ORGANİZMALARIN ÇEŞİTLİLİĞİ.

DEĞİŞKENLİK OLGUSUNUN TEMEL DÜZENLİLİKLERİ

Genetik yalnızca kalıtım olgusunu değil aynı zamanda değişkenlik olgusunu da inceler.

Organizmaların değişkenliği, bireyler arasındaki bir dizi özellik veya özellikteki farklılıklarla ifade edilir. Bu farklılıklar ebeveynlerinden ve kendilerinden aldıkları genlerin kalıtsal faktörlerindeki değişikliklere bağlı olabilir. dış koşullar Organizmanın geliştiği yer.

Değişkenliğin kalıtımın tersi olduğunu söyleyebiliriz. Değişkenlik, evrim sürecinde canlı doğanın tüm çeşitliliğini belirledi.

Bireylerdeki özelliklerin çeşitliliğinin (değişkenliğin) değerlendirilmesi her zaman fenotipik tezahürlerine göre yapılır. Bununla birlikte fenotipik çeşitliliğin nedenleri farklı olabilir: aynı genotipteki organizmalarda özelliklerin ortaya çıkışındaki çeşitliliği belirleyen genotiplerdeki farklılıklar veya çevresel koşulların çeşitliliği.

Değişkenliğin 2 biçimi vardır (Şekil 14):

ü kalıtsal (genotipik);

ü kalıtsal değildir (fenotipik = modifikasyon).

Kalıtsal değişkenlik kalıtsal faktörlerdeki değişikliklerle ilişkilidir. İki tür kalıtsal değişkenlik vardır: kombinatif ve mutasyonel.

Kombinatif (hibrit) değişkenlik, ebeveyn formlarının genlerinin kombinasyonu ve etkileşimi sonucu neoplazmaların ortaya çıkması ile karakterize edilir.

Mutasyon değişkenliği kromozomlarda yapısal değişikliklere neden olarak vücutta yeni kalıtsal özelliklerin ortaya çıkmasına neden olur.

Değişkenliğin değiştirilmesi genotipte bir değişikliğe neden olmaz; aynı genotipin, organizmanın gelişiminin gerçekleştiği ve tezahür biçimlerinde farklılıklar yaratan dış koşullardaki değişikliklere verdiği tepkiyle ilişkilidir.

Şekil 14. Değişkenliğin sınıflandırılması.

Modifikasyon değişkenliği.

Modifikasyon değişkenliği (= fenotipik değişkenlik)- bunlar genotipteki değişikliklerden kaynaklanmayan ve faktörlerin etkisi altında ortaya çıkan organizmaların özelliklerinde meydana gelen değişikliklerdir. dış çevre.

Habitat, organizmaların özelliklerinin oluşumunda büyük rol oynar. Her organizma, organizmaların morfolojik ve fizyolojik özelliklerini değiştirebilecek faktörlerinin etkisini deneyimleyerek belirli bir ortamda gelişir ve yaşar; onların fenotipi.

Değişikliklerin nedeninin bazı enzimlerin indüksiyonu ve baskılanması olabileceği varsayılmaktadır.

Çevresel faktörlerin etkisi altındaki özelliklerin değişkenliğine bir örnek: farklı şekil ok ucunun yaprakları: suya batırılmış yapraklar şerit benzeri bir şekle sahiptir, su yüzeyinde yüzen yapraklar yuvarlaktır ve içinde bulunanlar hava ortamı, - ok şeklinde (Şekil 15). Ultraviyole ışınlarının etkisi altındaki kişilerde (albino değillerse) ciltte melanin birikmesi sonucu bronzlaşma meydana gelir. farklı insanlar Ten renginin yoğunluğu farklılık gösterir.

Şekil 15. Suda ve kıyıda yetişen yaygın ok ucu.

Modifikasyon değişkenliği aşağıdaki ana özelliklerle karakterize edilir:

1) miras alınmamış;

2) grup niteliğinde bir değişime sahiptir (aynı koşullara yerleştirilen aynı türün bireyleri benzer özellikler kazanır);

3) çevresel faktörlerin etkisinde bir değişiklik yazışması vardır;

4) Değişkenlik sınırlarının genotipe bağımlılığı vardır.

İşaretler çevre koşullarının etkisiyle değişebilse de bu değişkenlik sınırsız değildir. Bu, genotipin, bir özellikteki değişikliklerin meydana gelebileceği spesifik sınırları belirlemesi gerçeğiyle açıklanmaktadır. Bir özelliğin varyasyon derecesine veya modifikasyon değişkenliğinin sınırlarına denir. reaksiyon normu.

Reaksiyon normu, çeşitli çevresel faktörlerin etkisi altında belirli bir genotip temelinde oluşturulan organizma fenotiplerinin toplamında ifade edilir. Kural olarak, niceliksel özellikler (bitki boyu, verim, yaprak boyutu, ineklerin süt verimi, tavukların yumurta üretimi) daha geniş bir reaksiyon hızına sahiptir, yani bunlar niteliksel özelliklerden (deri rengi, süt yağı içeriği, çiçek) çok daha fazla değişebilir. yapısı, kan grubu). Reaksiyon normları bilgisi büyük değer Tarım ve tıp uygulamaları için.

Bitkilerin, hayvanların ve insanların birçok özelliğinin modifikasyon değişkenliği, genel desenler. Bu modeller, bir grup bireyde özelliğin tezahürünün analizine dayanarak tanımlanır ( N). Örnek popülasyonun üyeleri arasında incelenen özelliğin ifade derecesi farklıdır. Her biri özel anlam incelenen özelliğe denir seçenek ve harfle gösterilir v . Bireysel değişkenlerin ortaya çıkma sıklığı harfle gösterilir P . Örnek bir popülasyondaki bir özelliğin değişkenliğini incelerken, bireylerin incelenen özelliğin göstergesine göre artan sırada düzenlendiği bir varyasyon serisi derlenir.

Örneğin 100 başak buğday alırsanız ( N=100), bir kulaktaki spikelet sayısını sayın ( v) ve belirli sayıda spikelete sahip kulak sayısı, o zaman varyasyon serisi şu şekilde görünecektir.

Varyant ( v)
Oluşma sıklığı ( P)

Şekil 16. Değişim eğrisi

Varyasyon serisine dayanarak inşa edilmiştir. varyasyon eğrisi- her seçeneğin ortaya çıkma sıklığının grafiksel gösterimi (Şekil 16).

Bir özelliğin ortalama değeri daha yaygındır ve ondan önemli ölçüde farklı olan varyasyonlar daha az yaygındır. Buna denir "normal dağılım". Grafikteki eğri genellikle simetriktir.

Karakteristiğin ortalama değeri aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

Nerede M- özelliğin ortalama değeri; ∑( v· P) - varyantın ürünlerinin ortaya çıkma sıklıklarına göre toplamı; N- miktar seçeneği.

Bu örnekte özelliğin ortalama değeri (kulaktaki spikelet sayısı) 17,13'tür.

Değişiklik türleri:

1. Uyarlanabilir Değişiklikler – Bunlar, vücuda faydalı olan ve değişen koşullarda hayatta kalmasına katkıda bulunan, kalıtsal olmayan değişikliklerdir. Bunlar en ünlü modifikasyonlardır.

2. Morfozlar- bunlar, belirli ajanların yoğun etkisi altında meydana gelen, kalıtsal olmayan değişikliklerdir. Çoğu zaman, morfozlar deformiteler şeklinde ifade edilir - standart fenotipten sapmalar.

Evrimsel açıdan, modifikasyon değişkenliğinin önemi, organizmaya hayatta kalma ve yavru bırakma fırsatı veren reaksiyon normu tarafından belirlenir. Böyle bir değişkenliğin varlığında, modifikasyonların genkopileri, yani fenotipik tezahürü modifikasyon değişkenliğini kodlayan mutasyonlar kalıtsaldır. Yakalanıyorlar doğal seçilim ve böylece organizmaların değişen yeni koşullara uyum yeteneği artar.

Modifikasyon değişkenliği kalıplarının bilgisi büyük önem taşımaktadır pratik önemi V tarım, çünkü çevresel koşullara bağlı olarak organizmaların birçok özelliğinin ifade derecesini önceden tahmin etmeye ve planlamaya olanak tanır.

Çabaları genotipi değiştirmeyi değil, insan vücudunu normal reaksiyon sınırları içinde tutmayı ve geliştirmeyi amaçlayan tıptaki modifikasyon değişkenlik kalıplarının bilgisi de daha az önemli değildir.

Ayırt etmek yaş, mevsimsel Ve çevresel değişiklikler. Yalnızca özelliğin ifade derecesini değiştirmeye gelirler; Genotip yapısında herhangi bir bozulma yoktur. Yaşa bağlı, mevsimsel ve çevresel değişiklikler arasında net bir çizgi çekmenin imkansız olduğunu belirtmek gerekir.

Yaş veya intogenetik modifikasyonlar, bireyin gelişimi sırasında özelliklerde sürekli bir değişiklik şeklinde ifade edilir. Bu, amfibilerin (kurbağa yavruları, yavrular, yetişkinler), böceklerin (larva, pupa, yetişkin) ve diğer hayvanların yanı sıra bitkilerin birey oluşumu örneğiyle açıkça gösterilmiştir. İnsanlarda gelişim sırasında morfofizyolojik ve zihinsel özelliklerde değişiklikler gözlenir. Örneğin bir çocuk eğer fiziksel ve zihinsel olarak doğru bir şekilde gelişemezse erken çocukluk sosyal faktörler de dahil olmak üzere normal dış faktörlerden etkilenmeyecektir. Örneğin bir çocuğun sosyal olarak dezavantajlı bir ortamda uzun süre kalması, zekasında geri dönüşü olmayan bir bozukluğa neden olabilir.

Ontogenetik değişkenlik, ontogenezin kendisi gibi, bireyin gelişim programının kodlandığı genotip tarafından belirlenir. Bununla birlikte, intogenezde fenotip oluşumunun özellikleri, genotip ve çevrenin etkileşimi ile belirlenir. Olağandışı dış faktörlerin etkisi altında normal fenotip oluşumunda sapmalar meydana gelebilir.

Mevsimsel değişiklikler, bireyler veya tüm popülasyonlar, iklim koşullarındaki mevsimsel değişikliklerin bir sonucu olarak ortaya çıkan, özelliklerde genetik olarak belirlenmiş bir değişiklik (örneğin, kürk renginde bir değişiklik, hayvanlarda tüy görünümü) şeklinde kendini gösterir [Kaminskaya E.A.].

Bu değişkenliğin çarpıcı bir örneği, ermin tavşanıyla yaşanan deneyimdir. sen ermin tavşanı sırtta belirli bir alan kel olarak tıraş edilir (bir ermin tavşanın sırtı normalde beyaz tüylerle kaplıdır) ve ardından tavşan soğuğa yerleştirilir. Bu durumda, düşük sıcaklığa maruz kalan çıplak bir alanda ve sonuç olarak sırtta koyu pigmentli saçların ortaya çıktığı ortaya çıktı - karanlık nokta. Açıkçası, bir tavşanın bir veya başka bir özelliğinin gelişimi onun fenotip, V bu durumda Ermin rengi yalnızca genotipine değil aynı zamanda bu gelişimin meydana geldiği tüm koşullara da bağlıdır.

Sovyet biyolog Ilyin bu sıcaklığı gösterdi çevre sahip olmak daha fazla değer ermin tavşanında pigmentin gelişiminde ve vücudun her bölgesinin, üzerinde beyaz yünün büyüdüğü ve altında siyah yünün büyüdüğü kendi sıcaklık eşiği vardır (Şekil 9).

Şekil 9.

ermin tavşanı (S.M. Gershenzon'dan sonra Ilyin'den, 1983)

Mevsimsel değişiklikler şu şekilde sınıflandırılabilir: çevresel değişiklikler. İkincisi, çevresel koşullardaki değişikliklere yanıt olarak fenotipteki adaptif değişiklikleri temsil eder. Ekolojik değişiklikler fenotipik olarak bir özelliğin ifade derecesindeki değişikliklerle kendini gösterir. Şu tarihte ortaya çıkabilirler: erken aşamalar gelişir ve yaşam boyu devam eder. Bir örnek şöyle olabilir: çeşitli şekillerçevrenin etkisiyle ok ucunun yaprakları (Şekil 10): ok şeklinde yüzey, geniş yüzen, su altında şerit şeklinde.

Pirinç. 10.

su altı, yüzen ve yüzey

Çevresel değişiklikler niceliksel (bir çiçekteki yaprak sayısı, hayvanlarda yavru sayısı, hayvanların ağırlığı, bitki boyu, yaprak boyutu vb.) ve niteliksel (akciğer otu, ormanlık alan, çuha çiçeği çiçeklerinin rengi; ultraviyole ışınlarının etkisi altındaki insanlarda cilt rengi) etkiler , vb.) işaretleri. Örneğin Levakovsky, bir böğürtlen dalını çiçek açana kadar suda yetiştirirken, önemli değişiklikler keşfetti. anatomik yapı onun kumaşları. Benzer bir deneyde Constantin, düğün çiçeği yaprağının su üstü ve su altı kısımlarının yapısındaki fenotipik farklılıkları ortaya çıkardı (Şekil 11).

Pirinç. 11.

A - suya batırılmış;

B - yüzey

1895 yılında Fransız botanikçi G. Bonnier, ekolojik modifikasyonun klasik bir örneği haline gelen bir deney gerçekleştirdi. Bir karahindiba bitkisini ikiye bölüp yetiştirdi. farklı koşullar: ovada ve yüksek dağlarda. İlk bitki normal yüksekliğe ulaştı ancak ikincisinin cüce olduğu ortaya çıktı. Bu tür değişiklikler hayvanlarda da meydana gelir. Örneğin R. Wolterk 1909 yılında su piresi balığının beslenme koşullarına bağlı olarak kask yüksekliğinde değişiklikler gözlemlemiştir.

Çevresel değişiklikler, kural olarak, dış ortamda meydana gelebilecek değişikliklere bağlı olarak nesillerin değişmesiyle tersine çevrilebilir. Örneğin, iyi gübrelenmiş topraklarda alçakta büyüyen bitkilerin yavruları normal boyda olacaktır; bir bitkinin çiçeğindeki belirli sayıda taç yaprak, yavrularda tekrarlanmayabilir; Raşitizm nedeniyle çarpık bacaklı bir kişinin çocuğu tamamen normaldir. Koşullar birkaç nesil boyunca değişmezse, özelliğin yavrudaki ifade derecesi korunur ve sıklıkla kalıcı olarak karıştırılır. kalıtsal özellik(uzun vadeli değişiklikler).

Birçok ajanın yoğun etkisi ile, etkiye göre (tezahürlerinde) rastgele, kalıtsal olmayan değişiklikler gözlenir. Bu tür değişikliklere denir morfozlar. Çoğu zaman bilinen mutasyonların fenotipik belirtilerine benzemektedirler. Sonra çağırılırlar fenokopiler bu mutasyonlar. 30'ların sonlarında - 40'ların başında I.A. Rapoport birçok türün Drosophila üzerindeki etkilerini inceledi. kimyasal bileşiklerörneğin antimon bileşiklerinin kahverengi (kahverengi gözler) olduğunu gösterir; arsenikli asit ve diğer bazı bileşikler - kanatlarda değişiklikler, vücut pigmentasyonu; bor bileşikleri - gözsüz (gözsüz), aristopredia (aristaların bacaklara dönüşümü), gümüş bileşikleri - sarı (sarı gövde) vb. Üstelik bazı morfozlar, belirli bir gelişim aşamasına maruz kaldıklarında yüksek bir sıklıkla (%100'e kadar) indükleniyordu.

Modifikasyon değişkenliğinin özellikleri:

1. Uyarlanabilir değişiklikler (örnek, ok yaprağı).

2. Uyarlanabilir doğa. Bu, değişen çevresel koşullara yanıt olarak bireylerin hayatta kalmalarına katkıda bulunan fenotipik değişiklikler sergilediği anlamına gelir. Örnek Kurak ve nemli bölgelerdeki bitkilerin yapraklarındaki nem içeriğinde, bukalemun renginde, ok ucundaki yaprağın şeklinde çevre koşullarına bağlı olarak değişiklik görevi görür.

3. Bir nesil içinde tersine çevrilebilirlik, yani. Yetişkin bireylerde dış koşullardaki değişikliklerle birlikte belirli işaretlerin ifade derecesi de değişir. Örneğin, büyük ölçüde sığır Gözaltı koşullarına bağlı olarak süt verimi ve sütün yağ içeriği dalgalanabilir ve tavuklarda yumurta üretimi).

4. Değişiklikler yeterlidir; Bir semptomun şiddet derecesi, belirli bir faktörün türüne ve etki süresine doğrudan bağlıdır. Böylece, hayvancılık yönetiminin iyileştirilmesi hayvanların canlı ağırlığının, doğurganlığının, süt veriminin ve sütün yağ içeriğinin artmasına yardımcı olur; gübrelenmiş topraklarda optimum iklim koşulları tahıl mahsullerinin verimliliği artar vb.

5. Kütle karakteri. Kütle dağılımı, aynı faktörün genotipik olarak benzer bireylerde yaklaşık olarak aynı değişime neden olmasıyla belirlenir.

6. Uzun değişiklikler. İlk kez 1913'te yurttaşımız V. Yollos tarafından tanımlandılar. Ayakkabıların siliatlarını tahriş ederek onların bir dizi gelişmelerine neden oldu. morfolojik özellikler için ısrar eden büyük sayıüreme aseksüel olduğu sürece nesiller. Geliştirme koşulları değiştiğinde uzun vadeli değişiklikler devralınmaz. Bu nedenle eğitim ve dış etkinin yavrularda yeni bir özelliği düzeltebileceği düşüncesi hatalıdır. Örneğin, iyi eğitilmiş hayvanların, eğitimsiz hayvanlardan elde edilenlere göre daha iyi "hareket" özelliklerine sahip yavrular ürettiği varsayılmıştır. Eğitilmiş hayvanların yavrularının eğitilmesi gerçekten daha kolaydır, ancak bu, ebeveynlerinin edindiği becerileri değil, kalıtsal sinirsel aktivite türü nedeniyle eğitme yeteneğini miras almalarıyla açıklanmaktadır.

7. Reaksiyonların normu (modifikasyon sınırı). Miras alınan, modifikasyonların kendisi değil, tepki normudur; belirli bir özelliği geliştirme yeteneği kalıtsaldır ve tezahürünün şekli çevresel koşullara bağlıdır. Reaksiyon normu, genotipin belirli bir niceliksel ve niteliksel özelliğidir; genotipteki genlerin belirli bir kombinasyonu ve etkileşimlerinin doğası.

Mülk	Kalıtsal olmayan (uyarlanabilir değişiklikler)	Kalıtsal
Nesneyi değiştir	Reaksiyon sınırı dahilinde fenotip
Köken faktörü	Çevre koşullarındaki değişiklikler	Gamet füzyonu, çaprazlama ve mutasyonlara bağlı gen rekombinasyonu
Mülkiyet mirası	Miras alınmadı	Devralınan
Bir birey için değerler	Canlılığı ve çevre koşullarına uyumu artırır	Yararlı değişiklikler hayatta kalmaya, zararlı değişiklikler ise organizmanın ölümüne yol açar
görünüm anlamı	Hayatta kalmayı teşvik eder	Farklılaşma sonucu yeni popülasyonların ve türlerin ortaya çıkmasına neden olur
Evrimdeki rolü	Organizmaların çevre koşullarına adaptasyonu	Doğal seçilim için malzeme
Değişkenlik biçimi	Grup	Bireysel
Model	Varyasyon serilerinin istatistiksel düzenliliği	Kalıtsal değişkenliğin homolojik serisi kanunu

Pirinç. 12. ? Karşılaştırmalı özellikler kalıtsal ve

kalıtsal olmayan değişkenlik

Modifikasyon değişkenliğine örnekler

İnsanlarda:

Dağlara tırmanırken kırmızı kan hücrelerinin seviyesinde artış

Ultraviyole ışınlarına yoğun maruz kalma ile artan cilt pigmentasyonu.

Antrenman sonucunda kas-iskelet sisteminin gelişimi

Yara izleri (morfoz örneği).

Böceklerde ve diğer hayvanlarda:

Colorado patates böceğinin pupa döneminde yüksek veya düşük sıcaklıklara uzun süre maruz kalması nedeniyle renk değişiklikleri.

Bazı memelilerde kürk rengi değişirken meydana gelen değişiklikler hava koşulları(örneğin bir tavşan).

Farklı sıcaklıklarda gelişen nimfalit kelebeklerin farklı renkleri (örneğin Araschnia levana).

Bitkilerde:

Su düğün çiçeği, ok ucu vb. bitkilerin su altı ve su üstü yapraklarının farklı yapıları.

Dağlarda yetişen ova bitkilerinin tohumlarından alçakta büyüyen formların geliştirilmesi.

Bakterilerde:

Escherichia coli'nin laktoz operonunun genlerinin çalışması (glikoz yokluğunda ve laktoz varlığında, bu karbonhidratı işlemek için enzimleri sentezlerler).

1. Fenotipin oluşumunda genotip ve çevre koşullarının rolü nedir? Örnekler verin.

Bazı özellikler yalnızca genotipin etkisi altında oluşur ve bunların tezahürü, organizmanın geliştiği çevresel koşullara bağlı değildir. Örneğin genotipinde I A ve I B genleri bulunan bir kişide, yaşam koşulları ne olursa olsun IV kan grubu oluşur. Aynı zamanda boy, vücut ağırlığı, kandaki kırmızı kan hücrelerinin sayısı ve daha birçok özellik sadece genotipe değil aynı zamanda çevresel koşullara da bağlıdır. Bu nedenle genotipleri aynı olan organizmalar (örneğin monozigotik ikizler) fenotip bakımından birbirlerinden farklı olabilirler.

1895 yılında Fransız botanikçi G. Bonnier şu deneyi gerçekleştirdi: Genç bir karahindiba bitkisini iki parçaya böldü ve onları farklı koşullarda - ovada ve dağların yükseklerinde - yetiştirmeye başladı. İlk bitki normal yüksekliğe ulaştı ancak ikincisinin cüce olduğu ortaya çıktı. Bu deneyim, fenotipin (yani özelliklerin) oluşumunun yalnızca genotipten değil aynı zamanda çevresel koşullardan da etkilendiğini göstermektedir.

Dış ortamın özelliklerin ortaya çıkması üzerindeki etkisini gösteren bir başka örnek, Himalaya tavşanlarındaki kürk rengindeki değişikliktir. Genellikle 20°C'de, siyah kulaklar, patiler, kuyruk ve ağız hariç vücutlarının her yerindeki kürkleri beyazdır. 30°C'de tavşanlar tamamen beyazlaşır. Bir Himalaya tavşanının yan veya arka tarafındaki tüylerini tıraş ederseniz ve onu 2°C'nin altındaki bir hava sıcaklığında tutarsanız, beyaz yün yerine siyah yün çıkar.

2. Modifikasyon değişkenliği nedir? Örnekler verin.

Değişkenliği değiştirmek, çevresel faktörlerin etkisi altında fenotipte normal reaksiyon limitleri dahilinde genotipi değiştirmeden meydana gelen bir değişikliktir.

Örneğin karahindiba yaprağının uzunluğu ve şekli aynı bitki içinde bile önemli ölçüde farklılık gösterir. Yaprakların oluştuğu sıcaklık ne kadar düşük olursa, o kadar küçük oldukları ve yaprak bıçağındaki kesiklerin de o kadar büyük olduğu fark edildi. Tam tersine daha fazlası ile yüksek sıcaklık Yaprak ayasında küçük kesiklerle daha büyük yapraklar oluşur.

Erişkinlerde beslenme ve yaşam tarzına bağlı olarak vücut ağırlığı değişir; ineklerde süt verimi değişebilir; tavuklarda yumurta üretimi değişebilir. Kendini dağların yükseklerinde bulan bir insanda zamanla vücut hücrelerine oksijen sağlamak için kandaki kırmızı kan hücrelerinin içeriği artar.

3. Reaksiyon normu nedir? Bunu kanıtla spesifik örnekler kalıtsal olanın özelliğin kendisi değil, tepki normu olduğu şeklindeki ifadenin geçerliliği.

Reaksiyon normu, bir özelliğin modifikasyon değişkenliğinin sınırlarıdır. Yaprak uzunluğu, bitki boyu, hayvan vücut ağırlığı, sığır süt verimi ve tavuk yumurtası üretimi gibi bazı özellikler geniş bir reaksiyon oranına sahiptir. Diğerleri, örneğin çiçeklerin büyüklüğü ve şekli, tohumların, çiçeklerin ve meyvelerin rengi, hayvanların rengi, sütün yağ içeriği - daha dar bir reaksiyon normuna sahiptir.

Reaksiyon hızı genotip tarafından belirlenir ve kalıtsaldır. Örneğin, bir kişi doğrudan güneş ışığında ne kadar çok zaman geçirirse, cildin açıkta kalan bölgelerinde o kadar fazla melanin sentezlenir ve buna bağlı olarak rengi de o kadar koyu olur. Bildiğiniz gibi bronzlaşmanın yoğunluğu kalıtsal değildir, belirli bir kişinin özel yaşam koşullarına göre belirlenir. Ayrıca sürekli olarak doğrudan kontrol altında olan biri için bile güneş ışığı kişi Kafkas cilt, örneğin Negroid ırkının temsilcileri için tipik olan melanin miktarını sentezleyemez. Bu örnek, bir özelliğin değişkenlik aralığının (reaksiyon normu) genotip tarafından önceden belirlendiğini ve kalıtsal olanın özelliğin kendisi değil, organizmanın çevresel koşulların etkisi altında belirli bir fenotip oluşturma yeteneği olduğunu gösterir.

4. Değişikliklerin temel özelliklerini tanımlayın. Kalıtsal olmayan değişkenliğe neden grup değişkenliği de deniyor? Kesin?

Değişiklikler aşağıdaki temel özelliklere sahiptir:

● Tersinirlik – dış koşullardaki değişiklikle birlikte bireyler belirli özelliklerin ifade edilme derecesini değiştirir.

● Çoğu durumda yeterlidirler, ör. Bir semptomun şiddet derecesi doğrudan belirli bir faktörün yoğunluğuna ve etki süresine bağlıdır.

● Adaptif (adaptif) bir yapıya sahiptirler. Bu, değişen çevresel koşullara yanıt olarak bireyin hayatta kalmasına katkıda bulunan fenotipik değişiklikler sergilediği anlamına gelir.

● Kütle dağılımı - aynı faktör, genotipik olarak benzer olan bireylerde yaklaşık olarak aynı değişikliklere neden olur.

● Değişiklikler devralınmaz çünkü Modifikasyon değişkenliğine genotipte bir değişiklik eşlik etmez.

Kalıtsal olmayan (modifikasyon) değişkenliğe grup değişkenliği denir, çünkü çevresel koşullardaki bazı değişiklikler belirli bir türün tüm bireylerinde benzer değişikliklere neden olur (kütle özelliği). Modifikasyon değişkenliğine de kesin denir çünkü Değişiklikler yeterlidir, öngörülebilirdir ve bireylerin fenotipinde belirli bir yönde bir değişiklik eşlik eder.

5. Niceliksel özelliklerin değişkenliğini analiz etmek için hangi istatistiksel yöntemler kullanılıyor?

Kantitatif özelliklerin değişkenlik derecesini karakterize etmek için, bir varyasyon serisi ve bir varyasyon eğrisi oluşturmak gibi istatistiksel yöntemler en sık kullanılır.

Örneğin, aynı çeşit buğdayın karmaşık başaklarındaki başakçık sayısı oldukça geniş bir aralıkta değişmektedir. Kulakları başakçık sayısına göre artan sırada düzenlerseniz, bir dizi değişkenlik elde edersiniz. bu özelliğin, bireysel seçeneklerden oluşur. Varyasyon serisinde belirli bir varyantın ortaya çıkma sıklığı aynı değildir: en yaygın olanı, ortalama sayıda spikelet içeren ve daha az sıklıkla - daha fazla ve daha az olan kulaklardır.

Bu serideki varyantların dağılımı grafiksel olarak gösterilebilir. Bunu yapmak için, (v) seçeneğinin değerleri, artış sırasına göre apsis ekseninde ve her seçeneğin (p) ortaya çıkma sıklığı olan ordinat ekseninde çizilir. Bir özelliğin değişkenliğinin, hem varyasyon aralığını hem de bireysel değişkenlerin ortaya çıkma sıklığını yansıtan grafiksel ifadesine varyasyon eğrisi denir.

6. Bitkilerde, hayvanlarda ve insanlarda özelliklerin reaksiyon normunu bilmek pratikte ne kadar önemlidir?

Modifikasyon değişkenliği ve reaksiyon normlarının kalıplarına ilişkin bilgi, birçok göstergenin önceden tahmin edilmesine ve planlanmasına olanak tanıdığından büyük pratik öneme sahiptir. Özellikle yaradılış optimal koşullar genotipin uygulanması, yüksek hayvan verimliliği ve bitki verimi elde edilmesini mümkün kılar. Tıpta (belirli fizyolojik göstergelerin normlara nasıl karşılık geldiğini bilmek önemlidir), pedagojide (çocuğun yeteneklerini ve yeteneklerini dikkate alarak yetiştirme ve eğitim), hafif sanayide çeşitli insan özelliklerinin reaksiyon normunun bilgisi gereklidir. giysi, ayakkabı boyutları) ve insan faaliyetinin diğer birçok alanı.

7*. Eğer çuha çiçeği ise normal koşullar kırmızı çiçekleri vardır, 30–35ºС sıcaklıktaki bir seraya aktarılır ve yüksek nem, bu bitkideki yeni çiçekler zaten beyaz olacak. Bu bitki nispeten düşük sıcaklık koşullarına (15-20°C) döndürülürse yeniden kırmızı çiçekler açmaya başlar. Bu nasıl açıklanabilir?

Bu tipik örnek modifikasyon değişkenliği. Büyük olasılıkla, sıcaklıktaki bir artış, yapraklarda kırmızı pigmentin sentezini sağlayan enzimlerin aktivitesinde, tamamen etkisiz hale gelinceye kadar (30-35ºС'de) bir azalmaya neden olur.

8*. Kümes hayvanı çiftliklerinde neden gündüz saatleri yapay olarak yumurtlayan tavuklar için 20 saate uzatılıyor ve piliç yavruları için günde 6 saate düşürülüyor?

Uzunluk gündüz saatleri – önemli faktör Kuşların cinsel davranışlarını etkiliyor. Gündüz saatlerinin süresinin arttırılması seks hormonlarının üretimini harekete geçirir - böylece yumurta tavukları yumurta üretimini artırmak için uyarılır. Gündüz saatlerinin kısa olması cinsel aktivitenin azalmasına neden olur, bu nedenle piliç yavruları daha az hareket eder, birbirleriyle kavga etmez ve vücudun tüm kaynaklarını vücut ağırlığını artırmaya yönlendirir.

*Yıldızla işaretlenen görevler, öğrencilerin çeşitli hipotezler öne sürmelerini gerektirir. Bu nedenle, öğretmen işaretleme yaparken yalnızca burada verilen cevaba odaklanmamalı, aynı zamanda öğrencilerin biyolojik düşüncelerini, akıl yürütme mantığını, fikirlerin orijinalliğini vb. değerlendirerek her hipotezi dikkate almalıdır. Öğrencilerin verilen cevaba alışmasını sağlamak.

Genetik sadece kalıtımı değil aynı zamanda organizmaların değişkenliğini de inceler. Değişkenlik, canlı organizmaların yeni özellikler ve özellikler kazanma yeteneğidir. Değişkenlik sayesinde organizmalar değişen çevre koşullarına uyum sağlayabilir.

İki tür değişkenlik vardır: kalıtsal veya genotipik ve kalıtsal olmayan veya genotipte hiçbir değişikliğin meydana gelmediği fenotipik değişkenlik.

Bir organizmanın yaşam alanı, bir organizmanın özelliklerinin oluşumunda önemli bir rol oynar. Her organizma, organizmaların morfolojik ve fizyolojik özelliklerini değiştirebilecek faktörlerinin etkisini deneyimleyerek belirli bir ortamda gelişir ve yaşar; onların fenotipi.

Organizmalarda çevresel faktörlerin etkisiyle oluşan ve genotipi etkilemeyen değişkenliğe modifikasyon denir.

Modifikasyon değişkenliğine fenotipik denir Fenotip dış ortamın etkisi altında değiştiği için genotip değişmeden kalır. Çevresel faktörlerin etkisi altındaki özelliklerin değişkenliğine klasik bir örnek, ok ucundaki yaprakların çeşitliliğidir: suya batırılmış yapraklar şerit benzeri bir şekle sahiptir, su yüzeyinde yüzen yapraklar yuvarlaktır ve havadakiler ise yuvarlaktır. ok şeklindedir. Bitkinin tamamı suya batırılırsa yaprakları sadece şerit şeklinde olur. Ultraviyole ışınlarının etkisi altında olan kişilerde (albino değillerse) melanin maddesinin ciltte birikmesi sonucu bronzlaşma meydana gelir ve cilt renginin yoğunluğu kişiden kişiye farklılık gösterir. Bir kişi ultraviyole ışınlarının etkisinden mahrum bırakılırsa derisinin rengi değişmez.

Modifikasyon değişkenliği grup niteliğindedir yani aynı türün aynı koşullardaki tüm bireyleri benzer özellikler kazanır. Örneğin yeşil euglenalı bir kap karanlığa konursa hepsi yeşil rengini kaybeder, ancak tekrar ışığa maruz bırakılırsa hepsi tekrar yeşile döner.

Modifikasyon değişkenliği kesindir yani her zaman ona sebep olan faktörlere karşılık gelir. Böylece ultraviyole ışınlar insan derisinin rengini değiştirir (pigment sentezi arttıkça), ancak vücut oranlarını değiştirmez ve artan fiziksel aktivite ten rengini değil kas gelişiminin derecesini etkiler.

Ancak herhangi bir özelliğin gelişiminin öncelikle genotip tarafından belirlendiğini unutmamalıyız. Aynı zamanda genler, bir özelliğin gelişme olasılığını belirler ve bu özelliğin görünümü ve ifade derecesi büyük ölçüde çevresel koşullar tarafından belirlenir. Dolayısıyla bitkilerin yeşil rengi yalnızca klorofil sentezini kontrol eden genlere değil aynı zamanda ışığın varlığına da bağlıdır. Işık olmadığında klorofil sentezlenemez.

İşaretler çevre koşullarının etkisiyle değişebilse de bu değişkenlik sınırsız değildir. durumda bile normal gelişimşiddetinin derecesi değişir. Böylece, bir buğday tarlasında büyük kulaklı (20 cm veya daha fazla) ve çok küçük (3-4 cm) bitkiler bulabilirsiniz. Bu, genotipin, bir özellikteki değişikliğin meydana gelebileceği belirli sınırları belirlemesiyle açıklanmaktadır. Bir özelliğin varyasyon derecesi veya modifikasyon değişkenliğinin sınırları reaksiyon normu olarak adlandırılır. Kural olarak, niceliksel özellikler (verim, yaprak büyüklüğü, ineklerin süt verimi, tavukların yumurta üretimi) niteliksel özelliklerden (deri rengi, süt yağı içeriği, çiçek yapısı, kan grubu) daha geniş bir reaksiyon oranına sahiptir.

Reaksiyon normlarının bilgisi tarımsal uygulamalar için büyük önem taşımaktadır.

Bitkilerin, hayvanların ve insanların birçok özelliğinin modifikasyon değişkenliği genel yasalara tabidir. Bu modeller, bir grup bireyde özelliğin tezahürünün analizine dayanarak tanımlanır. İncelenen özelliğin her bir özel değerine değişken adı verilir ve v harfiyle gösterilir. Bireysel değişkenlerin ortaya çıkma sıklığı p harfiyle gösterilir. Örnek bir popülasyondaki bir özelliğin değişkenliğini incelerken, bireylerin incelenen özelliğin göstergesine göre artan sırada düzenlendiği bir varyasyon serisi derlenir. Varyasyon serisine dayanarak, her seçeneğin ortaya çıkma sıklığının grafiksel bir gösterimi olan bir varyasyon eğrisi oluşturulur (Şekil 8).

Örneğin, 100 başak buğdayı (n) alırsanız ve bir başaktaki başak sayısını sayarsanız, bu sayı 14'ten 20'ye kadar olacaktır - bu, (v) seçeneğinin sayısal değeridir.

Varyasyon serisi: v = 14 15 16 17 18 19 20

Pirinç. 8. Değişim eğrisi.

Her seçeneğin ortaya çıkma sıklığı p = 2 7 22 32 24 8 5

M, özelliğin ortalama değeri olduğunda, pay, varyantın ortaya çıkma sıklıklarına göre çarpımlarının toplamıdır ve payda, varyantların sayısıdır. Bu özellik için ortalama değer 17,13'tür.

Değişkenliği değiştirmek kalıtsal değildir ve bu nedenle fenotipik olarak da adlandırılır. Bir türün içinde dışsal farklılıklar yaratır. Modifikasyon değişiklikleri, genlerde sabit olmasa da onlar tarafından belirlenir ve genotip tarafından belirlenen sınırlara sahiptir.

Değişiklikler

Biyolojide modifikasyonlar, aynı genotipe sahip organizmalar arasındaki fenotipik farklılıklardır.

Pirinç. 1. Bitkilerdeki değişiklikler

Bu tür farklılıklara aşağıdakileri içerebilecek çevresel faktörler neden olur:

• toprak verimliliği;
• iklim koşulları;
• hayvan besleme;
• bitkiler için aydınlatma ve daha fazlası.

Değişiklikler uyarlanabilir tepkiler olarak ortaya çıkar ve çoğu durumda faydalı uyarlamalardır.

Çeşitli değişikliklere modifikasyon denir.
Modifikasyon değişkenliğine örnekler:

• dağ tavşanında renk değişikliği (mevsimsel değişiklikler);
• yetişkin toynaklılarda boynuz oluşumu (yaşa bağlı değişiklikler);
• artan beslenmeyle kilo alımı;
• antrenman sırasında kas hacminde artış;
• insan derisinin güneşte kararması ve çok daha fazlası.

Her tür için olası tüm değişiklikleri gösteren bir varyasyon serisi oluşturabilirsiniz.

EN İYİ 2 makalebununla birlikte okuyanlar

Pirinç. 2. Varyasyon serisi

Morfozlar

Organizmalar yüksek yoğunluktaki zararlı faktörlere maruz kalırsa, doğası gereği uyum sağlamayan, dramatik biçimde değişen özellikler geliştirebilirler. Bu tür değişikliklere morfoz denir.

Dışarıdan, morfozlar mutasyonlara benzer ve bu gibi durumlarda kalıtsal değişikliklerin tezahürünü "kopyaladıkları" için fenopopiler olarak adlandırılırlar.

Pirinç. 3. Fenopopiler

Morfozlar şekil bozukluklarıdır. Mutasyonların aksine genotipte sabit değildirler.

Genotipin etkisi

Değişiklikler çevre koşullarının etkisi altında meydana gelse de belirli bir genotip tarafından belirlenir.

Örneğin, içinde yaşayan insanlar yüksek dağlık alanlar kırmızı kan hücrelerinin sayısı ova sakinlerininkinden neredeyse üçte bir daha fazladır. Ancak kırmızı kan hücrelerinin artan üretimi yeteneği kişinin genotipi tarafından belirlenir, yani. modifikasyonlar kalıtsal bir temele sahiptir.

Bir organizma bir özelliği değil, belirli bir fenotip oluşturma yeteneğini miras alır. Dolayısıyla bireyler arasındaki farklılıklar hem çevresel hem de genetik faktörler tarafından belirlenmektedir.

Bir işaretin değişebileceği genliğe reaksiyon normu denir. Morfoz reaksiyon normunun dışındadır.

Özellikler

Bu tür değişkenlik bir grup doğasına sahiptir ve değişiklik aynı koşullar altında bulunan türün tüm bireylerinde meydana geldiğinden bazen grup değişkenliği olarak da adlandırılır.

Euglena'lı bir kap karanlık bir yere yerleştirilirse hepsi yeşil rengini kaybeder. Euglena'yı ışığa geri döndürürseniz, renk de herkese geri dönecektir. Bu aynı zamanda değişikliklerin geri döndürülebilirliğini de gösterir.

Ancak insanlarda artan beslenme, herkeste değil, genetik olarak buna yatkın olanlarda vücut ağırlığında artışa neden olacaktır.

Bir deneyde, bir araştırmacı 22 nesilden fazla farenin kuyruklarını çıkardı ve onları birbirleriyle çaprazladı. İncelenen 1.592 hayvandan tek bir tanesi bile yapay modifikasyonun etkili olduğu yavruları doğurmadı.

Anlam

Modifikasyon değişikliklerinin oluşumu, bir organizmanın yaşamında uyarlanabilir bir öneme sahiptir.

Örneğin bronzlaşırken koyulaşan cilt, ultraviyole ışınlarının vücuda nüfuzunu sınırlar, bu da olumsuz sonuçlar olmadan güneşte daha uzun süre kalmanıza olanak tanır.

Tarımda, her cinsin reaksiyon hızını bilerek optimum verimlilik göstergelerine ulaşabilirsiniz.

Ne öğrendik?

11. sınıfta organizmaların değişkenliğini incelerken, onun modifikasyon çeşitliliğini tanımladık. Modifikasyon değişkenliği, reaksiyon normunun sınırları dahilinde karakteristik değişkenler oluşturma özelliğidir. Özellikleri: tersine çevrilebilirlik ve grup doğası. Değişikliklerin nedenleri çevresel faktörlerdir. Değişiklik devralınmaz.

Konuyla ilgili deneme

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama derecelendirme: 4.6. Alınan toplam puan: 83.