De ce modificările sunt utile pentru organism. Principalele caracteristici ale variabilității modificării. Caracteristici comparative ale formelor de variabilitate
Variabilitatea modificării este destul de mare proprietate importantă organismele să se adapteze la mediul lor. Acesta este un complex de reacții care reprezintă un organism sau o întreagă populație la o schimbare a condițiilor de mediu. De exemplu, sub soare, pielea se întunecă mai mult sau mai puțin la fiecare persoană.
Variabilitatea modificării și proprietățile acesteia
Această proprietate a organismelor are unele caracteristici:
- Variabilitatea modificării afectează doar fenotipul (trăsăturile externe), dar nu afectează genotipul (setul individual de informații genetice).
- Este de natură de grup - dacă unele condiții de mediu afectează un grup de organisme, atunci toți reprezentanții săi experimentează apariția acelorași semne.
- Reversibilitate - schimbările apar cu influența constantă a anumitor factori. Dacă organismul este transferat în alte condiții sau influența factorului este eliminată, atunci modificările fenotipice dispar.
- Modificările care au avut loc sub influența factorilor externi nu sunt moștenite.
Trebuie remarcat faptul că variabilitatea modificării este de mare importanță pentru proces, fapt este că în natură supraviețuiesc acele organisme care sunt cele mai adaptate condițiilor, în special cu o schimbare bruscă a factorilor externi. Combinatorie și departe de a fi pe deplin oferă organismului capacitatea de adaptare.
Variabilitatea modificării: exemple
În natură, se pot găsi nenumărate exemple de astfel de schimbări în organism. Mai jos sunt cele mai comune.
- La escaladarea munților, unde condițiile de mediu se schimbă, se observă o creștere a numărului de celule roșii din sânge în sângele unei persoane sau al unui animal, ceea ce asigură aprovizionarea normală cu oxigen.
- Când este expus la razele ultraviolete în țesuturile pielii, începe o eliberare crescută de pigmenți.
- Ca rezultat al antrenamentului intens constant masa musculara crește semnificativ. După încetarea exercițiilor, corpul își pierde treptat elasticitatea, mușchii scad în dimensiune.
- Dacă un iepure alb de Himalaya este mutat într-un climat temperat și zona corpului este bărbierită, noul blană va fi de culoare gri.
- Dacă copacii au deja frunze înflorite complet, iar noaptea vor fi afectați de temperaturi sub zero, atunci dimineața veți observa o nuanță roșiatică caracteristică.
Pentru a înțelege natura dispozitivelor de modificare, este necesar să se ia în considerare și alte forme de variabilitate.
Variabilitatea combinatorie
O astfel de variabilitate apare ca rezultat în timpul fuziunii gameților. Acum luați în considerare un exemplu: dacă tatăl copilului are părul închis la culoare, iar mama are părul blond, iar Copilul se poate naște cu ochi verzi și păr blond, sau păr închis și ochi albaștri. Aceste modificări fenotipice la descendenți sunt furnizate de variabilitatea combinatorie.
Variabilitatea mutațională
Schimbările apar atunci când organismul este expus la agenți mutageni de natură chimică, fizică sau biologică. Variabilitatea mutațională în contrast cu modificarea:
- apare spontan și este aproape imposibil de prezis;
- provoacă modificări ale materialului genetic;
- modificările mutaționale sunt persistente și sunt moștenite;
- mutațiile pot fi atât benigne, cât și pot provoca patologii până la un rezultat letal;
- nu depind de condițiile de mediu;
- apar la indivizi individuali;
După cum puteți vedea, variabilitatea este un proces foarte complex care afectează atât genotipul, cât și caracteristicile fenotipice. Datorită modificărilor, combinațiilor și mutațiilor, organismele s-au schimbat treptat, îmbunătățindu-se și adaptându-se la schimbări.
39. Variabilitatea modificării și valoarea ei adaptativă.
Variabilitate- proprietatea generală a organismelor de a dobândi trăsături noi în procesul ontogenezei. Variabilitatea neereditară sau de modificare și ereditară (mutațională și combinativă). Exemple de variabilitate neereditară: o creștere a greutății umane cu o alimentație abundentă și un stil de viață sedentar, aspectul bronzului; exemple de variabilitate ereditară: o șuviță albă de păr uman, o floare de liliac cu cinci petale.
Fenotip- un set de semne externe și interne, procese de activitate vitală a organismului. Genotipul este totalitatea genelor dintr-un organism. Formarea fenotipului sub influența genotipului și a condițiilor de mediu. Motivele variabilității modificării sunt impactul factorilor de mediu. Variabilitatea modificării este o modificare a fenotipului care nu este asociată cu modificări ale genelor și ale genotipului.
Caracteristici ale variabilității modificării- nu este moștenită, deoarece nu afectează genele și genotipul, are un caracter masiv (se manifestă în același mod la toți indivizii speciei), este reversibilă - schimbarea dispare dacă factorul care a determinat-o încetează să mai acționeze . De exemplu, la toate plantele de grâu, atunci când sunt fertilizate, creșterea se îmbunătățește și greutatea crește; atunci când practicați sport, masa musculară la o persoană crește, iar odată cu încetarea acestora scade.
Rata de reacție- Limitele variabilității modificării unei trăsături. Gradul de variabilitate al semnelor. Rată largă de reacție: modificări mari ale trăsăturilor, de exemplu, producția de lapte la vaci, capre, greutatea animalelor. Viteza de reacție îngustă - mici modificări ale semnelor, de exemplu, conținutul de grăsime al laptelui, culoarea blanii. Dependența variabilității modificării de viteza de reacție. Moștenirea vitezei de reacție de către organism.
Atât caracteristicile cantitative, cât și calitative sunt supuse variabilității modificării. Apariția modificărilor se datorează faptului că factori de mediu importanți precum lumina, căldura, umiditatea, compoziție chimicăși structura solului, aerul, afectează activitatea enzimelor și, într-o anumită măsură, modifică cursul reacțiilor biochimice care apar într-un organism în curs de dezvoltare. Acest lucru, în special, explică apariția diferitelor culori de flori în primul și lână la iepurii de Himalaya, așa cum sa discutat mai sus.
Exemple de variabilitate a modificărilor la oameni sunt pigmentarea crescută a pielii (bronzarea) sub influența razelor ultraviolete, o dezvoltare puternică a sistemului musculo-scheletic ca urmare a activitate fizica etc. Variabilitatea modificării ar trebui să includă și fenomenul de homeostazie fiziologică - capacitatea organismelor de a rezista la condițiile de mediu fluctuante printr-un răspuns adaptativ. Deci, într-o persoană când stați pe diferite înălțimi deasupra nivelului mării se produce un număr inegal de globule roșii: în 1 mm j de sânge la oamenii care locuiesc în zonele de la nivelul mării, acestea sunt de două ori mai puține decât la oamenii care trăiesc sus, la munte.
Numărul de celule roșii din sânge crește proporțional cu ridicarea deasupra nivelului mării. Acest fenomen poate fi explicat cu ușurință dacă ne amintim că funcția principală a eritrocitelor este transferul de oxigen de la plămâni la țesuturi și de dioxid de carbon de la țesuturi la plămâni. O creștere a altitudinii este însoțită de o scădere a concentrației de oxigen din atmosferă, ceea ce duce la o lipsă de oxigen în țesuturi. Prin urmare, nevoia urgentă de oxigen determină oamenii și animalele să răspundă adaptativ prin schimbarea numărului de celule roșii din sânge la diferite altitudini.
Înţeles modifications.
Natura adaptativă a variabilității modificării este reacția adaptativă a organismelor la schimbările condițiilor de mediu.
Variabilitatea modificării în condiții naturale este de natură adaptativă și în acest sens are o importanță deosebită în evoluție. Modificările adaptive determinate de norma reacției permit organismului să supraviețuiască și să lase urmași în condițiile de mediu modificate.
Cunoașterea tiparelor de variabilitate a modificării este, de asemenea, de mare importanță practică, deoarece vă permite să prevedeți și să planificați în avans. utilizare maximă capabilitățile fiecărei soiuri de plante și rase de animale. În special, crearea unor condiții optime cunoscute pentru realizarea genotipului asigură o productivitate ridicată a acestora.
Această abordare se aplică în mod egal oamenilor. Fiecare copil are anumite abilități, uneori chiar în mai multe domenii. Sarcina psihologilor și educatorilor este de a găsi această zonă cât mai devreme și de a asigura dezvoltarea maximă a copilului în această direcție (împreună cu educatie generala), adică, în limitele normei de reacție, atinge nivelul maxim de realizare a genotipului său.
| " |
În acest caz, modificarea specifică modificată a trăsăturii care a apărut nu este moștenită, dar intervalul unei astfel de variabilitati, sau viteza de reacție, este determinată și moștenită genetic. Modificările persistă numai pe toată durata vieții unui anumit organism.
Atât caracteristicile cantitative, cât și calitative sunt supuse variabilității modificării. Apariția modificărilor se datorează faptului că factori de mediu atât de importanți, cum ar fi lumina, căldura, umiditatea, compoziția chimică și structura solului, aerul, afectează activitatea enzimelor și, într-o anumită măsură, modifică cursul reacțiilor biochimice. care apar într-un organism în curs de dezvoltare. Acest lucru, în special, explică apariția diferitelor culori de flori în primul și lână la iepurii de Himalaya, așa cum sa discutat mai sus.
Exemplele de variabilitate de modificare la oameni includ pigmentarea crescută a pielii (bronzarea) sub influența razelor ultraviolete, dezvoltarea puternică a sistemului musculo-scheletic ca urmare a efortului fizic etc. Variabilitatea modificării ar trebui să includă și fenomenul de homeostazie fiziologică - capacitatea organismelor pentru a rezista la condițiile de mediu fluctuante prin răspuns adaptiv. Deci, atunci când o persoană stă la diferite înălțimi deasupra nivelului mării, se produce un număr inegal de eritrocite: în 1 mm j de sânge la oamenii care locuiesc în zonele la nivelul mării, acestea sunt de două ori mai puține decât la oamenii care trăiesc sus, la munte.
Numărul de celule roșii din sânge crește proporțional cu ridicarea deasupra nivelului mării. Acest fenomen poate fi explicat cu ușurință dacă ne amintim că funcția principală a eritrocitelor este transferul de oxigen de la plămâni la țesuturi și de dioxid de carbon de la țesuturi la plămâni. O creștere a altitudinii este însoțită de o scădere a concentrației de oxigen din atmosferă, ceea ce duce la o lipsă de oxigen în țesuturi. Prin urmare, nevoia urgentă de oxigen determină oamenii și animalele să răspundă adaptativ prin schimbarea numărului de celule roșii din sânge la diferite altitudini.
Această reacție este reversibilă: mutarea în locuri situate la nivelul mării duce la scăderea numărului de globule roșii din sânge.
Analiza statistică a variabilității modificării. Mediile condiționate precum umiditatea, temperatura, iluminarea, proprietățile fizice ale solului și fertilitatea acestuia, adâncimea de așezare a semințelor, interacțiunea și competiția plantelor cu alți conviețuitori, nu sunt niciodată identice nici măcar în același domeniu. Prin urmare, lungimea spicelor de grâu dintr-un câmp poate varia de la 6 la 14 cm, iar dimensiunea frunzelor unui copac variază uneori și mai mult, deși genotipul lor este același. Dacă frunzele sau urechile sunt aranjate în ordinea crescătoare sau descrescătoare a lungimii lor, atunci se dovedește serie de variație a variabilității a acestei caracteristici, care este compusă din individ opțiune, adică numărul de frunze ale unui copac sau de spiculeți dintr-un spic de grâu care au aceiași indicatori.
După cum arată calculele, frecvența de apariție a variantelor individuale în seria de variații nu este aceeași. Cel mai adesea apare valoarea medie a trăsăturii, iar spre ambele capete ale seriei variaționale, frecvența de apariție scade în mod natural. Să luăm în considerare acest lucru folosind exemplul variabilității numărului de spiculete dintr-un spic de grâu. Să luăm în mod arbitrar (fără a alege) 100 de urechi de un fel și să numărăm numărul de urechi din fiecare dintre ele. Aranjam numerele (opțiunile) obținute în ordinea crescătoare a atributului și calculăm de câte ori apare fiecare opțiune v pe fiecare rând R, apoi le grupăm, adică compunem o serie variațională:
Distribuția opțiunilor din această serie poate fi exprimată vizual pe grafic (Fig. 3.12). Pentru a face acest lucru, pe axa absciselor, valorile variantei v sunt reprezentate grafic în ordinea creșterii lor, pe axa ordonatelor - frecvența de apariție. R fiecare opțiune.
O expresie grafică a variabilității unei trăsături, care reflectă atât gama variațiilor, cât și frecvența de apariție a variantelor individuale, se numește curba de variatie. S-a stabilit că variabilitatea modificării la plante, animale și oameni are caracteristici comune.
Orez. 3.12. Curba de variație a numărului de spiculeți dintr-un spic de grâu.
Curba de pe grafic este de obicei simetrică, mai ales atunci când un număr mare de indivizi sunt studiati. Aceasta înseamnă că variațiile, atât mari cât și mici, care diferă de media aritmetică prin aceeași cantitate, apar la fel de des. Rezultă că valorile minime și maxime ar trebui să apară foarte rar, dar cu aceeași frecvență.
Înţeles modifications. Variabilitatea modificării în condiții naturale este de natură adaptativă și în acest sens este importantă în evoluție. Modificările adaptive determinate de norma reacției permit organismului să supraviețuiască și să lase urmași în condițiile de mediu modificate.
Cunoașterea tiparelor de variabilitate a modificării este, de asemenea, de mare importanță practică, deoarece permite să se prevadă și să se planifice în avans utilizarea maximă a capacităților fiecărei soiuri de plante și rase de animale. În special, crearea unor condiții optime cunoscute pentru realizarea genotipului asigură o productivitate ridicată a acestora.
Această abordare se aplică în mod egal oamenilor. Fiecare copil are anumite abilități, uneori chiar în mai multe domenii. Sarcina psihologilor si educatorilor este de a gasi cat mai devreme acest domeniu si de a asigura dezvoltarea maxima a copilului in aceasta directie (alaturi de educatia generala), adica, in limitele normei de reactie, pentru a atinge nivelul maxim de realizare. a genotipului său.
Variabilitate - capacitatea organismelor de a dobândi trăsături noi care provoacă diferențe între indivizii din cadrul unei specii. Variabilitatea ca proprietate a celor vii este opusul eredității. Sursele de variabilitate pot fi combinații și recombinări ale materialului genetic, modificări ale structurii unei gene sau a cromozomilor și influența condițiilor de mediu. În funcție de natura variabilității, se disting două forme principale: ereditare și neereditare. Primul dintre ele este asociat cu o schimbare a genotipului, al doilea - a fenotipului. Variabilitatea non-ereditară Darwin a numit-o definită, iar variabilitatea ereditară - nedefinită.
forme de variabilitate
|
Neereditare sau fenotipic (apare fără modificări ale genotipului și nu se păstrează în timpul reproducerii sexuale) |
Ereditar sau genotipic (asociat cu o schimbare a genotipului și, prin urmare, persistă de-a lungul generațiilor) |
||
|
Modificare (fenotipul se modifică sub influența anumitor condiții de existență a organismelor) |
Ontogenetică (fenotipul se modifică datorită funcționării diferitelor gene în diferite stadii de ontogeneză) |
Mutații (modificări ale genotipului datorate mutațiilor) |
Combinativ (genotipul se modifică datorită formării de noi combinații de gene) |
Variabilitatea ereditară și non-ereditară oferă toată varietatea diferențelor individuale ale organismelor. Rolul fiecăreia dintre formele de variabilitate în evoluția lumii organice este diferit. Variabilitatea ereditară este un factor elementar în evoluție, care furnizează material pentru selecția naturală și artificială. Variabilitatea neereditară asigură adaptarea organismelor la condițiile unui mediu în schimbare.
Variabilitatea modificării și proprietățile YY
Variabilitatea modificării - aceasta este o formă de variabilitate neereditară, care este asociată cu modificări ale fenotipului datorită influenței condițiilor de existență și nu este asociată cu modificări ale genotipului. Variabilitatea modificării se găsește la toate organismele, indiferent de metodele de reproducere, specii și varietatea condițiilor de viață. Modificările de modificare într-o trăsătură nu sunt moștenite, dar rata lor de reacție, adică intervalul de variabilitate, este ereditară și este determinată de genotip. Variabilitatea modificării, de regulă, este de natură oportună, corespunde condițiilor de existență și este adaptativă. Modificările se numesc modificări fenotipice care apar sub influența condițiilor de mediu. apariţia lor se datorează faptului că condiţiile de mediu afectează reacţiile enzimatice care au loc în organism şi într-un anumit fel le schimbă cursul. Acest lucru, în special, explică aspectul culoare diferita flori de primulă și depunere de pigment în părul iepurilor de Himalaya. Exemple de variabilitate de modificare la oameni pot fi pigmentarea crescută sub influența radiațiilor ultraviolete, dezvoltarea sistemelor musculare și osoase ca rezultat al efortului fizic și altele asemenea.
Proprietățile generale ale variabilității modificării sunt:
1 ) versatilitate - apare în toate organismele, indiferent de metodele de reproducere, specii și varietatea condițiilor de viață;
2 ) certitudine - aceeași acțiune provoacă o modificare egală și destul de clară la toți indivizii asemănători genetic (de exemplu, la toți indivizii plantei cu vârf de săgeată scufundați în apă, lungi și frunze subțiri, iar cele care cresc pe uscat sunt în formă de săgeată);
3 ) caracter de masă - o anumită influență poate determina apariția unor astfel de modificări la toți indivizii asemănători genetic;
4 ) NU mostenit (de exemplu, șoarecii fără coadă, ale căror cozi au fost tăiate, au dat întotdeauna naștere la șoareci cu coadă)
5 ) temporar - modificările pot dispărea în timpul vieții unui individ dacă acțiunea factorului care le provoacă încetează (de exemplu, zasamga umană dispare complet iarna)
6 ) modificările de modificare care apar în principal în stadiile incipiente ale ontogenezei pot persista pe tot parcursul vieții unui individ, dar nu sunt moștenite(de exemplu, parintii care au avut rahitism nasc copii normali);
7 ) orientare - modificările au ca scop adaptarea organismelor la modificările acţiunii anumitor factori mediu inconjurator(de exemplu, bronzul protejează o persoană de efectele nocive ale radiațiilor solare, înlocuirea părului de mamifer cu unul gros în timpul napârlirii de toamnă ajută la protejarea împotriva temperaturilor scăzute);
8 ) caracter adaptativ - majoritatea modificărilor sunt utile în reacțiile adaptative ale organismelor (de exemplu, ca răspuns la expunerea la lumina soarelui, pielea umană se întunecă).
Variabilitatea modificării joacă un rol excepțional în viața organismelor, asigurând, de regulă, adaptabilitatea acestora la condițiile de mediu în schimbare. Cu toate acestea, sub influența factorilor fizici și chimici cu care organismul nu apare în natură (sau apare în doze mult mai mici, sau strămoșii săi nu au trebuit să se întâlnească), apar modificări care nu au semnificație adaptativă. Se numesc astfel de modificări morfoze. De exemplu:
■ dacă umbriți tulpina cartofului, tuberculii nu vor apărea în sol, ci deasupra solului;
■ adăugarea de săruri de argint la larvele muștelor de fructe duce la o culoare galbenă a corpului și a vilozităților;
■ o consecinţă a acţiunii alcoolului în perioada Dezvoltarea embrionară este sindromul alcoolic fetal (retardare mintală, strabism, defecte cardiace, nanism, microcefalie etc.).
Modele statistice ale variabilității modificării
Variabilitatea modificării este supusă anumitor modele statistice. Pentru a determina aceste modele, este necesar să se analizeze comportamentul semnelor cu un anumit set de observații, care se numește probă. Eșantionul poate include de la 10 la 1000 de observații. Pe baza datelor eșantionului, se construiește o serie de variabilitate a trăsăturilor sau o serie de variații.
Seria de variații - o succesiune de indicatori numerici ai manifestărilor unei anumite trăsături (opțiune) dispuse în ordine crescătoare sau descrescătoare.
Caracteristicile seriei de variații pot fi reprezentate grafic ca o curbă de variație.
curba de variatie - aceasta este o expresie grafică a indicatorilor cantitativi ai variabilității unei anumite trăsături, care ilustrează atât intervalul de variabilitate, cât și frecvența de apariție a variantelor individuale.
Pentru a caracteriza variabilitatea unei trăsături, se calculează mijloc valoarea (M) conform formulei: M = Σ (v p) / n, Unde M- valoarea medie a semnului, v- opțiune, G.- frecvența opțiunilor, η - numărul total de opțiuni.
În studiul semnelor, se manifestă cel mai adesea o serie de modele statistice.
Orice semn se poate schimba doar în anumite limite. Genele determină nu manifestări gata ale semnelor, ci norma de reacție semne, adică anumite limite în care acestea pot varia în funcţie de intensitatea impactului factorilor de mediu. De exemplu, în plantă de casă Primroza chineză la o temperatură de 15-20 ° C, florile sunt roșii, iar la 30-35 ° C - albe.
Semnele diferite au un scop diferit norme de reacție. Viteza de reacție este limitele variabilității de modificare a trăsăturii, care determinat genotip. Pentru studiul vitezei de reacție, se folosește material omogen genetic, care este plasat în diverse conditii mediu (clone, linii pure, gemeni identici). Granițele normei de reacție sunt determinate de genotip, dar manifestarea fenotipică în cadrul normei de reacție se poate modifica sub influența condițiilor de mediu. Rata de reacție pentru diferite trăsături poate fi lipsit de ambiguitate(de exemplu, grupele sanguine, culoarea ochi) , îngust(conținutul de grăsime al laptelui la vaci), larg(cantitatea de lapte la vaci). Pentru a studia norma reacției semnelor și a identifica modelele de manifestare a acestora, metode matematice, iar stiinta se numeste biometrie. Determinarea vitezei de reacție joacă un rol important în producția de culturi (pentru obținerea de recolte mari) și creșterea animalelor (pentru creșterea productivității), în medicină (pentru a dezvolta criterii pentru indicatorii normali la o persoană sănătoasă).
Majoritatea organismelor au o valoare medie sau apropiată de medie a trăsăturii. Acest lucru se datorează faptului că combinația de condiții numai favorabile sau numai nefavorabile este rară. Există foarte puține organisme cu abateri mari de caractere de la valorile medii din natură.
Intervalul variabilității modificării este afectat de condițiile externe și interne. Cu cât condițiile externe de dezvoltare a acestor indivizi sunt mai omogene, cu atât variabilitatea modificării se manifestă mai puțin. Manifestarea fenotipică a unei gene este influențată semnificativ de alte gene (de exemplu, înălțimea umană este determinată de mai multe perechi de gene polimerice). Dezvoltarea trăsăturii este influențată și de sistemele de reglare ale corpului (de exemplu, culoarea strălucitoare a penelor la cocoși se datorează acțiunii hormonului sexual masculin, iar introducerea hormonilor feminini în acesta suprimă dezvoltarea acestui trăsătură).
VARIABILITATEA ORGANISMELOR.
PRINCIPALE REGULARI ALE FENOMENELOR DE VARIABILITATE
Genetica studiază nu numai fenomenul de ereditate, ci și fenomenul de variabilitate.
Variabilitatea organismelor se exprimă prin diferențe între indivizi într-un număr de caractere sau proprietăți. Aceste diferențe pot depinde de modificările factorilor ereditari ai genelor pe care le-au primit de la părinți și de condițiile externe în care se dezvoltă organismul.
Putem spune că variabilitatea este o proprietate opusă eredității. Variabilitatea a determinat diversitatea naturii vii în cursul evoluției.
Evaluarea diversităţii de trăsături - variabilitate - la indivizi se face întotdeauna în funcţie de manifestarea lor fenotipică. Cu toate acestea, motivele diversității lor fenotipice pot fi diferite: diferența de genotipuri sau diversitatea condițiilor de mediu care au determinat variația în manifestarea trăsăturilor la organismele acelorași genotipuri.
Există 2 forme de variabilitate (Figura 14):
ü ereditar (genotipic);
ü neereditare (fenotipic = modificare).
Variabilitatea ereditară este asociată cu modificări ale factorilor ereditari. Există două tipuri de variabilitate ereditară: combinativă și mutațională.
Variabilitatea combinativă (hibridă) se caracterizează prin apariția neoplasmelor ca urmare a combinării și interacțiunii genelor formelor parentale.
Variabilitatea mutațională provoacă modificări structurale ale cromozomilor, ducând la apariția de noi trăsături ereditare ale organismului.
Variabilitatea modificării nu provoacă o modificare a genotipului, ea este asociată cu reacția aceluiași genotip la o modificare a condițiilor externe în care are loc dezvoltarea organismului și care creează diferențe în formele de manifestare a acestuia.
Figura 14. Clasificarea variabilității.
variabilitatea modificării.
Variabilitatea modificării (= variabilitate fenotipică)- acestea sunt modificări ale caracteristicilor organismelor care nu se datorează modificărilor genotipului și care apar sub influența factorilor de mediu.
Habitatul joacă un rol important în formarea caracteristicilor organismelor. Fiecare organism se dezvoltă și trăiește într-un anumit mediu, experimentând acțiunea factorilor săi care pot modifica proprietățile morfologice și fiziologice ale organismelor, i.e. fenotipul acestora.
Se presupune că cauzele modificărilor pot fi inducerea și reprimarea unor enzime.
Un exemplu de variabilitate a trăsăturilor sub influența factorilor de mediu este formă diferită frunze de vârf de săgeată: frunzele scufundate în apă au formă de panglică, frunzele care plutesc la suprafața apei sunt rotunjite, iar cele din aer sunt în formă de săgeată (Figura 15). Sub influența razelor ultraviolete, oamenii (dacă nu sunt albinos) dezvoltă un bronz ca urmare a acumulării de melanină în piele, iar la diferite persoane intensitatea culorii pielii este diferită.
Figura 15. Vârful de săgeată comun, care crește în apă și pe mal.
Variabilitatea modificării este caracterizată de următoarele proprietăți principale:
1) nu este moștenit;
2) are un caracter de grup de schimbări (indivizii aceleiași specii, plasați în aceleași condiții, dobândesc caracteristici similare);
3) există o corespondență de modificări ale acțiunii factorului de mediu;
4) există o dependenţă a limitelor de variabilitate de genotip.
În ciuda faptului că, sub influența condițiilor de mediu, semnele se pot schimba, această variabilitate nu este nelimitată. Acest lucru se explică prin faptul că genotipul definește limitele specifice în care poate apărea o schimbare a trăsăturii. Se numesc gradul de variație al unei trăsături sau limitele variabilității modificării Rata de reacție.
Viteza de reacție este exprimată în totalitatea fenotipurilor de organisme care se formează pe baza unui anumit genotip sub influența diferiților factori de mediu. De regulă, trăsăturile cantitative (înălțimea plantei, randamentul, dimensiunea frunzelor, producția de lapte de vacă, producția de ouă de găină) au o rată de reacție mai mare, adică pot varia mult decât trăsăturile calitative (culoarea lânii, conținutul de grăsime din lapte, structura florii, grupa sanguină). Cunoașterea vitezei de reacție mare importanță pentru practicarea agriculturii si a medicinei.
Variabilitatea modificării multor caracteristici ale plantelor, animalelor și oamenilor este supusă tipare generale. Aceste modele sunt relevate pe baza analizei manifestării trăsăturii la un grup de indivizi ( n). Gradul de severitate al trăsăturii studiate la membri cadru de prelevare diferit. Fiecare valoare specifică a caracteristicii studiate este numită opțiuneși notat cu scrisoarea v . Frecvența de apariție a variantelor individuale este indicată de literă p . Când se studiază variabilitatea unei trăsături într-o populație eșantion, se întocmește o serie de variații în care indivizii sunt aranjați în ordinea crescătoare a indicatorului trăsăturii studiate.
De exemplu, dacă luăm 100 de spice de grâu ( n\u003d 100), numărați numărul de spiculete din ureche ( v) și numărul de spiculeți cu un număr dat de spiculete, atunci seria de variații va arăta astfel.
| Opțiune ( v) | |||||||
| Frecvența apariției ( p) |
Figura 16. Curba de variație
Pe baza seriei de variații, curba de variatie- afișarea grafică a frecvenței de apariție a fiecărei opțiuni (Figura 16).
Valoarea medie a trăsăturii apare mai des, iar variațiile care diferă semnificativ de aceasta sunt mai puțin frecvente. Se numeste "distributie normala". Curba de pe grafic este de obicei simetrică.
Valoarea medie a caracteristicii este calculată prin formula:
Unde M- valoarea medie a semnului; ∑( v· p) - suma produselor unei variante după frecvența lor de apariție; n- optiunea de cantitate.
În acest exemplu, valoarea medie a trăsăturii (numărul de spiculete dintr-o ureche) este 17,13.
Tipuri de modificari:
1. Modificări adaptive - acestea sunt modificări nemoștenite care sunt benefice pentru organism și contribuie la supraviețuirea acestuia în condiții schimbate. Acestea sunt cele mai cunoscute modificări.
2. morfoze- sunt modificari neereditare care apar odata cu actiunea intensiva a anumitor agenti. Cel mai adesea, morfozele sunt exprimate sub formă de deformări - abateri de la fenotipul standard.
În termeni evolutivi, semnificația variabilității modificării este determinată de norma reacției, care oferă organismului oportunitatea de a supraviețui și de a lăsa urmași. În prezența unei astfel de variații, genocopiile modificărilor sunt moștenite, adică mutații a căror manifestare fenotipică codifică variabilitatea modificării. Sunt ridicați selecție naturalăși, prin urmare, crește adaptabilitatea organismelor la noile condiții în schimbare.
Cunoașterea tiparelor de variabilitate a modificării are o mare importanță practică în agricultură, deoarece face posibilă prevederea și planificarea în avans a gradului de manifestare a multor caracteristici ale organismelor în funcție de condițiile de mediu.
Nu mai puțin importantă este cunoașterea tiparelor de variabilitate a modificării în medicină, ale căror eforturi vizează nu modificarea genotipului, ci menținerea și dezvoltarea corpului uman în limitele normei de reacție.
