ORGANIZMŲ KINTAMUMAS.

PAGRINDINĖS KINTAMUMO REIKŠINIŲ DĖSTYMUMAI

Genetika tiria ne tik paveldimumo, bet ir kintamumo fenomeną.

Organizmų kintamumas išreiškiamas skirtumais tarp individų pagal daugybę simbolių ar savybių. Šie skirtumai gali priklausyti nuo genų, kuriuos jie gavo iš savo tėvų, paveldimų veiksnių pokyčių ir nuo išorinių sąlygų, kuriomis vystosi organizmas.

Galima sakyti, kad kintamumas yra priešinga paveldimumui savybė. Kintamumas lėmė gyvosios gamtos įvairovę evoliucijos eigoje.

Asmenų bruožų įvairovės – kintamumo – vertinimas visada atliekamas pagal jų fenotipinį pasireiškimą. Tačiau jų fenotipinės įvairovės priežastys gali būti skirtingos: genotipų skirtumas arba aplinkos sąlygų įvairovė, nulėmusi tų pačių genotipų organizmų požymių pasireiškimo kitimą.

Yra 2 kintamumo formos (14 pav.):

ü paveldimas (genotipinis);

ü nepaveldimas (fenotipinis = modifikacija).

Paveldimas kintamumas yra susijęs su paveldimų veiksnių pokyčiais. Yra dviejų tipų paveldimas kintamumas: kombinacinis ir mutacinis.

Kombinuotam (hibridiniam) kintamumui būdingas neoplazmų atsiradimas dėl tėvų formų genų derinio ir sąveikos.

Mutacijų kintamumas sukelia struktūrinius chromosomų pokyčius, dėl kurių atsiranda naujų paveldimų organizmo bruožų.

Modifikacijos kintamumas nesukelia genotipo pasikeitimo, jis yra susijęs su to paties genotipo reakcija į išorinių sąlygų, kuriomis vyksta organizmo vystymasis ir kurios sukuria jo pasireiškimo formų skirtumus, pasikeitimą.

14 pav. Kintamumo klasifikacija.

modifikacijų kintamumas.

Modifikacijos kintamumas (= fenotipinis kintamumas)- tai organizmų savybių pokyčiai, atsirandantys ne dėl genotipo pokyčių ir atsirandantys veikiant aplinkos veiksniams.

Buveinė vaidina svarbų vaidmenį formuojant organizmų savybes. Kiekvienas organizmas vystosi ir gyvena tam tikroje aplinkoje, patirdamas savo veiksnių veikimą, galintį pakeisti organizmų morfologines ir fiziologines savybes, t.y. jų fenotipas.

Daroma prielaida, kad modifikacijų priežastys gali būti kai kurių fermentų indukcija ir slopinimas.

Požymių kintamumo veikiant aplinkos veiksniams pavyzdys yra skirtinga strėlės antgalio lapų forma: į vandenį panardinti lapai yra kaspino formos, vandens paviršiuje plūduriuojantys lapai suapvalinti, o esantys į vandenį. oras yra rodyklės formos (15 pav.). Veikiami ultravioletinių spindulių, žmonės (jei jie nėra albinosai) įdega dėl melanino kaupimosi odoje, o skirtingų žmonių odos spalvos intensyvumas yra skirtingas.

15 pav. Strėlės antgalis dažnas, augantis vandenyje ir krante.

Modifikacijos kintamumas pasižymi šiomis pagrindinėmis savybėmis:

1) nėra paveldimas;

2) turi grupinį pokyčių pobūdį (tos pačios rūšies individai, patekę į tokias pačias sąlygas, įgyja panašių savybių);

3) yra aplinkos veiksnio veikimo pokyčių atitikimas;

4) yra kintamumo ribų priklausomybė nuo genotipo.

Nepaisant to, kad veikiant aplinkos sąlygoms ženklai gali keistis, šis kintamumas nėra neribotas. Tai paaiškinama tuo, kad genotipas apibrėžia konkrečias ribas, per kurias gali pasikeisti požymis. Vadinamas bruožo variacijos laipsnis arba modifikacijos kintamumo ribos reakcijos greitis.

Reakcijos greitis išreiškiamas organizmų fenotipų visuma, kuri susidaro tam tikro genotipo pagrindu veikiant įvairiems aplinkos veiksniams. Paprastai kiekybiniai požymiai (augalo aukštis, derlingumas, lapų dydis, karvės primilžis, vištų kiaušinių gamyba) turi didesnį reakcijos greitį, tai yra, gali labai skirtis nei kokybiniai požymiai (vilnos spalva, pieno riebumas, žiedų struktūra, kraujo grupė). Reakcijos greičio žinojimas yra labai svarbus žemės ūkio ir medicinos praktikai.

Daugelio augalų, gyvūnų ir žmonių bruožų modifikavimo kintamumas vyksta pagal bendrus modelius. Šie modeliai atskleidžiami remiantis bruožo pasireiškimo individų grupėje analize ( n). Tiriamo požymio raiškos laipsnis tarp imties narių yra skirtingas. Kiekviena konkreti tiriamo požymio reikšmė vadinama variantas ir žymimas raide v . Atskirų variantų atsiradimo dažnis nurodomas raide p . Tiriant požymio kintamumą imties populiacijoje, sudaroma variacijų serija, kurioje individai išdėstomi tiriamo požymio rodiklio didėjimo tvarka.

Pavyzdžiui, jei paimtume 100 kviečių varpų ( n\u003d 100), suskaičiuokite smaigalių skaičių ausyje ( v) ir smaigalių skaičius su nurodytu skaičiumi, tada variacijų serija atrodys taip.

Parinktis ( v)
Pasireiškimo dažnis ( p)

16 pav. Variacijos kreivė

Remiantis variacijų serijomis, variacijos kreivė- grafinis kiekvienos parinkties pasireiškimo dažnio vaizdas (16 pav.).

Vidutinė požymio reikšmė pasitaiko dažniau, o nuo jos gerokai besiskiriantys variantai – rečiau. Tai vadinama "normalus skirstinys". Kreivė grafike dažniausiai yra simetriška.

Vidutinė funkcijos vertė apskaičiuojama pagal formulę:

kur M- vidutinė ženklo reikšmė; ∑( v· p) - varianto sandaugų suma pagal jų atsiradimo dažnumą; n- kiekio parinktis.

Šiame pavyzdyje vidutinė bruožo reikšmė (spygliukų skaičius ausyje) yra 17,13.

Modifikacijų tipai:

1. Adaptyvios modifikacijos - tai nepaveldimi pokyčiai, naudingi organizmui ir prisidedantys prie jo išlikimo pasikeitusiomis sąlygomis. Tai yra žinomiausios modifikacijos.

2. morfozės– tai nepaveldimi pakitimai, atsirandantys intensyviai veikiant tam tikriems sukėlėjams. Dažniausiai morfozės išreiškiamos deformacijų forma – nukrypimais nuo standartinio fenotipo.

Evoliucine prasme modifikacijų kintamumo reikšmę lemia reakcijos norma, suteikianti organizmui galimybę išgyventi ir palikti palikuonių. Esant tokiam kintamumui, paveldimos modifikacijų genokopijos, tai yra mutacijos, kurių fenotipinis pasireiškimas koduoja modifikacijų kintamumą. Juos paima natūrali atranka, todėl padidėja organizmų prisitaikymas prie naujų kintančių sąlygų.

Žinios apie modifikacijų kintamumo modelius turi didelę praktinę reikšmę žemės ūkyje, nes leidžia iš anksto numatyti ir suplanuoti daugelio organizmų savybių pasireiškimo laipsnį priklausomai nuo aplinkos sąlygų.

Ne mažiau svarbus modifikacijų kintamumo dėsningumų žinojimas medicinoje, kurios pastangos nukreiptos ne į genotipo keitimą, o į žmogaus organizmo palaikymą ir vystymą reakcijos normos ribose.

Išskirti amžiaus, sezoninis ir aplinkos modifikacijos. Jie keičiasi tik požymio išraiškos laipsniu; genotipo struktūros pažeidimas su jais nepasitaiko. Reikia pažymėti, kad neįmanoma nubrėžti aiškios ribos tarp amžiaus, sezoninių ir ekologinių modifikacijų.

Amžius, arba ontogenetinės, modifikacijos išreiškiamos kaip nuolatinė charakterių kaita individo raidos procese. Tai aiškiai parodo varliagyvių (erškėtuogių, nepilnamečių jauniklių, suaugusių), vabzdžių (lervų, lėliukių, suaugusiųjų) ir kitų gyvūnų bei augalų ontogeniškumo pavyzdys. Žmonėms vystymosi procese pastebimi morfofiziologinių ir psichinių požymių modifikacijos. Pavyzdžiui, vaikas negalės tinkamai vystytis tiek fiziškai, tiek intelektualiai, jei ankstyvoje vaikystėje jo neveikia įprasti išoriniai, taip pat ir socialiniai, veiksniai. Pavyzdžiui, ilgas vaiko buvimas socialiai remtinoje aplinkoje gali sukelti negrįžtamą jo intelekto ydą.

Ontogenetinį kintamumą, kaip ir pačią ontogeniškumą, lemia genotipas, kuriame užkoduota individo vystymosi programa. Tačiau fenotipo formavimosi ypatybės ontogenezėje atsiranda dėl genotipo ir aplinkos sąveikos. Neįprastų išorinių veiksnių įtakoje gali atsirasti normalaus fenotipo formavimosi nukrypimų.

sezoniniai pakeitimai, individai ar ištisos populiacijos pasireiškia genetiškai nulemtu požymių pasikeitimu (pavyzdžiui, kailio spalvos pasikeitimu, pūkų atsiradimu gyvūnams), kuris atsiranda dėl sezoninių klimato sąlygų pokyčių [Kaminskaya E.A.].

Ryškus tokio kintamumo pavyzdys yra eksperimentas su ermine triušiu. Šermukšnio triušio nugaroje tam tikra vieta nuskutama plikai (paprastai šermukšnio triušio nugara yra padengta balta vilna) ir tada triušis pastatomas šaltai. Pasirodo, tokiu atveju ant plikos vietos, veikiamos žemos temperatūros, atsiranda tamsiai pigmentuotas plaukelis ir dėl to nugaroje atsiranda tamsi dėmė. Akivaizdu, kad vieno ar kito triušio ženklo išsivystymas yra jo fenotipas, šiuo atveju, ermino spalva, priklauso ne tik nuo jo genotipo, bet ir nuo visų sąlygų, kuriomis vyksta šis vystymasis.

Sovietų biologas Iljinas parodė, kad ermino triušio pigmentui vystytis svarbesnė aplinkos temperatūra, o kiekvienai kūno sričiai yra temperatūros slenkstis, virš kurio auga balti plaukai, o žemiau - juodi (pav. . 9).

9 pav.

ermine triušis (iš Iljino pagal S.M. Gershenzoną, 1983 m.)

Grupei gali būti priskirtos sezoninės modifikacijos aplinkos modifikacijos. Pastarieji yra prisitaikantys fenotipo pokyčiai, reaguojant į aplinkos sąlygų pokyčius. Ekologinės modifikacijos fenotipiškai pasireiškia požymio raiškos laipsnio pasikeitimu. Jie gali pasirodyti ankstyvame vystymosi etape ir išlikti visą gyvenimą. Pavyzdys – įvairios strėlės antgalio lapo formos, dėl aplinkos įtakos (10 pav.): strėlės formos paviršius, platus plūduriuojantis, kaspino formos po vandeniu.

Ryžiai. dešimt.

povandeninis, plūduriuojantis ir paviršinis

Aplinkos modifikacijos turi įtakos kiekybinei (žiedlapių skaičius gėlėje, žvėrių palikuonys, gyvūnų svoris, augalo aukštis, lapų dydis ir kt.) ir kokybinė (žiedų spalva plaučiuose, miško laipsnis, raktažolė; žmogaus odos spalva veikiant ultravioletiniams spinduliams, ir pan.). ) ženklai. Taigi, pavyzdžiui, Levakovskis, augindamas gervuogių šakelę vandenyje, kol ji žydi, nustatė reikšmingų jo audinio anatominės struktūros pokyčių. Panašiu eksperimentu Constantin atskleidė vėdryno paviršinės ir povandeninės lapo dalių struktūros fenotipinius skirtumus (11 pav.).

Ryžiai. vienuolika.

A - panardintas į vandenį;

B - paviršius

1895 metais prancūzų botanikas G. Bonnier atliko eksperimentą, kuris tapo klasikiniu ekologinės modifikacijos pavyzdžiu. Vieną kiaulpienę jis padalino į dvi dalis ir augino skirtingomis sąlygomis: lygumoje ir aukštai kalnuose. Pirmasis augalas pasiekė normalų aukštį, o antrasis pasirodė žemaūgis. Tokių pokyčių pasitaiko ir gyvūnams. Pavyzdžiui, R. Wolterkas 1909 metais Dafnijose stebėjo šalmo aukščio pokyčius priklausomai nuo maitinimosi sąlygų.

Ekologinės modifikacijos, kaip taisyklė, yra grįžtamos keičiantis kartoms, jei gali pasireikšti išorinės aplinkos pokyčiai. Pavyzdžiui, mažai augančių augalų palikuonys gerai patręštuose dirvožemiuose bus normalaus ūgio; tam tikras žiedlapių skaičius augalo žiede negali pasikartoti palikuonims; žmogus su kreivomis kojomis dėl rachito turi visai normalių palikuonių. Tačiau jei sąlygos nesikeičia per keletą kartų, palikuonyje išsaugomas bruožo raiškos laipsnis, dažnai jis klaidingai laikomas nuolatiniu paveldimu požymiu (ilgalaikės modifikacijos).

Intensyviai veikiant daugeliui agentų, stebimi nepaveldimi pokyčiai, atsitiktiniai (jų pasireiškime) poveikio atžvilgiu. Tokie pokyčiai vadinami morfozės. Labai dažnai jie primena žinomų mutacijų fenotipinį pasireiškimą. Tada jie vadinami fenokopijosšios mutacijos. 30-ųjų pabaigoje – 40-ųjų pradžioje I.A. Rapoportas ištyrė daugelio cheminių junginių poveikį Drosophila, parodydamas, kad, pavyzdžiui, stibio junginiai yra rudi (rudos akys); arseno rūgštis ir kai kurie kiti junginiai – sparnų pakitimai, kūno pigmentacija; boro junginiai - beakiai (beakių), aristopredijos (aristas paverčiantys kojomis), sidabro junginiai - geltoni (geltonas kūnas) ir kt. Tuo pačiu metu kai kurios morfozės, veikiamos tam tikrame vystymosi etape, buvo sukeltos dideliu dažniu (iki 100%).

Modifikacijos kintamumo charakteristikos:

1. Adaptyvūs pakeitimai (pavyzdys, rodyklės antgalis).

2. Prisitaikantis charakteris. Tai reiškia, kad reaguodamas į besikeičiančias aplinkos sąlygas, individas demonstruoja tokius fenotipinius pokyčius, kurie prisideda prie jų išlikimo. Pavyzdys yra drėgmės kiekio augalų lapuose pokytis sausringuose ir drėgnuose regionuose, chameleono spalva, lapo forma rodyklės antgalyje, priklausomai nuo aplinkos sąlygų.

3. Grįžtamumas per vieną kartą, t.y. pasikeitus suaugusiųjų išorinėms sąlygoms, keičiasi tam tikrų požymių raiškos laipsnis. Pavyzdžiui, galvijams, priklausomai nuo sulaikymo sąlygų, primilžis ir pieno riebumas gali svyruoti, viščiukams – kiaušinių gamyba).

4. Modifikacijos yra tinkamos, t.y. simptomo pasireiškimo laipsnis tiesiogiai priklauso nuo konkretaus veiksnio veikimo tipo ir trukmės. Taigi gerinant gyvulių priežiūrą prisidedama prie gyvulių gyvojo svorio, vaisingumo, primilžio ir pieno riebumo didėjimo; tręštuose dirvožemiuose optimaliomis klimato sąlygomis didėja grūdinių kultūrų derlius ir kt.

5. Masinis charakteris. Masė atsiranda dėl to, kad tas pats veiksnys sukelia maždaug tokį patį genotipiškai panašių individų pokytį.

6. Ilgalaikės modifikacijos. Pirmą kartą juos 1913 metais aprašė mūsų tautietis V. Iollosas. Dirgindamas batų blakstienas, jis paskatino juos sukurti daugybę morfologinių požymių, kurie išliko daugybę kartų, kol dauginimasis buvo nelytinis. Pasikeitus vystymosi sąlygoms, ilgalaikės modifikacijos nepaveldimos. Todėl klaidinga nuomonė, kad auklėjant ir išorine įtaka galima užfiksuoti naują palikuonių savybę. Pavyzdžiui, buvo daroma prielaida, kad iš gerai dresuotų gyvūnų palikuonys gaunami su geresniais „veikiančiais“ duomenimis nei iš nedresuotų gyvūnų. Dresuotų gyvūnų palikuonis išties lengviau ugdyti, tačiau tai paaiškinama tuo, kad dėl paveldimo nervinės veiklos jis paveldi ne tėvų įgytus įgūdžius, o gebėjimą dresuoti.

7. Reakcijų greitis (modifikacijos riba). Būtent reakcijos greitis, o ne pačios modifikacijos yra paveldimas, t.y. gebėjimas išsiugdyti vieną ar kitą požymį yra paveldimas, o jo pasireiškimo forma priklauso nuo išorinės aplinkos sąlygų. Reakcijos greitis – tai specifinės kiekybinės ir kokybinės genotipo charakteristikos, t.y. tam tikras genotipo genų derinys ir jų sąveikos pobūdis.

Nuosavybė	Nepaveldimas (adaptyvios modifikacijos)	paveldimas
Keitimo objektas	Fenotipas reakcijos diapazone
Atsiradimo veiksnys	Aplinkos sąlygų pokyčiai	Genų rekombinacija dėl gametų susiliejimo, kryžminimo, mutacijos
Turto paveldėjimas	Nepaveldima	Paveldėtas
Vertybės asmeniui	Didina gyvybingumą, prisitaikymą prie aplinkos sąlygų	Naudingi pokyčiai lemia išlikimą, žalingi – organizmo mirtį.
Žiūrėti vertę	Skatina išlikimą	Dėl divergencijos atsiranda naujų populiacijų, rūšių
Vaidmuo evoliucijoje	Organizmų prisitaikymas prie aplinkos sąlygų	Medžiaga natūraliai atrankai
Kintamumo forma	grupė	Individualus
reguliarumas	Statistinis variacijų eilučių reguliarumas	Paveldimo kintamumo homologinių eilučių dėsnis

Ryžiai. 12. ? Lyginamosios charakteristikos paveldimos ir

nepaveldimas kintamumas

Modifikacijos kintamumo pavyzdžiai

Žmoguje:

Raudonųjų kraujo kūnelių kiekio padidėjimas kopiant į kalnus

Padidėjusi odos pigmentacija intensyviai veikiant ultravioletiniams spinduliams.

Skeleto ir raumenų sistemos vystymasis dėl treniruočių

Randai (morfozės pavyzdys).

Vabzdžiams ir kitiems gyvūnams:

Kolorado vabalų spalvos pasikeitimas dėl ilgalaikio jų lėliukių poveikio aukštai arba žemai temperatūrai.

Kai kurių žinduolių kailio spalva pasikeičia pasikeitus oro sąlygoms (pavyzdžiui, kiškio).

Įvairių spalvų nimfalinių drugelių (pavyzdžiui, Araschnia levana), kurie išsivystė skirtingoje temperatūroje.

Augaluose:

Skirtinga vandens vėdryno povandeninių ir paviršinių lapų struktūra, strėlės antgalis ir kt.

Nedidelių formų vystymasis iš kalnuose auginamų žemumų augalų sėklų.

Bakterijose:

Escherichia coli laktozės operono genų darbas (nesant gliukozės ir esant laktozei, jie sintetina fermentus šio angliavandenio apdorojimui).

1. Koks yra genotipo ir aplinkos sąlygų vaidmuo formuojant fenotipą? Pateikite pavyzdžių.

Kai kurie požymiai susiformuoja tik veikiant genotipui ir jų pasireiškimas nepriklauso nuo aplinkos sąlygų, kuriose vystosi organizmas. Pavyzdžiui, žmogui, kurio genotipe yra I A ir I B genai, nepriklausomai nuo gyvenimo sąlygų, susidaro IV kraujo grupė. Tuo pačiu metu ūgis, kūno svoris, raudonųjų kraujo kūnelių kiekis kraujyje ir daugelis kitų požymių priklauso ne tik nuo genotipo, bet ir nuo aplinkos sąlygų. Todėl organizmai, turintys tuos pačius genotipus (pavyzdžiui, monozigotiniai dvyniai), gali skirtis vienas nuo kito fenotipu.

1895 metais prancūzų botanikas G. Bonnier atliko tokį eksperimentą: jauną kiaulpienių augalą padalino į dvi dalis ir pradėjo jas auginti skirtingomis sąlygomis – lygumoje ir aukštai kalnuose. Pirmasis augalas pasiekė normalų aukštį, o antrasis pasirodė žemaūgis. Ši patirtis rodo, kad fenotipo (t.y. požymių) susidarymui įtakos turi ne tik genotipas, bet ir aplinkos sąlygos.

Kitas pavyzdys, iliustruojantis aplinkos įtaką požymių pasireiškimui, yra Himalajų triušių kailio spalvos pasikeitimas. Paprastai 20 ° C temperatūroje jų plaukai yra balti visame kūne, išskyrus juodas ausis, letenas, uodegą ir snukį. 30°C temperatūroje triušiai užauga visiškai balti. Jei Himalajų triušio plaukai yra nuskusti iš šono ar nugaros ir laikomi žemesnėje nei 2 ° C oro temperatūroje, tada vietoj baltos vilnos augs juoda.

2. Kas yra modifikacijos kintamumas? Pateikite pavyzdžių.

Modifikacijos kintamumas – tai fenotipo pasikeitimas veikiant aplinkos veiksniams, vykstantis nekeičiant genotipo normalioje reakcijos ribose.

Pavyzdžiui, kiaulpienės lapų ilgis ir forma labai skiriasi net tame pačiame augale. Pastebėta, kad kuo žemesnė lapų formavimosi temperatūra, tuo jie mažesni ir tuo didesnės lapų ašmenų išpjovos. Atvirkščiai, esant aukštesnei temperatūrai, formuojasi didesni lapai su mažomis lapo mentės išpjovomis.

Suaugusiam žmogui, priklausomai nuo mitybos ir gyvenimo būdo, keičiasi kūno svoris, karvių gali keistis primilžis, viščiukams – kiaušinių gamyba. Žmogaus, atsidūrusio aukštai kalnuose, raudonųjų kraujo kūnelių kiekis kraujyje ilgainiui didėja, kad organizmo ląstelės būtų aprūpintos deguonimi.

3. Koks yra reakcijos greitis? Įrodykite konkrečiais pavyzdžiais teiginio, kad paveldima ne pati savybė, o jo reakcijos greitis, pagrįstumą.

Reakcijos greitis yra požymio modifikavimo kintamumo ribos. Kai kurios savybės, tokios kaip lapų ilgis, augalo aukštis, gyvūno kūno svoris, galvijų pieno gamyba, vištų kiaušinių gamyba, turi platų reakcijos greitį. Kiti, pavyzdžiui, žiedų dydis ir forma, sėklų, žiedų ir vaisių spalva, gyvulių spalva, pieno riebumas – siauresnė reakcijos norma.

Reakcijos greitis priklauso nuo genotipo ir yra paveldimas. Pavyzdžiui, kuo daugiau laiko žmogus praleidžia tiesioginiuose saulės spinduliuose, tuo daugiau melanino sintetinamas atvirose odos vietose ir atitinkamai tamsesnė jo spalva. Kaip žinia, įdegio intensyvumas nėra paveldimas, o nulemtas specifinių konkretaus žmogaus gyvenimo sąlygų. Be to, net kaukaziečio, kuris nuolat būna tiesioginiuose saulės spinduliuose, oda negali susintetinti tokio melanino kiekio, kuris būdingas, pavyzdžiui, negroidų rasės atstovams. Šis pavyzdys rodo, kad bruožo kintamumo diapazoną (reakcijos greitį) nulemia genotipas ir paveldima ne pati savybė, o organizmo gebėjimas suformuoti tam tikrą fenotipą veikiant aplinkos sąlygoms.

4. Apibūdinkite pagrindines modifikacijų savybes. Kodėl nepaveldima variacija dar vadinama grupine variacija? tam tikras?

Modifikacijos turi šias pagrindines savybes:

● Grįžtamumas – pasikeitus išorinėms individų sąlygoms, keičiasi tam tikrų požymių raiškos laipsnis.

● Daugeliu atvejų jie yra adekvatūs, t. simptomo pasireiškimo laipsnis tiesiogiai priklauso nuo konkretaus veiksnio veikimo intensyvumo ir trukmės.

● Turėti prisitaikantį (prisitaikantį) charakterį. Tai reiškia, kad reaguodamas į besikeičiančias aplinkos sąlygas, individas demonstruoja tokius fenotipinius pokyčius, kurie prisideda prie jo išlikimo.

● Masinis charakteris – tas pats veiksnys sukelia maždaug tokius pat genotipiškai panašių individų pokyčius.

● Modifikacijos nėra paveldimos, nes modifikacijų kintamumas nėra lydimas genotipo pasikeitimo.

Nepaveldimas (modifikacijos) kintamumas vadinamas grupės kintamumu, kadangi tam tikri aplinkos sąlygų pokyčiai sukelia panašius pokyčius visiems konkrečios rūšies individams (masės savybė). Modifikacijos kintamumas dar vadinamas apibrėžtuoju, nes. modifikacijos yra adekvačios, nuspėjamos ir jas lydi individų fenotipo pasikeitimas tam tikra kryptimi.

5. Kokie statistiniai metodai naudojami kiekybinių požymių kintamumui analizuoti?

Kiekybinių požymių kintamumo laipsniui apibūdinti dažniausiai naudojami tokie statistiniai metodai kaip variacijų eilutės ir variacijos kreivės sudarymas.

Pavyzdžiui, spygliuočių skaičius sudėtingose ​​tos pačios veislės kviečių varpose kinta gana plačiose ribose. Jei ausis išdėstysite didėjimo tvarka pagal smaigalių skaičių, gausite šio bruožo kintamumo variacijų seriją, susidedančią iš atskirų variantų. Konkretaus varianto atsiradimo dažnis variacijų serijoje yra nevienodas: dažniausiai pasitaiko ausys su vidutiniu smaigalių skaičiumi ir rečiau su daugiau ir mažiau.

Varianto pasiskirstymas šioje eilutėje gali būti pavaizduotas grafiškai. Norėdami tai padaryti, pasirinkimo (v) reikšmės brėžiamos ant abscisių ašies jų didėjimo tvarka, ordinačių ašyje - kiekvienos parinkties pasireiškimo dažnis (p). Grafinė požymio kintamumo išraiška, atspindinti tiek variacijų diapazoną, tiek atskirų variantų pasireiškimo dažnumą, vadinama variacijos kreive.

6. Kiek praktikoje svarbu žinoti augalų, gyvūnų ir žmonių ženklų reakcijos greitį?

Žinios apie modifikacijų kintamumo dėsningumus ir reakcijos greitį turi didelę praktinę reikšmę, nes leidžia iš anksto numatyti ir planuoti daugelį rodiklių. Visų pirma, sukūrus optimalias sąlygas genotipui įgyvendinti, galima pasiekti aukštą gyvūnų produktyvumą ir augalų produktyvumą. Žinios apie įvairių žmogaus savybių reakcijos greitį būtinos medicinoje (svarbu žinoti, kaip tam tikri fiziologiniai rodikliai atitinka normą), pedagogikoje (ugdymas ir mokymas atsižvelgiant į vaiko gebėjimus ir galimybes), lengvojoje pramonėje (drabužiai). , batų dydžiai) ir daugelis kitų žmogaus veiklos sričių .

7*. Jei raktažolė, kuri normaliomis sąlygomis turi raudonus žiedus, perkeliama į šiltnamį, kurio temperatūra yra 30–35ºС ir didelė drėgmė, šio augalo nauji žiedai jau bus balti. Jei šis augalas grąžinamas į santykinai žemą temperatūrą (15-20ºC), jis vėl pradeda žydėti raudonais žiedais. Kaip tai galima paaiškinti?

Tai tipiškas modifikavimo kintamumo pavyzdys. Labiausiai tikėtina, kad pakilus temperatūrai sumažėja fermentų, užtikrinančių raudonojo pigmento sintezę žiedlapiuose, aktyvumas iki visiško jų inaktyvavimo (esant 30–35ºС).

aštuoni*. Kodėl vištų dedeklių dienos šviesusis laikas paukštynuose dirbtinai pailginamas iki 20 valandų, o gaidžių broilerių – iki 6 valandų per dieną?

Šviesaus paros valandų trukmė yra svarbus veiksnys, turintis įtakos paukščių seksualinei elgsenai. Padidėjęs šviesus paros laikas suaktyvina lytinių hormonų gamybą – tokiu būdu vištos dedeklės skatinamos didinti kiaušinių gamybą. Trumpas šviesus paros laikas sukelia seksualinio aktyvumo sumažėjimą, todėl broilerių patinai mažiau juda, nesimuša tarpusavyje, o visi organizmo resursai nukreipiami kūno svorio didinimui.

* Žvaigždute pažymėtos užduotys reikalauja, kad mokiniai iškeltų įvairias hipotezes. Todėl dėstydamas pažymį mokytojas turėtų susikoncentruoti ne tik į čia pateiktą atsakymą, bet atsižvelgti į kiekvieną hipotezę, įvertindamas mokinių biologinį mąstymą, jų samprotavimų logiką, idėjų originalumą ir pan. patartina supažindinti studentus su pateiktu atsakymu.

Genetika tiria ne tik paveldimumą, bet ir organizmų kintamumą. Kintamumas – tai gyvų organizmų gebėjimas įgyti naujų savybių ir savybių. Dėl kintamumo organizmai gali prisitaikyti prie besikeičiančių aplinkos sąlygų.

Yra dviejų tipų kintamumas: paveldimas, arba genotipinis, ir nepaveldimas, arba fenotipinis, – kintamumas, kai genotipo pakitimų nevyksta.

Svarbų vaidmenį formuojant organizmų požymius vaidina jo buveinė. Kiekvienas organizmas vystosi ir gyvena tam tikroje aplinkoje, patirdamas savo veiksnių veikimą, galintį pakeisti organizmų morfologines ir fiziologines savybes, t.y. jų fenotipas.

Organizmų kintamumas, atsirandantis veikiant aplinkos veiksniams ir neturintis įtakos genotipui, vadinamas modifikacija.

Modifikacijos kintamumas vadinamas fenotipiniu Kadangi fenotipas keičiasi veikiant išorinei aplinkai, genotipas išlieka nepakitęs. Klasikinis požymių kintamumo veikiant aplinkos veiksniams pavyzdys yra strėlės antgalio nevienalytiškumas: į vandenį panardinti lapai yra kaspino formos, vandens paviršiuje plūduriuojantys lapai suapvalinti, o ore esantys – rodyklės formos. - formos. Jei visas augalas visiškai panardintas į vandenį, jo lapai yra tik kaspinėliai. Veikiant ultravioletiniams spinduliams žmonėms (jei jie nėra albinosai), įdegis atsiranda dėl melanino kaupimosi odoje, o skirtingų žmonių odos spalvos intensyvumas yra skirtingas. Jei žmogus neveikia ultravioletinių spindulių, odos spalva nepasikeičia.

Modifikacijos kintamumas turi grupinį pobūdį, tai yra, visi tos pačios rūšies individai, patalpinti į tas pačias sąlygas, įgyja panašias savybes. Pavyzdžiui, jei indas su žaliais euglenais patalpinamas tamsoje, tada visi jie praras savo žalią spalvą, bet jei vėl bus veikiami šviesos, jie visi vėl taps žali.

Modifikacijos kintamumas yra tikras, tai yra, visada atitinka jį sukeliančius veiksnius. Taigi ultravioletiniai spinduliai keičia žmogaus odos spalvą (nes sustiprėja pigmento sintezė), bet nekeičia kūno proporcijų, o padidėjęs fizinis aktyvumas turi įtakos raumenų išsivystymo laipsniui, o ne odos spalvai.

Tačiau neturėtume pamiršti, kad bet kurio požymio išsivystymą pirmiausia lemia genotipas. Tuo pačiu metu genai lemia galimybę išsivystyti požymiui, o jo išvaizdą ir raiškos laipsnį daugiausia lemia aplinkos sąlygos. Taigi, žalia augalų spalva priklauso ne tik nuo genų, kurie kontroliuoja chlorofilo sintezę, bet ir nuo šviesos buvimo. Trūkstant šviesos, chlorofilas nesintetinamas.

Nepaisant to, kad veikiant aplinkos sąlygoms ženklai gali keistis, šis kintamumas nėra neribotas. Net ir esant normaliam bruožo išsivystymui, jo sunkumo laipsnis skiriasi. Taigi, kviečių lauke galite rasti augalų su didelėmis ausimis (20 cm ir daugiau) ir labai mažomis (3-4 cm). Tai paaiškinama tuo, kad genotipas apibrėžia tam tikras ribas, per kurias gali pasikeisti požymis. Požymio kitimo laipsnis arba modifikacijos kintamumo ribos vadinamos reakcijos norma. Paprastai kiekybiniai požymiai (derlingumas, lapų dydis, karvių primilžis, vištų kiaušinių gamyba) turi didesnį reakcijos greitį nei kokybiniai požymiai (kailio spalva, pieno riebumas, žiedų struktūra, kraujo grupė).

Žinios apie reakcijos greitį yra labai svarbios žemės ūkio praktikai

Daugelio augalų, gyvūnų ir žmonių bruožų modifikavimo kintamumas vyksta pagal bendrus modelius. Šie modeliai atskleidžiami remiantis bruožo pasireiškimo individų grupėje analize. Kiekviena konkreti tiriamo požymio reikšmė vadinama variantu ir žymima raide v. Atskirų variantų atsiradimo dažnis žymimas raide p. Tiriant požymio kintamumą imties populiacijoje, sudaroma variacijų serija, kurioje individai išdėstomi tiriamo požymio rodiklio didėjimo tvarka. Remiantis variacijų eilėmis, sukonstruojama variacijos kreivė – grafinis kiekvieno varianto pasireiškimo dažnio vaizdas (8 pav.).

Pavyzdžiui, jei paimsite 100 kviečių varpų (n) ir suskaičiuosite varpų skaičių varpoje, tada šis skaičius bus nuo 14 iki 20 - tai yra pasirinkimo (v) skaitinė reikšmė.

Variacijų serija: v = 14 15 16 17 18 19 20

Ryžiai. 8. Variacijos kreivė.

Kiekvieno varianto atsiradimo dažnis p = 2 7 22 32 24 8 5

Kur M yra vidutinė požymio reikšmė, skaitiklis yra varianto sandaugų suma pagal jų atsiradimo dažnį, o vardiklis yra varianto skaičius. Šios funkcijos vidutinė vertė yra 17,13.

Modifikacijos kintamumas nėra paveldimas, todėl dar vadinamas fenotipiniu. Tai sukuria išorinius skirtumus rūšies viduje. Modifikacijos pakitimai, nors ir nefiksuoti genuose, yra jų nulemti ir turi ribas, nulemtas genotipo.

Modifikacijos

Biologijoje modifikacijos vadinamos fenotipiniais skirtumais tarp organizmų, turinčių tą patį genotipą.

Ryžiai. 1. Modifikacijos augaluose

Tokius skirtumus lemia aplinkos veiksniai, kurie gali būti:

• dirvožemio derlingumas;
• klimato sąlygos;
• gyvūnų šėrimas;
• apšvietimas augalams ir kt.

Modifikacijos atsiranda kaip prisitaikantys atsakymai ir daugeliu atvejų yra naudingi pritaikymai.

Modifikacijos yra įvairūs pakeitimai.
Modifikacijos kintamumo pavyzdžiai:

• baltojo kiškio spalvos pasikeitimas (sezoninės modifikacijos);
• ragų susidarymas suaugusiems kanopiniams gyvūnams (amžiaus pakitimai);
• svorio padidėjimas padidėjus maitinimui;
• raumenų apimties padidėjimas treniruotės metu;
• žmogaus odos tamsėjimas saulėje ir daug daugiau.

Kiekvienai rūšiai galite sukurti variacijų seriją, kurioje būtų rodomos visos galimos modifikacijos.

TOP 2 straipsniaikurie skaitė kartu su tuo

Ryžiai. 2. Variacijų serija

morfozės

Jei organizmai yra veikiami didelio intensyvumo žalingų veiksnių, jie gali išvystyti dramatiškai pakitusias savybes, kurios neturi prisitaikymo. Tokie pokyčiai vadinami morfozėmis.

Išoriškai morfozės yra panašios į mutacijas ir tokiais atvejais vadinamos fenokopijomis, nes jos „kopijuoja“ paveldimų pokyčių pasireiškimą.

Ryžiai. 3. Fenokopijos

Morfozės yra deformacijos. Skirtingai nuo mutacijų, jos nėra fiksuotos genotipe.

Genotipo įtaka

Nors modifikacijos vyksta veikiant aplinkos sąlygoms, jos atsiranda dėl specifinio genotipo.

Pavyzdžiui, aukštumose gyvenantys žmonės turi beveik trečdaliu daugiau raudonųjų kraujo kūnelių nei žmonės, gyvenantys lygumose. Tačiau gebėjimą padidinti raudonųjų kraujo kūnelių gamybą lemia žmogaus genotipas, tai yra, modifikacijos turi paveldimą pagrindą.

Organizmas paveldi ne bruožą, o gebėjimą suformuoti tam tikrą fenotipą. Todėl skirtumus tarp individų lemia ir aplinkos, ir genetiniai veiksniai.

Amplitudė, kurios ribose požymis gali kisti, vadinama reakcijos norma. Morfozė yra už reakcijos normos ribų.

Savybės

Šio tipo kintamumas turi grupinį pobūdį ir kartais dar vadinamas grupiniu kintamumu, nes modifikacija pasireiškia visuose rūšies individuose, patekusiems į tas pačias sąlygas.

Jei indas su euglenais dedamas į tamsią vietą, tada jie visi praranda savo žalią spalvą. Jei grąžinsite eugleną į šviesą, tada spalva taip pat sugrįš visiems. Tai taip pat rodo modifikacijų grįžtamumą.

Tačiau žmonėms patobulinta mityba padidins kūno svorį ne visiems, o tiems, kurie yra genetiškai linkę į tai.

Vieno eksperimento metu daugiau nei 22 pelių kartų mokslininkas pašalino uodegas ir sukryžiavo jas viena su kita. Iš 1592 ištirtų gyvūnų ne vienas susilaukė palikuonių, kur būtų sutvarkyta dirbtinė modifikacija.

Reikšmė

Modifikacinių pokyčių formavimasis turi adaptacinę reikšmę organizmo gyvenime.

Pavyzdžiui, odos patamsėjimas deginimosi metu riboja ultravioletinių spindulių prasiskverbimą į organizmą, o tai leidžia ilgiau išbūti saulėje be neigiamų pasekmių.

Žemės ūkyje, žinant kiekvienos veislės reakcijos greitį, galima pasiekti optimalius produktyvumo rodiklius.

Ko mes išmokome?

Tirdami 11 klasės organizmų kintamumą, apibūdinome jo modifikacijų įvairovę. Modifikacijos kintamumas – tai savybė formuoti požymių variantus reakcijos normos ribose. Jo ypatybės: grįžtamumas ir grupinis charakteris. Modifikacijų priežastys yra aplinkos veiksniai. Modifikacija nėra paveldima.

Temos viktorina

Ataskaitos įvertinimas

Vidutinis reitingas: 4.6. Iš viso gautų įvertinimų: 83.