elev din clasa 11a
Modificarea (fenotipic) variabilitatea - schimbările în organism asociat cu o modificare în fenotipul din cauza influențelor mediului înconjurător și care poartă, în majoritatea cazurilor, natura adaptiv.
Genotipul nu se schimbă. În general, conceptul modern de "modificări adaptive" corespunde noțiunii de "anumită variabilitate" introdusă de Charles Darwin în știință.
Clasificarea condiționată a variabilității modificărilor
În funcție de semnele schimbătoare ale organismului:
1) modificări morfologice
2) adaptare fiziologică și biochimică - homeostază (creșterea nivelului de eritrocite în munți etc.)
Prin intervalul de viteză de reacție:
1) îngust (mai tipic pentru caracteristicile calitative)
2) larg (mai tipic pentru caracteristicile cantitative)
1) modificări (utile pentru organism - se manifestă ca un răspuns adaptiv la condițiile de mediu)
2) morphoses (modificari fenotip neereditare sub influența factorilor de mediu extreme sau modificările care apar ca o expresie a mutațiilor nou formate fără caracter adaptiv)
3) fenocopii (diverse modificări non-ereditare, copierea manifestării diferitelor mutații) - un fel de morfoză
1) este numai într-o persoană sau un grup de indivizi care au fost afectați de mediul înconjurător (nu este moștenit)
2) modificări îndelungate - salvate pentru două sau trei generații
Caracteristica variabilității modificării
1) reversibilitatea - modificările dispar atunci când se schimbă condițiile specifice de mediu care le-au declanșat
2) natura grupului
3) schimbările în fenotip nu sunt moștenite, norma reacției genotipului este moștenită
4) regularitatea statistică a seriei variate
5) afectează fenotipul, fără a afecta genotipul în sine
Modificarea mecanismului de variabilitate
1) Mediul ca fiind cauza modificărilor
Variabilitatea modificărilor nu este rezultatul modificărilor genotipului, ci al răspunsului său la condițiile de mediu. Cu variabilitatea modificărilor, materialul ereditar nu se schimbă, - manifestarea genelor se schimbă.
Sub influența unor condiții de mediu asupra modificărilor corpului în timpul reacțiilor enzimatice (activitatea enzimei) și pot fi specializate sinteza enzimelor, dintre care unele (MAP-kinaza și colab.) Sunt responsabile pentru reglarea transcripției genei, în funcție de schimbările de mediu. Astfel, factorii de mediu capabili de reglarea expresiei genelor, adică intensitatea generării de proteine specifice, ale căror funcții corespund unor factori specifici de mediu. De exemplu, pentru producția de melanină responsabile patru gene care sunt localizate pe cromozomi diferiti. Cel mai mare număr de alele dominante ale acestor gene - 8 - gasite in oameni negri. Sub influența unui mediu specific, de exemplu, expunerea intensivă la radiațiile ultraviolete, celulele epidermice sunt distruse, ceea ce duce la izolarea endotelin-1 și a eicosanoidelor. Acestea determină activarea enzimei tirozinazei și biosinteza acesteia. Tirozinaza, la rândul său, catalizează oxidarea tirozinei aminoacide. Formarea ulterioară a melaninei are loc fără participarea enzimelor, cu toate acestea, mai mult cantitatea de enzimă determină o pigmentare mai intensă.
2) Rata de reacție
Limita de manifestare a variabilității organismului cu un genotip nemodificat este norma reacției. Rata de reacție este determinată de genotip și variază între diferiți indivizi din această specie. De fapt, viteza de reacție - intervalul de niveluri posibile ale expresiei genelor, din care este selectat nivelul de expresie, cele mai potrivite pentru condițiile de mediu specifice. Rata de reacție are o limită pentru fiecare specie - de exemplu, hrănirea crescută va duce la o creștere a masei animalului, dar va fi în rata normală de reacție caracteristică unei anumite specii sau rase. Rata de reacție este determinată genetic și moștenită.
Pentru modificări diferite, există limite diferite ale normei de reacție. De exemplu, valoarea producției de lapte variază foarte mult, productivitatea cerealelor (modificări cantitative) slab - animale de intensitate de colorare, etc. (modificări calitative) ... În conformitate cu această normă de reacție poate fi generale (modificări cantitative - dimensiunea frunzelor multor plante, marimea corpului multor insecte, în funcție de furnizarea de condiții de larve) și înguste (schimbări calitative - colorare în pupelor și adulților unor fluturi). Cu toate acestea, pentru unele trăsături cantitative caracteristice unei norme de reacție îngustă (conținutul de grăsime al laptelui, numărul de degetele de la picioare la cobai), iar pentru unele caracteristici calitative - late (de exemplu, modificări de culoare sezoniere în mai multe specii de animale în latitudini nordice).
Analiza și modele de variabilitate a modificărilor
1) Seria variantă
Manifestările de cartografiere Ranked modificabile variabilitate - număr variație - un număr de proprietăți variabilitate modificări ale corpului, care este compus din modificări proprietăți individuale aranjate în ordinea crescătoare sau descrescătoare a cuantifica proprietăți (dimensiune foaie, o schimbare de lână intensitatea culorii, etc ...). O singură valoare a raportului dintre doi factori de variații în serie (de exemplu, lână și lungimea intensitatea pigmentare) este o variantă. De exemplu, grâu, crescând în același domeniu poate fi foarte diferit număr de urechi și urechi datorate diferiților indicatori de sol de umiditate de pe teren. După ce a făcut numărul de urechi într-o ureche și numărul de capete, putem obține o gamă de variație în formă statistică:
Variația variației variației grâului
Numărul de spikelets într-o ureche
2) Curba variantă
Afișarea grafică a manifestării variabilității modificărilor - curba de variație - afișează atât intervalul variației proprietății, cât și frecvența variantei individuale. Se poate observa din curbă că variantele medii ale manifestării caracteristicilor sunt cele mai răspândite (legea lui Quetelet). Motivul pentru aceasta, aparent, este efectul factorilor de mediu asupra cursului ontogenezei. Unii factori suprimă expresia genelor, în timp ce alții, dimpotrivă, se consolidează. Aproape întotdeauna, acești factori, în timp ce acționează pe ontogene, se neutralizează reciproc, adică nu se observă nici scăderea, nici creșterea valorii trăsăturii. Acesta este motivul pentru care indivizii cu semne extreme ale trasaturilor apar într-un număr mult mai mic decât persoanele cu o valoare medie. De exemplu, înălțimea medie a unui bărbat - 175 cm - se găsește cel mai adesea în populațiile europene. La construirea curbei de variație, este posibil să se calculeze valoarea deviației rădăcină medie-pătrată și, pe baza acesteia, să se calculeze deviația standard de la valoarea mediană - cea mai comună semn.
Graful de abatere standard, pornind de la curba de variație "variabilitatea modificării grâului"
Modificări variabile în teoria evoluției
Selecția naturală constă într-un astfel de mecanism:
1) apare pentru prima dată un individ cu proprietăți noi, complet aleatoare (formate din cauza mutațiilor)
2) atunci se dovedește sau nu este capabil să lase descendenții, în funcție de aceste proprietăți
3) În cele din urmă, dacă rezultatul etapei anterioare este pozitiv, părinții și urmașii săi moștenesc proprietățile nou dobândite
Proprietățile noi ale individului se formează datorită variabilității ereditare și a modificărilor. Iar dacă variația genetică se caracterizează printr-o schimbare în genotip și aceste modificări sunt moștenite, atunci variabilitatea modificare moștenită capacitatea organismelor de a schimba genotipul fenotipului sub stres de mediu. Cu continuarea expunerii la aceleași condiții de mediu pot fi selectate pentru genotip mutații al căror efect este similar cu modificările de manifestare și astfel variabilitatea modificări devine variabilitate genetică (modificări de asimilare genetică). Un exemplu poate fi un procent constant ridicat de melanina pigment in piele raselor negroid și mongoloid comparativ cu caucaziene. Darwin a numit variabilitatea modificării unui anumit grup. O anumită variabilitate se manifestă la toți indivizii normali ai unei specii care au fost supuși unui anumit efect. Anumite variabilități prelungesc limitele existenței și reproducerii organismului.
2) Variabilitatea selectivă și modificarea naturală
Modificarea variabilității este strâns legată de selecția naturală. Selecția naturală are patru direcții, dintre care trei sunt direcționate în mod direct spre supraviețuirea organismelor cu diferite forme de variabilitate non-ereditară. Aceasta este o selecție stabilizatoare, mișcătoare și perturbatoare. Stabilizarea selecției se caracterizează prin neutralizarea mutațiilor și formarea unei rezerve din aceste mutații, care determină dezvoltarea genotipului cu un fenotip constant. Ca urmare, organismele cu o rată medie de reacție domină în condiții neschimbate de existență. De exemplu, plantele generatoare rețin forma și dimensiunea florii, care corespund formei și dimensiunii insectei, care polenizează planta. Selecția disruptivă se caracterizează prin dezvăluirea rezervelor cu mutații neutralizate și selecția ulterioară a acestor mutații pentru a forma un nou genotip și fenotip care sunt adecvate mediului. Ca urmare, organismele supraviețuiesc cu o rată extremă de reacție. De exemplu, insectele cu aripi mari au o rezistență mai mare la rafalele de vânt, în timp ce insectele aceleiași specii cu aripi slabe izbesc. Selecția mișcării se caracterizează prin același mecanism ca și disruptivul, dar are drept scop formarea unei rate medii noi de reacție. De exemplu, insectele sunt rezistente la substanțe chimice.
Teoria epigenetică a evoluției
Atunci când o nouă acțiune de mediu asupra organismului este selecția de mutații care se potrivesc corpului la noile condiții, astfel încât organismul este mai întâi adaptare la mediu, prin intermediul modificărilor apoi încetează adaptate la acestea și genetic (selecție motorie) -, un nou genotip pe baza căruia, un nou fenotip. De exemplu, congenital rearanjare hipoplazie Locomotiva are loc animalele purtătoare și organe motorii, astfel încât ar fi hipoplazia adaptive. În plus, acest atribut este stabilit prin stabilizarea în mod selectiv. Ulterior, un nou mecanism de comportamente direcționate către un dispozitiv de adaptare. Astfel, evoluția epigenetic postembryonic Morphosis considerate în condiții de mediu specifice, cum ar fi evoluția Pârghie motorului.
Astfel, selecția naturală în teoria epigenetică a evoluției constă în următoarele etape:
1) factorul de mediu extrem conduce la morfoză și morfoză - la destabilizarea ontogeniei
2) destabilizarea ontogenezei conduce la apariția unui fenotip nestandard (alternativ, anormal), care corespunde cel mai mult morfozei existente
4) în continuare, pe parcursul consolidării noilor proprietăți prin modificări genocopice, se formează noi căi alternative de dezvoltare care se manifestă cu următoarea destabilizare a ontogenezei
Astfel, teoriile sintetice și epigenetice ale evoluției sunt destul de diferite. Cu toate acestea, s-ar putea să apară cazuri care sunt sinteza acestor teorii - de exemplu, morphoses aspect, datorită acumulării de mutații neutre din rezervele fac parte din mecanismul ca sinteză (mutații apar în fenotipul) sau epigenetice (morphoses poate provoca modificări genokopirovaniyu dacă mutația inițială nu este determinată este ) teorii.
Forme de variabilitate a modificărilor
În cele mai multe cazuri, variabilitatea modificărilor contribuie la adaptarea pozitivă a organismelor la condițiile de mediu - reacția genotipului la mediul înconjurător se îmbunătățește și se schimbă fenotipul (de exemplu, crește numărul de eritrocite la o persoană care crește până la munți). Uneori, totuși, influențată de factori de mediu, cum ar fi influența asupra teratogens gravide, apar modificări fenotip similar cu mutații (neereditare modificări similare ereditare) - phenocopies. De asemenea, sub influența factorilor de mediu extreme, organismele pot dezvolta morfoză (de exemplu, o tulburare a aparatului motor cauzată de traume). Morfologiile sunt ireversibile și neadaptative, iar în natură labilă, manifestările sunt similare mutațiilor spontane. Morfologiile sunt acceptate de teoria epigenetică a evoluției ca principalul factor al evoluției.
Modificări variabile în viața umană
Utilizarea practică a legilor de variabilitate modificare este de o mare importanță în creșterea plantelor și animalelor, deoarece permite să anticipeze și să planifice înainte de utilizare maximă a fiecărei capacități de clasă de plante și rase de animale (cum ar fi performanța individuală o cantitate suficientă de lumină pentru fiecare plantă). Crearea condițiilor cunoscute cunoscute cunoscute pentru realizarea genotipului asigură productivitatea ridicată a acestora. Aceasta permite, de asemenea, necesar să se folosească abilitățile înnăscute ale copilului și de a le dezvolta in copilarie - aceasta este sarcina de psihologi și profesori care au vârsta școlară încearcă să determine tendința copiilor și a capacității lor de la o anumită activitate profesională, creșterea în reacția normală a nivelului de implementare a determinat genetic abilitățile copiilor.
Exemple de variabilitate a modificărilor
1) o creștere a nivelului de eritrocite la alpinism
2) creșterea pigmentării pielii cu expunere intensă la radiațiile ultraviolete
3) dezvoltarea sistemului musculo-scheletal ca rezultat al formării cicatricilor (exemplu de morfoză)
În insecte și alte animale:
1) o schimbare de culoare în gândacul de cartofi Colorado datorită efectului prelungit asupra puilor la temperaturi ridicate sau scăzute
2) o schimbare a culorii stratului la unele mamifere atunci când condițiile meteorologice se schimbă (de exemplu, într-un iepure)
3) colorarea diferită a fluturilor-nymphalides (de exemplu, Araschnia levana), care se dezvoltă la diferite temperaturi
1) structura diferită a frunzelor subacvatice și deasupra apei din blatul de apă, vârful săgeții și altele.
2) dezvoltarea formelor ciudate din semințele plantelor joase cultivate în munți
1) activitatea genelor operonului lactoză din E. coli (în absența glucozei și în prezența lactozei, ele sintetizează enzimele pentru prelucrarea acestui carbohidrat)
Caracteristicile comparative ale formelor de variabilitate
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: