ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЧИВОСТИ

Изменчивость и ее формы

Изменчивость - способность организмов приобретать новые признаки, которые являются причиной различий между особями в пределах вида. Изменчивость как свойство живого противоположная наследственности. Источниками изменчивости могут быть комбинации и рекомбинации генетического материала, изменения структуры гена или хросмосом, влияние условий среды. В зависимости от природы изменчивости различают две основные ее формы: наследственную и ненаследственную. Первая из них связана с изменением генотипа, вторая - фенотипа. Ненаследственную изменчивость Дарвин называл определенной, а наследственную изменчивость - неопределенной.

формы изменчивости

Ненаследственная, или фенотипическая (возникает без изменений генотипа и не сохраняется при половом размножении)

Наследственная, или генотипическая (связанная с изменением генотипа и поэтому сохраняется в поколениях)

Модификационная (фенотип изменяется под воздействием определенных условий существования организмов)

Онтогенетическая (фенотип изменяется вследствие функционирования различных генов на разных стадиях онтогенеза)

Мутации (генотип изменяется вследствие мутаций)

Комбинативная (генотип меняется вследствие образования новых комбинаций генов)

Наследственная и ненаследственная изменчивость обеспечивают все разнообразие индивидуальных различий организмов. Роль каждой из форм изменчивости в эволюции органического мира разная. Наследственная изменчивость является элементарным фактором эволюции, который поставляет материал для естественного и искусственного отбора. Ненаследственная изменчивость обеспечивает приспособление организмов к условиям изменяющейся среды.

Модификационная изменчивость и YY свойства

Модификационная изменчивость - это форма ненаследственной изменчивости, которая связана с изменениями фенотипа вследствие влияния условий существования и не связана с изменениями генотипа. Модификационная изменчивость встречается у всех организмов, независимо от способов размножения, видовой принадлежности и разнообразия условий существования. Модификационные изменения признак не наследуются, но их норма реакции, то есть диапазон изменчивости, является наследственной и определяется генотипом. Модификационная изменчивость, как правило, целесообразный характер, соответствует условиям существования и является приспособительной. Модификациями называют фенотипические изменения, которые возникают под влиянием условий среды. их возникновение связано с тем, что условия среды влияют на ферментативные реакции, протекающие в организме и определенным образом изменяют их ход. Этим, в частности, объясняется появление разного цвета цветков примулы и отложение пигмента в волосах гималайских кроликов. Примерами модификационной изменчивости у человека могут быть усиление пигментации под влиянием ультрафиолетового облучения, развитие мышечной и костной систем в результате физических нагрузок и тому подобное.

Общими свойствами модификационной изменчивости являются:

1 ) универсальность - встречается у всех организмов, независимо от способов размножения, видовой принадлежности и разнообразия условий существования;

2 ) определенность - одно и то же действие вызывает равное и вполне определенную модификацию во всех генетически сходных особей (например, у всех особей растения стрелолиста, погруженных в воду, образуются длинные и тонкие листья, а у тех, что растут на суше - стреловидные) ;

3 ) массовый характер - определенное влияние может вызывать появление подобных модификаций во всех генетически сходных особей;

4 ) НЕ наследуются (например, у бесхвостых мышей, которым отрезали хвосты, всегда рождались хвостатые мышата)

5 ) временный - модификации могут исчезать в течение жизни особи, если прекращается действие фактора, который их вызывает (например, засамга человека полностью исчезает зимой)

6 ) модификационные изменения, которые возникают преимущественно на ранних этапах онтогенеза, могут сохраняться в течение всей жизни особи, но не наследуются (например, у родителей, переболевших рахитом, рождаются нормальные дети);

7 ) направленность - модификации направлены на приспособление организмов к изменениям действия тех или иных факторов окружающей среды (например, загар защищает человека от вредного воздействия солнечного облучения, замена шерсти млекопитающих на густую во время осенней линьки способствует защите от низких температур);

8 ) адаптивный характер - большинство модификаций полезны приспособительными реакциями организмов (например, в ответ на облучение солнечным светом кожа человека темнеет).

Модификационная изменчивость играет исключительную роль в жизни организмов, обеспечивая, как правило, их приспособленность к меняющимся условиям среды. Однако под влиянием физических и химических факторов, с которыми организм не встречается в природе (или встречается в значительно меньших дозах, или не приходилось встречаться его предкам) возникают модификации, не имеют приспособительного значения. Такие модификации называют морфозы. Например:

■ если затенить стебель картофеля, клубни будут возникать не в почве, а над грунтом;

■ добавление в пищу личинкам дрозофил солей серебра ведет к желтой окраски тела и ворсинок;

■ следствием действия алкоголя в период эмбрионального развития является алкогольный синдром плода (умственная отсталость, косоглазие, пороки сердца, карликовость, микроцефалия и др.).

Статистические закономерности модификационной изменчивости

Модификационная изменчивость подчиняется определенным статистическим закономерностям. Для определения этих закономерностей следует проанализировать поведение признаки при определенной совокупности наблюдений, которая называется выборкой. Выборка может включать от 10 до 1000 наблюдений. На основании данных выборки строят ряд изменчивости признака, или вариационный ряд.

Вариационный ряд - последовательность численных показателей проявлений определенного признака ( вариант ) , расположенных в порядке их возрастания или убывания.

Особенности вариационного ряда можно изобразить графически в виде вариационной кривой.

Вариационная кривая - это графическое выражение количественных показателей изменчивости определенного признака, которое иллюстрирует как размах цие й изменчивости, так и частоту встречаемости отдельных вариант.

Для характеристики изменчивости признака вычисляют ее среднюю величину (М) по формуле: М = Σ (v • р) / n , где М - средняя величина признака, v - варианта, г. - частота варианты, η - общее количество вариант.

При исследовании признаков чаще всего проявляется ряд статистических закономерностей.

Любой признак может изменяться лишь в определенных пределах. Гены определяют не готовы проявления признаков, а норму реакции признаки, то есть определенные пределы, в которых они могут меняться в зависимости от интенсивности воздействия факторов среды. Например, в комнатного растения первоцвета китайского при температуре 15-20 ° С цветы красные, а при 30-35 ° С - белые.

Различные признаки имеют разный размах нормы реакции. Норма реакции - пределы модификационной изменчивости признака, которые определяются генотипом. Для изучения нормы реакции используют генетически однородный материал, который помещают в различные условия внешней среды (клоны, чистые линии, однояйцевые близнецы). Границы нормы реакции обусловлены генотипом, но фенотипическое проявление в пределах нормы реакции может изменяться под влиянием условий среды. Норма реакции для разных признаков может быть однозначной (например, группы крови, цвет глаз ) , узкой (жирность молока у коров), широкой (количество молока у коров). Для изучения нормы реакции признаков и выявления закономерностей их проявления применяются математические методы, а наука называется биометрией. Определение нормы реакции играет большую роль в растениеводстве (для получения высоких урожаев) и животноводстве (для повышения производительности), в медицине (для разработки критериев нормальных показателей в здорового человека).

Большинство организмов имеют величину признака среднюю или близкую к средней. Это объясняется тем, что сочетание только благоприятных или только неблагоприятных условий случается редко. Организмов с большими отклонениями признаков от средних величин в природе очень мало.

На размах модификационной изменчивости влияют внешние и внутренние условия. Чем однородные внешние условия развития данных особей, тем меньше проявляется модификационная изменчивость. На фенотипическое проявление гена значительное влияние оказывают другие гены (например, рост человека определяется несколькими парами полимерных генов). На развитие признака влияют и регуляторные системы организма (например, яркая окраска перьев у петухов обусловлено действием мужского полового гормона, а введение ему женских гормонов подавляет развитие этого признака).

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >