Роль генотипа и условий внешней среды в формировании фенотипа. Модификационная изменчивость, её статистические закономерности. Норма реакции.

Генотип – совокупность генов, полученных организмом от родителей (в клетке – это совокупность генов в диплоидном наборе хромосом и генов цитоплазмы).

Фенотип - совокупность внешних и внутренних признаков организма, которые развиваются на основе генотипа в определенных условиях среды.

В молекулах ДНК в виде определённой последовательности нуклеотидов закодирована информация о различных признаках организма. В процессе онтогенеза под действием факторов внешней среды происходит реализация этой информация в определённые признаки, причём одна и та же генетическая информация в разных условиях среды может реализоваться по-разному.Пример: монозиготные близнецы, разлученные на ранних стадиях постэмбрионального развития и выросшие в разных условиях, имели отличие фенотипа.

Подтверждением роли среды в реализации генотипа служит опыт с одуванчиком (1895 г. Бонье), корневую систему которого разрезали на 2 части. Одну часть посадили на равнине (выросло растение с длинным стеблем и большими листьями), другую – в горах (выросло растение с коротким стеблем и мелкими листьями).

Существуют признаки, почти независящие от действия факторов среды и обусловленные только генотипом (группы крови). Другие признаки во многом зависят от условий среды (масса тела, количество молока у КРС, размер стебля и листьев у одуванчика).

Изменчивость - свойство живых организмов приобретать в процессе онтогенеза отличия признаков от родительских форм.

Различают 2 основные формы изменчивости: фенотипическую (ненаследственную) и генотипическую (наследственную).

Фенотипическая (модификационная) изменчивость - изменение фенотипа под действием факторов внешней среды без изменения структуры генотипа (изменяется лишь функциональная активность генов). Ч. Дарвин называл эту форму изменчивости определённой, ненаследственной, групповой.

Модификации – фенотипические различия у генетически тождественных особей, возникающие под воздействием факторов внешней среды.

Фенотипическая изменчивость была открыта французским ботаником Бонье. Корневую систему 120 видов растений он разделял на 2 части, одну часть высаживал в Парижском ботаническом саду, другую - в горах. В разных условиях вырастали растения с разными фенотипами (высокие и низкие). Бонье собрал семена таких растений и высадил в одинаковых условиях - выросли одинаковые растения.

Свойства модификаций:

1. не наследуются, т. к. не изменяется структура генотипа;

2. носят приспособительный (адаптивный) характер;

3. не постоянны (обратимы);

4. определенность (направленность и предсказуемость изменений под действием фактора среды);

5. выраженность признака прямо пропорциональна времени и силе действия фактора среды (адекватность);

6. имеют групповой характер (присущи всем особям вида);

7. не являются материалом для естественного отбора.

Возникновение модификаций связано с тем, что такие факторы среды, как свет, тепло, влага, воздействуют на активность ферментов и изменяют течение биохимических реакций в организме.

Норма реакции - пределы модификационной изменчивости, которые формируются на основе генотипа в разных условиях внешней среды.

Бывает широкая и узкая. Признак, имеющий широкую норму реакции, изменяется в большом диапазоне (количество молока у КРС зависит от содержания и кормления; длина листьев, высота растений, масса тела, яйценоскость кур). Широкая норма реакции способствует выживанию особи в различных условиях среды.

Признак, имеющий узкую норму реакции, мало зависит от внешних условий (жирность молока у КРС; форма и величина цветков; окраска семян, цветков и плодов; масть животных).