2. Наследование количественных признаков

В отличие от дискретных качественных признаков, наследующихся моногенно, количественные признаки, как правило, наследуются полигенно, то есть проявление количественного признака зависит от взаимодействия большого числа генов.

Конкретный фенотип является лишь одним из вариантов реализации генотипа в конкретных условиях внешней среды. Способ реагирования организма на факторы внешней среды называется нормой реакции. Признаки с узкой нормой реакции мало зависят от факторов внешней среды (например, группа крови). Напротив, признаки с широкой нормой реакции значительно варьируют в зависимости от условий внешней среды (например, психические функции, рост человека, особенности конституции и многие другие признаки). Другими словами наследуется не признак, а способность формировать определённый фенотип в конкретных условиях среды. Норма реакции лежит в основе модификационной изменчивости и способности адаптироваться к той или иной среде.

Классическим примером признака, обладающего очень широкой нормой реакции, является рост человека. Так, на вопрос: «Какие три характерные национальные черты народов юго-восточной Азии вы знаете?» большинство людей, не задумываясь, перечислят следующие: жёлтый цвет кожи, узкий монголоидный разрез глаз и маленький рост.

В отношении двух первых признаков вы не ошиблись. Они имеют моногенный тип наследования и на них практически невозможно повлиять (проявляются почти в 100 % случаев). А вот в отношении роста человека, который наследуется полигенно и имеет очень широкую норму реакции, вы не правы. Стоило японцам и китайцам перейти на европейскую пищу, которая более сбалансирована по белкам, и поднять уровень жизни большинства из них, как они стали выше ростом.

Так, за последние 10 лет средний рост выпускников японских школ подрос на 11 см! А каких высокорослых спортсменов выставляют сильные сборные этих стран на Олимпийские игры по баскетболу, волейболу и другим видам спорта, где можно использовать свой высокий рост. Об этом же говорит и многовековой опыт японской борьбы сумо, когда спортсмена откармливали по особой методике, независимо от его генотипа, до двухметрового гиганта весом до 2 центнеров.

3. Изменчивость

Изменчивость – это способность организмов приобретать новые свойства в процессе онтогенеза. Выделяют изменчивость наследственную или генетическую и не наследственную или фенотипическую. Изменчивость обуславливает многообразие форм жизни на Земле. Фенотипическая изменчивость возникает под воздействием факторов внешней среды. Она обратима, если фактор перестаёт действовать; имеет две разновидности:

1-ая – онтогенетическая изменчивость. Её суть в том, что организм меняется на протяжении всей жизни, в то время как генотип не меняется, а происходит лишь переключение генов.

2-ая – модификационная изменчивость возникает под влиянием среды, однако её размах определяется генотипом.

Наследственная изменчивость связана с изменением генотипа и может наследоваться; подразделяется на комбинативную и мутационную изменчивость.

Комбинативная изменчивость связана с перекомбинацией родительских генов, лежит в основе огромного разнообразия признаков. Минимальное число возможных типов гамет у индивидуума любого пола составляет 2²³, следовательно, у одной супружеской пары можно получить 2⁴⁶ различных генотипов потомков, что создаёт неповторимость (уникальность) каждого человека. Несколько меньший вклад в комбинативную изменчивость вносит кроссинговер, приводящий к образованию групп сцепления с новой комбинацией аллелей.

Реально в природе наблюдается разнообразие потомков одних и тех же родителей. Такие различия потомков объясняются тем, что в каждом акте оплодотворения встречаются генетически различающиеся гаметы. Механизмом, обеспечивающим разнообразие гамет, образуемых одним и тем же организмом, является мейоз, в ходе которого происходит не только уменьшение вдвое наследственного материала, попадающего в гаметы, но и эффективное перераспределение родительских аллелей между гаметами.

Процессами, приводящими к перекомбинации генов и целых хромосом в половых клетках, является кроссинговер и расхождение бивалентов в анафазе I мейоза (рисунок 2). Кроссинговер происходит в профазе I мейоза в то время, когда гомологичные хромосомы тесно сближены в результате конъюгации и образуют биваленты. В ходе кроссинговера происходит обмен соответствующими участками между взаимно переплетающимися хроматидами гомологичных хромосом. Этот процесс обеспечивает перекомбинацию отцовских и материнских аллелей генов в каждой группе сцепления. В разных предшественниках гамет кроссинговер происходит в различных участках хромосом, в результате чего образуется большое разнообразие сочетаний родительских аллелей в хромосомах.