Форми мінливості. Модифікаційна мінливість

Модифікаційна мінливість

Однією з універсальних властивостей живої матерії є мінливість - здатність організмів у процесі як індивідуального, так й історичного розвитку набувати нових ознак. Мінливість буває неспадковою, або модифікаційною, та спадковою. Модифікаційні зміни - це реакції організмів на зміну інтенсивності дії певних чинників довкілля. Модифікаційна мінливість зумовлена не змінами нуклеотидних послідовностей молекул ДНК, а характером реалізації спадкової інформації.

Модифікації однакові для всіх генотипово однорідних істот. Спадкова програма будь-якого організму реалізується не тільки під контролем генів, а й під впливом навколишнього середовища. Наприклад, у всіх занурених у воду особин рослини стрілолиста утворюються довгі й тонкі листки, а в тих, що ростуть на суходолі, - стрілоподібні. У рослин, частково занурених у воду, формуються листки обох типів.

Ступінь прояву модифікацій прямо залежить від інтенсивності й тривалості дії певного екологічного фактора на організм. Так, у дрібного рачка артемії ступінь опушеності задньої частини черевця залежить від солоності води: вона то більша, що нижча концентрація солей у воді. З власного досвіду ви знаєте: що більше часу проводити на сонці, то інтенсивніша засмага. Що вище людина піднімається в гори і що триваліше вона перебуває в умовах високогір’я, то більша концентрація еритроцитів у її крові.

Модифікації можуть зникати протягом життя особини, якщо припиняється дія фактора, який їх спричиняє. Наприклад, засмага, набута влітку, поступово зникає протягом осінньо-зимового періоду. Після нетривалого перебування в умовах високогір’я кількість еритроцитів у крові знижується до норми (пригадайте, скільки еритроцитів у нормі міститься в 1 мл крові), коли людина повертається в долину.

Модифікаційна мінливість. І. Стрілолист (1) та модифікації його листків: 2 - листки стрілоподібної форми, що виросли над водою; 3 - стрічкоподібні листки, що розвинулися під водою. II. 1. Рачки артемії (зовнішній вигляд). 2. Опушення черевця артемії за різних умов солоності (зліва направо: від більшої солоності до меншої)

Деякі модифікації, які виникли насамперед на ранніх етапах індивідуального розвитку, можуть зберігатися протягом усього життя особини. Наприклад, викривлення кісток нижніх кінцівок у людини, яка в дитинстві перехворіла на рахіт (пригадайте, що спричиняє таке захворювання), зберігається протягом усього її життя. Але діти батьків-рахітів не матимуть такої вади, якщо вчасно отримуватимуть необхідну кількість вітаміну D.

Модифікаційна мінливість зазвичай забезпечує пристосування до змінних умов середовища життя. Наприклад, зміна форми листків стрілолиста зі стрілоподібної на підводну стрічкоподібну захищає ці рослини від ушкодження течією. Заміна шерсті ссавців під час осіннього линяння на густішу забезпечує захист організму від дії низьких температур, а засмага людини - від шкідливої дії сонячного випромінювання. Усе це дає підстави вважати, що такі пристосувальні модифікації виникли в процесі історичного розвитку виду як певні реакції на зміни умов довкілля, з якими постійно стикаються організми.

Статистичні закономірності модифікаційної мінливості

Модифікаційна мінливість підпорядковується певним статистичним закономірностям. Межі модифікаційної мінливості ознаки визначаються генотипом і мають назву норми реакції. Серед ознак є такі, різні варіанти яких майже повністю визначає генотип (наприклад, розташування очей, кількість пальців кінцівок, група крові, характер жилкування листків тощо). На ступінь прояву варіантів багатьох кількісних ознак (наприклад, зріст і маса організмів, площа листкової пластинки тощо) впливають переважно умови довкілля. Наприклад, температура впливає на забарвлення шерсті кролів. У сіамських кішок так само кожна ділянка шкіри має власний температурний поріг, який визначає те чи інше забарвлення шерсті.

Для вивчення мінливості певної ознаки складають варіаційний ряд - послідовність кількісних показників певної ознаки (варіант), розміщених у порядку зростання чи зменшення. Довжина ряду свідчить про розмах модифікаційної мінливості. Він залежить від умов навколишнього середовища: що вони стабільніші, то коротший варіаційний ряд, і навпаки.

Розподіл варіант можна зобразити графічно у вигляді варіаційної кривої. Це графічне зображення кількісних показників мінливості певної ознаки. Варіаційна крива показує межі модифікаційної мінливості та частоту зустрічальності окремих варіант. За її допомогою можна встановити середні показники й норму реакції певної ознаки.

Варіаційний ряд листків лавровишні; Варіаційна крива кількості колосків у колосі пшениці

Поміркуйте

Яке біологічне значення модифікаційної мінливості?

Виконайте лабораторне дослідження та прикліпіть файл у це поле.

ЛАБОРАТОРНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

Тема: Вивчення мінливості у рослин

Завдання: Вивчення мінливості рослин. Побудова варіаційного ряду і варіаційної кривої

Обладнання і матеріали: гербарні зразки (пшениця, ячмінь, кукурудза), насіння різних видів (квасолі, кукурудзи, соняшнику), листки (дуба, клена, липи), лінійка або міліметровий папір.

1. Порівняйте кілька (3-5) особин одного виду або їхніх частин (листки злаків, насіння квасолі, бульби картоплі тощо) за фенотипом (зовнішній вид, розміри). Запишіть результати досліджень у зошит.

2. Знайдіть характерні видові ознаки в різних представників.

3. Виявіть відмінності в будові різних представників одного виду, а також порівняйте їх з особинами інших видів. Поясніть причини, які зумовили ці розбіжності.

4. Виберіть не менш ніж 25 рослин одного виду (або їхніх частин) за певними ознаками (наприклад, кількість вічок у бульб картоплі, темних плям на білих насінинах квасолі).

5. Полічіть число обраних показників у кожній з рослин і занесіть отримані дані до таблиці, виявіть, як часто зустрічається кожне із цифрових значень цих показників, та знайдіть середню величину ознаки.

6. Побудуйте на підставі отриманих результатів варіаційні ряд і криву: на осі абсцис відкладіть варіанти, а на осі ординат - частоти прояву певних чисельних (кількісних) показників певної ознаки. Дайте характеристику ряду і кривої нормального розподілу.