Роль генетики и окружающей среды в изменчивости признаков - Влияние наследственности и окружающей среды на индивидуальное развитие организма
Большую роль в формировании признаков организмов играет среда его обитания. Каждый организм развивается и обитает в определенной среде, испытывая на себе действие ее факторов, способных изменять морфологические и физиологические свойства организмов, т. е. их фенотип. Изменчивость организмов, возникающая под влиянием факторов внешней среды и не затрагивающая генотипа, называется модификационной.
Модификационная изменчивость называется фенотипической, так как под влияние внешней среды происходит изменение фенотипа, генотип остается неизменным. Классическим примером изменчивости признаков под действием факторов внешней среды является разнолистность у стрелолиста: погруженные в воду листья имеют лентовидную форму, листья, плавающие на поверхности воды, - округлую, а находящиеся в воздушной среде, - стреловидные. Если же все растение оказывается полностью погруженным в воду, его листья только лентовидные. Под действием ультрафиолетовых лучей у людей (если они не альбиносы) возникает загар в результате накопления в коже меланина, причем у разных людей интенсивность окраски кожи различна. Если же человек лишен действия ультрафиолетовых лучей, изменение окраски кожи у него не происходит.
Модификационная изменчивость носит групповой характер, то есть все особи одного вида, помещенные в одинаковые условия, приобретают сходные признаки. Например, если сосуд с эвгленами зелеными поместить в темноту, то все они утратят зеленую окраску, если же вновь выставить на свет - все опять станут зелеными.
Модификационная изменчивость является определенной, то есть всегда соответствует факторам, которые ее вызывают. Так, ультрафиолетовые лучи изменяют окраску кожи человека (так как усиливается синтез пигмента), но не изменяют пропорций тела, а усиленные физические нагрузки влияют на степень развития мышц, а не на цвет кожи.
Однако не следует забывать, что развитие любого признака определяется, прежде всего, генотипом. Вместе с тем, гены определяют возможность развития признака, а его появление и степень выраженности во многом определяется условиями среды. Так, зеленая окраска растений зависит не только от генов, контролирующих синтез хлорофилла, но и от наличия света. При отсутствии света хлорофилл не синтезируется.
Несмотря на то, что под влиянием условий внешней среды признаки могут изменяться, эта изменчивость не беспредельна. Даже в случае нормального развития признака степень его выраженности различна. Так, на поле пшеницы можно обнаружить растения с крупными колосьями (20 см и более) и очень мелкими (3-4 см). Это объясняется тем, что генотип определяет определенные границы, в пределах которых может происходить изменение признака. Степень варьирования признака, или пределы модификационной изменчивости, называют нормой реакции. Как правило, количественные признаки (урожайность, размер листьев, удойность коров, яйценоскость кур) имеют более широкую норму реакции, нежели качественные признаки (цвет шерсти, жирность молока, строение цветка, группа крови).
Окружающая среда генотипа сформированного организма, например, человека, включает цепь управляющих факторов: факторы внешней среды (свет, тепло, другие природные явления, социальное окружение, трудовая деятельность, образование и т. п.), общий ритм и режим жизни, качество питания, активность нервной системы, гормональные регуляторы клеток, внутриклеточные мессенджеры и модуляторы активности генов. В этом же ряду стоят все окружающие нас живые организмы, в том числе паразиты, микробы, вирусы. В результате клетки и сами организмы могут иметь разную скорость размножения и роста, разную продолжительность жизни, разную интенсивность синтеза белков и, следовательно, разное проявление всех жизненных функций. Например, даже у однояйцовых близнецов, с абсолютно одинаковым генотипом, со временем выявляются фенотипические различия (рост, мышечная сила, структура кожи, трудовые навыки и др.), если они выросли в разных условиях, допустим - в городе и деревне.
Из сказанного следуют важные определения:
Фенотип - это совокупность всех признаков и свойств организма, формирующихся в процессе взаимодействия его генотипа (генетической структуры) и внешней среды;
В фенотипе никогда не реализуются все генетические возможности;
В конкретных условиях развивается конкретный фенотип.
Таким образом, в развитии фенотипа, то есть конкретного организма со всеми его индивидуальными свойствами, имеет место единство генетического и эпигенетического начал, проявляющих себя на разных уровнях организации жизни - молекулярно-генетическом, клеточном, организменном.
Наследственность складывается из совокупности всех генов, которые передаются организму обоими родителями. Организм и его гены на протяжении всей жизни взаимодействуют с окружающей средой. Окружающая среда представляет собой очень широкое понятие, включающее в себя все: от внутриклеточной и межклеточной среды внутри самого организма до масштабных внешних влияний, с которыми он сталкивается от своего зачатия до самой смерти. Индивидуальная окружающая среда включает в себя все стимулы, на которые организм реагирует. Из этого следует, что окружающая среда у двух организмов всегда будет разной, даже если поместить их в одни и те же условия. Наследственность определяет то, каким может стать организм, но развивается он под одновременным влиянием обоих факторов и наследственности, и среды. Все признаки и свойства любого организма являются результатом взаимодействия его генотипа и среды.
Похожие статьи
-
Влияние внешней среды происходит через совокупность внутренних условий, относящихся к его индивидуальным особенностям. Из среды ребенок черпает для...
-
Наследственность, как фактор оказывающий влияние на развитие организма Наследственность -- свойство живого организма хранить генетическую информацию и...
-
Тема влияния наследственности и окружающей среды на развитие организма актуальна, так как представить современный и будущий мир без изучения этой науки...
-
Понятие биосферы Сегодня во весь рост поднимается перед людьми одна из сложнейших проблем, касающаяся каждого из нас. Это - проблема сохранения жизни на...
-
В конце Х1Х в. великий русский естествоиспытатель В. В. Докучаев своими исследованиями чернозема и других почв Русской долины и Кавказа установил, что...
-
Земля - уникальная планета, она находится на единственно возможном расстоянии от Солнца, которое определяет такую температуру поверхности Земли, при...
-
Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической части. Абиотическая часть...
-
Заключение - Наследственность и окружающая среда как факторы индивидуального развития организма
Систематически применяемая физкультура и спорт -- это молодость, которая не зависит от паспортного возраста, это -- старость без болезней, которую...
-
Функциональная единица наследственности, его свойства - Этические принципы научных исследований
Ген - это элементарный материальный наследственный фактор, определяющий строение белковой полипептидной цепи. Это участок ДНК, кодирующий развитие...
-
Характеристика модификационной изменчивости - Формы изменчивости живых организмов
-обратимость -- изменения исчезают при смене специфических условий окружающей среды, спровоцировавших их -групповой характер -изменения в фенотипе не...
-
Литература - Наследственность и окружающая среда как факторы индивидуального развития организма
1. Анатомия и физиология человека: учебник для 9 кл. шк. с углубл. изучением биологии / М. Р. Сапин, З. Г. Брыксина - М.: Просвещение, 1998. - 256 с.,...
-
Митоз - Наследственность и окружающая среда как факторы индивидуального развития организма
Митоз -- это основной тип деления соматических эукариотических клеток. Процесс деления включает в себя несколько последовательных фаз и представляет...
-
Введение - Наследственность и окружающая среда как факторы индивидуального развития организма
Последние 30 лет ознаменовались бурным развитием биологических исследований и широким внедрением их результатов в спорте. Учеными из разных стран были...
-
Изменчивость с точки зрения Ламарка и Дарвина - Чарльз Дарвин о формах и причинах изменчивости
Первая попытка построить целостную концепцию развития органического мира была предпринята французским естествоиспытателем Ж. Б. Ламарком. В своем труде...
-
Модификационная (фенотипическая) изменчивость -- изменения в организме, связанные с изменением фенотипа вследствие влияния окружающей среды и носящие, в...
-
С позиции самоорганизации в развитии открытых неравновесных систем выделяется плавный (эволюционный) этап, на протяжении которого не происходит серьезных...
-
Генетика человека имеет свои специфические методы исследования, отличающиеся от методов общей генетики. В зависимости от целей исследования были...
-
Жизненный цикл клетки Жизненный цикл-- это время существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления...
-
Механизм модификационной изменчивости - Формы изменчивости живых организмов
Модификационная изменчивость -- это результат не изменений генотипа, а его реакции на условия окружающей среды. При модификационной изменчивости...
-
Понятие о генах, аллелях. Аллелизм. Множественный аллелизм Ген - функциональная единица наследственного материала. Ген (от греч. genos -- род,...
-
Половые железы у млекопитающих реагируют на действие радиации однотипно. Основное видовое отличие - величина повреждающей дозы, которая тесно связана с...
-
Концепции изменчивости Земли - Концепция Большого взрыва
В преодолении идей креацианизма и телеологии важную роль сыграла концепция ограниченной изменчивости видов в пределах относительно узких подразделений...
-
Живые организмы как среда жизни - Основные среды жизни
В течение всей жизни или части жизненного цикла многие виды гетеротрофных организмов обитают в других живых организмах, тела которых служат для них...
-
Экологические факторы, ограничивающие развитие организма. Законы минимума Ю. Либиха и толерантности В. Шелфорда В середине XIX в. немецкий...
-
Звуки преследуют нас всегда, и спастись от них невозможно, потому что матушка-природа об этом, увы, не позаботилась. Кстати, приятные звуки человеческому...
-
Первой группе интактных животных Цп вводили внутрибрюшинно однократно в дозе 30 мг/кг. 30 мг/кг - доза, составляющая 75% от физиологической концентрации...
-
Введение - Абиотические факторы среды. Свет
Абиотические факторы среды (факторы неживой природы) - это комплекс условий внешней среды, оказывающих прямое или косвенное влияние на растения....
-
Условия внешней среды оказывают огромное влияние на развитие растений, на их внешний облик и долговечность. Основные экологические факторы в городах...
-
Вывод - Чарльз Дарвин о формах и причинах изменчивости
Каждый из рассмотренных разделов раскрывает сущность понятий как: изменчивость, ее причины и классификации, модификационная изменчивость. Как уже...
-
О причинах изменчивости по Ч. Дарвину говорить трудно. Да он и не пытался строго выделить эти причины. Как пишет Н. Я. Данилевский Дарвин "вообще ни по...
-
Математика и окружающая среда - Методология научного исследования в естествознании
Повсюду нас окружают движение, переменные величины и их взаимо-связи. Различные виды движения и их закономерности составляют основной объект изучения...
-
Ген. Взаимосвязь между геном и признаком - Биосинтез белков. Ген и его роль в синтезе белков
Долгое время ген рассматривали как минимальную часть наследственного материала (генома), обеспечивающую развитие определенного признака у организмов...
-
Сущность живого, его основные признаки - Развитие понятия "жизнь"
Понятие жизнь совпадает с предметом биологии как целостной научной системы (био-логия - наука о живом). Многие ученые склоняются к мысли о том, что...
-
Наследование голандрического признака - Генетика человека
Таблица 1.Типы наследования некоторых признаков у человека Аутосомный Х-сцепленный Голандрический Рецессивный Доминантный Рецессивный Доминантный Голубые...
-
Особенности организма вшей (отр. Siphunculata) По образу жизни и по характеру питания на теплокровном хозяине вши очень сильно напоминают клещей. На всех...
-
Каждый живой организм, несмотря на многообразие своих форм и приспособлений к условиям внешней среды, в своем развитии подчинен строго определенным...
-
В соответствии с задачами, которые ставятся перед анатомией, она подразделяется на следующие виды (направления анатомии): 1) Системная анатомия изучает...
-
1) Идеалистический этап был характерен для эпохи Древнего Мира и связан с именами древнегреческих философов Платона (427-347 до н. э.) и Аристотеля...
-
Основные источники загрязнения окружающей среды - Антропогенные воздействия на природу
При абстрактном подходе все проблемы окружающей среды можно свести к человеку, сказать, что любое отрицательное воздействие на окружающую среду исходит...
-
Человеческий организм представляет собой единое целое, в котором все отдельные системы и органы развиваются и функционируют во взаимной зависимости и...
Роль генетики и окружающей среды в изменчивости признаков - Влияние наследственности и окружающей среды на индивидуальное развитие организма