3483

Медична генетика

Научная статья

Биология и генетика

Залежність прояву ознак від впливу зовнішніх умов відзначав ще Ж.-Б.Ламарк, який розглядав це як один із еволюційних факторів. Учені давно помітили, що однояйцеві близнята, тобто організми з однаковим генотипом, відрізняються фенотипно, якщо розвива...

Украинкский

2012-11-02

638 KB

8 чел.

Залежність прояву ознак від впливу зовнішніх умов відзначав ще Ж.-Б.Ламарк, який розглядав це як один із еволюційних факторів. Учені давно помітили, що однояйцеві близнята, тобто організми з однаковим генотипом, відрізняються фенотипно, якщо розвивались у різних умовах. Це є прояв неспадкової мінливості.

Неспадкова мінливість називається ще модифікаційною. Дослідження модифікаційної мінливості дають можливість з'ясувати, яким чином спадкова інформація організмів реалізується у певних умовах існування. Вивчення модифікаційної мінливості має важливе значення для розвитку еволюційних уявлень, оскільки еволюція здійснюється внаслідок взаємодії зовнішніх факторів з фенотипами, тож для виникнення пристосувань організмів до умов довкілля мають значення всі види мінливості. Селекціонери, створюючи нові породи тварин і сорти рослин, завжди повинні відрізняти спадкові зміни організмів від неспадкових, а також знаходити умови, за яких найкраще проявлятимуться корисні для людини ознаки культурних організмів і пригнічуватиметься прояв шкідливих. Для діагностики та лікування спадкових хвороб людини також необхідно вміти відрізняти неспадкові зміни в її організмі від спадкових.

 Модифікаційна мінливість та її властивості. Модифікаційна мінливість - це зміни ознак організму (фенотипу), спричинені факторами умов існування і не пов'язані зі змінами генотипу. Модифікації - це реакції на зміни інтенсивності певних чинників довкілля, однакові для всіх генотипно подібних організмів. Наприклад, у всіх особин рослини-стрілиці, занурених у воду, утворюються довгі й тонкі листки, тоді як у тих, що ростуть на суходолі, вони стрілоподібної форми (мал.87). У людей, котрі опиняються в умовах високогір'я, де повітря містить менше кисню, через певний час зростає кількість еритроцитів у крові. У денного метелика рябокрилки мінливої основне тло забарвлення крил залежить від температури, за якої розвивалися лялечки: з тих, що зимували, виходять метелики з цегляно-рудим тлом крил, а з тих, що розвивалися при високих літніх температурах, - із чорним (мал.87). На розміри тіла та розвиток різних органів у тварин впливає кількість та якість їжі. Так, особини, які не отримували достатньої кількості їжі, менші за розмірами, через нестачу вітаміну D у ссавців розвивається рахіт тощо.

Ступінь вираження модифікації прялю залежить від інтенсивності та тривалості дії на організм певного чинника. Так, у рачка артемії ступінь волохатості задньої частини черевця залежить від солоності води: вона тим більша, чим нижча солоність.

Тривалий час точилися дискусії про успадкування змін станів ознак, набутих організмом під час індивідуального розвитку. Те, що модифікації не успадковуються, довів видатний німецький вчений А.Вейсман (мал.1). Протягом багатьох поколінь він відрізав мишам хвости, але у таких безхвостих батьків завжди народжувалися хвостаті мишенята (пригадайте собак, яким відрізають хвости: доберманів, ротвейлерів тощо; для цуценят кожного покоління собаківникам доводиться повторювати таку операцію).

Хибні уявлення про спадковий характер модифікаційних змін підтримували деякі науковці ще донедавна. Активне нав'язування цих поглядів академіком Т.Д.Ли-сенком та його послідовниками надовго загальмувало розвиток генетики у країнах колишнього СРСР. Багато перспективних напрямів генетичних досліджень було закрито, а вчених, які висловлювали ідеї, протилежні уявленням Т.Д.Лисен-ка, репресовано (М.І.Вавилова та інших).

Як показали численні дослідження, модифікації можут ь зникати протягом життя особини, якщо припиняється дія фактора, який їх спричинює. Наприклад, загар людини поступово зникає взимку. Якщо рослина стрілиця після пониження рівня води опиниться на суходолі, то вузькі і довгі листки, які сформувалися під водою, поступово заміняться на стрілоподібні (мал.87).

Певні модифікаційні зміни, які виникають переважно на ранішніх етапах онтогенезу, можуть зберігатися впродовж усього життя особини, але не успадковуються. Наприклад, викривлення кісток нижніх кінцівок унаслідок рахіту залишається на все життя, але у батьків, які перехворіли на рахіт, народжуються нормальні діти, якщо під час свого розвитку вони отримували необхідну кількість вітаміну D.

Іншим прикладом модифікаційних змін, що зберігаються протягом життя особини, є диференціація личинок медоносної бджоли, з яких мали розвиватися самки, на цариць та робочих особин. Вона залежить від корму, яким робочі бджоли вигодовують личинок. Ті, які розвиваються в особливих великих комірках сот і живляться тільки «молочком», яке виробляється особливими залозами робочих бджіл, перетворюються на цариць, а ті, яких замість «молочка» догодовують пергою (сумішшю меду та пилку), згодом перетворяться на робочих особин (недорозвинених самок), нездатних до розмноження.

Модифікації відіграють важливу роль у житті організмів. Більшість із них спрямована на пристосування організмів до змін дії тих чи інших факторів довкілля. Наприклад, зміна стрілоподібних листків стрілиці на стрічкоподібні при зануренні у воду, захищає рослину від пошкодження течією; заміна шерсті ссавців на густішу під час осіннього линяння сприяє захисту від низьких температур; загар захищає людину від шкідливого впливу сонячного опромінення. Вважають, що такі модифікації виникли як певна реакція організмів на ті зміни умов довкілля, з якими постійно стикається той чи інший вид під час свого існування.

Однак не всі модифікаційні зміни організмів мають адаптивний характер. Так, якщо затінити нижню частину стебла картоплі, то на ній утворюються надземні бульби (мал.88). В одного з видів ранників при зануренні у воду та сильному затіненні верхівкове суцвіття замінюється на бульбу. Тож модифікації, що не мають адаптивного значення, виникають тоді, коли організми потрапляють у незвичні для них умови, з якими не доводилося постійно стикатися їхнім предкам.

Статистичні закономірності модифікаційної мінливості. Модифікаційна мінливість підпорядкована певним статистичним закономірностям. Так, будь-яка ознака може змінюватись лише у певних межах. Межі модифікаційної мінливості ознаки визначаються генотипом організму і називаються нормою реакції. Таким чином, кожен алельний ген зумовлює не певний ступінь розвитку кодованої ним ознаки, а лише межі, в яких вона може змінюватись відповідно до змін інтенсивності тих чи інших чинників.

Серед ознак організму є такі, які майже повністю визначаються генотипом організму (розміщення очей у тварин, кількість пальців на кінцівках і група крові людини, у рослин - тип листкорозміщення, галуження стебла, жилкування листків тощо). На ступінь проявів інших ознак значно впливають умови середовища існування (ріст організмів, їхня маса, форма листкової пластинки у деяких рослин тощо). Наприклад, на розвиток горностаєвого забарвлення кролів (у яких вуха, хвіст, передня частина морди, кінчики лап чорного забарвлення, а інші частини тіла — білого) впливає температура. Якщо в цих кролів виголити ділянки, вкриті білою шерстю, то під дією низької температури на них ростиме чорна шерсть, якщо виголити ділянки, вкриті чорною шерстю, то в умовах підвищеної температури на них ростиме біла шерсть (мал.87). Подібні досліди, проведені на сіамських кішках, показали, що для кожної ділянки тіла цих тварин також є свій температурний поріг, який визначає те чи інше забарвлення шерсті.

Норма реакції прояву певних ознак має різні межі. Найвужчою вона є для тих ознак, які мають першорядне значення для процесів життєдіяльності (наприклад, взаєморозташування внутрішніх органів, загальний план будови тіла), а для ознак, які такого значення не мають, вона може бути значно ширшою (наприклад, маса тіла, ріст, забарвлення тощо).

Для вивчення мінливості певної ознаки складають варіаційний ряд: послідовність чисельних показників проявів певної ознаки (варіант), розташованих у порядку їхнього зростання чи зменшення(мал.89). Довжина варіаційного ряду свідчить про розмах модифікаційної мінливості. Вона зумовлена генотипом організмів (нормою реакції), але залежить від умов довкілля: чим сталіші умови розвитку даних особин, тим коротший варіаційний ряд, і навпаки. Якщо простежити розподіл різних варіант у варіаційному ряді, то можна помітити, що найбільше їхнє число знаходиться в середній частині ряду, тобто має середнє кількісне значення певної ознаки. Такий розподіл пояснюється тим, що найменші та найбільші ступені розвитку певної ознаки проявляються, коли більшість чинників довкілля діє в одному напрямі: найбільш або найменш сприятливому. Але організм, як правило, зазнає різного впливу цих чинників: одні з них сприяють розвиткові ознаки, інші, навпаки, гальмують, і тому її ступені прояву у більшості особин, як правило, усереднені. Так, більшість людей має середній зріст, і лише незначна частина є або гігантами, або карликами.

 Розподіл варіант у варіаційному ряді зображають графічно у вигляді варіаційної кривої (мал 89).Варіаційна крива - це графічне вираження кількісних показників мінливості певної ознаки, яке ілюструє як розмах цієї мінливості, так і частоту зустрічальності окремих варіант. За допомогою варіаційної кривої можна встановити середні показники та норму реакції тієї чи іншої ознаки.

висновки

Неспадкова мінливість організмів називається модифікаційною. Модифікаціями називають зміни ознак організму (фенотипу), зумовлені впливом чинників умов існування і не пов'язані зі змінами генотипу. Вони здебільшого мають адаптивний характер, тобто сприяють пристосуванню організмів до тих чи інших змін умов довкілля. Кількісні показники модифікаційних змін кожної ознаки можуть варіювати лише у певних межах, які визначаються генотипом особин. Межі модифікаційної мінливості ознаки дістали назву норми реакції, яка специфічна для кожної ознаки.

PAGE  3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11549. Табулирование функции с заданными параметрами из таблицы 63.5 KB
  Задание: Выполнить табулирование функции с заданными параметрами из таблицы 1 Значения рассчитываются с точность 105. Исходные данные: Таблица 1. Исходные данные Вариант № Исходные данные ...
11550. Составить программу вычисления интеграла методом трапеции и по заданной погрешности интегрирования определить на ЭВМ 52.5 KB
  Задание Составить программу вычисления интеграла методом трапеции и по заданной преподавателем погрешности интегрирования определить на ЭВМ необходимое число интервалов обеспечивающее заданную точность. Оценку точности проводить по правилу Рунге. Ис...
11551. Составить программу вычисления интеграла методом Симпсона 45.5 KB
  Задание Составить программу вычисления интеграла методом Симпсона и по заданной преподавателем погрешности интегрирования определить на ЭВМ необходимое число интервалов обеспечивающее заданную точность. Оценку точности проводить по правилу Рунге. Ис...
11552. Обработать результаты эксперимента, зарегистрированные при одноосном растяжении образцов стали и написать программу числовой обработки зависимости 214.5 KB
  Отчет по лабораторной работе №4 дисциплина: Компьютерное моделирование физических процессов и систем Задание Обработать результаты эксперимента зарегистрированные при одноосном растяжении образцов стали и написать программу числовой обработки зав...
11553. Освоить численные методы, алгоритм и программы вычисления интегралов от сложных или таблично заданных функций 51 KB
  Отчет по лабораторной работе №5 Численное интегрирование 1. Цель работы. Освоить численные методы алгоритм и программы вычисления интегралов от сложных или таблично заданных функций. 2. Задание. Составить алгоритм программу вычисления интеграла методами...
11554. Освоить численный метод, алгоритм и программу вычисления производной от таблично заданной функции 86.5 KB
  Отчет по лабораторной работе №2 Численное дифференцирование 1. Цель работы. Освоить численный метод алгоритм и программу вычисления производной от таблично заданной функции. 2.Задание. Составить алгоритм программу вычисления остаточных членов R для форм
11555. Оценка результатов инновационной деятельности ООО «Пансионат Заручевье» 87.2 KB
  Определить сущность понятия эффективности результатов инновационной деятельности; изучить показатели, применяемые для оценки результатов инновационной деятельности; проанализировать результаты инновационной деятельности конкретного хозяйствующего субъекта; дать предложения по совершенствованию инновационной деятельности исследуемого хозяйствующего субъекта.
11556. Освоить методику хранения данных программ в массивах и научиться использовать массивы при решении практических задач 43 KB
  Лабораторная работа № 5. Массивы Цель работы: Освоить методику хранения данных программ в массивах и научиться использовать массивы при решении практических задач. Использовать задание из лабораторной работы № 4 Операторы циклов но числа вводимые пользователем...
11557. Изучить синтаксис операторов цикла и получить навыки их использования в программах 40.5 KB
  Операторы циклов Цель работы: Изучить синтаксис операторов цикла и получить навыки их использования в программах. Содержание работы. 1 Дана произвольной длины последовательность целых чисел. Найти сумму неотрицательных чисел наибольшее из таких чисел и номер этог