- Изменчивость и её виды
- Модификационная изменчивость
- Норма реакции
- Вариационный ряд, вариационная кривая
- раскрывать цитологические основы изменчивости
- пользоваться генетической терминологией при объяснении форм изменчивости
- применять знание свойств изменчивости к практическим ситуациям
- анализировать статистические ряды и строить графики вариационных кривых
Датский генетик В. Йогансен в 1903 г. изучал действие естественного отбора в посевах фасоли сорта Принцесса. Размножая отдельно несколько растений, он получил чистые линии, различающиеся между собой по массе семян. В пределах каждой чистой линии в течение 6 лет отбирались наиболее тяжёлые и самые лёгкие семена фасоли. Оказалось, что при отборе тяжёлых и лёгких семян в пределах одной чистой линии их средняя масса в потомстве была практически одинаковой, то есть естественный отбор по массе семян оказался неэффективен. Объясните почему.
Изменчивость и её виды
Изменчивость — всеобщее свойство живых организмов проявлять отличия между особями своего вида.
Изменчивость приводит к разнообразию свойств и признаков у особей различной степени родства. Двух абсолютно одинаковых организмов существовать не может, и даже у генетически идентичных близнецов в процессе онтогенеза всегда возникают различия.
Изменения фенотипа могут быть связаны:
- с влиянием среды на экспрессию генов,
- с изменениями самого генетического материала.
Различают несколько видов изменчивости (рис. 1).
![](https://onlineschool-1.hb.bizmrg.com/Vkveu6A96SAW_image.png)
Модификационная изменчивость
Каждый организм обитает в определённых условиях, испытывая на себе действие факторов внешней среды — колебаний температуры, освещённости, влажности, количества и качества пищи, а также он вступает во взаимоотношения с другими организмами. В результате могут изменяться морфологические и физиологические свойства организмов, т. е. их фенотип.
Ненаследственная изменчивость (модификационная ,
фенотипическая) — способность организмов приобретать признаки под непосредственным воздействием факторов окружающей среды.
Свойства модификаций
Свойства
|
Пример
|
1. Изменения только фенотипа
|
дерево с определённым генотипом имеет листья разного размера
|
2. Изменения НЕ наследуются
|
из семян маленького одуванчика, выросшего у дороги, вырастает растение большого размера во влажной среде
|
3. Носят массовый характер
|
у всех зайцев при понижении температуры вырастает белая шерсть
|
4. Носят постепенный характер
|
вес у человека усиливается постепенно, в зависимости от питания и подвижности
|
5. Соответствуют условиям среды
|
у одного растения стрелолист форма листа под водой одна, а над водой другая (рис. 2)
|
6. Приспосабливают организмы к условиям окружающей среды
|
масса мышц растёт по мере увеличения физической нагрузки
|
7. Способствуют выживанию, повышают жизнестойкость
|
в условиях засушливого лета на листьях растений увеличивается восковой налёт, препятствующий испарению жидкости с поверхности листа
|
![](https://onlineschool-1.hb.bizmrg.com/qsBW5UtIWSuL_image.png)
Стрелолист обыкновенный формирует разные по форме листья при развитии на суше (А), на мелководье (Б) и в воде (В). Сигналом для развития водной формы листьев служит не непосредственное действие воды, а затенение.
Модификационная изменчивость приводит к образованию модификаций — это изменения фенотипа как реакция на изменение среды.
Норма реакции
В основе модификационной изменчивости лежит то обстоятельство, что наследуется не сам признак, а лишь способность к его развитию. В зависимости от условий среды признак может проявляться в различной степени.
Пример: если у гималайского кролика на спине выщипать белую шерсть и наложить холод, на этом месте вырастет чёрная шерсть (рис. 3). Если чёрную шерсть удалить и наложить тёплую повязку, вырастет белая шерсть. При выращивании гималайского кролика при температуре 30 °С вся шерсть у него будет белая. У потомства двух таких белых кроликов, выращенного в нормальных условиях, будет обычное распределение пигмента. Следовательно, изменения признаков, вызванные действием факторов внешней среды, не наследуются.
![](https://onlineschool-1.hb.bizmrg.com/QWyLYvi4fTcT_image.png)
Норма реакции — способность генотипа формировать в онтогенезе, в зависимости от условий среды, разные фенотипы.
Норма реакции имеет свои границы варьирования (изменчивости) признака. Она зависит от генов, а условия среды определяют, какой вариант в пределах этой нормы реакции реализуется в данном случае.
Пример: одуванчик никогда не будет меньше 2 см и не вырастет до высоты в 2 м.
Нормы реакции различных признаков неодинаковы:
- широкая — пластичные количественные признаки: рост и масса тела; размеры листьев; количество жира в организме.
- узкая — как правило качественные признаки: группа крови; размеры сердца или головного мозга; строение цветка у растений, опыляемых насекомыми.
Вывод: наследуется не сам признак, а способность организма проявлять этот признак в определённых условиях, т. е. наследуется норма реакции.
Вариационный ряд, вариационная кривая
Вариационный ряд
Модификации образуют вариационный ряд (рис. 4) — ряд изменчивости признака в пределах нормы реакции от наименьшей до наибольшей величины или наоборот.
Дать объективную оценку изменчивому признаку можно только проанализировав большое количество особей.
![](https://onlineschool-1.hb.bizmrg.com/SGWI7j1RnGWk_image.png)
Вариационная кривая
Графическое выражение характера изменчивости признака называется вариационной кривой . Она показывает размах модификации и частоту встречаемости признака.
Для оценки признака строят вариационную кривую (рис. 5) и находят среднюю величину признака. Значения величины признака образуют непрерывный ряд вокруг средней величины.
![](https://onlineschool-1.hb.bizmrg.com/Z0oGaRnsp9bt_image.png)
Наиболее часто встречаются особи со средними значениями развития признака, и чем больше признак отклоняется от среднего значения, тем меньше особей им обладают.
Вариационная кривая отражает закон Кетле : чаще встречаются организмы со средней выраженностью признака.
- Генотип — это не механический набор генов, то есть если есть ген, то обязательно должен развиться признак. От взаимодействия генов в генотипе и влияния окружающей среды зависят степень выраженности и частота проявления отдельных генов в фенотипе.
- Наследуется не признак как таковой, а способность формировать определённый фенотип в конкретных условиях среды, т. е. наследуется определённая норма реакции.
- Модификационная изменчивость даёт организмам возможность приспособиться к условиям окружающей среды, а видам — выжить в различных условиях.
Контрольные вопросы
- Какие формы изменчивости вам известны?
- Приведите примеры влияния среды на проявление признака.
- Приведите примеры, доказывающие ненаследуемость изменений признака, вызванных действием условий внешней среды.
- Что такое модификационная изменчивость? Почему её называют фенотипической?
- Что такое норма реакции? Ответ проиллюстрируйте примерами.
- Почему ненаследственная изменчивость называется групповой или определённой?
- Какое значение для жизни человека имеет широта нормы реакции его признаков и свойств?
Подумайте
- Куст дикой малины из леса пересадили на приусадебный участок. Через год оказалось, что плоды на нём крупнее, чем у кустов, растущих в лесу. С чем это связано?
- Двух коров одного возраста от одного быка-производителя продали в разные фермерские хозяйства. Одна из коров стала через некоторое время давать больше молока по сравнению с другой. При этом жирность молока не изменилась и осталась у обеих коров почти одинаковой. Объясните, с чем это связано.
- Определите, какие из перечисленных признаков человека относят к модификационной изменчивости: увеличение мышечной массы, изменение пигментации кожи на солнце, появление шестого пальца на руке, белый цвет кожи у европейцев.