Причины изменчивости модификационной изменчивости

Модификационная изменчивость Тема 10. Модификационная изменчивость Различают два основных типа изменчивости живых организмов: наследственную и ненаследственную. Первая может быть мутационной и комбинативной. Вторую называют модификационной изменчивостью. К ней относят изменения признаков, которые не сохраняются при половом размножении, поскольку эти изменения не затрагивают генотипа. Ее также называют фенотипической изменчивостью.

Формы изменчивости

Могут закрепляться на протяжении нескольких поколений Устойчивость к мышьяку у поколений инфузории туфельки Рис. Смена шубки зайцем. Модификации имеют пределы, ограниченные генотипом. Например, житель северных краёв никогда не сможет загореть до состояния африканца. Такие ограничения, передающиеся по наследству, называются нормой реакции. Закономерности Модификационную изменчивость можно измерить с помощью статистических закономерностей.

Механизм модификационной изменчивости Окружающая среда как причина модификаций

В ней Дарвин показал постепенное развитие организмов как результат естественного отбора. Естественный отбор базируется на следующей последовательности событий: В некоторый момент времени в популяции появляется особь с новым признаком фенотипом. Особенности фенотипа определяют успешность воспроизводства среднее количество потомков данной особи и ее потомков, унаследовавших признак, по сравнению со всеми остальными членами популяции, обладающими иными фенотипами. С течением времени особи, обладающие более благоприятным фенотипом распространяются и вытесняют носителей менее благоприятного варианта признака вследствие неизбежной конкуренции за ограниченные ресурсы среды.

Однако новые свойства особи могут формироваться как вследствие наследственной, так и модификационной изменчивости.

И если наследственная изменчивость характеризуется изменением генотипа и эти изменения наследуются, то модификационная изменчивость не затрагивает генетический аппарат половых клеток. Модификационная изменчивость как таковая не наследуется хотя здесь и есть некоторые оговорки, о которых будет сказано ниже и, следовательно, не может напрямую вовлекаться в эволюцию признаков.

Вместе с тем, в настоящее время достаточно острые дискуссии связаны с обсуждением степени косвенного влияния модификационной изменчивости на эволюционные процессы. В русскоязычном пространстве эти дискуссии связаны с " эпигенетической теорией эволюции ", которая базируется на теоретических и экспериментальных работах Ивана Шмальгаузена и Конрада Уоддингтона.

Основная идея в этих теоретизированиях заключается в том, что адаптация организма к новым условиям может происходить еще до появления "подходящей" мутации - за счет фенотипической пластичности. В дальнейшем по мере появления новых генотипов и при поддержке стабилизирующего отбора происходит "генетическая ассимиляция" [1] нового фенотипа - то есть сдвиг нормы реакции в сторону более благоприятного при данных условиях посредством фиксации соответствующих мутаций.

Основная статья: Естественный отбор Норма реакции формируется под влиянием естественного отбора. Естественный отбор тем или иным образом изменяет границы и ширину нормы реакции, и на основании этого влияния выделяют 3 основные формы естественного отбора: стабилизирующий, движущий и дизруптивный отбор. Стабилизирующий отбор реализуется в том случае, если любое отклонение признака от среднего значения снижает его адаптивность.

Такой отбор направлен на сужение нормы реакции признака и фиксации вариационной кривой около среднего значения. Например, у растений сохраняется форма и размер цветка, которые отвечают форме и размеру насекомого, которое опыляет растение. У млекопитающих и птиц стабилизирующий отбор поддерживает постоянство температуры тела.

Следует обратить внимание, что стабилизация какого-либо признака обычно подразумевает формирование в ходе эволюции достаточно тонких регуляторных механизмов, которые и обеспечивают надежность соответствующих процессов физиологии и развития. Движущий отбор обычно появляется в новых условиях, когда наиболее благоприятным для организма оказывается не среднее значение, а левая сниженное значение или правая повышенное значение область нормы реакции.

Такой отбор поддерживает любые уклоняющие мутации. В конечном итоге это приводит к сдвигу границ нормы реакции в соответствующую сторону.

Например, у насекомых в зоне регулярной обработки полей инсектицидами может повышаться стойкость к данным химикатам. Дизруптивный отбор схож с движущим отбором, но в этом случае поддерживаются уклонения в обе стороны от среднего значения в сторону как уменьшения, так и увеличения. Следствием такого отбора может два итога. Первый - разделение популяции на две субпопуляции, каждая из которых характеризуется своим диапазоном нормы реакции - в области малых и больших значений.

Например, на островах эволюция насекомых шла в направлении усиления крыльев или их полной редукции - оба варианта лучше адаптируют насекомое к жизни при сильном ветре частом на океанических островах , чем средне развитые крылья. Второй возможный исход - возникновение полифенизма.

Полифенизм - это такой вариант фенотипической пластичности, который выражается в развитии одного из двух или более хорошо различимых фенотипов. Яркий пример - саранча, которая имеет ярко различающиеся стадную и одиночную формы. Различия стадной и одиночной форм саранчи затрагивают не только морфологию, но и особенности поведения, работы иммунной системы и др. Еще один яркий пример - касты у муравьев. В качестве примеров полифенизма у растений можно привести различное строение подводных и надводных листьев у водяного лютика, стрелолиста и др.

Длительная модификационная изменчивость[ править править код ] В большинстве случаев модификационная изменчивость носит ненаследственный характер и является лишь реакцией генотипа данной особи на условия среды с последующим изменением фенотипа. Однако известны и примеры наследуемых средозависимых изменений, описанные у некоторых бактерий, простейших и многоклеточных эукариот.

Чаще всего в настоящее время эти случаи определяют как "трансгенерационное эпигенетическое наследование ", но в учебниках советского времени к таким случаям применяют понятие "длительная модификация". Для понимания возможного механизма наследования модификационной изменчивости рассмотрим сначала понятие генетического триггера. Оператор некоторых оперонов находится между промотором и структурными генами у других он входит в состав промотора.

Если оператор связан с белком, который называется репрессором, то вместе они не дают двигаться РНК-полимеразе по цепи ДНК.

У бактерий E. При недостатке лактозы и избытке глюкозы вырабатывается белок-репрессор Lacl , который присоединяется к оператору, не давая РНК-полимеразе синтезировать мРНК для трансляции фермента, который расщепляет лактозу.

Однако при попадании лактозы в цитоплазму бактерии лактоза вещество-индуктор присоединяется к белку-репрессору, изменяя его конформацию, что приводит к диссоциации репрессора от оператора. Это обуславливает начало синтеза фермента для расщепления лактозы. У бактерий при делении вещество-индуктор в случае с E.

Если оперона два и если они взаимосвязаны структурный ген первого оперона кодирует белок-репрессор для второго оперона и наоборот , они образуют систему, которая называется триггером. При активном состоянии первого оперона отключен второй. Однако под действием окружающей среды может быть заблокирован синтез белка-репрессора первым опероном, и тогда происходит переключение триггера: активным становится второй оперон. Такое состояние триггера может наследоваться следующими поколениями бактерий.

Молекулярные триггеры могут обеспечивать длительные модификации и у одноклеточных эукариот в частности, подобные явления отмечались у дрожжей, инфузорий и др. Наиболее любопытны и наименее понятны с точки зрения механизма случаи наследования индуцированных средой изменений у многоклеточных организмов — животных и растений.

Прогресс в области эпигенетики , заявившей свои права в течение последних двух десятилетий, позволяет находить естественные объяснения подобным явлениям там, где раньше они казались невозможными. Наиболее вероятным фактором, который позволяет передавать "благоприобретенные" признаки от родительской особи к потомству видится малая некодирующая РНК.

Эти молекулы могут попадать в зиготу оплодотворенную яйцеклетку с цитоплазмой и содержимым ядер яйцеклетки и сперматозоида и управлять включениями и выключениями генов развивающегося организма, влияя на формирующийся фенотип [2]. Модификационная изменчивость в жизни человека[ править править код ] Практическое использование закономерностей модификационной изменчивости имеет большое значение в растениеводстве и животноводстве, так как позволяет предвидеть и заранее планировать максимальное использование возможностей каждого сорта растений и породы животных например, индивидуальные показатели достаточного количества света для каждого растения.

Создание заведомо известных оптимальных условий для реализации генотипа обеспечивает их высокую продуктивность.

Модификационная изменчивость – значение и примеры

Фенотипическая ненаследственная изменчивость возникает под действием факторов внешней среды и не затрагивает генотип. Модификации — это ненаследственные изменения генотипа, которые возникают под действием фактора среды, носят адаптивный характер и чаще всего обратимы. Морфозы — это ненаследственные изменения фенотипа, которые возникают под действием экстремальных факторов среды, не носят адаптивный характер и необратимы ожоги, шрамы.

Тема 10. Модификационная изменчивость

Под действием определенных условий окружающей среды на организм изменяется течение ферментативных реакций активность ферментов и может происходить синтез специализированных ферментов, некоторые из которых MAP-киназаи др. Таким образом, факторы окружающей среды способны регулировать экспрессию генов, то есть интенсивность выработки ими специфических белков, функции которых отвечают специфическим факторам окружающей среды. Например, за выработку меланина ответственны четыре гена, которые находятся в разных хромосомах. При воздействии специфической окружающей среды, например, интенсивного воздействия ультрафиолетовых лучей, происходит разрушение клеток эпидермиса, что приводит к выделению эндотелина-1 и эйкозаноидов. Они вызывают активацию фермента тирозиназы и его биосинтез. Тирозиназа, в свою очередь, катализирует окисление аминокислоты тирозина. Дальнейшее образование меланина проходит без участия ферментов, однако большее количество фермента обуславливает более интенсивную пигментацию. Норма реакции обусловленагенотипоми различается у разных особей данного вида. Норма реакции генетически детерминирована и наследуется. Для разных изменений есть разные пределы нормы реакции.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Биология - Модификационная изменчивость. Типы, значение и примеры

Модификационная изменчивость

В ней Дарвин показал постепенное развитие организмов как результат естественного отбора. Естественный отбор базируется на следующей последовательности событий: В некоторый момент времени в популяции появляется особь с новым признаком фенотипом. Особенности фенотипа определяют успешность воспроизводства среднее количество потомков данной особи и ее потомков, унаследовавших признак, по сравнению со всеми остальными членами популяции, обладающими иными фенотипами. С течением времени особи, обладающие более благоприятным фенотипом распространяются и вытесняют носителей менее благоприятного варианта признака вследствие неизбежной конкуренции за ограниченные ресурсы среды.

Работа по теме: biologia_ekz. Глава: Механизм модификационной изменчивости Окружающая среда как причина модификаций. Различают изменчивость модификационную, или фенотипическую, и мутационную, Формы изменчивости, Причины появления, Значение, Примеры. Причины модификационной изменчивости — воздействие факторов среды. Модифика-ционная изменчивость — изменение фенотипа, не связанное с.

При скрещивании белого и серого кроликов может появиться черное потомство Наследственная генотипическая Возникает в результате свойства генов влиять на формирование не одного, а двух и более признаков Постоянство взаимосвязанных признаков, целостность организма как системы Длинноногие животные имеют длинную шею. У столовых сортов свеклы согласованно изменяется окраска корнеплода, черешков и жилок листа Модификационная изменчивость Модификационная изменчивость не вызывает изменений генотипа, она связана с реакцией данного, одного и того же генотипа на изменение внешней среды: в оптимальных условиях выявляется максимум возможностей, присущих данному генотипу. Так, продуктивность беспородных животных в условиях улучшенного содержания и ухода повышается надои молока, нагул мяса.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Модификационная изменчивость. Биология для школьников