Формы изменчивости: фенотипическая и генотипическая.
Изменчивость – свойство живых организмов приобретать новые признаки или новые сочетания признаков с самого рождения или в течение жизни.
Различают две основные формы изменчивости организмов:
модификационную (фенотипическая).
мутационную (генотипическая).
Модификационной называют изменчивость, которая возникает у организмов при их росте и развитии в разных условиях среды и которая не связана с различиями генотипа. Так, при разном кормлении поросята от одной чистопородной свиноматки будут значительно отличаться друг от друга по живой массе. Растения, выращенные из чистосортных семян пшеницы, неодинаковы по своей продуктивности в зависимости от условий агротехники, климатических факторов, места произрастания и т.д.
В этих и многочисленных аналогичных случаях одинаковые генотипы могут реализоваться в достаточно различных фенотипах. В этой связи в генетике возникло понятие — норма реакции: гены, которые кодируют количественные признаки определяют не конкретное значение признака, а рамки, в которых признак может принимать свои значения. Таким образом, норма реакции фиксирует возможные границы модификационной изменчивости для того или иного признака.
Для разных свойств и признаков границы, определяемые нормой реакции, неодинаковы. К числу признаков, испытывающих значительные модификационные изменения в связи с изменением условий, относятся такие, как семенная продуктивность злаков, величина удоя у крупного рогатого скота, живая масса животных, число, размеры листьев многих растений и т. д. В то же время есть признаки, мало варьирующие при изменении условий. У животных к ним относятся масть, наличие или отсутствие рогов и ряд других; у растений — окраска цветков и плодов, остистость и опущенность колоса и др.
Управление модификационной изменчивостью при помощи агротехнических и зоотехнических мероприятий — важное условие повышения продуктивности сельскохозяйственных растений и животных.
Мутационной называется изменчивость самого генотипа, не связанная со скрещиваниями.
Мутации могут быть трех типов:
хромосомные – изменение размеров и формы хромосом
генные – изменение строения одного гена.
геномные – изменение количества хромосом.
ГЕННЫЕ МУТАЦИИ.
Замена основания.
Мисенс – мутация – возникает новый триплет нуклеотидов, кодирующий другую аминокислоту.
Нонсанс – мутация – возникает новый триплет нуклеотидов, приводящий к возникновению некодирующих триплетов.
Выпадение или вставка нуклеотида.
ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ.
ГЕНОМНЫЕ МУТАЦИИ.
Полиплоидия – увеличения количества хромосом на один или несколько гаплоидных народов.
n 2n 3n 4n 5n 6n 7n 8n
Автоплоидия – увеличение числа набора за счет собственных хромосом.
Аллоплоидия – увеличение числа хромосом за счет хромосом другого вида (при межвидовой гибридизации).
Вид и популяция.
Вид — совокупность особей, сходных по морфофизиологическим свойствам, имеющих общее происхождение, могут свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство.
Виды различаются между собой целым рядом признаков: размером, окраской особей, протекающими у них физиологическими процессами, средой обитания, поведением и др
Виды различаются между собой по критериям — характерным признакам и свойствам:
морфологический критерий — сходство внешнего и внутреннего строения;
генетический критерий — набор хромосом (их число, размеры, форма), характерный для вида;
физиологический критерий — сходство всех процессов жизнедеятельности, прежде всего размножения;
биохимический критерий — сходство белков, обусловленное особенностями ДНК;
географический критерий — определенный ареал, занимаемый видом;
экологический критерий — совокупность факторов внешней среды, в которых существует вид.
Виды часто занимают большой ареал, в пределах которого особи распределены неравномерно, группами — популяциями. Каждая популяция живет в определенных условиях. Благодаря этому вид, состоящий из ряда популяций, занимает большой ареал, несмотря на разнообразие условий в его пределах. Однако любой вид, состоящий как из одной, так и из нескольких популяций, представляет собой единое целое.
Особи разных видов живут в различных условиях, им присущи разные признаки, особенности размножения (разные места и периоды размножения, различия в поведении животных). Например, береза бородавчатая и береза карликовая — два вида одного рода. Эти виды различаются по морфологическим, экологическим и другим признакам. Береза бородавчатая более высокая, растет в лесу и на открытых пространствах, а береза карликовая низкорослая и обитает на моховых болотах. Иногда особи разных видов скрещиваются, но межвидовые гибриды оказываются нежизнеспособными или бесплодными.
Видовые приспособления иногда приводят к гибели отдельных особей, но они полезны виду в целом. Так, некоторые виды птиц часть птенцов выбрасывают из гнезд, когда им становится там тесно. Выброшенные птенцы чаще всего погибают, но при этом выживают оставшиеся птенцы, наиболее крепкие и жизнеспособные. Следовательно, данное приспособление идет на пользу виду в целом.
Вид считается экологической единицей. Самым основным критерием вида является способность скрещиваться и давать плодовитое потомство.
Популяция — это структурная единица вида и эволюционная единица.
Популяция — это совокупность особей одного вида, длительно существующих на определенной территории, свободно скрещивающихся и относительно изолированных от других особей того же вида.
Характеристики популяции:
плотность — число особей\единица площади;
численность;
рождаемость \ смертность;
максимальное сходство признаков у особей.
Территория, занимаемая разными популяциями одного вида, а тем более различных видов, очень колеблется и зависит от степени подвижнос ти особей. Так, одна популяция ящерицы прыткой занимает от 0,1 до нескольких гектаров; полевки водяной — от 1 до нескольких десятков гектаров; северного оленя — более 100 км2. Число особей (или численность) в популяции различна у разных видов, но она не может быть ниже некоторых пределов. Сокращение численности за эти пределы может привести к вымиранию популяции. Численность популяций может резко меняться по сезонам и годам. Известно массовое размножение в некоторые годы леммингов (мелкие грызуны), саранчи, болезнетворных бактерий, божьих коровок. У видов животных и растений с большей продолжительностью жизни и относительно малой плодовитостью численность популяций более устойчивая.
Численность популяций насекомых и мелких растений на открытых пространствах нередко выражается в сотнях тысяч и миллионах особей. В популяциях ящерицы прыткой она колеблется от сотен до нескольких тысяч особей. Полагают, что при численности популяции меньше нескольких сотен особей случайные причины (пожар, наводнение, изменение погоды) могут сократить ее настолько, что рождаемость перестанет покрывать убыль. На протяжении нескольких поколений оставшиеся особи вымрут.
Популяция состоит из разных по полу и возрасту особей. Соотношение половозрелых и неполовозрелых особей в популяциях различно и зависит от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, интенсивности размножения. Соотношение полов, т. е. число мужских и женских особей, в популяции изменяется
Таким образом, популяции представляют собой форму существования вида, обеспечивающую приспособленность его к конкретным условиям среды.