22. Наследственность, изменчивость и среда. Генотип и фенотип. Модификационная изменчивость

Преемственность живого на Земле и столь большое разнообразие форм на нашей планете происходит благодаря таким всеобщим свойствам живых систем, как наследственность и изменчивость.

Наследственность — способность живых организмов передавать от поколения к поколению анатомические, физиологические, биохимические особенности своей организации.

Это свойство заложено в генетической информации и реализуется только в определенных условиях среды. Одна и та же наследственная информация в измененных условиях может передаваться по-разному.

Изменчивость — способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Изменчивость отражает взаимосвязь организма с внешней средой.

Различают две основные формы изменчивости: фенотипическую (ненаследственную) и генотипическую (наследственную).

Фенотипическая изменчивость может быть возрастная или онтогенетическая, проявляющаяся в изменении всего комплекса морфофизиологических и биохимических признаков организма на протяжении его индивидуальной жизни, и модификационная, являющаяся результатом взаимодействия среды и процессов развития. Модификационная изменчивость не относится к изменениям генотипа и реакция на действие факторов внешней среды оказывается сходной у всех особей данного вида или популяции. Изменения признаков, вызванные действием факторов внешней среды, не наследуются и проявляются они в пределах нормы реакции.

Пределы, степень изменяемости признака в зависимости от условий среды в мутационной изменчивости называют нормой реакции.

Норма реакции определяется генотипом. Наследуется не признак, а способность формировать определенный фенотип в конкретных условиях.

Пример: продуктивность беспородных животных в условиях улучшенного содержания и ухода повышается (удои молока, нагул мяса), а такой признак, как жирность молока, слабо подвержен изменениям условий среды, а масть животного — еще более устойчивый признак.

Фенотипические признаки не передаются от родителей к потомкам, наследуется лишь норма реакции, т. е. характер реагирования на изменение окружающих условий.

Генотипическая изменчивость бывает комбипативпой и мутационной.

Комбинативная связана с появлением новых соединений генов в генотипе. Возникает она в результате трех процессов:

1. Независимого расхождения хромосом в мейозе;

2. Рекомбинации генов в процессе перекреста хромосом;

3. Случайного соединения генов при оплодотворении.

Наследственные гены при этом не меняются, но образование их новых соединений приводит к появлению организмов с другим генотипом и фенотипом.

 Модификационная изменчивость— форма изменчивости, не связан­ ная с изменениями генотипа и вызванная влиянием среды на разви­ вающийся организм.

Наличие модификационной изменчивости очень важно для понима­ния сущности наследования. Наследуются не признаки. Можно взять организмы с абсолютно одинаковым генотипом, например вы­растить черенки от одного и того же растения, но поместить их при этом в разные условия (освещенность, влажность, минеральное пи­тание) и получить достаточно сильно отличающиеся растения с раз­ными признаками (рост, урожайность, форма листьев и т. п.). Для описания реально сформировавшихся признаков организма исполь­зуют понятие фенотип.

► Фенотип— это весь комплекс реально возникших признаков организ­ ма. Фенотип формируется как результат взаимодействия генотипа и влияний среды в ходе развития организма. Таким образом, сушность наследования заключается не в наследовании признака, а в способно­ сти генотипа в результате взаимодействия с условиями развития да­ вать определенный фенотип.

Так как модификационная изменчивость не связана с изменения­ми генотипа, то модификации не передаются по наследству. Обычно это положение почему-то с трудом принимается. Кажется, что если, скажем, родители на протяжении нескольких поколений тренируют­ся в поднятии тяжестей и обладают развитой мускулатурой, то эти свойства должны обязательно передаться детям. Между тем это типичная модификация, а тренировки — это и есть то воздействие сре­ды, которое повлияло на развитие признака. Никаких изменений ге­нотипа при модификации не происходит, и приобретенные в резуль­тате модификации признаки не наследуются. Дарвин называл этот вид изменчивости ненаследственной.

Для характеристики пределов модификационной изменчивости существует понятие норма реакции.Некоторые признаки у человека невозможно изменить за счет средовых влияний, например группу крови, пол, цвет глаз. Другие, напротив, очень чувствительны к воз­действию среды. К примеру, в результате длительного пребывания на солнце цвет кожи становится значительно темнее, а волосы, на­оборот, светлеют. На вес человека сильно влияют характер питания, болезни, наличие вредных привычек, стресс, образ жизни.

Средовые воздействия могут приводить не только к количествен­ным, но и к качественным изменениям фенотипа. У некоторых видов примулы при содержании при пониженной температуре (15-20°С) появляются цветы красного цвета, если же растения поместить во влажную среду при температуре 30°С, то образуются белые цветки.

Причем, хотя норма реакции характеризует ненаследственную форму изменчивости (модификационную изменчивость), она тоже определяется генотипом. Это положение достаточно важно — норма реакции зависит от генотипа. Одно и то же воздействие среды у од­ного генотипа может привести к сильному изменению признака и ни­как не повлиять на другой.

23. Химический состав и структура ДНК. Локализация ДНК в клетке

ДНК является главным носителем наследственной информации.