Модификации признаков. Нормы реакции в генетике.

Представления о наследовании благоприобретенных в индивидуальной жизни организма (обычно адаптивных) признаков бытовало среди биологов не одно столетие. Особенно твердо его придерживался крупный французский зоолог конца XVIII -первой половины XIX века и автор оригинальной теории адаптивной эволюции Ж. Б. Ламарк. В догенетический период развития биологии такие представления были чисто умозрительными, не опирались на точные экспериментальные данные. Например, тот же Ламарк утверждал, что современные жирафы обязаны своей длинной шеей тому обстоятельству, что их отдаленные предки, съев траву и объев нижние ветви деревьев, стали тянуться к более высоко расположенным ветвям деревьев и их шеи несколько удлинились.

Поскольку этот признак оказался адаптивным, то его унаследовали ближайшие потомки тех про-жирафов и развили его дальше. Так постепенно сформировались современные длинношеие жирафы. Отметим, что эта гипотеза Ламарка не имела и не имеет ни палеонтологического, ни экспериментального подтверждения.

Развитие научных методов гибридологического и генетического анализа предшественниками Г Менделя, им самим и его последователями сделало возможным различать наследственные признаки, задатки которых передаются при половом размножении в ряду поколений, и ненаследственные признаки, которые могут передавапля только в ряду соматических клеток при вегетативном размножении.

Приведем пример. Кролики так называемой гималайской породы имеют своеобразную пеструю окраску меха: основной фон шерстного покрова - белый; мордочки, кончики ушей и лап, а также хвосты - черные. Размер черных пятен зависит от температуры содержания гималайских кроликов. При обычных «комнатных» температурах зверьки имеют такую окраску, как сказано выше, при повышенных температурах размер черных пятен уменьшается, а при температурах выше 30 °С на всем теле формируется белая шерсть; при пониженных температурах размер черных пятен увеличивается, а при температурах близких к 0 °С — гималайские кролики приобретают чисто черную окраску. Если выщипать белую шерсть, например, на спине у гималайского кролика, и в дальнейшем содержать его при пониженной температуре, то на выщипанном участке отрастет черная шерсть, а при нормальной температуре - белая.

признаки у кроликов
Изменения окраски шерсти у кролика горностаевой породы под влиянием изменений температуры. а - кролик, выращенный при обычной температуре (14-18 X); б - кролик, выращенный с момента рождений при температуре свыше 30 °С; в - кролик, у которого на спине выщипана шерсть и на это место привязан пузырь со льдом; г - тот же кролик после отрастания шерсти на выщипанном месте

Можно пойти дальше: получить потомство от гималайских кроликов с обычной для них и модифицированной окраской и убедиться, что модификация окраски потомству не передается; у потомков формируется (или не формируется) пигментация соответственно температуре их содержания. Таким свойством обладают все кролики гималайской породы, но не обладают кролики других пород белой или черной окраски.

Такая наследственная способность к изменению фенотипа в определенных пределах при изменении условий жизни называется нормой реакции. В нашей стране особенно детально исследовал закономерности реакции разных видов организмов на изменения условий жизни академик И. И. Шмальгаузен. Им и другими авторами было экспериментально установлено, что разным генотипам свойственны свои пределы (узкие или широкие) ненаследственной модификации признаков при изменениях условий жизни в пределах их толерантности.

Модификационная изменчивость присуща всем видам организмов: от самых примитивных до наиболее сложных, включая человека. В зависимости от режима питания человек может полнеть или худеть; в зависимости от интенсивности УФ-об-лучения кожа человека может темнеть или светлеть. Однако, при переходе от переедания к недоеданию человек теряет вес, а при переходе от летнего режима освещения и открытой одежды к зимнему режиму освещения и закрытой зимней одежде пропадает летний загар.

Другой пример - из мира растений. В пресных водоемах умеренной зоны довольно часто встречаются растения стрелолиста. У этого вида растений обычно формируются листья в трех разных средах: нижняя часть листьев развивается под поверхностью воды, средние листья плавают на поверхности воды, а верхние листья растут на воздухе. Так вот, подводные листья имеют лентовидную форму без черешков, плавающие — эллиптическую на умеренной длины черешках, а воздушные — стреловидную на особенно длинных черешках.

При изменении уровня воды можно наблюдать соответствующие изменения формы листьев у всех растений стрелолиста, а не у отдельных их особей, что имеет место при мутационных изменениях. Также в отличие от мутаций действие модификаций прекращается с прекращением действия вызвавшего их фактора и не передается потомкам при половом размножении.

Еще одно отличие модификаций от мутаций — адаптивность большинства модификаций, их приспособленность к вызвавшему их фактору, в то время как один и тот же мутагенный фактор индуцирует широкий спектр редких мутационных изменений, разных у разных особей

Наряду с другими факторами фенотипической изменчивости живых существ, рассмотренными Н.В. Тимофеевым-Ресовским и БЛ. Астауровым, модификации существенно расширяют диапазон вариации проявления генов у всех организмов, включая человека, в том числе расширяют полиморфизм его наследственных болезней.

- Читать далее "Сцепленное наследование. Полное сцепление. Неполное сцепление. Кроссинговер."

Оглавление темы "Генотип и кроссинговер.":
1. Генотип и фенотип. История изучения генотипа и фенотипа.
2. Вариация наследственных признаков. Фенотип и развитие организма.
3. Гетерогенные группы. Генокопии и фенокопии. Неоморфизм. Гипоморфизм. Антиморфизм.
4. Пенетрантностъ признака. Экспрессивность признака.
5. Неустойчивая и условная доминантность в генетике. Множественные аллели признака.
6. Сцепленное наследование. Полное сцепление. Неполное сцепление. Кроссинговер.
7. Расстояние между генами. Двойной кроссинговер. Интерференция генов.
8. Генетические карты. Картирование генов.
9. Сравнение карт. Неравный кроссинговер. Соматический кроссинговер.
10. Частота кроссинговера. Факторы влияющие на кроссинговер.

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: