влияние среды на развитие признаков

Статистический анализ модификационной изменчивостиУсловия среды (влажность, температура, освещенность, взаимодействие и конкуренция с другими организмами) не могут быть одинаковыми для всех особей популяции. Поэтому длина колосьев пшеницы на одном поле может колебаться от 6 до 14 см, а размеры листьев одного дерева иногда варьируют в еще более широких пределах, хотя генотип их одинаков.Если листья или колосья расположить в порядке нарастания или убывания их длины, то получается вариационный ряд изменчивости данного признака, слагающийся из отдельных вариант, то есть числа листьев дерева или колосков в колосе пшеницы, имеющих одинаковые показатели (рис. 5).Как показывают подсчеты, частота встречаемости отдельных вариант в вариационном ряду неодинакова. Чаще всего встречается среднее значение признака, а к обоим концам вариационного ряда частота встречаемости закономерно снижается. Графическое выражение изменчивости признака, отражающее как размах вариаций, так и частоты встречаемости отдельных вариант, называют вариационной кривой.Модификационная изменчивость в естественных условиях носит приспособительный характер и в этом смысле имеет важное значение в эволюции. Обусловленные нормой реакции адаптивные модификации дают возможность организму выжить и оставить потомство в изменившихся условиях среды.Знание закономерностей модификационной изменчивости имеет также большое практическое значение, так как позволяет предвидеть и заранее планировать максимальное использование возможностей каждого сорта растений и породы животных. В частности, создание заведомо известных оптимальных условий для реализации генотипа обеспечивает их высокую продуктивность.Как отличить наследственные признаки и обусловленные влиянием среды. У человека это оценивается путем сравнения частоты воспроизведения признаков у близнецов. Теоретически, если близнецы идентичные, то фенотип у них должен быть одинаковым. По цвету глаз, форме волос (прямые, вьющиеся), группе крови так наверняка и будет. Но, тем не менее, не по всем признакам сходство будет 100%-ным даже у генетически идентичных близнецов. Это происходит потому, что в развитии многих признаков заметный вклад дает среда. К факторам среды относится все, что не является ДНК. Идентичные близнецы — потомки одной оплодотворенной яйцеклетки, которая разделилась пополам. Формально это вегетативное размножение, то есть человек может размножаться бесполым путем. У многих позвоночных это более выражено. Например, у броненосцев может быть 8 генетически идентичных потомков. У человека такое случается достаточно редко. Есть совпадения разных заболеваний у пар монозиготных и дизиготных близнецов. Например, у 39% пар генетически идентичных близнецов исследованных в работе, инфаркты были у обоих близнецов в паре. У остальных 61% близнецов от инфаркта страдал только один из пары. Значит ли это, что существует некая генетическая предрасположенность к болезням? Можно рассмотреть совпадения заболеваний у пар дизиготных близнецов, являющихся потомками разных оплодотворенных яйцеклеток. Такие близнецы рождаются одновременно, поэтому факторы среды, влияющие на них, одинаковые. При этом оказывается, что только 26% пар совпадают по инфаркту. Соотношение между этими показателями (39% и 26%) указывает на меру вклада наследственности в развитие признака, а данном случае, инфаркта. Смоделируем эксперимент. Мать передает ребенку первую хромосому, которая досталась ей от своих матери или отца. Допустим, ребенок получает первую хромосому от дедушки с материнской стороны. Отец также передает свою первую хромосому ребенку, доставшуюся ему от своих родителей. Пусть ребенок получает отцовскую копию первой хромосомы тоже от дедушки. А другой потомок этой пары может получить копию первой хромосомы от бабушки по матери и от бабушки по отцу. Тогда получается, что генотипы двух потомков по первой паре хромосом вообще не совпадают. У идентичных близнецов (монозиготных) такого быть не может, потому что они оба произошли от одной и той же клетки. Дизиготные могут получиться генетически одинаковыми, только если оба они получат хромосомы одинакового происхождения. Вероятность, что данная хромосома из двух попадет в клетку — 0.5. Тогда вероятность, что это произойдет со второй хромосомой — 0.25. Всего хромосом 23 штуки. Тогда вероятность того, что дизиготные близнецы получатся генетически идентичными — 0.523, что очень мало. Обычно происхождение хромосом случайное и примерно половина хромосом у дизиготных близнецов будет общая. Для разных болезней коэффициент вклада наследственности разный. Есть данные, что если от рака страдает один монозиготный близнец, второй тоже страдает от рака в 12% случаев. Если от рака страдает один из дизиготных близнецов, то второй страдает в 15% случаев. То есть по этим данным не выявлено генетической предрасположенности к заболеванию раком в массе. Все потому, что трансформация в опухолевые клетки чаще всего происходит в соматических клетках при жизни. Но для конкретной пары это может быть не так. Есть случаи высокой наследственной предрасположенности к раку, но их доли в популяции очень малы,меньше 1%. В случае эпилепсии вклад наследственности равен 3, то есть даже выше, чем при инфаркте. Совпадение заболевания шизофренией в паре гомозиготных близнецов составляет 80%, а в 20% случаях второй близнец будет здоров. Таким образом, мы не можем определить, какой конкретно ген отвечает за развитие той или иной болезни, но можно точно посчитать вклад наследственности в ее развитие. Итак, для большинства признаков нет 100%-ного определения их развития только генотипом. Даже при определенной генетической конституции совсем не значит, что признак тоже будет определенным. Предсказательная роль генетики не абсолютна. Нет 100%-ой связи развития признака с генотипом. Это касается большинства признаков. Для иллюстрации того, что признаки не абсолютно определяются геномом, можно привести историю с клонированной кошкой. Для этого из зиготы удалили ядро и пересадили в него ядро взрослой кошки. Из такой зиготы сформировался генетически идентичный зародыш, иначе говоря, близнец, только в другом поколении и не монозиготный в прямом смысле слова. Кошка и родившийся котенок-клон похожи по окраске, но пятна расположены не одинаково. Таким образом, многие признаки не обязательно должны совпадать даже при одинаковой генетической конституции. Это связано с влиянием среды.Таким образом, фенотип каждой особи есть результат взаимодействия ее генотипа с условиями окружающей среды.ЗаключениеЖивые организмы постоянно испытывают действие разнообразных факторов среды, в которой они обитают. Среда влияет на формирование и количественных, и качественных признаков.Изменчивость организма может передаваться или не передаваться по наследству. В первом случае изменчивость затрагивает генотип, во втором – фенотип. Фенотипическая изменчивость, не передающаяся по наследству, называется модификационной изменчивостью.Модификационную изменчивость также называют адаптивной модификацией или фенотипической пластичностью. В отличие от наследственной изменчивости адаптивная модификация может появляться и исчезать в течение жизни, не выходя за рамки онтогенеза.Модификационную изменчивость можно измерить с помощью статистических закономерностей. Для этого исследуют возможности организма по определённому признаку у группы особей. Например, размер пшеницы на одном поле в зависимости от освещения (часть поля хорошо освещена, часть – в тени).Количественные показатели определённого качества живых организмов, расположенные в порядке возрастания или убывания, называются вариационным рядом. Длина ряда показывает возможности изменчивости для определённой группы особей.Графически ряд можно изобразить с помощью вариационной кривой. Обычно большое количество особей имеет средний показатель, поэтому кривая симметрична.Модификации имеют пределы, ограниченные генотипом. Например, житель северных краёв никогда не сможет загореть до состояния африканца. Такие ограничения, передающиеся по наследству, называются нормой реакции.ЛитератураГайсинович А.Е. Зарождение и развитие генетики. М.: Высш. шк., 2015 г. — 424 с.Дубинин Н.П. «Общая генетика» М., 2016. — 592 с. Курчанов, Н.А. Генетика человека с основами общей генетики. Руководство для самоподготовки / Н.А. Курчанов. - СПб.: СпецЛит, 2016. - 63 c.Хандогина, Е.К. Генетика человека с основами медицинской генетики: Учебник / Е.К. Хандогина, И.Д. Терехова, С.С. Жилина. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 192 c.Эрман Л., Парсонс П. Генетика поведения и эволюция. М., 2015.-124сЭфроимсон В.П. Введение в медицинскую генетику. М., 2016. — 490 с.