42. Роль наследственности и среды в онтогенезе. Способы их оценки. Близнецовый метод. Коэффициент наследственности. Критические периоды развития. Тератогенные факторы среды.

Роль наследственности и среды в онтогенезе.

Онтогенез протекает в конкретных условиях окружающей среды, и на любом его этапе организм наитеснейшим образом взаимосвязан со средой. Развитие каждого конкретного организма - это, по сути, формирование фенотипа, или реализация генотипа в конкретных условиях среды. Фенотип организма не только обусловлен генотипом, обеспечивающим материальную преемственность между поколениями, но и зависит от факторов внешней среды, в которой формируется и существует данный организм.

В течение всего онтогенеза происходит взаимодействие между генотипом и факторами среды, которые в конечном счёте и детерминируют все биологические признаки данного организма. При этом обе эти группы факторов имеют одинаково важное значение, хотя для отдельных признаков доминирующей может выступать одна из двух групп факторов. Так, группы крови (фенотипический признак) имеют у человека исключительно генетическую природу: при любых условиях среды данный генотип проявляется одинаково и обусловливает строго определённую группу крови. С другой стороны, существуют признаки, обусловленные исключительно факторами среды. Например, количество эритроцитов в циркулирующей крови у людей с разнообразными генотипами прямо зависит от высоты местности проживания над уровнем моря: с увеличением высоты их число у всех возрастает. Тем не менее сама способность к изменению числа эритроцитов в зависимости от парциального давления кислорода в атмосферном воздухе обусловлена генетически. Однако подобные крайние случаи очень редки. В большинстве случаев различия особей определяются факторами обеих групп - наследственными и средовыми. Так, различия в росте обусловлены как генетически, так и конкретными средовыми факторами (климат, характер питания и т.п.).

Часто характер изменений развивающегося организма, вызываемых либо наследственными, либо средовыми факторами, бывает сходным. Например, у женщин, перенесших краснуху на ранних сроках беременности, часто рождаются глухонемые дети или дети с врождённой катарактой, причём эти аномалии не отличимы от соответствующих аномалий, обусловленных генетически. Изменения фенотипа, сходные с изменениями генетической природы, но обусловленные только факторами внешней среды, получили название фенокопий.

Близнецовый метод был введен Ф. Гальтоном. Он разделил близнецов на однояйцовых (монозиготных) и двуяйцовые (дизиготных).Если изучаемый признак проявляется у обоих близнецов пары, то их называют конкордантными, отсутствие дискордантность. Близнецовый метод используется в генетике для того, чтобы оценить степень влияния наследственности и среды на развитие какого-либо нормального или патологического признака.

Коэффициент наследственности.

Для оценки того или иного признака проводят расчет по формуле

Где H – коэффициент наследственности, МЗ – однояйцевые близнецы, ДЗ – двуяйцевые близнецы.

При H, равном единице, признак полностью определяется наследственным компонентом, приH, равном нулю, определяющую роль играют факторы среды. 0,5 – одинаково.

На основании близнецового метода была установлена генетическая предрасположенность к различным болезням. Этим же методом показано, что и продолжительность жизни а определенной мере определяется наследственностью. Критические периоды развития

Критические периоды развития – это такие периоды, когда зародыш наиболее чувствителен к повреждению разнообразными факторами, которые могут нарушить нормальное развитие, это периоды наименьшей резистентности зародышей к факторам внешней среды. В критические периоды у зародышей сильно изменяется метаболизм, резко усиливается дыхание, меняется содержание РНК, иммунологически выявляются новые, ранее отсутствующие белки. Одновременно падает темп роста. В этой ситуации факторами, способствующими нормализации процесса могут оказаться кислород и нуклеиновые кислоты. Различают критические периоды для отдельных органов, и общие для всего организма. Всестороннее изучение критических периодов показывает, что они совпадают с активной морфологической дифференцировкой, с переходом от одного периода развития к другому, с изменением условий существования зародыша.

В отношении развития человека П, Г, Светлов подчеркивает большое значение следующих критических периодов:

• Имплантации (6-7 сутки после зачатия)

• Плацентация (конец 2-й недели беременности)

• Перинатальный (роды)

С критическим периодом в организме новорожденного связаны резкое изменение условий существования и перестройка деятельности всех систем организма (изменяется характер кровообращения, газообмена, питания и др.).

Тератогенные факторы среды.

Факторы среды, способные вызывать нарушения развития, уродства. В разные периоды развития эмбрион оказывается чувствительным к тем или другим физическим факторам или химическим веществам, попадающим в организм матери.

Так, прием внутрь хитина, алкоголя, отравление токсическими веществами, недостаток кислорода могут вызывать нарушение развития органов и, в первую очередь нервной системы плода.

Недостаток витамина группы B может стать причиной морфологический отклонений в сердце и печени.

Дозы гидроксимочевины могут быть причиной функциональных расстройств нервной системы.

Причиной ряда уродств являются токсины паразитов.

Применение средства талидомид – отсутствие или недоразвитие конечностей, нарушение в строении скелета, лица и других органов.

Следует также отметить, что мощным повреждающим тератогенным фактором являются рентгеновские лучи и другие ионизирующие излучения.