Неспадкова (фенотипова) мінливість - це тип мінливості, що відображає зміни фенотипу під дією умов зовнішнього середовища, що не зачіпають генотип. Ступінь її вираженості може визначатися генотипом. Фенотипічні відмінності у генетично тотожних особин, що виникають внаслідок впливу факторів зовнішнього середовища, називаються модифікаціями. Розрізняють вікові, сезонні та екологічні модифікації. Вони зводяться до зміни ступеня вираженості ознаки. Порушення структури генотипу при них не відбувається.
Онтогенетическая мінливість, як і сам онтогенез, детермінується генотипом, де закодована програма розвитку особини. Однак особливості формування фенотипу в онтогенезі обумовлені взаємодією генотипу і середовища. Під впливом незвичайних зовнішніх факторів можуть відбуватися відхилення в формуванні нормального фенотипу.
Сезонні модифікації особин або цілих популяцій проявляються у вигляді генетично детермінованої зміни ознак, (наприклад, зміна забарвлення шерсті, поява пух у тварин), яка відбувається в результаті сезонних змін кліматичних умов. Наприклад, при високих температурах у кролика розвивається біле забарвлення шерсті, а при низьких - темна. У сіамських котів в залежності від сезону року палева забарвлення шерсті змінюється на темно-палеву і навіть коричневу.
Екологічних модифікації являють собою адаптивні зміни фенотипу у відповідь на зміну умов середовища. Екологічні модифікації фенотипически проявляються в зміні ступеня вираженості ознаки. Вони можуть виникати на ранніх стадіях розвитку і зберігатися протягом усього життя особини. Прикладами можуть служити великі і дрібні екземпляри рослин, вирощені на ґрунтах, що містять різну кількість поживних речовин; низькорослі і слабожізнеспособние особини у тварин, що розвиваються в поганих умовах і не отримують достатньої кількості необхідних для життя поживних речовин; число пелюсток у квіток печіночниці, поповник, жовтцю, кількість квіток в суцвітті у рослин і т. д.
Екологічні модифікації зачіпають кількісні (кількість пелюсток у квітці, потомства у тварин, маса тварин) і якісні (колір шкіри у людини під впливом ультрафіолетових променів) ознаки.
Екологічні модифікації оборотні і зі зміною поколінь за умови зміни зовнішнього середовища можуть не проявитися. Наприклад, потомство низькорослих рослин на добре удобрених грунтах буде нормальної висоти; у людини з кривими ногами внаслідок рахіту буває цілком нормальне потомство. Якщо ж в ряду поколінь умови не змінюються, ступінь вираженості ознаки в потомстві зберігається то її приймають за стійкий спадковий ознака (тривалі модифікації). При зміні умов розвитку тривалі модифікації не успадковуються. Передбачалося, що від добре дресированих тварин потомство виходить з кращими «акторськими» даними, ніж від недрессірованних. Потомство дресированих тварин дійсно легше піддається вихованню, але пояснюється це тим, що воно успадковує не придбання батьківськими особинами навички, а здатність до дресирування, обумовлену спадкоємною типом нервової діяльності.
У більшості випадків модифікації носять адекватний характер, тобто ступінь вираженості ознаки знаходиться в прямій залежності від виду і тривалості дії того чи іншого фактора. Так, поліпшення утримання худоби сприяє збільшенню живої маси тварин, плодючості, удою і жирності молока. Модифікації носять пристосувальний, адаптивний характер. Це означає, що у відповідь на зміну умов середовища у особини виявляються такі фенотипічні зміни, які сприяють її виживанню. Прикладом служить змісту еритроцитів і гемоглобіну у осіб, що опинилися високо над рівнем моря. Але, пристосувальні не власними модифікації, а здатність організму змінюватися в залежності від умов середовища.
Одним з основних властивостей модифікацій є їх масовість. Вона обумовлюється тим, що один і той же фактор викликає приблизно однакову зміна у особин, подібних генотипів.
Модификационная мінливість викликається зовнішніми факторами, але межа її і ступінь вираженості ознаки контролюються генотипом. Так, однояйцеві близнюки подібні фенотипически і навіть однаково реагують на різні умови (наприклад, найчастіше переносять одні й ті ж захворювання). Але середу істотно впливає на формування ознак. Наприклад, у однояйцевих близнюків веснянки виявляються в різному ступені в різних кліматичних умовах. У тварин різке погіршення харчового раціону може привести до схуднення одних і до смерті інших особин. У людини при однаково посиленому харчуванні різко додасть в масі тіла гіперстенік, в меншій мірі - нормастенік, маса ж астеніка може взагалі не змінитися. Це свідчить про те, що генотип контролює не тільки можливість організму змінюватися, але і її межі. Межа модифікації називається нормою реакції. Саме норма реакції, а не самі модифікації, успадковується, тобто успадковується здатність до розвитку тієї чи іншої ознаки. Норма реакції - це конкретна кількісна я якісна характеристика генотипу, тобто певне поєднання генів в генотипі і характер їх взаємодії. До числа генних сполучень і взаємодій відносять:
- полигенную детермінацію ознак, коли частина полигенов, контролюючих розвиток кількісної ознаки, в залежності від умов може переходити з гетерохроматинового стану в еухроматінових і назад (межа модифікації в даному випадку визначається кількістю полигенов в генотипі);
- зміну домінування у гетерозигот при зміні зовнішніх умов;
- різні типи взаємодії неалельних генів;
- експресивність мутації.
Іноді особини того чи іншого виду підпадають під вплив таких шкідливих факторів, з якими він не стикався в процесі еволюції, а токсичність їх настільки велика, що виключає можливість модифікаційної мінливості організму, яка визначається нормою реакції. Такі агенти можуть виявитися летальними, або їх дія обмежується індукуванням каліцтв розвитку. Каліцтва, або аномалії, розвитку називають Морфози. Морофози - це різні порушення формотворчих процесів в період морфогенезу, що призводять до різкої зміни морфологічних, біохімічних, фізіологічних ознак і властивостей організму. Прикладом Морфози служать дефекти розвитку крил і кінцівок у комах, каліцтва раковини у молюсків, каліцтва фізичної будови ссавців. Прикладом Морфози у людини є народження, дітей без кінцівок, з непрохідністю кишечника, пухлиною верхньої губи, яка прийняла характер майже епідемії в 1961 р в ФРН і деяких країнах Західної Європи та Америки. Причиною каліцтв послужило те, що матері в перші три місяці вагітності приймали в якості заспокійливого препарату талідомід. Відомий ще ряд речовин (тератогени, або морфогена), що викликають каліцтва розвитку у людини. До них відносяться хінін, галюциноген ЛСД, наркотики, алкоголь. Морфози є новими, не мають історичної бази реакціями організму на незвичайні шкідливі фактори середовища. Фенотипічно вони різко відрізняються від модифікацій: якщо модифікація - це зміна ступеня вираженості ознаки, то морфоз - це різко змінений, нерідко якісно новий ознака.
Морфози виникають при впливі шкідливих агентів (Морфогенія) на ранні процеси ембріонального розвитку. Ембріогенез підрозділяється на ряд етапів, протягом яких здійснюється диференціація і зростання певних органів і тканин. Розвиток ознаки починається коротким періодом, який отримав назву «критичного». У цей період організм відрізняється високою чутливістю і зниженням репаративних (відбудовних) можливостей. У разі впливу Морфогенія в критичні періоди звичайний шлях розвитку зачатка змінюється, так як при цьому відбувається індукована репресія генів, що відповідають за його формування. Розвиток того чи іншого органу як би перескакує з однієї колії на іншу. Це призводить до відхилень від нормального розвитку фенотипу і до формування вад. Порушення ембріогенезу іноді носять специфічний характер, так як їх фенотипічні вираз залежить від стадії розвитку організму в момент впливу. Найрізноманітніші токсичні агенти можуть викликати однакові або подібні аномалії, якщо на організм впливати в строго певний період розвитку, коли підвищена чутливість відповідних тканин і органів. Деякі морфогена (хімічні речовини) в силу своїх структурних особливостей можуть викликати специфічні морфози в результаті виборчого впливу в той чи інший період розвитку.
Морфози не носять пристосовногохарактеру, оскільки реакція організму на індиціюється їх чинники зазвичай буває неадекватною. Частота індукованих Морфози і чутливість організмів при цьому до шкідливих агентам-Морфогенія контролюється генотипом і різна у різних особин одного і того ж виду.
Морфози фенотипически часто схожі з мутаціями і в таких випадках звуться фенокопій. Механізми виникнення мутацій і фенокопій різні: мутація є наслідком зміни структури гена, а Фенокопія - результатом порушення реалізації спадкової інформації. Фенокопій можуть виникати і внаслідок пригнічення функції певних генів. На відміну від мутацій, вони не успадковуються.
Всі теми даного розділу:
Основні види спадковості
Генетіка- наука, що вивчає закономірності спадковості і мінливості живих організмів. Наследственность- це здатність організмів повторювати в покол
Основні носії спадковості
Основними носіями ядерної спадковості є хромосоми, розташовані в ядрі клітини. У кожної хромосоми є хімічні компоненти: одна гігантська молекула ДНК
Поняття про каріотип людини
Число, розміри і форма хромосом є специфічними ознаками для кожного виду живих організмів. Так, в клітинах рака-самітника міститься по 254 хромосоми, а у комара - тільки 6. Соматичні
Правила хромосом
Існує 4 правила хромосом: Правило сталості числа хромосом.Соматіческіе клітини організму кожного виду в нормі мають чітко визначена кількість хромосом (напри
Клітинний і митотический цикли
Клітинний (життєвий) цикл- це період в життєдіяльності клітини від моменту її появи до загибелі або утворення дочірніх клеток.Мітотіческій цикл - це період в життєдіяльності
Розмноження на організмовому рівні
Гаметогенез - це процес утворення гамет - чоловічих і жіночих статевих клітин. Яйцеклітини утворюються в жіночих гонадах (яєчниках) і мають великі розміри
нуклеїнові кислоти
У 1869 р швейцарський біохімік Йоганн Фрідріх Мішер вперше виявив, виділив з ядер клітин і описав ДНК. Але тільки в 1944 р О. Ейвері, С. Маклеодом і М. Макарті балу доведена генетична роль
Генетичний код і його властивості
Для здійснення експресії гена існує генетичний код - строго впорядкована залежність між підставами нуклеотидів і амінокислотами (табл. 3). Загальноприйняті скорочення на
Основні властивості генетичного коду.
1. Триплетність - одній амінокислоті відповідають три поруч розташованих нуклеотиду, звані кодонів (кодоном) (триплети в і-РНК називаються кодонами); 2. Универсаль
Біологічний синтез білка
ДНК - носій всієї генетичної інформації в клітині - безпосередньої участі в синтезі білка (реалізації цієї спадкової інформації) не приймають. У клітинах тварин і рослин молекули ДНК
Рівні організації спадкового матеріалу
Розрізняють такі рівні структурно-функціональної організації спадкового матеріалу еукаріот: генний, хромосомний і геномної. Елементарної структурою генного рівня органи
Цитологічні та молекулярні основи мінливості організмів
Генетика вивчає не тільки явище спадковості, а й явище мінливості. Мінливість - це властивість живих організмів змінюватися під дією факторів зовнішнього і внут
спадкова мінливість
Генотипическая (спадкова) мінливість це спадкові зміни ознак організму, які визначаються генотипом і зберігаються в ряду поколінь. Вона представлена двома ві
мутационная мінливість
Мутация- це стрибкоподібне, стійка зміна генетичного матеріалу під впливом факторів зовнішнього або внутрішнього середовища, що передається у спадок. Організм, спадковість
Молекулярний механізм мутацій
Мутації, пов'язані зі зміною структури молекули ДНК, називаються генними. Вони являють собою випадання або вставку одного, або декількох азотистих основ, або те й інше одноврем
Характеристика мутацій на тканинному рівні
Соматичні мутацііпроісходят в соматичних клітинах, передаються у спадок тільки при вегетативному розмноженні і виявляються у самій особини (різний колір очей у одного чолов
Мутація на рівні організму
За характером зміни фенотипу все мутації можна розділити на наступні групи. 1. Морфологічні, що порушують ознаки фізичної будови; безока, короткопал
Мутації на популяційному рівні
Вважається, що будь-яка мутація шкідлива, оскільки порушує взаємодію організму із середовищем. Однак деякі мутації викликають незначні зміни в організмі і не становлять особливої небезпеки д
Дія хромосомних мутацій на різні системи організму
Ступінь зміни ознак організму при хромосомних мутацій залежить від величини дефектного ділянки і від вмісту в ньому важливих для розвитку генів. Для визначення наслідків хромосомних мутацій
Наслідки мутації в статевих і соматичних клітинах
Результат дії мутації на фенотип людини може відрізнятися в залежності від типу клітин, в яких відбувається зміна спадкових структур. Генеративні мутації або зміна насл
Стійкість і репарація генетичного матеріалу
Стійкість генетичного матеріалу забезпечується: диплоїдним набором хромосом; подвійною спіраллю ДНК; виродження (надмірністю) генетичного коду;
антимутагени
Мутаційний процес є джерелом змін, що призводять до різних патологічних станів. Компенсаційний принцип на сучасному етапі передбачає заходи щодо запобігання генетичної
Питання для аудиторного контролю за темою практичної роботи №1
1. Предмет, завдання і методи генетики. Історія розвитку і становлення генетики як науки. 2. Етапи розвитку класичної генетики. Сучасна (молекулярна) генетика. Основні поняття і по