Наследственность и изменчивость
Наследственность и изменчивость являются одними из определяющих факторов эволюции органического мира.
Наследственность — это свойство живых организмов сохранять и передавать потомству особенности своего строения и развития. Благодаря наследственности из поколения в поколение сохраняются признаки вида, сорта, породы, штамма. Связь между поколениями осуществляется при размножении через гаплоидные или диплоидные клетки (см.
разделы «Ботаника» и «Зоология»).<\p>
Из органоидов клетки ведущая роль в наследственности принадлежит хромосомам, способным к самоудвоению и формированию с помощью генов всего комплекса характерных для вида признаков (см. главу «Клетка»). В клетках каждого организма содержатся десятки тысяч генов.
Вся их совокупность, характерная для особи вида, называется генотипом.
Изменчивость противоположна наследственности, но неразрывно с ней связана. Она выражается в способности организмов изменяться. Благодаря изменчивости отдельных особей популяция оказывается разнородной. Дарвин различал два основных типа изменчивости.
Ненаследственная изменчивость (см. о модификациях в главе «Основы генетики и селекции») возникает в процессе индивидуального развития организмов под влиянием конкретных условий среды, вызывающих у всех особей одного вида сходные изменения, поэтому Дарвин эту изменчивость назвал определенной.
Однако степень таких изменений у отдельных индивидуумов может быть различной. Например, у травяных лягушек низкие температуры вызывают темную окраску, но интенсивность ее у разных особей различна. Дарвин считал модификации не существенными для эволюции, так как они, как правило, не наследуются.
Наследственная изменчивость (см. о мутациях в главе «Основы генетики и селекции») связана с изменением генотипа особи, поэтому возникшие изменения наследуются. В природе мутации появляются у единичных особей под влиянием случайных внешних и внутренних факторов.
Характер их предсказать трудно, поэтому Дарвин эту изменчивость. назвал неопределенной. Мутации бывают незначительными и существенными и затрагивают различные признаки и свойства. Например, у дрозофилы под влиянием рентгеновских лучей изменяются крылья, щетинки, окраска глаз и тела, плодовитость и т. д.
Мутации могут быть полезными, вредными и безразличными для организма.
К наследственной изменчивости относится комбинативная изменчивость. Она возникает при свободных скрещиваниях в популяциях или при искусственной гибридизации. В результате рождаются особи с новыми сочетаниями признаков и свойств, отсутствовавшими у родителей (см.
о дигибридном скрещивании, новообразованиях при скрещиваниях, перекресте хромосом в главе «Основы генетики и селекции»). Соотносительная изменчивость также наследственна; она выражается в том, что изменение одного органа вызывает зависимые изменения других (см. в главе «Основы генетики и селекции» множественное действие гена).
Например, у гороха с пурпурными цветками всегда с таким же оттенком черешки и жилки листьев. У болотных птиц длинные конечности и шея всегда сопровождаются длинными клювом и языком.
Наследственную изменчивость Дарвин считал особенно важной для эволюции, так как она служит материалом для естественного и искусственного отборов при образовании новых популяций, видов, сортов, пород и штаммов.
Источник: https://kaz-ekzams.ru/biologiya/uchebnaya-literatura-po-biologii/biologiya-spravochnye-materialy/obshhaya-biologiya/682-nasledstvennost-i-izmenchivost.html
Изменчивость организмов (стр. 1 из 8)
Министерство образования и науки Украины
Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко
Факультет естественных наук
Кафедра садово-паркового хозяйства и экологии
Курсовая работа
Изменчивость организмов
Выполнила студентка 2-го курса
специальности «ЛСПХ»
Крикунова Н.А.
Проверил профессор кафедры
садово-паркового хозяйства и экологии
Шевченко А.М.
Луганск 2011
План работы
Введение
Раздел 1. Модификационная изменчивость
Раздел 2. Популяции и чистые линии
Раздел 3. Мутационная изменчивость
Раздел 4. Основные типы мутаций и критерии их классификации
Раздел 5. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости
Раздел 6. Возможности практического использования мутационного процесса в селекции
Выводы
Список использованной литературы
Введение
Изменчивость – это разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства. Онаприсуща всем живым организмам, поэтому в природе отсутствуют особи, идентичные по всем признакам и свойствам.
Термин «Изменчивость» употребляется также для обозначения способности живых организмов отвечать морфофизиологическими изменениями на внешние воздействия и для характеристики преобразований форм живых организмов в процессе их эволюции.
Изменчивость есть процесс, отражающий взаимосвязь организма со средой. С генетической точки зрения изменчивость представляет собой результат реакции генотипа в процессе индивидуального развития организма на условия внешней среды.
Она является одним из главных факторов эволюции и служит источником для искусственного и естественного отборов.
Изменчивость можно классифицировать в зависимости от причин, природы и характера изменений, а также целей и методов исследования.
Различают наследственную изменчивость (генотипическую) и ненаследственную (паратипическую), индивидуальную и групповую, прерывистую (дискретную) и непрерывную, качественную и количественную, независимую изменчивость разных признаков и коррелятивную (соотносительную), направленную (определённую, по Ч. Дарвину) и ненаправленную (неопределённую, по Ч. Дарвину), а также адаптивную (приспособительную) и неадаптивную. При решении общих проблем биологии и особенно эволюции наиболее существенно подразделение изменчивость, с одной стороны, на наследственную и ненаследственную, а с другой — на индивидуальную и групповую. Все категории изменчивости могут встречаться в наследственной и ненаследственной, групповой и индивидуальной изменчивости.
Изменчивость затрагивает все свойства организмов: черты строения, окраску, физиологию, особенности поведения и пр. В потомстве одной пары животных или растений, выращенных из семян одного плода, невозможно найти двух полностью тождественных особей. Природа изменчивости различна. Дарвин различал две основные формы изменчивости — ненаследственную и наследственную.
Ненаследственная изменчивость. Разные условия жизни формируют некоторые различия между организмами одного вида. Скажем, обильное питание может привести к ускоренному росту организма, наступлению более ранней зрелости, достижению им более крупных размеров, и наоборот.
Поддерживая определенную температуру воды в аквариуме, можно изменять пропорции между различными частями тела рыб. Разные выводки мальков одного вида рыб развиваются в различных участках водоема, отсюда — различия в размерах их тела, пропорциях, ряде других свойств.
Известно, что сорта культурных растений при отсутствии специальных условий, в которых они были выведены человеком, теряют свои качества. Например, белокочанная капуста при возделывании в жарких странах не образует кочана.
Породы лошадей, завезенные в горы или другие места, где пища недостаточно питательна, становятся низкорослыми. Все эти изменения не наследственны, они не затрагивают генетических свойств организмов и не передаются по наследству. Изменчивость, возникающая в ответ на изменения условий жизни, называется ненаследственной.
Благодаря ненаследственной изменчивости особи как бы приспосабливаются к меняющимся условиям жизни.
Наследственная (генетическая) изменчивость. Основой эволюционного процесса является наследственная (генетическая) изменчивость, т. е. такая, при которой изменения свойств организмов передаются от родителей к потомкам по наследству. Наследственная изменчивость присуща всем организмам. Она определяется не столько условиями среды, сколько особенностями самого организма.
Ее существование поддерживает естественное неравенство, разнообразие организмов. Одни из них могут лучше противостоять хищникам, другие менее восприимчивы к болезням, третьи лучше защищены от холода, четвертые обладают благоприятной комбинацией всех указанных и других свойств. Причины наследственной изменчивости во времена Дарвина были мало исследованы.
В настоящее время известно, что носителями наследственной изменчивости являются гены. Наследственная изменчивость постоянно поддерживается появлением мутаций и генетической рекомбинацией — непрерывным процессом перетасовки генов во время образования зигот. Вы уже знаете, что генетики используют понятия генотипа и фенотипа. Генотип — это набор генов организма, знающий особенности его развития.
Фенотип — это комплекс свойств и признаков организма, т. е. результат реализации его генетической программы в конкретных условиях жизни. Фенотип — более богатое по содержанию понятие, чем генотип. Изменчивость фенотипов — результат совместно действия факторов, определяющих наследственную и ненаследственную изменчивость. Изменчивость генотипов — результат мутаций и рекомбинаций.
Понятия фенотипа и генотипа применимы для характеристики отдельного организма.
Генофонд популяций. Показателем генетического состава всей популяции является генофонд. Генофонд — сумма всех генотипов, представленных в популяции.
Так как считать все имеющиеся в популяции гены и все аллели практически невозможно, о составе генофонда судят по соотношению частот аллелей отдельных генов.
Частота аллели выражается ее долей в общем числе организмов, располагающих соответствующим геном.
Генофонд популяции постоянно меняется под влиянием разных факторов. Во-первых, это связано с изменчивостью генотипов. Во-вторых, генофонд может изменяться под действием отбора; такие изменения генофонда имеют направленный характер.
Ключом дарвиновского объяснения движущих сил эволюции является идея, что некоторые особи вида располагают свойствами, которые увеличивают их шансы выжить и оставить потомство. Если это так, то генетические свойства таких организмов («полезные гены или аллели») должны зацепляться в популяции (вместе с потомками организмов, которые ими располагают), меняя состав ее генофонда.
В суровых климатических условиях, например, в популяциях должна возрастать доля генотипов, содержащих аллели, способствующие повышению теплоизоляции организмов, какие изменения делают популяцию более приспособленной конкретным условиям жизни.
В иных случаях выживание организмов может определяться генами, кодирующими окраску животного (когда важное значение для выживания особей приобретает фактор маскировки), или синтез определенных видов ферментов, или характер поведения и т. д. иными словами, генофонд популяции с течением времени должен меняться в результате естественного отбора.
Следовательно, изучение состава генофонда позволяет сделать вывод о происходящих в популяциях эволюционных изменениях. Современные исследователи могут наблюдать и измерять изменения генофонда популяций с помощью специальных биохимических методов — например, анализируя последовательности аминокислот в белках или последовательности азотных оснований в ДНК.
Для этого изучают состав белков, первичные структуры которых определяются нуклеотидными последовательностями кодирующих их генов. У разных групп организмов изменчивость генофонда различна, но в целом она достаточно высока. Причем, как установил русский ученый С. С. Четвериков в 1926 г., подавляющее большинство возникающих мутаций рецессивно и не проявляется фенотипически.
Изменчивость генофонда можно проиллюстрировать примером с группами крови у человека. Их разнообразие определяется действием разных генов. Установлено, что кроме четырех основных групп крови у человека существует еще, по крайней мере, 30 различных групп, также генетически закрепленных. Помимо этого выявлено более 45 генов, которые кодируют белки в клетках человеческой крови и плазмы.
В популяциях человека, населяющих разные страны и континенты, соотношение носителей разных групп крови меняется. Выявлена, например, следующая закономерность: состав белков крови зависит от географического положения популяции. Американские индейцы, например, имеют в основном нулевую группу. Группа крови В отсутствовала в Америке и в Австралии до появления там выходцев из Европы.
Частота группы крови В возрастает от Европы к Центральной Азии. Учитывая, что люди с разными группами крови обладает разной восприимчивостью к некоторым болезням, можно предположить, что различия в генетическом составе разных популяций человека имеют адаптивное значение, т. е. контролируются естественным отбором.
Раздел 1. Модификационная изменчивость
Генетика изучает не только наследственность, но и изменчивость организмов. Изменчивостью называют способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства.
Благодаря изменчивости, организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания.
Различают два типа изменчивости: наследственную, или генотипическую и ненаследственную, или фенотипическую, – изменчивость, при которой изменений генотипа не происходит.
Источник: http://MirZnanii.com/a/8886/izmenchivost-organizmov
Признаки организмов. Наследственность и изменчивость
Представления о том, что для живых существ характерны наследственность и изменчивость, сложились еще в древности.
Было замечено, что при размножении организмов из поколения в поколение передается комплекс признаков и свойств, присущих конкретному виду (проявление наследственности).
Однако столь же очевидно и то, что между особями одного вида существуют некоторые различия (проявление изменчивости).
Знание о наличие этих свойств использовалось при выведении новых сортов культурных растений и пород домашних животных. Исстари в сельском хозяйстве применялась гибридизация, т. е.
скрещивание организмов, отличающихся друг от друга по каким-либо признакам. Однако до конца XIX в.
такая работа осуществлялась методом проб и ошибок, поскольку не были известны механизмы, лежащие в основе проявления подобных свойств организмов, а существовавшие на этот счет гипотезы имели чисто умозрительный характер.
В 1866 г. вышел в свет труд Грегора Менделя, чешского исследователя, «Опыты над растительными гибридами». В нем были описаны закономерности наследования признаков в поколениях растений нескольких видов, которые Г.
Мендель выявил в результате многочисленных и тщательно выполненных экспериментов. Но его исследование не привлекло внимания современников, не сумевших оценить новизну и глубину идей, опередивших общий уровень биологических наук того времени. Лишь в 1900 г., после открытия законов Г.
Менделя заново и независимо друг от друга тремя исследователями (Г. де Фризом в Голландии, К. Корренсом в Германии и Э. Чермаком в Австрии), начинается развитие новой биологической науки — генетики, изучающей закономерности наследственности и изменчивости.
Грегора Менделя справедливо считают основоположником этой молодой, но очень бурно развивающейся науки.
Наследственность организмов
Наследственностью организмов называют общее свойство всех организмов сохранять и передавать особенности строения и функций от предков к потомству.
Связь родителей с потомками у организмов осуществляется в основном через размножение. Потомство всегда подобно родителям и предкам, но не бывает их точной копией.
Каждый знает, что из желудя вырастает дуб, из яиц кукушки выводятся ее птенцы. Из семян культурных растений определенного сорта вырастают растения того же сорта. У домашних животных сохраняют свойства потомки той же породы.
Почему же потомство похоже на своих родителей? Во времена Дарвина причины наследственности были мало изучены.
В настоящее время известно, что материальную основу наследственности составляют гены, расположенные в хромосомах.
Ген представляет собой участок молекулы органического вещества ДНК, под действием которого формируются признаки. В клетках организмов разных видов содержатся единицы и десятки хромосом и сотни тысяч генов.
Хромосомы с расположенными в них генами имеются как в половых клетках, так и в клетках тела. При половом размножении происходит слияние мужской и женской половых клеток. В клетках зародыша объединяются мужские и женские хромосомы, поэтому формирование его происходит под влиянием генов как материнского, так и отцовского организма.
На развитие одних признаков большее влияние оказывают гены материнского организма, других — отцовского, на третьи признаки материнские и отцовские гены оказывают равное влияние. Поэтому потомство по одним признакам оказывается похожим на материнский организм, по другим — на отцовский, по третьим — совмещает признаки отца и матери, т. е.
имеет промежуточный характер.
Изменчивость организмов
Изменчивостью организмов называют общее свойство организмов приобретать новые признаки — различия между особями в пределах вида.
Изменчивы все признаки организмов: особенности внешнего и внутреннего строения, физиологии, поведения и др. В потомстве одной пары животных или среди растений, выросших из семян одного плода, невозможно встретить совершенно одинаковых особей.
В стаде овец одной породы каждое животное отличается еле уловимыми особенностями: размерами тела, длиной ног, головы, окраской, длиной и плотностью завитка шерсти, голосом, повадками.
Количество краевых язычковых цветков в соцветиях золотой розги (семейство сложноцветных) колеблется от 5 до 8. Число лепестков ветреницы дубравной (семейство лютиковых) — 6, а иногда 7 и 8.
Растения одного вида или сорта несколько отличаются друг от друга в сроках цветения, созревания плодов, степени засухоустойчивости и др. Благодаря изменчивости особей популяция оказывается разнородной.
Ненаследственная или модификационная изменчивость
Давно было замечено, что все особи данной породы, сорта или вида под влиянием определенной причины изменяются в одном направлении. Сорта культурных растений при отсутствии условий, в которых они были выведены человеком, теряют свои качества.
Например, белокочанная капуста при возделывании в жарких странах не образует кочана. Известно, что при хорошем удобрении, поливе, освещении растения обильно кустятся и плодоносят.
Породы лошадей, завезенные в горы или на острова, где пища недостаточно питательна, со временем становятся низкорослыми. Продуктивность беспородных животных в условиях улучшенного содержания и ухода повышается.
Все эти изменения ненаследственны, и если растения или животных перенести в исходные условия существования, то признаки вновь возвращаются к первоначальным.
Причины ненаследственной, или модификационной, изменчивости организмов во времена Дарвина были слабо изучены. К настоящему времени выяснено, что формирование организма идет как под влиянием генов, так и под воздействием условий среды обитания.
Эти условия и служат причиной ненаследственной, модификационной, изменчивости. Они могут ускорить или замедлить рост и развитие, изменить окраску цветков у растений, но гены при этом не изменяются.
Благодаря ненаследственной изменчивости особи популяций оказываются приспособленными к меняющимся условиям среды.
Наследственная изменчивость
Кроме модификационной существует другая форма изменчивости — наследственная изменчивость организмов, которая затрагивает хромосомы или гены, т. е. материальные основы наследственности. Наследственные изменения были хорошо известны Дарвину, им он отводил большую роль в эволюции.
Причины наследственной изменчивости во времена Дарвина также были мало исследованы. В настоящее время известно, что наследственные изменения обусловлены изменением генов или образованием новых комбинаций их в потомстве.
Так, один вид наследственной изменчивости — мутации — обусловлен изменением генов; другой вид — комбинативная изменчивость — вызван новой комбинацией генов в потомстве; третий — соотносительная изменчивость — связан с тем, что один и тот же ген оказывает влияние на формирование не одного, а двух и более признаков.
Таким образом, в основе всех видов наследственной изменчивости лежит изменение гена или совокупности генов.
Мутации могут быть незначительными и затрагивать самые различные морфологические и физиологические особенности организма, например у животных — размеры, окраску, плодовитость, молочность и т. п. Иногда мутации проявляются в более значительных изменениях.
Такого рода изменения были использованы при создании курдючных, мериносовых и каракулевых пород овец, махровых сортов многих декоративных растений, деревьев с плакучими и пирамидальными кронами.
Известны наследственные изменения земляники с простыми яйцевидными листьями, чистотела с рассеченными листьями.
Мутации могут происходить в силу самых различных воздействий. Источником комбинативной изменчивости в популяциях служит скрещивание. Отдельные особи одной и той же популяции несколько отличаются друг от друга по генотипу. В результате свободного скрещивания получаются новые комбинации генов.
Появившиеся в популяции в силу случайных причин наследственные изменения постепенно распространяются среди особей благодаря свободному скрещиванию, и популяция оказывается насыщенной ими.
Эти наследственные изменения сами по себе не могут привести ни к появлению новой популяции, ни тем более нового вида, но они являются необходимым материалом для отбора, предпосылкой для эволюционных изменений.
Еще Дарвин отметил соотносительный характер наследственной изменчивости. Например, длинные конечности животных почти всегда сопровождаются удлиненной шеей; у бесшерстных собак наблюдаются недоразвитые зубы; голуби с оперением на ногах имеют перепонки между пальцами.
У столовых сортов свеклы согласованно изменяется окраска корнеплода, черешков и нижней стороны листьев. У львиного зева со светлыми венчиками цветков стебель и листья зеленые; с темными венчиками — стебель и листья темные.
Поэтому, проводя отбор по одному, нужному признаку, следует учитывать возможность появления в потомстве других, иногда нежелательных признаков, относительно с ним связанных.
Наследственность и изменчивость — разные свойства организмов, обусловливающие сходство и несходство потомства с родителями и с более отдаленными предками. Наследственность выражает устойчивость органических форм в ряду поколений, а изменчивость — их способность к преобразованию.
Дарвин неоднократно подчеркивал необходимость глубокой разработки законов изменчивости и наследственности. Позднее они стали предметом изучения генетики.
Источник: http://spadilo.ru/priznaki-organizmov-nasledstvennost-i-izmenchivost/
Изменчивость в биологии – это что такое? Виды изменчивости :
Многие из нас смотрели американский фильм “Матрица”, в котором отрицательный герой, биоробот, как две капли воды похож на таких же, как он, служителей мира-миража.
Правда, пугающая перспектива развития человеческой цивилизации? Оказывается, что вся красота и совершенство природы проявляются в ошеломляющем разнообразии особей, даже относящихся к одному и тому же виду, не говоря уже о представителях различных систематических категорий: родов, семейств, классов.
Причина этого – изменчивость. В биологии это явление приобретения организмом отличительных признаков, которое лежит в основе эволюции живой природы. В нашей работе мы изучим ее формы и приведем примеры, иллюстрирующие проявления изменчивости в растительном и животном мире.
Приобретение новых свойств и признаков в свете эволюционной теории Ч. Дарвина
Приспособительные изменения способствуют все большему расхождению признаков внутри вида и проявляются в форме процессов дивергенции.
Они, в свою очередь, стимулируют механизмы микроэволюции, то есть видообразования. Ч.
Дарвин рассматривал изменения внешнего строения и физиологических свойств, передающихся потомству, как один из рычагов, ускоряющих выживание организмов, наиболее приспособленных к конкретным условиям среды.
Наряду с борьбой за существование, изменчивость – это в биологии важнейший процесс, приведший к появлению движущей и дизруптивной форм естественного отбора.
Мутации – что это?
Отдельные изменения, проявляющиеся у особи, не связанные с влиянием среды обитания и передаваемые по наследству, называются мутациями. Они были подробно изучены голландским ученым Хуго Де Фризом, объединившим полученные экспериментальные данные в мутационную теорию.
Вместе с законом гомологических рядов наследственной изменчивости, сформулированным российским генетиком Н. И. Вавиловым, она постоянно используется селекционерами для выведения новых пород и сортов.
Примеров, иллюстрирующих изменения в генотипах организмов, можно привести много, ведь изменчивость в биологии – это широко распространенное явление. Приведем несколько примеров.
Как мутации применяют в селекции
Человек издавна, вначале – без определенного плана, затем – целенаправленно, использовал мутации в селекционной работе.
Так, например, были выведены анконская коротконогая порода тонкорунных овец и породы лошадей-тяжеловозов, бессемянные сорта арбуза и винограда, формы узамбарской фиалки с махровыми цветками.
В этих примерах новые породы и сорта были получены в результате длительного отбора потомства, полученного от особей с нетипичными свойствами и признаками.
Гомология как результат влияния внешних факторов
У множества растительных и особенно животных организмов можно наблюдать соответствие общего плана строения, хотя внешне эти организмы сильно отличаются друг от друга.
Как же объясняет этот феномен биология? Изменчивость организмов, оказывается, возникает как результат приспособления к наземной, водной, воздушной или подземной среде обитания и приводит к явлению гомологии. Например, передняя конечность у всех позвоночных имеет единое анатомическое строение и содержит одни и те же виды костей.
Но сравните между собой внешний вид передней роющей конечности крота, крыла летучей мыши и верхней конечности человека – руки. Их поразительная морфологическая непохожесть объясняется дивергенцией, лежащей в основе макроэволюции.
Как изучают формы изменчивости в биологии
Чтобы выяснить, каковы закономерности появления изменений, как вызванных условиями среды обитания, так и зависящих от генотипа, в материале школьных учебников и на уроках природоведческих дисциплин дают представление о том, что такое изменчивость. Биология (9 класс) выясняет роль приобретенных признаков в процессах онтогенеза растений, животных и микроорганизмов, определяет практическое применение полученных знаний для развития сельского хозяйства и экономики.
Например, устанавливается значение генных, хромосомных и геномных мутаций (полиплоидии). Как правило, под их действием организмы приобретают признаки, ослабляющие жизнеспособность или приводящие их к гибели.
Положительные мутации происходят крайне редко, но тут же подхватываются действием естественного отбора и закрепляются в потомстве. Наследственная изменчивость в биологии – это явление, постоянно используемое в методах селекции.
Например, точечная мутация, вызвавшая появление растений тюльпана с махровым венчиком, послужила основой для выведения таких популярных сортов этой декоративной культуры, как Силеста, Акилла, Глобал Дезайр.
Соотносительная изменчивость
Новые признаки и свойства, приобретенные организмом вследствие влияния генотипа, могут коррелировать между собой. Это утверждение доказывается многочисленными фактами, которые предоставляет общая биология. Изучение изменчивости, называемой соотносительной или корреляционной, проводили еще в 19-м веке Ч.
Дарвин и Ж. Кювье. Они описали такие ее проявления: если у львиного зева или посевного гороха темно-красные цветки, то пазухи листьев тоже красные. У животных с очень длинными конечностями шея длиннее, чем обычно. Избыточный рост волос на спине, конечностях, груди у мужчин сопряжен с развитием крупных зубов.
Причиной корреляций является плейотропия: явление действия одного гена сразу на несколько признаков организма. Как видим, изменчивость в биологии – это сложный процесс. Он зависит от единиц наследственности – генов.
Организм существует не изолированно, а занимает в биогеоценозе вместе с особями своей популяции определенную экологическую нишу. Все внешние признаки особи называют фенотипом. Он обусловлен взаимодействием генов между собой и с факторами среды обитания.
Как считает биология, наследственность и изменчивость являются неразрывными и взаимообусловленными механизмами. Они обеспечивают процесс эволюции.
Что такое модификации
Вследствие влияния внешних условий у организмов возникают изменения, которые не передаются потомству. Степень проявления их зависит от интенсивности внешних факторов.
Новые признаки исчезают, если давление среды ослабевает. Все это присуще такому явлению, как ненаследственная изменчивость. Это в биологии называют модификационной формой приобретения новых признаков.
Например: два растения одуванчика выросли на разных почвах.
Плодородный грунт обеспечил рост сильного, высокого растения с мощной розеткой листьев. На суглинистой почве одуванчик был низкорослым, с непропорционально длинным центральным корнем.
Еще пример модификационной изменчивости, возникающей под действием условий среды обитания: у морского рачка-артемии количество волосков на задней части брюшка увеличивается при повышении солености воды.
Все модификации чрезвычайно важны для жизни организмов, так как обеспечивают их адаптацию к лабильным внешним условиям.
Источник: https://www.syl.ru/article/311217/izmenchivost-v-biologii—eto-chto-takoe-vidyi-izmenchivosti
Изменчивость организмов
Тема:Селекция и семеноводство
Одно из важнейших проявлений жизни — изменчивость организмов, которой всегда сопровождается размножение, выражается в различиях между особями по ряду признаков тела или отдельных его органов (размеры, форма, окраска) и их функций.
Различия между особями одного вида могут зависеть от изменений наследственных факторов — генов, полученных ими от родителей, и от внешних условий, в которых развивается организм. В соответствии с этим изменчивость организмов выражается в двух формах: наследственной и ненаследственной.
Наследственная изменчивость связана с изменением клеточных структур, обеспечивающих воспроизведение новообразований, и генотипа организма, поэтому она называется также генотипической изменчивостью. Различают два типа наследственной изменчивости — комбинационную и мутационную.
Комбинационная, или гибридная, изменчивость связана с появлением новообразований в результате сочетания и взаимодействия генов родительских форм.
Хотя новые гены в этом случае и не возникают, но ее роль в селекции растений, животных, микроорганизмов и в эволюционном процессе исключительно велика.
Мутационная изменчивость, или мутация (от лат. мутацио — изменение, перемена), вызывает структурные изменения генов и хромосом, ведущие к появлению новых наследственных признаков и свойств организма. Мутации возникают внезапно, скачкообразно. Они представляют тот основной «строительный материал», который используется в эволюции организмов.
Ненаследственная (фенотипическая), или модификационная, изменчивость не вызывает изменений генотипа. Она связана с реакцией одного и того же генотипа на изменение внешних условий, в которых развивается организм. Формирование любого организма идет на основе генотипа, но меняющиеся внешние условия создают различия в формах его проявления,
Один и тот же генотип проявляется в разных фенотипах. Генотип и фенотип — важнейшие понятия генетики, предложенные в 1909 г. В. Иогансеном.
Генотип (от греч. генос — рождение, типос — отпечаток, образ) — это совокупность всех генов организма, его наследственная материальная основа, а фенотип (от греч.
файнос — являться, типос — отпечаток, образ) — совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся на основе генотипа. Любой фенотип организма представляет собой результат взаимодействия генотипа с условиями внешней среды, в которых проходило его развитие.
В различиях между фенотипами, развивающимися на основе одного и того же генотипа, и выражается модификационная изменчивость.
Таким образом, наследственная и ненаследственная изменчивость имеют коренные, качественные различия.
Источник: http://www.activestudy.info/izmenchivost-organizmov/
Наследственность и изменчивость организмов
содержание .. 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 ..
III
«…признание того,
что явление жизни невозможно
без наследственности, показывает,
что воспроизведение исторически созданных
форм жизни в ряду поколений составляет основу жизни,
обеспечивает прямую физическую связь
на протяжении всех ее этапов,
от первых организмов
до современных видов».
Наследственность и изменчивость — это важнейшие свойства живого, которые не только отличают живое от неживого, но и определяют совместно с размножением бесконечное продолжение жизни, ее непрерывность на всех уровнях организации живого. Теоретическое значение учения о наследственности и изменчивости для биологии невозможно переоценить.
Однако данные о наследственности и изменчивости имеют также и выдающееся практическое значение. Они составляют научную основу селекции растений и животных. По образному определению Н. И. Вавилова «…селекция представляет собой эволюцию, направляемую волей человека».
Данные о наследственности и изменчивости лежат в основе наших представлений о нормальной и патологической наследственности человека и животных. Наконец, генетическая инженерия, созданная в недрах молекулярной генетики, составляет основу биотехнологии, которая, по образному выражению А. А.
Баева, вступила в триумвират с механической и физической технологиями, составляющими становой хребет промышленности.
Наследственность есть категория историческая.
Ее ключевая роль в определении непрерывности жизни заключается в том, что она обеспечивает физическую связь между поколениями клеток или организма в виде передачи генетической информации от родителей к их потомству.
Но организмы живут в условиях определенной среды. Поэтому непрерывная передача генетической информации от родителей к потомству обеспечивает единство организмов и среды.
НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И НЕПРЕРЫВНОСТЬ ЖИЗНИ
Из всех органических молекул способностью к саморепродукции обладают только нуклеиновые кислоты. Между тем, находясь в клетках, они контролируют их структуру и свойства (активность).
Поэтому уникальность жизни в генетическом смысле заключается в том, что нуклеиновые кислоты через половые клетки обеспечивают химическую связь между поколениями.
Благодаря размножению, наследственности и изменчивости жизнь видов продолжается бесконечно долго как непрерывное чередование поколений с сохранением между ними химических связей.
Уникальность жизни определяется также и постоянством видов. В процессе размножения исходные организмы всегда продуцируют самих себя, т. е. «подобное рождает подобное».
Потомство пары мышей всегда является мышами, точно так же, как две бактериальные клетки являются бактериями того же вида, что и их родительская клетка. Следовательно, постоянство видов определяется передачей сходства от родителей к потомству, т. е.
наследованием свойств своих родителей, вследствие чего организмы всех поколений (генераций) в пределах вида характеризуются общим наследственным (генетическим) поведением.
Наследственность — это передача сходства от родителей к потомству или склонность организмов походить на своих родителей. Наследственность означает передачу анатомических, физиологических и других, свойств и особенностей от организмов одних поколений (генераций) к организмам других.
Поскольку связь между поколениями обеспечивается половыми клетками, а оплодотворение представляет собой слияние ядер этих клеток и образование зиготы, то ядра половых клеток составляют физическую основу такой связи.
Когда речь идет о наследственности организмов, то следует понимать, что единственным материалом, который наследуется потомством от своих родителей, является генетический материал, сосредоточенный в ядерных структурах (хромосомах) и представляющий собой гены (единицы наследственности).
Следовательно, потомство наследует от своих родителей не признаки (свойства), а гены, которые контролируют эти признаки (свойства), причем показателем генетической детерминируемости признаков является наследуемость последних.
Различают наследование, которое не связано с полом, и наследование, контролируемое, ограничиваемое и сцепленное с полом. Под наследованием, не связанным с полом, понимают то наследование, которое не зависит от пола организмов-родителей или потомства. При наследовании, контролируемом полом, проявление генов отмечают у обоих полов, но по-разному.
Наследование, ограничиваемое полом, заключается в том, что проявление генов происходит лишь у одного пола. Наконец, наследование, сцепленное с полом, обусловлено локализацией соответствующих генов в половых хромосомах.
Кроме этих типов наследования различают также полигенное наследование, когда наследуемость признака подвержена контролю со стороны нескольких генов.
Однако организмы, которые произошли от какой-то пары родителей, не все являются совершенно одинаковыми.
В одном и том же помете мышей или в одной и той же культуре бактерий (происходящей от одной бактериальной клетки) можно встретить организмы, которые по каким-то признакам будут отличаться от родителей.
Иногда у потомства обнаруживаются признаки, которые были присущи лишь далеким предкам, или признаки, которые являются совершенно новыми не только для их родителей, но и для их далеких предков. Следовательно, для индивидуальных организмов характерны различия, изменчивость признаков.
Противоположным свойством наследственности является изменчивость. Она заключается в изменениях генетического материала, сопровождаемых изменениями признаков организма. Результатом изменчивости является образование новых вариантов организмов, непрерывность разнообразия жизни.
содержание .. 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 ..
Источник: http://zinref.ru/000_uchebniki/00500biologia/001_Biologia_s_osnovami_ekologii_Pekhov_2000/034.htm
Изменчивость
Изменчивость — свойство живых организмов существовать в различных формах (вариантах). Благодаря изменчивости отдельных особей популяция оказывается разнородной.
– Ненаследственная изменчивость возникает в процессе индивидуального развития организмов под влиянием конкретных условий среды, вызывающих у всех особей одного вида сходные изменения, поэтому Дарвин назвал эту изменчивость определенной. Однако степень таких изменений у отдельных индивидуумов может быть различной.
Ненаследственная, или модификационная, изменчивость не связана с изменением генов. Но способность к модификации — признак наследственный. Например, антилопа гну зимой в заповеднике Аскания-Нова отращивает густой подшерсток, а антилопа канна к такой модификации не способна и зимовать может только в отапливаемых помещениях.
Изучение модификационной изменчивости позволяет сформулировать несколько общих правил. Направленность модификации выражается в максимальном или минимальном проявлении определенных свойств организма.
Интенсивность модификационных изменений пропорциональна продолжительности действия на организм фактора, ее вызывающего. Степень развития мускулатуры зависит от тренировок — убедительный пример тому.
В некоторых случаях может появиться аномалия. Например, обработка личинок и куколок насекомых высокими температурами приводит к появлению большого количества насекомых с измененной формой туловища и крыльев. В природе эти насекомые не выживут.
Наследственная изменчивость — основа разнообразия живых организмов и главное условие их способности к эволюционному развитию.
Наследственная изменчивость состоит из генотипической изменчивости и цитоплазматической изменчивости (изменения в митохондриях, рибосомах и т.д.). Генотипическая изменчивость в свою очередь слагается из мутационной и комбинативной изменчивости. В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение живых организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов.
Мутационная изменчивость дает самый большой вариант изменения в организме, она затрагивает целые хромосомы, их части, отдельные гены. Изменения могут быть полезные, вредные, нейтральные для организма.
Геномные мутации приводят к изменению числа хромосом. Наиболее распространенным типом геномных мутаций является полиплоидия — кратное изменение числа хромосом.
Возникновение полиплоидов связано с нарушением мейоза, и у организмов возникает аномалия. Например, чрезмерное разрастание листьев у растений, увеличение размеров плода.
Полиплоидные гибриды используют в сельском хозяйстве, и наблюдается полиплоидия только у растений, у животных она затруднительна.
Хромосомные мутации — это перестройки хромосом. Они вызываются радиацией, загрязнением окружающей среды.
Внутрихромосомные изменения:
а) делеция — потеря того или иного участка хромосом разной величины. Например, если исходная хромосома имеет ряд генов (1,2,3,4,5,6,7…), то делеция может
иметь — 1,2,4,5,6,7… или другие варианты.
б) дупликация — удвоение отдельного участка хромосомы путем добавления. Например, 1,2,3,2,3,4,5,6…
в) инверсии — поворот участка хромосом на 180°, например, 1,2,3,4,8,7,6,5 и т.д.
К межхромосомным мутациям относят транслокации, то есть обмен участками между двумя хромосомами. Так, если исходные хромосомы имеют:
Происходит перегруппировка генов в хромосомах или между, что в любом случае приводит к изменениям биохимическим и физиологическим.
Генные мутации, или точковые — наиболее часто встречающиеся изменения. Генные мутации связаны с изменением последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК.
Они приводят к тому, что мутантный ген либо перестает работать и тогда не образуются соответствующие РНК и белок, либо синтезируется белок с измененными свойствами, что проявляется в изменении каких-либо признаков организма.
Генные мутации следует рассматривать как результат ошибок, возникающих в процессе удвоения молекул ДНК.
Изучение мутационного процесса показало, что изменяться (мутировать) могут все гены, контролирующие развитие любого признака организма.
В настоящее время интенсивно ведутся работы по созданию методов направленного воздействия химических и физических факторов на определенные гены. Эти исследования очень важны, так как искусственное получение мутаций нужных генов имеет большое практическое значение для селекции растений, животных и микроорганизмов.
Выдающийся советский биолог Н.И.Вавилов многие годы изучал мутационную изменчивость у культурных растений семейства злаковых и их диких предков. Мутационный процесс у генетически близких родов и видов протекает параллельно.
В результате этого у разных форм возникают сходные мутации, которые Н.И.Вавилов назвал гомологическими рядами наследственной изменчивости. Близкородственные виды и роды благодаря большому сходству их генотипов обладают сходной наследственностью. Обнаруженное Н.И.
Вавиловым явление известно в биологии как закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Руководствуясь этим законом, можно предсказать, какие мутантные формы должны возникнуть у близкородственных видов растений и животных.
У организмов менее родственных в строении геномов параллелизм наследственной изменчивости становится менее полным.
Источник: http://www.bioaa.info/index.php/2009-12-13-22-42-50/148-2009-12-27-23-09-56.html
Загрузка...
