Полезна или вредна модификационная изменчивость для организма
AnnA Nas
11 октября · 173
Что послужило причиной исследования изменчивости организмов?
Не перестаю узнавать новое. Люблю путешествия и все с этим связанное. Много лет…
Ученым потребовалось понимание, каким образом и почему происходят изменения организмов. Ведь изучив, как изменялись прошлые поколения тех или иных организмов, можно впоследствии предсказать будущие изменения. А это и есть одна из целей науки.
Какой фактор относят к абиотическим?
Добрый день! Стоит начать с того, что традиционно факторы окружающей среды принято делить на три основные (укрупненные) группы:
Биотические (биос – жизнь), т.е. непосредственно факторы живой среды, которые могут влиять на жизнедеятельность организмов, а так же сюда включают различные формы взаимоотношений между этими организмами (паразитизм, мутуализм, влияние микрофлоры кишечника на процессы пищеварения, отношения «хищник-паразит» и так далее).
Антропогенные (антропос – человек), т. е. такие факторы, которые образуются/появляются в результате различной деятельности человека (например, вырубка леса).
АБИОТИЧЕСКИЕ (как правило, приставка «а» в естественно-научном цикле носит характер некого отрицания, либо противоположного значения, исходя из этого, делаем вывод, что это нечто противоположное биосу – жизни, т. е. не живое) – это такие факторы среды, появление/образование которых можно связать с неживой природой (неорганической средой).
Абиотические факторы можно разделить на несколько условных групп:
- Почвенные (Эдафические) – минеральный состав почвы, её кислотность, температура, влажность;
- Топографические (Рельефные) – перепады высот, экспозиция солнца, склоны, высота над уровнем моря;
- Атмосферные (Климатические) – температура, ветер, количество осадков, атмосферное давление;
- Водные факторы (характеристика водной среды) – плотность, температура, прозрачность, газовый состав.
- Огонь.
Надеюсь, что данный ответ окажется для Вас полезным и Вы найдёте в нём стимул для дальнейшего познания окружающего нас мира!
Прочитать ещё 2 ответа
В чём сходство и в чём различие молекул ДНК и РНК?
Engineer – programmer ⚡⚡ Разбираюсь в компьютерах, технике, электронике, интернете и… · zen.yandex.ru/gruber
Молекулы ДНК и РНК представляют собой биологические полимеры, нуклеиновые кислоты со схожими химическими составами.
Основные сходства молекул ДНК и РНК:
- химическая основа — нуклеиновая кислота;
- общий план строения мономер — нуклеотид;
- содержание остатков фосфорной кислоты.
Основные отличия молекул ДНК и РНК:
- молярная масса молекулы: ДНК > РНК;
- функция: молекула ДНК хранит наследственную информацию, РНК — переносит ее;
- количество цепей: ДНК — двухцепочечная молекула, РНК — одноцепочечная;
- местонахождение в клетке: ДНК — ядро, РНК — ядро и цитоплазма;
- сахар: ДНК — дезоксирибоза, РНК — рибоза.
Прочитать ещё 2 ответа
Что такое фенотипическая изменчивость и как она проявляется в природе?
Студент биофака УрФУ, редактор группы ВК «Эволюция. Жизнь во всех её формах и… · vk.com/lifeoftheearth
Фенотип – это совокупность внешних (то есть морфологических и анатомических) признаков, присущих тому или иному организму, в то время как генотип отражает “генетический состав” особи и представляет собой некий каталог генов организма.
Изменчивость всех живых организмов можно разделить на наследственную и ненаследственную. Наследственная изменчивость является следствием изменений, произошедших в генотипе, например, случайных мутаций. Фенотипическая, или модификационная изменчивость является немедленным ответом организма на изменившиеся условия среды и влечёт за собой изменения в фенотипе.
Примеров фенотипической изменчивости в природе очень много. Обращали ли вы внимание, как рыжие летом белки постепенно становятся серыми ближе к зиме, чтобы не так сильно выделяться на фоне белого снега? Какой густой подшёрсток вырастает у живущих на улице собак? Сбрасывание оленями рогов, появление загара у человека, набор веса при обильном питании – всё это модификационная изменчивость.
Прочитать ещё 1 ответ
На чем основана комбинативная изменчивость?
Религиовед, эколог, биолог
Название говорит само за себя – она основана на различных комбинациях генов. В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов.
Главные источники комбинативной изменчивости – независимое расхождение гомологичных хромосом в 1 редукционном делении (1 мейоз), рекомбинация генов и случайная встреча гамет.
В каждый организм заложена возможность приспосабливаться к условиям окружающей среды — это и есть модификационная изменчивость. Именно благодаря модификациям возможна жизнедеятельность живых существ.
Без способности к адаптациям малейшие изменения в показателях температуры, питания, освещенности, поставили бы целые виды на грань исчезновения.
Что такое модификационная (фенотипическая) изменчивость
Модификационная изменчивость сложилась в результате эволюции, как реакция организма на перемены в условиях существования.
Отличительной особенностью модификаций является то, что изменения происходят в границах фенотипа, т. е. набора внешних и внутренних особенностей организма, которые появились в ходе его развития. Поэтому в литературе встречается равнозначное наименование фенотипическая изменчивость.
Воздействие на живую клетку неизменно приводит к ответной реакции. Реагируя на внешний раздражитель, клетки направляют сигналы к генам, что приводит к изменениям в синтезе белков, отвечающих за физиологию организма. Тем не менее перемены, происходящие в фенотипе, имеют предел, который называется нормой реакции.
В зависимости от того, в какой степени изменяется тот или иной признак фенотипа, в биологии различают следующие нормы реакции:
- Широкая – признак характеризуется большой степенью изменчивости. Чаще всего он проявляется в количественном значении.
- Узкая – под воздействием окружающей среды признак изменяется незначительно и обычно имеет качественный характер.
Варианты развития модификации организма, расположенные по возрастанию или убыванию, образуют вариационный ряд. Связь между признаком фенотипа и частотой его проявления наглядно отражает график в виде кривой.
Эти статистические методы необходимы в важных сферах деятельности человека: сельском хозяйстве, медицине, промышленности. Вариационная кривая позволяет выявить закономерности фенотипической изменчивости, границы норм реакции, спрогнозировать значения показателей.
Примеры модификационной изменчивости
Модификационные изменения организма – ответ на перемены в условиях существования.
Рацион питания, температура окружающей среды, уровень влажности и освещенности – от этих и многих других факторов зависит внешний вид организма, поведение его клеток.
Примеры в различиях фенотипа доступны на каждом шагу – одуванчик, выросший в поле, отличается от одуванчика, выросшего в горах, высотой стебля, расположением листьев, развитостью корневой системы.
Другой пример – растения одного вида будут различаться размерами в зависимости от уровня освещенности и количества питательных элементов в почве. В зависимости от температуры, изменяется окраска шерсти некоторых животных.
Фенотипические изменения можно наблюдать и у человека. Наиболее ярким примером служит загар, возникающий в виде защитной реакции на воздействие ультрафиолета.
У жителей северных стран смуглый цвет кожи – временное явление, что говорит об адаптивном характере данной модификации. Частые физические нагрузки также ведут к изменению в фенотипе – укрепляются мышцы и кости организма.
Не все модификационные изменения проявляются внешне, порой они происходят только на клеточном уровне. В условиях разреженного воздуха организм человека, стремясь поддержать жизнедеятельность, увеличивает уровень эритроцитов в крови, которые доставляют кислород к органам и тканям.
Это явление наблюдается при подъеме в горы. Поэтому альпинисты уделяют особое внимание адаптации к резко изменившимся условиям окружающей среды.
Свойства модификационной изменчивости
Модификационная наследственность не наследуется. Её проявления носят временный характер. Изменение генотипа при этом не происходит – гены, которые передаются потомкам, не затрагиваются.
Особи одного вида, помещенные в одинаковые условия, будут иметь схожие перемены в фенотипе, что говорит о групповом характере модификационной изменчивости.
Обычно модификации не сохраняются надолго и исчезают при возвращении к исходным условиям. Этими признаками определяется закономерность и предсказуемость изменений.
Полезна или вредна модификационная изменчивость? Здесь ответ простой модификации помогают организму адаптироваться к перемене окружающих условий, а значит выжить.
Отличие мутационной от модификационной изменчивости
Мутация, как и модификация, ведет к изменению организма, однако происходит это благодаря изменениям в наследственном материале, путем перестройки генов, хромосом, генома.
Особь, подвергнутая мутациям, остается такой до конца жизни, и в дальнейшем передает ген с мутацией своим потомкам.
Воздействие радиации, химических веществ, изменение температурного режима – частые причины возникновения мутаций. Их появление спонтанно – под воздействием одного и того же фактора появившиеся признаки с большой вероятностью будут различны.
В то же время мутация – важнейший двигатель эволюции, поскольку в ходе естественного отбора свой род продолжают лишь носители полезных изменений, которые обеспечивают им конкурентное преимущество.
Модификации и их характеристики
Изменения фенотипа возникают по различным причинам, а степень их проявления зависит от интенсивности воздействия факторов окружающей среды.
Классифицировать виды модификационной изменчивости можно следующим образом:
- Возрастные – изменения происходят в результате жизненного цикла организма. Особенно ярко проявляются у организмов, которые в ходе развития претерпевают метаморфозы – земноводные проводят часть жизни в виде головастиков, насекомые – в виде личинок, и лишь затем они принимают облик взрослой особи.
- Сезонные изменения тесно связаны с изменениями температурного режима. Так, к примеру, зимой у некоторых животных изменяется цвет шерсти – это пигменты волос реагируют на холод.
- Экологические – возникают в ответ на изменившиеся условия окружающей среды. Модификации этого вида могут сохраняться на протяжении всей жизни организма, если продолжится воздействие факторов, вызвавших изменение фенотипа.
Стоит отметить: подобное деление достаточно условно, поскольку фенотип нередко формируется как совокупность всех изменений.
Медицинское значение фенотипической изменчивости
Как и все живое, человек подвержен модификационным изменениям. Знание закономерностей этого процесса и пределов нормы реакции важно для медицины, чья деятельность направлена на обеспечение здорового развития человеческого организма.
Анализ вариационных рядов и кривых позволяет охарактеризовать нормальное состояние здоровья, а также выявить значения, при которых происходит отклонение от нормы.
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.
Особенности
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.
Основные характеристики:
- соответствует генотипу, его возможностям;
- сохраняется только в процессе онтогенеза, т.к. не затрагивает гены;
- зависит от факторов среды;
- носит групповой характер;
- может быть обратимой и необратимой в течение жизни;
- затрагивает качественные и количественные свойства организма.
Качественные черты определяются генами и меньше подвержены внешним факторам. К ним относятся цвет и разрез глаз, группа крови, структура волос (волнистые или прямые), гладкость семян. Количественные черты зависят от внешних условий и определяются измерением (рост, вес, длина шерсти).
Причины
Основная причина модификационной изменчивости – непостоянные условия окружающей среды. На изменение внешних и внутренних признаков могут влиять:
- температура;
- давление;
- содержание кислорода в атмосфере;
- питание;
- ультрафиолет;
- химический состав почвы, воды, воздуха;
- степень освещённости;
- влажность;
- ветреность;
- структура почвы.
Наглядные примеры модификационной изменчивости:
ТОП-4 статьикоторые читают вместе с этой
- Эксперимент с гималайским кроликом. Кролика с выстриженной на спине белой шерстью помещали в холодные условия. Взамен вырастала чёрная шерсть. При изменении холода на тепло спина обрастала белой шерстью. Это объясняется тем, что тёмный пигмент при высокой температуре разрушается.
- Эксперимент с одуванчиком. Ботаник Гастон Боннье разделил корни одного одуванчика и поместил в разные условия. Одно растение росло на равнине, второе – в горах. На равнине вырос высокий одуванчик с широкими листьями, поверхностной коневой системой. «Горный» приземистый одуванчик имел хорошо развитые корни.
- Изменение яйценоскости кур. Активность птиц зависит от света. С увеличением светового дня яйценоскость повышается.
Рис. 1. Примеры модификационной изменчивости.
Виды
В таблице приведена классификация адаптивной модификации.
| Классификация | Виды | Особенности | Пример |
| По изменению организма | Морфологические | Меняются внешние признаки | Форма листьев стрелолиста меняется в зависимости от условий выращивания |
| Физиологические | Изменяются биохимические реакции организма | Бактерии при присутствии лактозы и отсутствии глюкозы начинают вырабатывать ферменты, расщепляющие лактозу. При появлении глюкозы выработка специфичных ферментов прекращается | |
| По значению | Морфоз | Резкое изменение фенотипа как ответ на стрессовую ситуацию | После облучения семян вырастают растения со сморщенными листьями, неравномерной окраской |
| Адаптация | Приспособленность к изменчивым условиям среды | Повышение эритроцитов в крови при проживании в горах | |
| По периодичности | Сезонные (обратимые) | Проявляются в определённое время жизни | Смена шубки зайцем |
| Возрастные | Проявляются с возрастом | Седина волос | |
| По длительности | Кратковременные | Ограничены онтогенезом | Увеличение мускулатуры |
| Длительные | Могут закрепляться на протяжении нескольких поколений | Устойчивость к мышьяку у поколений инфузории туфельки |
Рис. 2. Смена шубки зайцем.
Модификации имеют пределы, ограниченные генотипом. Например, житель северных краёв никогда не сможет загореть до состояния африканца. Такие ограничения, передающиеся по наследству, называются нормой реакции.
Закономерности
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.
Рис. 3. Пример вариационной кривой.
С помощью изменчивости организм быстрее адаптируется к условиям окружающей среды. Кроме того, понятие о том, какое практическое значение имеет модификационная изменчивость в жизни организма, помогает прогнозировать и максимально использовать возможности особи (в селекции – повышение урожайности, для человека – раскрытие потенциала ребёнка).
Что мы узнали?
Из урока 11 класса узнали о закономерностях модификационной изменчивости и её значении в жизни организма. Причиной модификаций являются условия внешней среды. Под влиянием температуры, света, влажности меняются количественные черты организма (рост, мышечная масса, вес). Изменчивость ограничена генотипом и имеет норму реакций. Все приобретённые в течение жизни модификации не передаются по наследству.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда – пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.2. Всего получено оценок: 357.
Модификационная изменчивость является ненаследственной и потому ещё называется фенотипической. Она производит внешние различия в пределах вида. Модификационные изменения, хотя и не фиксируются в генах, определяются ими и имеют границы, обусловленные генотипом.
Модификации
В биологии модификациями называют фенотипические различия между организмами, имеющими одинаковый генотип.
Рис. 1. Модификации у растений
Такие различия вызываются факторами среды, которыми могут быть:
- плодородие почвы;
- климатические условия;
- кормление для животных;
- освещённость для растений и другое.
Модификации возникают как адаптивные реакции и в большинстве случаев являются полезными приспособлениями.
Модификациями называют самые разные изменения.
ТОП-2 статьикоторые читают вместе с этой
Примеры модификационной изменчивости:
- смена окраса у зайца-беляка (сезонные модификации);
- образование рогов у взрослых копытных (возрастные модификации);
- увеличение массы тела при усиленном кормлении;
- увеличение объёма мышц при тренировке;
- потемнение кожи человека на солнце и многое другое.
Для каждого вида можно создать вариационный ряд, который показывает все возможные модификации.
Рис. 2. Вариационный ряд
Морфозы
Если организмы подвергаются влиянию вредных факторов высокой интенсивности, то у них могут возникнуть резко изменённые признаки, не имеющие приспособительного характера. Такие изменения называются морфозами.
Внешне морфозы бывают схожи с мутациями и в таких случаях называются фенокопиями, т. к. «копируют» проявление наследственных изменений.
Рис. 3. Фенокопии
Морфозы являются уродствами. В отличие от мутаций они не закреплены в генотипе.
Влияние генотипа
Хотя модификации возникают под воздействием условий среды, они обусловлены конкретным генотипом.
Например, у людей, проживающих в высокогорных районах количество эритроцитов почти на треть больше, чем у жителей равнин. Но способность к повышенной выработке эритроцитов определена генотипом человека, т. е. модификации имеют наследственную основу.
Организм наследует не признак, а способность формировать определённый фенотип. Поэтому различия между особями определяются и средовыми, и генетическими факторами.
Амплитуда, в пределах которой может варьировать признак, называется нормой реакции. Вне нормы реакции находится морфоз.
Свойства
Данный вид изменчивости имеет групповой характер и иногда также называется групповой изменчивостью, т. к. модификация возникает у всех особей вида, помещённых в одинаковые условия.
Если сосуд с эвгленами поставить в тёмное место, то все они теряют зелёную окраску. Если вернуть эвглен на свет, то окраска вернётся также ко всем. Это свидетельствует и об обратимости модификаций.
Но у человека усиленное питание вызовет рост массы тела не у каждого, а у тех, кто к этому предрасположен генетически.
В одном эксперименте исследователь на протяжении 22 поколений мышей удалял им хвосты и скрещивал между собой. Из 1592 обследованных животных ни одно не дало потомства, где бы искусственная модификация закрепилась.
Значение
Образование модификационных изменений имеет приспособительное значение в жизни организма.
Например, кожа, темнея при загаре, ограничивает проникновение ультрафиолетовых лучей внутрь тела, что позволяет дольше находиться на солнце без отрицательных последствий.
В сельском хозяйстве, зная норму реакции для каждой породы, можно добиваться оптимальных показателей продуктивности.
Что мы узнали?
Изучая в 11 классе изменчивость организмов, мы дали характеристику её модификационной разновидности. Модификационная изменчивость – это свойство образовывать варианты признаков в пределах нормы реакции. Её особенности: обратимость и групповой характер. Причинами модификаций являются факторы среды. Модификация не наследуется.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда – пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.6. Всего получено оценок: 310.