Роль генотипа и условий внешней среды в формировании фенотипа
Роль генотипа и условий внешней среды в формировании фенотипа
Роль генотипа и условий внешней среды в формировании
фенотипа
Все
многообразие всего живого и его постоянное совершенствование были бы невозможны
без изменчивости. Это связано с тем, что генотип последовательно реализуется в
фенотип в ходе индивидуального развития организма и в определенных условиях
среды обитания, факторы которой (колебания освещенности, температуры,
влажности, условий питания, взаимоотношений с другими организмами и др.) часто
оказывают определяющее значение на проявление и развитие того или иного
признака и свойства. Поэтому организмы, имеющие одинаковые генотипы, могут
заметно отличаться друг от друга по фенотипу. Приведем несколько примеров.
Если
растения примулы, которые в обычных условиях имели красные цветки, перенести в
оранжерею и содержать их там при температуре 30—35°С и высокой влажности, то
через некоторое время все цветки у них оказываются белыми. Если эти же растения
вновь поместить в обычные (комнатные) условия, то распустившиеся цветки будут
красными.
Другим
классическим примером, иллюстрирующим влияние внешней среды на проявление
качественных признаков, служит изменение окраски шерсти у гималайского кролика.
Обычно при 20°С у этого кролика шерсть белая, за исключением черных ушей, лап,
хвоста и мордочки. При 30°С такие 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 черная. Но если сбрить
шерсть на ухе, то в обычных условиях там снова вырастет черная шерсть.
Эти
наблюдения объясняют, почему гималайские кролики рождаются белыми, без участков
черной шерсти: их эмбриональное развитие происходит в условиях высокой
температуры.
Известно,
что все признаки и свойства организма наследственно детерминированы, однако
организмы наследуют не сами признаки и свойства, а лишь возможность их
развития. Для проявления и развития признака необходимы соответствующие условия
внешней среды.
Но
даже в том случае, когда проявление и развитие того или иного признака
происходит, степень его выраженности бывает
разной
в зависимости от условий внешней среды: при одних она усиливается, при других
ослабляется. Пределы этих изменений определены возможностями, заложенными в
генотипе.
Пределы
модификационной изменчивости признака, ограниченные действием генотипа,
называют его норной реакции.
Для
разных признаков и свойств организмов границы, определяемые нормой реакции,
неодинаковы. Наибольшей пластичностью и изменчивостью характеризуются
количественные признаки: семенная продуктивность злаков, величина удоя у
крупного рогатого скота, масса животных, число и размеры листьев и колосков у
растений и т. д. В то же время качественные признаки (масть животных, окраска
семян, цветков и плодов, остистость и опушенность колоса у растений) мало
зависят от условий среды.
Так,
у крупного рогатого скота удой во многом определяется условиями его содержания.
При подборе кормов нужного качества и количества ценная порода скота может дать
5—6 тыс. кг молока в год, а в случае ухудшения условий содержания
продуктивность снижается до 2,5 тыс. кг и даже ниже. Что касается масти
животных, то при самых разных условиях она почти не изменяется.
Подобную
закономерность можно наблюдать и у растений. Например, растения элитного сорта
картофеля, выращенные в условиях высокой культуры агротехники, дают урожай
клубней 500—600 ц/га и более. Ухудшение условий (тяжелые глинистые почвы,
низкая культура земледелия и ухода за растениями) может привести к тому, что
урожайность прекрасного сорта картофеля снизится до 100—150 ц/га и ниже.
Правда, окраска клубней и их форма при этом изменяются в очень малой степени.
Рассмотренные
примеры свидетельствуют о том, что количественные признаки обладают очень широкой
нормой реакции, а качественные — более узкой.
Таким
образом, все признаки и свойства каждого сорта растений и каждой породы
животных могут изменяться только в пределах нормы реакции. Поэтому попытки
добиться высоких урожаев, резко повысить продуктивность сельскохозяйственных
животных только за счет повышения уровня культуры земледелия, улучшения условий
кормления и содержания животных несостоятельны. В первую очередь необходимо
получить новые сорта растений и породы животных улучшенного генотипа, отзывчивые
на хорошие условия возделывания и выращивания.
По
механизму возникновения и характеру изменений признаков различают два типа
изменчивости — наследственную и ненаследственную.
Под
наследственной изменчивостью понимают способность к изменениям самого
генетического материала, а под ненаследственной (модификационной, или
фенотипической) — способность организмов реагировать на условия окружающей
среды и изменяться в пределах нормы реакции, определяемой генотипом.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://biology.asvu.ru
|