Модификационная изменчивость

Введение в фенотипическую изменчивость

Организм постоянно взаимодействует с окружающей средой. Изменение температуры, уровня инсоляции, питания или давления заставляет клетки и ткани подстраиваться под новые реалии.

Главная особенность такой подстройки заключается в том, что она проявляется исключительно у конкретной особи (или группы особей), оказавшейся в данных условиях. При этом базовая «инструкция» организма — его генотип — остается абсолютно нетронутой. Именно поэтому приобретенные таким образом признаки не могут быть переданы следующему поколению.

Основные свойства модификаций

Модификационная изменчивость обладает рядом характерных черт, которые отличают ее от мутаций.

• Массовый характер. Если один и тот же внешний фактор воздействует на популяцию, изменения затронут абсолютное большинство особей. Классический пример: воздействие ультрафиолетового облучения вызывает усиленную пигментацию кожи (загар) практически у всех людей.
• Адекватность изменений. Выраженность признака напрямую зависит от того, насколько интенсивно действует фактор среды. Чем дольше человек находится под открытым солнцем, тем активнее вырабатывается пигмент и тем темнее становится кожа.
• Кратковременность (обратимость). В большинстве случаев модификация исчезает, как только прекращается воздействие вызвавшего ее фактора. Тот же загар постепенно сходит на нет в зимние месяцы. Это свойство крайне важно учитывать в сельском хозяйстве: например, удои и жирность молока у коров напрямую зависят от качества ухода и питания, и при ухудшении условий показатели быстро падают.
• Адаптивность. Модификации — это эволюционно закрепленные реакции. При неизменном генотипе они помогают организму приспособиться к меняющейся среде. Большинство таких изменений имеет четкое приспособительное значение, повышая шансы на выживание.
• Ограниченность. Фенотипические изменения не могут быть бесконечными. Пределы этой изменчивости жестко лимитированы так называемой нормой реакции.

Норма реакции: генетические границы

Норма реакции — это обусловленная генотипом способность организма варьировать степень выраженности того или иного признака в определенных, строго заданных пределах в зависимости от внешних условий.

Важнейший принцип генетики гласит: организм наследует от родителей не сам готовый признак, а именно норму реакции, то есть способность специфически реагировать на среду. Например, само наличие веснушек предопределено генотипом человека, однако то, насколько ярко они будут выражены и в каком количестве появятся, зависит от уровня инсоляции (количества солнечного света).

По ширине нормы реакции все признаки делятся на две большие группы:

1. Пластичные признаки. Отличаются очень широкой нормой реакции. Степень их выраженности крайне нестабильна и сильно зависит от окружающей среды. Яркий пример адаптации: количество эритроцитов в 1 мм³ крови у человека может увеличиться почти в два раза, если он окажется в горах на высоте около 4 тысяч метров. Организм компенсирует нехватку кислорода, меняя пластичный признак.
2. Непластичные признаки. Обладают узкой нормой реакции. Они практически не поддаются влиянию внешней среды и остаются стабильными на протяжении всей жизни. К таким признакам относятся группа крови или цвет радужной оболочки глаза.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Молекулярные механизмы формирования нормы реакции
• Значение модификационной изменчивости в сельском хозяйстве и селекции
• Сравнение модификационной и мутационной изменчивости
• Эволюционная роль фенотипической пластичности
• Методы статистического анализа пластичных признаков

Другие темы раздела «Изменчивость и её формы»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.