§ 49. Закономерности изменчивости

Вопрос 1. Какими основными свойствами обладают живые организмы?

Обмен веществ и энергии, движение, рост и развитие, наследственность и изменчивость, размножение, раздражимость, саморегуляция, дискретность и целостность, энергозависимость.

Вопрос 2. Что такое изменчивость?

Изменчивость — возникновение различий между особями вида.

Вопрос 3. Что такое вегетативное размножение?

Вегетативное размножение — образование новой особи из вегетативных органов родительской особи; один из способов бесполого размножения.

Вопрос 4. Что называют изменчивостью? Какие виды изменчивости вам известны? Что лежит в основе классификации этого свойства?

Изменчивость — возникновение различий между особями вида.

Различают 2 вида изменчивости: генотипическую (наследственную) и модификационную (ненаследственную). В основе классификации этого свойства лежит способ приобретения организмом изменчивости.

Вопрос 5. Составьте сравнительную таблицу генотипической и фенотипической изменчивости.

Вопрос 6. Приведите примеры признаков с широкой и узкой нормой реакции.

Признаки с широкой нормой реакции: молочность коров; вес быков; развитие мускулатуры у человека; высота, кустистость, форма, количество клубней картофеля; размены листьев растений; количество жира в организме; частота шерсти, волос; урожайность у растений; рост; вес; количество лейкоцитов; интеллект…

Признаки с узкой нормой реакции: окраска шерсти у животных, размеры сердца и головного мозга, форма и размеры цветка; пол; группа крови; цвет шерсти, глаз; окраска кроликов; жирность молока…

Вопрос 7. Может ли модификационная изменчивость лежать в основе эволюционного процесса?

Эволюция не может быть основана на модификационной изменчивости, потому что модификация не представляет собой ничего нового. Модификации, которые выработанные уже в процессе эволюции, это нормы реакции организма на определенные факторы среды. Однако, модификации имеют важное адаптивное значение. Модификации охраняют организм стрессовых факторов внешней среды, они создают буфер. Этот буфер противостоит отбору определяемым между средой. Благодаря фенотипической пластичности (модификации) популяция может выжить в среде, изменившиеся неблагоприятным образом. Элиминирующие действие среды как бы задерживается. Эта задержка дает популяции возможность для создания новых адаптивных признаков. В результате мутационного процесса, потока генов, рекомбинации, популяция может новые генотипы, которые будут соответствовать изменившиеся неблагоприятной среде. Эта связь между модификациями и развитие новых адаптивных признаков называется эффектом Болдуина.

Вопрос 8. Какие признаки подвергаются модификациям чаще?

На некоторые свойства организмов внешние условия среды не оказывают влияния (группа крови, цвет радужки глаз). На другие же свойства организма (рост, вес) внешние условия оказывают влияние. Например хорошее, калорийное питание приводит к увеличению веса организма.

Вопрос 9. Перечислите возможные причины мутаций.

Действие даже небольших доз ионизирующего излучения.

Химические мутагены (искусственно полученные токсины (в том числе и те, которые используются как средства борьбы с вредителями сельского хозяйства), а также некоторые вещества естественного происхождения: табак).

Физические мутагены (различные изменения физических параметров окружающей среды, например, температуры или солёности. Здесь уместно говорить о влиянии.

Внутренние факторы (внутриклеточные мутагены).(Ошибки белков, осуществляющих репликацию, транскрипцию или ремонт этой молекулы.

Вопрос 10. Прочитайте текст «Чем грозит всего одна сигарета?» из рубрики «Шаги к медицине» и, используя полученную информацию, ответьте на вопрос: какие вещества, содержащиеся в сигарете, наносят вред непосредственно курильщику, какие — его потомкам, а какие — и ему, и его потомкам? Ответ представьте в виде таблицы.

Вопрос 11. Подумайте, каким из способов, применяющихся ныне молекулярными генетиками, можно было бы полностью вылечить вызываемое мутацией заболевание, описание которого приводится ниже (муковисцидоз).

Методы молекулярной генетики на сегодняшний день позволяют идентифицировать мутации в гене, диагностировать моногенное наследственное заболевание путем определения нуклеотидной последовательности генов и выявления мутантных генов (фенилкетонурия, муковисцидоз).

На сегодняшний день полностью победить эту болезнь невозможно, но при условии постоянного адекватного лечения человек с таким диагнозом может прожить долгую полноценную жизнь. Сейчас практикуются операции по пересадке поврежденных органов.

Ученые из Университета Дьюка в Северной Каролине (США) открыли молекулу, способную ослаблять симптомы муковисцидоза. Об этом сообщает портал Medical Xpress.

Также фармацевтической компанией Америки разработан препарат (результат внедрения нанотехнологий в медицину), предназначенный для исправления генетических дефектов, лежащих в основе муковисцидоза и редких генетических заболеваний.

Вопрос 12. Почему мутации проявляются редко?

Изменение чаще всего наследуется при появлении одинаковых мутаций у обоих родителей. Скрытые мутации имеют все шансы проходить внутри организма в отсутствии всяких последствий на человека, по этой причине они, как правило, никак не выражаются.

Вопрос 13. Почему большинство мутаций — вредные? Могут ли мутации быть полезными? Приведите примеры.

Мутации, которые ухудшают деятельность клетки, часто приводят к её уничтожению. Если защитные механизмы организма не распознали мутацию и клетка прошла деление, то мутантный ген передастся всем потомкам и, чаще всего, приводит к тому, что все эти клетки начинают функционировать иначе. Мутации вызывают нарушение функций организма, снижают его приспособленность и могут привести к смерти особи.

Мутация в половой клетке может привести к изменению свойств всего организма — потомка, а в любой другой клетке организма — к злокачественным или доброкачественным новообразованиям.

Однако в очень редких случаях мутация может привести к появлению у организма новых полезных признаков, и тогда последствия мутации оказываются положительными; в этом случае они являются средством адаптации организма к окружающей среде. Например, увеличенная плотность костей, «золотая» кровь, приспособляемость к высоте, меньшая необходимость во сне, устойчивость к холоду, устойчивость к ВИЧ (генетическая мутация белка CCR5 — его нет).