§ 36. Модификационная изменчивость

1. Какие формы изменчивости выделяют? Что представляет собой модификационная изменчивость?

Выделяют ненаследственную (модификационную) и наследственную (генотипическую) изменчивость.

Модификационная изменчивость – это изменение фенотипа под действием факторов окружающей среды, происходящее без изменения генотипа в пределах нормы реакции.

2. Докажите на примерах, что формирование признаков организмов зависит не только от их генотипа, но и от условий окружающей среды.

В 1895 г. французский ботаник Г. Бонье провел следующий опыт: разделил молодое растение одуванчика на две части и стал выращивать их в разных условиях – на равнине и высоко в горах. Первое растение достигло нормальной высоты, а второе оказалось карликовым. Этот опыт показывает, что на формирование фенотипа (т.е. признаков) оказывает влияние не только генотип, но и условия окружающей среды.

Ещё одним примером, иллюстрирующим влияние внешней среды на проявление признаков, служит изменение окраски шерсти у гималайских кроликов. Обычно при 20°С шерсть у них на всём теле белая, за исключением чёрных ушей, лап, хвоста и мордочки. При 30°С кролики вырастают полностью белыми. Если же у гималайского кролика сбрить шерсть на боку или спине и содержать его при температуре воздуха ниже 2°С, то вместо белой шерсти вырастет чёрная.

3. Что такое норма реакции? От чего зависит норма реакции того или иного признака у конкретной особи? Приведите примеры признаков, имеющих широкую и узкую норму реакции.

Норма реакции – это пределы модификационной изменчивости признака. Одни признаки, например длина листьев, высота растений, масса тела животных, удойность крупного рогатого скота, яйценоскость кур, обладают широкой нормой реакции. Другие, например величина цветков и их форма, окраска семян, цветков и плодов, масть животных, жирность молока – более узкой нормой реакции.

Норма реакции зависит от возраста, пола, фазы развития и различна для разных форм жизнедеятельности и физиологических процессов.

4. Охарактеризуйте основные свойства модификаций, приведите примеры.

Модификации обладают следующими основными свойствами:

1. Обратимость – со сменой внешних условий у особей меняется степень выраженности тех или иных признаков.
2. В большинстве случаев носят адекватный характер, т.е. степень выраженности признака находится в прямой зависимости от интенсивности и продолжительности действия того или иного фактора.
3. Имеют адаптивный (приспособительный) характер. Это означает, что в ответ на изменившиеся условия среды у особи проявляются такие фенотипические изменения, которые способствуют её выживанию.
4. Массовость – один и тот же фактор вызывает примерно одинаковые изменения у особей, сходных генотипически.
5. Модификации не наследуются, т.к. модификационная изменчивость не сопровождается изменением генотипа.

5. Какие статистические методы применяются для анализа изменчивости количественных признаков? Какое практическое значение имеет знание закономерностей модификационной изменчивости признаков живых организмов?

Для характеристики степени изменчивости количественных признаков чаще всего применяют такие статистические методы как построение вариационного ряда и вариационной кривой.

Знание закономерностей модификационной изменчивости признаков живых организмов имеет большое практическое значение, так как позволяет предвидеть и заранее планировать многие показатели. В частности, создание оптимальных условий для реализации генотипа даёт возможность добиться высокой продуктивности животных и урожайности растений.

6. Если примулу, которая в обычных условиях имеет красные цветки, перенести в оранжерею с температурой 30—35 °C и повышенной влажностью, новые цветки на этом растении будут уже белыми. Если это растение вернуть в условия относительно низкой температуры (15—20 °C), оно вновь начинает цвести красными цветками. Чем это можно объяснить?

Это типичный пример модификационной изменчивости. Вероятнее всего, повышение температуры вызывает снижение активности ферментов, обеспечивающих синтез красного пигмента в лепестках, вплоть до их полной инактивации (при 30–35ºС).

7. Как вы думаете, почему на птицефабриках световой день у кур-несушек искусственно продлевают до 20 ч, а у петушков-бройлеров — сокращают до 6 ч в сутки?

Длина светового дня – важный фактор, влияющий на половое поведение птиц. Увеличение продолжительности светового дня активизирует выработку половых гормонов – таким образом кур-несушек стимулируют на увеличение яйценоскости. Короткий световой день вызывает снижение половой активности, поэтому петушки-бройлеры меньше двигаются, не дерутся друг с другом, а все ресурсы организма направляют на увеличение массы тела.