Т ема 11. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОТИПА И СРЕДЫ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ПРИЗНАКА. МОДИФИКАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Задачи:

1. Расширить знание о влиянии факторов внешней среды на процесс формирования признаков организма.

2. Научить определять факторы среды, способные влиять на определенные признаки организма; обосновать последствия этого воздействия.

3. Убедить в том, что формирование фенотипа является следствием взаимодействия генотипа и факторов внешних условий.

Изменчивость — это свойство организмов, которое заключается в способности приобретать новые черты строения, развития, функционирования или утрачивать прежние; является универсальным свой­ством живого, от вирусов и микроорганизмов до растений, живот­ных и человека. Различают изменчивость модификационную (ненаследственную) и генотипическую (наслед­ственную).

 

 

 

    

 

Первыми исследователями, обратившими внимание на модификационную изменчивость, были К. Нэгели (1865), В. Иоганнсен.

Модификации – это индивидуальные реакции организма на внешнее воздействие, не имеющие обратной связи с генотипом, по наследству  не передающиеся.

Модификационная изменчивость представляет собой эволюционно закрепленные адаптивные реакции организма в ответ на изменение условий внешней среды при неизменном генотипе.

(Если из поколения в поколение отрубать мышам хвосты, как это делал Вейсман, потомство все равно будет хвостатым). При одном и том же генотипе, но при разных условиях развития, фенотипы существенно различаются.

Характеристика модификаций:

- Как правило, модификации предсказуемы и носят однонаправленный характер. Разделите поросят одного помета на первую группу – хороший уход, кормление; вторую – антисанитария, голодание. Прогнозировать массу тела поросят двух групп очень легко. Семена растения, выращенные в разных условиях. При одинаковом воздействии на организмы возникают одинаковые модификации. Массовый характер изменений у большинства особей в популяции. Характерные изменения телосложения имеют: штангисты, метатели ядра, гимнасты, атлеты, боксеры.

- Модификации зависят от силы и длительности воздействия, чем сильнее и длительние воздействие – тем ярче изменение признака (адекватность изменений воздействиям среды). Лишить человека сна на 1 сут, 3, 7  – варианты нарушей психо-эмоционального состояния различны; ребенок горбится за партой 1 день, 1 мес, 1 год, 10 лет.

- Модификации, как правило, обратимый характер, т.е. ослабевают или даже совсем исчезают после прекращения действия модифицирующего фактора. Кратковременность большинства модификаций. У альпинистов, поднимающихся в горы, число эритроцитов увеличивается в 2 раза, в момент спуска в долину параметры крови приходят в норму. В ряде случаев модификации могут быть устойчивыми, сохраняясь всю жизнь (травма).

- Устойчивость модификации может зависеть от стадии онтогенеза, когда идет воздействие (занятие волейболом, баскетболом в подростковом возрасте – усиливает рост тела).

- Как правило, модификации носят адаптивный, приспособительный характер, позволяя организму выжить при неблагоприятных характер (постепенное закаливание организма - моржевание). Глаз ребенка становится близким от постоянной зрительной нагрузки на близком расстоянии: книги, TV, компьютер.

- Модификационная изменчивость может быть очень существенной, но она никогда не выходит за пределы нормы реакции, контролируемой генотипом. У человека среднестатистическая нормальная температура тела +36,6⁰С, у попугая +42⁰С. Как бы мы не кормили поросенка – он размеров слона не достигнет.

В естественных популяциях есть так называемые «пионерные особи», они существуют на границе переносимых видом условий. Выход за пределы нормы реакции чреват гибелью организма. Границы изменчивости признака, как и самой среды обитания, строго видоспецифичны. Чем сильнее крайние отклонения отличаются от среднего значения – тем больше модификационный размах.

- Модификации подчиняются законам вариационной статистики. Для каждого вида существуют свои, пределы выносливости (закон ). Особи со средней выносливостью встречаются гораздо чаще. Но, вместе с тем есть и отдельные максимально устойчивые организмы – «пионерные особи», которые могут проникать в биоты, где факты среды далеки от оптимальных. Особи, существующие на границе переносимых видом условий в ходе дальнейшего мутационного процесса могут основать новую «климатическую расу».

Мнения генетиков относительно того носят ли модификации эволюционное значение разделились. Русский генетик И.И.Шмальгаузен в книге «Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии» в 1982 г. писал: «Адаптивная модификация является первой пробой реакции, при помощи которой организм как бы проверяет возможность замены среды или возможность более успешного ее использования».

Модификационные изменения возникают под воздействием факторов окружающей среды, которые подразделяются на:

а) абиотические (свет, температура, влажность, химсостав воздуха, воды, почвы);

б) биотические (влияние со стороны других организмов);

в) антропогенные (производственная деятельность человека).

Организм наследует не признак как таковой, а способность формировать определенный фенотип в конкретных условиях среды. В формировании признаков организма, наряду с генетической информацией, полученной от родителей, большую роль играют конкретные условия внешней среды.

Границы модификационной изменчивости для разных признаков и при разных условиях, могут быть очень различными.

Пределы модификационной изменчивости признака называют его нормой реакции.

Одни признаки очень, сильно зависят от влияния факторов среды, другие – в меньшей степени, а третьи – практически не зависят.

1. Признаки с широкой нормой реакции: степень развития мышц (физ. упражнения, культуризм) и масса тела (наследственные факторы играют свою роль, но при этом огромное значение приобретают питание, физ.нагрузка, двигательная активность). В природных условиях широкая норма реакции (широкая приспособленность) может иметь важное значение для сохранения и процветания вида. Например, крысы – приспособились и живут в холодильных камерах, делая гнездо в замершей туше, в обшивке паровых котлов (тем-ра = +45–50⁰С).

2. Признаки со средней нормой реакции – рост человека в значительной степени определяется генотипом, но существенно зависит от сред. факторов.

3. Признаки с узкой нормой реакции: Rh, pH крови, группа крови, цвет глаз, волос, окраска шерсти у животных – практически полностью зависят от генотипа.

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: