Закон гомологических рядов Н. И. Вавилова

Спонтанный мутационный процесс у генетически близких родов и видов протекает параллельно, в результате чего у них возникают сходные мутации образующие так называемые гомологические ряды:

g1(a,+ b1 + c1 + ...) g2(a2 + b2 + c2 + ...)

8з<аз + Ьз + сз+"->>

где g,, g2, g3 — виды, a, b, с — различные варьирующие признаки.

Такой вид изменчивости описал Чарльз Дарвин, отмечая, что одинаковые признаки периодически обнаруживаются в разных систематических категориях, например в разных видах.

Закон был сформулирован Н. И. Вавиловым в 1920 году. Изучая изменчивость признаков у видов и родов злаков и других семейств, Н. И. Вавилов обнаружил, что все виды и роды генетически близкие между собой характеризуются тождественными рядами наследственной изменчивости, но при этом он допускал, что при внешнем сходстве признаки могут иметь разную генетическую природу. Однако для определения являются ли фенотипически одинаковые мутации в разных видах мутациями одинаковых (гомологичных) локусов, необходимы специальные исследования.

Согласно закону гомологических рядов, зная ряд форм для одного вида, можно предвидеть нахождение форм у других видов и родов. Вавилов пришел к выводу, что целые семейства растений характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей черед все роды, составляющие семейства.

Хотя закон касался изменчивости у растений, Н. И. Вавилов указывал на его применимость и к животным. Теоретической основой гомологии рядов фенотипической изменчивости у близких таксономических групп является представление о единстве их происхождения путем дивергенции под действием естественного отбора. Поскольку общие предки имели определенный специфический набор генов, то и их потомки должны обладать в основном таким же набором за небольшим исключением.

Учитывая, что каждый ген может мутировать в разных направлениях (множественный аллелизм) и что мутационный процесс носит ненаправленный характер, можно предположить, что спектр изменений одинаковых генов у особей близких видов будет сходным. Следовательно, в основе закона гомологических рядов лежит параллелизм генотипическои изменчивости у особей со сходным набором генов.

Являясь теоретической основой сравнительной генетики, закон объясняет полиморфность видов. Закон гомологических рядов, отражая общую закономерность мутационного процесса и формообразования организмов, является биологической основой методов целенаправленного получения нужных наследственных изменений.

В настоящее время выделяют три типа гомологии. Это полная гомология, возникающая в результате возникновения одинаковых мутаций в одинаковых генах родственных видов. Вероятность такого совпадения очень низка, поэтому принято считать наиболее вероятным наследование измененного гена от вида родоначальника, от которого произошли изучаемые виды.

Существует также неполная гомология, которая возникает в результате разных мутаций одного и того же гена, но имеющих одинаковое фенотипическое проявление. Ложная гомология определяется разными генами с одинаковым фенотипическим эффектом. Примером ложной гомологии могут служить различные мутации в генах, определяющих многостадийный процесс меланогенеза и транспорта пигмента в соответствующие ткани, что приводит к развитию альбинизма.