологията за ролята на променливостта в еволюцията във връзка с проблема за наследяването на така наречените придобити признаци, поставени от Дж. Ламарк през 1809 г., частично приети от Чарлз Дарвин и все още поддържани от редица биолози . Но по-голямата част от учените смятат самата формулировка на този проблем за ненаучна. В същото време трябва да се каже, че идеята, че наследствените промени в тялото възникват адекватно на действието на фактор на околната среда, е напълно абсурдна. Мутациите възникват в различни посоки; те не могат да бъдат адаптивни за самия организъм, тъй като възникват в единични клетки

И ефектът им се реализира само в потомството. Не факторът, причинил мутацията, а само селекцията оценява адаптивното знание за мутацията. Тъй като посоката и темпото на еволюцията се определят от естествения подбор, а последният се контролира от много фактори на вътрешната и външната среда, се създава погрешна представа за първоначалната адекватна целесъобразност на наследствената променливост.

Селекцията на базата на единични мутации "конструира" системи от генотипове, които отговарят на изискванията на постоянно действащите условия, в които съществува видът.

Терминът " мутация"е предложен за първи път от G. de Vries в неговия класически труд "Теория на мутациите" (1901 -1903). Той нарече мутация феномена на спазматични, прекъснати промени в наследствена черта. Основните положения на теорията на де Врис все още не са загубили своето значение и затова трябва да бъдат дадени тук:

мутацията възниква внезапно, без никакви преходи;
новите форми са напълно постоянни, тоест стабилни;
мутациите, за разлика от ненаследствените промени (флуктуации), не образуват непрекъснати серии и не се групират около среден тип (режим). Мутациите са качествени промени;
мутациите вървят в различни посоки, те могат да бъдат както полезни, така и вредни;
откриването на мутации зависи от броя на индивидите, анализирани за откриване на мутации;
същите мутации могат да се появят многократно.

Въпреки това Г. де Врис направи фундаментална грешка, противопоставяйки теорията за мутациите на теорията за естествения отбор. Той неправилно вярваше, че мутациите могат незабавно да доведат до нови видове, адаптирани към външната среда, без участието на селекция. Всъщност мутациите са само източник на наследствени промени, които служат като материал за селекция. Както ще видим по-късно, генната мутация се оценява чрез селекция само в системата на генотипа. Грешката на G. de Vries се дължи отчасти на факта, че мутациите, които той изучава при вечерна иглика (Oenothera Lamarciana), впоследствие се оказват резултат от разделяне на сложен хибрид.

Но човек не може да не се възхищава на научното предвиждане, което Г. де Врис направи по отношение на формулирането на основните положения на теорията на мутациите и нейното значение за селекцията. Още през 1901 г. той пише: „... мутацията, самата мутация, трябва да стане обект на изследване. И ако някога успеем да изясним законите на мутацията, тогава не само нашият възглед за взаимното родство на живите организми ще стане много по-дълбок, но също така се осмеляваме да се надяваме, че ще стане възможно да овладеем изменчивостта, както и промяната на господарите на размножителя и променливост. Разбира се, ние ще стигнем до това постепенно, овладявайки отделни мутации, и това също ще донесе много ползи за земеделската и градинарската практика. Много неща, които сега изглеждат непостижими, ще бъдат по силите ни, само ако успеем да разберем законите, на които се основава мутацията на видовете. Очевидно тук ни очаква обширно поле за упорита работа с голямо значение както за науката, така и за практиката. Това е обещаваща област за контрол на мутациите." Както ще видим по-късно, съвременната естествена наука е на прага да разбере механизма на генната мутация.

Теорията за мутациите може да се развие едва след откриването на законите на Мендел и моделите на генно свързване и тяхната рекомбинация в резултат на кръстосване, установени в експериментите на школата на Морган. Едва след установяването на наследствената дискретност на хромозомите, теорията за мутациите получи основа за научни изследвания.

Въпреки че понастоящем въпросът за природата на гена не е напълно изяснен, редица общи модели на генна мутация все пак са твърдо установени.

Генни мутации се срещат във всички класове и видове животни, висши и низши растения, многоклетъчни и едноклетъчни организми, бактерии и вируси. Мутационната изменчивост като процес на качествени резки промени е универсална за всички органични форми.

Чисто конвенционалният мутационен процес се разделя на спонтанен и индуциран. В случаите, когато мутациите възникват под въздействието на обикновени природни фактори на околната среда или в резултат на физиологични и биохимични промени в самия организъм, те се класифицират като спонтанни мутации. Наричат се мутации, които възникват под въздействието на специални въздействия (йонизиращо лъчение, химикали, екстремни условия и др.). индуциран. Няма фундаментални разлики между спонтанните и предизвиканите мутации, но изследването на последните води биолозите до овладяване на наследствената изменчивост и разкриване на мистерията на гена.