Как найти норму реакции формула

Закономерности изменчивости.
Изменчивость признаков. Норма реакции

Ключевые слова конспекта: изменчивость: прерывистая (дискретная), непрерывная; признаки: качественные, количественные; варианта; вариационный ряд; вариационная кривая: вариационная кривая нормального распределения; предел изменчивости признака; норма реакции.
Раздел ЕГЭ: 3.6. Закономерности изменчивости… Норма реакции… Значение изменчивости в жизни организмов и в эволюции

Организм наряду с наследственностью обладает изменчивостью. Изменчивость — это способность организма изменять свои признаки, она зависит от генотипа и воздействия окружающей среды. Изменчивость есть результат взаимодействия генотипа со средой. Способность организма изменяться под воздействием окружающей среды обеспечивает его приспособление к условиям существования.

Существуют две формы изменчивости: дискретная (прерывистая) и непрерывная. При дискретной изменчивости различия между особями резко выражены, при непрерывной имеется вариационный ряд, отражающий предел изменчивости признака — норму реакции.

Различают два вида изменчивости: ненаследственную (модификационную) и наследственную.

Модификационная, или фенотипическая, изменчивость носит адаптивный характер и не наследуется.

Наследственная изменчивость затрагивает генотип. Наследственные изменения имеют случайный характер. Выделяют два вида наследственной, или генотипической, изменчивости: комбинативную и мутационную. Комбинативная изменчивость возникает в результате комбинации генов и хромосом в процессе мейоза, а также случайного сочетания гамет при оплодотворении. Мутации происходят из-за нарушения структуры ДНК, отдельных хромосом и всего генома, что приводит к изменению генотипа. Мутации чаще вредны, так как снижают адаптивные свойства организма. Однако именно мутации создают резерв наследственной изменчивости, накапливаясь у гетерозигот. Выявлена закономерность в проявлении мутаций у близкородственных видов организмов. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, установленный Н. И. Вавиловым, имеет большое значение в селекционной работе при выведении новых сортов культурных растений и пород домашних животных.

Качественные и количественные признаки

При одном и том же генотипе могут формироваться разные фенотипы. Фенотип есть результат взаимодействия генотипа с факторами среды. На одном дереве листья (цветки, плоды) отличаются друг от друга. Под влиянием внешних факторов фенотип может изменяться.

Все признаки организмов разделяют на качественные и количественные. Форма плодов или семян, окраска цветков, шерсти животных — это качественные признаки, по которым особи резко отличаются друг от друга.

Если признаки поддаются измерению (высота стебля, размеры листьев, надои молока, яйценоскость) — это количественные признаки.

Жёлтая и зелёная окраска, гладкая и морщинистая форма семян гороха — примеры качественных признаков. По таким признакам особи легко различаются, так как между ними нет промежуточных форм. Изменчивость признаков в этом случае носит скачкообразный, прерывистый характер. Изменчивость признаков, при которой можно чётко выделить определённые группы особей, называют прерывистой или дискретной.

В другом случае, при наследовании, например, массы семян или высоты стебля, наблюдаются различия в степени интенсивности развития признака.

В данном случае строгое деление на группы невозможно, и признак требует какой-то количественной оценки. Один из примеров количественного изменения признака — величина листьев у одного растения, например лавровишни. Изменчивость, при которой у отдельных особей отсутствуют чёткие границы между признаками, называют непрерывной.

Прерывистую и непрерывную изменчивость могут иметь как количественные, так и качественные признаки. Например, количественный признак — плодовитость свиней — относится к прерывистому виду изменчивости, так как позволяет сгруппировать свиноматок по количеству поросят: 5, 7, 8, 10 и т. д. Но при исследовании такого количественного признака, как масса новорождённых поросят, мы встречаемся с непрерывной изменчивостью.

Такие качественные признаки, как окраска и форма семян гороха посевного, цветков душистого горошка, ночной красавицы, являются примерами прерывистой изменчивости, а другие — цвет волос и кожи у человека, окраска зёрен пшеницы при скрещивании белозёрного сорта с краснозёрным — пример непрерывной изменчивости.

Определение характера изменчивости количественных признаков

Количественные признаки поддаются определённому описанию. Если измерить величину семян тыквы одного сорта растения или даже одной особи, то окажется, что они имеют разную длину. То же самое можно наблюдать, если измерить высоту стеблей различных особей одного сорта гороха посевного. Следовательно, для характеристики количественных признаков особи или сорта (величины и массы семян, длины стебля) необходимо произвести измерения и определить их среднюю величину.

В качестве примера определим среднюю величину семян тыквы одного сорта. Измерим длину (в мм) 50 произвольно взятых семян:

Расположим числа, отображающие последовательное изменение признака, в порядке его увеличения: от самого малого значения до самого большого. Каждое число в ряду представляет собой варианту. Если расположить все значения длины семян в порядке их возрастания, то получится вариационный ряд.

Вариационный ряд длины семян тыквы: 8, 9, 9, 10, 10, 10, 10, 11, 11, 11, 11, 11, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 13, 13, 13, 13, 13, 13, 13, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 16, 16, 16, 16, 16, 17, 17, 17, 17, 18, 18, 19.

Вариационный ряд — это ряд изменчивости признака, который образован отдельными значениями вариант, расположенных в порядке увеличения или уменьшения выраженности признака.

Для установления предела изменчивости признака определим частоту встречаемости каждой варианты. Подсчитаем количество семян, имеющих одинаковую длину. Для удобства составим Таблицу, где первый ряд чисел отображает величину изменения признака, а второй — соответствует частоте встречаемости изменений (количество семян каждой длины).

На основании полученных результатов построим график. Для этого по оси абсцисс отложим значения отдельных вариант (длину семян), по оси ординат — числа, соответствующие частоте встречаемости каждой варианты (признака). Соединив точки на графике, получим вариационную кривую, которая является графическим выражением характера изменчивости признака; она отражает размах вариаций и частоту встречаемости вариант.

Из графика видно, что варианты со средним значением встречаются чаще, а варианты с двумя крайними значениями — реже. Они являются отклонениями от нормы — средней величины, причём чем сильнее отклонение, тем меньше частота встречаемости варианты. Для объективной характеристики изменчивости признака определяется его среднее значение по формуле где М — средняя величина; ∑ — знак суммирования; υ — значение варианты; p — частота встречаемости этой варианты; n — общее число вариант ряда.

Определим среднее значение величины семян тыквы по формуле. Средней величине признака на графике соответствует самая высокая точка.

Эта закономерность касается не только рассмотренного примера, но и других количественных признаков. Датский учёный Вильгельм Иоганнсен, изучая варьирование массы семян в чистой линии фасоли, установил изменчивость этого признака и построил вариационную кривую. Так как в чистой линии фасоли все семена имели одинаковый генотип, то различия в их массе были связаны с влиянием внешних факторов: глубины заделки семян в почву, различий в количестве влаги и структуре почвы, распределения в почве минеральных веществ. На рисунке видно, как комбинация благоприятных и неблагоприятных факторов оказывает определённое воздействие на формирование семян, их величину и массу.

Норма реакции

Предел вариации любого признака у особей с одинаковой наследственностью графически представляет собой вариационную кривую нормального распределения, имеющую форму колокола. Для получения достоверных результатов число исследуемых вариант должно быть достаточно большим. В этом случае кривая нормального распределения имеет плавный, постепенно повышающийся и постепенно понижающийся характер.

В биологии по характеру вариационной кривой судят о степени изменчивости признака. Две крайние точки графика означают предел изменчивости признака, его верхнюю и нижнюю границы. Весь полигон распределения соответствует норме реакции признака. Норма реакции — это предел изменчивости признака, который обусловлен данным генотипом. Центральная часть графика — это средняя величина признака.

Изучив по графику характер изменчивости признака, можно сделать вывод, что наследуется не признак, а норма реакции. Она бывает широкой или узкой. Чем шире диапазон, тем шире норма реакции, т. е. различные признаки могут изменяться в большем или меньшем диапазоне. Широкой нормой реакции обладают такие признаки, как масса тела и цвет волос у человека, масса тела и надои молока у коров и т. д. Узкая норма реакции характерна для таких признаков, как рост человека, жирность молока у коров, длина шерсти у овец. Эти признаки в меньшей степени зависят от внешних условий.

Чем шире норма реакций, тем пластичнее признак, тем более он адаптирован к условиям среды. Это увеличивает вероятность выживания вида в изменяющихся условиях. Однако есть признаки, которые остаются неизменными независимо от среды, например группа крови у человека.

Значение изменчивости в жизни организмов и в эволюции

---

Это конспект для 10-11 классов по теме «Закономерности изменчивости. Норма реакции». Выберите дальнейшее действие:

• Вернуться к Списку конспектов по Биологии.
• Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по биологии

1. Норма реакции

Предел
проявления модификационной изменчивости
организма при неизменном генотипе —
норма
реакции.
Норма реакции обусловлена генотипом
и различается у разных особей данного
вида. Фактически норма реакции —
спектр возможных уровней экспрессии
генов, из которого выбирается уровень
экспрессии, наиболее подходящий для
данных условий окружающей среды. Норма
реакции имеет предел для каждого вида —
например, усиленное кормление приведет
к увеличению массы животного, однако
она будет находиться в пределах нормы
реакции, характерной для данного вида
или породы. Норма реакции генетически
детерминирована и наследуется. Для
разных изменений есть разные пределы
нормы реакции. Например, сильно варьируют
величина удоя, продуктивность злаков
(количественные изменения), слабо —
интенсивность окраски животных и т. д.
(качественные изменения). В соответствии
с этим норма реакции может быть широкой
(количественные изменения — размеры
листьев многих растений, размеры тела
многих насекомых в зависимости от
условий питания их личинок) и узкой
(качественные изменения — окраска
у куколок и имаго некоторых бабочек).
Тем не менее, для некоторых количественных
признаков характерна узкая норма реакции
(жирность молока, число пальцев на ногах
у морских свинок), а для некоторых
качественных признаков — широкая
(например, сезонные изменения окраски
у многих видов животных северных широт).

Фенотипические
изменения, возникающие на основе одного
и того же генотипа в разных условиях
его реализации, называют модификациями.Примером модификаций могут служить
изменения содержания жира в молоке
животных или массы тела в зависимости
от их питания, изменения количества
эритроцитов в крови, в зависимости от
парциального давления кислорода в
воздухе, изменения темпа роста растений
при разной освещенности и содержании
минеральных веществ в почве. Другим
примером модификационной изменчивости
являются различия, наблюдаемые у
генетически идентичных монозиготных
близнецов или потомков одного растения,
полученных путем вегетативного
размножения, но развивавшихся в разных
условиях среды.

Модификации
отдельного признака или свойства,
формируемого данным генотипом, образуют
непрерывный ряд. Частота встречаемости
каждого варианта в таком вариационномряду различна. Чаще обнаруживаются
средние значения признака. Чем дальше
признак отстоит от среднего значения,
тем реже он наблюдается (рис.
6.1).

Так как фенотипическое
проявление наследственной информации
может модифицироваться условиями среды,
в генотипе организма запрограммировано
не конкретное значение отдельных его
характеристик, а лишь возможность их
формирования в определенных пределах,
называемых нормой реакции.Таким
образом, норма реакции представляет
собойпределы модификационной
изменчивости признака,допустимой
при данном генотипе. Некоторые признаки
характеризуются широкой нормой реакции.
Как правило, это количественные признаки,
контролируемые полигенами (масса тела,
жирность молока, пигментация кожи),
другие свойства характеризуются узкой
нормой реакции и слабо или почти не
модифицируются в разных условиях (цвет
глаз, группа крови).

(Одним
из признаков жизни является изменчивость.
Любой живой организм отличается от
других представителей вида. Изменчивость
– свойство живых организмов существовать
в разных формах. Фенотипическая
изменчивость- ненаследственная, связана
с изменением фенотипа под влиянием
условий окружающей среды. Она может
быть случайная
и модификационная. Фенотипические
изменения, возникающие на основе одного
и того же генотипа в разных условиях
его реализации- модификации.
Пример: изменение содержания жира в
молоке животных от их питания и т.д.
Свойства:

1.возникают
постепенно, имеют переходные формы

2. Модификации-
изменения количественные, они образуют
непрерывные ряды и группируются вокруг
среднего значения.

3. Возникают
направленно- под влиянием одного и того
же фактора среды.

4. Модификации
обратимы.

5. не передаются
по наследству.

Фенотипические
проявления наследственной информации
может модифицироваться условиями среды,
в генотипе организма запрограммировано
не конкретное значение отдельных его
признаков, а лишь возможность их
формирования в определенных пределах-
норма реакции. Норма
реакции –это
предел мод. изм.

Значение
модификаций:
позволяют адаптироваться к условиям
внешней среды.

Частный случай
фенотипической изменчивости – фенокопии.
Фенокопии
– вызванные условиями внешней среды
фенотипические модификации, имитирующие
генетические признаки. Под влиянием
внешних условий на генетически нормальный
организм копируются признаки совсем
другого генотипа. Проявление дальтонизма
может произойти под влиянием питания,
плохой психической конституции,
повышенной раздражительности. У человека
возникает заболевание витилиго (1% людей)
– нарушение пигментации кожи. Генетический
дефект есть у 30% болеющих, у остальных
– профессиональное витилиго (воздействие
на организм особых химических и
отравляющих веществ). В Германии 15 лет
назад рождались дети с фекомелией –
укороченными ластовидными руками.
Выяснилось. Что рождение таких детей
происходило, если мать принимала
Телидомид (успокоительное средство,
показанное беременным). В результате
нормальный немутантный генотип получал
мутацию. Фенокопии появляются в
большинстве случаев при действии
внешней среды на ранних стадиях
эмбриогенеза, что приводит к врожденным
заболеваниями порокам развития. Наличие
фенокопий затрудняет диагностику
заболеваний. )

44.Фенотип. Фенотип как результат
реализации наследственной информации
(генотипа) в определенных условиях
среды. Значение средовых и генотипических
факторов в формировании патологически
измененного фенотипа человека.

Генотип
– совокупность всех генов организма
(генетическая конституция).

Фенотип
– все признаки организма, формирующиеся
в результате взаимодействия генотипа
и среды. (Иогансен – 1803год) свойства
любого организма зависят от генотипа
и от среды, поэтому формирование организма
– результат взаимодействия генетических
факторов и факторов внешней среды.

Долгое время
считалось, что в зиготе находятся разные
хромосомы для разных клеток, однако
теперь известно, что в зиготе имеется
та же генетическая информация, что и во
всех клетках данного организма. В
специализированных клетках работают
гены, характерные для функций данных
клеток, а все остальные – до 95% –
заблокированы. Каждая эмбриональная
клетка потенциально может стать любой
клеткой организма, т.е. специализироваться
в любую сторону – полипотентные клетки.
Каждая клетка организма способна
дифференцироваться только по одному
пути. Направление специализации
определяется внешней средой (химическим
окружением хромосом – цитоплазмой). На
самых ранних этапах эмбриогенеза,
генотип уже взаимодействует со средой.
Взаимодействие удобно просматривать
на примере глобиновых генов. До и после
рождения эти гены работают неодинаково.
В раннем эмбриогенезе включается ген,
отвечающий за альфа-цепь гемоглобина
(он активен на протяжении всей жизни),
а ген, отвечающий за синтез бета-цепи,
неактивен. Зато есть ген, отвечающий за
синтез гамма-цепи. После рождения ген
бета-цепи начинает работать, а гамма –
блокируется. Эти изменения связаны с
особенностями дыхания. Фетальный
гемоглобин легко доносит воздух до
зародыша.

Фенотипическое
проявление генотипа в зависимости Ио
среды изменяется в пределах нормы
реакции. От родителей потомки получают
специфические типы химических реакций
на разные условия среды. Совокупность
всех химических реакций определят
метаболизм – обмен веществ. Интенсивность
обмена веществ варьирует в широких
пределах. У каждого человека свои
особенности обмена веществ, которые
передается от поколения к поколению, и
подчиняются законам Менделя. Различия
в обмене веществ реализуются в конкретных
условиях среды на уровне синтеза белка.

Дифференцированная
реакция растений примулы в разных
условиях окружающей среды. При обычной
температуре 20-25 градусов и нормальном
давлении – красные цветы, при повышенной
температуре или давлении – белые цветы.
Семена обладают теми же свойствами.

Муха – дрозофила
имеет ген, формирующий замыкание крыльев
на спину. Если мух с мутантным генов
выводить при температуре22-25 градусов,
крылья загнуты. При более низкой
температуре – нормальные крылья и лишь
у некоторых – загнуты. Ген обуславливает
синтез термочувствительного белка.
Поэтому, обсыхая после выхода из куколки,
при повышенной температуре происходит
деформация крыльев.

Никакие признаки
не наследуются.
Признаки развиваются на основе
взаимодействия генотипа и среды.
Наследуется только генотип, т.е. комплекс
генов, который определяет норму
биологической реакции организма,
изменяющую проявление и выраженность
признаков в разных условиях среды. Таким
образом, организм реагирует на свойства
внешней среды. Иногда один и тот же ген
в зависимости от генотипа и от условий
внешней среды по-разному проявляет
признак или меняет полноту выраженности.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Практическое занятие
Тема: Построение вариационного ряда и вариационной кривой

Цель: познакомиться с закономерностями модификационной изменчивости, выработать умения строить вариационный ряд и график изменчивости изучаемого признака; вычислять среднюю величину признака, определять норму реакции.

Оборудование: антропометрические данные учащихся (от 10 до 25: рост, раздельно для юношей и девушек), ростомер, простой карандаш, ручка, тетрадь, линейка.

Ход работы.

Измерьте рост каждого студента в группе с точностью до сантиметра, округлив цифры.

Расположите полученные данные в порядке нарастания величины признака, получите вариационный ряд и запишите данные вариационного ряда в таблицу №1.

Каждое конкретное значение изучаемого признака называют вариантой V.

Таблица №1

№

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

V варианта
(рост, см)

Сгруппируйте полученные цифры, которые отличаются друг от друга на 5 см (например, 150-155 см, 156-160 см, 161-165 см).
Подсчитайте количество учеников, входящих в каждую группу, и заполните таблицу №2.

Частота встречаемости отдельных вариант обозначается буквой P.

Таблица № 2

V варианта рост (см)

150 -155

156 -160

161 -165

166 -170

171 -175

176 – 180

181 -186

Р частота встречаемости
(количество учащихся)

Постройте вариационный ряд.
С этой целью:
– по оси абсцисс отложите на одинаковом расстоянии количество учащихся;
– по оси ординат отложите числовые значения признака (рост)

Пример:

Постройте вариационную кривую

На основании вариационного ряда строится вариационная кривая — графическое отображение частоты встречаемости каждой варианты.

С этой целью:
– по оси абсцисс отложите на одинаковом расстоянии отдельные варианты роста в нарастающем порядке;
– по оси ординат отложите числовые значения, соответствующие частоте повторяемости каждой варианты.

Пример:

Вычислите среднюю величину признака (средний рост студентов).

Среднее значение признака встречается чаще, а вариации, значительно отличающиеся от него, — значительно реже. Это называется нормальным распределением.

M – среднее значение признака

V – значение варианты

P – частота встречаемости варианты

n – общее число вариант вариационного ряда

Определите норму реакции и широту нормы реакции.

Норма реакции – это предел изменчивости признака, который обусловлен данным генотипом.

Норма реакции ________ .

Определите широту нормы реакции. Для этого из максимального значения признака вычислите минимальное.

max-min = __________ .

Выводы:
1. Длина вариационного ряда свидетельствует о …………………………………………………………………………………………………
2. Графическим выражением модификационной изменчивости признака является……………………………………………………………………
3. Пределы вариационной изменчивости признака ограничены…………………………………………………………………………

Для этого следует провести лабораторную работу. Взять 15 фасолин.

Измерить длину семени фасоли:

№ измерения
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Длина
в мм (V)

Определить частоту встречаемости значений длины семени. Определите, какая длина встречается наиболее часто, какая — редко.

Значение длины в мм (V)

Частота встречаемости (Р)

Это вариационный ряд.

Постройте вариационную кривую. Для этого по горизонтали (на оси
абсцисс) отложите размеры семени, по вертикали (на оси ординат) — число,
соответствующее частоте встречаемости. Масштаб может быть произвольный.

Определите норму реакции (используйте для этого задание №2). Норму
реакции вычисляют следующим образом. От максимального размера длины
листьев вычитают минимальный размер. N= max-min

Определите среднюю величину признака по формуле:

M = ∑ (v •р) / n,

где М – средняя величина, V – варианта, P – частота встречаемости вариант, n – общее число вариант вариационного ряда.
Сделайте вывод о том, какая закономерность модификационной изменчивости вами обнаружена.

Живым
организмам в следствии каких-либо изменений окружающей среды либо изменений
образа жизни свойственно изменяться. Такие изменения чаще все имеют
приспособительный характер. Даже защитный.

Например,
у человека в результате действия ультрафиолетовых лучей, образуется – загар
(усиление пигментации кожи), это защитное свойство организма.

А
когда действие ультрафиолетовых лучей прекращается загар постепенно исчезает. В
таком случает происходит изменение цвета кожи человека.

Приведем
пример других приспособительных изменений. У водного растения стрелолиста,
наблюдается гетерофиллия, то есть у
него разные по форме листья стреловидные и лентовидные.

У
экземпляров, которые растут у кромки воды, то есть на самом берегу водоёма,
листья приобрели стреловидную форму. У экземпляров, растущих на глубине 1,5 и
более метров, листья имеют только лентовидную форму.  Считается что
лентовидные подводные листья лучше усваивают растворенный в воде углекислый
газ. А вот если стрелолист растет частично
погруженным, то его листья имеют и лентовидную и стреловидную форму.

Если
исследовать оба экземпляра, один который растет под
водой и один надводный, то можно обнаружить, что генотипы их одинаковые, а
различны лишь их фенотипические признаки, то есть внешние (фенотип).

Давайте
вспомним уже изученные вами определения.

Генотип
— совокупность генов организма.

Фенотип
— это совокупность внешних и внутренних признаков организма, которые были им
приобретены в результате развития.

А
вот еще один пример внешней изменчивости.

Кролики
так называемой гималайской породы имеют своеобразную пеструю
окраску меха: основной фон шерстного покрова – белый;
мордочки, кончики ушей и лап, а также хвосты − черные. Размер черных
пятен зависит от температуры содержания гималайских кроликов. При обычных
«комнатных» температурах зверьки имеют пеструю
окраску. При повышенных температурах размер черных пятен уменьшается, а при
температурах выше 30 °С на всем теле формируется белая
шерсть. При пониженных температурах размер черных пятен увеличивается, а при
температурах близких к 0 °С — гималайские кролики приобретают чисто черную окраску.

У
потомства двух белых кроликов, выращенных в нормальных условиях, появится
“гималайская”, окраска, то есть и черная, и
белая. 

Таким
образом можно сделать вывод что модификация окраски потомству не передается; у потомков формируется (или не формируется)
пигментация соответственно температуре их содержания.

Такая
изменчивость признаков, которая происходит из-за действия внешней среды и не
передаётся по наследству, называется модификационной
или фенотипической изменчивостью.

Модификациями
называют изменения фенотипа, вызванные под влиянием окружающей среды и не
связанные с изменениями генотипа. А вид изменчивости называется модификационный. Мы сказали, что такая
изменчивость не предаётся по наследству.

Действительно,
если родители на протяжении нескольких поколений тренируются и поднимают
тяжести, обладают развитой мускулатурой. То такое развитие не передастся
следующему поколению. Потому как тренировка — это и есть то воздействие среды,
которое влияет на развитие внешнего признака (в данном случае мускулатуры), но
никак не влияет на генотип.

Приведём
еще один пример модификационной
изменчивости человека.

При
подъеме в гору, увеличивается уровень эритроцитов в
крови.  Это явление объясняется тем, что главная функция эритроцитов — это
перенос кислорода от легких к тканям и углекислого
газа от тканей к легким.

Увеличение
высоты над уровнем моря сопровождается снижением концентрации кислорода в
атмосфере, что приводит к недостатку его в тканях. Поэтому потребность в
кислороде заставляет человека и животных реагировать путём изменения числа эритроцитов
на разных высотах.

Такая
реакция может быть обратима: например, если переехать в место, расположенное на
уровне моря, то количество эритроцитов в крови снижается.

Ещё
один пример модификационной изменчивости. Как вы
знаете при частых тренировках развивается мышечная система. А при малоподвижном
образе жизни и обильном питании, увеличивается объем подкожно-жировой клетчатки
и человек становиться полным.

А
вот, у бабочки траурницы, при воздействии низких температур на её куколку,
темнеет общий фон, и тускнеют голубые пятна на крыльях.

То
есть при изменении условий окружающей среды, организмы начинают изменяться.

Итак,
какие же факторы могут повлиять на модификационную
изменчивость? Чаще всего климатические факторы внешней
среды: освещённость, температура, влажность, давление, концентрация кислорода и
углекислого газа в воздухе и другие.

Влияние
условий окружающей среды на индивидуальное развитие организмов было доказано
французским ботаником Гастоном Боннье.

Он
разделил несколько экземпляров корней одуванчика на две равные части.

Затем
одну из этих частей высадили в долине, другую − в высокогорных условиях
Альп. Результаты опытов показали, что данные растения имели значительные
различия по многим признакам.

Одуванчик,
выросший в горных условиях, был приземистый, имел прикорневые листья и
глубокие корни. А одуванчик, выросший в долине, имел высокие цветоносы,
более крупные листья и поверхностную корневую систему.

Сильные
ветры, значительно укороченный вегетационный сезон, сниженное содержание
углекислоты в воздухе, низкие температуры и другие.

Таким
образом, биолог Гастон Бонье сделал вывод о влиянии
окружающей среды на внешние признаки растений.

Иногда
модификационную изменчивость называют
ненаследственной, что нельзя считать правильным, так как в данном случае
наследуется не само изменение признака, а способность к изменению.

Например,
окраска шерсти гималайского кролика, может быть либо чёрный, либо белый в
зависимости от температуры, но никак не рыжей. Фенотип организма формируется в
результате взаимодействия генотипа и среды.

Каким
образом это происходит?

Например,
комнатное растение примула при температуре 20°С имеет красную окраску цветков.
Если увеличить влажность и повысить температуру до 35°С, то действие генов,
отвечающих за окраску, подавляется, и цветки станут белыми. То есть, влажность
и температура, действуют на ген, отвечающий за окрас, и изменяют его работу.
 

Если
растение вернуть в прежние условия при температуре воздуха 18-20°С, то примула
опять будет иметь красные цветки.

Семена,
собранные от растений с красными и белыми цветками, дадут потомство в
зависимости от условий среды. То есть, наследуется не признак (окраска цветка),
а тип биохимической реакции на условия внешней среды. В данном случае реакции в
пигментах цветка.

Возникновение
модификаций связано с воздействием условий среды на ферментативные реакции,
протекающие в организме.

Таким
образом, факторы окружающей среды способны регулировать изменение работы
генов. На основе которых строятся белки. А они в совою
очередь изменяют деятельность клеток, которые отвечают за какие-либо
признаки. 

Модификационная
изменчивость у человека действует на вес, физические способности. У животных
способна изменять окрас покрова, массу тела, а у растений стеблевое строение и
развитие.

Однако,
эти изменения происходят в определённых пределах. Пределы модификационной изменчивости какого-либо признака,
называют нормой реакции. Организм наследует не признак как таковой, а
норму реакции.

Например,
у рогатого скота удой во многом зависит от кормления и ухода, то есть от
условий содержания. Хорошо известно, что удой можно повысить благодаря
правильному подбору кормов нужного качества и количества. Однако, количество
вырабатываемого молока коровами, будет всегда находиться в каких-то определённых
приделах от самого маленького до самого большого удоя. Например, у коровы,
количество вырабатываемого молока колеблется от 6 до 12 литров в сутки. То есть
не более и не менее этого значения.

Норма
реакции определяется генетически и наследуется.

Она
имеет пределы или границы для каждого биологического вида (нижний и верхний).

Для
разных признаков пределы нормы реакции сильно различаются. Например, широкие
пределы нормы реакции имеет величина удоя, а узкие пределы — интенсивность
окраски большинства животных.

Модификационную
изменчивость любого признака можно описать количественно с помощью методов
вариационной статистики и представить в виде графиков и таблиц.  Но
изначально создают вариационный ряд и строят на его основе вариационную кривую.

Давайте
посмотрим, как это происходит.

Если
измерить длину и ширину листьев, взятых у одного дерева, то можно обнаружить
что размеры их варьируют в довольно широких пределах. Они разные, но генотип их
одинаков.

Затем
расположить эти листья в порядке возрастания (например, длины), то получится
ряд изменчивости, который как мы уже сказали называют вариационный ряд. Он
состоит из отдельных вариант.

В
нашем случае вариантами являются только 6 значений. Варианта,
следовательно, и есть единичное выражение развития признака.

Определим
частоту встречаемости разных вариант.

Мы
измерили длину каждого листа. Занесём в таблицу наши измерения.

Итак,
1 лист имел длину 43 мм; 1- 45 мм; 2 листа 48 мм; 6 листов имели длину 53 мм; 3
– 56 мм и 1 лист 58 мм.

Обнаружили,
что чаще всего встречаются варианты со средним значением длинны, реже с большей
или меньшей длинной.

Также
модификационную изменчивость данного признака можно
представить в виде графика.

Причина
такого распределения вариант в вариационном ряду опять же внешняя среда и
реакция на неё, организма.

Таким
образом, чем однообразнее условия развития, тем
меньше выражена модификационная изменчивость, тем
короче будет вариационный ряд. А чем разнообразнее условия среды, тем шире модификационная изменчивость. Также изменчивость вариаций
зависит и от генотипа.

Модификациям
присуща массовость. Дарвин назвал её определённой (групповой).
Вот что он писал: «Определённая изменчивость проявляется у всех нормальных
особей вида, подвергшихся одинаковому воздействию. Изменчивость расширяет
пределы существования и размножения организма.»

Она
выражается в том, что один и тот же фактор вызывает примерно одинаковые
изменения у особей, сходных генотипически. Поэтому модификационную изменчивость называют групповой.

Например,
при перемещении овец в более холодные условия у всех особей шерсть становится
более густой.